KR101266129B1 - 기판의 전기도금장치 - Google Patents

Abstract

전해액이 수용되며 도금처리될 기판이 경유하는 도금조와, 도금조 내의 전해액으로 양극이 통전되며 음극은 기판에 통전되는 전류공급원과, 기판의 어느 일면에 통전되도록 접촉되게 설치되며 전류공급원의 음극에 연결되는 도금롤러를 포함하며, 기판은 적어도 그 양면이 도전성을 가지며, 양면이 서로 통전 될 수 있도록 하는 적어도 하나의 구멍이 형성된 것을 특징으로 하는 기판의 전기도금장치 이를 이용한 기판의 전기도금방법이 개시된다. 개시된 기판의 전기도금장치 및 방법에 의하면, 기판의 일면에만 도금롤러를 접촉시키면서도 양면으로 통전을 시켜서 전기도금을 할 수 있게 되어 기판의 적어도 일면은 완벽한 도금이 이루어지도록 할 수 있어, 도금의 질을 향상시킬 수 있다.

Description

기판의 전기도금장치{AN ELECTROPLATING APPARATUS FOR BOARD}

본 발명은 도금장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전해액과 도금롤러를 이용하여 기판의 외표면에 전기도금하는 기판의 전기도금장치 및 이를 이용한 기판의 전기도금방법에 관한 것이다.

일반적으로 전기도금은 금속의 이온을 함유한 용액에 전극을 넣고 전류를 통하게 하면 음극에서 금속이온이 방전해서 석출되는 전기분해를 응용한 도금법으로, 음극에 놓은 피도금물의 표면에 금속의 얇은 막을 형성한다.

한편, PCB(인쇄회로기판)을 비롯한 FPCB(연성인쇄회로기판)의 외표면에 전기도금을 통해 내식성과 내마모성을 향상시키게 된다.

종래의 기판의 전기도금장치의 전해액 중에서 음극의 역할을 하는 1쌍의 도금롤러의 사이에 기판을 통과시켜 기판의 외표면에 막을 형성하게 된다.

여기서 종래의 1쌍의 도금롤러는 기판의 양쪽면에서 서로 마주보게 구비되며, 기판이 1쌍의 도금롤러의 사이에 직선으로 통과함으로써 각각의 도금롤러의 외주면이 기판의 표면에 선접촉을 하게 된다.

그로 인하여 전류가 완전히 흐르지 않게 되어 통전 상태가 불량하여 기판의 표면에 주름이나 점, 돌기 등이 자주 발생하는 문제점이 있으며, 이는 기판의 품질을 저하시키는 요인이 되었다.

이러한 점을 감안하여 본 출원인은 한국등록특허 제0781384호를 통해서 전해액과 통전되고 기판의 상부면과 접촉하여 도금하는 상부 도금롤러 및, 전해액과 통전되고 기판의 저면과 접촉하여 도금하며, 기판의 진행방향을 따라 상기 상부 도금롤러와 이격되어 구비되고 기판의 저면과 접촉하는 부분이 상부 도금롤러와 기판의 접촉부분과 높이 차를 두고 설치되는 하부 도금롤러 및 기판의 장력을 조절하도록 설치되는 텐션롤러를 포함하는 기판의 전기도금장치를 제공한 바 있다.

상기 등록특허의 경우에는 도금롤러와 기판을 면접촉시킴으로써 통전률을 높여 도금의 품질을 향상시킬 수 있는 효과를 볼 수 있었다.

그런데 종래의 전기도금장치나 상기 등록특허에 개시된 전기도금장치의 경우, 기판의 상부 및 하부면 각각에 별도로 통전을 위한 도금롤러들을 설치해야 하므로, 부품 수가 많아지고 구조가 복잡해지며, 장치의 사이즈가 커지는 문제점이 있었다.

또한, 기판의 양면 각각에 도금롤러가 모두 접촉되도록 하여 도금을 하게 되면, 도금롤러와 기판과의 기계적인 접촉으로 인해 발생되는 접촉저항으로 인하여 정교한 도금작업이 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 창안된 것으로서, 부품 수를 줄이고 구조가 간단해짐은 물론, 그로 인하여 도금의 질을 향상시킬 수 있도록 개선된 기판의 전기도금장치 및 이를 이용한 기판의 전기도금방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전기도금장치는, 전해액이 수용되며 도금처리될 기판이 경유하는 도금조와; 상기 도금조 내의 전해액으로 양극이 통전되며, 음극은 상기 기판에 통전되는 전류공급원과; 상기 기판의 어느 일면에 통전되도록 접촉되게 설치되며, 상기 전류공급원의 음극에 연결되는 도금롤러;를 포함하며, 상기 기판은 적어도 그 양면이 도전성을 가지며, 상기 양면이 서로 통전 될 수 있도록 하는 적어도 하나의 구멍이 형성된 것을 특징으로 한다.

이러한 구성에 의하면, 기판의 어느 한쪽 면에만 도금롤러를 접촉되게 설치하여 도금처리를 할 수 있게 되어 장치가 간소화되고 기판의 접촉 및 마찰로 인한 손상을 최소화할 수 있다.

여기서, 상기 기판을 사이에 두고 상기 도금롤러의 반대편에서 상기 기판을 상기 도금롤러 쪽으로 탄성지지하도록 설치되며, 상기 도금롤러와는 이격되게 설치되는 텐션유닛을 더 포함하는 것이 바람직하다.

이러한 텐션유닛을 이용하여 도금롤러와 기판과의 면접촉이 이루어지도록 하여 접촉불량을 방지하고 전류의 흐름을 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 상기 기판은 도전체로 형성될 수 있으며, 이 경우 기판에 형성된 구멍을 통해 양면이 통전되므로 기판의 어느 한쪽에만 도금롤러를 접촉하여 도금공정을 수행할 수 있게 된다.

또한, 상기 기판은, 비전도성 재질로 형성되며, 상기 구멍을 가지는 기판몸체와; 상기 기판몸체의 표면을 도포하도록 형성되며, 도전성재질로 형성되는 도전층;을 포함하며,

상기 도전층은, 상기 기판몸체의 표면에 무전해 동도금되어 부착된 무전해 화학동을 포함하는 것이 좋다.

이러한 구성에 의하면, 비전도성 기판을 이용하더라도 그 표면에 무전해 화학동을 부착시켜 기판의 양면이 통전되도록 함으로써, 기판의 어느 한쪽 면에만 도금롤러를 접촉하여 양면 도금이 이루어지도록 하는 것이 가능하게 된다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기판의 전기도금방법은, 양면을 관통하도록 형성된 구멍을 가지며, 상기 구멍을 통해 양면이 통전가능한 기판을 준비하는 단계와; 상기 기판을 도금조의 전해액으로 통과시키는 단계와; 상기 도금조로 양극전류를 통전시키고, 상기 기판의 어느 일면으로 음극전류를 통전시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 음극전류를 통전시키는 단계는, 상기 기판의 일면에 도금롤러를 접촉시키고, 상기 도금롤러로 음극전류를 통전시키는 것이 바람직하다.

또한, 상기 기판을 준비하는 단계는, 비전도성재질의 기판몸체에 양면을 관통하도록 구멍을 형성하는 단계와; 상기 구멍이 형성된 기판의 외표면 전체에 무전해 동도금처리하여 무전해 화학동을 부착시켜, 상기 구멍을 통해 상기 기판몸체의 양면이 통전 가능한 상태로 형성하는 단계;를 포함하는 것이 좋다.

본 발명의 기판 전기도금장치 및 기판 전기도금방법에 따르면, 기판의 어느 일면에만 도금롤러가 접촉되어 전류를 공급하도록 하여 기판의 양면에 도금을 하는 것이 가능하게 된다.

따라서, 종래와는 달리 기판의 양면 각각에 전류를 인가하기 위한 도금롤러를 설치할 필요가 없게 되어 부품 수를 줄일 수 있고, 장치를 간소화시킬 수 있어 장치의 경량화 소형화가 가능하게 된다.

또한, 도금을 위한 기판과 외부 장치와의 기계적인 접촉면적을 최소화할 수 있게 되어, 기계적인 접촉으로 인한 부분적인 도금상태의 불량을 줄일 수 있게 된다. 즉, 기계적인 접촉으로 인해 발생하는 접촉저항에 의해, 기판에 전달되는 인가전류의 균일성이 보장되지 못하여 발생되는 도금의 균일성 저하를 최소화하여 기판의 적어도 일면에는 완벽한 도금상태를 확보할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판의 전기도금장치를 나타내 보인 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 기판을 설명하기 위한 부분 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 기판의 다른 예를 설명하기 위한 부분 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판의 전기도금장치를 나타내 보인 개략적인 구성도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 전기도금장치 및 이를 이용한 기판의 전기도금방법을 자세히 설명하기로 한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전기도금장치는, 전해액이 수용되며 기판(10)이 경유하는 도금조(20)와, 전류공급원(30)과, 도금롤러(40)를 구비한다.

상기 도금조(20)의 내부에는 전해액(E)(electrolyte)이 수용된다. 이러한 도금조(20)는 상기 기판(10)이 통과하여 경유하는 것으로서, 상기 도금롤러(40)를 사이에 두고 복수개가 서로 이격되게 배치될 수 있다.

상기 전류공급원(30)은 직류전류를 도금조(20) 및 상기 기판(10)으로 공급하되, 구체적으로는 기판(10)으로는 음전하로 하전되도록 전류를 공급하고, 도금 전해액(E)으로는 양극으로 하전되도록 전류를 공급한다.

즉, 상기 도금조(20)의 전해액(E)은 전류공급원(30)의 양극으로 하전되고, 상기 기판(10)은 상기 도금롤러(40)를 통해서 전류공급원(30)의 음극에 연결된다. 따라서 전유공급원(30)은 피도금물인 기판(10)이 음전하로 하전되도록 하고, 전해액(E)에 불용성 금속을 양극으로 하여 전해액(E)에 전류를 통전시킨다.

상기 전류공급부(30)로부터 공급되는 직류전류는 양극(anode)와 음극(cathode) 사이를 통과하여 흐르고, 전해액(E)은 용액 속의 도금 금속 이온의 운동에 의해 전류를 전달한다. 기판(10)이 전해액(E)을 통과하면서 도금롤러(40)와 접촉할 때 도금처리된다.

상기 도금롤러(40)는 기판(10)의 양면 즉, 상부면(11)과 하부면(12) 중 어느 한쪽 면과 접촉하도록 설치된다. 본 발명의 실시예에서는 도금롤러(40)는 하부면(12)에 접촉된 것을 예로 들어 설명한다. 이러한 도금롤러(40)는 복수개가 설치되어 일정한 간격으로 설치되어 기판(10)의 한쪽 면에 접촉되게 설치될 수도 있다.

이와 같이 도금롤러(40)를 기판(10)의 한 쪽면 즉, 하부면(12)에만 접촉되도록 설치함으로써, 기판(10)의 상부면(11)에 별도의 도금롤러를 설치하던 종래기술에 비하여 기판(10)에 대한 기계적인 접촉에 의한 접촉저항을 줄일 수 있게 되어, 도금의 질을 높일 수 있게 된다. 특히 기판(10)의 상부면(11)의 기계적인 접촉을 완전히 배제하여 완벽한 도금이 이루어질 수 있도록 할 수 있다.

여기서 상기 기판(10)은 일 실시예로서 도전체로 형성된 것이 바람직하다. 이 경우 도 2에 도시된 바와 같이, 기판(10)의 양면(11,12)을 관통하도록 형성된 하나 이상의 구멍(13)을 통해서 기판(10)의 상부면(11)과 하부면(12)이 서로 전기적으로 통전될 수 있게 된다. 여기서 상기 구멍(13)은 하나 이상 형성되며, 바람직하게는 복수개가 기판(10)의 다양한 부분에 형성되다. 이러한 구멍(13)은 기판(10)에 전자부품 등의 단자핀을 결합하기 위한 단자구멍을 포함할 수 있다. 따라서 구멍(13)을 별도로 형성할 필요 없이 전자부품 등의 설치를 위한 단자구멍을 그대로 사용할 수 있다.

이와 같이 기판(10)이 도전체로 이루어지고, 하나 이상의 구멍(13)을 가지는 구성을 가짐으로써, 기판(10)의 하부면(12)에만 도금롤러(40)가 접촉되도록 설치하더라도 도금롤러(40)를 통해 공급되는 음극전류는 기판(10)의 상부면(11)과 하부면(12) 각각에 모두 통전되어 전달될 수 있게 된다.

따라서 앞서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 기판 전기도금장치에서는 도금롤러(40)를 기판(10)의 일면 즉, 하부면(12)에만 접촉되도록 설치하더라도 기판(10)의 양면(11,12)으로 음극전하를 통전시켜 전기도금이 이루어질 수 있도록 할 수 있게 된다.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이 다른 예의 기판(100)이 적용될 수도 있다. 즉, 상기 기판(100)은 기판몸체(110)와, 기판몸체(110)의 표면을 도포하도록 형성되는 도전층(120)을 구비한다.

상기 기판몸체(110)에는 상부면(111)과 하부면(112)을 관통하도록 구멍(113)이 하나 이상 형성된다. 상기 기판몸체(110)는 비전도성 재질로 형성되며, 상기 구멍(113)은 하나 이상 형성되며, 더욱 바람직하게는 복수 형성된다. 상기 구멍(113)도 앞서 도 2에서 설명한 구멍(13)과 마찬가지로 전자부품의 단자핀을 결합하기 위한 단자홀에 해당될 수 있다.

상기 도전층(120)은 기판몸체(110)의 양면 및 구멍(113)의 내측을 포함하여 외표면 전체를 도포하도록 형성되며, 도전성재질로 형성된다. 구체적으로 도전층(120)은 기판몸체(110)의 표면에 무전해 동도금하여 부착시킨 무전해 화학동을 포함하는 것이 바람직하다. 즉, 비전도성 재질의 기판몸체(110)의 외표면에 전도체인 동(Cu)을 무전해 동도금하여 부착시켜 도전층(120)을 형성시킴으로써, 구멍(113)을 통해 기판(100)의 양면(111,112)이 서로 전기적으로 통전 될 수 있게 된다.

따라서 도금롤러(40)를 기판(100)의 하부면(112)에만 접촉되게 설치하더라도, 상부면(111)이 구멍(113)을 통해 하부면(112)과 통전 가능한 상태이므로, 도금롤러(40)를 통해 전달되는 음극전류는 기판(100)의 하부면(112)과 상부면(111) 모두로 전달될 수 있게 된다.

따라서 기판(100)을 전해액(E)을 통과시키면서, 도금롤러(40)를 통해 음극전류를 기판(100)에 흘려보내면, 기판(100의 상부면(111)과 하부면(112) 각각이 전기도금된다. 이때, 도금롤러(40)와 접촉되지 않은 상부면(111)은 하부면(112) 보다 도금이 더 완벽하게 이루어질 수 있게 된다. 따라서 예를 들어, 기판(100)의 어느 일면 즉, 상부면(111)을 완벽하게 도금 처리해야 하는 경우에는 본 발명의 실시예와 같이 반대편 하부면(112)에만 기계적으로 접촉되도록 한 상태에서 양면(111,112)을 도금처리함으로써 보다 고품질의 도금처리를 한 기판(10,100)을 생산하여 제공할 수 있게 된다.

또한, 도 4를 참조하면 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 전기도금장치는 복수의 도금롤러(40)가 서로 이격되도록 위치되어 기판(10)(100)의 하부면(12,112)에 접촉되게 설치되며, 기판(10,100)의 반대편 즉, 상부면(11,111)에는 텐션유닛(50)이 설치되어 기판(10,100)을 도금롤러(40)가 위치한 하부 방향으로 탄력적으로 가압하여 기판(10,100)에 장력을 제공하는 데 그 특징이 있다.

상기 텐션유닛(50)은 기판(10,100)의 상부면(11,111)에 접촉되는 텐션롤러(51)와, 상기 텐션롤러(51)를 탄력적으로 지지하는 탄성부재(53)를 구비한다. 상기 구성의 텐션유닛(50)은 도금롤러들(40) 사이에 위치하도록 설치되어 기판(10,100)을 도금롤러(40)가 위치한 하부 방향으로 탄력 지지함으로써, 기판(10,100)과 도금롤러(40)와의 접촉이 면접촉이 이루어져, 접촉면적을 넓게 확보할 수 있도록 함으로써, 전기적인 접촉이 안정적으로 이루어지도록 하여 안정적인 도금공정이 이루어질 수 있도록 할 수 있다.

한편, 이 경우에도 기판(10,100)의 상부면(11,111)에는 종래와 같이 도금롤러를 설치할 필요가 없이, 텐션롤러(51) 만 접촉된 상태이므로, 텐션롤러(51)와 도금롤러가 동시에 접촉되는 것보다는 기계적인 접촉저항을 최소화하여 도금이 보다 안정적으로 이루어질 수 있게 된다.

이와 같이 텐션유닛(50)을 통해 기판(10,100)이 도금롤러(40)와 면접촉을 하여 접촉이 균일하고 안정적으로 이루어지도록 함으로써, 기판(10,100)에 주름이나, 점, 돌기 등의 발생을 줄일 수 있고 도금의 품질을 높일 수 있다.

이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범위를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

10,100..기판 110..기판몸체
120..도전층 20..도금조
30..전류공급부 40..도금롤러
50..텐션유닛

Claims (8)

1. 전해액이 수용되며 도금처리될 기판이 경유하는 도금조와;
   상기 도금조 내의 전해액으로 양극이 통전되며, 음극은 상기 기판에 통전되는 전류공급원과;
   상기 기판의 어느 일면에 통전되도록 접촉되게 설치되며, 상기 전류공급원의 음극에 연결되는 도금롤러;를 포함하며,
   상기 기판은 적어도 그 양면이 도전성을 가지며, 상기 양면이 서로 통전 될 수 있도록 하는 적어도 하나의 구멍이 형성되고,
   상기 기판은,
   비전도성 재질로 형성되며, 상기 구멍을 가지는 기판몸체와;
   상기 기판몸체의 표면을 도포하도록 형성되며, 도전성재질로 형성되는 도전층;을 포함하고,
   상기 도전층은,
   상기 기판몸체의 표면에 무전해 동도금되어 부착된 무전해 화학동을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 전기도금장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 기판을 사이에 두고 상기 도금롤러의 반대편에서 상기 기판을 상기 도금롤러 쪽으로 탄성지지하도록 설치되며, 상기 도금롤러와는 이격되게 설치되는 텐션유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 전기도금장치.
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