KR101415680B1 - 전해도금장치용 차폐박스 및 전해도금장치용 전극판 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전해도금장치용 차폐박스 및 전해도금장치용 전극판에 관한 것으로서, 특히 전극판의 수명을 연장시킬 수 있고 도금층을 균일하게 할 수 있는 전해도금장치용 차폐박스 및 전해도금장치용 전극판에 관한 것이다.
본 발명의 전해도금장치용 차폐박스는, 전방이 개방 형성된 케이스와; 상기 케이스에 삽입 배치되는 전극판과; 상기 전극판의 전방에 배치되는 격막부재를 포함하여 이루어지되, 상기 전극판에는 전면에 금속코팅층이 도포되어 있고, 후면에 절연코팅층이 도포되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

전해도금장치용 차폐박스 및 전해도금장치용 전극판 { Shield box and electrode plate for electrolysis plating apparatus }

본 발명은 전해도금장치용 차폐박스 및 전해도금장치용 전극판에 관한 것으로서, 특히 전극판의 수명을 연장시킬 수 있고 도금층을 균일하게 할 수 있는 전해도금장치용 차폐박스 및 전해도금장치용 전극판에 관한 것이다.

인쇄회로기판(Printed Circuit Board; PCB)이란 전자부품 상호 간의 전기배선을 회로설계에 기초하여, 절연기판 위에 도체를 형성하는 프린트 배선판으로 일반적으로 인쇄회로기판은 페놀수지 절연판 또는 에폭시수지 절연판 등의 표면에 배선패턴 따라 필요한 동박 회로를 구성하고 그 위에 IC, 콘덴서, 저항 등의 여러 가지 전기전자부품을 조밀하게 탑재할 수 있게 하는 절연평판이다.

절연판 위에 동박 회로를 형성하기 위해서는 수차례의 전해도금 과정이 반복 적용되어 회로를 구성하게 된다.

이때 도금의 두께가 기판 내에서 균일하게 형성될 것이 요구된다.

도 1은 종래기술에 따라 인쇄 회로 기판을 도금하기 위하여 통용되는 전해 도금조의 단면이 도시되어 있다.

도금조(1) 내에 양극(2:Anode)와 피도금되는 기판(3:Cathode)이 존재하여 두 극간에 전기를 걸어주면 공급된 금속이온이 양극(2:Anode)에서 전기장을 따라 기판(3)으로 이동하고 전자는 전선을 따라 기판(3)으로 이동된다.

이때 금속이온은 기판의 표면에서 전자와 결합하며 금속도금이 이루어진다.

도금의 두께를 균일하게 하기 위해서는 첫째로, 피도금 기판의 표면 근방에서 도금 금속의 이온 농도를 일정 수준 이상의 농도를 유지하는 것이 필요하다.

이 때문에 도금액을 교반하거나 도금액에 소정의 유속을 주어 기판주변에서 항상 도금액을 치환하여 도금액의 농도를 일정하게 유지하는 방법이 이용되고 있다.

둘째로, 전류밀도를 균일하게 유지하는 것이 필요하다.

전류밀도가 높으면 그만큼 도금 속도가 빨라져 도금의 두께가 기판 위치에 따라 다르게 형성되기 때문이다.

그러나, 도금조 내의 전기력선은 기판의 중심부에서는 기판 및 전극의 수직 또는 평행으로 그 밀도가 거의 균일하지만 기판의 주변부에서는 에지효과 등에 의해 전기력선이 집중하는 경향이 있다.

이로 인해 도금의 성장 속도가 기판의 중심부보다 에지부분이 빠르게 되고 그 결과 기판 주변부의 도금 두께가 증대하는 문제가 생긴다.

전류밀도를 균일하게 하기 위해 도 1에 도시된 바와 같이 양극(2)과 기판(3)사이에 기판의 에지 부분을 가려주는 차폐판(5)을 설치하여 기판 외각의 도금을 방해하는 방법이 일반적으로 이용되고 있다.

한편, 기판에 백금, 이리듐 등과 같은 고가의 금속을 도금하고자 할 경우에는, 비용적인 문제로 인해 전극판 전체를 고가의 금속으로 제작할 수 없는 바, 전극판의 전면(前面)에만 별도로 고가의 금속코팅층을 형성하여 사용하고 있고, 후면은 본래 전극판의 재질이 외부로 노출되게 그대로 사용하고 있다.

위와 같이 전극판의 전면 즉 앞면에만 별도의 금속코팅층을 형성하여 사용하기 때문에, 전극판의 전면과 후면은 서로 다른 재질의 금속을 이루게 된다.

따라서, 전극판의 전면과 후면에는 금속재질의 차이에 따른 전위차가 발생하여 화학적 반응에 의해 전극판의 수명을 단축시키게 된다.

그리고, 전극판 양면 전체에 고가의 금속코팅층을 형성하게 되면, 금속재질의 차이에 따른 전위차가 발생하지 않게 되지만, 비용이 많이 소요될 뿐만 아니라 전극판의 후면에서 발생되는 전기력선에 의해 기판에 형성되는 도금층의 두께를 균일하게 제어하기가 더욱 곤란하게 된다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 전극판의 수명을 종래보다 연장시킬 수 있으면서 비용적인면에서도 저렴하며 전기력선의 제어가 용이하여 도금층의 두께를 균일하게 할 수 있는 전해도금장치용 차폐박스 및 전해도금장치용 전극판을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 전해도금장치용 차폐박스는, 전방이 개방 형성된 케이스와; 상기 케이스에 삽입 배치되는 전극판과; 상기 전극판의 전방에 배치되는 격막부재를 포함하여 이루어지되, 상기 전극판에는 전면에 금속코팅층이 도포되어 있고, 후면에 절연코팅층이 도포되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 전극판은 티타늄으로 이루어지고, 상기 금속코팅층은 이리듐 또는 백금이 코팅되어 이루어진다.

상기 절연코팅층은 상기 전극판의 측면까지 도포되어 있다.

상기 케이스에 지지되고, 상기 전극판의 전방에 배치되는 중간차폐부를 포함하여 이루어지되, 상기 전극판은, 넓은면이 상기 케이스의 전방을 향하게 배치되는 제1전극판과; 상기 제1전극판과 동일한 평면상에서 일측이 상기 제1전극판의 일측과 인접하게 이격 배치되는 제2전극판으로 이루어지고, 상기 제1전극판과 제2전극판에는 서로 다른 세기의 전류가 인가되며, 상기 절연코팅층은 상기 제1전극판 후면, 상기 제2전극판 후면 및 상기 제1전극판과 제2전극판의 마주보는 측면에 도포되어 있으며, 상기 중간차폐부는 인접하게 배치되는 상기 제1전극판의 일측과 상기 제2전극판의 일측 사이에 형성된 이격부분의 전방에 배치되고, 상기 제1전극판과 제2전극판이 배치되는 방향으로 그 길이가 가변된다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 전해도금장치용 전극판은, 티타늄으로 이루어지되, 전면에는 이리듐 또는 백금이 코팅되어 금속코팅층을 형성하고, 후면에는 절연코팅층이 형성된 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 전해도금장치용 차폐박스 및 전해도금장치용 전극판에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

전극판의 후면에 절연코팅층을 형성함으로써 전극판의 전면과 후면 사이에서 금속재질에 따른 전위차가 발생하는 것을 차단할 수 있어, 전극판의 수명을 종래보다 연장시킬 수 있다.

또한, 전극판의 전면에만 금속코팅층을 형성하기 때문에 경제적이며, 전극판의 후면에서 전기력선이 발생되지 않는바 전기력선의 제어가 용이하여 도금층의 두께를 균일하게 할 수 있다.

또한, 전극판이 다수개로 분리되어 있는 경우 다수개의 전극판의 이격부분의 전방에 중간차폐부를 배치함으로써, 기판에 전기력선이 중복 적용되지 않도록 하여 기판 전체에 대하여 전류밀도가 일정하게 작용하도록 할 수 있어 기판에 도금층이 균일하게 형성되도록 할 수 있다.

도 1은 종래의 도금장치의 단면도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전해도금장치용 차폐박스의 사시도,
도 3은 도 2에서 상하부차폐부 및 격막부재를 제거한 상태의 사시도,
도 4는 도 3에서 중간차폐부를 제거한 상태의 사시도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전극판의 분해사시도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 전해도금장치용 차폐박스의 분해사시도,
도 7은 도 3의 A-A'선을 취하여 본 단면도,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 전해도금장치용 차폐박스에서 중간차폐부의 길이가 가변되는 상태를 도시한 상태도,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전해도금장치용 차폐박스의 사시도이고, 도 3은 도 2에서 상하부차폐부 및 격막부재를 제거한 상태의 사시도이며, 도 4는 도 3에서 중간차폐부를 제거한 상태의 사시도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전극판의 분해사시도이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 전해도금장치용 차폐박스의 분해사시도이고, 도 7은 도 3의 A-A'선을 취하여 본 단면도이며, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 전해도금장치용 차폐박스에서 중간차폐부의 길이가 가변되는 상태를 도시한 상태도이다.

도 2 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 전해도금장치용 차폐박스는, 케이스(110)와, 전극판(120)과, 중간차폐부(130)와, 지지부재(140)와, 격막부재(150)와, 상부차폐부(160)와, 하부차폐부(170) 등을 포함하여 이루어진다.

상기 케이스(110)는 직육면체 형상으로 형성되고, 전방으로 개방되어 있다.

상기 전극판(120)은 평판형상으로 형성되어 상기 케이스(110)의 내부에 삽입 배치된다.

상기 전극판(120)에는 양극이 연결되어 음극에 연결되는 기판(200)의 표면에 금속이온이 전착되도록 한다.

이러한 상기 전극판(120)은, 넓은면이 상기 케이스(110)의 전방을 향하게 배치되는 제1전극판(121)과, 상기 제1전극판(121)과 동일한 평면상에서 일측이 상기 제1전극판(121)의 일측과 인접하게 이격 배치되는 제2전극판(122)으로 이루어진다.

즉, 상기 제1전극판(121)과 제2전극판(122)은 상호 동일한 평면상에서 약간 상호 이격되어 그 사이에 이격부분을 형성한다.

본 실시예에서 상기 제1전극판(121)과 제2전극판(122)은 상하방향으로 배치되어 이격되어 있지만 경우에 따라 수평방향으로 배치되어 이격될 수도 있다.

또한, 상기 전극판(120)은 2개뿐만 아니라 도면에 도시된 바와 같이 3개 및 그 이상으로 분리되어 이루어질 수 있다.

그리고, 상기 제1전극판(121)과 제2전극판(122)에는 서로 다른 세기의 전류가 인가된다.

상기 전극판(120)에는 도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이 전면에 금속코팅층(123)이 도포되어 있고, 후면에 절연코팅층(124)이 도포되어 있다.

상기 전극판(120)은 티타늄으로 이루어지고, 상기 금속코팅층(123)은 이리듐 또는 백금이 코팅되어 이루어지도록 함이 바람직하다.

그리고, 상기 절연코팅층(124)은 테프론 등과 같은 다양한 절연코팅재로 가능하다.

상기 전극판(120)의 후면에 상기 절연코팅층(124)을 형성함으로써, 상기 전극판(120)의 전면 즉 앞면에 형성된 상기 금속코팅층(123)과 후면에 형성된 상기 절연코팅층(124) 상호간에 전위차가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

즉, 상기 전극판(120)의 전면은 금속재질이고, 상기 전극판(120)의 후면은 비금속 절연재질인바, 상기 전극판(120)의 전면과 후면 사이에는 전위차가 발생하지 않게 된다.

따라서, 상기 전극판(120)의 전면과 후면의 전위차에 의해 화학적반응이 발생하여 전극판(120)의 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있다.

뿐만 아니라, 상기 전극판(120)의 후면에는 상기 절연코팅층(124)이 도포되어 있는바 상기 전극판(120)의 후면에서는 전기력선이 발생되지 않게 되기 때문에, 상기 기판(200)에 작용하는 전기력선은 상기 전극판(120)의 전면에서 발생되는 것만 있어 전기력선의 제어가 용이하게 되고 이로 인해 기판(200)에 형성되는 도금층을 균일하게 제어하기가 용이하다.

그리고, 상기 절연코팅층(124)은 상기 전극판(120)의 후면뿐만 아니라 측면까지 도포되어 있도록 함이 바람직하다.

상기 전극판(120)이 제1전극판(121)과 제2전극판(122)으로 분리되어 있는 경우에는, 상기 절연코팅층(124)은 상기 제1전극판(121) 후면 및 상기 제2전극판(122) 후면 뿐만 아니라, 상기 제1전극판(121)과 제2전극판(122)의 마주보는 측면에도 도포되어 있도록 한다.

이로 인해, 상기 제1전극판(121)의 단부와 상기 제2전극판(122)의 단부에서 예상치 못한 가장 전기력선이 발생하는 것을 차단할 수 있어, 전류밀도의 제어가 용이하게 된다.

상기 중간차폐부(130)는 상기 케이스(110)에 지지되고, 상기 전극판(120)의 전방에 배치된다.

보다 자세하게는, 상기 중간차폐부(130)는 도 4 및 도 7에 도시된 바와 같이 인접하게 배치되는 상기 제1전극판(121)의 일측과 상기 제2전극판(122)의 일측 사이에 형성된 이격부분의 전방에 배치된다.

이때, 상기 제1전극판(121)과 제2전극판(122)이 배치되는 방향으로의 길이 즉 상하방향으로의 길이는, 상기 중간차폐부(130)의 길이가 상기 이격부분의 길이보다 크도록 한다.

이로 인해, 상기 제1전극판(121)의 일측과 상기 제2전극판(122)의 일측에서 발생되는 강한 전기력선이 상기 중간차폐부(130)에 의해 차단되게 된다.

또한, 상기 중간차폐부(130)는 그 길이가 가변됨이 없이 고정되어 있을 수도 있으나, 본 실시예와 같이 상기 제1전극판(121)과 제2전극판(122)이 배치되는 방향 즉 상하방향으로 그 길이가 가변되도록 함이 바람직하다.

이러한 상기 중간차폐부(130)는 제1차폐판(131)과 제2차폐판(132)으로 이루어져, 상기 제1차폐판(131)과 제2차폐판(132)이 상하방향으로 슬라이딩함으로써, 상기 중간차폐부(130)의 길이가 가변되도록 한다.

상기 지지부재(140)는 상기 케이스(110)에서 상기 중간차폐부(130) 방향으로 돌출된다.

그리고, 상기 제1차폐판(131) 및 제2차폐판(132)은 돌출된 상기 지지부재(140)의 전방에 결합된다.

따라서, 상기 제1차폐판(131)과 제2차폐판(132)은 상기 지지부재(140)에 대해 상하방향으로 슬라이딩하여 상기 중간차폐부(130)의 길이를 가변시킨다.

물론, 상기 중간차폐부(130)는 상기 지지부재(140)가 아닌 상기 케이스(110)의 측면에 결합되어 상하방향으로 슬라이딩할 수도 있다.

본 실시예에서는 상기 중간차폐부(130)의 길이가 가변되도록 하기 위해, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 제1차폐판(131)과 제2차폐판(132)에 상하방향 즉 상기 중간차폐부(130)의 가변길이 방향으로 길게 장공(133)을 형성하였다.

그리고, 볼트 등과 같은 체결부재(134)가 상기 제1차폐판(131) 및 제2차폐판(132)의 장공(133)을 관통하여 상기 지지부재(140)에 결합되도록 하였다.

이로 인해, 상기 제1차폐판(131)과 제2차폐판(132)은 상기 장공(133)이 상기 체결부재(134)를 따라 상하방향으로 이동하게 되는바, 상기 중간차폐부(130)의 길이를 조절할 수 있게 된다.

상기 제1차폐판(131) 및 제2차폐판(132)의 이동 후에는 상기 체결부재(134)를 강하게 체결하여 상기 중간차폐부(130)가 임의로 이동되지 않도록 한다.

그리고, 상기 지지부재(140)는 상기 제1전극판(121)과 제2전극판(122) 사이의 이격부분에 배치되어 상기 제1전극판(121)과 제2전극판(122)을 상호 이격시키도록 함이 바람직하다.

이때, 상기 이격부분에 배치되는 상기 지지부재(140)는 절연체로 이루어지도록 한다.

상기 격막부재(150)는 상기 중간차폐부(130)의 전방에서 상기 케이스(110)에 장착된다.

상기 격막부재(150)는 멤브레인필터로 이루어져, 도금조(250) 내의 이물질 등이 상기 전극판(120)으로 이동되는 것을 저지하고, 상기 전극판(120)에서 발생된 금속이온만 상기 도금조(250)로 이동되도록 한다.

상기 상부차폐부(160)는 상기 격막부재(150)의 전방에서 상기 제1전극판(121)의 타측에 배치되고, 상기 하부차폐부(170)는 상기 격막부재(150)의 전방에서 상기 제2전극판(122)의 타측에 배치된다.

상기 상부차폐부(160) 및 하부차폐부(170)는 상기 제1전극판(121)과 제2전극판(122)이 배치된 방향 즉 상하방향으로 슬라이딩 가능하게 장착된다.

이를 위해 본 실시예에서는 상기 상부차폐부(160)가 상기 격막부재(150)에 상하방향으로 이동가능하게 장착되고, 상기 하부차폐부(170)가 상기 케이스(110)에 상하방향으로 이동가능하게 장착되도록 하였다.

상기 상부차폐부(160)와 하부차폐부(170)가 상하방향으로 슬라이딩됨으로써, 상기 제1전극판(121)의 타측 및 상기 제2전극판(122)의 타측에서 발생되는 전기력선을 조절할 수 있게 된다.

이하, 상술한 구성으로 이루어진 본 발명의 설치 및 작용에 대하여 살펴본다.

상기 케이스(110)에 상기 제1전극판(121), 제2전극판(122), 지지부재(140)를 설치한다.

이때, 상기 제1전극판(121)과 제2전극판(122)은 상기 지지부재(140)에 의해 상호 이격된다.

그리고, 상기 중간차폐부(130)를 상기 체결부재(134)를 이용하여 상기 지지부재(140)에 결합시키고, 그 상하길이를 조절한다.

상기 중간차폐부(130)를 설치함으로써, 상기 제1전극판(121)의 일측과 상기 제2전극판(122)의 일측은 상기 케이스(110)의 전방으로 노출되지 않고 가려지게 된다.

그 후 상기 격막부재(150), 상부차폐부(160) 및 하부차폐부(170)를 상기 케이스(110)에 장착한다.

위와 같이 조립된 차폐박스를 도금조(250) 내에 침수한다.

그리고, 상기 전극판(120)은 양극에 연결하고, 피도물인 기판(200)은 음극에 연결한다.

이러한 상태에서 상기 전극판(120) 및 기판(200)에 전류가 인가되면, 상기 전극판(120)에서 발생된 금속이온이 상기 격막부재(150)를 투과하여 상기 기판(200)의 표면에 결합하여 도금층을 형성하게 된다.

이때, 상기 전극판(120)의 전면에는 금속코팅층(123)이 형성되어 있어 전기력선이 발생하게 되고, 상기 전극판(120)의 후면에는 절연코팅층(124)이 형성되어 있어 전기력선이 발생되지 않게 된다.

따라서, 상기 전극판(120)의 전면에서 발생되는 전기력선만을 이용하여 전류밀도를 제어할 수 있어 상기 기판(200)의 형성되는 도금층의 두께를 보다 용이하게 조절할 수 있다.

또한, 상기 전극판(120)의 후면은 금속이 아닌 비금속의 절연코팅층(124)이 형성되어 있기 때문에, 상기 전극판(120)이 상기 도금액에 침수된 상태에서 상기 전극판(120)의 앞면과 뒷면이 전위차에 의해 화학적반응이 발생되는 것을 방지할 수 있어, 상기 전극판(120)의 수명을 연장시킬 수 있다.

본 발명인 전해도금장치용 차폐박스 및 전해도금장치용 전극판은 전술한 실시예에 국한하지 않고, 본 발명의 기술 사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

110 : 케이스,
120 : 전극판, 121 : 제1전극판, 122 : 제2전극판, 123 : 금속코팅층, 124 : 절연코팅층,
130 : 중간차폐부, 131 : 제1차폐판, 132 : 제2차폐판, 133 : 장공, 134 : 체결부재,
140 : 지지부재,
150 : 격막부재,
160 : 상부차폐부,
170 : 하부차폐부,
200 : 기판,
250 : 도금조,

Claims (5)

1. 전방이 개방 형성된 케이스와;
   상기 케이스에 삽입 배치되는 전극판과;
   상기 전극판의 전방에 배치되는 격막부재와;
   상기 케이스에 지지되고, 상기 전극판의 전방에 배치되는 중간차폐부를 포함하여 이루어지되,
   상기 전극판에는 전면에 금속코팅층이 도포되어 있고, 후면에 절연코팅층이 도포되어 있으며,
   상기 전극판은,
   넓은면이 상기 케이스의 전방을 향하게 배치되는 제1전극판과;
   상기 제1전극판과 동일한 평면상에서 일측이 상기 제1전극판의 일측과 인접하게 이격 배치되는 제2전극판으로 이루어지고,
   상기 제1전극판과 제2전극판에는 서로 다른 세기의 전류가 인가되며,
   상기 절연코팅층은 상기 제1전극판 후면, 상기 제2전극판 후면 및 상기 제1전극판과 제2전극판의 마주보는 측면에 도포되어 있으며,
   상기 중간차폐부는 인접하게 배치되는 상기 제1전극판의 일측과 상기 제2전극판의 일측 사이에 형성된 이격부분의 전방에 배치되고, 상기 제1전극판과 제2전극판이 배치되는 방향으로 그 길이가 가변되는 것을 특징으로 하는 전해도금장치용 차폐박스.
2. 청구항1에 있어서,
   상기 전극판은 티타늄으로 이루어지고,
   상기 금속코팅층은 이리듐 또는 백금이 코팅되어 이루어진 것을 특징으로 하는 전해도금장치용 차폐박스.
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