KR101420865B1 - 금속 도금장치 - Google Patents

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Abstract

펄스 정류기를 이용하여 도금 대상물에 금속 도금을 할 수 있도록 형성된 금속 도금장치에 관한 것이다. 금속 도금장치는 양측면에 전극들이 형성된 도금 셀과, 도금 셀을 전해액이 들어있는 전해실과 도금액이 들어있는 도금실로 구획하는 멤브레인을 포함하는 전기 도금장치에 있어서, 전극들은 상기 전극들에 대해 (+)극과 (-)극을 교대로 인가하는 펄스(Pulse) 정류기를 더 포함한다.

Description

금속 도금장치{Metal Plating Device}
본 발명은 펄스 정류기를 이용하여 도금 대상물에 금속 도금을 할 수 있도록 형성된 금속 도금장치에 관한 것이다.
일반적으로, 도금 대상물에 장식효과 및 도전성을 부여할 목적으로 금속 도금피막을 형성함에 있어서는 무전해도금에 의해 금속 도금피막을 형성 하거나, 절연소재 표면에 무전해도금 후에 그 표면에 재차 전기도금을 하여 금속 도금피막을 형성하여 그 표면에 형성될 패턴을 에칭방법으로 금속 도금피막을 형성하였다.
그러나, 이러한 방법은 작업공정이 복잡하며 아울러 절연소재 표면에 무전해도금을 형성하면 도금탕 내의 액온이 높아 절연소재의 변형이 발생할 수 있으며 가격이 고가이어서 경제성이 떨어지는 단점이 있었다.
이러한 문제로 인해 전기로 도금할 수 있는 전해도금장치(전기 도금장치)를 개발하였으나, 종래의 전해도금장치는 복잡한 기계적 구조와 여기에 사용되는 용액의 많은 제약 조건과 더불어 도금 대상물이 전기가 통하는 도체이어야만 되므로 도금 대상에 대한 제약이 있었다.
또한, 도금 대상물의 용액 내의 위치에 따라 도금두께의 편차가 심하고, 도금된 금속의 조직이 커서 리플로우 후에 피트(pit)나 휘스커(Whisker) 등의 발생위험이 높은 문제가 있었다.
아울러, PCB기판, 회로기판, Wafer 등과 같이 회로가 연결되어있지 않아도 경우에는 전해도금으로 도금이 어려워, PVD와 CVD같은 증착법이나 무전해도금으로 도금하여야만 하는 제약이 있었다.
공개특허공보 제10-2011-0048737(2011.05.12 공개)
본 발명의 과제는 펄스 정류기를 이용하여 전해실에 (+)극과 (-)극을 교대로 인가함으로써, 도금실에 들어 있는 도금 대상물의 전체 면을 균일하게 도금하고, 회로가 연결되어 있지 않은 전자기판들을 전기적 힘을 가해 도금할 수 있도록 하는 금속 도금장치를 제공함에 있다.
상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 금속 도금장치는 양측면에 전극들이 형성된 도금 셀과, 상기 도금 셀을 전해액이 들어있는 전해실과 도금액이 들어있는 도금실로 구획하는 멤브레인을 포함하는 전기 도금장치에 있어서, 상기 전극들에 대해 (+)극과 (-)극을 교대로 인가하는 펄스(Pulse) 정류기를 더 포함한다.
본 발명에 따르면, 펄스 정류기를 이용하여 전해실에 (+)극과 (-)극을 교대로 인가함으로써, 도금실에 들어 있는 도금 대상물의 전체 면을 고르게 도금할 수 있게 된다.
특히, 전극들을 중앙에서 양측면으로 갈수록 두께가 더 두꺼워지도록 형성하거나, 전극들과 도금 대상물 사이에 전도체를 더 추가함으로써 도금두께의 편차를 줄일 수 있다.
또한, 펄스 정류기의 펄스 타임과 리버스 타임, 오프타임 및 전류량을 적절히 조절하여 도금을 함으로써, 도금시 표면의 금속조직을 작고 조밀하게 하여 피트(pit) 및 휘스커(Whisker)를 방지할 수 있다.
아울러, PCB기판, 회로기판, Wafer 등과 같이 회로가 연결되어있지 않아 증착법 및 무전해도금으로 도금하는 전자기판을 전기적 힘을 가해 금속도금을 할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 도금장치를 도시한 도면.
도 2는 도 1에 있어서, 펄스 정류기의 전류인가 방식을 나타낸 도면.
도 3은 도 1에 있어서, 온 타임과 리버스 타임, 오프타임 및 전류량을 각각 다르게 하여 도금한 실험한 표.
도 4는 도 3의 도금방법에 따라 도금된 기판들의 표면 SEM 사진.
도 5는 종래의 전기 도금방법으로 금속 도금된 기판의 표면 SEM 사진.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 도금방법으로 도금된 기판의 표면 SEM 사진.
도 7은 도 6 있어서, 펄스 및 리버스 상태에서 전자의 흐름 및 금속이온의 흐름을 도시한 도면.
도 8 도 1에 있어서, 도금 대상물에 작용하는 전극들의 전기력선을 도시한 도면.
도 9내지 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 금속 도금장치들 및 도금 대상물에 작용하는 전극들의 전기력선을 도시한 도시한 도면.
도 12는 종래의 정전류 형태의 금속 도금장치로 도금한 경우와, 본 발명 및 실시예들의 금속도금 장치로 도금한 경우의 도금두께의 균일도를 비교한 표.
이하 첨부된 도면을 참조하여, 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 도금장치를 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 금속 도금장치(100)는 도금 대상물(10)에 장식효과 및 도전성을 부여할 목적으로 도금 대상물(10)에 금속 도금피막을 형성하여 주는 장치로, 도금 셀(110)과 멤브레인(120) 및 펄스 정류기(130)를 포함한다.
도금 셀(110)의 양측면에는 전극(140)들이 형성되어 있으며, 멤브레인(120)에 의해서 전해액(20)이 들어있는 전해실(111)과 도금액(30)이 들어 있는 도금실(112)로 구획된다. 따라서, 도금실(112)의 도금액(30) 속으로 도금 대상물(10)을 넣은 다음 양 전극(140)들에 전원을 통하게 하면 도금액(30) 속의 금속 이온들이 환원되면서 도금 대상물(10)이 도금된다. 이때, 전극(140)들은 금속이온을 용해할 수 있는 금속이온 용해전극과 단순히 전자만을 공급하는 불용성 전극 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다.
한편, 도금 셀(110)의 형상은 예시된 바에 한정되지 않으며, 도금 대상물(10)의 형상 및 표면상태에 따라 달라질 수 있다.
멤브레인(120)은 전자만을 통과 시키고 수용액과 전해액(20)의 섞임을 방지할 수 있을 정도의 공극을 가진 것으로, 도금 셀(110) 내부에 설치되어 전해액(20)이 들어있는 전해실(111)과 도금액(30)이 들어 있는 도금실(112)로 구획하여 준다. 따라서, 양 전극(140)들에 전원이 통하면, 전자(e)는 멤브레인(120)을 통과하여 (-)전극 쪽으로 이동하게 된다.
여기서, 멤브레인(120)은 도금 셀(110) 내부에 각각 두 개를 설치하여 양측에 두 개의 전해실(111)과 중앙에 한 개의 도금실(112)을 구비하도록 형성하는 것이 바람직하나, 이는 실시자의 필요에 따라 달라질 수 있다.
전극(140)들은 상기 전극(140)들에 대해 (+)극과 (-)극을 교대로 인가하는 펄스(Pulse) 정류기를 더 포함한다. 이와 같이, 펄스 정류기(130)에 의해 각각의 전해실(111)에 (+)극과 (-)극이 교대로 인가되면서 도금실(112)에 들어 있는 도금 대상물(10)의 전체 면이 도금액(30)에 의해 도금된다.
한편, 도금액(30)은 무전해 도금액으로 이루어질 수 있다. 무전해 도금액은 외부로부터 전기에너지를 공급받지 않고, 자기 촉매적으로 환원시켜 도금 대상물(10)의 표면 위에 금속을 석출시키는 것으로, 도체뿐만 아니라 플라스틱이나 유기체 같은 다양한 도금 대상물(10)에 대해서 적용할 수 있는 장점이 있다.
도 2는 도 1에 있어서, 펄스 정류기의 전류인가 방식을 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 펄스 정류기(130)는 전류를 (+)극과 (-)극으로 급격하게 변화시켜 공급하는 장치로, 펄스 정류기(130)의 전류인가시간을 펄스 타임(Pulse Time)이라 하고, 역전류인가시간을 리버스 타임(Reverse Time)이라 한다. 또한, 펄스 타임에 흐르는 전류량을 Ep라 하며, 리버스 타임에 흐르는 전류량을 Er이라 한다.
여기서, 펄스 타임과 리버스 타임 및 전류량을 적절히 조절하여 도금을 하면, 도금 대상물(10)의 전체면을 고르게 도금할 수 있을 뿐만 아니라 전면 또는 후면만 따로 도금이 가능해진다. 예를 들어, Ep를 크게 하고, 펄스 타임을 길게 적용하면 도금 대상물(10) 전면의 도금두께가 두꺼워지며, 반대로 Er을 크게 하고 리버스 타임을 길게 하면 도금 대상물(10) 후면의 도금두께가 두꺼워지게 된다.
도 3은 도 1에 있어서, 펄스 타임과 리버스 타임, 오프 타임 및 전류량을 각각 다르게 하여 도금한 실험한 표이다. 그리고, 도 4는 도 3의 도금방법에 따라 도금된 기판들의 표면 SEM 사진이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, sample1 내지 sample5를 비교해 보면 전류가 약하고, 오프 타임이 길수록 도금시 금속조직이 작고 조밀한 것을 확인할 수 있다. 또한, 펄스 정류기(130)의 주기가 짧을수록, 즉, 펄스 타임(Pulse Time)과 리버스 타임(Reverse Time) 및 오프 타임(Off-Time)을 합한 시간이 짧을수록 도금시 금속조직이 작고 조밀한 것을 확인할 수 있다.
도 5는 종래의 금속 도금방법으로 금속 도금된 기판의 표면 SEM 사진이다. 그리고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 도금방법으로 도금된 기판의 표면 SEM 사진이다. 그리고, 도 7은 도 6 있어서, 펄스 및 리버스 상태에서 전자의 흐름 및 금속이온의 흐름을 도시한 도면이다.
도 5 도시된 바와 같이, 종래의 도금방법(Semi-Electro 도금)으로 도금을 한 경우에는 조직이 크게 성장하여 피트(pit) 및 휘스커(Whisker)의 방지가 어려웠는데, 펄스 정류기(130)를 사용하여 도금한 본 발명에 따르면, 도 6 도시된 바와 같이, 도금시 표면의 금속조직이 작고 조밀하여 피트 및 휘스커를 방지할 수 있다.
이는, 도 7 도시된 바와 같이, 본 발명이 펄스 정류기(130)를 사용하여 전자를 공급하므로 펄스 상태에서 성장한 조직이 리버스 상태가 되면 펄스 상태에서 성장한 조직 중 음극에 가까운 조직이 다른 금속조직보다 빠르게 녹아나가면서 표면의 금속결정이 잘게 쪼개져 작고 조밀한 조직을 형성하기 때문이다.
도 8은 도 1에 있어서, 도금 대상물에 작용하는 전극들의 전기력선을 도시한 도면이다. 그리고, 도 9 내지 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 금속 도금장치들 및 도금 대상물에 작용하는 전극들의 전기력선을 도시한 도시한 도면이다.
도금 대상물(10)에 미치는 전기장의 세기가 일정할수록 도금두께의 편차는 줄어들게 되는데, 도 8에 도시된 바와 같이, 전극(140)들이 일직선으로 형성되면 전기력선이 도금 대상물(10)의 중앙에 몰리면서 중앙 쪽의 도금두께가 양 측면보다 두꺼워지게 된다.
이를 해결하기 위해, 아래와 같이 금속 도금장치(100)의 구성을 변화시킬 수 있다. 본 실시예에서는 앞서 설명한 실시예와 차이가 있는 내용을 중심으로 설명하기로 한다.
[ 실시예 1] 전극들의 형상 변화
도 9에 도시된 바와 같이, 금속 도금장치(200)는 전극(240)들을 중앙에서 양측면으로 갈수록 두께가 더 두꺼워지도록 형성할 수 있다. 이와 같이, 전극(240)들의 양측면이 중앙보다 더 두꺼워지면 도금액(30)의 두께가 얇게 형성되는 양측면의 전극(240)들이 도금 대상물(10)에 가깝게 위치하므로 도금 대상물(10)의 전체 면들을 균일한 두께로 도금할 수 있게 된다.
[ 실시예 2] 전도체의 추가
도 10에 도시된 바와 같이, 금속 도금장치(300)의 전극(340)들과 도금 대상물(10) 사이에는 전도체(310)를 더 포함할 수 있다. 전도체(310)는 도금실(112) 내부에서 전류가 보다 더 잘 통할 수 있도록 해주는 물질로, 도금 대상물(10)의 양측면상에 위치하게 하면 전기력선이 도금 대상물(10)의 중앙에 몰리지 않고 양측면으로 고르게 퍼지면서, 전기력선이 균일하게 도금 대상물에 분포할 수 있다.
따라서, 전극(340)들을 중앙에서 양측면으로 갈수록 두께가 더 두꺼워지도록 형성하지 않아도 도금 대상물(10)의 전체 면들을 균일한 두께로 도금할 수 있게 된다.
또한, PCB기판, 회로기판, Wafer 등과 같이 회로가 연결되어있지 않은 경우에도 전기적 힘을 가해 금속도금을 할 수 있으며, 무전해 도금보다 빠른 속도로 금속피막을 형성할 수 있게 된다.
[ 실시예 3] 전도체의 위치변화
도 11에 도시된 바와 같이, 금속 도금장치(400)는 전도체(410)를 도금 대상물(10)의 길이방향의 양 측면에 전극(440)들의 길이만큼 연장시킬 수 있다. 따라서, 도금이 잘 되지 않는 측면까지도 다른 면들과 균일한 두께도 도금을 할 수 있게 된다.
여기서, 전도체(410)의 위치는 도금액이 잘 입혀지지 않는 부분의 근처에 두어 미도금 되는 부분을 줄이는 것이 가장 바람직하며, 실시자의 필요에 따라 그 위치는 달라질 수 있다.
도 12는 종래의 정전류 형태의 금속 도금장치로 도금한 경우와, 본 발명 및 실시예들의 금속도금 장치로 도금한 경우의 도금두께의 균일도를 비교한 표이다.
본 실험은 도금시 18cm×19cm×60cm의 사각 도금 셀에서 Immersion TIN 도금액과, 20%의 전해액을 사용하였으며, 20분동안 1A의 전류를 인가하였고, 펄스 정류기는 2초마다 전극을 변화시켰다. 또한, 전극은 Pt/Ti 그물망 형태의 불용성 전극을 사용하였으며, 도금액의 온도는 70도로 셋팅하였다.
도 12에 도시된 바와 같이, 종래의 정전류 형태의 도금방식의 경우 도금두께는 높으나, 도금 두께의 편차가 큰 단점이 있다. 그러나, 이를 해결하기 위해 본 발명과 같이 전류들의 형태를 펄스식으로 바꾸면 두께편차가 0.037로 줄어드는 것을 확인 할 수 있다. 또한, 실시예 1 내지 3으로 도금하였을 경우에는, 본 발명으로 도금하였을 경우보다 도금두께가 두껍게 형성되며, 도금 두께의 편차가 줄어드는 것을 확인할 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
10.. 도금 대상물 20.. 전해액
30.. 도금액 110.. 도금 셀
111.. 전해실 112.. 도금실
120.. 멤브레인 130.. 펄스 정류기
140, 240, 340, 440.. 전극 310, 410.. 전도체

Claims (5)

  1. 양측면에 전극들이 형성된 도금 셀과,
    상기 도금 셀을 전해액이 들어있는 전해실과 도금액이 들어있는 도금실로 구획하는 멤브레인을 포함하는 전기 도금장치에 있어서,
    상기 전극들에 대해 (+)극과 (-)극을 교대로 인가하는 펄스(Pulse) 정류기; 및
    상기 전극들과 상기 도금 대상물 사이에 배치되어 상기 전극들로부터 발생하는 전기력선의 방향을 제어하는 전도체;를 포함하며,
    상기 도금액은 무전해 도금액인 것을 특징으로 하는 금속 도금장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전극들은 중앙에서 양측면으로 갈수록 두께가 더 두꺼워지도록 형성된 것을 특징으로 하는 금속 도금장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전극들은 금속이온 용해전극과 불용성 전극 중 적어도 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 금속 도금장치.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005272875A (ja) * 2004-03-23 2005-10-06 Ykk Corp 電解処理方法及び装置
US20090107845A1 (en) * 2005-04-26 2009-04-30 Atotech Deutschland Gmbh Alkaline Electroplating Bath Having A Filtration Membrane
KR20090099628A (ko) * 2008-03-18 2009-09-23 주식회사 효성 스틸코드의 제조방법 및 이에 의해 제조되는 스틸코드
KR100965844B1 (ko) 2007-11-27 2010-06-28 (주)유피아이 역펄스 정류방식의 도금용 전원공급장치 및 그전류제어방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005272875A (ja) * 2004-03-23 2005-10-06 Ykk Corp 電解処理方法及び装置
US20090107845A1 (en) * 2005-04-26 2009-04-30 Atotech Deutschland Gmbh Alkaline Electroplating Bath Having A Filtration Membrane
KR100965844B1 (ko) 2007-11-27 2010-06-28 (주)유피아이 역펄스 정류방식의 도금용 전원공급장치 및 그전류제어방법
KR20090099628A (ko) * 2008-03-18 2009-09-23 주식회사 효성 스틸코드의 제조방법 및 이에 의해 제조되는 스틸코드

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