KR101461213B1

KR101461213B1 - 연속 도금 장치

Info

Publication number: KR101461213B1
Application number: KR1020120106354A
Authority: KR
Inventors: 히토시 우스다; 토모히로 노다
Original assignee: 아루멕쿠스 피이 가부시키가이샤
Priority date: 2011-09-29
Filing date: 2012-09-25
Publication date: 2014-11-14
Also published as: TW201333273A; JP6342543B2; CN103031587B; JP2013082996A; CN103031587A; JP6129497B2; JP2017122284A; KR20130035206A; DE102012018394A1; TWI489009B

Abstract

연속 도금 장치는 도금조(10) 내에서 복수의 워크(1)와 대향하는 위치에 배치되며, 도금액을 복수의 워크를 향해 분출하는 복수의 노즐(30)과, 도금조(10) 내에서 연속 반송되는 복수의 워크와 대향하는 위치에 배치되는 복수의 양극 전극(40)을 가지며, 복수의 워크(1)가 연속 반송되는 반송방향(A)을 따라, 복수의 노즐(30)의 하나와 복수의 양극 전극(40) 중 적어도 하나가 교대로 반복 배치된다. 또한 반송방향(A)에서 본 측면시로, 복수의 노즐(30)과 복수의 양극 전극(40)이 겹치는 위치 관계로 배치할 수 있다.

Description

연속 도금 장치{SERIAL PLATING SYSTEM}

본 발명은 연속 도금 장치에 관한 것이다. 본원에는 2011년 9월 29일에 출원된 일본특허출원 2011-214302호의 내용이 포함된다.

연속 도금 장치는 반송(搬送) 지그에 수하(垂下)되어 유지되는 도금조(plating tank) 내부를 연속 반송되는 동시에 통전(通電)되는 워크(음극)와 도금조 내에 배치되는 전극(양극) 사이에 전계를 형성하여, 워크의 피(被)처리면을 도금하고 있다.

여기서 일본국 공개특허공보 2000-178784호, 일본국 공개특허공보 2006-214006호 및 일본국 공개특허공보 소58-6998호에 나타내는 바와 같이, 워크와 전극(양극판) 사이에는 워크에 도금액을 분출하는 노즐이 마련된다. 따라서 워크와 전극(양극판) 사이에는 적어도 노즐의 직경 이상의 공간을 필요로 한다. 일본국 공개특허공보 2006-214006호에는 음극과 양극의 거리가 100mm 이상(그 값을 포함함)인 것이 개시되어 있다.

일본국 공개특허공보 2006-214006호, 일본국 공개특허공보 소58-6998호에는 고속 도금이 개시되어 있는데, 고속으로 도금하기 위해서는 워크 및 전극간에 도금액을 통해 흐르는 전류값 또는 전류밀도를 높게 할 필요가 있다. 이 전류값 또는 전류밀도를 높게 하기 위해서는 워크 및 전극간 거리를 짧게 하고, 워크 및 전극간에 개재하는 도금액의 저항값을 내려서 전류 손실을 적게 하는 것이 효율적이다.

그러나 일본국 공개특허공보 2006-214006호, 일본국 공개특허공보 소58-6998호에서는 워크와 전극(양극판) 사이에 노즐이 개재하므로, 워크와 전극(양극판) 사이의 거리를 좁히기에는 한계가 있었다.

가령 워크에 전극(양극판)을 근접시키면, 노즐과 전극(양극판)이 간섭하거나 혹은 노즐과 전극(양극판) 사이의 틈새가 좁아져 도금액의 유동성이 악화된다.

본 발명의 몇 가지 형태에 의하면, 워크와 양극 전극 사이의 거리를, 노즐과 양극 전극을 간섭시키지 않고 짧게 할 수 있는 구조를 채용함으로써, 워크에 통전하는 전류밀도를 효율적으로 높일 수 있는 연속 도금 장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 다른 몇 가지 형태에 의하면, 워크 및 양극 전극간 거리를 좁히는 것에 기인하여 도금액이 빠져나갈 곳이 없어져, 노즐로부터 분사되는 프레쉬한 도금액이 워크에 접촉되는 것이 저해되는 것을 억제할 수 있는 연속 도금 장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 또 다른 몇 가지 형태에 의하면, 워크 및 양극 전극간 거리를 좁히는 것에 기인하여 도금액이 빠져나갈 곳이 없어져, 노즐로부터 고속 분사되는 영역의 근방이 부압(負壓)이 되고, 워크가 노즐측으로 끌어당겨지는 현상을 억제할 수 있는 연속 도금 장치를 제공할 수 있다.

(1)본 발명의 한 양태는,

도금액을 수용하고, 반송 지그에 유지되어 연속 반송되는 동시에 음극으로 설정되는 복수의 워크에 도금하는 도금조와,

상기 도금조 내에서 상기 복수의 워크와 대향하는 위치에 배치되며, 상기 도금액을 상기 복수의 워크를 향해 분출하는 복수의 노즐과,

상기 도금조 내에서 연속 반송되는 상기 복수의 워크와 대향하는 위치에 배치되는 복수의 양극 전극을 가지며,

상기 복수의 워크가 연속 반송되는 반송방향을 따라, 상기 복수의 노즐의 하나와 상기 복수의 양극 전극 중 적어도 하나가 교대로 반복 배치되는 연속 도금 장치에 관한 것이다.

본 발명의 한 양태에 의하면, 종래에는 복수의 노즐의 배면측에 있던 소정 길이의 양극 전극을 분할하여, 복수의 워크가 연속 반송되는 반송방향을 따라 배치되는 복수의 노즐 중 각 2개의 노즐 사이에 적어도 하나의 양극 전극을 배치하고 있다. 이로 인해, 워크측에서 봤을 때 노즐의 배면측에 양극 전극판을 배치하는 불필요함을 없애, 복수의 양극 전극을 워크의 피처리면에 근접시킬 수 있다. 그 때문에, 워크의 피처리면과 양극 전극의 거리가 줄어들고, 개재하는 도금액에 의한 저항이 작아지며, 워크의 피처리면과 양극 전극 사이에 흐르는 전류밀도가 효율적으로 높아진다. 전류밀도가 높을수록 워크의 피처리면에 퇴적되는 단위시간당 도금 두께는 두꺼워지고, 스루풋이 향상되며, 워크에 관통 형성된 스루홀 내부를 도금 피막하는 효율이 높아진다. 따라서 도금조의 전체 길이를 길게 하지 않아도, 소정의 도금 두께로 마무리할 수 있다. 그로 인해, 연속 도금 장치의 전체 길이를 짧게 할 수 있다. 또한 워크의 피처리면과 양극 전극의 거리가 줄어들기 때문에, 연속 도금 장치의 폭방향에서도 소형화를 꾀할 수 있게 된다. 또, 복수의 노즐 하나와 복수의 양극 전극 중 적어도 하나가 교대로 반복 배치되는 결과로서, 노즐과 전극 사이의 틈새가 좁아져서 도금액의 유동성을 악화시키지 않고, 워크에 대한 노즐과 양극 전극의 배치 밀도를 확보할 수 있다.

(2)본 발명의 한 양태에서는 상기 반송방향에서 본 측면시(側面視)로, 상기 복수의 노즐과 상기 복수의 양극 전극이 겹치는 위치 관계로 배치할 수 있다.

측면시로 복수의 노즐과 복수의 양극 전극이 겹치는 위치 관계로 배치되는 결과로서, 복수의 양극 전극을 워크의 피처리면에 보다 근접시킬 수 있다. 이 레이아웃은 이웃하는 2개의 노즐(30) 사이에 적어도 하나의 양극 전극(40)이 배치됨으로써 비로소 달성되며, 복수의 노즐의 배면측(워크와는 반대측)에 마련되는 종래의 양극판에서는 불가능하다.

(3)본 발명의 한 양태에서는, 상기 복수의 양극 전극 각각의 윤곽은 평면시(平面視)로 상기 복수의 양극 전극 각각을 이분하여 상기 반송방향과 직교하는 전극 중심선으로부터의 거리가 멀어짐에 따라, 상기 복수의 워크 각각의 피처리면으로부터의 거리가 커지도록 형성할 수 있다.

양극 전극이 평면시로 직사각형이라고 하면, 평판(平板)의 워크의 피처리면에서 양극 전극까지의 거리는 일정해지고, 이 일정 거리의 좁은 범위에 분출된 도금액이 집중되어, 노즐과 양극 전극의 틈새가 좁아 도금액이 빠져나갈 곳이 없어진다. 도금액이 빠져나갈 곳이 없으면, 노즐로부터의 프레쉬한 도금액이 워크와 접촉되는 것의 저해 원인이 되어, 노즐류(流)의 주위에 생기는 부압영역에 워크가 흡착되는 현상도 생긴다. 본 발명의 한 양태에 의하면, 전극 중심선에서 멀어질수록 워크의 피처리면과 양극 전극 사이의 거리가 확대되고, 그로 인해 노즐과 양극 전극의 보다 넓은 틈새를 통해 도금액이 빠져나갈 곳이 확보된다.

(4)본 발명의 한 양태에서는, 상기 복수의 양극 전극 각각은 횡단면의 윤곽을 만곡시킬 수 있다.

이와 같이, 복수의 양극 전극 각각은 횡단면의 윤곽이 모서리부에서 교차하는 2개의 선을 가지는 것보다 오히려, 횡단면의 윤곽을 타원이나 원과 같이 만곡시킬 수 있다.

(5)본 발명의 한 양태에서는, 상기 복수의 양극 전극 각각은 횡단면의 윤곽을 원으로 할 수 있다. 노즐과의 간섭을 피해 양극 전극을 워크의 피처리면에 근접시키는 요청을 고려하면, 양극 전극의 윤곽은 횡단면적이 동일한 한, 타원보다 원 쪽이 바람직하다.

(6)본 발명의 한 양태에서는, 상기 복수의 양극 전극 각각은 불용성 전극으로 할 수 있다. 양극 전극은 가용성 및 불용성 어느 것이라도 적용 가능하다. 전극 성분이 도금조 내의 욕(bath) 중에서 용해되는 가용성 전극은 전류밀도를 높여서 구동하면 소모가 심하지만, 불용성 전극이면 전류밀도를 높여서 구동해도 지장은 없다.

(7)본 발명의 한 양태에서는, 상기 복수의 노즐 각각은 횡단면의 윤곽이, 상기 복수의 양극 전극 각각의 횡단면의 직경보다 작은 원으로 할 수 있다. 원형으로 되어 모따기된 노즐과의 간섭을 피해, 양극 전극을 워크의 피처리면에 보다 근접시킬 수 있다.

(8)본 발명의 한 양태에서는, 상기 복수의 노즐 각각의 횡단면의 중심은 상기 복수의 양극 전극 각각의 횡단면의 중심보다, 상기 복수의 워크 각각의 피처리면에서의 거리가 짧은 위치에 배치할 수 있다.

즉, 복수의 노즐 각각의 횡단면의 중심과 복수의 양극 전극 각각의 횡단면의 중심은, 반송방향을 따른 동일 직선상에 없고, 노즐 중심과 전극 중심이 지그재그형상으로 어긋나서 배치되는 것을 의미한다. 이렇게 하면, 노즐 중심과 전극 중심이 동일 직선상에 있는 경우보다, 이웃하는 노즐과 양극 전극 사이의 최소간격을 확보하기 쉬워진다. 즉, 양극 전극의 직경을 최대한 크게 하면서, 노즐과의 간섭을 방지하기 쉬워진다.

(9)본 발명의 한 양태에서는, 상기 복수의 노즐 각각으로부터 상기 복수의 워크 각각의 피처리면에 이르는 제1 최단거리(δ1)는, 상기 복수의 양극 전극 각각으로부터 상기 복수의 워크 각각의 피처리면에 이르는 제2 최단거리(δ2)보다 작고, 상기 복수의 노즐의 외경(外徑)은 상기 제2 최단거리(δ2)보다 작게 할 수 있다.

이와 같이, 노즐을 양극 전극보다 워크에 근접시켜 배치할 수 있으며, 그로 인해 도금액의 공급압을 높일 필요가 없다. 게다가, 평면시로 노즐로부터 어느 분사각을 가지고 워크를 향해 분사되는 도금액이, 양극 전극에 의해 차단되는 일이 적어진다. 또한 워크에 근접시켜 배치된 노즐의 직경은 양극 전극-워크 사이의 제2 최단거리(δ2)보다 작고, 그로 인해 노즐의 곡률을 크게 확보할 수 있으므로, 도금액이 빠져나갈 곳도 확보하기 쉬워진다.

(10)본 발명의 한 양태에서는, 상기 복수의 양극 전극 각각과 상기 복수의 노즐 각각과의 제3 최단거리(δ3)는 상기 제2 최단거리(δ2)보다 작게 할 수 있다. 그로 인해, 양극 전극을 워크의 피처리면에 보다 근접시킬 수 있다. 한편 노즐에서 워크를 향해 분출된 도금액은 노즐 및 양극 전극과 워크 사이의 틈새로부터, 이웃하는 노즐 및 양극 전극간의 틈새를 통해, 도금조 내부의 넓은 공간으로 내보낼 수 있다. 그로 인해, 워크에는 항상 프레쉬한 도금액을 접촉시킬 수 있다.

(11)본 발명의 한 양태에서는, 상기 제3 최단거리(δ3)는 상기 제1 최단거리(δ1) 이상(그 값을 포함함)으로 할 수 있다. 이렇게 하면, 노즐과 양극 전극의 틈새의 유로 저항은 워크와 노즐 사이의 유로 저항 이하가 되고, 노즐 및 양극 전극간의 틈새를 통해 도금액을 도금조 내부의 넓은 공간으로 내보내기 쉬워진다.

본 발명에 의하면, 워크와 양극 전극 사이의 거리를, 노즐과 양극 전극을 간섭시키지 않고 짧게 할 수 있는 구조를 채용함으로써, 워크에 통전하는 전류밀도를 효율적으로 높일 수 있는 연속 도금 장치를 제공할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면, 워크 및 양극 전극간 거리를 좁히는 것에 기인하여 도금액이 빠져나갈 곳이 없어져, 노즐로부터 분사되는 프레쉬한 도금액이 워크에 접촉되는 것이 저해되는 것을 억제할 수 있는 연속 도금 장치를 제공할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면, 워크 및 양극 전극간 거리를 좁히는 것에 기인하여 도금액이 빠져나갈 곳이 없어져, 노즐로부터 고속 분사되는 영역의 근방이 부압이 되고, 워크가 노즐측으로 끌어당겨지는 현상을 억제할 수 있는 연속 도금 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 연속 도금 장치의 개략 단면도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 연속 도금 장치의 개략 평면도이다.
도 3A∼도 3C는 양극 전극의 횡단면도이다.
도 4는 제1∼제3 최단거리의 관계를 나타내는 도면이다.
도 5A는 노즐 중심과 전극 중심을 동일 직선상에 배치한 예를 나타내는 도면이고, 도 5B는 2개의 노즐 사이에 복수의 양극 전극을 배치한 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 양극 전극의 횡단면을 직사각형으로 한 예를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대하여 상세하게 설명한다. 한편 이하에 설명하는 본 실시형태는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 내용을 부당하게 한정하는 것이 아니며, 본 실시형태에서 설명되는 구성 모두가 본 발명의 해결 수단으로서 필수라고는 할 수 없다.

1. 전체 구성

도 1은 본 실시형태에 따른 연속 도금 장치의 단면도이고, 도 2는 평면도이다. 도 1에서 도금조(10)는 반송 지그(20)에 수하되어 지지되는 워크(1)를 도금액(2) 중에 수용하여 워크(1)를 도금하는 통이다. 도금조(10)는 둘레벽(10A)과 바닥벽(10B)을 가지며, 도금액(2)을 액면(L)으로 수용하고 있다.

워크(1)는 회로 기판 또는 플렉시블 회로 기판 등이며, 예를 들면 그 양면이 피처리면이 된다. 반송 지그(20)는 워크를 연속 반송하는 동시에 워크(1)에 통전할 수 있다. 워크(1)는 음극으로서 기능한다. 실제로는 반송 지그(20)와 슬라이딩 접촉하는 급전부(반송 레일이어도 됨)가 전원의 마이너스 단자에 접속되고, 급전부 및 반송 지그(20)를 통해 워크(1)에 통전된다.

반송 지그(20)에 수하되어 지지되는 워크(1)는 도 1의 지면(紙面)과 직교하는 방향이며, 도 2에 나타내는 반송방향(A)을 따라 연속 반송된다. 워크(1)를 연속 반송하는 수단은 도시하지 않았지만, 스프로킷(sprocket)에 의해 연속 구동되는 체인, 실린더 등으로 구성할 수 있다. 반송 지그(20)에 1장의 워크(1)가 유지되며, 도 2에 나타내는 바와 같이 도금조(10)에서는 복수의 워크(1)가 연속 반송된다. 한편, 반송 지그(20)는 워크(1)가 회로 기판과 같이 강체(剛體)이면, 워크(1)의 상단을 척킹(chucking)하여 워크(1)를 수하 상태로 유지할 수 있다. 워크(1)가 플렉시블 회로 기판 등과 같이 유연할 경우에는 반송 지그(20)는 프레임부를 가지며, 워크(1)의 상하단을 척킹할 수 있다. 한편 도 1에서는 반송 지그(20)의 상부 프레임(20A)과 하부 프레임(20B)을 나타내고 있다.

도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 도금조(10) 내에는, 워크(1)와 대향하는 위치에 배치되며, 도금액을 워크를 향해 분출하는 복수의 노즐(30)이 마련되어 있다. 본 실시형태에서는 워크(1)의 양면이 피처리면이므로, 워크(1)의 연속 반송로를 사이에 끼고 2열로 노즐(30)이 배치되어 있다. 노즐(30)의 상단은 폐쇄되고, 노즐(30)의 하단은 도금조(10)의 하부에 마련된 도금액 공급부(11)의 공급로와 연통(連通)되어 있다. 도금액 공급부(11)의 공급로 도중에는 다공판(多孔板)(11A)을 가질 수 있다.

노즐(30)이 워크(1)와 대향하는 면에는 세로방향으로 간격을 두고 복수의 노즐 구멍(도시하지 않음)이 형성되어 있다. 도금액 공급부(11)로부터 노즐(30)에 공급된 프레쉬한 도금액은 노즐 구멍으로부터 어느 분사각을 가지고 워크(1)의 피처리면을 향해 분출된다. 한편 노즐(30)은 절연체로 형성되어, 워크(1)에 작용하는 전계에 악영향을 끼치는 일은 없다.

노즐(30)의 하단은 도금액 공급부(11)에 고정되어 있다. 노즐(30)의 상단에는 상단 고정부(31)가 고정된다. 이 상단 고정부(31)는 도금조(10) 내에서 A방향으로 연장되는 대들보 부재(32)에 고정되어 있다. 대들보 부재(32)는 대들보 지지부재(33)에 의해 도금조(10)의 둘레벽(10A)에 지지되어 있다.

도금조(10) 내에는 연속 반송되는 복수의 워크와 대향하는 위치에 배치되는 복수의 양극 전극(40)이 마련되어 있다. 이 양극 전극(40)도 노즐(30)과 같은 이유로, 워크(1)의 연속 반송로를 사이에 끼고 2열로 배치되어 있다. 양극 전극(40)은 도시하지 않은 전원의 플러스 단자에 접속되어 있다. 한편 하나의 양극 전극(40)에 접속된 전원은 각각 독립해서 전류값을 제어할 수 있다.

양극 전극(40)의 상하단에는 절연부, 예를 들면 절연 캡(41, 42)을 배치할 수 있다. 양극 전극(40)의 하단의 절연 캡(41)은 장착부(43)를 통해 도금액 공급부(11)에 고정되어 있다. 절연 캡(41, 42)은 양극 전극(40)의 위아래를 절연함으로써, 상하방향으로 전계영역을 획정(劃定)하고 있다. 양극 전극(40)의 상단의 절연 캡(42)에는, 양극 전극(40)과 전기적으로 접속된 전극 추출부(44)가 마련되어 있다. 각각의 양극 전극(40)에 접속된 각각의 전극 추출부(44)는 도금조(10)의 액면(L)에서 위쪽으로 추출되고, 각각의 전극 추출부(44)는 공통 전극(45)에 접속된다. 한편 각각의 전극 추출부(44)를 각각의 전원에 접속하여, 복수의 양극 전극(40)의 전류값을 독립해서 제어할 수 있도록 해도 된다. 또한 절연 캡(41, 42)을 워크(1)의 사이즈에 맞춰 상하 위치를 조정할 수 있도록 해도 된다.

한편 워크(1)의 바로 밑에 마스크 부재(50)를 마련할 수 있다. 이 마스크 부재(50)는 도 2의 반송방향(A)을 따른 홈을 가진다. 이 마스크 부재(50)의 홈에 워크(1)의 하단을 삽입하여, 워크(1)의 하단측을 마스크할 수 있다. 본 실시형태에서는 반송 지그(20)의 하부 프레임(20B)이, 마스크 부재(50)의 홈에 삽입되어 마스크되는 동시에 반송 가이드된다. 한편 마스크 부재(50)는 워크(1)의 사이즈에 맞춰 상하 위치를 조정할 수 있다.

2. 노즐과 양극 전극의 배치 관계

본 실시형태에서는 도 2에 나타내는 바와 같이 복수의 워크(1)가 연속 반송되는 반송방향(A)을 따라, 복수의 노즐(30)과 복수의 양극 전극(40)이 교대로 배치되어 있다. 이로 인해, 워크(1)의 피처리면에 대하여, 노즐(30)과 양극 전극(40)의 배치 밀도를 확보할 수 있다. 이 때문에, 평면시로 적당한 간격으로 배치되는 이웃하는 2개의 노즐(30) 사이에, 적어도 하나의 양극 전극(40)이 배치된다. 한편 노즐(30)의 배열 피치는 예를 들면 60mm∼90mm로 할 수 있다. 이와 같이, 본 실시형태에서는, 종래에는 복수의 노즐(30)의 배면측(워크(1)와는 반대측)에 있던 소정 길이의 양극 전극을 분할하여, 2개의 노즐 사이에 적어도 1개의 양극 전극(40)(도 2에서는 하나의 양극 전극(40))을 배치하고 있다.

본 실시형태에서는 특히 도 1에 나타내는 바와 같이, 각각의 노즐(30)과 간섭하지 않는 범위에서, 복수의 양극 전극(40)을 워크(1)의 피처리면에 근접시킬 수 있다. 그 때문에 워크(1)의 피처리면과 양극 전극(40)의 거리가 줄어들고, 음극이 되는 워크(1)의 피처리면과 양극 전극(40) 사이에 흐르는 전류밀도가 높아진다. 전류밀도가 높을수록 워크(1)의 피처리면에 퇴적되는 단위시간당 도금 두께는 두꺼워진다. 따라서 도금조(10)의 전체 길이를 길게 하지 않아도, 소정의 도금 두께로 마무리할 수 있다. 그로 인해 연속 도금 장치의 전체 길이를 짧게 할 수 있다. 또한 워크(1)의 피처리면과 양극 전극(40)의 거리가 줄어들기 때문에, 연속 도금 장치의 폭방향에서도 소형화를 꾀할 수 있게 된다.

양극 전극(40)을 최대한 워크(1)에 근접시키면, 도 2의 반송방향(A)에서 본 측면시(도 1)로, 노즐(30)과 양극 전극(40)이 겹치는 위치 관계로 배치할 수 있다. 이 레이아웃은 이웃하는 2개의 노즐(30) 사이에 적어도 하나의 양극 전극(40)이 배치됨으로써 비로소 달성되며, 복수의 노즐의 배면측(워크와는 반대측)에 마련되는 종래의 양극판에서는 불가능하다.

3. 양극 전극의 윤곽형상

본 실시형태에서는 노즐(30) 및 양극 전극(40)의 횡단면의 윤곽형상에 대하여 특별히 제약은 없지만, 워크(1)의 피처리면에서 노즐(30) 및 양극 전극(40)까지의 거리를 줄이는 결과로서, 노즐(30)로부터 워크(1)에 분사된 도금액이 빠져나갈 곳을 확보하는 것이 바람직하다.

그 때문에, 예를 들면 복수의 양극 전극(40) 각각의 윤곽은, 도 2에 나타내는 평면시로 복수의 양극 전극 각각을 이분하여 반송방향(A)과 직교하는 전극 중심선(B)으로부터의 거리가 멀어짐에 따라 복수의 워크(1) 각각의 피처리면으로부터의 거리가 커지도록 만곡시킬 수 있다. 예를 들면 복수의 양극 전극(40) 각각은 도 2에 나타내는 바와 같이 횡단면의 윤곽을 원으로 할 수 있지만, 타원 등이어도 된다. 즉, 양극 전극(40)이 평면시로 직사각형이라고 하면, 평판의 워크(1)의 피처리면에서 양극 전극(40)까지의 거리는 일정해지고, 이 일정 거리의 좁은 범위에 분출된 도금액이 집중되며, 노즐과 전극 사이의 틈새가 좁아져서 빠져나갈 곳이 없어진다. 본 실시형태에 의하면, 전극 중심선(B)에서 멀어질수록 워크(1)의 피처리면과 양극 전극(40) 사이의 거리가 확대되고, 그로 인해 노즐과 전극 사이의 틈새가 넓어져서 도금액이 빠져나갈 곳이 확보된다. 한편 노즐(30)과의 간섭을 피해 양극 전극(40)의 중심을 워크(1)의 피처리면에 근접시키는 요청을 고려하면, 양극 전극(40)의 윤곽은 횡단면적이 동일한 한, 타원보다 원 쪽이 바람직하다.

한편 양극 전극(40)의 횡단면의 윤곽을 만곡시키면, 워크와 양극 전극 사이의 거리는 양극 전극의 윤곽위치에 따라 제각각이 된다. 단, 워크(1)는 연속 반송되는 것이므로, 워크(1)의 연속 반송방향(A)에서는 도금 두께가 균일화된다. 따라서, 워크(1)의 세로방향에서 도금 두께의 분포가 생기지 않도록 양극 전극(40)의 수직도 등이 관리되고 있다면, 워크(1)의 도금 두께의 면내 균일성은 확보된다.

4. 양극 전극의 구조

여기서 양극 전극(40)의 종류로는 가용성 전극과 불용성 전극이 알려져 있다. 가용성 전극에서는 전극재료가 용해되어 도금 성분이 된다. 가용성 전극은 소모품이며, 교환을 필요로 한다. 한편 가용성 전극은 도금 성분으로만 형성되지 않고 불순물(예를 들면 인 P)을 포함한다는 결점이 있다. 한편 불용성 전극은 전극재료는 용해되지 않고, 도금조(10) 내의 도금액 중의 금속 이온(예를 들면 산화 제2구리)이 도금 성분이 되며, 불용성 전극은 전극으로서만 이용된다. 본 실시형태의 양극 전극(40)에서는 어느 타입도 이용 가능하지만, 불용성 전극을 이용하는 것이 바람직하다. 특히 본 실시형태와 같이 예를 들어 10∼10수A/dm² 수준의 고전류밀도를 달성하면, 가용성 전극은 소모가 크므로 불용성 전극을 바람직하게 이용할 수 있다.

불용성 전극으로 형성되는 양극 전극(40)은 도 3A에 나타내는 바와 같이, 중심측에 위치하는 예를 들면 금속 또는 합금으로 이루어지는 전극 본체(40A)와, 그 전극 본체(40A)의 주위를 덮는 칸막이막(40B)을 포함할 수 있다. 전극 본체(40A)는 경량화를 위해 통형상으로 형성되지만, 중실봉(中實棒)형상이어도 된다. 칸막이막(40B)은 전계(전자)를 차단하지 않고 도금액을 침투시키지 않는 재료로 형성되며, 중심에 있는 전극 본체(40A)를 도금액으로부터 격리하는 것이다. 그로 인해 양극 전극(40)을 불용성 전극으로서 기능시킬 수 있다. 이 경우, 적어도 칸막이막(40B)의 횡단면의 윤곽이 원이 된다. 또한 칸막이막(40B)은 전극 본체(40A)로부터 떨어뜨려 배치되는 것이 바람직하다. 전극 본체(40A)로부터 발생하는 가스가 빠져나갈 곳을 확보하기 위해서이다. 칸막이막(40B)은, 도금조(10)에 침지되는 하단은 기밀 및 액밀하게 밀폐되지만, 상단은 개방하여 대기에 개방시킬 수 있다.

칸막이막(40B)이 유연재이며 보형성(保形性)이 없을 경우, 칸막이막(40B)을 전극 본체(40A)로부터 떨어뜨려 배치할 경우에는 도 3B에 나타내는 바와 같이, 전극 본체(40A)와 칸막이막(40B) 사이에 보형성 부재(40C)를 추가 배치할 수 있다. 칸막이막(40B)은 보형성 부재(40C)에 장착됨으로써 보형성이 유지된다. 또 도 3C에 나타내는 바와 같이, 전극 본체(40A)로부터 칸막이막(40B)을 떨어뜨리기 위해, 전극 본체(40A)와 보형성 부재(40C) 사이에 복수개의 스페이서 부재(40D)를 배치해도 된다.

5. 노즐의 윤곽형상

한편 노즐(30)의 횡단면의 윤곽형상에 관하여 설명하면, 노즐(30)의 횡단면적은 일반적으로 양극 전극(40)보다 작으므로 양극 전극(40)보다 제약이 적다. 따라서, 노즐(30)의 횡단면의 윤곽은 직사각형이어도 된다. 단, 노즐(30)과의 간섭을 피해 양극 전극(40)을 워크(1)의 피처리면에 근접시키는 요청을 고려하면, 노즐(30)은 모따기된 윤곽형상이 바람직하다. 그 때문에, 본 실시형태에서는 복수의 노즐(30) 각각은 횡단면의 윤곽이, 복수의 양극 전극(40) 각각의 횡단면의 직경(D2)보다 작은 직경(D1)의 원으로 되어 있다.

6. 노즐과 양극 전극의 평면시에서의 상세한 배치 관계

본 실시형태에서는, 복수의 노즐(30) 각각의 횡단면의 중심(P1)은 도 2 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 복수의 양극 전극(40) 각각의 횡단면의 중심(P2)보다, 복수의 워크(1) 각각의 피처리면에서의 거리가 짧은 위치에 배치할 수 있다.

즉, 복수의 노즐(30) 각각의 횡단면의 중심(P1)과 복수의 양극 전극(40) 각각의 횡단면의 중심(P2)은 도 5A에 나타내는 바와 같이 반송방향(A)을 따른 동일 직선(L1)상에 있는 것을 제외하는 것은 아니지만, 노즐 중심(P1)과 전극 중심(P2)이 도 2 및 도 4에 나타내는 바와 같이 지그재그형상으로 어긋나게 해서 배치할 수 있다. 이렇게 하면, 노즐 중심(P1)과 전극 중심(P2)이 동일 직선(L1)상에 있는 도 5A보다, 이웃하는 2개의 노즐(30) 사이에 배치되는 양극 전극(40)의 직경(D2)을 최대한 크게 하면서 노즐(30)과의 간섭을 방지하기 쉬워진다.

또한 2개의 노즐(30, 30) 사이에 적어도 하나의 양극 전극(40)을 배치하는 예로서, 도 5B에 나타내는 바와 같이 2개 노즐(30, 30) 사이에 복수의 양극 전극(40, 40)을 배치해도 된다. 도 5B에서는 도 4와 마찬가지로, 복수의 노즐 각각의 횡단면의 중심(P1)을, 복수의 양극 전극(40) 각각의 횡단면의 중심(P2)보다, 워크(1)의 피처리면에서의 거리가 짧은 위치에 배치하고 있다. 도 4와 도 5B에서 노즐(30)의 배열 피치가 동일하면, 도 5B의 양극 전극(40)의 직경(D2)을 도 4보다 작게 해야만 한다는 것은 명백하다. 도 5B의 양극 전극(40)의 직경(D2)을 도 4와 같게 하려고 하면, 노즐(30)의 배열 피치는 도 4에 의해 도 5B 쪽이 커지는 것이 명백하다. 이들로부터, 도 4의 레이아웃 쪽이 도 5B보다 뛰어나다.

본 실시형태에서는 도 4에 나타내는 바와 같이, 복수의 노즐(30) 각각으로부터 복수의 워크(1) 각각의 피처리면에 이르는 제1 최단거리(δ1)는 복수의 양극 전극(40) 각각으로부터의 워크(1)의 피처리면에 이르는 제2 최단거리(δ2)보다 작고(δ1＜δ2), 복수의 노즐(30)의 외경(D1)은 제2 최단거리(δ2)보다 작게 할 수 있다(D1＜δ2). 여기서, 제1 최단거리(δ1)는 예를 들면 10mm≤δ1≤20mm이고, 제2 최단거리(δ2)는 예를 들면 15mm≤δ2≤35mm로 할 수 있다.

이와 같이, 노즐(30)을 양극 전극(40)보다 워크(1)에 근접시켜 배치할 수 있고, 그로 인해 도금액의 공급압을 높일 필요가 없다. 게다가, 평면시로 노즐(30)로부터 어느 분사각을 가지고 워크(1)를 향해 분사되는 도금액이 양극 전극(40)에 의해 차단되는 일이 적어진다.

또한 워크(1)에 근접시켜 배치된 노즐(30)의 직경(D1)은 양극 전극(40)-워크(1) 사이의 제2 최단거리(δ2)보다 작게 하면, 노즐(30)의 곡률을 크게 확보할 수 있으므로 도금액이 빠져나갈 곳도 확보하기 쉬워진다.

여기서, 노즐(30)과 워크(1)의 최단거리(δ1)를 예를 들어 10mm≤δ1≤20mm로 짧게 하면, 노즐(30)로부터 분출되어 워크(1)에 도달하는 제트 노즐류가 빨라지고, 제트 노즐류의 영역은 가압이기 때문에, 그 주위에 부압영역이 생기는 경우가 있다. 노즐(30)의 세로방향에는 간격을 두고 복수의 노즐 구멍이 마련되므로, 2개의 노즐 구멍 사이가 부압영역이 된다.

워크(1)와, 노즐(30) 및 양극 전극(40) 사이의 영역에서 도금액의 유동이 부족하면, 부압영역에 도금액이 미치지 않고, 특히 유연한 워크(1)는 노즐측에 흡착되는 현상이 관찰되었다. 그 때문에 노즐(30)로부터 분출된 도금액이 빠져나갈 곳을 확보하는 것은 워크(1)가 부압영역측에 흡착되는 현상을 방지하는 관점에서도 중요하다.

본 실시형태에서는 도 6에 나타내는 바와 같이, 양극 전극(40)의 횡단면의 윤곽을 원 이외의 예를 들면 직사각형으로 할 수 있다. 도 6에서도 δ1＜δ2 및 D1＜δ2를 만족하고 있다. 단, 도 6에서는 양극 전극(40)의 횡단면이 직사각형이므로 틈새폭(δ2)의 영역이 길면서, 또한 양극 전극(40)이 모따기되지 않아 모서리부를 가지므로, 도금액이 빠져나갈 곳이 도 4의 레이아웃보다 좁아진다. 이 점에서, 도 4의 레이아웃 쪽이 도 6보다 뛰어나다.

본 실시형태에서는, 복수의 양극 전극(40) 각각과 복수의 노즐(30) 각각과의 제3 최단거리(δ3)는 복수의 양극 전극(40) 각각으로부터의 워크(1)의 피처리면에 이르는 제2 최단거리(δ2)보다 작게 할 수 있다(δ3＜δ2). 그로 인해, 양극 전극(40)을 워크(1)의 피처리면에 보다 근접시킬 수 있다. 한편 노즐(30)로부터 워크(1)를 향해 분출된 도금액은 노즐(30) 및 양극 전극(40)과 워크(1) 사이의 틈새로부터, 이웃하는 노즐(30) 및 양극 전극(40) 사이의 틈새를 통해, 도금조(10) 내의 넓은 공간으로 내보낼 수 있다. 그로 인해, 워크(1)를 항상 프레쉬한 도금액과 접촉시켜, 워크(1)의 부압측으로의 흡착을 방지할 수 있다.

또한 복수의 양극 전극(40) 각각과 복수의 노즐(30) 각각의 제3 최단거리(δ3)는 복수의 노즐(30) 각각으로부터의 워크(1)의 피처리면에 이르는 제1 최단거리(δ1) 이상으로 할 수 있다(δ3≥δ1). 이렇게 하면, 노즐(30)과 양극 전극(40)의 틈새의 유로 저항은 워크(1)와 노즐(30) 사이의 유로 저항 이하가 되고, 노즐(30) 및 양극 전극(40) 사이의 틈새를 통해 도금액을 도금조(10) 내의 넓은 공간으로 내보내기 쉬워진다.

이상, 몇 가지 실시형태에 대하여 설명했지만, 본 발명의 신규사항 및 효과에서 실체적으로 일탈하지 않는 많은 변형이 가능한 것은 당업자에게 용이하게 이해될 것이다. 따라서 이러한 변형예는 모두 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 한다. 예를 들면 명세서 또는 도면에서 적어도 1회, 보다 넓은 의미 또는 같은 의미의 용어와 함께 기재된 용어는 명세서 또는 도면의 어떠한 부분에서도 그 다른 용어로 바꿀 수 있다.

Claims

도금액을 수용하고, 반송 지그에 유지되어 연속 반송되는 동시에 음극으로 설정되는 복수의 워크에 도금하는 도금조;
상기 도금조 내에서 상기 복수의 워크와 대향하는 위치에 배치되며, 상기 도금액을 상기 복수의 워크를 향해 분출하는 복수의 노즐; 및
상기 도금조 내에서 연속 반송되는 상기 복수의 워크와 대향하는 위치에 배치되는 복수의 양극 전극;을 가지며,
상기 복수의 워크가 연속 반송되는 반송방향을 따라, 상기 복수의 노즐의 하나와 상기 복수의 양극 전극 중 적어도 하나가 교대로 반복 배치되고,
상기 복수의 양극 전극 각각의 횡단면의 윤곽은, 평면시(平面視)로 상기 복수의 양극 전극 각각을 이분하여 상기 반송방향과 직교하는 전극 중심선에서의 거리가 멀어짐에 따라, 상기 복수의 워크 각각의 피처리면으로부터의 거리가 커지도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 연속 도금 장치.
제1항에 있어서,
상기 반송방향에서 본 측면시(側面視)로, 상기 복수의 노즐과 상기 복수의 양극 전극이 겹치는 위치 관계로 배치되는 것을 특징으로 하는 연속 도금 장치.
제1항에 있어서,
상기 복수의 양극 전극 각각은 횡단면의 윤곽이 만곡되어 있는 것을 특징으로 하는 연속 도금 장치.
제1항에 있어서,
상기 복수의 양극 전극 각각은 횡단면의 윤곽이 원인 것을 특징으로 하는 연속 도금 장치.
제1항에 있어서,
상기 복수의 양극 전극 각각은 불용성 전극인 것을 특징으로 하는 연속 도금 장치.
도금액을 수용하고, 반송 지그에 유지되어 연속 반송되는 동시에 음극으로 설정되는 복수의 워크에 도금하는 도금조;
상기 도금조 내에서 상기 복수의 워크와 대향하는 위치에 배치되며, 상기 도금액을 상기 복수의 워크를 향해 분출하는 복수의 노즐; 및
상기 도금조 내에서 연속 반송되는 상기 복수의 워크와 대향하는 위치에 배치되는 복수의 양극 전극;을 가지며,
상기 복수의 워크가 연속 반송되는 반송방향을 따라, 상기 복수의 노즐의 하나와 상기 복수의 양극 전극 중 적어도 하나가 교대로 반복 배치되고,
상기 복수의 양극 전극 각각은 횡단면의 윤곽이 원이고,
상기 복수의 노즐 각각은 횡단면의 윤곽이, 상기 복수의 양극 전극 각각의 횡단면의 직경보다 작은 원인 것을 특징으로 하는 연속 도금 장치.
도금액을 수용하고, 반송 지그에 유지되어 연속 반송되는 동시에 음극으로 설정되는 복수의 워크에 도금하는 도금조;
상기 도금조 내에서 상기 복수의 워크와 대향하는 위치에 배치되며, 상기 도금액을 상기 복수의 워크를 향해 분출하는 복수의 노즐; 및
상기 도금조 내에서 연속 반송되는 상기 복수의 워크와 대향하는 위치에 배치되는 복수의 양극 전극;을 가지며,
상기 복수의 워크가 연속 반송되는 반송방향을 따라, 상기 복수의 노즐의 하나와 상기 복수의 양극 전극 중 적어도 하나가 교대로 반복 배치되고,
상기 복수의 노즐 각각의 횡단면의 중심은 상기 복수의 양극 전극 각각의 횡단면의 중심보다, 상기 복수의 워크 각각의 피처리면으로부터의 거리가 짧은 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 연속 도금 장치.
제7항에 있어서,
상기 복수의 노즐 각각으로부터 상기 복수의 워크 각각의 피처리면에 이르는 제1 최단거리(δ1)는, 상기 복수의 양극 전극 각각으로부터 상기 복수의 워크 각각의 피처리면에 이르는 제2 최단거리(δ2)보다 작고,
상기 복수의 노즐의 외경은 상기 제2 최단거리(δ2)보다 작은 것을 특징으로 하는 연속 도금 장치.
제8항에 있어서,
상기 복수의 양극 전극 각각과 상기 복수의 노즐 각각과의 제3 최단거리(δ3)는 상기 제2 최단거리(δ2)보다 작은 것을 특징으로 하는 연속 도금 장치.
제9항에 있어서,
상기 제3 최단거리(δ3)는 상기 제1 최단거리(δ1) 이상(그 값을 포함함)인 것을 특징으로 하는 연속 도금 장치.
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