KR101569185B1 - 불용성 전극 및 이를 구비하는 전해동박장치 - Google Patents

Abstract

일부가 전해조 내의 전해액에 잠기도록 설치되는 음극 롤러의 하부에 대향되도록 설치되는 불용성 양극에 있어서, 음극 롤러의 하부에 마주하여 일정한 갭을 유지하도록 대향되게 배치되는 원호형의 금속 기판과; 금속 기판의 음극 롤러에 마주하는 내측면에 결합 및 분리 가능하게 설치되는 전극판;을 포함하며, 전극판은 서로 대응되는 크기를 가지는 한 쌍 또는 한 쌍이 일체화된 하나가 금속 기판의 내측면에 결합되는 것을 특징으로 하는 불용성 전극 및 이를 구비하는 전해동박장치가 개시된다.

Description

불용성 전극 및 이를 구비하는 전해동박장치{AN INSOLUBLE ANODE AND APPARATUS FOR PRODUCING ELECTROLYTIC COPPERFOIL HAVING THE SAME}

본 발명은 불용성 전극 및 이를 구비하는 전해동박장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전해에 의한 동박을 연속 제조하기 위해 사용되는 불용성 전극 및 이를 구비하는 전해동박장치에 관한 것이다.

금속의 특성과 금속박의 사용 용도에 따른 다양한 금속박 제조 방법이 있으나, 압연(rolling)에 의한 금속박 제조 방법에 있어서, 회전하는 롤러로 금속을 통과시키는 동안 롤러가 금속을 누름으로써 압연된다. 압연의 경우, 보다 얇은 금속박을 제조하기 위하여, 압연 기술은 매우 복잡해지고 장력 공급 방법, 롤러 간격의 제어 등에 있어서 문제가 발생한다.

또한, 형성된 금속박의 폭방향으로의 두께균일성은 롤러의 형태에 의해 초래되어 항상 일정하지 않은 것으로 알려져 있다.

또한, 전해에 의한 방법은 최근에 동박(銅薄), 특히 인쇄 회로 기판에 사용되는 얇은 동박 도금을 위한 동박의 제조를 위해 널리 사용된다. 전해에 의한 방법은 다음과 같다. 즉, 전해에 의한 동박 제조장치는 전류가 전해조 내에 함유된 동 전해액에 그 하부가 침지된 음극으로서의 대형 음극 롤러와, 반대 전극으로서의 불용성 양극 사이를 흐르는 동안, 음극 롤러의 표면상에 연속적으로 동(銅)을 도금하기 위하여 양극의 전해액 공급 슬릿을 통하여 전해액을 공급하고 석출된 금속동은 음극 롤러의 표면으로부터 연속적으로 제거된다.

이 방법은, 공급되는 전류량을 조절함으로써 얻어진 동박(8)의 평균 두께를 용이하게 조절할 수 있으며, 얇은 동박을 용이하게 얻을 수 있다는 특징이 있다.

인쇄 회로 기판에 사용되는 동박은 매우 높은 순도의 동이 요구되기 때문에, 압연에 의한 동박 제조의 경우 높은 순도를 가진 동 원료를 압연하여야 하나, 전해 동박 제조 방법은 불순물을 내포할 가능성이 있는 스크랩(scrap) 동 등을 원료로 사용할 수 있다는 특징이 있다.

한편, 상기 음극 롤러에 대응되어 전해액에 침지되는 양극의 일예가 일본공개특허 1993-202498호에 개시되어 있으며, 이를 도 1을 통해 자세히 살펴보면 다음과 같다. 종래의 양극은 금속기체(2)의 일면 즉, 음극 롤러와 마주하는 면에 박판상의 불용성 금속전극(3)이 나사(4)에 의해 결합된 구조를 갖는다. 상기 금속전극(3)은 규격화된 크기로 분할되어 각각이 금속기체(2)에 연속적으로 나사(4)에 의해 결합 및 분리 가능하게 결합된다.

그런데 상기와 같이 금속전극(3)을 일정크기로 분할된 상태로 개별적으로 금속기체(2) 상에 설치하게 되면, 각각으로 분리된 금속전극(3)을 일일이 나사(4)를 이용해서 조립해야 하므로, 조립공정이 복잡하고 많은 부품이 소요되어 제조비용이 증가하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 창안된 것으로서, 구조가 간단하고 부품 수를 줄여 제조비용을 절감할 수 있도록 개선된 불용성 전극 및 이를 구비하는 전해동박장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 불용성 전극은, 일부가 전해조 내의 전해액에 잠기도록 설치되는 음극 롤러의 하부에 대향되도록 설치되는 불용성 양극에 있어서, 상기 음극 롤러의 하부에 마주하여 일정한 갭을 유지하도록 대향되게 배치되는 원호형의 금속 기판과; 상기 금속 기판의 상기 음극 롤러에 마주하는 내측면에 결합 및 분리 가능하게 설치되는 전극판;을 포함하며, 상기 전극판은 서로 대응되는 크기를 가지는 한 쌍 또는 한 쌍이 일체화된 하나가 상기 금속 기판의 내측면에 결합되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 전극판이 한 쌍이 설치될 경우, 상기 금속 기판의 중앙부분에는 상기 갭으로 전해액을 공급하기 위한 전해액 공급슬릿이 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 전극판은 상기 금속 기판에 볼트에 의해 결합되는 것이 좋다.

또한, 상기 금속 기판에는 나사홀과 전해액 주입구 각각이 복수 형성되는 것이 좋다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전해동박장치는, 일부가 전해조 내의 전해액에 잠기도록 설치되는 음극 롤러의 하부에 대향되도록 설치되는 불용성 양극에 있어서, 상기 음극 롤러의 하부에 마주하여 일정한 갭을 유지하도록 대향되게 배치되는 원호형의 금속 기판과; 상기 금속 기판의 상기 음극 롤러에 마주하는 내측면에 결합 및 분리 가능하게 설치되는 전극판;을 포함하며, 상기 전극판은 서로 대응되는 크기를 가지는 한 쌍 또는 한 쌍이 일체화된 하나가 상기 금속 기판의 내측면에 결합되는 것을 특징으로 하는 불용성 전극; 상기 불용성 전극이 내부에 설치되며, 전해액이 수용되는 전해조와; 일부가 상기 전해조 내에 수용되며, 상기 불용성 전극의 상부에 대향되게 설치되고, 롤형태의 금속박을 상기 전해조 내의 수용액에 침지시켜 연속적으로 이송시키는 음극 롤러;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 불용성 전극 및 전해동박장치에 따르면, 종래의 기술에 비하여 전극판의 수와 이를 결합하기 위한 볼트의 수를 줄일 수 있게 됨으로써, 원가를 줄이고 제조공정을 단순화할 수 있게 되어 제조비용을 줄일 수 있는 이점이 있다.

또한, 전극의 교환 및 점검에 따른 유지관리 비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 종래의 전해동박장치의 양극을 나타내 보인 사시도이다.
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 전해동박장치를 나타내 보인 구성도이다.
도 2b는 도 2a에 도시된 양극을 발췌하여 보인 사시도이다.
도 3은 도 2a에 도시된 양극의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 양극을 나타내 보인 구성도이다.
도 5는 도 4의 양극을 나타내 보인 사시도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 불용성 전극 및 이를 구비하는 전해동박장치에 대해 자세히 설명하기로 한다.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전해동박장치(10)는 전해액(21)이 수용되는 전해조(20)와, 전해조(20)에 일부분이 수용된 채 회전되는 음극 롤러(30)와, 전해조(20) 내에 설치되어 음극 롤러(30)에 갭(G)을 두고 마주하도록 설치되는 양극(40;불용성 전극)을 구비한다.

상기 전해조(20)에는 전해액이 담겨 있으며, 이러한 전해액으로는 황산구리 수용액을 포함할 수 있다.

상기 음극 롤러(30)는 전해조(20) 내에 축을 수평하게 하여 설치되며, 그 하부에 설치되는 양극(40)과 일정한 갭(G)을 두고 대향하여 회전 가능하게 설치된다. 상기 음극 롤러(30)와 양극(40) 사이의 갭(G)으로 전해액을 공급하여 직류전류를 통전하고, 음극 롤러(30)의 표면에 전해동박(50)을 전착시키고, 이것을 연속적으로 감아서 제조할 수 있게 된다.

상기 전해액은 상기 양극(40)에 형성되는 전해액 공급슬릿(S)을 통해 상기 갭(G)으로 공급될 수 있고, 미도시된 별도의 전해액 공급수단을 이용하여 갭(G)으로 공급될 수도 있다. 따라서 갭(G)으로 공급된 전해액은 양극(40)과 음극 롤러(30) 사이를 넘쳐흐르면서 통전이 양극(40)과 음극 롤러(30)가 통전이 이루어지도록 한다.

상기 양극(40)은 전해조(20) 내부에 위치되며, 음극 롤러(30)의 하부에서 음극 롤러(30)에 대향하는 원호 형상을 가진다. 구체적으로 양극(40)은 원호형상의 금속기판(41)과, 금속 기판(41)의 상면에 결합되는 한 쌍의 전극판(43)을 구비한다. 상기 금속 기판(41)의 대략 중앙 부분에는 음극 롤러(30)의 길이 방향으로 대향되게 전해액 공급슬릿(S)이 형성된다.

상기 한 쌍의 전극판(43) 각각은 전해액 공급슬릿(S)을 경계로 하여 금속 기판(41)이 내측면 즉, 음극 롤러(30)에 마주하는 면에 부착되어 설치된다. 이러한 전극판(43)은 종래기술과는 달리 원호상으로 형성된 일체형 전극구조를 가지며, 나사(45) 등의 체결수단에 의해 금속 기판(41)에 고정 설치될 수 있다. 이와 같이 종래와는 달리 양극(40)의 전극판(43)을 2개의 전극판으로 일체화하여 금속 기판(41) 상에 설치함으로써, 종래와는 달리 부품 수를 줄일 수 있게 되어 제조공정을 단순화하여 제조비용을 줄이고, 생산성을 향상시킬 수 있게 된다. 또한, 전극판(43)을 체결하기 위한 나사(45) 등의 부품수도 줄일 수 있는 이점이 있다. 이러한 금속판(43)은 금속판재, 티타늄 등에 이리듐을 코팅한 구성을 가질 수 있다.

또한, 도 3을 참조하면, 한 쌍의 전극판(43')이 서로 이격되게 설치된 구성의 양극(40')도 가능하며, 한 쌍의 전극판(43') 각각에는 다수의 나사홀(h1)과, 전해액 주입구(h2)가 복수 형성될 수 있다. 즉, 별도의 슬릿 구멍 없이 한 쌍의 전극판(43')을 마련하여 서로 이격되며, 상호 대칭되게 음극 롤러(30)에 마주하도록 금속기판(41) 상에 설치할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 양극(40")은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 음극 롤러(30)의 하면에 갭(G)을 두고 마주하도록 배치되는 원호형의 금속 기판(41)의 내측면에 일체로 형성된 전극판(43")을 포함하는데 그 특징이 있다. 즉, 종래와는 달리 하나의 일체형 전극판(43")이 금속 기판(41) 전체면에 대응되는 크기로 설치될 수 있다. 이와 같이 하나의 일체형 전극판(43")을 구비하는 구성을 가짐으로써, 종래보다 부품 수를 획기적으로 줄일 수 있게 되어 비용을 절감하고, 유지 관리가 용이하며, 교환이 용이한 이점이 있다. 즉, 종래 기술에 비하여, 전극판(43")의 수와, 볼트(45)의 수를 줄일 수 있게 되어, 제조비용을 줄이고 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.

상기와 같이 전극판(43")이 하나의 일체화된 구성을 가질 경우에는, 별도의 전해액 공급슬릿을 배제하고, 도 4와 같이 음극롤러(30)와 양극(40") 사이의 갭(G)으로 전해액을 전해액 공급수단(미도시)을 통해 공급할 수도 있다.

또한, 전극판(43")에는 다수의 나사홀(h1)과 전해액 주입구(h2)가 서로 교번되게 또는 일정한 비율로 다수 형성될 수 있다.

이상, 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 및 수정이 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경 및 수정은 본 특허청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

10..전해동박장치 20..전해조
30..음극 롤러 40,40',40"..양극
41..금속 기판 43,43',43"..전극판
45..볼트

Claims (5)

1. 일부가 전해조 내의 전해액에 잠기도록 설치되는 음극 롤러의 하부에 대향되도록 설치되는 불용성 양극에 있어서,
   상기 음극 롤러의 하부에 마주하여 일정한 갭을 유지하도록 대향되게 배치되는 원호형의 금속 기판과;
   상기 금속 기판의 상기 음극 롤러에 마주하는 내측면에 결합 및 분리 가능하게 설치되는 전극판;을 포함하며,
   상기 전극판은 서로 대응되는 크기를 가지는 한 쌍 또는 한 쌍이 일체화된 하나가 상기 금속 기판의 내측면에 결합되며,
   상기 전극판은 상기 금속 기판에 볼트에 의해 결합되고,
   상기 금속기판에는 나사홀과 전해액 주입구 각각이 복수 형성되고, 상기 나사홀과 전해액 주입구는 서로 교번되게 형성되는 것을 특징으로 하는 불용성 전극.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항의 불용성 전극과;
   상기 불용성 전극이 내부에 설치되며, 전해액이 수용되는 전해조와;
   일부가 상기 전해조 내에 수용되며, 상기 불용성 전극의 상부에 대향되게 설치되고, 롤형태의 금속박을 상기 전해조 내의 수용액에 침지시켜 연속적으로 이송시키는 음극 롤러;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전해동박장치.

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