KR101579253B1 - 모바일 단말기용 인테나의 무전해 도금방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 도금층의 밀착력을 높여 신뢰성을 확보함은 물론, 친환경적이면서 전체 공정의 단순화로 인한 제조단가를 줄일 수 있는 모바일 단말기용 인테나의 무전해 도금방법에 관한 것으로, 무수크롬산을 사용하지 않는 산에칭과 알칼리에 조해하는 성질을 가지는 주사슬이 에스테르로 이루어진 베이스 부재를 에칭하기 위한 알칼리 에칭으로 이루어진 에칭단계를 포함하고, 촉매금속인 파라듐의 흡착량을 조절할 수 있는 제1, 2 촉매금속 흡착단계를 포함하여 이루어져 있어, 촉매금속의 원활한 흡착이 이루어져 후 공정에서의 도금층의 밀착력 및 흡착량이 많아져 신뢰성 있는 제품을 생산할 수 있고, 유해물질로서 사용이 제한되어 있는 무수크롬산을 사용하지 않고도 베이스 부재 표면의 패턴을 원활히 형성할 수 있어 친환경적이며, 촉매금속을 흡착하기 위한 과정이 단순화되어 전체 공정수를 줄여줌으로써 제조단가를 낮출 수 있는 모바일 단말기용 인테나의 무전해 도금 방법을 제공한다.

Description

모바일 단말기용 인테나의 무전해 도금방법{electroless plating method of intenna for wireless communication device}
본 발명은 도금층의 밀착력을 높여 신뢰성을 확보함은 물론, 친환경적이면서 전체 공정의 단순화로 인한 제조단가를 줄일 수 있는 모바일 단말기용 인테나의 무전해 도금방법에 관한 것이다.
일반적으로, 스마트폰과 같은 휴대용 모바일기기 및 내비게이션 등의 무선통신 단말기는, 그 내부에 소위 인테나(Intenna)라 칭해지는 내장형 안테나를 구비하고 있어서, 외부에 안테나가 돌출되지 않게 하면서도 다양한 디자인을 연출할 수 있을 뿐만 아니라 슬림화가 가능하다.
이러한 내장형 인테나는 무선통신 단말기의 소형화 및 컴팩트화에 적합한 구성으로서, 무선통신 단말기의 하우징의 내부 표면 등에 안테나 패턴을 도금하는 방식으로 방사체를 구성하여 송수신 주파수에 따른 신호를 송수신 하도록 구성되어 있다.
즉, 종래의 무선통신 단말기의 내장형 안테나인 인테나는, 단말기의 디자인에 따라 정해진 하우징과 PCB 회로 설계에 따른 내장공간의 형태에 따라 디자인된 베이스에 안테나 회로패턴을 설계하고, 베이스 사출금형과 회로 패턴 사출금형을 연계한 이중 사출기를 사용하여 베이스와 회로패턴의 사출재료를 각기 다른 성분의 플라스틱 재료로 이중사출하면 베이스에 회로패턴이 형성된 사출성형품이 제작되는데, 이 사출성형품의 회로패턴 부분에만 도금을 실시하는 방법으로 제조된다.
한편, 종래의 내장형 인테나의 제조방법에 대한 종래기술을 살펴보면 다음과 같다.
첫번째로, 대한민국 등록특허 제10-0975012호가 있다.
상기와 같은 종래기술에 따른 인테나 제조 방법은, 폴리카보네이트(Polycarbonate; PC) 40%와 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(Acrylontrile Butadiene Styrene; ABS) 60%를 혼합한 베이스 부재에 이중사출을 통해 회로패턴을 형성(1)하고, 상기 회로패턴이 형성된 피도금물을 탈지 및 수세한 후, 에칭 공정으로서 물 1ℓ에 무수크롬산(CrO3)과 황산을 혼합하고 소정온도에서 수분간 침적하여 표면에 미세기공을 만들어주고, 다시 3단 수세를 하고, 중화공정으로서 염산 100ml/L 액중에 상온에서 2 ∼ 3분간 중화처리한 후, 다시 3단 수세하며, 엑티베이터(activator) 공정으로서 파라듐 카타리스트액 20 ∼ 50ml/L와 염산 150ml/L의 액중에 상온에서 2 ∼ 3분간 침적하여 촉매를 부여하는데, 물 1ℓ에 염산 15%와 염화제일주석과 염화파라듐을 혼합하여 만든 카타리스트액 20 ∼ 50ml/L를 혼합하고 온도 섭씨 25 ∼ 45도에서 2 ∼ 3분간 침적하여 에칭에서 형성된 미세기공에 카타리스트촉매를 흡착시키는 공정을 수행한 후, 이어서 3단 수세를 하고, 미세기공에 흡착된 주석성분을 제거하여 촉매를 활성화시키는 엑셀레이터 공정을 수행하며, 다시 3단 수세 이후, 무전해 동스트라커 및 무전해 동도금을 하고, 다시 3단 수세 후, 동도금을 활성화시키고, 무전해 니켈도금을 행한 후, 다시 3단 수세 및 건조함으로써 제조된 안테나를 포장하는 단계를 포함하여 이루어진다.
두번째로, 대한민국 등록특허 제10-1422616호(2014.07.17.)는 (A) 인테나 패턴을 사출 성형한 베이스 부재를 준비하는 단계; (B) 상기 베이스 부재의 인테나 패턴 부분에 요철을 형성하고 파라듐 촉매부여를 준비하는 전처리 단계; (C) 상기 (B) 단계 이후의 베이스 부재의 인테나 패턴에 형성된 요철 부분에 파라듐 촉매의 활성을 부여하여 미도금 및 과도금을 방지하는 촉매처리 단계; (D) 상기 (C) 단계 이후의 베이스 부재의 인테나 패턴에 도막 및 동(Cu) 도금을 수행하는 무전해 동도금 단계; (E) 상기 (D) 단계 이후의 베이스 부재의 인테나 패턴 부분에 무전해 니켈(Ni) 도금이 밀착력 있게 되도록 촉매를 부여하는 촉매부여 단계; (F) 상기 (E) 단계를 이후의 베이스 부재의 동(Cu) 도금 상에 니켈 금속막을 형성하는 무전해 니켈도금 단계; (G) 상기 (F) 단계를 통해 도금된 니켈 금속막의 변색 및 부식을 방지하는 후처리 단계(S170); 및 (H) 상기 (G) 단계에서 도금된 니켈 금속막을 열처리하는 건조단계를 포함하는 무선통신 단말기용 인테나의 무전해 도금방법을 제공하고 있다.
아울러, 대한민국 등록특허 제10-1250932호(2013.03.28.)에서는 합성수지로 성형된 모바일기기의 케이스 또는 하우징 피도금물의 표면에 레이저를 조사하여 안테나부를 형성하면서 요철을 생성하는 레이저활성단계와; 상기 안테나부에 형성된 요철의 크기가 증가되도록 산성의 에칭용액을 이용하여 에칭하는 에칭단계와; 상기 피도금물을 촉매흡착용액에 침적하여 상기 안테나부에 무전해도금이 가능토록 상기 요철 내부에 촉매금속화합물을 흡착시키는 제1촉매흡착단계와; 상기 피도금물을 산성의 촉매활성용액에 침적하고 산화환원반응을 이용하여 상기 안테나부에 흡착된 촉매금속화합물을 촉매금속으로 변환하는 촉매활성단계와; 상기 피도금물을 알카리성 제1부분에칭용액에 침적하여 상기 안테나부 이외의 주변부에 흡착된 촉매금속을 제거하는 제1부분에칭단계와; 상기 피도금물을 제2촉매흡착용액에 침적하여 상기 안테나부의 표면에 촉매금속을 흡착시켜 보충하는 제2촉매흡착단계와; 상기 피도금물을 제2부분에칭용액에 침적하여 상기 제2촉매흡착단계에서 상기 주변부에 흡착된 촉매금속을 제거하면서 상기 안테나부의 거칠기(roughness)가 감소되도록 에칭하는 제2부분에칭단계와; 상기 안테나부에 흡착된 촉매금속을 시드(seed)로서 이용하여 제1니켈-붕소(Ni-B)합금막을 무전해 도금하는 제1니켈도금단계로; 구성됨을 기술적 특징으로 하고 있다.
(특허문헌 1) KR10-0975012 B1, 송수신기기 하우징 등의 이중사출방법에 의한 회로패턴에무전해 동도금, 무전해 니켈도금을 사용한 안테나 기능의제조방법
(특허문헌 2) KR10-1422616 B1, 무선통신 단말기용 인테나의 무전해 도금방법
(특허문헌 3) KR10-1250932 B1, 모바일기기의 안테나 및 그 제조방법
상기와 같은 종래의 기술들에는 다음과 같은 문제가 있다.
첫번째, 대한민국 등록특허 제10-0975012호의 경우 도금에 따른 공정이 매우 복잡할 뿐만 아니라 제조비용이 증가되는 문제점이 있다.
또한, 제조 공정이 복잡함에 따라 사출시 베이스 부재의 미세한 불량에 따른 문제점이 증폭되게 되며, PC와 ABS를 혼합한 베이스 부재의 내열성 및 내약품성이 약해 도금 과정시 베이스 부재에 크랙이 쉽게 발생되는 문제점이 있다.
특히, 에칭 공정시 이용하는 무수크롬산은 에칭제로서 성능에 있어서는 최적의 재료이지만 인체에 유해한 물질로서 그 사용을 제한하고 있는 실정이다.
두번째로, 대한민국 등록특허 제10-1422616호는 상기 이중사출방식의 복잡한 공정으로 이루어지는 첫번째 등록특허에 비해서 매우 간결한 공정으로 이루어지고 있다.
즉, 전처리 단계인 베이스 부재의 준비단계에서 레이저 가공이후 초음파 탈지, 산에칭, 중화 및 파라듐 촉매 부여를 위한 알칼리 동에칭단계가 선행되어 가공 과정을 매우 간소화하였다.
하지만, 상기 전처리 단계에서의 산에칭은 인체에 유해한 무수크롬산을 사용하고 있어 친환경적이지 않은 문제가 있다.
특히, 상기와 같은 무수크롬산은 산기가 강한 강산으로서 이를 중화하기 위한 공정이 수차례 실시되어야만 후공정에서 촉매금속인 파라듐의 흡착이 원활히 이루어지기 때문에 전체 공정수가 늘어나는 문제가 있다.
또한, 전처리 단계에서의 알칼리 동에칭단계는 알칼리 보충제인 가성소다가 소량(70 ∼ 90㎖/L) 포함되어 있다.
따라서, 에칭작업이라기 보다는 무수크롬산 에칭으로 인한 강한 산성을 알칼리로 중화시킬 목적으로 실시가 이루어지는 것이며, 특히, 소량의 가성소다만으로 강산인 무수크롬산의 중화작업이 원활히 이루어지지 않기 때문에 후공정에서 파라듐의 흡착율이 낮아지게 되어 파라듐의 도금두께가 얇아짐으로써 도금의 신뢰성을 확보할 수 없는 문제가 있었다.
한편, 통상 PC, PI 등의 합성수지재에 동 및 니켈 도금을 위해서는 전처리 공정으로 파라듐을 베이스 부재에 흡착시켜야만 한다.
따라서, 이 등록특허에서는 염화파라듐을 베이스 부제에 흡착시켜 후공정에서의 도금을 원활히 수행할 수 있도록 촉매처리단계의 제1 촉매활성화 단계를 실시하고 있다.
이는, 합성수지재에 파라듐의 흡착이 이루어지지 않기 때문에 일반적으로 염화파라듐을 매개로 촉매금속인 파라듐을 흡착시키게 된다.
그런데, 상술한 등록특허의 제1 촉매활성단계에서 사용하는 촉매부여제는 염화제1주석과 염화파라듐이 혼합된 것으로 시중에 상용화되어 있는 약품(NP8)을 사용하게 된다.
이 약품은 콜로이드 상태여서 분산이 잘 되지 않음은 물론, 염화제1주석과 염화파라듐의 혼합량이 일정치 않은 상태이기 때문에 도금시 파라듐의 도금 두께를 사용자가 조절하여 실시할 수 없어 베이스 부재에 레이저 가공을 통해 형성한 패턴이외의 베이스 부재 표면에 파라듐이 과도금되어 이를 제거하는 공정을 더 추가하여야 하는 등의 문제가 발생하였다.
세번째로, 대한민국 등록특허 제10-1250932호의 경우 베이스 부재에 레이저 가공을 통해 패턴을 형성한 후 에칭단계에서 인체에 유해한 무수크롬산 대신 황산을 이용하여 에칭작업을 하여 친환경적이다.
다만, 에칭단계를 통해 베이스 부재의 패턴 가공 이후 패턴에 요철 형성을 위해 산에칭이 이루어진 후에는 산성을 중화시켜야만 후공정에서 파라듐의 흡착이 원활히 이루어지게 되는데, 이 특허에서는 무수크롬산보다 약한 산을 사용하여 베이스 부재 표면에 패턴을 형성하여 패턴의 표면 거칠기 및 패어진 두께가 얇고, 산기를 중화시키는 공정의 누락으로 인해 촉매금속인 파라듐의 흡착이 원활히 이루어지지 않아 제1염화주석과 파라듐을 흡착시키는 공정에서 베이스 부재에 촉매금속인 파라듐의 흡착량이 작아 다시 제2촉매흡착단계를 통해 이를 보충하는 공정이 추가되는 문제가 있었다.
또한, 앞서 두번째 등록특허에서 언급한 바와 같이 이 세번째 등록특허에서도 제1염화주석과 파라듐이 콜로이드 상태로 혼합된 촉매부여제를 이용하고 있어 사용자가 원하는 만큼의 파라듐 흡착이 이루어지지 못하는 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 모바일 단말기용 인테나의 무전해 도금방법은 친환경적이면서 제품의 밀착력 향상에 따른 신뢰성 확보와 더불어 공정수 단축에 따른 제조단가를 낮출 수 있는 모바일 단말기용 인테나의 무전해 도금방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 촉매금속의 원활한 흡착이 이루어져 후 공정에서의 도금층의 밀착력 및 흡착량이 많아져 신뢰성 있는 제품을 생산할 수 있다.
또한, 유해물질로서 사용이 제한되어 있는 무수크롬산을 사용하지 않고도 베이스 부재 표면의 패턴을 원활히 형성할 수 있어 친환경적이다.
아울러, 촉매금속을 흡착하기 위한 과정이 단순화되어 전체 공정수를 줄여줌으로써 제조단가를 낮출 수 있는 유용한 발명이다.
도 1은 본 발명의 무전해 도금방법을 도시한 블록도.
본 발명의 도금 방법에 대해 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
본 발명은 전처리단계(S10), 에칭단계(S20), 제1 촉매금속 흡착단계(S40), 제2 촉매금속 흡착단계(S50) 및 제1 촉매금속 활성화 단계(S60)로 이루어진다.
또한, 상기 에칭단계(S20) 이후에는 중화단계(S30)가 더 포함되며, 제1 촉매금속 활성화단계(S60) 이후에는 제2 촉매금속 활성화 단계(S70), 스트라이크 단계(S80), 동도금 두께조절단계(S90), 촉매부여처리 단계(S100), 무전해 니켈도금 단계(S110), 후처리 단계(S120), 건조단계(S130)가 포함될 수 있으며, 이하에서는 각 단계별을 보다 세부적으로 살펴보도록 한다.
- 전처리단계(S10)
전처리단계(S10)는 주사슬이 에스테르 결합에 의해 연결되어 있는 고분자 계열의 `베이스 부재를 준비한다.
보다 구체적으로는 내열성, 내약품성이 높은 100% 폴리카보네이트(PC : PolyCarbonate) 수지, 폴리이미드(PI : PolyImid) 수지, 유리섬유(Glass Fiber)가 포함되어 있는 폴리카보네이트(PC : PolyCarbonate) 수지 등의 고분자 물질들이 있으며, 위에서 언급되지 않은 다른 재질도 포함된다.
한편, 상기와 같은 베이스 부재의 표면에 인테나가 형성되는 부분에만 레이저를 조사하여 홈형태로 이루어진 요철화된 패턴을 형성한다.
그런 후, 초음파 탈지 공정을 실시하여 사출성형시 베이스 부재에 부착된 이물질이나 이형제 및 베이스 부재 표면에 부착된 버프가스 등을 제거한다.
이러한, 전처리단계에서의 초음파 탈지 공정은 후술할 공정들에서 도금이 잘되기 위해 실시하는 것으로, 50 ∼ 60℃ 온도의 처리액에 대략 3 ∼ 5분 정도 침지 후 수세하게 된다.
여기서, 상기 처리액은 초음파 세척제가 35 ∼ 50중량%가 물에 희석된 것이다.
이때에, 초음파 세척제는 베이스 부재의 표면 장력 및 버프가스 제거에 탁월한 중성용 액체로서, 트리에탄올아민(Triethanolamine, CAS Nomber 102-71-6) 8 ∼ 10 중량%, 순수 70 ∼ 80중량% 및 기타 비유해물질 10 ∼ 20중량%로 구성된다.
- 에칭단계(S20)
에칭단계(S20)는 상술한 전처리단계(S10)에서 형성한 패턴의 깊이 및 요철화를 더욱 확장시켜 후술할 공정에서 도금의 밀착력 향상 및 도금층을 두껍게 형성하여 신뢰성을 확보하기 위한 공정으로서, 산에칭과 알칼리에칭으로 구분되어 실시한다.
우선, 산에칭은 산에칭제 50 ∼ 70중량%와 나머지는 물로 이루어진 50 ∼ 60℃의 온도를 유지하는 처리액에 5 ∼ 10분 동안 침지 및 세척하여 이루어지게 된다.
이때에, 상기 산에칭제는 황산 10 ∼ 20중량%, 황산나트륨 40 ∼ 50중량% 및 나머지는 물로 조성된 혼합물이다.
상기 산에칭은 황산과 황산나트륨이 포함되어 있는 처리액을 이용하여 베이스 부재에 형성된 홈 형태로 이루어진 요철인 패턴을 확장시켜주는 역할을 수행하지만 기존 유해물질인 무수크롬산 대비 에칭되는 양이 적은 것이 사실이긴 하지만, 후공정에서 매우 강한 산성을 가진 무수크롬산의 산기를 중화시키기 위해 여러번의 중화공정이 생략되는 장점이 있다.
한편, 상술한 바와 같이 본 발명에서의 산에칭은 기존 무수크롬산의 에칭과정에 비해 패턴의 깊이 및 요철화가 되는 비율이 작기 때문에 본 발명에서는 알칼리 에칭과정을 더 실시하게 된다.
본 발명은 앞서 설명한 바와 같이 베이스 부재가 주사슬이 에스테르 결합에 의해 연결되어 있는 베이스부재를 이용하고 있는데, 이러한, 베이스 부재는 알칼리에 의해 조해하는 성질이 있어 상술한 바와 같이 산에칭을 통해 패턴의 요철화가 적게 이루어진 부분을 이 알칼리 에칭을 통해 보상할 수 있게 된다.
여기서, 상기 알칼리 에칭은 물과 강알칼리인 가성소다(NaOH) 60 ∼ 100g/L로 조성되는 높은 50 ∼ 60℃온도로 이루어진 처리액에 10 ∼ 60분간 침지 및 수세하여 실시할 수 있게 된다.
즉, 본 단계에서는 강알칼리인 가성소다의 비율을 높이면서 온도조건과 침지시간을 늘려 알칼리에 조해하는 성질이 있는 베이스 부재의 패턴의 요철화율을 높여 후술할 도금들의 밀착력을 높일 수 있게 작용한다.
또한, 상기 알칼리 에칭은 전 단계인 산에칭단계에서 베이스 부재에 남아 있는 산기를 제거함으로써 후술할 촉매금속의 흡착율을 높이는 작용을 하게 된다.
여기서, 상기 가성소다는 매우 강한 알칼리성으로 침지시 발열반응이 일어나므로 각별한 주의를 요한다.
- 중화단계(S30)
한편, 상기와 같은 알칼리 에칭은 앞서 설명한 바와 같이 강알칼리성이기 때문에 염산(HCl)을 통한 중화단계(S30)를 더 실시할 수 있다.
- 제1 촉매금속 흡착단계(S40)
제1 촉매금속 흡착단계(S40)는 베이스 부재 표면에 형성되어 있는 패턴부분에 금속 도금을 위한 촉매금속을 흡착시켜 도금의 밀착력 향상 및 그에 따른 사용자가 원하는 양 만큼의 도금층을 형성하기 위한 전처리 공정이다.
상기 제1 촉매금속 흡착단계(S40)는 제1 촉매금속인 염화제1주석 등에 침적처리하여 베이스 부재에 미립자의 주석(Sn)을 부착시키기 위한 공정으로 후술할 제2 촉매금속인 파라듐의 활성화를 위한 교량적인 단계이다.
상기 제1 촉매금속 흡착단계(S40)는 25 ∼ 30℃ 온도의 처리액에 5 ∼ 10분 동안 침지 및 수세하여 이루어질 수 있으며, 이때에 처리액은 물과 염화제1주석(SnCl2) 8 ∼ 10g/L와 염산(HCl) 10 ∼ 20㎖/L를 혼합한 산성용액을 이용하게 된다.
- 제2 촉매금속 흡착단계(S50)
제2 촉매금속 흡착단계(S50)는 처리액에 침적처리하여 도금 금속의 성장핵으로 되어 반응용 개시촉매로 작용할 미립자의 파라듐(Pd)을 부착시키기 위한 공정으로, 이때에, 시드한 파라듐(Pd) 금속을 활성화 시키는 매우 중요한 단계이다.
여기서, 상기 베이스 부재는 30 ∼ 35℃의 온도를 유지한 처리액에 5 ∼ 10분간 침지 및 수세하게 되며, 이때에 처리액은 물과 염화파라듐(PdCl2) 0.2 ∼ 0.4g/L, 염산(HCl) 3 ∼ 5㎖/L을 혼합한 산성용액이다.
특히, 이 공정에서 처리액의 수세는 매우 중요한 인자인데, 만약, 처리액의 수세가 불충분하게 되면 처리액에 의해 무전해동도금액 과정에서 동도금이 오염되어 화학반응에 의해 분해가 되고, 과도한 수세가 이루어지게 되면 활성화된 파라듐 미립자가 물에 씻겨 도금 부착이 이루어지지 않는 문제가 발생하게 된다.
본 발명에서는 상술한 바와 같이 염화제1주석과 파라듐을 한번에 활성화시키지 않고 각각 분리하여 공정수를 늘려서 파라듐을 베이스 부재에 흡착하고 있다.
이는, 종래에 염화제1주석과 염화파라듐이 혼합된 처리액의 문제점을 해결하기 위한 것이다.
즉, 주지하다시피 상술한 제1 촉매금속인 주석은 도금 금속의 성장핵인 파라듐 외측에 부착되어 파라듐의 부착력을 향상시키는 기능을 수행하게 된다.
따라서, 사용자가 원하는 만큼의 파라듐을 베이스 부재에 흡착시키기 위해서는 주석의 흡착량 조절 및 이를 실시하기 위한 공정상에서 온도조건, 시간조건이 부합되어야 한다.
하지만 종래의 처리액은 콜로이드 상태의 것으로서 염화제1주석과 파라듐의 혼합비율이 일정하지 않기 때문에 사용자가 촉매 활성시 온도 및 시간을 통해 파라듐의 흡착량을 조절할 수 있는 범위가 매우 좁아 원하는 만큼의 흡착량 조절이 안되었으며, 따라서, 후공정에서 미도금된 파라듐을 더 흡착시키거나 또는 과도금된 것을 제거하는 작업을 실시하여야 하지만, 본 발명은 상기 제1, 2 촉매금속 흡착단계(S40, S50)에서 주석과 파라듐의 양을 조절할 수 있어 밀착력을 향상시켜 종국에는 신뢰성 있는 도금층을 형성할 수 있는 기반을 확보할 수 있게 된다.
- 제1 촉매금속 활성화 단계(S60)
제1 촉매금속 활성화 단계(S60)는 베이스 부재에 부착된 제1 촉매금속인 주석을 제거하는 단계이다.
통상적으로 베이스 부재에 주석을 흡착시키는 이유는 파라듐을 베이스 부재에 부착시키기 위함인데, 이 주석은 파라듐의 활성화를 시키는 중요한 매개체이지만 또한, 파라듐의 탈락을 유발하는 인자이기도 하다. 따라서, 베이스 부재에 파라듐을 흡착시키기 위해 흡착시켰던 주석을 이 공정에서 제거하게 된다.
여기서, 베이스 부재는 산활성제 8 ∼ 10중량%와 나머지는 물로 이루어진 50 ∼ 60℃의 처리액에 3 ∼ 5분간 침지 및 수세하게 되며, 이때에 산활성제는 황산(Sulfuric acid) 5 ∼ 10중량%, 물 90 ∼ 95중량%로 이루어진 산성용액이다.
- 제2 촉매금속 활성화 단계(S70)
이 공정은 상술한 제1 촉매금속 활성화 단계(S60)에서 주석을 제거하기 위한 처리액이 산성용액이기 때문에 베이스 부재의 중성화 및 세정작업을 통해 과도금된 파라듐을 제거하기 위한 공정이다.
여기서, 이 공정은 60 ∼ 70℃의 온도를 유지하는 알칼리 용액인 처리액에 1 ∼ 5분 동안 침지 후 수세하여야 하며, 이때에 처리액은 촉매 세정제 8 ∼ 10중량%와 나머지 물로 이루어져 있다.
또한, 상기 촉매 세정제는 계면활성제 8 ∼ 10중량%와 물 90 ∼ 92중량%로 구성되어 있다.
- 무전해 스트라이크 단계(S80)
이 공정은 플라스틱 도금에 일반적으로 사용되는 Ni-B 또는 Ni-P 합금의 화학니켈 도금액이나 화학동도금액 중 선택되는 어느 하나의 스트라이크도금액으로 베이스 부재의 회로 패턴 상에 도막을 형성하는 단계로서, 스트라이크도금액을 40 ∼ 45℃의 온도를 유지한 상태에서 베이스 부재를 7 ∼ 20분 동안 침지 후 수세하여 이 단계를 실시할 수 있다.
이때에, 상기 스트라이크도금액은 시중에서 사용하는 그 어떠한 도금액을 사용해도 된다.
다만, 이 공정에서 스트라이크도금액이 Ni-B 합금도금액일 경우 초산니켈 또는 연성이 풍부한 설파민산 니켈 20 ∼ 30중량%, 구연산나트륨 10 ∼ 20중량%, 호박산나트륨 20 ∼ 30중량%, 디메칠아민보란 3 ∼ 5중량%, 안정제 0.01 ∼ 0.02중량% 및 나머지는 물로 구성한다.
또한, 이 공정에서 스트라이크도금액이 Ni-P 합금도금액일 경우에는 황산니켈 15 ∼ 30중량%, 안정제 1 ∼ 10중량%, 암모니아 1 ∼ 10중량%, 치아인산염 10 ∼ 20중량% 및 나머지는 물을 혼합하여 구성한다.
또한, 이 공정에서 스트라이크도금액이 화학동 스트라이크액일 경우에는 물과 순수 750 ∼ 780㎖/L, 동 건욕 및 보충제(Cu-A) 90 ∼ 100㎖/L, 알칼리 보충제(Cu-B) 70 ∼ 90㎖/L, 착화제(Cu-G) 50 ∼ 80㎖/L 및 안정제(Cu-안정제) 2 ∼ 4㎖/L를 혼합하여 구성한다.
여기서, 상기 화학동 스트라이크액에서의 동 건욕 및 보충제는 황산구리 6 ∼ 12중량%, 포름알데히드 5 ∼ 7중량%, 폴리에틸렌 글리콜 1.0 ∼ 1.5중량%, 안정제 0.01 ∼ 0.02중량% 및 나머지는 물을 포함하여 구성한다.
착화제(Cu-G)는 에데트산염(EDTA-4Na) 20 ∼ 25중량%, 안정제 0.01 ∼ 0.02중량% 및 나머지는 물을 포함하여 구성한다.
알칼리 보충제(Cu-B)는 수산화나트륨 40 ∼ 50중량%, 안정제 0.01 ∼ 0.02중량% 및 나머지는 물을 혼합하여 구성한다.
안정제(Cu-안정제)는 시안화칼륨 3 ∼ 5중량%, 수산화나트륨 5 ∼ 10중량%, 물 85 ∼ 90중량%로 구성한다.
- 동도금 두께조절단계(S90)
본 단계는 상기 무전해 스트라이크 단계에서 형성된 도막에 동 도금을 균일한 두께로 형성하기 위한 단계로서, 45 ∼ 50℃의 온도를 유지하는 처리액에 0.5 ∼ 0.7㎛/10분의 석출 속도로 침지 후 수세한다.
여기서, 동도금 두께조절단계에(S90)에서의 처리액은 순수 850 ∼ 860㎖/L, 동 건욕 및 보충제(Cu-A) 55 ∼ 65㎖/L, 알칼리 보충제(Cu-B) 55 ∼ 65㎖/L, 착화제(Cu-C) 15 ∼ 20㎖/L, 안정제(Cu-안정제) 0.1 ∼ 0.2㎖/L 및 포름알데히드 8 ∼ 10㎖/L를 차례로 혼합하여 구성한다.
이때에, 동 건욕 보충제는 황산구리 6 ∼ 12중량%, 폴리에틸렌글리콜 1 ∼ 1.5중량%, 안정제 0.01 ∼ 0.02중량% 및 나머지는 물을 혼합하여 구성된다.
알칼리 보충제(Cu-B)는 수산화나트륨 40 ∼ 50중량%, 안정제 0.01 ∼ 0.02중량% 및 나머지는 물을 혼합하여 구성한다.
착화제(Cu-C)는 수산화나트륨 49 ∼ 50중량%, 안정제 0.01 ∼ 0.02중량% 및 나머지는 물을 혼합하여 구성한다.
상기 처리액에 포함되는 안정제(Cu-안정제)는 포타시움 셀리노시아네이트(Pottanssium selenocyanate) 0.2 ∼ 0.3중량% 및 나머지는 물을 혼합하여 구성한다.
여기서, 상술한 무전해 스트라이크단계(S80) 및 동도금 두께조절단계(S90)는 모두 바렐(Barrel)도금을 통해 이루어지고, 저압 공기를 이용해 교반 및 항상 여과를 해주며 30분 마다 분석을 통해 부족한 처리액에 대한 구성을 보충해 주어야 한다.
- 촉매부여처리 단계(S100)
본 단계는 상기 동도금 두께조절단계(S90)에서 베이스 부재에 도금된 동에 니켈을 도금하기 위한 전처리 공정으로 파라듐을 흡착시키기 위한 공정이다.
이러한, 촉매부여처리 단계(S100)는 30 ∼ 35℃의 온도를 유지하는 처리액에 베이스 부재를 3 ∼ 5분 동안 침지 후 수세함으로써 이루어진다.
이때에, 상기 처리액은 순수 800 ∼ 900㎖/L에 이온타입의 파라듐이 포함된 촉매부여제 50 ∼ 100㎖/L를 혼합한 후 염산 50 ∼ 100㎖/L를 혼합하여 구성한다.
특히, 상기 순수에 촉매부여제를 혼합할 때에는 순수를 약한 기계교반을 실시하면서 촉매부여제를 첨가하도록 하며, 처리액을 가열할 때에는 온수 또는 스팀 코일을 사용하는 것이 바람직하다.
한편, 본 단계에서는 동도금이 되어 있는 표면에 다량의 파라듐을 흡착시키기 위함이 아니라, 니켈이 도금될 수 있을 정도로만 파라듐을 흡착시켜야 하기 때문에 상대적으로 염산의 양이 증가되었다.
- 무전해 니켈도금 단계(S110)
이 단계는 촉매부여처리 단계(S100)거친 후 파라듐이 흡착된 동도금 표면, 다시 말해, 베이스 부재의 패턴에 니켈 금속막을 형성하는 단계로서, 온도는 57 ∼ 90℃, pH는 4.2 ∼ 6.0, 금속 니켈농도는 5.0 ∼ 6.0g/L로 조절한 처리액에 석출속도 5 ∼ 6㎛/hr로 침지 및 수세하여 이루어질 수 있다.
이때에, 상기 처리액은 순수 또는 이온교환수 750 ∼ 780㎖/L를 기계교반 또는 공기교반하면서 여기에 제1 무전해 니켈도금액 55 ∼ 60㎖/L 및 제2 무전해 니켈도금액 140 ∼ 150㎖/L를 혼합하여 구성될 수 있다.
여기서, 상기 침지액이 담겨 베이스 부재가 침지되는 탱크는 폴리프로필렌, FRP 또는 테프론 재질의 탱크이거나, 이것들로 코팅된 탱크 또는 스테인레스 재질의 탱크 등을 사용할 수 있다.
또한, 상술한 제1 무전해 니켈도금액은 황산니켈 15 ∼ 30중량%, 안정제 1 ∼ 10중량% 및 나머지 물을 포함하여 구성되고, 제2 무전해 니켈도금액은 암모니아 1 ∼ 10중량%, 차아인산염 10 ∼ 20중량%, 안정제 10 ∼ 20중량% 및 나머지 물을 혼합하여 구성된 것으로 LDS(Laser Direct Structuring) 안테나 제조에 적합한 저온액으로서 연속보급에 의한 장기 사용이 가능하고 욕 안정성이 우수하여 용이한 욕 관리가 가능한 장점이 있다.
- 후처리 단계(S120)
본 단계는 니켈도금의 변색방지와 신뢰성을 향상시키기 위한 것으로, 30 ∼ 40℃의 온도로 유지하는 처리액에 30 ∼ 180초 동안 침지 및 수세하여 이루어질 수 있다.
이때에, 상기 처리액은 8 ∼ 10중량%의 침적식 봉공처리제와 나머지 물로 구성되어 있으며, 상기 봉공처리제는 티오아세탈계 화합물 3 ∼ 5중량%, 비이온계 계면활성제 5 ∼ 10중량% 및 나머지 물로 구성되어 있으며, 이 과정을 거쳐 도금된 전도체의 변색 및 부식을 방지할 수 있게 된다.
- 건조단계(S130)
본 단계는 건조하는 단계로서 니켈도금인 Ni-P합금 특성상 열처리를 하면 강도 및 신뢰성 향상 효과가 있으므로 열풍건조기를 사용하여 60 ∼ 65℃에서 1시간 정도 건조해주게 된다.
상술한 실시 예는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 대해 기재한 것이지만 본 발명은 이에 한정되지 않고 본 발명의 기술적인 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태로 변경하여 실시할 수 있음을 명시한다.

Claims (7)

  1. 주사슬이 에스테르 결합에 의해 연결되어 있는 베이스 부재의 표면에 홈 형태의 패턴을 형성하기 위한 전처리단계(S10);
    상기 베이스 부재에 형성된 홈 형태로 이루어진 패턴의 거칠기 및 깊이를 증가시키기 위해 황산 및 황산 나트륨을 포함하는 처리액을 이용해 에칭하는 산 에칭과,
    상기 산 에칭에서의 산성을 중화하면서 홈 형태로 이루어진 패턴의 거칠기 및 깊이를 증가시키기 위한 알칼리 에칭으로 이루어진 에칭단계(S20);
    상기 에칭단계(S20)에서 베이스 부재에 형성되어 있는 패턴에 제1 촉매금속인 염화제1주석을 도금하는 제1 촉매금속 흡착단계(S40);
    상기 제1 촉매금속 흡착단계(S40)에서 흡착된 제1 촉매금속에 제2 촉매금속인 염화파라듐을 흡착시키기 위한 제2 촉매금속 흡착단계(S50);
    상기 제1촉매금속인 염화제1주석을 제거하기 위한 제1촉매금속 활성화단계(S60);를 포함하여 이루어지는 것에 특징이 있는 모바일 단말기용 인테나의 무전해 도금방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 전처리 단계(S10)는 레이저 가공단계 및 초음파 탈지단계;를 포함하여 이루어지는 것에 특징이 있는 모바일 단말기용 인테나의 무전해 도금방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 에칭단계(S20)에서의 산에칭은 산에칭제 50 ∼ 70중량%와 나머지는 물로 이루어진 50 ∼ 60℃의 처리액에 5 ∼ 10분 동안 침지 후 세척하여 이루어지되, 상기 산에칭제는 황산 10 ∼ 20중량%, 황산나트륨 40 ∼ 50중량% 및 나머지는 물로 구성되어 있으며,
    상기 알칼리 에칭은 물과 강알칼리인 가성소다(NaOH) 60 ∼ 100g/L로 조성되는 50 ∼ 60℃의 처리액에 10 ∼ 20분간 침지 후 수세하여 이루어지는 것에 특징이 있는 모바일 단말기용 인테나의 무전해 도금방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 에칭단계(S20) 이후에는 베이스 부재를 중화하기 위한 중화단계(S30);가 더 포함되는 것에 특징이 있는 모바일 단말기용 인테나의 무전해 도금방법.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 제1 촉매금속 흡착단계(S40)는 물과 염화제1주석(SnCl2) 8 ∼ 10g/L, 염산(HCl) 10 ∼ 20㎖/L를 혼합한 25 ∼ 30℃온도로 이루어진 산성의 처리액에 5 ∼ 10분 동안 침지 후 수세하는 것에 특징이 있는 모바일 단말기용 인테나의 무전해 도금방법.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 제2 촉매금속 흡착단계(S50)는 물과 염화파라듐(PdCl2) 0.2 ∼ 0.4g/L, 염산(HCl) 3 ∼ 5㎖/L를 혼합한 30 ∼ 35℃온도로 이루어진 산성 처리액에 5 ∼ 10분 동안 침지 후 수세하는 것에 특징이 있는 모바일 단말기용 인테나의 무전해 도금방법.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 제1 촉매금속 활성화 단계(S60) 이후에는 제2 촉매금속 활성화 단계(S70), 무전해 스트라이크 단계(S80), 동도금 두께조절단계(S90), 촉매부여처리 단계(S100), 무전해 니켈도금 단계(S110), 후처리 단계(S120) 및 건조단계(S130)가 더 포함되는 것에 특징이 있는 모바일 단말기용 인테나의 무전해 도금방법.
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