KR101593378B1

KR101593378B1 - Pcb 도금액 분사장치

Info

Publication number: KR101593378B1
Application number: KR1020150147886A
Authority: KR
Inventors: 선호경
Original assignee: 선호경
Priority date: 2015-10-23
Filing date: 2015-10-23
Publication date: 2016-02-12
Also published as: CN106609387B; CN106609387A

Abstract

본 발명은 도금액이 일정 수위를 유지하는 도금조와, 상기 도금조의 내부 일정 높이로 PCB가 수평으로 통과되면서 상기 도금조의 도금액에 침전되어 도금되도록 이송시키도록 상하로 쌍을 이루며 배치된 복수 개의 이송롤러와, 상기 PCB의 상면과 하면을 향해 상기 도금액을 분사하도록 배치된 복수 개의 분사기와, 상기 도금액을 펌핑하여 상기 분사기로 도금액을 순환 공급하는 펌프를 포함하는 PCB 도금액 분사장치에 관한 것으로서, 상기 분사기가 복수 개의 관통홀이 형성된 격벽이 상면측 개구부를 형성하고, 상기 관통홀과 연통하는 내부공간을 구비한 몸체;와, 상기 몸체의 일 측면에 상기 도금액의 입구로서 상기 내부공간과 연통되도록 형성되어 상기 펌프와 연결되는 연결구; 및 상기 개구부의 길이방향을 따라 형성된 홈에 슬라이딩 결합되고, 평면상에 상기 도금액의 출구인 복수 개의 분사홀이 형성된 분사판;을 포함하고, 상기 내부공간은 상기 도금액의 입구에서 출구 방향을 따라 단면적이 점차로 감소하는 적어도 둘 이상의 램프영역과, 단면적이 일정하면서 상기 램프영역을 서로 연결하거나 상기 램프영역에 연결되는 중간영역의 복수 개의 영역으로 이루어진 것을 특징으로 하는 PCB 도금액 분사장치이다.

Description

PCB 도금액 분사장치{Spraying apparatus for plating solution on printed circuit board}

본 발명은 PCB 도금액 분사장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 분사기 전체에 걸쳐 고르게 분사 패턴을 형성할 수 있는 PCB 도금액 분사장치에 관한 것이다.

일반적으로 휴대폰 등과 같은 소형 경량화한 전자 제품에서는 내부에 많은 회로를 필요로 하지만, 고밀도 회로를 내장하여 작은 크기로도 다양한 성능을 구현할 수 있도록 하였음은 이미 잘 알려진 사실이다.

전자 제품에 내장되는 고밀도 회로는 박판형 PCB(Printed Circuit Board)에 회로의 패턴을 형성하고, 상기 패턴에 소자를 표면 실장형으로 설치하여 필요한 기능을 수행할 수 있도록 하고 있다.

박판형 PCB에 패턴을 형성함에 있어서, 종래에는 도전성이 높은 도금액(전해액)이 수용된 도금조에 피 도금체인 박판형 PCB를 담궈 전기도금의 방식으로 동막을 형성한 다음, 필요한 부분만 남기는 에칭(etching)이나 식각 공정을 통해 회로 패턴을 형성하는 방식을 널리 채택하고 있다.

박판형 PCB 도금장치를 이용한 도금 형성에 있어서, 도 1에 도시한 것과 같은 PCB 도금액 분사장치(1)를 사용하고 있으며, 이 PCB 도금액 분사장치(1)의 전체적인 구성을 간략히 설명하면 다음과 같다.

도금액이 일정 수위를 유지하도록 지속적으로 공급되는 도금조(10)가 마련되어 있으며, 상기 도금조(10)의 좌우 일정간격을 두고 감싸주는 수용조(12)가 설치된다. 그리고, 도금조(10)와 수용조(12)의 내부 일정 높이로 PCB(14)가 수평으로 통과되면서 도금조(10)의 도금액에 침전되어 도금되도록 이송시키는 한 쌍의 이송롤러(16) 다수 개가 상하로 배치되어 있으며, 또한 도금조(10)의 내부에 대하여 상기 PCB(14)의 상면과 하면을 향해 도금액을 각각 분사할 수 있는 대응 위치에 각각 상하 한 쌍의 분사기(18)가 설치된다. 그리고, 도금조(10)와 수용조(12) 내의 도금액을 펌핑하여 상기 상하 한 쌍의 분사기(60)로 도금액을 순환 공급하는 펌프(20)가 구비된다.

이러한 PCB 도금액 분사장치(1)의 주요구성 중의 하나는 도금액을 분사하는 분사기(60)인데, 종래의 분사기(60)가 도 2에 도시되어 있다.

도시된 분사기(60)는 몸체(60a)의 한쪽 측면에 펌프(20)와 호스(22)를 매개로 연결되어 몸체(60a) 내부에 도금액을 공급하는 연결구(60b)가 일체로 사출 성형되어 있고, 그 몸체(60a)의 평면 개구에는 바타입의 2개의 분사판(60e)이 좌우 대향되게 마주하면서 그 사이에 길이방향으로 슬릿 형태의 분사홀(60c)이 길게 형성되도록 다수의 체결나사(60d)에 의해 각각 체결되어 있다.

그러나, 이와 같이 구성된 종래의 분사기(60)는 분사홀(60c)이 몸체(60a)의 길이방향으로 길게 형성되면서 폭은 좁게 형성되는 구조이기 때문에, 분사홀(60c)을 통과하는 도금액의 유속 흐름이 길이방향을 따라 균일하지 못해 PCB(14)의 폭 방향(PCB의 이송방향에 직교하는 방향, 이하 동일하게 정의함)을 따라 도금 상태가 불균일해짐으로써 전체 도금 품질이 저하된다는 문제점이 있었다.

또한, 2개의 분사판(60e)이 분사기(60)의 몸체(60a)의 평면 개구에 밀착된 후 다수의 체결나사(60d)에 의해 각각 체결 고정되는 구조로 이루어져 있기 때문에 도금액의 내부압력에 의해 조립 틈새가 벌어져 분사홀(60c)의 유속 흐름이 저하될 염려가 있을 뿐만 아니라 분사기(60)의 내부 청소 및 점검을 위한 분사판(60e)의 해체 및 결합에 시간이 많이 소요된다는 문제점이 있었다.

한국등록특허 제10-1514421호 (2015.04.23. 공고)

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제를 해결하기 위한 것으로서, 분사판의 해체 및 결합을 용이하게 할 수 있으며 분사기 전체에 걸쳐 고르게 분사 패턴을 형성할 수 있는 PCB 도금액 분사장치를 제공하는 것에 그 목적이 있다.

그리고, 상기 격벽에 형성된 관통홀은 상기 내부공간의 복수 개의 영역에 대응하여 상기 도금액의 입구에서 출구 방향을 따라 각 영역에 형성된 관통홀 전체의 면적이 단계적으로 커지는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 각 영역에 형성된 관통홀은 동일한 크기의 관통홀로 이루어지거나 또는 둘 이상의 크기가 다른 관통홀의 조합으로 이루어질 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 의하면, 상기 내부공간은 상기 도금액의 입구에서 출구 방향을 따라 제1 램프영역, 제1 중간영역, 제2 램프영역, 제2 중간영역의 순서로 연결된 4개의 영역으로 이루어진다.

그리고, 상기 격벽과 마주보는 분사판의 저면에는 상기 분사홀이 형성된 영역을 따라 오목한 단턱이 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 관통홀은 상기 격벽의 길이방향을 따라 종횡으로 열을 맞춰 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 PCB 도금액 분사장치는 분사판이 슬라이딩 방식으로 몸체에 결합되는 방식이기 때문에 분사판의 해체 및 결합을 용이하게 할 수 있으며, 또한 도금액이 충만되는 몸체의 내부공간은 복수의 램프영역 및 중간영역을 조합하여 형성함으로써 난류의 발생은 억제하면서 내부영역의 안쪽까지 도금액이 빠르게 충진되도록 할 수 있다.

또한, 본 발명의 PCB 도금액 분사장치는 몸체 내부영역에서의 유동패턴에 대응하여 격벽에 형성되는 관통홀의 크기에 변화를 줌으로써 보다 균일한 분사 품질을 형성하는 것이 가능해진다.

도 1은 PCB를 수평으로 이송시키며 도금액을 분사하는 PCB 도금액 분사장치의 전체적인 구조를 도시한 도면.
도 2는 종래의 PCB 도금액 분사장치에 구비되는 분사기를 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 PCB 도금액 분사장치에 구비되는 분사기의 전체적인 구조를 도시한 분해사시도.
도 4는 도 3의 분사기가 조립된 상태를 도시한 사시도.
도 5는 도 4의 "A-A" 절개선을 따라 절개한 단면도.
도 6은 도 4의 "B-B" 절개선을 따라 절개한 단면도.
도 7은 본 발명에 따른 PCB 도금액 분사장치에 구비되는 분사판의 다양한 실시형태를 도시한 평면도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명의 실시형태를 설명함에 있어서 당업자라면 자명하게 이해할 수 있는 공지의 구성에 대한 설명은 본 발명의 요지를 흐리지 않도록 생략될 것이다. 또한 도면을 참조할 때에는 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등이 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있음을 고려하여야 한다.

그리고, 전술한 바와 같이, 도 1은 본 발명과 기본적인 구조가 동일한 PCB 도금액 분사장치를 도시한 것인데, 본 발명은 도 1의 PCB 도금액 분사장치 중 분사기의 구조를 개선한 것에 특징이 있는 것이며, 따라서 본 발명의 PCB 도금액 분사장치에 대해서는 도 1의 PCB 도금액 분사장치를 기준으로 하면서 분사기의 특징적인 구조를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 PCB 도금액 분사장치(1)에 적용되는 분사기(600)의 전체적인 구조를 도시한 분해사시도이며, 도 4는 도 3의 분사기(600)가 조립된 상태를 도시한 사시도이다.

도 3 및 도 4를 참조하여 분사기(600)의 상세한 구조를 설명하면, 도시된 바와 같이 분사기(600)의 전체적인 외형과 구조의 틀을 제공하는 몸체(610)와, 도금액을 순환 공급하는 펌프(20)와 연결되는 연결구(630)와, 도금액에 침전된 상태에서 수평으로 이송되는 PCB(14)의 상하면을 향해 도금액이 분사되는 분사판(640)을 포함하여 분사기(600)가 구성된다.

몸체(610)는 복수 개의 관통홀(614)이 형성된 격벽(612)이 상면측 개구부(616)를 형성하고 있으며, 격벽(612)을 경계로 하여 몸체(610)의 안쪽(개구부의 반대쪽)에는 격벽(612)의 관통홀(614)과 연통하는 내부공간(620)이 구비되어 있다.

그리고, 몸체(610)의 일 측면에 구비되어 있는 연결구(630)는 펌프(20)와 연결되는데 연결구(630)는 펌프(20)에 의해 송출되는 도금액의 몸체(610) 쪽에서의 입구 역할을 하며, 연결구(630)는 몸체(610)의 내부공간(620)과 연통되어 있어 펌프(20)로 주입되는 도금액이 연결구(630)를 통해 내부공간(620)에 충만된다.

그리고, 분사판(640)은 장방형의 얇은 판재로 만들어지는데, 개구부(616)의 길이방향을 따라 형성된 홈(618)에 슬라이딩 방식으로 삽입되어 몸체(610)의 상면에 결합된다. 분사판(640)의 평면상에는 내부공간(620)에 충만된 도금액이 외부로 분사되는 출구 역할을 하는 복수 개의 분사홀(642)이 종횡으로 열을 이루도록 형성되어 있다.

이와 같은 분사기(600)의 기본적인 구조에 의하면, 연결구(630)를 통해 몸체(610)의 내부공간(620)에 충만되는 도금액은 격벽(612)의 관통홀(614)을 통과한 후 슬라이딩 방식으로 몸체(610)의 상면에 밀착 결합된 분사판(640)의 분사홀(642)을 통과하여 그 위나 아래로 이송되는 PCB(14)의 표면에 도금액을 분사하게 된다.

실시형태에 따라서는 도 6에 도시된 것처럼, 분사홀(642)의 단면이 마치 접시머리 나사와 같이 입구는 넓고 출구는 좁은 형태를 갖도록 함으로써 분사되는 도금액이 충분한 유속을 갖도록 할 수도 있다.

여기서, 본 발명은 PCB 도금액 분사장치(1)에 구비되는 분사기(600)는 몸체(610)의 내부공간(620)을 유동특성이 다른 몇몇 개의 영역으로 나눔으로써 도금액의 입구인 연결구(630)에서 가장 멀리 떨어져 있는 분사홀(642)에서도 충분한 유속과 유량을 확보할 수 있도록 구성한 것에 특징이 있으며, 이에 대해 도 5를 참조하여 상세히 설명한다.

도 5를 참조하면, 몸체(610)의 내부공간(620)은 도금액의 입구인 연결구(630) 쪽에서 출구 방향, 즉 연결구(630)의 반대쪽으로 갈수록 단면적이 점차로 감소하는 적어도 둘 이상의 램프영역(622)과, 단면적이 일정하면서 램프영역(622)을 서로 연결(즉, 램프영역 사이에 위치)하거나 램프영역(622)에 연결(즉, 출구방향의 마지막 영역)되는 중간영역(624)의 복수 개의 영역으로 이루어져 있다.

도 5는 2개의 램프영역(622)과 2개의 중간영역(624)의 총 4개의 영역으로 이루어진 실시형태를 도시한 것인데, 이 4개의 영역을 도금액의 입구에서부터 출구 방향을 따라 제1 램프영역(622-1), 제1 중간영역(624-1), 제2 램프영역(622-2), 제2 중간영역(624-2)으로 지칭하기로 한다.

우선 몸체(610) 내부공간(620)에서 도금액의 유동방향을 따라 그 단면적이 점차로 축소되는 램프영역(622)은 도금액의 유속을 점차로 증가시키기 위한 것이다. 즉, 유속을 증가시킴으로써 도금액이 내부영역의 안쪽까지 도달하기 이전에 분사홀(642)을 통해 외부로 분사되어 도금액의 유량이 계속 감소하더라도 충분히 빠르게 입구에서 가장 먼 내부영역의 안쪽까지 도금액이 충진되도록 하기 위한 것이다.

이에 반해 램프영역(622)과 연이어 있는 중간영역(624)은 단면적이 일정한데, 이러한 중간영역(624)은 일종의 완충영역으로 작용할 수 있도록 구성한 것이다.

만일 도금액의 입구에서부터 출구 방향을 따라 연속적이던 아니면 불연속적이던 단면적이 계속 감소하도록 구성하게 되면 도금액의 유속은 계속 증가하게 되고, 이러한 과정에서 유속의 증가가 과도하게 일어나면 난류가 발생하여 도금액에 기포가 발생하거나 또는 도금액의 분사패턴이 분사홀(642)마다 불균일해질 가능성이 커지게 된다. 이는 도금품질의 불균일, 심하면 불량으로 이어질 수 있다.

따라서, 본 발명에 구비되는 분사기(600)는 램프영역(622)의 하류 측으로 유속을 안정화시키는 중간영역(624)을 형성하여 난류 발생을 억제하고, 이에 따라 보다 균질한 분사패턴이 만들어질 수 있도록 구성하였다.

한편, 본 발명의 분사기(600)는 몸체(610) 내부영역에서의 유동패턴에 대응하여 격벽(612)에 형성되는 관통홀(614)의 형태와 크기에 변화를 줌으로써 더욱 안정적인 분사품질을 얻어낼 수 있다.

도 3 및 도 5를 참조하면, 관통홀(614)을 내부공간(620)의 복수 개의 영역에 대응하여 도금액의 입구에서 출구 방향을 따라 각 영역에서의 관통홀(614) 전체의 면적이 영역별로 단계적으로 커지도록 구성하고 있다.

전술한 바와 같이 도금액의 입구에서부터 출구 방향을 따라 램프영역(622)과 중간영역(624)을 연이어 조합한 형태로 내부공간(620)을 설계하면 입구에서 가장 먼 내부영역의 안쪽까지 도금액이 충진되지만, 가장 안쪽 영역의 부피는 상대적으로 작을 수밖에 없게 된다. 이는 내부공간(620)의 가장 안쪽 영역에서의 도금액 분사량이 가장 작을 수 있음을 의미한다. 물론 펌프(20)의 용량을 충분히 키움으로써 분사량 부족 현상을 방지할 수도 있겠지만, 이는 종래부터 사용하고 있었던 PCB 도금액 분사장치(1)의 개조를 수반하는 등 비용 상승의 요인이 된다.

따라서, 위와 같이 내부영역에 대응하여 관통홀(614)을 설계하게 되면, 내부영역의 단면적 감소에 의한 유속 증가와 공간 축소에 의한 유량 부족의 문제를 동시에 해결할 수 있게 된다. 또한 도금액의 입구에서 출구 방향을 따라 각 영역에서의 관통홀(614) 전체의 면적이 단계적으로 커지도록 구성하면 대응하는 분사홀(642)에서의 유속은 떨어지게 되므로, 분사판(640) 전체에 걸쳐 균일하게 분사속도를 맞출 수 있게 된다.

그리고, 도 3에 도시된 것과 같이, 각 영역에 형성된 관통홀(614)은 동일한 크기의 관통홀(614)로 이루어지거나 또는 둘 이상의 크기가 다른 관통홀(614)의 조합으로 이루어질 수 있다.

또한, 균일한 도금액 분사를 위해 관통홀(614)을 격벽(612)의 길이방향을 따라 종횡으로 열을 맞춰 형성할 수도 있다.

그리고, 도 6에 도시된 것과 같이, 몸체(610)의 격벽(612)과 마주보는 분사판(640)의 저면에서 분사홀(642)이 형성된 영역을 따라 오목한 단턱(644)을 형성할 수도 있다. 이러한 오목한 단턱(644)은 격벽(612)과 분사판(640)이 완전히 밀착되지 않도록 격벽(612)의 관통홀(614)을 통해 분사홀(642)로 진행하는 유로 중간에 약간의 공간을 만듦으로써 원활한 분사가 이루어지도록 만들어진 것이다.

한편, 도 7은 분사판(640)의 다양한 실시형태를 도시한 평면도인데, 도 7의 (a), (b)와 같이 하나의 판재로 형성되거나, 또는 도 7의 (c) 및 (d)와 같이 몇 개의 판재로 분할되어 형성될 수 있다. 분사판(640)을 몇 개로 분할 형성하면 국부적으로 손상 또는 마모가 있는 부분만 교체할 수 있고, 분사판(640)을 제작할 때 가공에 문제가 생기더라도 폐기해야 하는 소재가 작아 비용적 측면에서 손실이 줄어든다는 이점이 있다.

또한, 분사판(640)의 분사홀(642)은 도 7의 (a) 및 (c)와 같이 평면 전체에 걸쳐 고르게 형성되어 있거나, 또는 도 7의 (b) 및 (d)와 같이 중앙 부분에만 국부적으로 형성될 수 있다. 이는 도금해야 할 PCB(14)의 크기가 작은 경우에는 도금액이 분사판(640)의 중앙에서 집중적으로 분사되도록 하면 도금 품질이 향상되므로, 이에 맞춰 다양한 사양의 분사판(640)을 마련하는 것이 효과적이기 때문이다.

이상 본 발명의 바람직한 실시예 및 실시형태가 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 권리범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.

1: PCB 도금액 분사장치 10: 도금조
12: 수용조 14: PCB
16: 이송롤러 20: 펌프
60, 600: 분사기 610: 몸체
612: 격벽 614: 관통홀
616: 개구부 618: 홈
620: 내부공간 622: 램프영역
622-1: 제1 램프영역 622-2: 제2 램프영역
624: 중간영역 624-1: 제1 중간영역
624-2: 제2 중간영역 630: 연결구
640: 분사판 642: 분사홀
644: 단턱

Claims

도금액이 일정 수위를 유지하는 도금조와, 상기 도금조의 내부 일정 높이로 PCB가 수평으로 통과되면서 상기 도금조의 도금액에 침전되어 도금되도록 이송시키도록 상하로 쌍을 이루며 배치된 복수 개의 이송롤러와, 상기 PCB의 상면과 하면을 향해 상기 도금액을 분사하도록 배치된 복수 개의 분사기와, 상기 도금액을 펌핑하여 상기 분사기로 도금액을 순환 공급하는 펌프를 포함하는 PCB 도금액 분사장치에 있어서,
상기 분사기는,
복수 개의 관통홀이 형성된 격벽이 상면측 개구부를 형성하고, 상기 관통홀과 연통하는 내부공간을 구비한 몸체;
상기 몸체의 일 측면에 상기 도금액의 입구로서 상기 내부공간과 연통되도록 형성되어 상기 펌프와 연결되는 연결구; 및
상기 개구부의 길이방향을 따라 형성된 홈에 슬라이딩 결합되고, 평면상에 상기 도금액의 출구인 복수 개의 분사홀이 형성된 분사판;
을 포함하고, 상기 내부공간은 상기 도금액의 입구에서 출구 방향을 따라 단면적이 점차로 감소하는 적어도 둘 이상의 램프영역과, 단면적이 일정하면서 상기 램프영역을 서로 연결하거나 상기 램프영역에 연결되는 중간영역의 복수 개의 영역으로 이루어진 것을 특징으로 하는 PCB 도금액 분사장치.
제1항에 있어서,
상기 격벽에 형성된 관통홀은 상기 내부공간의 복수 개의 영역에 대응하여 상기 도금액의 입구에서 출구 방향을 따라 각 영역에 형성된 관통홀 전체의 면적이 단계적으로 커지는 것을 특징으로 하는 PCB 도금액 분사장치.
제2항에 있어서,
상기 각 영역에 형성된 관통홀은 동일한 크기의 관통홀로 이루어지거나 또는 둘 이상의 크기가 다른 관통홀의 조합으로 이루어진 것을 특징으로 하는 PCB 도금액 분사장치.
제3항에 있어서,
상기 내부공간은 상기 도금액의 입구에서 출구 방향을 따라 제1 램프영역, 제1 중간영역, 제2 램프영역, 제2 중간영역의 순서로 연결된 4개의 영역으로 이루어진 것을 특징으로 하는 PCB 도금액 분사장치.
제1항에 있어서,
상기 격벽과 마주보는 분사판의 저면에는 상기 분사홀이 형성된 영역을 따라 오목한 단턱이 형성된 것을 특징으로 하는 PCB 도금액 분사장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 관통홀은 상기 격벽의 길이방향을 따라 종횡으로 열을 맞춰 형성되는 것을 특징으로 하는 PCB 도금액 분사장치.