KR101615939B1 - 롤투롤타입 인쇄전자용 고정밀 인쇄롤 도금장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 동(銅)도금액이 저장되는 도금조(10); 상기 도금조(10)의 길이방향 외측에 각각 설치되어 회전되도록 하는 지지축을 가지는 상기 실린더(1)를 지지되도록 하며, 지지된 실린더(1)와 통전되는 실린더 지지부(20); 상기 도금조(10) 외부에 설치되며 상기 실린더 지지부(20)에 지지된 실린더(1)를 회전구동시키는 구동부(30); 상기 도금조(10) 내에 설치되며 저장된 동도금액에 침지되는 양(+)전극(40); 상기 양전극(40)과 상기 실린더 지지부(20)와 각각 연결되어 전류를 인가하는 정류기(50); 및 상기 도금조(10) 내에 설치되어 상기 도금조(10)에 저장된 동도금액에 초음파 진동을 발생시키는 초음파 진동부(60); 를 포함하는 롤투롤타입 인쇄전자용 고정밀 인쇄롤 도금장치를 제공한다.

Description

롤투롤타입 인쇄전자용 고정밀 인쇄롤 도금장치{Plating Apparatus of Roll to Roll Type Cylinder for Printed Electronics}

본 발명은 롤투롤타입 인쇄전자용 고정밀 인쇄롤 도금장치에 관한 것으로서, 초음파를 이용하여 인쇄롤에 도금되는 구리층의 두께를 균일하도록 하고 표면조도를 개선하여 인쇄롤의 품질을 향상시키도록 하는 롤투롤타입 인쇄전자용 고정밀 인쇄롤 도금장치에 관한 것이다.

반도체 및 전자제품 등의 생산 공정 등은 고가의 장치나 극한의 공정기술이 활용되어 제조되어지고 있으나, 이러한 공정들은 기판위에 박막을 형성하기 위해 재료를 손상하거나 또는 노광/현상 등의 공정을 반복적으로 수행함으로서 제조원가를 줄이는데 한계가 있다. 고가의 공정으로서는 유비쿼터스 시대에서 필요하는 전자제품을 대량생산하기에는 한계를 가지고 있다.

저가의 공정으로 전자소자를 생산할 수 있는 기술개발이 선진국 위주로 진행되어 오고 있다. 현재까지 개발된 기술로서 대량생산 및 저가로 생산할 수 있도록 인쇄롤을 이용하여 롤투롤(R2R: Roll to Roll) 프린팅 공정이 대두되고 있다.

일반적으로 인쇄롤은 원통형 모양의 성형물로서 표면에 경면화 또는 패턴을 각인하여 롤투롤(R2R: Roll to Roll) 산업에 응용되는 부품이다. 롤투롤은 롤과 인쇄기술을 이용하여 전자소자 또는 전자제품을 연속적으로 생산가능한 것으로, 유연인쇄회로기판(FPCB)를 비롯한 주요 부품 생산라인에 확산, 도입되고 있는 차세대 기법으로, 부품 제조원가를 크게 줄이는 장점이 있다.

인쇄롤은 기반기술 산업으로 산업전반에 걸쳐 산업기반성이 높고, 중소기업을 집중형으로 육성할 수 있는 산업 분야이며, 정보기술(IT: Information Technology), 자동차 및 철강산업 같은 첨단산업뿐만 아니라 벽지 및 미디어 인쇄물 같은 전통산업에도 적용된다.

최근 인쇄전자라는 새로운 시장이 창출되면서 롤투롤 시스템의 관심이 급격하게 늘어나고 있으며, 인쇄롤에 대한 관심이 증가되고 있다.

인쇄전자(Printed Electronics)란 프린팅 공정기법을 이용하여 전자소자 또는 전자제품을 생산하는 기술로서, 다양한 응용 가능성, 초박막, 높은 유연성을 가진 저가 대량 생산 방법으로 대형 광고판, 안내판, 일회용 디스플레이, RFID, 스마트 카드 등 활용도가 매우 높고 기존의 공정의 패러다임의 변화를 추구하는 기술이다.

롤투롤 프린팅 공정은 회로가 각인된 인쇄롤 및 가이드롤을 이용하여 전자잉크를 기판위에 전사/프린팅하여 수십~수백 마이크로의 전자소자를 직접 인쇄하여 제조하는 공정이다.

롤투롤 기반의 인쇄롤은 롤 패턴닝을 이용하여 인쇄를 직접적으로 필름 및 유리에 패턴을 하며 또한 이송되는 웹(Web)을 제어하는 기본적인 부품이다.

롤투롤 프린팅 공정은 환경 문제가 크게 인식되는 현재 시장 환경에서 다량의 이산화탄소를 배출하는 실리콘 기반의 반도체 공정을 대체 할 수 있으며 또한 청정에너지로 널리 알려진 태양광 에너지 활용 등의 응용분야에 적용 가능한 친환경 산업으로 큰 성장이 기대되는 산업이다. 또한 기존의 전자소자를 제작하는 방식보다 공정이 간소화 되며 연속공정으로 인한 생산성 향상 및 생산 단가의 절감이 가능하다.

롤투롤 프린팅 공정은 기존의 전자제품을 생산하는 방식과는 달리 신문, 잡지, 포스터 등의 인쇄물을 제작하는 기술인 인쇄기술을 전자 부품을 제조하는데 이용하는 기술이다. 인쇄기술을 이용하여 제조되는 제품을 통칭하여 인쇄전자라고 하며, 인쇄전자의 가장 큰 잠재 시장은 스마트 미디어 제품이라고 하는 지능을 가지고 있으며, 대량생산이 가능한 제품으로 맞춤 생산이 가능하다는 특징을 가지고 있는 기술이다.

친환경적 공정으로서 롤투롤 인쇄기술이 대두되어 디스플레이 등의 정보기술(IT) 산업에서 적용되어지고 있으나, 도금 및 생산 공정에 대한 국내 기술은 아직 초보적인 수준이며 해외 선진국에서 설비를 구매 발주하여 단순 운전을 통한 인쇄롤을 생산하거나, 일본 등의 선진국에서 그라비아 및 옵셋 인쇄롤을 수입하고 있다.

인쇄롤은 철강으로 실린더를 주조하고, 이 실린더의 표면에 니켈을 피복하여 니켈코팅층을 형성하고, 이어서 동(銅)도금을 하여 구리코팅층을 형성하게 된다. 이후 포토레지스트 코팅, 이미징, 노광, 에칭, 크롬 코팅 등을 거쳐 제작되게 된다.

이와 같이 제작되는 인쇄롤의 품질을 향상시키기 위한 선행과제는 에칭을 하게 되는 구리코팅층의 코팅품질 향상에 있다. 이때, 실린더에 구리코팅칭을 형성하기 위해서는 실린더 동도금장치를 이용하게 된다.

종래의 실린더 동도금장치의 기본적인 구성은 동 도금액을 수용하는 도금조와, 도금조 내에 실린더를 회전가능하게 지지하는 지지부와, 실린더를 회전 구동시키는 구동부와, 도금조에 설치되는 양전극 및 실린더에 음전위를 인가하는 음극 접점부로 이루어진다.

또한, 고속동도금을 실현하기 위하여 펌프를 이용하여 도금액에 유동을 주거나, 도금액의 온도를 높이는 방법을 사용하고 있다.

종래의 실린더 동도금장치는 이러한 고속동도금을 실현하기 위한 방법을 사용하더라도 롤 생산량에 한계가 있으며, 실린더 중앙부위와 실린더 양단부위와의 도금두께 편차가 크고, 도금 경도가 낮게 되는 문제점이 있어, 결국 인쇄롤의 품질을 저하시키게 되는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은, 롤투롤타입 인쇄전자용 고정밀 인쇄롤에 새로운 방법으로 고속동도금을 실현할 수 있도록 하는 롤투롤타입 인쇄전자용 고정밀 인쇄롤 도금장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 롤 생산량을 높이고, 실린더 중앙부위와 실린더 양단부위와의 도금두께 편차를 줄이며, 도금 경도를 향상시키도록 하는 롤투롤타입 인쇄전자용 고정밀 인쇄롤 도금장치를 제공함에 있다.

바람직한 실시예에 있어서, 본 발명은 동(銅)도금액이 저장되는 도금조(10); 상기 도금조(10)의 길이방향 외측에 각각 설치되어 회전되도록 하는 지지축을 가지는 상기 실린더(1)를 지지되도록 하며, 지지된 실린더(1)와 통전되는 실린더 지지부(20); 상기 도금조(10) 외부에 설치되며 상기 실린더 지지부(20)에 지지된 실린더(1)를 회전구동시키는 구동부(30); 상기 도금조(10) 내에 설치되며 저장된 동도금액에 침지되는 양(+)전극(40); 상기 양전극(40)과 상기 실린더 지지부(20)와 각각 연결되어 전류를 인가하는 정류기(50); 및 상기 도금조(10) 내에 설치되어 상기 도금조(10)에 저장된 동도금액에 초음파 진동을 발생시키는 초음파 진동부(60); 를 포함하여 이루어진다.

본 발명의 상기 초음파 진동부(60)는 상기 실린더 지지부(20)에 지지된 실린더(1)의 연직하부에 설치되며 상기 실린더 지지부(20)에 지지된 실린더(1)의 축방향과 동일하게 길이방향으로 길게 설치되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 초음파 진동부(60)는 상기 실린더 지지부(20)에 지지된 실린더(1)의 표면으로 음파진동이 전달되도록 횡단면의 상부가 오목한 원호형상으로 된 것이 바람직하다.

아울러, 본 발명의 상기 초음파 진동부(60)는 한 쌍으로 이루어지며 상기 실린더 지지부(20)에 지지된 실린더(1)의 연직하부에 설치되며 실린더(1)의 양단 하부에서 실린더(1)의 중앙부위로 각각 길이방향으로 길게 설치된다.

이때, 상기 초음파 진동부(60)는 상기 실린더 지지부(20)에 지지된 실린더(1)의 표면으로 음파진동이 전달되도록 횡단면의 상부가 오목한 원호형상으로 된 것이 바람직하다. 아울러, 상기 초음파 진동부(60)는 상기 실린더 지지부(20)에 지지된 실린더(1)와 이루는 각도 조절이 가능하도록 실린더(1)의 양단 하부 쪽의 높이 조절이 가능한 것이 더 바람직하다.

또한, 본 발명은 상기 도금조(10) 외부에 설치되어 상기 도금조(10)에 저장된 동도금액의 순환을 촉진시키는 순환펌프와, 상기 도금조(10) 내에 설치되어 상기 순환펌프에서 펌핑된 동도금액을 분사시키도록 다수의 분사공이 구비된 분사라인(70)이 더 구비된다.

또, 본 발명은 상기 도금조(10) 내에 설치되어 상기 도금조(10)에 저장된 동도금액의 온도를 상승시키는 히터(80)가 더 구비된다.

아울러, 본 발명의 상기 양전극(40)은 한 쌍으로 이루어지며 상기 실린더 지지부(20)에 지지된 실린더(1)의 양측에 이격되어 각각 설치되며 실린더(1)의 축방향으로 길게 설치된다.

아울러, 상기 양전극(40)은 메쉬망 형태로 형성되며, 불용성 백금(Pt) 전극인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 상기 실린더 지지부(20)는 상기 실린더 지지부(20)에 지지된 실린더(1)의 직각방향인 상기 도금조(10)의 폭방향으로 복수개 나란히 설치되어 복수개의 실린더(1)의 동도금이 가능한 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 상기 실린더 지지부(20)와 상기 실린더(1)는 무접점으로 통전되는 것이 바람직하다.

아울러, 본 발명은 상기 도금조(10) 내 설치되어 도금조(10)에 저장된 동도금액의 수위를 감지하며 수위가 설정된 수위보다 낮은 경우에 정류기(50)의 작동을 정지시키는 수위감지센서가 더 구비된다.

또한, 본 발명은 상기 도금조(10) 내 상부로 설치되어 상기 도금조(10) 내에서 발생되는 유해가스를 배출하기 위한 배출기가 더 구비된다.

본 발명은, 롤투롤타입 인쇄전자용 고정밀 인쇄롤에 초음파를 이용한 새로운 방법으로 고속동도금을 실현할 수 있으며, 롤 생산량을 높이고, 실린더 중앙부위와 실린더 양단부위와의 도금두께 편차를 줄이며, 도금 경도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 실린더 중앙부위와 실린더 양단부위와의 도금두께 편차를 줄임으로써 실린더의 진원도 및 직진도를 향상시킬 수 있어 인쇄롤의 품질을 향상시킬 수 있다.

아울러, 도금 전류 밀도를 향상시킴으로써 동도금의 두께를 크게 할 수 있어 심도가 높아 인쇄 전자용으로 적극 활용할 수 있고 인쇄품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

아울러, 후처리공정이 적고, 고속동도금 실현이 가능하여 인쇄전자 제품의 인쇄 산업 적용에 있어 가장 큰 걸림돌인 비용의 문제를 해결하여 인쇄전자의 인쇄공정의 생산원가를 혁신적으로 절감할 수 있다.

본 발명은 롤투롤타입 인쇄전자용 고정밀 인쇄롤에 초음파를 이용한 새로운 방법으로 고속동도금을 실현함으로써, 인쇄롤 기술의 확립으로 인한 태양전지 분야에서 인쇄로 제조할 수 있는 공정의 확립을 촉진할 수 있을 것이며, 디스플레이의 광학필름에 적용되는 확산판용 광학롤에 적용이 가능하고 새로운 사업 확장을 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 롤투롤타입 인쇄전자용 고정밀 인쇄롤 도금장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 롤투롤타입 인쇄전자용 고정밀 인쇄롤 도금장치의 주요요부를 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 롤투롤타입 인쇄전자용 고정밀 인쇄롤 도금장치의 주요요부를 나타낸 분해사시도이다.
도 4는 도 2의 A-A' 단면도이다.
도 5는 본 발명에 의한 롤투롤타입 인쇄전자용 고정밀 인쇄롤 도금장치의 내부구조를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 의한 다른 형태의 롤투롤타입 인쇄전자용 고정밀 인쇄롤 도금장치의 내부구조를 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 롤투롤타입 인쇄전자용 고정밀 인쇄롤 도금장치를 설명한다.

도 1은 본 발명의 롤투롤타입 인쇄전자용 고정밀 인쇄롤 도금장치를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 롤투롤타입 인쇄전자용 고정밀 인쇄롤 도금장치의 주요요부를 나타낸 사시도이며, 도 3은 본 발명의 롤투롤타입 인쇄전자용 고정밀 인쇄롤 도금장치의 주요요부를 나타낸 분해사시도이고, 도 4는 도 2의 A-A' 단면도이며, 도 5는 본 발명에 의한 롤투롤타입 인쇄전자용 고정밀 인쇄롤 도금장치의 내부구조를 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명에 의한 다른 형태의 롤투롤타입 인쇄전자용 고정밀 인쇄롤 도금장치의 내부구조를 나타낸 도면이다.

본 발명의 롤투롤타입 인쇄전자용 고정밀 인쇄롤 도금장치는 크게 도금조(10), 실린더 지지부(20), 구동부(30), 양(+)전극(40), 정류기(50) 및 초음파 진동부(60)로 구성된다.

상기 실린더 지지부(20)에 지지되는 실린더(1)는 청화동(CuCN)을 이용하여 높은 전류밀도로 짧은 시간에 도금하는 스트라이크 처리를 하여 준비한다. 청화동(CuCN) 스트라이크 처리는 동도금이 원활하게 수행되도록 하기 위한 것으로 공지된 기술이다. 상기 실린더(1)는 양단부에 결합되어 회전되도록 하는 지지축(2)이 구비된다. 상기 지지축(2)은 실린더(1)와 전기적으로 통전된다.

상기 도금조(10)는 동(銅)도금액이 저장된다. 본 발명에 사용되는 동도금액은 실시예에서 후술하기로 한다.

상기 도금조(10) 내통과 외통이 구비되는 이중구조로 되며 상부에는 뚜껑이 구비된다. 상기 도금조(10) 내통에는 상기 실린더 지지부(20)와 양(+)전극(40) 및 초음파 진동부(60)가 설치된다.

상기 실린더 지지부(20)는 상기 도금조(10)의 길이방향 외측에 각각 설치되어 상기 실린더(1)를 지지되도록 한다. 상기 실린더 지지부(20)는 지지된 실린더(1)와 통전된다.

상기 실린더 지지부(20)에 지지된 실린더(1)는 구동부(30)에 의해 회전 구동되게 된다.

상기 구동부(30)는 상기 도금조(10) 외부에 설치되며 상기 실린더 지지부(20)에 지지된 실린더(1)를 회전구동시키는 역할을 한다.

이때, 상기 실린더(1)의 지지축 양단에는 상기 실린더(1)가 회전구동이 가능하도록 하기 위해 종동스프로켓(3)이 구비된다. 상기 구동부(30)는 모터(31)와 체인(미도시됨)으로 구성된다.

상기 모터(31)는 모터축에 구동스프로켓(32)이 구비되며 상기 구동스프로켓(32)과 상기 종동스프로켓(3)은 체인으로 결합된다. 상기 모터(31)의 작동에 의해 상기 구동스프로켓(32)이 회전되면 체인에 의해 동력이 감속 전달되어 지지축(2)이 회전되며 실린더(1)가 회전되게 된다.

상기 양(+)전극은 상기 도금조(10) 내에 설치되며 저장된 동도금액에 침지된다.

상기 양전극(40)은 실린더(1)에 인가되는 전류 밀도를 높일 필요성이 있다. 이를 위하여 상기 양전극(40)은 한 쌍으로 이루어지며 상기 실린더 지지부(20)에 지지된 실린더(1)의 양측에 이격되어 각각 설치되며 실린더(1)의 축방향으로 길게 설치되도록 한다. 이와 같이 상기 양전극(40)은 상기 실린더 지지부(20)에 지지된 실린더(1)의 주위를 감싸도록 실린더(1)의 양측에 실린더(1)의 축방향으로 길게 형성되면, 실린더(1)의 표면에 인가되는 전류밀도를 일정하게 할 수 있어 실린더(1)에 도금되는 구리층의 두께를 일정하게 하여 도금두께 편차를 줄임으로써 인쇄롤의 품질을 향상시킬 수 있게 된다.

본 발명의 상기 양전극(40)은 메쉬망 형태로 형성된 것이 바람직하다. 이와 같이 메쉬망 형태로 형성되게 되면 동도금액의 유동이 용이하여 실린더(1)에 도금되는 도금층의 품질향상 뿐만 아니라, 양전극(40)에 인가되는 전류밀도를 높일 수 있게 된다.

상기 양전극(40)은 불용성 백금(Pt) 전극을 사용할 수 있다. 백금은 통전성이 좋아 통전효율을 향상시킬 수 있다. 또한 불용성 백금을 사용하면 전극수명을 연장할 수 있고, 동도금시 불순물의 혼입을 방지할 수 있게 된다. 상기 양전극(40)은 티타늄(Ti) 전극에 백금(Pt)을 코팅한 전극을 사용하여도 무방하다.

상기 정류기(50)는 상기 양전극(40)과 상기 실린더 지지부(20)와 각각 연결되어 전류를 인가한다.

상기 초음파 진동부(60)는 상기 도금조(10) 내에 설치되어 상기 도금조(10)에 저장된 동도금액에 초음파 진동을 발생시키는 역할을 한다.

상기 초음파 진동부(60)의 위치에 따라 실린더(1)에 도금되는 동도금층의 품질에 영향을 끼칠 수 있다.

본 발명의 상기 초음파 진동부(60)의 일예로는 상기 도금조(10)내 하부에 설치되며 상기 실린더 지지부(20)에 지지된 실린더(1)의 축방향과 동일하게 길이방향으로 길게 설치되는 것이 바람직하다(도 5 참조). 이렇게 되면 상기 초음파 진동부(60)에 의해 생성된 음파진동이 상기 실린더(1)로 전달되게 되어 실린더(1)에 전달되는 전류밀도를 높여 줌으로써 실린더(1)에 도금되는 동도금층의 두께 편차를 줄이고 도금 두께를 크게 할 수 있게 되며, 동도금층의 경도를 개선할 수 있게 된다. 이러한 효과는 실시예에서 후술하기로 한다.

아울러, 상기 초음파 진동부(60)의 음파진동효율을 높이기 위해서 상기 초음파 진동부(60)는 상기 실린더 지지부(20)에 지지된 실린더(1)의 표면으로 음파진동이 전달되도록 실린더의 축방향과 직각방향인 횡단면의 상부가 오목한 원호형상으로 된 것이 바람직하다(도 5 참조). 이와 같이 상기 초음파 진동부(60)의 실린더의 축방향과 직각방향인 횡단면 상부가 오목한 원호형상으로 되게 되면 상기 실린더(1)로 전달되는 음파진동이 실린더(1) 표면으로 고르게 전달될 수 있게 된다.

본 발명의 상기 초음파 진동부(60)의 다른 예로는, 한 쌍으로 이루어지며 상기 실린더 지지부(20)에 지지된 실린더(1)의 연직하부에 설치되며 실린더(1)의 양단 하부에서 실린더(1)의 중앙부위로 각각 길이방향으로 길게 설치된다. 종래의 장치를 이용하여 동도금을 하게 되면 실린더의 양단부 부위의 동도금층 두께가 크고 중앙부위의 동도금층 두께가 적게 되어 두께 편차가 발생되게 되는데 이와 같이 한 쌍의 상기 초음파 진동부(60)가 실린더(1)의 양단 하부에서 실린더(1)의 중앙부위로 각각 길이방향으로 설치되게 되면 중앙부위로 음파진동을 더 전달하게 되어 동도금층의 두께 편차를 줄일 수 있게 된다. 아울러, 전술한 상기 초음파 진동부(60)의 일예와 마찬가지로 상기 초음파 진동부(60)는 상기 실린더 지지부(20)에 지지된 실린더(1)의 표면으로 음파진동이 전달되도록 실린더의 축방향과 직각방향인 횡단면의 상부가 오목한 원호형상으로 된 것이 더 바람직하다.

또한, 상기 초음파 진동부(60)는 상기 실린더 지지부(20)에 지지된 실린더(1)와 이루는 각도 조절이 가능하도록 실린더(1)의 양단 하부 쪽의 높이 조절이 가능한 것이 바람직하다(도 6 참조). 이렇게 되면 상기 실린더 지지부(20)에 지지된 실린더(1)의 중앙부위로의 음파진동양을 조절할 수 있게 되어 동도금층의 두께 편차를 더욱 줄일 수 있도록 조절할 수 있게 된다.

본 발명은 도금액 순환에 따른 도금효율을 높이기 위해, 상기 도금조(10) 외부에 설치되어 상기 도금조(10)에 저장된 동도금액의 순환을 촉진시키는 순환펌프와, 상기 도금조(10) 내에 설치되어 상기 순환펌프에서 펌핑된 동도금액을 분사시키도록 다수의 분사공이 구비된 분사라인(70)이 더 구비될 수 있다(도 3 참조).

아울러, 본 발명은 도금액 온도에 따른 도금효율을 높이기 위해, 상기 도금조(10) 내에 설치되어 상기 도금조(10)에 저장된 동도금액의 온도를 상승시키는 히터(80)가 더 구비될 수 있다(도 1 및 도 3 참조).

또한, 본 발명은 복수개의 실린더를 동도금하기 위하여, 상기 실린더 지지부(20)는 상기 실린더 지지부(20)에 지지된 실린더(1)의 직각방향인 상기 도금조(10)의 폭방향으로 복수개 나란히 설치되어 복수개의 실린더(1)의 동도금이 가능하도록 할 수 있다. 이러한 경우에, 상기 도금조(10)에 각각의 실린더(1)가 수용되도록 격벽을 설치하여 격실을 설치한다. 각각의 격실에는 상기 실린더 지지부(20)가 각각 구비되고, 초음파 진동부(60)가 각각 설치되며, 양전극(40) 및 정류기(50)가 각각 설치된다. 각 격실의 외부에는 각 격실에 수용된 각각의 실린더(1)를 회전 구동시키는 각각의 구동부(30)가 설치되도록 한다.

이와 같이, 복수개의 실린더를 동도금하게 되면 인쇄롤의 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.

아울러, 본 발명은 상기 실린더 지지부(20)와 상기 실린더(1)는 무접점으로 통전되도록 하는 것이 바람직하다. 무접전 통전방식은 자기부상 방식과 같은 형태로 통전되면서 회전되는 것으로 이미 공지된 기술이다.

또한, 본 발명은 상기 도금조(10) 내 설치되어 도금조(10)에 저장된 동도금액의 수위를 감지하며 수위가 설정된 수위보다 낮은 경우에 정류기(50)의 작동을 정지시키는 수위감지센서(미도시됨)가 더 구비된다. 이때, 상기 도금조(10) 내에 히터(80)가 설치되는 경우에는 상기 수위감지센서의 낮은 수위 감지시 상기 정류기(50) 및 상기 히터(80)의 작동을 정지시키도록 한다.

아울러, 본 발명은 상기 도금조(10) 내 상부로 설치되어 상기 도금조(10) 내에서 발생되는 유해가스를 배출하기 위한 배출기(미도시됨)가 더 구비되도록 한다.

(실시예)

동도금액은 황산의 농도 60g/L, 황산구리의 농도 230g/L, 광택제 2mL/L, 레벨링제 4mL/L로 배합하였고, 양전극(40)은 메쉬 망으로 된 티타늄(Ti) 전극에 백금(Pt) 도금처리한 전극을 사용하였으며, 실린더의 회전수는 150rpm이고, 정류기는 4.36V, 350A로 설정하였다.

1. 도금두께

도 7은 초음파를 사용한 경우와 사용하지 않은 경우에 도금 두께를 측정한 결과를 나타낸다.

도시된 바와 같이, 초음파를 사용하지 않은 경우보다 초음파를 사용한 경우 120분 경과후에 도금 두께가 현저하게 두꺼워지는 것을 알 수 있다.

2. 광택성

[표 1] 및 도 8은 초음파를 사용한 경우와 사용하지 않은 경우에 광택성을 비교한 결과를 나타낸다.

도시된 바와 같이, 무교반의 경우 시간이 증가함에 따라 광택이 흐려지며, 초음파를 사용한 경우 시간이 증가하여도 광택이 좋은 것으로 나타났다.

[표 1] 초음파를 사용한 경우와 사용하지 않은 경우의 광택성 비교

3. 도금경도

[표 2]는 도금시간 및 교반방법에 따른 동도금층의 비커스 경도를 나타낸다. 시험 결과 초음파 교반시에 무교반에 비해 경도값이 높은 것으로 나타났다.

[표 2] 도금시간 및 교반방법에 따른 동도금층의 비커스 경도

4. 표면조도

[표 3]은 도금시간 및 교반방법에 따른 동도금층의 표면조도를 나타낸다. 시험 결과 초음파 교반시에 무교반에 비해 평균값과 최대값에 있어 모두 표면조도가 좋은 것으로 나타났다.

[표 3] 도금시간 및 교반방법에 따른 동도금층의 표면조도

5. 내식성

도 9는 교반방법에 따른 동도금층의 부식정도를 나타낸 사진이다.

시험방법은 염수분무 하에서 72시간 방치하였으며 그에 따른 부식 정도를 육안으로 확인하였다.

염수분무시험에서도 초음파 교반시에 내식성이 우수한 것으로 나타났다. 이는 초음파 교반으로 인하여 도금액 성분내에서 추가적인 반응이 일어나 내식성을 향상시킨 것으로 판단된다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징으로 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

1: 실린더 2: 지지축
3: 종동스프로켓 10: 도금조
20: 실린더 지지부 30: 구동부
31: 모터 32: 구동스프로켓
40: 양(+)전극 50: 정류기
60: 초음파 진동부 70: 분사라인
80: 히터

Claims (15)

1. 동(銅)도금액이 저장되는 도금조(10);
   상기 도금조(10)의 길이방향 외측에 각각 설치되어 회전되도록 하는 지지축을 가지는 실린더(1)를 지지되도록 하며, 지지된 실린더(1)와 통전되는 실린더 지지부(20);
   상기 도금조(10) 외부에 설치되며 상기 실린더 지지부(20)에 지지된 실린더(1)를 회전구동시키는 구동부(30);
   상기 도금조(10) 내에 설치되며 저장된 동도금액에 침지되는 양(+)전극(40);
   상기 양전극(40)과 상기 실린더 지지부(20)와 각각 연결되어 전류를 인가하는 정류기(50); 및
   상기 도금조(10) 내에 설치되어 상기 도금조(10)에 저장된 동도금액에 초음파 진동을 발생시키는 초음파 진동부(60);를 포함하여 이루어지며,
   상기 초음파 진동부(60)는 한 쌍으로 이루어지며 상기 실린더 지지부(20)에 지지된 실린더(1)의 연직하부에 설치되며 실린더(1)의 양단 하부에서 실린더(1)의 중앙부위로 각각 길이방향으로 길게 설치되고, 상기 실린더 지지부(20)에 지지된 실린더(1)와 이루는 각도 조절이 가능하도록 실린더(1)의 양단 하부 쪽의 높이 조절이 가능하며,
   상기 도금조(10) 외부에 설치되어 상기 도금조(10)에 저장된 동도금액의 순환을 촉진시키는 순환펌프와, 상기 도금조(10) 내에 설치되어 상기 순환펌프에서 펌핑된 동도금액을 분사시키도록 다수의 분사공이 구비된 분사라인(70)이 더 구비되고,
   상기 도금조(10) 내에 설치되어 상기 도금조(10)에 저장된 동도금액의 온도를 상승시키는 히터(80)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 롤투롤타입 인쇄전자용 고정밀 인쇄롤 도금장치.
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5. 제 1 항에 있어서,
   상기 초음파 진동부(60)는 상기 실린더 지지부(20)에 지지된 실린더(1)의 표면으로 음파진동이 전달되도록 실린더의 축방향과 직각방향인 횡단면의 상부가 오목한 원호형상으로 된 것을 특징으로 하는 롤투롤타입 인쇄전자용 고정밀 인쇄롤 도금장치.
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