KR102194716B1 - 도금 장치 - Google Patents

Abstract

도금 장치가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따른 도금 장치는 도금액 내에서 피도금체의 도금을 위한 전류를 제공하는 양극부, 복수의 관통홀이 형성된 격자 구조로 형성되고 피도금체와 양극부 사이에 개재되어, 도금액이 각각의 관통홀을 통해 교반되도록 피도금체와 평행한 평면상에서 유동하는 교반부 및 도금액, 양극부 및 교반부를 수용하는 도금조를 포함한다.

Description

도금 장치{PLATING APPARATUS}

본 발명은 도금 장치에 관한 것이다.

박막형 파워인덕터의 내부전극으로 사용되는 구리(Cu) 코일은 일반적인 전기도금 방법으로 등방도금층 코일을 형성하였으나, 점점 고용량화 및 소형화 추세에 따라 내부 코일의 높은 종횡비(aspect ratio)가 요구되면서 이방도금층 코일의 형성이 주요하게 되고 있다.

이러한 이방도금층의 형성 시에는, 코일과 코일 사이에는 도금액의 공급을 최소화하면서 이방성장을 시키고자 하는 코일의 상면 전반에는 균일하고 충분하게 도금액을 공급할 수 있는 교반 방법이 필요하다.

그 이유는 코일과 코일 사이에 도금액의 공급을 최소화하지 못해서 충분한 도금액이 공급되면 쇼트(short)가 발생할 수 있고, 반대로 코일의 상면에 불균일하거나 부족한 도금액 공급이 이루어지면 이상조직 발생의 위험이 커질 수 있기 때문이다.

따라서, 코일을 적절하게 이방 성장시키기 위해서는 코일간에는 도금액 공급을 최소화하면서 코일 상면 부분에는 충분하고 균일하게 도금액이 공급되게 하는 교반 방법이 필요한 실정이다.

한국공개특허 제10-1998-081740호 (1998. 11. 25. 공개)

본 발명의 실시예는, 보다 많은 방향으로의 균일한 도금액 교반이 이루어져 도금 품질을 향상시킬 수 있는 도금 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 도금액 내에서 피도금체의 도금을 위한 전류를 제공하는 양극부, 복수의 관통홀이 형성된 격자 구조로 형성되고 피도금체와 양극부 사이에 개재되어, 도금액이 각각의 관통홀을 통해 교반되도록 피도금체와 평행한 평면상에서 유동하는 교반부 및 도금액, 양극부 및 교반부를 수용하는 도금조를 포함하는 도금 장치가 제공된다.

여기서, 교반부는 여섯 개의 사각형으로 둘러싸인 다면체에 사각형 형상의 관통홀이 형성되는 복수의 단위체를 포함할 수 있다.

각각의 단위체의 관통홀은 일방향으로 갈수록 단면적이 줄어드는 형상으로 형성될 수 있다.

도금 장치는 교반부를 통해 피도금체 방향으로 도금액을 분사하도록 도금조에 설치되는 분사부를 더 포함할 수 있다.

그리고, 교반부는 유동 반경 및 유동 속도 중 적어도 하나를 조절 가능할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 보다 많은 방향으로의 균일한 도금액 교반이 이루어져 도금 품질을 향상시킬 수 있는 도금 장치를 구현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도금 장치를 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도금 장치에서 교반부에 의해 도금액이 교반되는 상태의 일례를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도금 장치에서 도금액이 단위체의 관통홀을 통과하는 상태를 개략적으로 나타내는 도면.

본 발명에 따른 도금 장치의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

또한, 이하 사용되는 제1, 제2 등과 같은 용어는 동일 또는 상응하는 구성 요소들을 구별하기 위한 식별 기호에 불과하며, 동일 또는 상응하는 구성 요소들이 제1, 제2 등의 용어에 의하여 한정되는 것은 아니다.

또한, 결합이라 함은, 각 구성 요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성 요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성이 각 구성 요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성에 구성 요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도금 장치를 나타내는 도면이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도금 장치에서 교반부에 의해 도금액이 교반되는 상태의 일례를 나타내는 도면이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도금 장치에서 도금액이 단위체의 관통홀을 통과하는 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 도금 장치(1000)는 양극부(100), 교반부(200) 및 도금조(300)를 포함하고, 분사부(400)를 더 포함할 수 있다.

양극부(100)는 도금액(20) 내에서 피도금체(10)의 도금을 위한 전류를 제공하는 부분으로, 도 1에 도시된 바와 같이 피도금체(10)와 나란하게 배치될 수 있다.

이 경우, 피도금체(10)는 전기 분해의 원리를 이용하여 도금이 이루어지는 대상체로서, 도금액(20)이 수용된 도금조(300) 내에 피도금체(10)를 음극으로 설치하고, 양극부(100)에 전류를 공급하면 음극인 피도금체(10)의 표면에 도금이 이루어질 수 있다.

구리 이온(Cu^{2 +})을 이용한 일반적인 전기 도금 과정에서, 도금액(20) 중에 존재하는 구리 이온(Cu^{2 +})이 피도금체(10) 주변에서 환원되며 피도금체(10)에 증착되므로, 피도금체(10) 주변에 존재하는 구리 이온(Cu^{2 +}) 비율이 다른 곳 보다 상대적으로 낮을 수 있다.

이와 같은 현상이 지속되는 경우, 도금 성능이 저하될 수 있으며, 특히 이방도금층의 형성 시에, 코일의 상면 전반에 충분하게 구리 이온(Cu^{2 +})이 공급되지 못하여 이방도금층의 품질이 저하될 수 있다.

따라서, 도금액(20)을 균일하게 교반시켜 피도금체(10) 주변에 구리 이온(Cu^{2 +})을 지속적으로 공급해 줄 필요가 있다.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 피도금체(10)의 경우 높은 종횡비(aspect ratio)에 대한 요구에 따라, 도금 영역(11)의 외곽에 댐(dam, 13)을 형성하여 횡방향으로 도금층이 성장하는 것을 억제할 수 있다.

이와 같은 경우, 피도금체(10) 주변의 도금액(20)이 특정 방향으로 흐르는 교반 방법을 사용한다면, 특정 방향의 도금액(20) 흐름이 댐(13)에 부딪혀 소용돌이 현상을 만들어 도금층 갈라짐과 같은 도금 불량이 발생할 수 있다.

그러므로, 상기와 같은 불량을 방지하기 위해서는 피도금체(10) 주변에서 특정 방향으로 도금액(20)이 흐르는 교반 방법 보다는, 피도금체(10) 주변에서 보다 많은 방향으로 도금액(20)이 흐르게 하는 교반 방법이 효과적일 수 있다.

이에 따라, 본 실시예에 따른 도금 장치(1000)는 교반부(200)를 통해 보다 많은 방향으로의 균일한 도금액(20) 교반이 이루어지도록 할 수 있다.

구체적으로, 교반부(200)는 복수의 관통홀(211)이 형성된 격자 구조로 형성되고 피도금체(10)와 양극부(100) 사이에 개재되어, 도금액(20)이 각각의 관통홀(211)을 통해 교반되도록 피도금체(10)와 평행한 평면상에서 유동하는 부분이다.

즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 피도금체(10)와 양극부(100) 사이에 개재된 교반부(200)가 피도금체(10)와 평행한 평면상에서 유동하면서, 교반부(200) 후면의 도금액(10)과 교반부(200) 전면의 도금액(10)이 서로 섞일 수 있다.

그리고, 도 2에 도시된 바와 같이, 이 때의 도금액(20)은 복수의 관통홀(211)을 통과하며 피도금체(10) 주변에서 특정 방향이 아닌 보다 많은 방향으로 흐름이 유도되므로, 상기한 바와 같이 피도금체(10) 주변에서 특정 방향으로 도금액(20)이 흐름에 따른 불량 발생을 방지할 수 있다.

도금조(300)는 도금액(20), 양극부(100) 및 교반부(200)를 수용하는 부분으로, 도금액(20)을 수용한 도금조(300) 내에서 전기 도금을 통해 피도금체(10)의 도금이 이루어질 수 있다.

이상과 같이, 본 실시예에 따른 도금 장치(1000)는 교반부(200)를 통해 보다 많은 방향으로의 균일한 도금액(20) 교반이 이루어지므로, 도금 불량을 방지할 수 있는 등 도금 품질을 향상시킬 수 있다.

본 실시예에 따른 도금 장치(1000)에서, 교반부(200)는 여섯 개의 사각형으로 둘러싸인 다면체에 사각형 형상의 관통홀(211)이 형성되는 복수의 단위체(210)를 포함할 수 있다.

즉, 도 3에 도시된 바와 같은 오각뿔을 제외한 육면체 구조로 이루어지고 사각형 형상의 관통홀(211)이 형성된 단위체(210)가, 복수로 서로 결합되어 도 1에 도시된 바와 같은 교반부(200)의 격자 구조를 형성할 수 있다.

이로 인해, 도 3에 도시된 바와 같이, 도금액(20)이 관통홀(211)을 통과하는 과정에서 단위체(210)의 관통홀(211) 벽면과 충돌하며, 단순히 교반부(200)가 유동하여 도금액(20)을 교반시킬 때 보다 더 다양한 방향으로 도금액(20)이 흐를 수 있다.

따라서, 본 실시예에 따른 도금 장치(1000)는, 교반부(200)가 복수의 단위체(210)를 포함하여 도금액(20) 교반 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

여기서, 각각의 단위체(210)의 관통홀(211)은 일방향으로 갈수록 단면적이 줄어드는 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 각각의 단위체(210)가 사각뿔대 형상으로 형성되고 관통홀(211) 역시 사각뿔대 형상으로 형성될 수 있다.

교반부(200)가 피도금체(10)와 평행한 평면상에서 유동하며 도금액(20)을 교반시킬 때, 교반부(200) 전면의 도금액(20)과 교반부(200) 후면의 도금액(20)이 관통홀(211)에서 서로 충돌한다면 교반 효과가 상대적으로 떨어질 수 있다.

따라서, 피도금체(10) 주변의 도금액(20) 흐름은 별론으로 하고, 관통홀(211)을 통과하는 도금액(20)은 특정 방향으로 더 많이 흐르도록 조절하는 것이 바람직할 수 있다.

그러므로, 각각의 단위체(210)의 관통홀(211)이 일방향으로 갈수록 단면적이 줄어드는 형상으로 형성하여, 교반부(200) 유동 시 도금액(20)이 관통홀(211)의 경사면을 따라 특정 방향으로 더 많이 흐르게 될 수 있다.

분사부(400)는 교반부(200)를 통해 피도금체(10) 방향으로 도금액(10)을 분사하도록 도금조(300)에 설치되는 부분으로, 상대적으로 구리 이온(Cu^{2 +}) 비율이 높은 교반부(200) 후면의 도금액(20)을 피도금체(10) 방향으로 분사할 수 있다.

도금층의 성장을 보다 활성화시키기 위해서는, 피도금체(10) 주변에 보다 많은 구리 이온(Cu^{2 +})을 공급할 필요가 있다.

따라서, 본 실시예에 따른 도금 장치(1000)는, 교반부(200)를 통한 도금액(20)의 교반 시 분사부(400)를 통해 상대적으로 구리 이온(Cu^{2 +}) 비율이 높은 교반부(200) 후면의 도금액(20)을 피도금체(10) 방향으로 분사하여, 도금층의 성장을 더욱 활성화할 수 있다.

한편, 도 1에서는 분사부(400)가 노즐 구조로 이루어져 교반부(200)와 별개로 설치된 구성을 도시하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 분사부(400)가 교반부(200)에 설치되는 등 필요에 따라 다양하게 변형될 수 있다.

본 실시예에 따른 도금 장치(1000)에서, 교반부(200)는 유동 반경 및 유동 속도 중 적어도 하나를 조절 가능할 수 있다.

예를 들어, 피도금체(10)의 면적이 변경되는 경우, 교반부(200)의 유동 반경 역시 변경될 필요가 있다. 또한, 도금액(20)의 교반이 활발하게 이루어질수록 도금층의 성장 역시 활성화된다는 점에서, 도금층의 성장 속도를 달리할 필요가 있는 경우, 도금액(20)의 교반 속도 역시 조절할 필요가 있다.

따라서, 본 실시예에 따른 도금 장치(1000)는 교반부(200)의 유동 반경 및 유동 속도 중 적어도 하나를 조절하여, 피도금체(10)의 종류 및 필요로 하는 도금의 종류와 같은 다양한 도금 조건 변화에 적절히 대응할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

10: 피도금체
11: 도금 영역
13: 댐
20: 도금액
100: 양극부
200: 교반부
210: 단위체
211: 관통홀
300: 도금조
400: 분사부
1000: 도금 장치

Claims (5)

1. 도금액 내에서 도금을 위한 전류를 제공하는 양극부;
   복수의 관통홀이 형성된 단위체가 격자 구조로 형성되고, 상기 도금액이 각각의 상기 관통홀을 통해 교반되도록 상기 양극부와 평행한 평면상에서 유동하는 교반부;
   상기 교반부를 통해 상기 도금액을 분사하는 분사부; 및
   상기 도금액, 상기 양극부, 상기 분사부 및 상기 교반부를 수용하는 도금조;
   를 포함하며,
   상기 관통홀은 상기 분사부가 배치된 측 방향으로 갈수록 단면적이 줄어드는 형상으로 형성되는 도금 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 교반부는
   여섯 개의 사각형으로 둘러싸인 다면체에 사각형 형상의 상기 관통홀이 형성되는 복수의 상기 단위체를 포함하는 것을 특징으로 하는 도금 장치.
   
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항 및 제2항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 교반부는 유동 반경 및 유동 속도 중 적어도 하나를 조절 가능한 것을 특징으로 하는 도금 장치.
   

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