KR19980014624A - 분사 전기도금 방법 - Google Patents

Abstract

전기도금의 이온공급, 환원을 전단의 전해(이온공급) 공정 및 후단의 분사 도금(환원) 공정으로 나누어 수행하고, 자동, 연속적으로 박판 상태의 도금재의 소공내벽에 균일한 전기도금을 실시함과 함께 종래 침지전기도금 방법에서의 소공내의 음극기포의 제거곤란성을 극복할 수 있다.

전해액에 의한 도금과정에서의 금속이온의 공급과 환원을 전해액(21)내에 금속이온을 생성시켜 상기 전해액을 추출해서 후단의 분사 도금(환원) 공정(3)에 공급하는 전단의 전해(이온공급) 공정(2)과, 피도금재(4)의 이송경로에 다수의 분사액 파이프(31)를 설치해 각 분사액 파이프를 양극으로 전기적 연접해서 같은 간격으로 분사노즐을 배설하고, 피도금재를 음극으로 해서 연속적으로 다수의 분사노즐을 배열한 분사구역내에 통과시켜 각 분사노즐로부터 상기 금속이온을 포함하는 전해액을 각각 피도금재에 분사시키고, 상기 전해액 중의 금속이온을 피도금재 표면에 환원 침적시키면서, 함유 금속이온이 소모된 전해액을 회수하여 상기 전단의 전해(이온공급) 공정에 순환 회류시켜 금속이온의 보충을 받는 후단의 분사 도금(환원) 공정으로 수행하도록 한다.

Description

분사 전기도금 방법

도 1은 종래의 침적 전기도금 방법의 표시도.

도 2는 본 발명의 분사 전기도금 방법에서 비교적 바람직한 실시예의 표시도.

도 3은 상기 실시예의 분사 도금(환원) 공정에서 극부표시도.

도 4는 본 발명에서 전기도금용 금속이온을 발생시키는 비교적 바람직한 실시예의 표시도.

도 5는 본 발명에서 전기도금용 금속이온을 발생시키는 비교적 바람직한 제2실시예의 표시도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

2:전단의 전해(이온공급) 공정,3:후단의 분사 도금(환원) 공정

4:피도금재21:전해액

31:분사액 파이프

본 발명은 분사 전기도금 방법에 관한 것으로, 특히 전기도금에서 금속이온의 공급 및 환원을 전단의 전해(이온공급) 공정 및 후단의 분사 도금(환원) 공정으로 나누어 행하고, 자동, 연속적으로 박판금의 피도금재, 예를 들면 인쇄회로판이나 집적회로내의 리드프레임을 전기도금하고, 종래 침적전기도금 방법에서의 피도금재의 천공내 기포의 제거곤란성을 극복할 수 있는 전기도금 방법에 관한 것이다.

이러한 공업제품의 전기도금 방법은, 제품표면에 적당한 보호층을 피복함과 함께 그 표면의 미관을 향상시키는 것이 목적이다. 전자공업계에서는 통상 인쇄회로판(PC판)의 판면이나 그 구멍 내주벽의 전기도금에 이러한 전기도금 방법을 채용하여 먼저 PC판의 표면 및 구멍 내주벽에 일층의 구리; 금속을 도금하고, 이어 사진기술에 의해 회로를 현상하거나 에칭 등의 PC판 형성공정을 수행한다.

그러한 종래 전기도금 방법은 전해액 중에 침지하는 전기도금 방법으로, 자주 사용되는 금속으로는 예를 들어 니켈, 크롬, 카드뮴, 동, 은, 아연, 금 또는 주석 등이 있다. 제1도에 나타낸 바와 같이, 바탕인 피도금재(11)와 도금피복용 순수금속(12)을 동일 전기도금조(13)의 적당한 전해액(14)에 침지해서, 상기 순금속(12)을 양극(15)으로 하고 피도금재(11)를 음극(16)으로 하여 전해액(14)을 전기도금 금속염 용액으로 만들고 6-24볼트의 직류전기를 통하면, 양극(15)의 도금피복 순금속(12)의 금속이온을 해리하여 전해액(14) 중에 해리시키고, 양극과 음극의 전위차에 의해 상기 전해액(14) 중의 금속이온이 음극으로 흡인이행되어 다시 환원되어 피도금재(11) 표면에 침적 부착하고, 상기 전해액(14)내의 금속이온은 지속적으로 양극(15)의 도금피복 순금속(14)으로부터 보충된다.

현재, 전자공업이 갈수록 진보됨에 따라 PC판은 이미 단면으로부터 양면의 다층회로판으로 발전하고 있고, 예를 들면 양면도금의 PC판의 경우는 코팅된 기판상에 약간의 작은 구멍을 천공해서 양면의 구리막에 의한 전기회로간에 전자파트를 개설하거나 혹은 양면회로를 전기적으로 통하도록 접속할 필요가 있기 때문에 이들 소공내벽을 도금해야 한다. 제1도에 나타낸 바와 같이, 종래 침지에 의한 전기도금 방법은 이들 소공의 전기도금을 위해, 구리판을 양극(15)으로 하고 도금될 바탕인 PC판을 음극으로 해서 상기 PC판의 각 소공내벽에 구리금속을 도금하는 것이지만, 이러한 종래 침지도금법에 의하여 PC판의 소공내벽을 도금하는 경우 다음과 같은 결점이 있다.

1. 종래 침지 전기도금 방법은 전해액에서 수소 기포가 생긴다. 특히 환원반응이 일어나는 음극에 있어 소공내의 기포를 제거하는 것이 어렵기 때문에 발생된 수소 기포로 인해 소공내벽의 도금이 방해되거나 혹은 도금에 의해 얼룩이 지게 되는 결함이 있다.

2. 상기 PC판의 소공내벽이 도금할 수 없는 혹은 도금에 의해 얼룩이 지는 결함은 PC판의 결함 혹은 사용할 수 없게 되는 문제로 이어지고, 원료에 대한 제품의 비율을 저하시키며 비용을 상승시키는 데 중대한 영향을 미친다.

3. 종래 침지 전기도금조에서의 양극의 크기는 일반적으로 대부분 일정하지만, 음극 공작물 크기는 다른 경우가 있고, 또한 음극 피도금재의 크기와 양극 전극의 크기의 차이로 인해 선단 방전 현상이 생기므로 피도금재 표면의 도금층이 균일하게 되기 어렵고, 후속공정, 예를 들면 에칭가공에 영향을 끼친다.

4. PC판의 전기도금을 행할 때, 각 PC판을 프레임에 매달고 도금한 후에 이들 PC판을 프레임에서 내려야 하므로, 사람에 의한 수고가 늘어 제조과정이 번잡하게 되고 인위적인 실수의 발생율이 높다.

이러한 종래 침지에 의한 전기도금 방법의 문제점에 비추어, 본 발명은 전기도금에서의 이온의 공급과 환원을 전단의 전해(이온공급) 공정 및 후단의 분사 도금(환원) 공정으로 나누어 수행하고, 박판 형태의 피도금재의 소공내벽에 대해서도 자동, 연속적으로 균일한 전기도금을 실시할 수 있으며, 종래 침지 전기도금 방법에서의 소공내의 음극기포의 제거곤란성을 극복할 수 있는 분사 전기도금 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 전해액에 의한 도금과정에서의 금속이온의 공급과 환원을, 전해액 중에 금속이온을 생성시켜 상기 전해액을 추출하여 후단의 분사 도금(환원) 공정에 공급하는 전단의 전해(이온공급) 공정과, 피도금재의 이송경로에 다수의 분사액 파이프를 설치하여 각 분사액 파이프를 양극에 전기적 연접시켜 간격으로 분사노즐을 배설하고, 피도금재를 음극으로 하여 다수의 분사노즐을 배열한 분사구역내를 연속적으로 통과시켜 각 분사노즐로부터 상기 금속이온을 포함하는 전해액을 각각 피도금재에 분사시키고, 상기 전해액 중의 금속이온을 피도금재 표면에 환원 침적시키고, 함유 금속 이온이 소모된 전해액을 회수해서 상기 전단의 전해(이온공급) 공정에 순환 회류시켜 금속이온을 보충받는 후단의 분사 도금(환원) 공정에 의해 수행되도록 구성된다.

그리고, 상기 후단의 분사 도금(환원) 공정의 각 분사액 파이프 하방에 떨어뜨린 전해액을 수집하기 위한 전해액 회류홈을 설치하고, 상기 후단의 분사 도금(환원) 공정의 각 분사액 파이프를 티탄합금으로 형성하고, 상기 피도금재의 연속수송을 적당한 간격을 두어 배열배치된 다수의 수송롤러로 행하고, 그 중의 상기 PC판 입출구 부근의 적당한 위치에 있는 롤러를 음극이 되도록 전기적으로 연결 접속하여 상기 음극이 된 롤러를 통과한 피도금재가 전기적인 음극을 이루도록 하고, 상기 후단의 분사 도금(환원) 공정에서의 각 전기도금 조내 분사액 파이프를 각각 상기 PC판의 이송경로의 상하방에 분포배설하고, 상기 전단의 전해(이온공급) 공정에 가역극성 직류전원수단을 장치해서 도금피복금속의 금속염 용액 중에 침지시킨 다수의 도금피복금속과 연접시키고, 이것에 의해 각 도금피복금속의 극성을 교대로 변환할 수 있어 교대로 금속이온을 전해액 중에 해리시키도록 하고 상기 전단의 전해(이온공급) 공정의 전해조에서의 양극과 음극 사이에 금속이온을 통과시키지 않으면서 양극과 음극 사이의 전기 흐름을 유지할 수 있는 전기투석막을 설치하여 도금피복금속을 양극으로 해서 전해액 중에 침지시키고, 이것에 의해 양극으로부터 지속적으로 금속이온을 전해액 중에 해리시켜 충만되도록 하면 한층 바람직하다.

이렇게 구성된 본 발명은, 전기도금에서의 금속이온의 공급과 환원을 전단의 전해(이온공급) 공정 및 후단의 분사 도금(환원) 공정으로 나누어 행하고, 상기 전단의 전해(이온공급) 공정에 의해 지속적으로 전해금속이온을 포함하는 전해액을 생성시켜 지속적으로 후단의 분사 도금(환원) 공정에 공급하고, 상기 후단의 분사 도금(환원) 공정에서의 분사액 파이프로부터 연속 수송된 PC판 혹은 피도금재 표면에 전해액을 분사해서 금속이온을 석출시키고, 상기 피도금재 혹은 PC판 및 그 각 소공내벽에 대해서 직선연속 수송중에 신속하게 전기도금을 할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시형태에 의거해 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이 예에만 한정되지 않는다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 주로 전기도금 과정에서의 금속이온의 공급과 환원을 전단의 전해(이온공급) 공정(2) 및 후단의 분사 도금(환원) 공정(3)으로 나누어 행하고, 그 중, 상기 전단의 전해(이온공급) 공정(2)은, 전해법을 응용해서 금속이온을 적당한 전해액(21) 중에 해리시키고, 또 그 금속이온을 포함하는 전해액(21)을 추출해서 후단의 분사 도금(환원) 공정(3)에 필요한 금속이온을 제공하는 것이다.

상기 후단의 분사 도금(환원) 공정(3)은, 각 전기도금조 내에서의 피도금재(4)의 이송경로에 설치된 분사액파이프(31)를 갖추고, 각 분사액 파이프(31)를 각각 적당한 간격을 두어 일련의 분사노즐(311)을 병렬 설치하고, 상기 금속이온을 포함하는 전해액(21)을 각 분사액 파이프(31)내에 도입해서 각각 분사노즐(311)로부터 균일하게 그 금속이온을 갖춘 전해액(21)을 분출시키는 것이다. 각 분사액 파이프(31)는 전기성 양극으로 전기적으로 접속된다. 피도금재(4)를 음극으로 해서 연속적으로 각 분사액 파이프(31)의 분사구역내에 수송통과시키고, 각 분사액 파이프(31)의 분사노즐(311)에 의해 상기 금속이온을 포함하는 전해액(21)을 각각 피도금재(4)에 분사해서 피도금재(4)의 소공(411)내의 기포를 제거해 전해액(21) 중의 금속이온을 피도금재(4) 표면에 환원침적시키도록 하고 있으므로, 특히 전해액(21)을 각 피도금재(4)의 소공(411)벽에 균일하게 분사시킬 수 있다. 또한 도 3에 나타낸 바와 같이, 피도금재(4) 표면이나 그 소공(411) 벽을 연속적 균일하게 전기도금하는 목적을 달성할 수 있다. 또 각 분사액 파이프(31) 하방에는 전해액 회류홈(32)이 설치되어 함유금속이온이 소모된 전해액(21)이 떨어지는 것을 수집하고, 다시 전단의 전해(이온공급) 공정(2)에 회류시켜 금속이온을 보충하는 것이다.

상기 전단의 전해(이온공급) 공정이, 전기도금에 필요한 전기이온을 충분하게 공급할 수 있도록 하기 위해, 본 발명은 예를 들어 두개의 비교적 바람직한 실시예를 통해 금속이온의 발생에 대해 설명한다.

제1방법은, 양극 금속이온이 해리되는 효율이 금속이온이 음극에 환원침적되는 효율보다도 높은 것을 이용해서 금속이온을 포함하는 전해액을 생성하고 있는 것으로, 그 방법은, 도 4에 나타낸 바와 같이, 가전해 금속(22)을 가전해 금속염 용액 중에 침지된 다수의 비소모성 용기(23)(일종의 예를 들면 티탄합금의 금속용기라도 좋고, 단지 도전작용만 있고 소모성이 아닌 것)에 내장해서 각 용기(23)를 하나 두어 간헐적으로 연결해서 가역극성 직류전원수단(24)에 연접시키고, 상기 가역극성 직류전원수단(24)은 각 용기(23)를 각각 양,음극의 직류전기를 생성시키도록 할 수 있어, 어떤 설정된 시간이 경과하면 극성을 변환할 수 있고, 이것에 의해 각 용기(23)내에 가전해 금속(22)이 교대로 정극(正極)일 때에 소모되어 금속이온을 생성시킨다. 또, 상기 양극의 금속이온이 해리되는 효율이 상기 금속이온이 음극으로 환원침적되는 효율보다도 높은 것을 이용함과 동시에, 금속이온이 음극에 침적하려 할 시에 극성을 역전해서 음극을 양극으로 변환하고, 금속이온을 해리시켜 역방향으로 금속이온을 진행시키고, 이렇게 전극의 극성을 교대로 변환해서 교대로 금속이온을 해리시킴으로써 금속이온을 포함하는 전해액(21)을 생성해서 이 금속이온을 포함하는 전해액(21)을 추출하고 상기 후단의 분사 도금(환원) 공정(3)에 필요한 금속이온을 제공하는 한편, 상기 양극 금속의 소모가 교대로 일어나도록 함에 의해 동일 전극으로부터 계속적으로 금속이온을 해리시키는 경우 그 소모가 빠르다는 결점을 피해 가전해 금속을 보충하는 시간을 길게 늘이고, 또 전해액(21) 중의 금속이온이 음극에 환원침적되는 것을 방지할 수 있다.

제2방법은, 도 5에 나타낸 바와 같이, 전해조의 양극(25)과 음극(26)간에 전기투석막(27)을 설치하고 가전해 금속(22)을 양극(25)에 설치하여 전해액(21) 중에 침적시키고, 음극(26)은 도전성 음극(28)으로써 도전성인 희석된 산용액(29)내에 침지시키는 것이다. 상기 전기투석막(27)은 금속이온은 통과시키지 않고 도전할 수 있는 특성을 갖추어 양극(25)과 음극(26) 사이의 전기흐름 경로를 유지하고, 따라서 양극(25)과 연접해서 도금피복하려고 하는 가전해 금속(22)은 지속적으로 이온을 전해액(21) 중에 해리시킬 수 있다. 따라서 이들 이온이 전기투석막(27)에 의해 차단되어 음극(26)의 전극(28)에 환원침적되지 않고, 그러므로 전해액(21) 중에 금속이온이 충만해서 이 금속이온을 포함하는 전해액(21)을 추출해서 상기 후단의 분사 도금(환원) 공정(3)에 필요한 금속이온을 공급할 수 있다.

상기 두 종류의 분사 도금용 금속이온의 공급방법 및 장치는 본 발명의 금속이온을 발생시키는 비교적 바람직한 실시예일 뿐이고, 그외 유사한 분사 도금용 금속이온의 공급방법 및 장치도 모두 본 발명의 분사 전기도금 방법의 발명 범위에 포함된다.

상기 방법에 의해 도 2, 도 3에 나타낸 바와 같이, 피도금재(4)를 양면 도금의 PC판(41)에서, 예를 들면 전단의 전해(이온공급) 공정(2)에서 구리금속을 정전극으로 해서 전해액(21) 중에서 금속이온을 해리시키고, 그 동이온을 포함하는 전해액(21)이 순환펌프(51)에 의해 후단의 분사 도금(환원) 공정(3)으로 추출되고, 다수의 상하 대응으로 PC판(41)의 이송경로에 설치된 분사액 파이프(31)내에 도입해서 각 분사액 파이프(31)의 분사노즐(311)로부터 균일하게 금속이온을 포함하는 전해액(21)을 분출시키고, 그 분출된 전해액(21)에 의해 상기 PC판(41)의 상하 판면 분사하는 일면의 물줄기(水簾)를 형성한다. 그리고, 각 분사액 파이프(31)가 전기성 양극에 전기접속되어 전기도금시 전도양극으로 되므로, 상기 분사액 파이프(31)는 비전해 소모성의 재료로 형성되어야 하며, 그 재료는 티탄합금의 금속이라도 좋고, 단지 전해액(21)의 전기성을 공급할 뿐 자신은 화학반응을 발생시키지 않거나 혹은 금속이온을 해리하지 않는 재료이다. 또, 각 PC판(41)의 연속수송은 각각 인접하는 양 분사액 파이프(31)간에 배설된 다수의 수송롤러(52)에 의해 행해지고, 그 중 PC판(41) 입구부근의 적당한 위치에 있는 롤러를 전기성 음극으로 전기접속해서 음극도전롤러(53)로 형성하고, 이것에 의해 분사액 파이프(31) 사이를 통과한 PC판(41)에 음극의 전기성을 유지시켜 각 분사액 파이프(31)의 분사노즐(311)로부터 PC판에 분사한 전해액(21)의 동 이온을 상기 음극 PC판 표면에 침적부착시키고, 특히 PC판(41)에 천공 설치된 다수의 소공의 벽을 균일하게 전기도금하기 때문에 PC판(41)의 표면 및 각 소공벽에 연속적으로 일층의 동도금층을 도금할 수 있다. 그리고, 분사도금시에 흘러 떨어진 전해액(21)은 그 하방에 설치된 전해액 회류홈(31)에 의해 수집되어 순환펌프(51)에 의해 다시 전단의 전해(이온공급) 공정(2) 순환회류시켜 금속이온을 보충한다.

이러한 본 발명은, 전기도금에서의 금속이온의 공급과 환원을 전단의 전해(이온공급) 공정(2) 및 후단의 분사 도금(환원) 공정(3)으로 나누어 수행하고, 상기 전단의 전해(이온공급) 공정(2)에 의해 가전해 금속 이온을 포함하는 전해액(21)을 지속적으로 생성하여, 지속적으로 연속 수송되는 PC판(41) 혹은 피도금재(4)에 필요한 금속이온을 공급하고, 상기 도금재(4) 혹은 PC판(41) 및 그 각 소경벽을, 자동 직류수송 중에 신속하게 전기도금할 수 있다.

이렇게 구성된 본 발명은 다음과 같은 효과가 있다.

1. 분사액 파이프로부터 전해액의 물기둥이 음극의 PC의 소공내에 부착되거나 머물고 있는 기포를 파괴할 수 있음과 함께, 계속해서 새로운 전해액을 공급함에 의해, 종래 침지전기도금 방법에서의 소공내에 체류하는 기포를 제거하기 곤란함을 극복하여, 피도금재, 특히 인쇄회로기판의 소공벽을 균일하게 전기도금할 수 있다.

2. 종래 PC판에서의 각 소송의 벽이 전기도금할 수 없는 불균일한 결점을 극복하여, PC판의 전기도금 과정에서의 불량율을 줄이고, 전자제품의 생산비용을 대폭으로 경감해서 경쟁력을 향상시킬 수 있다.

3. 음극의 PC 판을 양극의 분사액 파이프에서의 분사전해액 물기둥에 통과시커 그 판면을 연속 분출하는 전해액이 형성된 수렴(水簾)에 대향 접촉시키고(수렴에 접촉한 판면만이 전기도금된다). 피도금재의 각 소공벽에 도금층을 균일하게 피복도금하는 것이므로, 공작물의 크기와 전극의 크기가 다름으로써 선단방전 현상이 생기는 종래 기술의 문제점이 해결된다.

4. 2공정으로 나누어진 전단의 전해(이온공급) 공정 및 후단의 분사 도금(환원) 공정에 의해, 피도금재(4), 예를 들면 인쇄회로기판의 소공벽을 연속적으로 신속하게 전기도금할 수 있어 전기도금작업을 자동화해서 생산효율을 높이고, 비용을 경감할 수 있다.

Claims (7)

1. 전기액에 의한 도금과정에서 금속이온의 공급과 환원을 전해액 중에 금속이온을 생성시켜 상기 전해액을 추출해서 분사 도금(환원) 공정에 공급하는 전단의 전해(이온공급) 공정과, 피도금재의 이송경로에 다수개의 분사액 파이프를 설치해 각 분사액 파이프를 양극에 전기적으로 연접해서 같은 간격으로 분사노즐을 배설하고, 피도금재를 음극으로 해서 연속적으로 다수개의 분사노즐을 배열한 분사구역내에 통과시켜 각 분사노즐로부터 상기 금속이온을 포함하는 전해액을 각각 피도금재에 분사시키고, 상기 전해액 중의 금속이온을 피도금재 표면에 환원침적시키고, 함유금속이온이 소모된 전해액을 회수해서 상기 전단의 전해(이온공급) 공정에 순환회류시켜 금속이온을 보충받는 후단의 분사 도금(환원) 공정으로 이루어진 분사 전기도금 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 후단의 분사 도금(환원) 공정의 각 분사액 파이프 하방에, 떨어뜨린 전해액을 수집하기 위한 전해액 회류홈을 설치하는 것으로 이루어지는 분사 전기도금 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 후단의 분사 도금(환원) 공정의 각 분사액 파이프가 티탄합금으로 형성된 분사 전기도금 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 피도금재의 연속수송을, 적당한 간격을 두어 배열설치된 다수의 수송롤러로 수행하고, 그 중 상기 PC판 입출구 부근의 적당한 위치에 있는 롤러를 음극이 되도록 전기연접해서 상기 음극이 된 롤러를 통과한 피도금재가 전기적으로 음극을 이루도록 하는 분사 전기도금 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 전단의 전해(이온공급) 공정에서의 각 전기도금 내의 분사액 파이프 각각이 상기 PC판의 이송경로 상하방에 분포설치되는 분사 전기도금 방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 전단의 전해(이온공급) 공정에 가역극성 직류전원수단을 설치하여 도금피복금속의 금속염 용액 중에 침지된 다수의 도금피복금속과 연접시키고, 이것에 의해 각 도금피복금속의 극성을 교대로 변환할 수 있어 금속이온을 교대로 전해액 중에 해리시키는 것으로 이루어지는 분사 전기도금 방법.
7. 제1항에 있어서, 상기 전단의 전해(이온공급) 공정의 전해조에서의 양극과 음극 사이에, 금속이온을 통과시키지 않고 양극과 음극의 전기 흐름을 유지할 수 있는 전기투석막을 설치하여, 도금피복금속을 양극으로 해서 전해액 중에 침지시키고, 이것으로 양극으로부터 지속적으로 금속이온을 전해액 중에 해리시켜 충만시키는 것으로 이루어지는 분사 전기도금 방법.