KR19980014625A - 이단계 전기도금 방법 - Google Patents

Abstract

이온의 공급 및 환원을 전단의 전해(이온공급) 공정과 후단의 전기도금(환원) 공정으로 나누어 따로따로 행하는 이단계 전기도금 방법을 제공한다.

전기도금에서의 금속이온의 공급과 환원을, 전해법으로 금속이온을 적당한 전해액(21)중에 해리시키고, 그 금속이온을 포함한 전해액을 흡출해서 후단의 전기도금(환원) 공정(3)에 필요한 금속이온을 공급하는 전단의 전해(이온공급) 공정(2)과; 상기 금속이온을 포함한 전해액을 피도금재(4)의 이송경로상에 설치된 다수의 전해조(31)에 채워 각 전해조내의 피도금재 이송경로상에 단순히 도전양극만으로 형성할 수 있는 비소모성 양극(12)을 침적 장착하고, 피도금재를 음극으로 해서 연속적으로 각 전해조에 수송통과시키면 전해조 내에서의 금속이온이 상기 피도금재 표면에 환원 석출해서 연속적으로 전기도금을 행하고, 각 전해조내의 금속이온이 소모된 전해액은 다시 전단의 전해(이온공급) 공정으로 순환회류되어 금속이온을 보충될 후단의 전기도금(환원) 공정에 의해 행해지도록 구성된다.

Description

이단계 전기도금 방법

도 1은 종래 침지식 전기도금 방법의 표시도.

도 2는 본 발명에서 비교적 바람직한 실시예의 표시도.

도 3은 본 발명에서 전기도금용 금속이온을 생성시키는 비교적 바람직한 제1실시예의 표시도.

도 4는 본 발명에서 전기도금용 금속이온을 생성시키는 비교적 바람직한 제2실시예의 표시도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

2:전단의 전해(이온공급) 공정11:전해파

22:도금피복금속24:음양극 가역정류기

본 발명은 이단계 전기도금 방법에 관한 것으로, 특히 전기도금에서 이온의 공급 및 환원을 전단의 전해(이온공급) 공정과 후단의 전기도금(환원) 공정으로 나누어 연속적으로 판형 피도금재, 예를들면 인쇄회로기판에 대해 전기도금을 행하는 이단계 전기도금 방법에 관한 것이다.

이와 관련해, 전기도금은 공업제품의 표면에 내식성, 내마모성 등의 적당한 보호층을 피복함과 함께 그 표면의 장식성을 향상시키는 것이 목적이고, 전자업계에서는 일반적으로 인쇄회로기판(PC 기판)의 기판면이나 그것에 있는 소공내벽의 전기도금에 채용해서 PC 기판의 표면 및 소공내벽에 일층의 구리 금속을 피복도금하고, 그 후 PC 기판회로를 현상하거나 엣징하는 등의 공정을 행하는 것이다.

이 때문에 채용된 종래 전기도금 방법은 일종의 침적전기도금 방법으로, 사용되는 금속으로 예를 들어 니켈, 크롬, 카드니움, 구리, 은, 아연, 금 및 주석 등이 있다. 종래 전기도금 방법에서는 제1도에 나타낸 바와 같이, 피도금재(11) 및 도금 피복하려는 금속(12)을 동일전해조(13)의 적당한 전해액(14)에 침적해서 상기 금속(12)을 양극(15)으로 하고 피도금재(11)를 음극(16)으로 하고, 전해액(14)을 전기도금 금속염의 용액으로 구성하고, 또 6-24볼트의 직류전류를 사용해 전기를 통하게 하면, 전해액(14)중의 금속이온이 피도금재(11) 표면에 침적부착해서 도금되는 한편, 상기 전해액(14)중의 소모된 금속이온은 양극(15)의 금속(12)에 의해 보충된다. 예를들면, PC 기판을 전기도금할 때는 구리판을 양극(15)으로, 피도금재 PC 기판을 음극(16)으로 하여, 상기 PC 기판표면에 일층의 구리금속을 도금하는 것으로, 공업상으로는 행거를 사용해 동시에 다수의 PC 기판을 매달아 전해조내에서 전기도금을 하는 것이다. 그러나 이러한 종래 전기도금 방법은 전기도금에 필요한 금속이온을, 동일 전해조(13)중의 양극 금속으로부터 해리시켜 동일 전해조(13)내의 음극인 피도금재(11) 표면에 금속환원해서 부착시키므로, 상기 소모성 양극을 장기간 사용하면 점차 소모되어 표면적이 작아져 해리되는 금속이온이 적어지고 전해액중의 금속이온의 농도가 저하되므로 양극(15)의 도금피복하려하는 금속(12)을 보충해야 한다. 또한 PC 기판의 전기도금 작업시에 각 PC 기판을 우선 행거에 매달아 도금한 후에 다시 도금완성된 이들 PC 기판을 내려놓으므로 사람 손에 의지하는 작업이 증가하고, 제조과정이 번잡하게 되어 비용이 상승된다.

상기 종래 전기도금 방법의 문제점을 감안하여, 본 발명은 전기도금에서의 이온공급 및 환원을 전단의 전해(이온공급) 공정과 후단의 전기도금(환원) 공정으로 나누어 연속적으로 판형 피도금재를 신속하게 도금할 수 있는 이단계 전기도금 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 전기도금에서의 금속이온의 공급과 환원을 전해법으로 금속이온을 적당한 전해액중에 해리하고, 그 금속이온을 포함한 전해액을 흡출해서 후단의 전기도금(환원) 공정에 필요한 금속이온을 공급하는 전단의 전해(이온공급) 공정과; 상기 금속이온을 포함한 전해액을 피도금재의 이송경로상에 설치된 다수의 전해조에 채워 각 전액조내의 피도금재 이송경로상에 단지 도전양극으로만 형성될 수 있는 비소모성 양극을 침적 장착하고, 또 피도금재를 음극으로 해서 연속적으로 각 전해조에 수송통과시키면 전해조내에서의 금속이온이 상기 피도금재 표면에 환원석출되어 연속적으로 전기도금이 수행되고, 각 전해조내의, 금속이온이 소모된 전해액은 다시 전단의 전해(이온공급) 공정에 순환회류되어 금속이온을 보충하는 후단의 전기도금(환원) 공정으로 행하도록 구성된다.

그리고, 상기 전단의 전해(이온공급) 공정에 음양극 가역정류기를 설치해서 도금피복금속의 금속염 용액중에 침적된 다수개의 도금피복금속과 연접시키고, 각 도금피복금속의 극성을 교대로 전환할 수 있도록 해서 교대로 금속이온을 전해액중에 해리시키도록 하고, 상기 전단의 전해(이온공급) 공정이 각 전해조에서의 양극과 음극간의 반삼투막을 설치해서 도금피복금속을 양극에 설치해 전해액중에 침적시키고, 또, 음극을 전도성 전극으로 형성해서 도전성의 희석된 산용액중에 침적시키고, 상기 반삼투막이 금속이온을 통과시키지 않고 도전할 수 있는 특성을 갖추어 양극과 음극간의 전기흐름을 유지하고, 이것에 의해 음극이 지속적으로 금속이온을 전해액중에 해리해서 상기 전해액중에 금속이온을 충만시키도록 하고, 상기 후단의 전기도금(환원) 공정에서 비소모성 양극을 티탄합금으로 하고, 적당한 간격으로 연속배열해서 배치된 다수개의 수송롤러에 의해 상기 피도금재의 연속수성을 행하고, 각 전해조의 입구 및 출구 부근의 적당한 위치에 있는 롤러를 도전음극에 전기연접해서 음극 도전롤러를 형성하도록 해서 상기 후단의 전기도금(환원) 공정에서의 각 전해조내의 비소모성 음극을 각 전해조내의 피도금재 이송경로의 상하방에 배설하면 한층 바람직하다.

이렇게 구성된 본 발명은, 그 전단의 전해(이온공급) 공정에 의해 금속이온을 전해액중에 해리하고, 상기 전해액을 흡출해서 후단의 전기도금(환원) 공정(3)에 필요한 금속이온을 공급하고, 그 후단의 전기도금(환원) 공정에 있어, 상기 금속이온을 포함하는 전해액을 피도금재의 이송경로상에 설치된 다수의 전해조에 채워 각 전해조내의 피도금재 이송경로상에 단지 도전양극만으로 형성된 비소모성 양극을 침적 장착하고, 피도금재를 음극으로 해서 연속적으로 각 전해조에 수송통과시키므로써, 전해조내에서의 전해액의 금속이온이 상기 피도금재 표면에 환원석출되어 피도금재를 연속적으로 전기도금할 수 있고, 또 각 전해조내의, 금속이온이 소모된 전해액을 다시 전단의 전해(이온공급) 공정에 순환회류시켜 금속이온을 보충할 수 있다.

이하, 본 발명을 실시형태예에 의거해 구체적으로 설명하지만 본 발명은 이 예만으로 한정되지 않는다.

제2도에 나타낸 바와 같이, 본 발명은 주로 전기도금의 과정에서 금속이온의 공급 및 환원을 전단의 전해(이온공급) 공정(2)과 후단의 전기도금(환원) 공정(3)으로 나누어 행한다.

상기 전단의 전해(이온공급) 공정(2)은, 전해법을 이용해서 금속이온을 적당한 전해액(21)중에 해리하고, 그 금속이온을 포함한 전해액(21)을 흡출해서 후단의 전기도금(환원) 공정(3)에 필요한 금속이온을 공급하는 것이다.

상기 후단의 전기도금(환원) 공정(3)은, 상기 금속이온을 포함하는 전해액(21)을 피도금재(4)의 이송경로상에 설치된 다수의 전해조(31)에 충만시켜 각 전해조(31)내의 피도금재(4) 이송경로상에 단일의 도전양극만으로 형성된 비소모성 양극(12)을 침적 장착하고, 피도금재(4)를 음극으로 해서 연속적으로 각 전해조(31)에 수송통과시키면 전해조(31)내에서의 전해액(21)의 금속이온이 상기 피도금재(4) 표면에 환원석출되어 피도금재(4)를 연속적으로 전기도금하는 목적을 달성할 수 있다. 또 각 전해조(31)내의, 금속이온이 소모된 전해액(21)을 다시 전단의 전해(이온공급) 공정(2)에 순환회류시켜 금속이온을 보충할 수 있다.

상기 전단의 전해(이온공급) 공정(2)에서, 본 발명은 두개의 비교적 바람직한 실시예에 의해 그 금속이온의 발생법을 설명한다. 즉,

제1방법은, 양극 금속이온을 해리하는 효율이 금속이온의 음극으로 환원 침적되는 효율보다도 높은 것을 이용해서 금속이온을 포함한 전해액을 형성하는 것으로, 그 방법은 제3도에 나타낸 바와 같이, 도금피복금속(22)을 도금피복금속(22)의 금속염 용액중에 침적된 다수개의 비소모성 용기(23)(일종의 예를들면 티탄합금의 금속용기라도 좋고, 단지 도전작용을 갖추어 비소모품인)에 내장해서 각 용기(23)를 간격을 두어 연속해서 각각 음양극 가역정류기(24)과 통하게 하고, 상기 음양극 가역정류기(24)는 각 용기(23)에 음,양방향의 직류전기를 발생시킬 수 있어 어느 설정된 시간을 넘으면 극성이 변환하고, 각 용기(23)내의 도금피복금속(22)이 교대로 양극일 때에 소모되어 금속이온을 발생하도록 하고, 음극에서의 금속이온 해리의 효율이 금속이온이 음극으로 환원침적하는 효율보다도 높은 것 및 금속이온이 음극으로 환원침적할때 극성을 바꾸면 상기 음극이 양극으로 바뀌어 금속이온을 해리시킴과 동시에 금속이온을 제자리로 돌아오게 하고, 이로 인해 전극의 극성을 서로 바꾸면 교대로 금속이온을 해리시킬 수 있는 점을 이용하여, 금속이온을 포함하는 전해액(21)을 발생시키는 것으로, 이어 이 금속이온을 포함하는 전해액(21)을 흡출해서 후단의 전기도금(환원) 공정(3)에 보내어 필요한 금속이온을 공급할 수 있다. 이와 같이 교대로 음극금속을 소모시키는 과정은 동일 전극에 의해 해리를 계속하면 양극의 소모가 지나치게 빠르다는 결점을 해결할 수 있다. 또한, 도금피복금속을 보충하는 간격을 길게 늘이고 또 전해액(21)중의 금속이온이 음극으로 환원침적하는 결점을 막을 수 있다.

제2방법은, 제4도에 나타낸 바와 같이, 전해조의 양극(25)과 음극간에 반삼투막(27)을 설치해서 도금피복금속(22)을 양극(25)에 설치해 전해액(21)중에 침적시키고, 음극(26)은 도전성 전극(28)으로써 전도성 희산용액(29)중에 침적되고, 상기 반삼투막(27)은 금속이온을 통과시키지 않고 도전할 수 있는 특성을 갖추어 양극(25)과 음극(26) 사이의 전기흐름을 유지할 수 있고, 따라서 양극(25)과 연접한 도금피복금속(22)이 지속적으로 금속이온을 전해액(21)중에 해리할 수 있는 한편, 상기 반삼투막(27)에 의한 차단에 의해 금속이온을 음극(26)의 전극(28)에 환원침적시키지 않으므로, 이것에 의해 전해액(21)에 금속이온을 충만시켜 이 금속이온을 포함한 전해액(21)을 흡출해서 상기 후단의 전기도금(환원) 공정(3)에 필요한 금속이온을 공급할 수 있다.

또, 제2도를 참조하면, 상기 전단의 전해(이온공급) 공정(2)은 상기 양방법의 어느 한쪽 혹은 유사장치에 의해 금속이온을 포함한 전해액(21)을 전해형성하는 것으로, 예를들면 피금속재(4)를 PC 기판(41)에서 예를 들어 구리금속을 양전극으로 하여 전해액(21)중에서 구리이온을 해리시키고, 후단의 분사도금(환원) 공정(3)에서, 그 구리이온을 포함하는 전해액(21)을 순환펌프(51)에 의해 흡출하여 PC 기판(41)의 이송경로상에 설치한 다수의 전해조(31)에 주입하고, 또 상기 전해액(21)의 주입속도가 전해액(21)이 전해조(31) 측변의 PC 기판(41) 이송경로로부터 유출하는 속도보다 높게 해서 전해액(21)을 항상 전해조(31)에 충만하도록 유지하고, 남아 있는 전해액(21)은 전해조(31)의 상단 가장자리에서 흘러넘친다. 그리고, 각 전해조(31)내의 PC 기판(41) 이송경로 상하방에 단지 도전양극을 형성하는 비소모성 양극(32)을 침적배설한다. 상기 비소모성 양극(32)은 티탄합금의 금속으로 설치해도 좋고, 단순히 전해액(21)에 전기성을 제공하며 자신은 화학반응하지 않거나, 금속이온을 해리하지 않는다. 또 각 PC 기판(41)의 연속수송은 적당한 간격으로 연속 배열하여 배설된 다수개의 수송롤러(52)에 의해 행해지고, 각 전해조(31)의 입구(311) 및 출구(312) 부근의 적당한 위치에 있는 롤러를 도전음극으로 전기연접해서 음극도전롤러(53)를 형성하고, 이것에 의해 전해조(31)를 통과한 PC 기판(41)에 음극의 전기성을 유지시켜 각 전해조(31)내의 전해액(21)의 구리이온을 상기 전해조(31)내를 통과하는 PC 기판(41) 상하표면에 침적부착시키고, PC 기판(41)을 연속적으로 상기 다수의 전해조(31)에 통과시킴으로써 상기 PC 기판(41) 양면에 한층의 구리도금층을 연속적으로 전기도금하는 것이다. 그리고, 전해조(31)내에서 금속이온이 소모된 전해액(21) 및 상기 전해조(31)로부터 흘러나온 전해액(21)은 다시 순환펌프(251)에 의해 전단의 전해(이온공급) 공정(2)에 순환 회류되어 금속이온이 보충되는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명은 전기도금에서의 금속이온의 공급과 환원을 전단의 전해(이온공급) 공정 및 후단의 분사도금(환원) 공정으로 나누어 행하고, 상기 전단의 전해(이온공급) 공정에 의해 지속적으로 도금피복금속이온을 포함하는 전해액을 발생시켜 후단의 전기도금(환원) 공정의 각 전해조에 보내고, 각 전해조를 통과하도록 연속적 수송될 피도금재에 필요한 금속이온을 공급해서 상기 피도금재에 대해 자동직선 연속수송중에 신속하게 전기도금을 행할 수 있다.

Claims (6)

1. 전기도금에서의 금속이온의 공급과 환원을, 전해법에 의해 금속이온을 적당한 전해액중에 해리시키고, 상기 금속이온을 포함하는 전해액을 흡출하여 후단의 전기도금(환원) 공정에 필요한 금속이온을 공급하는 전단의 전해(이온공급) 공정과, 상기 금속이온을 포함하는 전해액을 피도금재의 이송경로상에 설치된 다수의 전해조에 채우고, 각 전해조내의 피금속재 이송경로상에 단순히 도전양극만으로 형성될 수 있는 비소모성 양극을 침적장착하고, 피도금재를 음극으로 해서 연속적으로 각 전해조에 수송통과시키면 전해조 내에서의 금속이온이 상기 피도금재 표면에 환원석출되어 연속적으로 전기도금이 수행되고, 각 전해조내의 금속이온이 소모된 전해액은 다시 전단의 전해(이온공급) 공정에 순환회류되어 금속이온이 보충되는 후단의 전기도금(환원) 공정에 의해 수행되는 이단계 전기도금 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 전단의 전해(이온공급) 공정에 음양극 가역정류기를 장치하고, 이것을 도금피복금속의 금속염 용액중에 침적한 다수개의 도금피복금속과 연접시켜 각 도금피복금속의 극성을 교대로 전환할 수 있도록 함으로써, 교대로 금속이온을 전해액중에 해리시키도록 이루어진 이단계 전기도금 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 전단의 전해(이온공급) 공정이 각 전해조에서 양극과 음극간에 반삼투막을 설치하고 도금피복금속을 양극에 설치하여 전해액중에 침적시키고, 상기 음극을 도전성 전극으로 형성해서 도전성인 희석된 산용액중에 침적시키고, 상기 반삼투막이 금속이온을 통과시키지 않고 도전할 수 있는 특성을 갖춤에 의해 상기 양극과 상기 음극 사이의 전기흐름을 유지하고, 이것에 의해 상기 양극이 지속적으로 금속이온을 전해액중에 해리시켜 상기 전해액중에 금속이온을 충만시키는 것으로 이루어지는 이단계 전기도금 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 후단의 전기도금(환원) 공정에서 비소모성 양극이 티탄합금으로 형성되는 이단계 전기도금 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 피도금재의 연속수송을 적당한 간격으로 연속배열해서 배설된 다수개의 수송롤러에 의해 수행하고, 각 전해조의 입구 및 출구 부근의 적당한 위치에 있는 롤러를 도전음극에 전기연접해서 음극도전롤러를 형성하는 것으로 이루어지는 이단계 전기도금 방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 후단의 전기도금(환원) 공정에서의 각 전해조내의 비소모성 음극을 각 전해조내의 피도금재 수송경로의 상하방향에 배설하는 것으로 이루어지는 이단계 전기도금 방법.