KR20010057966A - 도금전극이 균일하게 소모되는 전기도금방법 - Google Patents

Abstract

이 발명은 피도금재와 양극의 상부 및 하부의 간격을 피도금재의 두께에 따라 조정하여 최적의 전류밀도를 갖게 함으로써, 양극의 상부와 하부 사이의 소모량의 편차를 줄이는 방법을 제공하려는 것이며, 이 발명에 따른 전기도급방법에서는 전해액을 담고 도금조 내에 도금용 양극(1)과 피도금재(2)인 음극을 배치하여 전기도금을 함에 있어서, 양극(1)의 상하방향의 전장에 걸쳐 균일한 전류밀도의 분포를 이루기 위한 도금용 양극(1)과 피도금재(2)인 음극 사이의 거리관계에 대한 데이터를 구하고, 상기 거리관계데이터를 조회하여 피도금재(2)에 대한 양극(2)의 하단(4)에서의 거리와 상단(3)에서의 거리를 조정한 후에, 상기 양극(1) 및 피도금재(2)에 전압을 인가하여 도금을 행하며, 상기 거리관계에 대한 데이터는 피도금재(2)의 두께별 데이터이고, 상기 거리조정단계는 피도금재(2)의 두께가 바뀔 때마다 반복된다.

Description

도금전극이 균일하게 소모되는 전기도금방법 {Electro-plating with space adjustment for evenly consuming an anode}

이 발명은 전기도금방법에 관한 것이며, 특히, 도금용 양극의 전장에 걸친 전류밀도의 편차를 제거하여 양극의 소모량을 균일하게 하는 전기도금방법에 관한 것이다.

전기도금 방법을 이용하여 피도금재에 도금을 하기 위해 사각형의 양극을 사용하는 것이 제안되어 있다. 그러나, 이와 같이 사각형 양극을 사용하는 경우에는, 수직형 도금조에서는 피도금재의 비저항으로 인하여 피도금재의 길이방향으로 불균일한 전류분포를 갖게 된다.

가용성 양극을 사용하는 경우에는, 전류밀도의 편차가 증가하면 상부와 하부에서 양극의 소모량이 달라지므로, 사용후에 폐기되는 양극의 두께는 길이방향으로 편차를 가지게 된다. 이와 같은 편차가 심한 경우에는, 평균적인 전극소모가 적절한 시점에서 전극을 교체하더라도, 양극의 하부에서의 소모량이 지나치게 많을 수 있으며, 이로 인해 전국교체시에 양극이 단락되는 사고의 위험성을 가지고있다. 이러한 위험을 회피하기 위해서는 양극의 잔량이 상당이 많을 때 전극을 교체해야 하는데, 이는 자원의 낭비를 의미한다.

그러므로, 피도금재의 길이방향으로의 전류분포를 고려하여, 피도금재의 전장에 걸쳐 양극의 소모량을 균일하게 하는 방법이 필요하다.

이러한 불균일한 전류분포를 상쇄하기 위하여 피도금재의 상부에서의 극간거리를 하부에서의 극간거리에 비하여 크게 하여 조업을 하는 것이 일반적이다.

도 1에는 도금조 내에서 상부의 간격이 하부의 간격보다 약간 넓게 정해진 양극(1)과 피도금재(2)가 도시되어 있다. 이렇게 상하의 간격을 다르게 하는 이유는, 앞서 설명한 바와 같이, 피도금재(2)의 비저항으로 인해 피도금재(2)의 전장에 걸친 전류분포가 불균일해지는 것을 회피하기 위한 것이다. 그러나, 이 출원의 발명자가 실험한 바에 의하면, 피도금재(2)와 양극(1)의 간격을 달리하더라도, 피도금재(2)의 두께가 달라지면 다시 전류분포가 달라졌으며, 그에 따라, 양극이 불균일하게 소모되는 문제가 여전히 있었다.

그러므로, 이 발명은 피도금재와 양극의 상부 및 하부의 간격을 피도금재의 두께에 따라 조정하여 최적의 전류밀도를 갖게 함으로써, 양극의 상부와 하부 사이의 소모량의 편차를 줄이는 방법을 제공하려는 것이다.

도 1은 종래의 전기도금 방법 및 종래의 방법에의한 도금조 내부의 도금전극과 피도금재의 배치도이다.

도 2는 이 발명의 실시예로서 피도금재의 두께를 달리했을 때 양극의 길이 방향 전류밀도 분포이다.

도 3은 이 발명의 실시예로서 피도금재와 양극의 상부와 하부의 간격을 변화 시켰을 때의 전류밀도 분포도이다

위와 같은 과제를 달성하기 위한 이 발명에 따르면, 피도금재의 두께에 따라 피도금재와 양극의 상부 및 하부의 간격이 일정범위 내에서 유지되게 조정하는 방법이 제공된다.

이 발명에 따른 전기도급방법은 전해액을 담고 도금조 내에 도금용 양극과 피도금재인 음극을 배치하여 전기도금을 함에 있어서, 양극의 상하방향의 전장에 걸쳐 균일한 전류밀도의 분포를 이루기 위한 도금용 양극과 피도금재인 음극 사이의 거리관계에 대한 데이터를 구하고, 상기 거리관계데이터를 조회하여 피도금재에 대한 양극의 하단에서의 거리와 상단에서의 거리를 조정한 후에, 상기 양극 및 피도금재에 전압을 인가하여 도금을 행하며, 상기 거리관계에 대한 데이터는 피도금재의 두께별 데이터이고, 상기 거리조정단계는 피도금재의 두께가 바뀔 때마다 반복된다.

여기에서, 양극의 하단이라고 함은 도금조의 바닥에 인접한 양극의 단부를 지칭하며, 상단이라고 함은 도금조의 바닥으로부터 먼 쪽의 양극의 단부를 지칭한다.

아래에서는 도면을 보면서 이 발명의 양호한 실시예에 따른 전기돗금방법에 대해 상세히 설명하겠다.

도 2에는 이 출원의 발명자가, 피도금재(2)에 대한 양극(1)의 상단(3)의 간격 및 하단(4)의 간격을 각각 일정하게 유지한 상태에서, 두께를 달리하는 3개의 피도금재에 대하여 양극의 전장에 걸친 전류밀도를 측정하여 도시한 그래프이다.

도 2의 그래프에서 가로축은 양극의 하단(4)으로부터의 거리(mm)를 나타낸 것이며, 세로축은 전류밀도의 편차()를 나타낸 것이다. 실험에서는, 두께가 각각인 3개의 스트립을 피도금재로 사용하였다. 도 2에 보이듯이, 피도금재(2)에 대한 양극(1)의 상단(3)의 간격 및 하단(4)의 간격을 두께가 0.2mm인 스트립의 경우에서 전류밀도가 거의 일정(편차가 제로)하게 유지되도록 설정하면, 스트립의 두께가 더 얇은 경우, 즉, 0.1mm인 경우에는 양극(1)의 하단(4)에 가까울수록 평균전류밀도()보다 낮은 전류밀도()를 갖고 양극(1)의 상단(3)에 가까울수록 평균전류밀도()보다 높은 전류밀도()를 가지며, 스트립의 두께가 더 두꺼운 경우, 즉, 0.3mm인 경우에는 양극(1)의 하단(4)에 가까울수록 평균전류밀도()보다 높은 전류밀도()를 갖고 양극(1)의 상단(3)에 가까울수록 평균전류밀도()보다 낮은 전류밀도()를 가짐을 알 수 있다.

도 3에는 이 출원의 발명자가, 피도금재(2)의 두께를 일정하게 유지한 상태에서, 피도금재(2)에 대한 양극(1)의 상부의 간격 및 하부의 간격을 변화시키면서 양극의 전장에 걸친 전류밀도를 측정하여 도시한 그래프이다.

도 3의 그래프에서 가로축은 양극(1)의 하단(4)으로부터의 거리(mm)를 나타낸 것이며, 세로축은 전류밀도의 편차()를 나타낸 것이다. 실험에서는, 양극(1)의 하단(4)에서의 양극(1)과 피도금재(2) 사이의 간격을 40mm로 하고, 상단(3)에서의 양극(1)과 피도금재(2) 사이의 간격을 각각 40mm, 55mm, 80mm로 했다. 도 3에 보이듯이, 실험에 사용된 피도금재(2)의 두께에서 양극(1)의 상단(3)에서의 간격이 55mm인 경우에 전류밀도가 거의 일정(편차가 제로)하게 유지되도록 설정하면, 간격이 더 좁은 경우, 즉, 40mm인 경우에는 양극(1)의 하단(4)에 가까울수록 평균전류밀도()보다 낮은 전류밀도()를 갖고 양극(1)의 상단(3)에 가까울수록 평균전류밀도()보다 높은 전류밀도()를 가지며, 간격이 더 넓은 경우, 즉, 80mm인 경우에는 양극(1)의 하단(4)에 가까울수록 평균전류밀도()보다 높은 전류밀도()를 갖고 양극(1)의 상단(3)에 가까울수록 평균전류밀도()보다 낮은 전류밀도()를 가짐을 알 수 있다.

그러므로, 이상과 같은 실험을 반복하면, 양극의 전장에 걸쳐 균일한 전류밀도를 제공하는 피도금재와 양극의 거리에 관한 피도금재의 두께별 데이터를 구할 수 있고, 특정한 두께의 피도금재를 도금할 때마다 그러한 데이터를 조회하면서 피도금재와 양극의 거리를 조절함으로써 양극의 전장에 걸쳐 항상 균일한 전류밀도를 갖게 할 수 있다.

피도금재와 양극의 거리에 관한 피도금재의 두께별 데이터를 저장해 두는 수단이나, 그러한 데이터를 조회하고 피도금재와 양극의 거리를 조정하는 수단은 이 발명의 범위에 포함되지 아니 하며, 수동적인 수단으로 구성할 수도 있고, 범용의 PLC 등을 이용하여 자동적인 수단으로 구성할 수도 있다.

위에서 설명한 바와 같이, 이 발명에 의하면 피도금재의 두께에 따라 피도금재와 양극의 상하의 간격을 조정함으로써 양극의 전장에 걸친 전류밀도의 분포를 항상 균일하게 유지하고, 양극의 부분적인 과소모에 따른 자원의 낭비나 단락의 우려 등을 없앨 수 있다.

Claims (1)

1. 전해액을 담고 도금조 내에 도금용 양극과 피도금재인 음극을 배치하여 전기도금을 하는 방법에 있어서,

   양극의 상하방향의 전장에 걸쳐 균일한 전류밀도의 분포를 이루기 위한 도금용 양극과 피도금재인 음극 사이의 거리관계에 대한 데이터를 구하는 단계와,

   상기 거리관계데이터를 조회하여 피도금재에 대한 양극의 하단에서의 거리와 상단에서의 거리를 조정하는 단계 및,

   상기 양극 및 피도금재에 전압을 인가하여 도금을 행하는 단계를 포함하고,

   상기 거리관계에 대한 데이터는 피도금재의 두께별 데이터이며,

   상기 거리조정단계는 피도금재의 두께가 바뀔 때마다 반복되는 것을 특징으로 하는 전기도금방법.