KR20020064482A

KR20020064482A - 전해 및 무전해 구리도금용 산화구리 용해 및 공급장치

Info

Publication number: KR20020064482A
Application number: KR1020010004974A
Authority: KR
Inventors: 남원기; 김진한; 이창녕
Original assignee: 선진하이엠(주)
Priority date: 2001-02-01
Filing date: 2001-02-01
Publication date: 2002-08-09

Abstract

본 발명은 구리도금에 있어서 구리 양극(copper anode)을 사용하지 않는 전해 구리도금법에 적용할 산화구리의 용해 및 공급장치에 관한 것으로서, 적산전력(AHr)을 이용한 산화구리 분말의 자동공급장치, 산화동 흡입장치, 산화동 분말 여과필터, 공기교반장치 및 산화구리 용해조, 용액필터 등으로 구성되고, 본 발명의 장치에서 산화구리 분말은 적산전력에 의하여 공급, 흡입되며 1미크론 필터장치를 통과한 산화구리 분말은 공기교반장치내의 황산용액에 용해됨으로서 불순물을 최대한 저감시키고 도금조의 형태에 무관하게 적용될 수 있는 전해 구리도금용액을 공급하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 장치를 사용하여 얻은 구리도금용 산화구리 용액은 구리도금에서 슬러지 발생이나 불순물의 증가에 따른 유지관리상의 문제가 발생하지 않으며 도금액의 수명이 연장되고 고품질의 도금피막을 얻게 할 수 있다.

Description

전해 및 무전해 구리도금용 산화구리 용해 및 공급장치{A facility for dissolution and supply of copper oxide for electrolytic plating of copper}

본 발명은 전해 구리도금에 적용할 산화구리 용액의 용해 및 공급장치에 관한 것이다. 종래에 전기분해 구리도금이나 무전해 구리도금에서 구리의 공급원은 주성분으로 황산구리 및 동아노드를 사용하여왔다. 무전해 도금에서 황산구리를 사용하면 황산나트륨 및 포름산나트륨 등 부반응 생성물이 축적되어 도금액의 수명이 짧아진다. 전기분해형 구리도금에 있어서는 구리 양극을 용해시키면서 구리이온을 공급하였으나 이러한 방식은 불순물 증가와 슬러지 발생으로 인하여 품질의 유지관리상 어려움이 많다.

무전해 구리도금에서 부반응 생성물이 발생되지 않도록 수산화구리, 산화구리, 탄산구리 및 옥시염화구리 등을 구리공급원으로 사용할 것이 제안되고 있다. 특히 이들 중 수산화구리와 산화구리는 황산나트륨을 생성하지 않으므로 도금액의 수명이 길어지고 고품질의 도금피막이 만들어질 수 있다. 산화구리는 용해되지 않은 미립자가 도금조로 들어가면 돌기가 생기는 등 품질에 문제가 생긴다.

인쇄회로기판 등의 도금에 있어서 도금의 정밀성과 저렴한 비용이 요구된다. 여러 가지 구리화합물들 중 산화구리가 일반적으로 용해되기 어렵기 때문에 용해되지 않은 산화구리 미립자가 도금조에 유입되어 노즐을 막히게 하거나 부착되어 불량률을 높일 수 있다. 산화구리의 용해방법을 개선하거나 용해되지 않은 미립자가 도금조로 유입되지 않도록 적절한 방법을 모색해야 한다. 초미분화된 산화구리 분말이 용기에서 비산되어 환경오염이나 이동중에 관내에서 막힘이 일어나지 않도록 취급에 있어서도 문제 발생이 되지 않도록 하여야 한다. 본 발명의 산화구리 용해 및 공급장치에서는 산화구리분말은 적산전력에 비례한 흡입방식으로 정량적으로 자동공급하고 1차필터 및 2차필터에 의하여 산화구리 입경이 1미크론 이하의 초미세분말을 선별하여 용해조로 공급하고 황산에 용해시키면서 강하게 공기교반하고 용액필터로 여과하여 종래의 기술이 가진 문제를 해결하고자 하였다.

도 1은 본 발명의 산화구리 용해 및 공급장치의 구성도

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 산화구리 분말 공급박스 발판

2 전체장치의 후레임

3 흡입호스

4 산화구리 흡입장치

5 1차 필터

6 2차 필터

7 산화구리 저장조

8 공기공급호스

9 공기 블로워

10 적산전력(AHr)에 의한 산화구리 흡입 및 공급장치

11 1차 교반기

12 2차 교반기

13 산화구리 1차 용해조

14 산화구리 2차 용해조

15 용액 필터장치

16 필터후 도금조 이송라인

17 순환라인

18 공기교반장치

본 발명의 전해. 무전해 구리도금용 산화구리 용해 및 공급장치에 의하여 산화구리의 용해성을 개선하고 불용 미립자가 도금조로 유입되는 것을 방지하도록 장치를 구성하였다.

산화구리 분말 공급박스 발판(1)은 산화구리 분말은 저장하고 흡입할 수 있는 호스를 걸어두는 장소이며 밀차의 형태로 되어 있다. 산화구리분말은 공기블로워(9)에 의하여 흡입호스(3)을 통하여 산화구리 흡입장치(4) 및 1차 필터(5)로 이송된다. 블로워(9)는 2차 필터(6) 및 산화구리 저장조(7)의 상태가 전자센서에 의해 감지됨으로서 작동되며 산화구리분말을 자동으로 흡입 공급되게 한다. 1차필터(5)는 평균 2미크론의 공극을 가진 백타입의 필터이며 2차 필터(6)는 평균공극 크기가 1미크론인 배타입의 필터이다. 1차필터(5) 및 2차필터(6)는 산화구리의 처미립자를 선별하여 용해를 쉽게 하고 비산을 방지하는 구조로 한다. 산화구리 저장조(7)의 산화구리 분말은 도금시에 적용될 적산전력(AHr, 전류와 시간의 곱)에 의하여 자동적으로 기어모터와 스크류(10)을 작동시켜 설정치만큼 회전하게 하여 산화구리 1차 용해조(13)으로 이송한다. 산화구리 저장조(7)의 미세한 산화구리 분말이 서로 굳어지지 않도록 공기공급호스(8)를 통하여 공기를 공급하여 분말을 분산시킨다. 산화구리 1차 용해조(13)에서 도금조로 공급할 구리이온의 농도를 1차로 조정하고, 산화구리 2차 용해조(14)에서 구리이온의 농도를 최종적으로 조정한다. 그리고 1차용해조(13)과 2차용해조(14) 사이를 순환라인(17)으로 연결하여 산화구리의 용해를 촉진하고 구리이온 농도의 조절을 돕는다. 산화구리 1차용해조(13) 및 2차용해조(14)는 공기교반장치(18)로 항상 공기를 공급하여 공기에 의하여 산화구리가 용해되도록 하지만, 공기교반이 충분하지 않을 때는 1차 교반기(11)와 2차 교반기(12)로 각각의 용해조를 교반하여 산화구리의 용해를 촉진시킨다. 1차 교반기(11)와 2차 교반기(12)는 프로펠러형 교반기로서 1000rpm이하로 작동한다. 2차용해조(14)의 산화구리용액은 도금조로 이송되기전에 용액필터(15)로 여과하여 불순물과 불용 입자가 도금조 이송라인(16)을 따라 도금조로 이동되지 않도록 한다. 용액필터(15)의 여과모터는 인버터 모터이며 용액필터(15)에 부착된 압력센서에 의하여 자동적으로 모터회전수가 조절되어 유속과 유량을 일정하게 유지되도록한다.

본 발명의 실시 예에서 초미분화된 5g의 산화구리를 100 - 120g/L의 황산용액에 용해시켜 구리이온(Cu⁺²)농도를 20 - 25g/L로 조정할 수 있었으며 고품질의 도금피막과 도금액 수명을 황산구리에 비하여 2배정도 연장할 수 있었다.

본 발명의 전해 및 무전해 구리도금용 산화구리 용해 및 공급장치를 사용하여 구리이온을 공급함으로서 종래기술의 문제점들을 해결할 수 있었다. 즉, 도금액의 수명 연장, 도금액내의 불순물 제거에 따른 고품질의 도금피막을 얻을 수 있게 하였다.

Claims

산화구리 분말을 1미크론의 백타입 필터로 여과하고 적산전력(AHr)에 의한 자동흡입, 공급장치를 통하여 산화구리 용해조로 이송하여 공기교반에 의해 용해시키며, 2개의 용해조 사이를 순환라인으로 연결하여 농도를 조절한 후 용액필터로 불순물등을 여과하여 무전해 구리도금에 사용할 구리이온 용액을 공급하는 산화구리 용해 및 공급장치.
이 장치로 적용하는 공정은 전해도금 및 무전해도금 기타 동이온을 사용하는 공정에 적용한다.