KR20030050715A - Barrel plating apparatus and method - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A barrel plating apparatus and a barrel plating method are provided to greatly reduce twin chip of any types of small chip component by installing an ultrasonic generator at barrel plating tank and using pulse power supply so that ultrasonic waves and pulse current are periodically alternately generated during barrel plating. CONSTITUTION: The barrel plating apparatus comprises a plating tank(110) in which electrolyte is stored; a barrel main body(130) rotationally arranged inside the plating tank; anodes(122a,122b) arranged inside the plating tank and consisted of the same material as ions contained in the electrolyte; power supply part(120) for supplying pulse current through the cathode connected between the anodes and barrel main body; an ultrasonic wave generation part(140) for supplying certain ultrasonic waves into the plating tank; and a control part(150) for electrically controlling the power supply part and ultrasonic wave generation part so that pulse current and ultrasonic waves are periodically alternately generated, wherein the ultrasonic wave generation part generates ultrasonic waves having a frequency of about 20 to 60 kHz, the periodically alternately generated pulse current and ultrasonic waves are controlled to on-time that is at least longer than one revolution time of the barrel main body in the control part, and the control part is controlled so that both the ultrasonic waves and pulse current are off for a certain period of time when the pulse current and ultrasonic waves are alternately generated.

Description

바렐 도금장치 및 그 도금방법{BARREL PLATING APPARATUS AND METHOD}Barrel Plating Apparatus and Plating Method {BARREL PLATING APPARATUS AND METHOD}

본 발명은 바렐 도금장치에 관한 것으로, 초음파와 펄스전류를 주기적으로 교차시켜 가해줌으로써 칩 붙음 현상을 효과적으로 방지할 수 있는 바렐 도금장치 및 도금방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a barrel plating apparatus, and more particularly, to a barrel plating apparatus and a plating method that can effectively prevent chip sticking by periodically applying an ultrasonic wave and a pulse current.

일반적으로, 칩저항, 다층세라믹 칩, 칩인덕터 등과 같은 소형 칩부품은 외부전극을 솔더링하여 인쇄회로기판에 실장한다. 이러한 소형 칩부품의 외부전극은 은 페이스트 또는 구리페이스트로 형성되는데, 상기 칩부품을 인쇄회로기판에 솔더링을 양호하게 하기 위해 그 외부 전극에 니켈 도금 후 주석(Sn) 또는 주석-납(Sn-Pb)을 도금하는 공정을 수행한다. 이러한 도금공정에 주로 바렐 도금법을 적용된다. 이러한 바렐도금법은 칩부품의 크기, 형상 등에 따라 회전 바렐, 진동 바렐, 또는 고속 회전 도금 장치에서 선택하여 수행할 수 있다.In general, small chip components such as chip resistors, multilayer ceramic chips, chip inductors, etc. are mounted on a printed circuit board by soldering external electrodes. The external electrode of such a small chip component is formed of silver paste or copper paste, and after the nickel plating is applied to the external electrode to improve soldering of the chip component to a printed circuit board, tin (Sn) or tin-lead (Sn-Pb) is used. ) Is plated. The barrel plating method is mainly applied to this plating process. The barrel plating method can be performed by selecting from a rotating barrel, a vibrating barrel, or a high-speed rotating plating apparatus according to the size, shape, etc. of the chip component.

도1은 종래의 바렐도금장치의 일형태에 대한 개략도이다. 도1을 참조하면, 상기 바렐도금장치는 도금조(10), 전원공급장치(20) 및, 바렐본체(30)로 이루어진다. 상기 전원공급장치(20)는 상기 도금조(10) 내의 바렐본체(30)외부에 위치한 양극체(22a,22b)와, 상기 바렐본체(30) 내부에 음극이 연결되어 상기 바렐 내부의 도금체에 직류 전류를 공급한다. 추가적으로, 칩부품의 전극 부위에 통전을 원활히 해주기 위해 금속 더미볼(dummy ball: 미도시)을 적정 비율로 첨가해 주고, 칩 부품과 더미볼의 혼합이 더 잘 이루어지도록 세라믹 볼 혹은 큰 지름의 금속 볼을 투입한다.1 is a schematic view of one embodiment of a conventional barrel plating apparatus. Referring to FIG. 1, the barrel plating apparatus includes a plating bath 10, a power supply device 20, and a barrel body 30. The power supply device 20 is a positive electrode (22a, 22b) located outside the barrel body 30 in the plating tank 10, and the negative electrode is connected to the inside of the barrel body 30, the plating body in the barrel Supply DC current to In addition, a metal dummy ball (not shown) is added at an appropriate ratio to smoothly energize the electrode part of the chip part, and a ceramic ball or a large diameter metal can be better mixed with the chip part and the dummy ball. Put the ball in.

상기 바렐도금장치에 도금되는 칩부품(50)은 도2a에 도시된 바와 같이 대부분 외부 형상이 판판하고 날카로운 모서리를 갖는다. 따라서, 칩부품(50)의 외부전극(51)에 도금하는 과정에서, 도2b와 같이 칩부품(60,70)의 외부전극(61,71)끼리 서로 붙은 상태로 도금이 되는 경우가 발생된다. 이를 소위 칩붙음 현상(twin chip)이라 한다. 상기 칩붙음 현상이 발생되면, 붙은 측면의 외부전극에 도금 두께가 충분하지 않아 불량을 일으키고 부품 신뢰성을 떨어뜨리는 요인으로 작용하며,심한 경우에는 분리되지 않아 칩부품을 사용할 수 없는 경우도 발생될 수 있다.The chip part 50 to be plated on the barrel plating apparatus has a large outer shape and sharp edges as shown in FIG. 2A. Accordingly, in the process of plating the external electrode 51 of the chip component 50, as shown in FIG. 2B, the external electrodes 61 and 71 of the chip components 60 and 70 are plated with each other. . This is called a twin chip. When the chip sticking phenomenon occurs, there is insufficient plating thickness on the external electrode on the side, which causes defects and decreases the reliability of parts. In severe cases, the chip parts cannot be used because they are not separated. have.

이를 해결하기 위해서, 종래에는 평평하고 각진 칩부품을 도금할 경우 바렐의 종류, 더미볼의 크기와 배합 비율, 도금액의 교반 정도 등 많은 변수들을 최적화하는 방식을 사용하여 왔다. 하지만, 공정마다 칩부품의 크기 및 투입량이 달라지는 등의 변수가 빈번하게 발생되어, 종래의 방식으로는 칩붙음 불량을 위한 최적화 조건을 찾는 것은 용이하지 않다. 또한, 도금액의 특성에 의해서도 칩붙음 불량 정도가 변화하기 때문에, 솔더링성, 작업성, 액안정성, 안전성을 고려한 도금액의 선정 시에도 큰 제약이 되는 문제가 있다.In order to solve this problem, conventionally, when plating flat and angled chip parts, a number of variables such as the type of barrel, the size and mixing ratio of the dummy ball, and the degree of stirring of the plating solution have been used. However, variables such as the size and the input amount of the chip parts are frequently generated for each process, and it is not easy to find an optimization condition for chip sticking in the conventional method. In addition, since the degree of chipping defects also changes depending on the characteristics of the plating liquid, there is a problem that a great restriction is placed even when the plating liquid is selected in consideration of solderability, workability, liquid stability, and safety.

따라서, 당 기술분야에서는, 칩붙음현상을 방지하기 위한 새로운 바렐도금장치 및 그 도금방법이 요구되어 왔다.Therefore, there is a need in the art for a new barrel plating apparatus and a plating method thereof for preventing chip sticking.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로, 그 목적은 바렐도금조에 초음파발생장치를 설치하고 펄스 전원을 사용함으로써 바렐 도금 중에 초음파와 펄스전류를 주기적으로 교차시켜 각형의 소형 칩부품의 칩붙음불량을 크게 줄일 수 있는 바렐도금장치를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and its object is to install an ultrasonic wave generator in a barrel plating bath and use pulse power to periodically cross ultrasonic waves and pulse currents during barrel plating, thereby chipping small rectangular chip components. It is to provide a barrel plating apparatus that can greatly reduce the defect.

본 발명의 또 다른 목적은 바렐도금조에 바렐 도금 중에 초음파와 펄스전류를 주기적으로 교차 발생시키는 바렐도금방법을 제공하는데 있다.It is still another object of the present invention to provide a barrel plating method for periodically generating ultrasonic waves and pulse currents during barrel plating in a barrel plating bath.

도1은 종래의 바렐도금장치를 나타내는 개략도이다.1 is a schematic view showing a conventional barrel plating apparatus.

도2a 및 2b는 각형의 칩부품과 칩붙음현상을 나타내는 개략도이다.2A and 2B are schematic diagrams showing rectangular chip parts and chip sticking phenomenon.

도3은 본 발명의 일실시형태에 따른 바렐도금장치를 나타내는 개략도이다.3 is a schematic view showing a barrel plating apparatus according to an embodiment of the present invention.

도4는 초음파와 펄스전류의 발생주기를 나타내는 그래프이다.4 is a graph showing the generation period of the ultrasonic wave and the pulse current.

<도면의 주요부분에 대한 부호설명><Code Description of Main Parts of Drawing>

110: 도금조120: 전원공급장치110: plating bath 120: power supply

130: 바렐본체140: 초음파발생장치130: barrel body 140: ultrasonic generator

150: 제어부150: control unit

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 전해액이 저장된 도금조와, 상기도금조 내에 배치되며 회전가능하도록 구성된 바렐본체와, 상기 도금조 내에 배치되며 상기 전해액에 포함된 이온과 동일한 물질로 이루어진 양극과, 상기 양극과 상기 바렐본체에 연결된 음극을 통해 펄스전류를 공급하기 위한 전원공급부와, 상기 도금조 내에 소정의 초음파를 공급하기 위한 초음파발생부와, 펄스전류 및 초음파가 주기적으로 교차하여 발생되도록 상기 전원공급부와 상기 초음파발생부를 전기적으로 제어하기 위한 제어부로 이루어진 바렐도금장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention, the plating tank in which the electrolyte solution is stored, the barrel body is configured to be rotatable in the plating tank, and the anode made of the same material as the ions disposed in the plating bath and contained in the electrolyte solution; A power supply for supplying a pulse current through the cathode connected to the anode and the barrel body, an ultrasonic generator for supplying predetermined ultrasonic waves in the plating bath, and a pulse current and ultrasonic waves to be periodically generated Provided is a barrel plating device comprising a power supply and a control unit for electrically controlling the ultrasonic generator.

본 발명의 바람직한 실시형태에서는, 상기 초음파 발생장치에서 발생되는 초음파의 주파수는 약 20㎑이상 약 60㎑이하 범위를 갖도록 한다.In a preferred embodiment of the present invention, the frequency of the ultrasonic waves generated by the ultrasonic wave generator is in the range of about 20 Hz to about 60 Hz.

특히, 상기 제어부는 상기 주기적으로 교차하여 발생되는 펄스전류 및 초음파 각각이 적어도 상기 바렐본체의 1회전시간보다 긴 온타임(on-time)으로 조절하는 것이 바람직하며, 또한 펄스전류와 초음파가 교차발생시에 소정의 시간동안 초음파 및 펄스전류 모두가 오프(off)가 되도록 조절하여 지연시간을 확보함으로써 도금계면의 이온농도분포를 초기조건으로 회복시킨다.In particular, the control unit preferably controls each of the pulse current and the ultrasonic wave generated by the periodic crossing at least on-time longer than one rotation time of the barrel body, and when the pulse current and the ultrasonic wave cross-over. During the predetermined time, both the ultrasonic wave and the pulse current are turned off to secure the delay time, thereby restoring the ion concentration distribution of the plating interface to the initial condition.

나아가, 본 발명에서는, 일 주기 당 펄스전류발생시간을 약 1분이상 10분 이하로 조절하고, 일 주기 당 초음파발생시간을 약 20초이상 120초이하로 조절하는 것이 바람직하다.Furthermore, in the present invention, it is preferable to adjust the pulse current generation time per cycle to about 1 minute or more and 10 minutes or less, and to adjust the ultrasonic generation time per cycle to about 20 seconds to 120 seconds or less.

또한, 본 발명은 새로운 바렐도금방법도 제공한다. 즉, 전해액이 저장된 도금조 내에 도금물질을 제공하는 도금체 및 회전가능한 바렐본체가 구비된 바렐도금장치를 이용하여 칩부품을 도금하는 방법에 있어서, 상기 도금조 내에 도금할 칩부품을 배치하는 제1 단계와, 상기 바렐본체와 상기 도금체를 두 극으로 하여 펄스전류를 제1 시간 동안 공급하는 제2 단계와, 제1시간의 경과 후에 펄스전류를 중단하고 상기 도금조 내에 소정의 초음파를 제2 시간동안 발생시키는 제3 단계와, 상기 제2 단계와 상기 제3 단계를 순차적으로 적어도 1회이상 반복하는 제4 단계를 포함하는 바렐도금방법을 제공할 수도 있다.The present invention also provides a novel barrel plating method. That is, in the method of plating a chip component by using a barrel plating apparatus provided with a plating body and a rotatable barrel body which provides a plating material in a plating tank in which an electrolyte is stored, the method of disposing a chip component to be plated in the plating tank is performed. A second step of supplying a pulse current for a first time using the barrel body and the plated body as two poles, and stopping the pulse current after the first time has elapsed and applying a predetermined ultrasonic wave to the plating bath. It is also possible to provide a barrel plating method comprising a third step of generating for two hours and a fourth step of sequentially repeating the second step and the third step at least once.

이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시형태와 원리를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments and principles of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도3은 본 발명에 따른 초음파 발생 장치(140)와 펄스 전원(120)을 이용한 바렐 도금 장치의 개략도이다. 도3을 참조하면, 상기 바렐도금장치는, 도금조(110), 바렐본체(130), 도금체인 양극(122a,122b), 전원공급부(120), 초음파발생부(140) 및 제어부(150)로 구성된다.3 is a schematic diagram of a barrel plating apparatus using the ultrasonic wave generator 140 and the pulse power supply 120 according to the present invention. Referring to FIG. 3, the barrel plating apparatus includes a plating bath 110, a barrel body 130, anodes 122a and 122b as plating bodies, a power supply unit 120, an ultrasonic wave generator 140, and a controller 150. It consists of.

상기 도금조(110) 내에는 전해액이 저장되고, 바렐본체(130), 양극(122a,122b) 및 초음파발생부(140)가 배치된다. 상기 전원공급부(120)는 양극(122a,122b)과 바렐본체(130)내부의 음극을 두 극으로 하여 도금을 수행하기 위한 펄스전류를 공급한다. 또한, 본 발명에서는 펄스전류 및 초음파가 주기적으로 교차하여 발생되도록 상기 전원공급부(120)와 상기 초음파발생부(140)를 제어하기 위한 제어부(150)가 구비된다.An electrolyte is stored in the plating bath 110, and the barrel body 130, the anodes 122a and 122b, and the ultrasonic wave generator 140 are disposed. The power supply unit 120 supplies a pulse current for performing plating using the anodes 122a and 122b and the cathode inside the barrel body 130 as two poles. In addition, in the present invention, the control unit 150 for controlling the power supply unit 120 and the ultrasonic wave generator 140 is provided so that the pulse current and the ultrasonic wave is periodically generated.

이와 같이, 본 발명의 바렐도금장치는 도금이 진행 중인 도금조 내에 펄스전류 및 초음파를 주기적으로 교차하여 발생시키도록 구성된다. 펄스전류는 양극 (122a,122b)을 전해액 내에서 이온화시켜 음극과 연결된 바렐본체 내부에 있는 칩부품의 외부전극에 도금층을 형성시킨다. 또한, 제어부(150)에서는 소정의 시간 경과 후에 펄스전류 공급을 중단시킨 후에, 초음파발생부(110)를 작동시켜 소정의 초음파를 도금조(110) 내에 공급한다. 이러한 초음파는 진동에 의해 도금과정에서 부착된 칩부품을 분리시키는 역할을 한다. 이러한 상기 작동을 제어부(150)를 통해 반복적으로 수행함으로써 칩부품의 부착을 방지하면서 도금공정을 수행할 있다.As such, the barrel plating apparatus of the present invention is configured to periodically generate pulse current and ultrasonic waves in the plating bath in which plating is in progress. The pulse current ionizes the anodes 122a and 122b in the electrolyte to form a plating layer on the external electrode of the chip component inside the barrel body connected to the cathode. In addition, the controller 150 stops the pulse current supply after a predetermined time elapses, and then operates the ultrasonic wave generator 110 to supply the predetermined ultrasonic waves into the plating bath 110. These ultrasonic waves serve to separate the chip components attached in the plating process by vibration. By repeatedly performing such an operation through the controller 150, the plating process may be performed while preventing the attachment of the chip component.

본 발명의 특징은 칩 부품의 바렐도금공정에서 초음파와 펄스전원을 주기적으로 교차하여 공급시켜 칩 붙음현상을 방지하면서 양질의 도금층을 형성할 수 있다는데 있다.A feature of the present invention is that it is possible to form a high quality plating layer while preventing chip sticking by periodically supplying ultrasonic waves and pulse power in a barrel plating process of chip components.

당 기술분야에서는, 200㎑미만의 주파수를 갖는 초음파가 도금되는 물체에서 반사되는 음파 사이에서 상호 간섭 및 보강으로 발생기는 정상파에 의해 도금체 표면에 공동(cavity)이 발생하고, 이 공동이 파열될 때 표면 세정 효과, 교반 효과 등이 발생하는 사실만으로 알려져 있었다. 이에 대한 실험과 연구 끝에, 본 발명자는 초음파를 이용함으로써 그 진동 에너지로 인해 피도금체, 특히, 소형 칩부품의 평평한 면이 서로 만날 때 부착된 상태로 도금되는 것을 방지해준다는 것을 알아냈다.In the state of the art, with mutual interference and reinforcement between sound waves reflected from an object to which ultrasonic waves having a frequency of less than 200 Hz are plated, the generator generates cavities on the surface of the platen by standing waves, which causes the cavity to rupture. It was only known that the surface cleaning effect, the stirring effect, and the like occurred. After experiments and studies on this, the inventors found that the use of ultrasonic waves prevents the plated bodies, in particular, flat surfaces of small chip parts from being plated together when they meet each other due to their vibrational energy.

하지만, 이러한 200㎑미만의 초음파는 도금층의 응력을 발생시켜 도금층의 핵생성 과정에 영향을 주어 치밀하지 않은 조직을 형성시키는 문제를 야기하기도했다. 이를 해결하기 위해서, 본 발명자는 반복되는 실험을 통해, 초음파와 펄스 전류의 주기를 교차시켜줌으로써 원활한 도금을 수행하는 동시에 칩붙음현상을 방지할 수 있다는 것을 안출해 낼 수 있었다. 즉, 펄스 전류를 가해주는 주기 동안에는 초음파를 가해주지 않으면 초음파의 영향없이 단시간 도금 과정이 일어나고, 그 다음 주기에는 초음파만 가해주고 전류를 차단해줌으로써 도금 과정 중 붙었던 칩들을 강제적으로 분리시켜줄 수 있었다. 이와 같은 원리로 구현된 도3의 바렐도금장치를 고안함으로써, 칩붙음 불량을 크게 줄이고 치밀한 도금층을 얻을 수 있다.However, the ultrasonic waves below 200 μs generate stresses in the plating layer, which may affect the nucleation process of the plating layer, thereby causing a problem of forming a dense structure. In order to solve this problem, the present inventors have been able to suggest that, through repeated experiments, the plating and the chipping phenomenon can be prevented at the same time by performing a smooth plating by crossing the period of the ultrasonic wave and the pulse current. In other words, if the ultrasonic wave is not applied during the period of applying the pulse current, the plating process occurs for a short time without the influence of the ultrasonic wave, and the next cycle, the ultrasonic wave is applied and the current is cut off to forcibly separate the chips attached during the plating process. . By devising the barrel plating apparatus of FIG. 3 implemented on the same principle, it is possible to greatly reduce chip adhesion defects and obtain a dense plating layer.

도4는 본 발명에 따른 바렐도금장치의 펄스전류 및 초음파동작을 나타낸 그래프이다.4 is a graph showing the pulse current and the ultrasonic operation of the barrel plating apparatus according to the present invention.

우선, 도금공정은 펄스전류를 제1 시간(t1-t2)동안 공급하여 시작된다. 펄스전류에 대한 제1 시간(t2)이 경과하면, 펄스전류공급을 중단하고, 초음파를 발생시켜 붙은 칩을 진동으로 분리시킨다. 초음파공급을 위한 제2 시간(t3-t4)이 경과하면, 초음파발생을 중단하고, 소정의 시간(t2-t3)동안 펄스전류공급도 오프상태를 유지한다. 이와 같이, 초음파와 펄스 전류 사이에 지연 시간(t2-t3)을 확보하는 것은 초음파가 공급이 중단된 후에 펄스전류가 가해지기 전에 도금 계면에서의 이온 농도 분포 등이 초기 조건과 동일하게 회복시키기 위함이다. 이러한 지연 시간(t2-t3, t4-t5)은 1초 내지 20초 사이가 바람직하다. 상술된 펄스전류와 초음파의 주기적인 교차공급을 도금공정이 완료될 때까지 반복함으로써 칩붙음현상을 방지한 우수한 도금층을 갖는 칩부품을 얻을 수 있다. 이어, 다시 제1 시간(t3-t4) 동안 펄스전류를 가해주고, 소정의 시간(t4-t5)간격을 둔 후에 다시 초음파를 발생시키는 방식을 도금이 완료될 때까지 반복수행한다.First, the plating process is started by supplying a pulse current for a first time t1-t2. When the first time t2 with respect to the pulse current has elapsed, the pulse current supply is stopped and ultrasonic waves are generated to separate the stuck chip with vibration. When the second time t3-t4 for the ultrasonic supply elapses, the generation of the ultrasonic wave is stopped, and the pulse current supply is also kept off for a predetermined time t2-t3. As such, securing a delay time (t2-t3) between the ultrasonic wave and the pulse current is for restoring the ion concentration distribution at the plating interface to the initial condition after the ultrasonic wave is stopped and before the pulse current is applied. to be. This delay time (t2-t3, t4-t5) is preferably between 1 second and 20 seconds. By repeating the above-described periodic cross supply of pulse current and ultrasonic waves until the plating process is completed, a chip component having an excellent plating layer which prevents chipping phenomenon can be obtained. Subsequently, the pulse current is applied again for the first time t3-t4, and the ultrasonic wave is generated again after a predetermined time t4-t5 interval until the plating is completed.

여기서, 펄스전류공급시간 및 초음파발생시간은 사용되는 바렐본체의 1회전에 소요되는 시간보다 길게 해주는 것이 바람직하다. 이는 적어도 바렐본체의 1회전시간동안에 공급되어야 모든 칩에 대해 균일한 효과를 줄 수 있기 때문이다. 또한, 초음파발생시간은 펄스 전류가 가해지는 시간보다 짧게 해주는 것이 바람직하다.Here, the pulse current supply time and the ultrasonic generation time is preferably made longer than the time required for one revolution of the barrel body used. This is because at least one rotation time of the barrel body can be supplied to give a uniform effect on all chips. In addition, the ultrasonic generation time is preferably shorter than the time that the pulse current is applied.

보다 바람직하게는, 펄스전류 공급시간은 1분 내지 10분정도로 한다. 펄스전류가 1분이하로 공급되면, 충분한 도금층을 형성하기 힘들며, 10분이상 공급되면 다수의 칩부품에서 칩붙음현상이 발생되고, 그 붙음정도가 견고해져 분리가 어려운 문제가 있다. 한편, 초음파발생시간은 20초 내지 120초범위가 바람직하다. 초음파 발생시간이 20초 이하이면, 충분한 칩부품 분리효과를 얻을 수 없고, 120초 이상이면, 칩부품에서 생성중인 도금층에서 산화현상이 발생될 수 있기 때문이다.More preferably, the pulse current supply time is about 1 to 10 minutes. When the pulse current is supplied for less than 1 minute, it is difficult to form a sufficient plating layer, and when supplied for 10 minutes or more, chip sticking occurs in a plurality of chip parts, and the degree of adhesion is firm, resulting in difficulty in separation. On the other hand, the ultrasonic generation time is preferably in the range of 20 seconds to 120 seconds. This is because if the ultrasonic generation time is 20 seconds or less, sufficient chip part separation effect cannot be obtained, and if it is 120 seconds or more, oxidation may occur in the plating layer generated in the chip part.

나아가, 본 발명에서 사용되는 초음파의 주파수는 20㎑이상 60㎑이하의 범위가 바람직하다. 이는 20㎑미만에서는 충분한 효과를 얻을 수 없고, 60㎑이상에서는 도금조나 바렐본체 등에 재질변형현상이 발생될 수 있기 때문이다.Furthermore, the frequency of the ultrasonic wave used in the present invention is preferably in the range of 20 Hz to 60 Hz. This is because a sufficient effect cannot be obtained at less than 20 μs, and material deformation may occur at a plating bath or a barrel body at 60 μs or more.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 설명하기로 한다.Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described.

도3와 같이, 27㎑와 1㎒의 주파수를 가지는 초음파 진동자를 설치한 도금조에 바렐본체를 설치하였다. 칩붙음 불량이 쉽게 발생하는 각형의 칩부품을 와트 니켈욕에서 온도를 55℃하여, 4.5암페어(A)로 60분동안 도금하였다.As shown in Fig. 3, a barrel body was installed in a plating bath provided with an ultrasonic vibrator having a frequency of 27 kHz and 1 MHz. The square chip parts in which chip adhesion defects easily occur were plated for 60 minutes at 4.5 amps (A) at a temperature of 55 DEG C in a watt nickel bath.

상기 결과물을 다시 주석(Sn)도금을 하였다. 이러한 주석도금과정에서 초음파와 펄스 전류 조건을 변화시켜 각 조건의 변화에 따른 칩붙음발생율을 평가하였다. 칩붙음발생율은 투입한 전체 중량 대 칩붙음 발생 칩의 중량 백분율로 평가하였다. 표1은 상기 초음파와 펄스전류조건에 따른 칩붙음발생율을 나타낸다.The resultant was plated with tin (Sn) again. In this tin plating process, the chip sticking rate was evaluated by changing the ultrasonic and pulse current conditions. The chipping incidence rate was evaluated by the weight percentage of the total weight put into the chip | tip generating chip | tip. Table 1 shows the chip sticking rate according to the ultrasonic wave and pulse current conditions.

시편Psalter 초음파의 주파수Frequency of ultrasound 초음파 발생시간Ultrasonic Generation Time 전류공급시간Current supply time 칩붙음 발생율(%)Chip adhesion rate (%) 1*One* 27㎑27㎑ 00 연속continuity 1717 22 40초40 seconds 10분10 minutes 22 33 40초40 seconds 5분5 minutes 0.70.7 44 40초40 seconds 2분2 minutes 0.30.3 5*5 * 연속continuity 연속continuity 0.20.2 66 1㎒1 MHz 40초40 seconds 2분2 minutes 0.10.1 *은 본 발명의 범위에서 벗어남.* Is outside the scope of the present invention.

표1에 나타난 바와 같이, 초음파를 가하지 않았을 경우에는, 칩붙음 17%로 매우 심하게 불량이 발생하였다. 27㎑인 주파수에서 펄스 전류 공급시간 즉, 초음파를 가하는 주기가 빨라질수록, 칩붙음 불량이 현저히 감소함을 알 수 있다.As shown in Table 1, when ultrasonic waves were not applied, defects occurred very severely at 17%. It can be seen that as the pulse current supply time, i.e., the cycle of applying the ultrasonic wave, becomes faster at the frequency of 27 Hz, the chipping defect is significantly reduced.

특히, 펄스전류의 공급시간이 2분인 경우 칩붙음이 0.3% 까지 감소하였다. 초음파를 연속으로 가할 경우 칩붙음이 0.2%로 최소가 되지만 도금이 매우 거칠고 치밀하지 않아 솔더링 공정에서 냉납 불량이 발생하는 등의 문제가 있어 적용은 곤란하다.In particular, the chip adhesion decreased by 0.3% when the supply time of the pulse current was 2 minutes. If the ultrasonic wave is applied continuously, the chip adhesion is minimized to 0.2%, but it is difficult to apply because there is a problem such as cold solder defect in the soldering process because the plating is very rough and not dense.

또한, 초음파 주파수를 1MHz로 한 경우에는 칩붙음 발생율이 0.1%로 27kHz 에서보다 더욱 개선된 결과를 보였으나 초음파의 에너지가 크기 때문에 바렐본체의 재료를 변형시키는 문제가 발생하여 이 조건을 적용시키기 위해서는 바렐 재료의 개선이 필요하다. 바렐본체의 재료가 개선되면, 400㎑ 이상의 고주파수에서는 산란이 매우 심하여 정상파가 형성되지 않고 도금체에 직접 에너지를 전달하는 방식으로 초음파 효과가 발생한다. 200kHz 미만에서와는 달리 충격파를 발생하지 않으므로 도금층에 소성변형 등의 응력을 일으키지 않는다. 따라서, 주기적으로 교차하지 않고도 시편(5*)에 해당하는 조건으로도 동일한 효과를 얻을 수 있다.In addition, when the ultrasonic frequency was set to 1 MHz, the chip adhesion rate was 0.1%, which is more improved than that at 27 kHz. However, since the energy of the ultrasonic wave is large, the problem of deforming the material of the barrel body arises. Improvements in barrel materials are needed. When the material of the barrel body is improved, the ultrasonic wave effect is generated in such a way that the scattering is very high at 400 kHz or higher, so that standing waves are not formed and energy is directly transmitted to the plating body. Unlike less than 200kHz, since no shock wave is generated, it does not cause stress such as plastic deformation in the plating layer. Therefore, the same effect can be obtained even under the condition corresponding to the specimen 5 * without periodically crossing.

이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 첨부된 청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 명백할 것이다.The present invention described above is not limited by the above-described embodiment and the accompanying drawings, but by the appended claims. Therefore, it will be apparent to those skilled in the art that various forms of substitution, modification, and alteration are possible without departing from the technical spirit of the present invention described in the claims.

상술한 바와 같이, 바렐도금조에 초음파발생장치를 설치하고 펄스 전원을 사용함으로써 바렐 도금 중에 초음파와 펄스전류를 주기적으로 교차시킴으로써 각형의 소형 칩부품의 칩붙음불량을 크게 줄일 수 있다.As described above, by installing the ultrasonic generator in the barrel plating bath and using a pulse power source, the chipping defect of the small-sized chip component of the square can be greatly reduced by periodically crossing the ultrasonic wave and the pulse current during barrel plating.

Claims (12)

전해액이 저장된 도금조;Plating bath in which the electrolyte is stored; 상기 도금조 내에 배치되며 회전가능하도록 구성된 바렐본체;A barrel body disposed in the plating bath and configured to be rotatable; 상기 도금조 내에 배치되며 상기 전해액에 포함된 이온과 동일한 물질로 이루어진 양극;An anode disposed in the plating bath and made of the same material as ions contained in the electrolyte solution; 상기 양극과 상기 바렐본체에 연결된 음극을 통해 펄스전류를 공급하기 위한 전원공급부;A power supply for supplying a pulse current through the cathode connected to the anode and the barrel body; 상기 도금조 내에 소정의 초음파를 공급하기 위한 초음파발생부; 및An ultrasonic wave generator for supplying predetermined ultrasonic waves to the plating bath; And 펄스전류 및 초음파가 주기적으로 교차하여 발생되도록 상기 전원공급부와 상기 초음파발생부를 전기적으로 제어하기 위한 제어부로 이루어진 바렐도금장치.Barrel plating device comprising a control unit for electrically controlling the power supply and the ultrasonic wave generator so that the pulse current and the ultrasonic wave is generated periodically cross. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 초음파 발생장치는 약 20㎑이상 약 60㎑이하의 주파수를 갖는 초음파를 발생시키는 것을 특징으로 하는 바렐도금장치.And the ultrasonic generator generates a ultrasonic wave having a frequency of about 20 Hz or more and about 60 Hz or less. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제어부는 상기 주기적으로 교차하여 발생되는 펄스전류 및 초음파 각각이 적어도 상기 바렐본체의 1회전시간보다 긴 온타임으로 조절하는 것을 특징으로 하는 바렐도금장치.The control unit is a barrel plating apparatus, characterized in that for each of the pulse current and the ultrasonic wave generated periodically intersecting at least on time longer than one rotation time of the barrel body. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제어부는 펄스전류와 초음파가 교차발생시에 소정의 시간동안 초음파 및 펄스전류 모두가 오프가 되도록 조절하는 것을 특징으로 하는 바렐도금장치.The control unit is a barrel plating apparatus, characterized in that for controlling the pulse current and the ultrasonic wave is generated so that both the ultrasonic wave and the pulse current is turned off for a predetermined time. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제어부는 일 주기 당 펄스전류발생시간을 약 1분이상 10분 이하로 조절하는 것을 특징으로 하는 바렐도금장치.The control unit is a barrel plating apparatus, characterized in that for controlling the pulse current generation time per cycle from about 1 minute to less than 10 minutes. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제어부는 일 주기 당 초음파발생시간을 약 20초이상 120초이하로 조절하는 것을 특징으로 하는 바렐도금장치.The control unit is a barrel plating apparatus, characterized in that for adjusting the ultrasonic generation time per cycle from about 20 seconds to 120 seconds or less. 전해액이 저장된 도금조 내에 도금물질을 제공하는 양극 및 회전가능한 바렐본체가 구비된 바렐도금장치를 이용하여 칩부품을 도금하는 방법에 있어서,A method of plating a chip component by using a barrel plating apparatus having an anode and a rotatable barrel body for providing a plating material in a plating tank in which an electrolyte is stored, 상기 도금조 내에 도금할 칩부품을 배치하는 제1 단계;Placing a chip component to be plated in the plating bath; 상기 바렐본체 내부의 음극와 상기 양극을 두 극으로 하여 펄스전류를 제1 시간 동안 공급하는 제2 단계;A second step of supplying a pulse current for a first time using two cathodes of the cathode and the anode inside the barrel body; 제1시간의 경과 후에 펄스전류를 중단하고 상기 도금조 내에 소정의 초음파를 제2 시간동안 발생시키는 제3 단계; 및A third step of stopping the pulse current after the elapse of the first time and generating a predetermined ultrasonic wave in the plating bath for a second time; And 상기 제2 단계와 상기 제3 단계를 순차적으로 적어도 1회이상 반복하는 단계를 포함하는 바렐도금방법.Barrel plating method comprising the step of repeating the second step and the third step at least one time in sequence. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 소정의 초음파의 주파수는 약 20㎑이상 약 60㎑이하 범위인 것을 특징으로 하는 바렐도금방법.And the frequency of the predetermined ultrasonic wave is in the range of about 20 kHz to about 60 kHz. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 펄스전류가 발생되는 제1 시간과 상기 초음파가 발생되는 제2 시간은 각각 적어도 상기 바렐본체의 1회전시간보다 긴 것을 특징으로 하는 바렐도금방법.And a first time at which the pulse current is generated and a second time at which the ultrasonic wave is generated are at least one rotation time of the barrel body, respectively. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 펄스전류가 발생되는 제1 시간과 상기 초음파가 발생되는 제2 시간 사이에 소정의 시간동안 초음파 및 펄스전류 모두가 오프가 되는 것을 특징으로 하는 바렐도금방법.And both the ultrasonic wave and the pulse current are turned off for a predetermined time between the first time at which the pulse current is generated and the second time at which the ultrasonic wave is generated. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 펄스전류가 발생되는 제1 시간은 약 1분이상 10분 이하인 것을 특징으로 하는 바렐도금방법.Barrel plating method characterized in that the first time for generating the pulse current is about 1 minute or more and 10 minutes or less. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 초음파가 발생되는 제2 시간은 약 20초이상 120초이하인 것을 특징으로 하는 바렐도금방법.And the second time period during which the ultrasonic waves are generated is about 20 seconds to 120 seconds.
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