KR200430588Y1 - 균일 도금을 위한 차폐유도판 - Google Patents

Abstract

본 고안은 회로기판 등의 피도금판 표면에 균일한 도금층을 형성하기 위한 것으로, 특히 전해되는 도금소재와 그 금속이온이 표면에 석출되는 모재의 사이에 별도의 차폐유도판을 형성하고, 상기 차폐유도판의 중앙부에는 관통부를 형성하되, 상기 관통부를 갖는 차폐유도판에 의해 그 액교반노즐로부터 토출되는 전해액이 모재의 중앙부로 집중되게 하며, 상기 모재의 두께와 넓이에 따라 그 차폐유도판의 이격 위치를 가변시키거나 관통부의 크기를 조절하여 토출되는 전해액의 분산비율을 가변시킬 수 있게 함으로서,

많은 량의 액교반노즐을 갖는 대형의 도금장치에 보다 적합함은 물론 중앙의 관통부를 갖는 차폐유도판에 의해 토출되는 전해액의 분산비율을 인위적으로 가변시켜 최적의 균일 도금조건을 설정할 수 있는 것이며, 상기 모재의 두께 및 넓이에 따라 차폐유도판의 위치를 가변시키거나 관통부의 크기 조절을 통해 그 모재의 특성에 구애받지 않고 전표면이 고르게 도금층이 형성되는 특징을 갖는 균일 도금을 위한 차폐유도판에 관한 것이다.

균일 도금, 도금소재, 모재, 차폐유도판, 관통부, 액교반노즐

Description

균일 도금을 위한 차폐유도판 {Shielding panel for Uniform plating}

도 1은 종래의 도금장치를 보인 단면도

도 2는 또다른 종래의 도금장치를 보인 단면도

도 3은 본 고안에 따른 도금장치를 보인 단면도

도 4는 본 고안에 따른 차폐유도판의 사시도

도 5는 본 고안에 따른 도금장치의 도금 작용도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 본체 2 : 도금소재

3 : 모재 4 : 액교반노즐

5 : 순환펌프

10 : 차폐유도판 11 : 관통부

본 고안은 회로기판 등의 피도금판 표면에 균일한 도금층을 형성하기 위한 것으로, 함체상 본체 내측의 전해액에 침전된 상태의 도금소재와 모재의 사이에, 중앙의 관통부를 갖는 별도의 차폐유도판을 형성함으로써, 상기 차폐유도판에 의해 모재의 표면으로 토출되는 금속 이온을 포함한 전해액의 도달량을 인위적으로 편차 조절함으로서, 더욱 균일하고 고른 상태의 도금층을 얻을 수 있으면서도, 차폐유도판의 위치조절이나 관통부의 크기조절을 통해 모재의 두께나 크기에 구애받지 않고 최적의 도금조건을 설정하여 대량의 모재를 균일하게 도금할 수 있는 균일 도금을 위한 차폐유도판에 관한 것이다.

도금이라 함은 물건의 표면 상태를 개선할 목적으로 다른 물질의 얇은 층으로 피복하는 일로서, 통상적으로 금속이나 비금속의 표면에 금이나 은, 구리, 크롬 등의 금속이온을 전착시켜 완성하는 것이다.

상기한 도금방법으로는 전기도금이 주로 사용되는데, 전기한 전기도금은 도금하고자 하는 금속을 음극(-)으로 하고 전해 석출하고자 하는 금속을 양극(+)으로 하여, 전착시키고자 하는 금속의 이온을 함유한 전해액 속에 넣고, 통전(通電)하여 전해함으로써, 전해 석출된 도금소재의 금속이온이 모재의 표면에 전착되는 것을 이용한 것이다.

전기도금의 일반적인 공정은 탈수(脫銹)공정→연마공정→탈지(脫脂)공정→화학적 침지처리(浸漬處理)공정→전기도금공정→후처리공정→건조공정의 순서를 통해 완성되는 것이며, 상기한 각각의 공정은 연속하여 형성된 단계별 탱크 및 이를 순차적으로 진행시키는 이송수단에 의한 것으로 최초의 모재가 공급되면 최종단계에 서는 그 모재의 일면에 도금층이 형성되어 생산되는 것이다.

특히, 상기한 각각의 공정에 있어서 전기도금공정에 사용되는 장치로는, 도 1의 도시와 같이 함체상의 탱크(100) 내부에 전해액(101)이 충전되어 있고, 그 전해액(101) 속에는 양(+)극과 연결된 금,은,동,니켈과 같은 도금소재(102)와, 음극(-)과 연결된 기판, 합성수지, 금속판과 같은 모재(103)가 이격된 상태로 내장되어 있어, 상기한 각각의 전극에 전류를 공급하면 도금소재의 금속이온이 전해 석출되며 모재의 표면에 전착되는 것으로서, 상기한 모재의 표면에는 일정두께로 된 도금층이 형성되는 것이다.

그러나, 상기한 바와 같은 전기도금방법에 의해 완성된 도금층은 모재의 단부 즉, 가장자리부에는 그 중앙부보다 두꺼운 도금층이 형성되는 것인데, 상기한 모재의 단부에는 그 내측보다 고전류의 표면전류가 흐르게 되므로 상대적인 고전류에 의해 금속이온의 전착량이 증대되어 그렇지 않은 부분보다 두꺼운 도금층이 형성되는 것이다.

따라서, 상기한 모재를 이용하여 회로기판과 같은 제품으로 활용하는 경우에는 부식에 의한 회로패턴을 형성할 때 설정된 부식깊이에 의해 모재의 도금층이 고르게 부식되지 아니하고 보다 두꺼운 도금층은 완전부식이 일어나지 않아 쇼트에 의한 회로기판의 불량품 생산원인이 되는 것이며,

이를 방지하기 위해 그 부식깊이 또는 부식시간을 증대시키는 경우에는 상대적으로 얇은 부분의 부식량이 너무 진전되어 회로패턴이 단선되는 문제점이 있으므 로, 불균일한 도금층을 갖는 모재는 정밀하고 복잡한 첨단기기용 회로기판에는 사용할 수 없을 뿐만 아니라 부식작업을 어렵게 하면서도 불량률을 증가시키는 직업적인 원인이 되는 것이다.

따라서, 상기한 바와 같은 문제점을 극복하기 위해서는 불가피하게 불균일한 도금층을 갖는 모재의 테두리부분을 절단하여 폐기 처분한 후 일정한 도금층을 갖는 모재만을 사용하는 방법을 취하고 있으나, 이러한 방법은 원자재의 손실이 매우 크며 그 생산량 또한 현저히 감소하므로 매우 비경제적인 문제점이 있는 것이다.

이에 따라, 본 고안 출원인은 2004년 특허출원 제19201호 및 도 2의 도시와 같이, 전해액이 충전된 함체상의 탱크(111) 내부에 상,하 이격된 유체유도판(112)(112')을 형성하고, 그 탱크의 일측에는 액교반노즐(116)(116')을 도금소재(118)의 상,하단에 각각 장착하여, 도금시 펌프(115)와 연결된 공급관(114)으로부터 분기관(117)에 의해 탱크(111)의 내측에 분할 형성된 액교반노즐을 통해 고압의 전해액이 토출되게 하여, 전해 석출된 금속이온이 모재(119)의 중앙측으로 집중 전달되게 함은 물론, 탱크의 타측에 형성된 유입관(113)을 통해 전해액을 지속적으로 순환시키므로,

모재의 전표면에 고른 두께의 도금층을 형성할 수 있어 고정밀의 회로기판을 구현할 수 있음은 물론 모재의 손실 없이 전체면을 모두 사용할 수 있으며, 액교반노즐에 의해 금속이온의 전착을 빠르게 유도함은 물론 전해액 전체를 고르게 혼합하는 작용을 하므로 그 도금시간이 현저히 단축되어 생산속도를 보다 향상시키므로 원가절감 및 생산성을 크게 향상시키는 효과가 있는 균일두께의 도금층을 갖게 하는 전기도금방법 및 그 도금장치를 안출한 바 있다.

그러나, 상기한 바와 같은 도금방법 및 그 장치는 특정한 두께와 크기를 갖는 모재에 한정되어 균일한 도금이 이루어지는 단점이 있는 것으로서, 도금을 하기 위한 모재 즉, 피도금판의 경우에는 사용용도 및 목적에 따라 다양한 두께 및 크기 등을 갖고 있게 되는데 이와 같이 그 모재의 두께와 크기가 달라지는 경우에는 이미 설정되어진 위치에서의 균일 도금 효과가 크게 반감하는 원인이 되고 있는 것이다.

즉, 모재의 두께가 두꺼워지거나 넓이가 커진 상태에서 주지한 도금장치에 의해 도금을 수행하는 경우에는, 그 액교반노즐과 모재의 이격 거리가 가까워지면서도 그 모재의 단부는 액교반노즐에 의한 전해액의 토출 영향역이 크게 떨어지게 되므로 결국 모재의 중앙부와 단부는 얇은 반면, 그 양측 중간부는 두꺼운 도금층이 형성되는 이른바 웨이브 형태의 도금층이 형성되는 문제점을 갖고 있는 것이며,

반대로 모재의 두께가 얇아지거나 넓이가 작아지는 경우에는 액교반노즐과 모재의 이격 거리가 멀어지면서도 모재의 중심과 단부 모두 액교반노즐에 의한 전해액 토출 영향력을 고르게 받게 되므로 이와 같은 때에는 오히려 그 모재의 중앙부가 과도하게 두꺼운 도금층이 형성되는 폐단이 발생하게 되는 것이다.

본 고안은 전기한 바와 같은 문제점을 개선하고자 안출된 것으로서, 전해되는 도금소재와 그 금속이온이 표면에 석출되는 모재의 사이에 별도의 차폐유도판을 형성하고, 상기 차폐유도판의 중앙부에는 관통부를 형성하되, 상기 관통부를 갖는 차폐유도판에 의해 그 액교반노즐로부터 토출되는 전해액이 모재의 중앙부로 집중되게 하며, 상기 모재의 두께와 넓이에 따라 그 차폐유도판의 이격 위치를 가변시키거나 관통부의 크기를 조절하여 토출되는 전해액의 분산비율을 가변시킬 수 있게 함으로서,

많은 량의 액교반노즐을 갖는 대형의 도금장치에 보다 적합함은 물론 중앙의 관통부를 갖는 차폐유도판에 의해 토출되는 전해액의 분산비율을 인위적으로 가변시켜 최적의 균일 도금조건을 설정할 수 있는 것이며, 상기 모재의 두께 및 넓이에 따라 차폐유도판의 위치를 가변시키거나 관통부의 크기 조절을 통해 그 모재의 특성에 구애받지 않고 전표면이 고르게 도금층이 형성되는 특징을 갖는 균일 도금을 위한 차폐유도판을 제공함에 본 고안의 목적이 있는 것이다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 3은 본 고안에 따른 도금장치를 보인 단면도이고, 도 4는 본 고안에 따른 차폐유도판의 사시도이다.

먼저, 본 고안에 따른 차폐유도판을 이용한 균일 도금방법은,

금속 이온이 전해 석출되는 양극의 도금소재와, 상기 도금소재로부터 이격되어 표면이 도금층이 형성되게 한 음극의 모재가, 함체로 된 본체 내의 전해액에 침전된 상태에서,

도금소재 측에 형성된 액교반노즐로부터 전해액을 모재 측으로 강제 토출시켜 상기 도금소재의 금속 이온이 모재의 표면에 전해 석출되어 도금층이 형성되게 한 통상의 도금방법에 있어서,

상기 도금소재와 모재의 사이에 별도의 차폐유도판을 형성하고, 그 차폐유도판의 중앙부에는 관통부를 형성하여,

상기 액교반노즐로부터 토출되는 전해액 및 상기 도금소재로부터 분리되는 금속의 이온이 그 차폐유도판 및 관통부를 통해 모재의 중앙 및 양단으로 편차 분산 토출되게 하여,

관통부를 통해 토출되는 금속 이온을 포함한 전해액이 그 모재의 중앙부로 집중되게 하여 상기 모재의 표면 전체면에 고른 두께의 도금층이 형성되게 한 것이다.

또한, 상기한 도금방법을 실현하기 위한 차폐유도판은 구성은,

함체상 본체(1)의 내측에, 양극의 도금소재(2)와 음극의 모재(3)가 각각 이격 형성되고, 상기 도금소재(2)가 위치한 본체(1)의 내부 일측에는 액교반노즐(4)(4')을 장착하며,

상기 액교반노즐(4)(4')은 본체(1) 내의 전해액을 유입시켜 상기 액교반노 즐(4)(4')로 배출시키는 순환펌프(5)와 연결되게 구성한 도금장치에 있어서,

상기한 도금소재(2)와 모재(3)의 사이에 별도의 차폐유도판(10)을 형성하되, 그 차폐유도판(10)의 중앙에는 관통부(11)를 형성하여,

상기 액교반노즐(4)(4')로부터 토출되는 전해액과 도금소재(2)의 금속이온이 상기 관통부(11)를 갖는 차폐유도판(10)에 의해, 모재(3)의 표면에 편차 도달되게 구성한 것이다.

이상과 같은 본 고안을 첨부도면에 의해 그 도금과정 및 차폐유도판의 작용을 보다 상세히 설명한다.

도시와 같이 본 고안에 따른 도금장치는 종래의 도금장치와 같이 함체상 본체(1)의 내부 일측에 금속의 이온이 전해되는 양극의 도금소재(2)가 형성되어 있고 상기 함체상 본체(1)의 내부 타측에는 상기 전해된 금속의 이온이 표면에 석출되는 음극의 모재(3)가 위치하게 된다.

이에 따라 상기 본체(1) 내에 충전된 전해액에 의해 상기 도금소재(2)로부터 전해된 금속의 이온이 음극의 모재(3)로 이동하여 그 표면에 이온이 석출되면서 금속성의 도금층을 형성하게 된다.

이때, 상기 도금소재(2) 측에는 본체(1) 내의 전해액을 지속적으로 순환 토출시키는 액교반노즐(4)(4')이 형성되어 있는데, 상기 액교반노즐(4)(4')은 본체(1) 외측의 순환펌프(5)로부터 본체(1) 내의 전해액을 공급받아 이를 다시 본체(1)의 내부로 토출시키는 것으로서,

상기 액교반노즐(4)(4')을 통해 토출되는 전해액은 상기 도금소재(2)로부터 전해되어진 금속 이온과 함께 모재(3) 측으로 도달되어 더욱 신속한 도금층이 형성되게 하는 역할을 하게 된다.

이때, 본 고안에서는 상기한 도금소재(2)와 모재(3)의 사이에 별도의 차폐유도판(10)을 위치시켜 이에 의해 상기 액교반노즐(4)(4')로부터 토출되는 전해액 및 금속 이온이 상기 모재(3)의 표면에 차등 분포되어 도달할 수 있게 한 것으로서,

도 4 및 도 5의 도시와 같이 상기한 차폐유도판(10)의 중앙에는 관통부(11)가 형성되어 있으므로 상기한 다수의 액교반노즐(4)(4')로부터 토출되는 금속 이온을 포함한 전해액은 그 모재(3)에 이르러 모재(3)의 중앙부는 비교적 많은 량의 전해액의 영향을 받게 되고 상대적으로 모재(3)의 양단부는 비교적 적은 량의 영향을 받게 되는 것이다.

따라서, 모재(3)의 단부에는 그 내측보다 고전류의 표면전류가 흐르게 되므로 상대적인 고전류에 의해 금속이온의 전착량이 증대되어 그렇지 않은 부분보다 두꺼운 도금층이 형성되던 종래의 문제점이 상기와 같은 차폐유도판(10)에 의한 편차 도달량에 의해 해소되는 것이다.

특히, 상기한 차폐유도판(10)은 항상 일정한 위치에 고정 설치되는 것이 아니라, 모재(3)의 두께나 넓이에 따라 그 위치를 조정하여 모재(3)의 형태에 구애받지 않는 것으로서,

상대적으로 두껍고 넓은 모재(3)를 도금하고자 하는 경우에는 상기한 차폐유도판(10)을 도금소재(2) 측으로 이동시켜 그 액교반노즐(4)(4')로부터 토출되는 전 해액이 모재(3)의 중심부까지 이동하는 전해액 도달량을 증대시켜 상대적으로 많은 량의 이온이 그 모재(3)의 중앙 및 그 주변에 집중되게 하는 방법을 취하고,

상대적으로 얇고 작은 크기의 모재(3)를 도금하고자 하는 경우에는 상기한 차폐유도판(10)을 모재(3) 측으로 이동시켜 그 액교반노즐(4)(4')로부터 토출되는 전해액의 편차량으로부터 큰 영향을 받지 않으면서도 그 중앙부에만 다소 집중하여 전해액의 영향을 받을 수 있게 하여 그 모재(3)의 중앙 및 단부 전체에 걸쳐 고른 두께의 도금층이 형성되게 할 수 있는 것이다.

또한, 상기한 바와 같이 그 차폐유도판(10)을 이동하는 방법 대신 그 차폐유도판(10)에 형성된 관통부(11)의 크기를 변경하여 조절할 수도 있는 것으로서, 상기한 관통부(11)를 더욱 크게 형성하는 경우에는 상대적으로 모재(3)의 중앙부에 더욱 많은 량의 전해액이 도달할 것이며, 반면에 그 관통부(11)의 크기를 축소하는 경우에는 상대적으로 적은 량의 전해액이 집중되는 것으로서, 이를 통해 도금하고자 하는 모재(3)의 형태나 크기 등을 고려하여 최적의 작업조건을 얻을 수 있는 것이다.

특히, 상기한 차폐유도판(10)을 통과한 금속 이온을 포함은 전해액은 모든 용액이 모재(3)의 뒷쪽으로 이동해 가는 것이 아니라, 모재(3)의 뒷쪽으로는 약 20%만이 이동하고 나머지 80%는 차폐유도판(10) 및 모재(3)와의 간섭에 의해 도금소재(2) 측을 향하여 역류하게 되므로, 상기한 차폐유도판(10)을 중심으로 도금액이 도금소재(2)와 모재(3)의 사이를 회전하듯이 이동하게 되어 도금액의 활발한 활동 및 혼합에 의해 보다 균일한 도금이 가능하게 된다.

이상과 같은 본 고안은, 많은 량의 액교반노즐을 갖는 대형의 도금장치에 보다 적합함은 물론 중앙의 관통부를 갖는 차폐유도판에 의해 토출되는 전해액의 분산비율을 인위적으로 가변시켜 최적의 균일 도금조건을 설정할 수 있는 것이며, 상기 모재의 두께 및 넓이에 따라 차폐유도판의 위치를 가변시켜 그 모재의 특성에 구애받지 않고 전표면에 고르게 도금층이 형성될 수 있도록 용이한 셋팅이 가능한 것이다.

Claims (1)

1. 함체상 본체(1)의 내측에, 양극의 도금소재(2)와 음극의 모재(3)가 각각 이격 형성되고, 상기 도금소재(2)가 위치한 본체(1)의 내부 일측에는 액교반노즐(4)(4')을 장착하며,

   상기 액교반노즐(4)(4')은 본체(1) 내의 전해액을 유입시켜 상기 액교반노즐(4)(4')로 배출시키는 순환펌프(5)와 연결되게 구성한 도금장치에 있어서,

   상기한 도금소재(2)와 모재(3)의 사이에 별도의 차폐유도판(10)을 형성하되, 그 차폐유도판(10)의 중앙에는 관통부(11)를 형성하여,

   상기 액교반노즐(4)(4')로부터 토출되는 전해액과 도금소재(2)의 금속이온이 상기 관통부(11)를 갖는 차폐유도판(10)에 의해, 모재(3)의 표면에 편차 도달되게 구성함을 특징으로 하는 균일 도금을 위한 차폐유도판.

Images