KR20050000865A - 도금 중단에 의해 불량이 발생되는 것을 방지하는 도금방법 및 이에 이용되는 도금 장비 - Google Patents

Abstract

도금 중단에 의해 불량이 발생되는 것을 방지하는 도금 방법 및 이에 이용되는 도금 장비를 제공한다. 본 발명의 일 관점에 의한 도금 장비는 도금액을 담는 일련의 다수의 주 도금조들과, 양극들과, 주 도금조들 사이를 연결하고 도금액이 흐를 수 있는 보조 도금조들과, 음극으로서 피도금 제품들을 순차적으로 이송하는 이송 수단, 및 양극에 도금을 위한 제1인가 전류, 및 도금이 중단될 때 양극에 제1인가 전류보다 낮은 전류량의 제2인가 전류를 선택적으로 전환 공급하는 전원을 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 보조 도금조에 보조 양극을 더 포함할 수 있다.

Description

도금 중단에 의해 불량이 발생되는 것을 방지하는 도금 방법 및 이에 이용되는 도금 장비{Plating method for preventing failure due to plating-stop and plating apparatus therefor}

본 발명은 집적 회로 소자에 대한 도금(plating)에 관한 것으로, 특히, 순간 정지 등과 같은 에러(error)에 의한 도금 중단에 의해서 도금되고 있던 피도금 제품에 원하지 않는 불량이 발생되는 것을 방지할 수 있는 집적 회로 소자의 도금 방법 및 이에 이용되는 도금 장비에 관한 것이다.

반도체 소자와 같은 집적 회로 소자의 조립 공정 중에는 리드(lead) 등을 도금하는 공정이 수행되고 있다. 도금 공정은 주로 전기 도금 방법으로 이루어지고 있으며, 리드에 주석(tin)을 도금하는 과정으로 수행되고 있다. 전기 도금 방법을 채용하고 있는 도금 방법은 대한 민국 공개특허공보 특2001-0015412호("도금 장치와 그 치환 석출 방지 방법", 닛폰 덴키 주식회사, 가네코 히사시에 의해 2000년 7월 22일 출원) 제시된 바와 같이, 피도금 제품에 합금을 도금하는 데 주로 이용되고 있다.

반도체 소자의 도금 과정은 반도체 소자를 대량으로 조립하려는 요구에 따라 대량 연속 도금 과정으로 수행되고 있다. 즉, 패키징(packaging) 과정이 수행된 반도체 소자 제품을 이동 체인 벨트(chain belt) 등에 매달아 연속적으로 이동시키며, 반도체 소자 제품의 리드에 주석 등을 도금시키는 과정이 수행된다. 이때, 이러한 도금 과정을 위한 도금 장비는, 실질적으로 도금 과정이 수행되는 다수의 도금조들이 일렬로 배치되고, 이러한 반도체 소자 제품들이 체인 벨트에 의해 도금조들을 연속적으로 거치도록 하여 연속적인 도금 과정이 수행될 수 있도록 구성되고 있다.

도금 장비에는 도금조들뿐만 아니라, 도금조들 전단 방향에는 전처리를 위한 다수의 용액조(bath)들, 예컨대, 화학적 디플래시(chemical deflash) 과정, 린스(rinse) 과정, 디스케일(descale) 과정, 활성화 과정 등을 위한 용액조들이 일련되게 구성되고, 각각의 용액조들 사이에는 린스를 위한 용액조들이 또한 구비된다. 그리고, 도금조들의 후단 방향으로는 린스 과정 및 중화 과정을 위한 용액조 및 건조부 등이 구비된다. 이러한 여러 용액조들 및 도금조들은 일련되게 배치되고, 체인 벨트에 의해서 반도체 소자 제품이 이들에 연속적으로 이송되며 전체 도금 과정이 수행되게 된다.

그런데, 이와 같이 일련된 연속 공정으로 도금 과정이 수행될 때, 도금 장비의 에러(error) 등에 의해서 원하지 않게 도금 과정이 중단(stop)되어 도금이 진행되고 있는 제품 또는 리드에 도금이 중단되는 경우가 발생할 수 있다. 이러한 경우, 체인 벨트에 의한 제품 또는 리드의 이송이 중단되게 되어 도금조들에 위치하는 제품들에는 과도금(over plating) 등이 발생할 수 있다. 이러한 과도금 등의 발생을 방지할 목적으로 전기 도금 방식을 채택하고 있는 도금 장비 대다수는 도금장비의 긴급 가동 중단 시, 즉, 체인 벨트 이송이 중단될 경우, 도금조의 양극(anode)로의 전류 공급을 중단시키도록 장비가 구성되고 있다.

그런데, 이러한 전류 공급의 중단은 예기치 못한 도금 불량의 요인으로 작용할 수 있다. 예를 들어, 무납 도금(lead free plating)의 경우 주석(Sn)의 도금을 위해서 도금조에 제공되는 도금 용액에는 비스무스(Bi)가 제공되고 있다. 그런데, 이러한 Bi는 금속에 대한 치환 성향이 강해 양극에 대한 전류 공급이 중단될 경우, Bi가 제품의 리드에 달라붙으며 도금 진행 중이던 리드가 검게 산화되는 문제가 발생할 수 있다. 이와 함께, 도금조들 사이에 위치하게 된 제품의 리드 또한 대기 중에 노출되게 됨에 따라, 산화에 의한 불량이 발생하게 된다.

실질적으로, 도금 과정에서 도금조들에 위치하게 되는 제품들은 리드 프레임(lead frame) 기준으로 대략 30 프레임 정도인 데, 이러한 원하지 않는 불량 발생에 의해서 이러한 30 프레임을 모두 수작업으로 회수하여 재 도금 작업을 수행해야 한다. 이러한 재 도금 작업의 과정은 리드 등에 원하지 않게 도금된 부분 및 산화된 부분 등을 모두 벗겨내고 다시 린스, 재 도금 등을 수반하게 하므로, 전체 도금 수율에 큰 악영향을 미치게 된다.

따라서, 도금 장비의 순간적인 가동 중단 또는 에러에 의한 가동 중단이 발생하더라도, 도금이 진행되고 있던 제품 또는 리드에 원하지 않는 도금 또는 산화 등과 같은 불량이 발생되는 것을 효과적으로 방지할 수 있는 방법이 요구되고 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 도금 장비의 순간적인 가동 중단 또는 에러에 의한 가동 중단이 발생하더라도, 도금이 진행되고 있던 제품 또는 리드에 원하지 않는 도금 또는 산화 등과 같은 불량이 발생되는 것을 효과적으로 방지할 수 있는 도금 방법 및 이에 이용되는 도금 장비를 제공하는 데 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 도금 방법을 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 흐름도(flow chart)이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 도금 방법에 이용되는 도금 장비를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 도면이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 도금 장비를 구성하는 주 도금조 및 보조 도금조를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 평면도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 도금 장비를 구성하는 주 도금조 및 보조 도금조에 설치된 전극 상태를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 평면도이다.

도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 도금 장비를 구성하는 주 도금조에서의 전류 인가 상태를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 도금 장비를 구성하는 보조 도금조에서의 전류 인가 상태를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 도금 장비를 구성하는 보조 도금조의 형태를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 사시도 및 측면도이다.

*도면 참조 부호에 대한 개략적인 설명*

310, 320, 330, 340: 주 도금조, 400: 보조 도금조,

500: 체인 벨트, 600: 전원,

700; 주 양극, 750: 보조 양극.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 관점은, 도금 중단에 의해 불량이 발생되는 것을 방지하는 도금 방법을 제공한다.

상기 도금 방법은 도금조에 담긴 도금액에 피도금 제품을 도입하는 단계와, 상기 도금액에 담긴 양극(anode)에 상기 피도금 제품에의 도금 반응을 위한 제1인가 전류를 제공하여 상기 피도금 제품에 도금을 진행하는 단계와, 상기 도금이 중단될 때 상기 제1인가 전류보다 낮은 전류량의 제2인가 전류를 상기 양극에 전환 제공하여 상기 도금 중단 동안 상기 피도금 제품에 도금 불량이 발생하는 것을 방지하는 단계, 및 상기 도금 중단이 해소된 후 상기 제2인가 전류를 상기 제1인가 전류로 전환하여 상기 피도금 제품에 도금을 속행하는 단계를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 제2인가 전류는 상기 제1인가 전류에 비해 5% 내지 40%의 전류량으로 제공된다.

상기 도금액은 주석 및 비스무스 원소를 함유하여 상기 도금에 의해서 상기 피도금 제품에 주석 : 비스무스 도금층이 형성된다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 관점은, 도금 중단에 의해 불량이 발생되는 것을 방지하는 도금 방법에 사용되는 도금 장비를 제공한다.

상기 도금 장비는 도금액을 담는 일련의 다수의 주 도금조들과, 상기 주 도금조들의 상기 도금액에 담긴 양극들과, 상기 주 도금조들 사이를 연결하고 상기 도금액이 흐를 수 있는 보조 도금조들과, 상기 양극에 대응되는 음극으로서 상기 주 도금조들 및 상기 보조 도금조들에 도금될 피도금 제품들을 순차적으로 이송하는 이송 수단, 및 상기 양극에 상기 피도금 제품들에의 도금을 위한 제1인가 전류, 및 상기 도금이 중단될 때 상기 양극에 상기 제1인가 전류보다 낮은 전류량의 제2인가 전류를 선택적으로 전환 공급하는 전원을 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 상기 도금 장비는 상기 보조 도금조 내를 통과하는 상기 음극으로서의 이송 수단에 대응되게 상기 보조 도금조 내에 설치되고 상기 전원에 연결되는 보조 양극을 더 포함하여 구성될 수 있다. 상기 보조 양극은 상기 전원에 연결된 상기 양극에 연결되어 상기 전원에 연결되는 것일 수 있다.

또는, 상기 보조 도금조를 통과하는 음극으로서의 상기 이송 수단에 대응되게 상기 양극은 상기 보조 도금조 내로 연장되는 것일 수 있다.

상기 도금 장비는 상기 보조 도금조에 상기 보조 도금조내로 흘러드는 상기 도금액을 감지하기 위해 설치되는 센서를 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기 전원은 상기 제1인가 전류로부터 상기 제2인가 전류로 전환 공급할 때, 상기 제1인가 전류의 전류량 보다 5% 내지 40%인 전류량으로 상기 제2인가 전류를 제공한다.

이러한 도금 장비를 사용하는 방법은 상기 도금 장비에 상기 이송 수단으로 피도금 제품들을 순차적으로 계속 공급하여 상기 피도금 제품들이 상기 주 도금조들 및 상기 보조 도금조들을 통과하도록 하는 단계와, 상기 전원으로부터 상기 양극에 상기 피도금 제품들에의 도금 반응을 위한 제1인가 전류를 제공하여 상기 피도금 제품에 도금을 진행하는 단계와, 상기 도금이 중단될 때 상기 전원으로부터 상기 제1인가 전류보다 낮은 전류량의 제2인가 전류를 상기 양극에 전환 제공하여 상기 도금 중단 동안 상기 피도금 제품에 도금 불량이 발생하는 것을 방지하는 단계, 및 상기 도금 중단이 해소된 후 상기 전원으로부터 상기 제2인가 전류를 상기 제1인가 전류로 전환하여 상기 피도금 제품에 도금을 속행하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 상기 도금 장비는 상기 보조 도금조 내에 설치되는 보조 양극을 더 포함하고, 상기 전원으로부터 상기 제2인가 전류는 상기 보조 양극에 상기 양극에와 함께 제공될 수 있다. 이때, 상기 전원으로부터 상기 제1인가 전류는 상기 보조 양극에 상기 양극에와 함께 제공될 수 있다.

본 발명에 따르면, 도금 장비의 순간적인 가동 중단 또는 에러에 의한 가동 중단이 발생하더라도, 도금이 진행되고 있던 제품 또는 리드에 원하지 않는 도금 또는 산화 등과 같은 불량이 발생되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다.

본 발명의 실시예들에서는, 다수의 도금조들이 일련되게 배치되고, 체인 벨트와 같은 이송 수단으로 이송되며 도금이 진행되는 도금 장비에서 에러 등에 의한 장비의 순간 가동 중단 또는 피도금 제품의 이송 중단 등이 발생할 때, 도금조의 도금액에 양극(anode)을 통해서 제공되고 있던 전류를 감소시키되 최소의 전류량만을 제공하여 원하지 않는 금속 치환 반응이 발생하는 것을 효과적으로 방지하는 바를 제시한다.

또한, 순간 가동 중단 등이 발생하더라도 체인 벨트 등에 의해서 이송되는 도금 중이던 피도금 제품들에 산화 등이 발생하는 것을 효과적으로 방지하기 위해서, 최소한 도금조들 간에도 도금액이 제공되어 피도금 제품들이 실질적인 도금 과정에서는 도금액에 잠긴 상태로 유지되도록, 도금조들 간에 보조 도금조를 도입하여 보조 도금조들에도 도금액이 제공되도록 도금 장비를 구성하는 바를 제시한다. 이때, 보조 도금조에도 보조 양극을 도입하여, 순간 정지 또는 순간 가동 중단 시에도 금속 치환 반응을 방지할 정도의 최소 전류를 보조 양극을 통해 도금액으로 제공되도록 허용하는 바를 제시한다.

이와 같은 본 발명의 실시예에 따르면, 원하지 않는 도금 장비 또는 이송 체인 벨트의 순간 가동 중단 또는 도금 중단이 발생하더라도, 원하지 않는 금속 치환 반응과 피도금 제품의 대기 중에의 노출에 따른 산화를 효과적으로 방지할 수 있다. 이에 따라, 원하지 않은 도금 중단에 따라 과다 도금 또는 원하지 않는 금속의 치환 반응, 산화 등과 같은 불량이 도금 중이던 피도금 제품에 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 도금 방법을 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 흐름도(flow chart)이다. 도 2 내지 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 도금 방법에 이용되는 도금 장비를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 도면들이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 도금 방법은 도금 과정이 원하지 않는 에러 등으로 순간 중단될 때, 도금조에 위치하여 도금 중이던 피도금 제품, 즉, 집적회로 소자의 리드에 과다한 도금이 진행되는 것을 방지하고, 이와 함께 원하지 않는 금속 치환 현상이 발생하는 것을 방지하기 위해서, 도금조의 도금액에 인가하는 전류를 도금을 위해서 인가하는 전류에 비해 낮은 양으로 전환시키는 바를 제시한다(도 1의 300).

무납 도금인 주석 : 비스무스 도금 과정을 예로 들어 설명하면, 도금 장비의 에러 등에 의해서 도금이 중단될 경우, 도금조에 위치하는 피도금 제품에 제공되던 도금을 위한 전류는 일단 중단될 수 있다. 이는 계속 도금을 위한 전류를 공급할 경우, 체인 벨트 등과 같은 이송 수단에 의해서 이송되던 피도금 제품이 한 위치에서 계속 정지하여 도금액에 담긴 상태로 유지됨에 따라, 피도금 제품에 계속적으로 도금 반응이 수행되기 때문에, 피도금 제품에는 요구되는 두께 이상으로 도금층이 도금되게 된다. 이를 방지하기 위해서는 도금을 위해 제공되던 인가 전류의 공급을 중단하여야 한다.

그런데, 이러한 도금을 위한 인가 전류의 공급 중단 시에 도금액 내에 존재하는 비스무스(Bi) 원자는 자발적으로 다른 금속에 치환하여 석출되는 경향을 나타낸다. 이에 따라, 피도금 제품이나 도금조 내의 다른 금속 부품 등에 Bi가 치환 석출되는 원하지 않는 불량이 발생할 수 있다.

이를 방지하기 위해서, 본 발명의 실시예에서는 도금 과정이 순간 정지될 때, 도금조의 도금액에 제공되던 도금을 위한 제1인가 전류를 상대적으로 낮은 제2인가 전류로 전환시켜, 도금 과정이 순간 중단된 시간 동안 계속하여 도금액에, 즉, 도금액을 사이에 두고 피도금 제품(즉, 음극)과 양극을 통해 도금액에 Bi 원자가 치환 석출되는 것을 방지하도록 제2인가 전류를 계속 제공한다.

제2인가 전류는 도금을 유도할 정도의 높은 전류량이어서는 안되며, 단지, 도금액에 포함된 금속 원소들 중 치환 석출 경향이 강한 금속 원소, 즉, Bi 원소가 치환 석출되지 않도록 유도할 정도의 전류량이면 충분하다. 예를 들어, 도금을 위한 제1인가 전류가 대략 75A 내지 100A 이라면, 금속 치환 석출을 방지할 제2인가 전류는 대략 5A 내지 30A 정도일 수 있다. 즉, 제2인가 전류는 제1인가 전류에 비해 대략 5% 내지 40% 정도일 수 있다. 바람직하게는 제2인가 전류는 제1인가 전류가 75A일 때 대략 15A 정도로 제공되는 것이 바람직하다.

도금조들이 일련되게 배치되고, 도금조들 전 후로 다수의 다양한 목적의 용액조들이 배치되어 구성되는 도금 장비들에서, 피도금 제품들이 순차적으로 이송되며 도금되는 실제 양산 과정을 예로 들어 본 발명의 실시예를 보다 구체적으로 설명한다.

도 1과 함께 도 2 및 도 3을 참조하면, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 도금 방법에 이용되는 도금 장비를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 도금 장비를 구성하는 도금조 및 보조 도금조를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 평면도이다.

도금 장비는, 도 2에 개략적으로 도시된 바와 같이, 다수의 도금조들(300)이 일련되게 배치되고, 이러한 도금조들(300) 전 후에 다양한 과정들이 수행되는 용액조들(250)들이 일련되게 배치되어 구성된다. 이러한 도금조들(300) 및 용액조들(250)로 피도금 제품, 즉, 반도체 소자가 패키징된 리드 프레임들이 체인 벨트와 같은 이송 수단에 의해서 순차적으로 그리고 계속적으로 이송되며 도금조들(300)에서 도금이 수행된다.

피도금 제품은 장착부(load part:210)에서 체인 벨트에 걸려져 도금 장비로 투입되게 된다. 체인 벨트의 이송에 의해서 피도금 제품은 먼저 화학적 디플래시 과정을 거치고, 린스 및 고압 린스를 거친 후 디스케일된다. 연후, 린스 과정을 거쳐 활성화 과정, 즉, 활성제(activator)가 함유된 용액에 담겨진 후, 전처리 용액조(270)에서 사전 디핑(pre-dip) 과정을 거친다. 턴 휠(turn wheel)은 체인 벨트의 이송 방향을 바꿔주는 역할을 한다. 사전 디핑 과정을 거친 도금조들(300)로 이송되어 도금된 후, 중화 과정 및 고온 린스(hot rinse), 에어 분사(air rinse) 및 건조 과정을 거쳐 탈착부(unload pat:230)에서 인출되게 된다. 이때, 실질적으로 도금 과정이 수행되는 것은 도금조들(300)을 피도금 제품들이 거쳐갈 때 이루어진다고 이해될 수 있다.

도 3을 참조하면, 도 2에 제시된 도금 단계를 수행하는 도금조들(300)은 도 3에서와 같이 주 도금조들(310, 320, 330, 340)과 보조 도금조들(400)을 포함하여 구성될 수 있다. 보조 도금조들(400)은 이러한 주 도금조들(310, 320, 330, 340)사이를 연결하는 연결부(350)를 관통하게 도입되어, 주 도금조들(310, 320, 330, 340) 사이 부위에도 도금액이 유통될 수 있도록 허용하는 역할을 한다. 즉, 체인 벨트(500)에 매달려 도금액에 담긴 채 이송되는 피도금 제품들이 주 도금조들(310, 320, 330, 340) 사이 부위에서도 도금액으로부터 이탈되어 대기 중에 노출되지 않도록 허용하기 위해서, 보조 도금조들(400)에도 도금액이 제공되도록 보조 도금조들(400)과 주 도금조들(310, 320, 330, 340)은 서로 유통되게 연결된다. 이에 따라, 주 도금조들(310, 320, 330, 340)에 제공된 도금액은 보조 도금조들(400)로 흘러 들어갈 수 있다.

이와 같이 주 도금조들(310, 320, 330, 340) 및 보조 도금조들(400)을 도입한 후(도 1의 110), 피도금 제품들을 연속적으로 이송시켜 도금을 수행한다(도 1의 120). 이때, 도금 반응을 위해서는 전원(600)을 통해서 주 도금조(310, 320, 330, 340)들 내에 도입된 양극(700)과 체인 벨트(500)에 매달린 피도금 제품에는 도금을 위한 전류가 인가된다. 이러한 인가 전류는 도금 반응을 유도하기 위해서 대략 75A 내지 100A의 고전류가 정류기 등을 포함하는 전원(600)에 의해서 제공된다.

도 3에서는 개략적으로 이러한 도금 전류의 인가를 도시하였으나, 주 도금조들(310, 320, 330, 340) 각각에 4개씩 평판 형태로 도입되는 양극(700) 각각에는 모두 이러한 도금 전류가 인가된다(도 1의 130). 그리고, 체인 벨트(500)에 전원(600)이 접촉하여 체인 벨트(500)에 전기적으로 연결된 체인 벨트(500)에 매달린 피도금 제품, 즉, 리드 프레임은 음극으로 역할하게 된다.

인가되는 도금 전류에 의해서 도금액 내에 함유된 금속 원소들은 피도금 제품에 도금되게 된다. 무납 주석 도금의 경우 도금액은 주석 원소와 비스무스 원소를 함유하고 있으며, 이러한 인가되는 도금 전류에 의해서 주석 및 비스무스 원소가 일정 비율로 피도금 제품에 도금되어 도금층을 형성하게 된다.

그런데, 이와 같은 도금 과정을 중에 여러 종류의 에러 등에 의해서 도금 과정이 순간 정지 또는 중단되는 경우가 발생할 수 있다. 이러한 순간 정지 등에서 체인 벨트(500)의 이송은 중단되므로, 피도금 제품은 도금액에 잠긴 채 중단 기간 동안 계속 머무르게 된다.

이러한 경우, 피도금 제품이 계속하여 도금 전류 공급하에 도금액에 담겨 있으면, 피도금 제품에 과다한 도금이 발생할 수 있다. 이와 같은 과다 도금 불량은 배제되어야 하므로, 이러한 도금 과정의 순간 정지 또는 중단이 발생할 경우, 전원(600)은 도금 전류를 공급하는 것을 중단하고, 양극(700) 및 체인 벨트(500)를 통한 피도금 제품, 즉, 음극에 도금 전류인 제1인가 전류보다 낮은 제2인가 전류를 제공하도록 한다(도 1의 130).

이러한 제1인가 전류에서 제2인가 전류로의 전원 공급의 전환은 도금 장비를 전체적으로 제어하는 제어부(도시되지 않음)에서 설정된 프로그램(program)에 의해서, 도금 과정 순간 중단이 발생할 경우 자동적으로 이루어진다. 이러한 제2인가 전류는 제1인가 전류에 비해 대략 5% 내지 40% 정도 낮은 전류량으로 제공된다. 즉, 제1인가 전류가 75A 내지 100A일 경우, 제2인가 전류는 대략 5A 내지 30A 정도로 제공된다. 바람직하게는 제1인가 전류가 75A일 때 제2인가 전류는 15A일 수 있다.

이와 같이 도금액에 제공되는 도금을 위한 제1인가 전류를 이보다 낮은 제2인가 전류로 전환하는 것은 두 가지 큰 목적을 이루기 위해서이다.

첫째, 도금액 내에 머무르고 있는 피도금 제품에 도금 반응이 활성화되는 것을 방지하여, 계속적으로 도금 반응이 크게 이루어져 도금층의 두께가 과다하게 증가하는 것을 방지하기 위해서이다. 도금 전류의 전류량은 도금 반응에 의한 도금량을 결정하는 한 요소로 작용하므로, 이러한 전류량을 줄임으로써 실질적으로 피도금 제품에 도금 반응이 진행되는 것을 방지할 수 있다.

둘째로는, 무납 주석 도금의 경우에서와 같이 도금액 내에 비스무스와 같이 금속에 대해 치환 경향이 강한 금속 원소가 포함될 경우, 제1인가 전류의 공급을 중단할 경우 이러한 비스무스 원자가 양극(700) 또는 피도금 제품에 치환 석출될 수 있다. 이는 도금 과정에서 원하지 않는 현상이므로 불량으로 이해될 수 있다. 그런데, 본 발명의 실시예에서와 같이 도금에 요구되는 전류량으로 제공되는 제1인가 전류에 비해 낮은 제2인가 전류를 양극(700) 등을 통해 제공하면, 이러한 비스무스 원자의 치환 석출이 방지된다.

그런데, 도 3에 제시된 바와 같이 주 도금조들(310, 320, 330, 340) 내에 설치된 양극(700)은 보조 도금조들(400)로는 연장된 상태가 아니다. 따라서, 도금 과정이 정지된 상태에서 보조 도금조들(400) 위치, 즉, 주 도금조들(310, 320, 330, 340) 사이의 연결부(350)에 위치하는 피도금 제품들에는 다소의 원하지 않는 현상이 발생할 수 있다. 예를 들어, Sn : Bi 도금액을 이용할 경우, 도금층의 Sn : Bi의 조성비가 변동될 수 있다. 이는 도금층의 특성 측면에서 원하지 않는 현상이다.

따라서, 이러한 도금층의 조성 변동을 방지하기 위해서, 도 4, 도 5a 및 도 5b에 제시된 바와 같이 보조 도금조(400) 내에는 평판 형태의 보조 양극(750)을 도입한다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 도금 장비를 구성하는 주 도금조들(310, 320, 330, 340) 및 보조 도금조(400)에 설치된 전극 상태를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 평면도이다. 도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 주 도금조(310, 320, 330, 340)에서의 전류 인가 상태를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 보조 도금조(400)에서의 전류 인가 상태를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 4를 참조하면, 보조 도금조(400)는 예들 들어 제1주 도금조(310)와 제2주 도금조(320)를 연결하도록 연결부(350)를 관통하여 도입된다. 실질적으로 제1주 도금조(310)의 영역은 제1주 도금조(310) 내에 도입되는 도금액 막이(311)까지이므로, 제1주 도금조(310) 내에 제공되는 도금액은 이러한 도금액 막이(311) 내에 담긴 상태가 된다. 이러한 도금액 막이(311)는 그 외측 공간에 도금액의 배출을 위한 드레인(drain:도시되지 않음)이 설치될 수 있도록 허용한다.

따라서, 보조 도금조(400)는 이러한 제1주 도금조(310)의 실질적인 영역, 즉, 도금액이 담긴 영역에 다다르게 도입되어, 제1주 도금조(310)에 담긴 도금액이 보조 도금조(400) 내로 흘러드는 것이 가능하도록 허용한다. 따라서, 도 5a 및 도 5b에 제시된 바와 같이 체인 벨트(500)의 이송 중단 등과 같은 도금 과정의 순간 중단이 발생할 때, 보조 도금조(400) 내에 위치하여 그 위치에서 멈추게 되는 피도금 제품(550)은 보조 도금조(400) 내에 흘러든 도금액(390)에 잠긴 상태로 유지되게 된다.

이때, 보조 도금조(400)에는 보조 양극(750)이 도입된다. 보조 양극(750)은 보조 도금조(400)의 길이에 대등한 정도의 길이를 가지는 평판 형태로 도입될 수 있다. 이러한 보조 양극(750)은 보조 도금조(400) 내에 멈춰있을 피도금 제품(550)에도 비스무스 원소 등과 같은 금속 치환 석출 특성이 강한 금속 원소가 달라붙는 불량이 발생하는 것을 방지하기 위해서 도입된다. 따라서, 보조 양극(750)은 제1주 도금조(310) 등에 도입되는 주 양극(700)과 공통 연결로 전원(600)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 도금 과정이 순간 정지 또는 중단될 경우, 주 양극(700)과 함께 보조 양극(750)에도 금속 원소의 치환 석출을 방지할 제2인가 전류가 제공된다.

물론, 이러한 보조 양극(750)의 역할을 주 양극(700)이 겸비할 수 있도록 주 양극(700)이 보조 도금조(400) 내로, 보조 도금조(400)가 연장되는 길이까지 연장될 수도 있다.

이와 같이 보조 도금조(400)에 보조 양극(750)을 도입함에 따라, 비스무스 원소의 치환 석출이 방지되어, 도금 중단에 따른 피도금 제품의 도금층의 조성비가 변동되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

한편, 도 5b에 도시된 바와 같이 보조 도금조(400) 내에서도 도금액(390)이 흘러듦에 따라, 피도금 제품(550)은 도 2에 제시된 일련 도금 과정 동안 계속하여 도금액(390) 내에 잠긴 상태로 유지되며 이송될 수 있다. 따라서, 도금 중단 등이 발생할 경우에도 피도금 제품(550)이 대기 중에 노출될 가능성은 없게 된다. 따라서, 도금 중이던 피도금 제품(550)이 대기 중에 노출되어 산화되는 불량이 효과적으로 방지될 수 있다.

더욱이, 보조 도금조(400)의 도입은 결국, 예를 들어 4개의 상호 분리된 주 도금조들(310, 320, 330, 340)을 서로 연결시켜 도금액(390)이 유통되도록 함으로써, 결국, 하나의 대형 도금조(300)를 도입한 것과 대등한 도금 효과를 구현할 수 있다. 즉, 도금의 균일성을 보다 높일 수 있다.

만일, 보조 도금조(400)가 도입되지 않을 경우, 주 도금조들(310, 320, 330, 340) 사이에서는 도금이 중단되는 효과가 발생하지만, 보조 도금조(400)를 도입한 경우 도금 과정이 중단되지 않은 정상 상태에서 보조 양극(750)을 통해서 도금 전류인 제1인가 전류가 될 수 있으므로, 피도금 제품(550)은 이송 중에 연속적으로 도금 반응이 계속될 수 있다. 이는 설비의 특성 상 주 도금조들(310, 320, 330, 340)이 분리될 수밖에 없어 발생하던 불리한 면을 극복할 수 있음을 의미한다.

실제, 개개의 주 도금조들(310, 320, 330, 340)은 대략 1.5M 정도로 매우 길어 전체 도금조(300)의 길이는 6M 이상이 되게 된다. 이를 단일 도금조로 구성하는 것은 실질적으로 매우 어렵다. 그러나, 보조 도금조(400)를 도입함으로써, 분리된 주 도금조들(310, 320, 330, 340)로서도 실제 단일 도금조를 도입한 것과 대등한 도금 효과를 구현할 수 있다.

한편, 보조 도금조(400)는 도 6a 및 6b에 제시된 바와 같이 구성될 수 있다. 도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 도금 장비를 구성하는 보조 도금조를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 사시도 및 측면도이다.

도 6a 및 도 6b를 참조하면, 보조 도금조(400)는 평판 형태의 두 벽(410)이바닥판(420)에 세워진 형태로 구성될 수 있다. 바닥판(420)에는 지지를 위한 다리(430)가 부착될 수 있으며, 세워진 두 벽(410)은 지지부(460)에 의해서 바닥판(420)에 지지될 수 있다. 어느 한 벽(410)에는 구멍(440)이 도입되고, 이러한 구멍(440)에는 도금액의 존재 유무를 감지하는 센서(sensor:470)가 도입된다. 이러한 도금액의 감지는 도금액의 적절한 공급을 위해서 필수적으로 요구된다.

이러한 보조 도금조(400)의 벽(410)의 길이는, 보조 도금조(410)와 도 3 또는 도 4에 도시된 바와 같이 주 도금조들(310, 320) 사이에 도입될 때, 보조 도금조(410)가 적어도 주 도금조들(310, 320)에 담긴 도금액들에 다다를 수 있도록 하는 길이를 가져야 한다. 즉, 도금액 막이(도 4의 311)를 지나거나 맞대어지도록 보조 도금조(400)가 도입되는 것을 허용할 수 있을 정도의 길이로 보조 도금조(400)의 벽(410)이 구성되는 것이 바람직하다.

다시 도 1을 참조하면, 이와 같이 도금 순간 중단 또는 정지가 해소되면, 제2인가 전류를 도금 전류인 제1인가 전류로 전환하여 주 양극(700) 또는 보조 양극(750)에 제공하여 도금 과정을 다시 계속한다(도 1의 140). 이와 같은 경우, 이제까지 설명한 바와 같이 도금 순간 중단 또는 정지 기간 동안 피도금 제품에 과다 도금이나 금속 치환 석출 또는 산화 등과 같은 도금 불량이 효과적으로 방지될 수 있으므로, 도금 과정 순간 중단 시에 도금액 내에 멈춰있던 피도금 제품들을 재처리(rework)할 필요는 없게 된다. 실재로 2분 정도의 도금 순간 중단 시에도 피도금 제품에 도금 불량이 발생하지 않았다. 따라서, 도금 과정의 수율 및 도금 장비의 가동률의 증가를 크게 제고할 수 있다.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.

상술한 본 발명에 따르면, 도금 과정이 에러 발생 등에 의해서 순간 정지 또는 중단되더라도, 도금 중이던 피도금 제품, 예컨대, 리드 프레임에 도금 불량이 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 이에 따라, 재처리 작업의 요구가 줄어들 수 있어 생산율 및 설비 가동률의 증가를 제고할 수 있다.

Claims (14)

1. 도금조에 담긴 도금액에 피도금 제품을 도입하는 단계;

   상기 도금액에 담긴 양극(anode)에 상기 피도금 제품에의 도금 반응을 위한 제1인가 전류를 제공하여 상기 피도금 제품에 도금을 진행하는 단계;

   상기 도금이 중단될 때 상기 제1인가 전류보다 낮은 전류량의 제2인가 전류를 상기 양극에 전환 제공하여 상기 도금 중단 동안 상기 피도금 제품에 도금 불량이 발생하는 것을 방지하는 단계; 및

   상기 도금 중단이 해소된 후 상기 제2인가 전류를 상기 제1인가 전류로 전환하여 상기 피도금 제품에 도금을 속행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도금 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제2인가 전류는 상기 제1인가 전류에 비해 5% 내지 40%의 전류량으로 제공되는 것을 특징으로 하는 도금 방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 도금액은 주석 및 비스무스 원소를 함유하여 상기 도금에 의해서 상기 피도금 제품에 주석 : 비스무스 도금층이 형성되는 것을 특징으로 하는 도금 방법.
4. 도금액을 담는 일련의 다수의 주 도금조들;

   상기 주 도금조들의 상기 도금액에 담긴 양극들;

   상기 주 도금조들 사이를 연결하고 상기 도금액이 흐를 수 있는 보조 도금조들;

   상기 양극에 대응되는 음극으로서 상기 주 도금조들 및 상기 보조 도금조들에 도금될 피도금 제품들을 순차적으로 이송하는 이송 수단; 및

   상기 양극에 상기 피도금 제품들에의 도금을 위한 제1인가 전류, 및 상기 도금이 중단될 때 상기 양극에 상기 제1인가 전류보다 낮은 전류량의 제2인가 전류를 선택적으로 전환 공급하는 전원을 포함하는 것을 특징으로 하는 도금 장비.
5. 제4항에 있어서,

   상기 보조 도금조 내를 통과하는 상기 음극으로서의 이송 수단에 대응되게상기 보조 도금조 내에 설치되고 상기 전원에 연결되는 보조 양극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도금 장비.
6. 제5항에 있어서,

   상기 보조 양극은 상기 전원에 연결된 상기 양극에 연결되어 상기 전원에 연결되는 것을 특징으로 하는 도금 장비.
7. 제4항에 있어서,

   상기 보조 도금조를 통과하는 음극으로서의 상기 이송 수단에 대응되게 상기 양극은 상기 보조 도금조 내로 연장되는 것을 특징으로 하는 도금 장비.
8. 제4항에 있어서,

   상기 보조 도금조에 상기 보조 도금조 내로 흘러드는 상기 도금액을 감지하기 위해 설치되는 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도금 장비.
9. 제4항에 있어서,

   상기 전원은 상기 제1인가 전류로부터 상기 제2인가 전류로 전환 공급할 때, 상기 제1인가 전류의 전류량 보다 5% 내지 40%인 전류량으로 상기 제2인가 전류를 제공하는 것을 특징으로 하는 도금 장비.
10. 도금액을 담는 일련의 다수의 주 도금조들,

    상기 주 도금조들의 상기 도금액에 담긴 양극들,

    상기 주 도금조들 사이를 연결하고 상기 도금액이 흐를 수 있는 보조 도금조들,

    상기 양극에 대응되는 음극으로서 상기 주 도금조들 및 상기 보조 도금조들에 도금될 피도금 제품들을 순차적으로 이송하는 이송 수단, 및

    상기 양극에 전류를 인가하는 전원을 포함하는 도금 장비에

    상기 이송 수단으로 피도금 제품들을 순차적으로 계속 공급하여 상기 피도금 제품들이 상기 주 도금조들 및 상기 보조 도금조들을 통과하도록 하는 단계;

    상기 전원으로부터 상기 양극에 상기 피도금 제품들에의 도금 반응을 위한 제1인가 전류를 제공하여 상기 피도금 제품에 도금을 진행하는 단계;

    상기 도금이 중단될 때 상기 전원으로부터 상기 제1인가 전류보다 낮은 전류량의 제2인가 전류를 상기 양극에 전환 제공하여 상기 도금 중단 동안 상기 피도금 제품에 도금 불량이 발생하는 것을 방지하는 단계; 및

    상기 도금 중단이 해소된 후 상기 전원으로부터 상기 제2인가 전류를 상기 제1인가 전류로 전환하여 상기 피도금 제품에 도금을 속행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도금 방법.
11. 제10항에 있어서,

    상기 도금액은 주석 및 비스무스 원소를 함유하여 상기 도금에 의해서 상기피도금 제품에 주석 : 비스무스 도금층이 형성되는 것을 특징으로 하는 도금 방법.
12. 제10항에 있어서,

    상기 제2인가 전류는 상기 제1인가 전류에 비해 5% 내지 40%의 전류량으로 제공되는 것을 특징으로 하는 도금 방법.
13. 제10항에 있어서,

    상기 도금 장비는 상기 보조 도금조 내에 설치되는 보조 양극을 더 포함하고, 상기 전원으로부터 상기 제2인가 전류는 상기 보조 양극에 상기 양극에와 함께 제공되는 것을 특징으로 하는 도금 방법.
14. 제13항에 있어서,

    상기 도금 장비는 상기 보조 도금조 내에 설치되는 보조 양극을 더 포함하고, 상기 전원으로부터 상기 제1인가 전류는 상기 보조 양극에 상기 양극에와 함께 제공되는 것을 특징으로 하는 도금 방법.