KR20060114982A - 부분 도금 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 피도금재를 부분적으로 도금하는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 피도금재의 도금이 필요한 부위에만 도금액을 분사하고, 도금이 필요하지 않은 부위에는 공기를 불어주어 도금액이 피도금재와 접촉하는 것을 방지하는 부분 도금 장치 및 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 부분 도금장치는, 도금액 공급수단이 연결되는 도금액 통로와, 공기 주입수단이 연결되는 공기 통로가 그 출구들이 상호 이격되도록 형성된 몸체부; 상기 피도금재의 도금 대상영역과 그에 인접한 비도금 대상영역이 각각 도금액 통로와 공기 통로에 대응되도록 피도금재를 배치시키는 정렬수단; 및 전기 도금용 전원의 공급을 위해 도금액과 접촉되는 전극;을 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 부분 도금방법은, 부분 도금이 필요한 피도금재를 도금하는 방법으로서, 피도금재에 분사될 도금액을 구비하는 한편, 피도금재를 고정 배치하는 단계와, 피도금재와 도금액에 전기도금용 전원을 인가하는 단계 및 피도금재의 도금 대상영역에는 도금액을 분사하고, 도금 대상영역에 인접한 비도금 대상영역에는 공기를 분사하는 단계를 포함한다.

부분 도금, 도금 장치, 공기 통로

Description

부분 도금 장치 및 방법{Slective plating apparatus including the method of preventing from plating unnecessary plating area and plating method thereof}

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.

도 1은 부분 도금이 요구되는 피도금재의 예를 도시하는 부분 확대 사시도.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 부분 도금장치의 구성을 도시하는 단면도.

도 3은 도 2의 변형예를 도시하는 단면도.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 부분 도금장치의 몸체부와 가이드롤러의 배치 구조를 도시하는 평면도.

<도면의 주요 참조부호에 대한 설명>

10..양극 20..몸체부 30..도금액 통로

40..공기 통로 60..위치조정가이드 200...가이드 롤러

본 발명은 피도금재를 부분적으로 도금하는 장치 및 방법으로서 보다 상세하게는 피도금재의 도금 대상영역에 대하여 선택적으로 도금처리를 수행할 수 있는 구조를 가진 부분 도금장치와 그 도금 방법에 관한 것이다.

일반적으로 전기도금은 금속으로 된 물체의 부식을 방지하고, 장식적 미관을 좋게 하기 위한 것으로 전기 도금 또는 무전해 도금 방법은 도금재료와 전해액을 도입한 도금욕조에 도금하고자 하는 재료를 침지한 후 직류 전원 장치에 의해 전기를 인가하거나 환원제를 첨가해 도금을 행하는 방식을 취하고 있고, 이러한 침지 방식은 도금하고자 하는 기물의 전체를 도금하는 방법으로 광범위하게 사용된다.

종래에 귀금속 도금은 주로 색만 내는 정도의 장식용으로 사용되어 왔으나, 근래에는 단순히 장식품뿐만 아니고 로켓공업, 엔진 및 정보통신, 전자기기 부품류 등의 공업용으로 광범위하게 사용되고 있다. 특히 금도금은 내식성이 뛰어나고 전기저항 및 접촉저항이 작으며 솔더링 특성도 좋기 때문에 전자부품에 있어서는 필수적인 요소이다. 이러한 특성으로 인해 인쇄회로기판, 커넥터, 스위치, 리드재 등의 전기전자부품 등의 표면처리에는 금도금이 매우 중요하다. 특히 이러한 부품들의 원소재는 많은 경우 구리 및 구리 합금으로 구성되어 있어 대기 및 오염 환경에 노출 시 표면산화나 부식이 발생하기 쉬우며, 반복되는 접촉, 통전, 방전 등에 의한 변색, 부식이나 열화를 방지하기 위해 금도금이 많이 사용되고 있다. 이와 같은 금도금을 하는 방법에는 전기도금, 무전해 도금, 치환도금 등이 많이 사용되며 그 중 전기도금이 그 효율 및 작업의 편리성 등으로 인해 가장 많이 사용되는 방법이다. 또한 최근 제품의 고성능화 및 복잡화로 인해 귀금속 도금이 필요한 부분이 증가하면서 사용되는 귀금속 양이 크게 증가하게 되었다. 이에 고가인 귀금속의 사용 증가로 제품의 원가가 상승하게 되어 한 부품 내에서도 불필요한 부분에 대해서는 귀금속 도금을 하지 않기 위해 필요한 부분만 선택적으로 도금을 하는 부분도금 기술이 발달하게 되었으며, 이와는 다르게 귀금속 도금된 표면이 기능상으로도 역효과를 발휘하게 되는 경우에는 도금된 표면과 도금되지 않은 표면이 구분되어야 하는 필요에 의해 부분도금을 적용하게 되었다.

부분도금을 하기 위한 방법으로는 부분침적 방식, 마스킹 방식, 브러쉬 방식, 제트분사 방식 등의 여러방법이 사용되어 왔다. 부분침적 방식은 피도금재를 도금액에 부분적으로 침지하여 원하는 부위에만 도금을 하는 방식으로 가장 간단한 방식이긴 하지만, 침지 방식은 미세한 영역에 적용하기 힘들어 도금 영역 선택성에 대한 제한이 큰 단점이 있다.

마스킹 방식은 피도금재의 도금이 필요없는 부분에 대해 마스킹 테이프와 같은 것을 부착하여 도금을 함으로써 그 부분에 대한 도금을 막아주는 방식으로 이는 마스킹 적용을 위한 별도의 장치에 의한 비용 소요 및 굽힘 가공 등으로 인한 3차원 형태의 제품들에 적용하는 것이 매우 힘든 단점이 있다.

브러쉬 방식은 브러쉬에 도금액을 묻혀주어 피도금재의 원하는 부위에만 접촉시켜 주는 방식으로 이는 고속 도금에 적용이 어려우며, 미세한 제품의 경우 브러쉬와 피도금재의 접촉에 의해 제품 변형의 우려가 있다.

제트분사 방식은 노즐을 통해 도금액을 고속으로 분사시켜 도금이 필요한 부위에만 도금액을 노출시키는 방법으로 마스킹이나 이에 상응하는 차폐물과 더불어 사용하기도 하며, 부분도금 효과를 상승시키기 위해 펄스 전원으로부터 교대로 전류를 피도금재에 통전함으로써 도금을 하기도 한다. 그러나 제트분사 방식은 제트분사를 위한 장치 및 펄스 전원장치 등의 각종 설비를 필요로 하여 설비 비용이 높아진다는 단점이 있으며, 제트분사의 제어를 위한 센서 장치 등의 부대 장치 비용이 많이 소요되며, 또한 대부분의 경우 정밀 가공이 필요하나 부분도금의 선택성이 가공의 오차에 크게 영향을 받고 유체 유동의 단점인 예측하지 못하는 액 유동 형태의 변동으로 인해 제트 분사 시 원하지 않는 부분에 도금액이 노출될 가능성이 큰 단점이 있다.

따라서 많은 경우에 귀금속에 대한 원가 상승 원인을 감수하고 기능상의 문제가 없을 경우에는 부분도금 방법상의 어려움으로 인해 피도금재의 전체를 도금하기도 한다.

본 발명은 상기와 같은 점을 고려하여 창안된 것으로서, 피도금재에 있어 도금이 필요한 영역에만 도금액을 분사하고 그 이외의 영역에는 공기를 주입하여 선택적으로 도금처리가 이루어지는 부분 도금장치 및 도금방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 부분 도금이 필요한 피도금재 를 도금하기 위한 장치로서, 도금액 공급수단이 연결되는 도금액 통로와, 공기 주입수단이 연결되는 공기 통로가 그 출구들이 상호 이격되도록 형성된 몸체부; 상기 피도금재의 도금 대상영역와 그에 인접한 비도금 대상영역이 각각 상기 도금액 통로와 공기 통로에 대응되도록 상기 피도금재를 배치시키는 정렬수단; 및 전기 도금용 전원의 공급을 위해 상기 도금액과 접촉되는 전극;을 포함한다.

바람직하게, 상기 몸체부는, 도금액이 공급되는 내부공간이 마련되고, 상기 내부공간과 연통되는 슬릿 형태의 도금액 통로와, 상기 내부공간과 차단되는 공기통로가 형성되며, 상기 피도금재가 접촉되는 절연성의 가이드면을 제공한다.

바람직하게, 상기 전극은, 상기 몸체부에 내장되고, 상기 도금액 공급수단으로부터 상기 몸체부 내부로 도금액이 공급되도록 유도하는 관로를 구비한다.

또한, 상기 정렬수단은, 상기 피도금재가 장착되고, 상기 도금액 통로 및 공기통로의 출구에 대한 상기 피도금재의 상하 위치 조정을 위해 승강 가능하게 설치되는 위치조정가이드;를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 부분 도금방법은, 상기 피도금재에 분사될 도금액을 구비하는 한편, 상기 피도금재를 고정 배치하는 단계; 상기 피도금재와 도금액에 전기도금용 전원을 인가하는 단계; 및 상기 피도금재의 도금 대상영역에는 상기 도금액을 분사하고, 상기 도금 대상영역에 인접한 비도금 대상영역에는 공기를 분사하는 단계;를 포함한다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구 범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명이 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1에는 부분도금이 요구되는 피도금재의 예가 개략적으로 도시되어 있다.

도 1을 참조하면, 피도금재(1)는 개별 핀이 스트립 상에 상에 0.4mm~0.7mm의 일정한 간격으로 연속적으로 붙어 있는 형태이며 개별 핀은 2mm가 넘지 않는 작은 크기의 커넥터이다. 또한 도금 대상영역이 두군데로, 부위 Ⅰ과 부위 Ⅲ이 도금이 되어야 하는 부분이며 부위 Ⅰ과 부위 Ⅲ은 각각 접점 및 솔더부의 역할을 하고 있다. 부위 Ⅱ는 비도금 대상영역은 부분으로 솔더링 시 솔더 위킹(wicking) 현상을 방지하기 위한 배리어부이다.

도 2와 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 부분 도금장치 및 도 2의 변형예의 구성을 도시하는 단면도이다. 도 2의 부분 도금장치는 상기 피도금재(1)의 Ⅰ부위를 도금하는데 사용될 수 있으며, 도 3의 도금장치는 Ⅲ부위를 도금하는데 사용될 수 있다.

도 2및 도 3을 참조하면, 부분 도금장치는 베어링에 의해 회전할 수 있는 디스크 형태의 구조를 가지며, 원주 방향으로 균일한 슬릿이 형성되어 여기서 360도 고르게 도금액이 분사되고 도금을 필요로 하지 않는 부위에 노출될 수 있는 도금액을 제거해 주기 위한 공기 통로가 함께 구성되어 있다.

부분 도금장치는, 도금액 공급수단(31)이 연결되는 도금액 통로(30)와, 공기 주입수단(41)이 연결되는 공기 통로(40)가 구비된 몸체부(20); 피도금재(1)를 배치시키는 정렬수단; 및 전기 도금용 전원의 공급을 위한 전극;을 포함한다.

여기서, 도금액 공급수단(31)으로는 바람직하게 통상의 펌프시스템이 채용될 수 있다. 또한, 공기주입수단(41)으로는 통상의 에어공급장치가 채용될 수 있다.

바람직하게, 상기 에어공급장치는 주입되는 공기의 세기를 조절할 수 있다.

몸체부(20)에는 도금액 공급수단이 연결되는 도금액 통로(30)와, 공기 주입수단이 연결되는 공기 통로(40)가 그 출구들이 상호 이격되도록 형성된다.

바람직하게, 몸체부(20)는 도금액이 공급되는 내부공간이 마련된 케이스 구조를 구비한다. 여기서, 케이스에는 상기 내부공간과 연통되는 슬릿형태의 도금액 통로(30)와, 상기 내부공간과 차단되도록 형성되는 공기통로(40)가 구비된다.

상기 도금액 통로(30)는 슬릿상 배출구를 구비하며, 이때, 배출구의 크기는 피도금재의 크기에 따라 조절할 수 있다. 도금액 통로(30)를 통과하는 도금액은 부분 도금장치의 하부에 존재하는 액 공급 장치에 의해 양극(10)을 통해서 펌핑이 되어 양극(10)과 도금액 통로(30)를 거쳐 슬릿상 배출구를 통해 부분 도금 장치의 측면에 접촉하고 있는 피도금재(1)를 향해 분사된다.

상기 공기 통로(40)는 부분 도금장치 상부의 공기 주입구에서부터 피도금재(1)의 한 부위로 연결되는 슬릿상 배출구까지 연통되어 있고 공기를 불어 줌으로써 도금이 불필요한 부분에 노출될 수 있는 도금액을 제거해 주는 역할을 하게 된다. 또한 공기 주입구 전단에는 유량계(미도시)를 설치함으로써 공기의 세기를 간단하게 제어해 줄 수 있도록 한다.

몸체부(20)에는 피도금재가 접촉되는 절연성의 가이드면(21)이 마련된다. 이를 위해, 몸체부(20)는 도금액에 대하여 불용성인 금속재질로 이루어지되, 상기 가이드면(21)이 절연코팅된 구조로 이루어진다. 대안으로, 몸체부(20)는 절연체로 형성될 수도 있다. 이는 양극(10)과 음극(미도시)에 연결된 피도금재 사이에 전기적 단락을 방지하는데 효과적이기 때문이다.

정렬수단은 피도금재(1)의 도금 대상영역과 그에 인접한 비도금 대상영역이 각각 도금액 통로(30)와 공기 통로(40)에 대응되도록 피도금재(1)를 배치시킨다. 정렬수단의 주요 구성으로는 위치조정 가이드(60)가 구비되며, 도금액 통로(30) 및 공기 통로(40)의 출구에 대한 피도금재(1)의 상하 위치를 조정한다. 여기서, 위치조정가이드(60)의 승강을 위한 기구로는 예컨대, 통상의 탭구조가 채용 가능하다.

전극은 전기 도금용 전원의 공급을 위해 도금액과 피도금재(1)에 전기적으로 연결되는 음극(미도시)과, 몸체부(20)에 내장되어 있는 양극(10)으로 구성된다. 음극은 피도금재(1)에 연결되고, 양극(10)은 전극의 역할을 할 뿐 도금액으로 용출되지 않는 불용성 금속 재료으로 구성된다. 상기 양극(10)은 도금액이 통과 될 수 있도록 내부가 비어있는 파이프 형태가 바람직하고 또한 양극(10) 전체는 통전이 가능하도록 한다. 상기 음극과 피도금재(1)의 접촉은 기존의 어떠한 방법을 사용하여도 무방하다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 부분 도금 장치는 가이드 롤러(200)와 함께 하나의 셀 형태를 이루어 기존의 일반적인 연속 도금 공정에 간단하게 교환하여 사용하는 것이 가능하다.

이때, 가이드 롤러(200)는 부분 도금 장치의 몸체부(20)의 측면에 접촉되는 피도금재(1)의 도금 장치에 접하는 길이 및 시간을 조정하여 도금 두께등을 조절하고 이로 인해 일정 텐션을 유지하게 됨으로써 자재가 몸체부(20)에서 이탈될 위험을 줄여준다. 또한 가이드 롤러(200)는 높이 조절이 가능하여 피도금재의 위치를 정확히 제어하는 것이 가능하다.

상기한 구성을 가진 본 발명에 따른 상기 부분 도금 장치를 이용한 부분 도금 방법에 관하여 구체적으로 설명한다.

상기 피도금재(1)에 분사될 도금액을 구비하는 한편, 상기 피도금재(1)를 고정 배치하는 단계; 상기 피도금재(1)와 도금액에 전기도금용 전원을 인가하는 단계; 및 상기 피도금재의 도금 대상영역에는 상기 도금액을 분사하고, 상기 도금 대상영역에 인접한 비도금 대상영역에는 공기를 주입하는 단계;를 포함한다.

피도금재(1)가 가이드 롤러(200)에 의해 진행방향을 따라 이동하면, 가이드 롤러(200)와 하나의 셀 형태로 구성되어 있는 몸체부(20)가 회전하고 피도금재(1)가 배치된다.

다음으로, 피도금재와 도금액에 전원이 공급되고, 부분 도금장치의 도금액 통로(30)로 도금액이 공급되어 슬릿상 배출구를 통해 피도금재(1)의 도금 영역에 도금액이 분사되며 동시에 공기 통로(40)로 주입된 공기가 슬릿상 배출구를 통해 피도금재(1)의 비도금 영역에 노출되어 부분 도금이 이루어진다.

상기 부분 도금 장치를 완전히 통과하고 부분 도금이 종료된 피도금재(1)는 가이드 롤러(200)에 의해 진행방향으로 빠져나가 도금 공정이 종료된다.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

본 발명에 따르면 도금이 필요한 부분과 필요하지 않은 부분이 한 피도금재 내에 같이 존재할때 특히, 굽힘 가공 등으로 인한 3차원의 복잡한 형태의 미세한 영역의 부분적인 부위만 선택적으로 부분 도금이 필요할 때 부분 도금이 가능하여 도금 영역의 선택성을 높일 수 있다.

또한, 가이드롤러와 하나의 도금셀을 이룸으로써, 기존에 사용중인 일반적인 연속 도금 공정에도 간단하게 호환 할 수 있는 장점을 가지고 있다.

Claims (7)

1. 부분 도금이 필요한 피도금재를 도금하기 위한 장치로서,

   도금액 공급수단이 연결되는 도금액 통로와, 공기 주입수단이 연결되는 공기 통로가 그 출구들이 상호 이격되도록 형성된 몸체부;

   상기 피도금재의 도금 대상영역와 그에 인접한 비도금 대상영역이 각각 상기 도금액 통로와 공기 통로에 대응되도록 상기 피도금재를 배치시키는 정렬수단; 및

   전기 도금용 전원의 공급을 위해 상기 도금액과 접촉되는 전극;을 포함하는 부분 도금장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 몸체부는,

   도금액이 공급되는 내부공간이 마련되고, 상기 내부공간과 연통되는 슬릿 형태의 도금액 통로와, 상기 내부공간과 차단되는 공기통로가 형성되며, 상기 피도금재가 접촉되는 절연성의 가이드면을 제공하는 것을 특징으로 하는 부분 도금장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 가이드면은 몸체부를 절연코팅함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 부분 도금장치.
4. 제 2항에 있어서,

   상기 전극은, 상기 몸체부에 내장되고, 상기 도금액 공급수단으로부터 상기 몸체부 내부로 도금액이 공급되도록 유도하는 관로를 구비하는 것을 특징으로 하는 부분 도금 장치.
5. 제 1항에 있어서, 상기 정렬수단은,

   상기 피도금재가 장착되고, 상기 도금액 통로 및 공기통로의 출구에 대한 상기 피도금재의 상하 위치 조정을 위해 승강 가능하게 설치되는 위치조정가이드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 부분 도금장치.
6. 제 2항에 있어서,

   피도금재가 상기 가이드면에 접촉되도록 이송을 가이드하는 가이드 롤러;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부분 도금장치.
7. 부분 도금이 필요한 피도금재를 도금하는 방법으로서,

   상기 피도금재에 분사될 도금액을 구비하는 한편, 상기 피도금재를 고정 배치하는 단계;

   상기 피도금재와 도금액에 전기도금용 전원을 인가하는 단계; 및

   상기 피도금재의 도금 대상영역에는 상기 도금액을 분사하고, 상기 도금 대상영역에 인접한 비도금 대상영역에는 공기를 분사하는 단계;를 포함하는 부분 도금 방법.

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