KR20070077870A - 수직 도금 장치 및 도금 방법 - Google Patents

Abstract

통전수단을 강화하여 그 상면에 금속 시드층이 형성된 피도금재상에 전해 도금 방식으로 금속 전도층을 균일하게 형성할 수 있는 도금장치가 제공된다.

본 발명의 도금장치는, 도금액이 수용되고 시트 형상의 피도금재가 도금액을 통해 연속적으로 통과될 수 있도록 입구와 출구가 마련된 도금조와, 도금조 내에서 연속적으로 통과되는 피도금재와 소정 거리 이격된 위치에 배치된 양극재와, 도금조의 도입구 측에 설치되어, 피도금재를 상기 도금조로 연속적으로 공급하는 언와인더 롤러 및, 도금된 피도금재를 감아내는 리와인더 롤러와, 도금조 내에 유입된 피도금재의 상단에 복수개가 이격되어 설치되는 한편, 음전위가 인가되는 클립과, 피도금재의 상단 전체에 부착되는 통전 테입 탈부착 수단을 포함한다.

연성인쇄회로기판, 연성금속 적층판, 연성 동박 적층판, 전해도금

Description

수직 도금 장치 및 도금 방법{Apparatus for perpendicular type coating and 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 아니 된다.

도 1 및 도 2는 종래 기술에 따른 도금 장치의 구성을 도시하는 평면도 및 정면도.

도 3 및 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도금 장치의 구성을 도시하는 평면도 및 정면도.

도 5는 종래 기술에 따른 도금장치와 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도금장치를 사용하여 도금한 연성 동박 적층판의 도금층 두께를 가로 방향에서 비교한 그래프.

<도면의 주요 참조부호에 대한 설명>

100..도금조 200..필름공급수단 300..통전수단

310..클립 320..통전테입 400..가이드 롤러

본 발명은 전자부품용 인쇄 회로기판의 소재인 연성금속 적층판의 도금방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연성 적층판 제조시 도금층의 두께 편차를 감소시킬 수 있는 도금방법 및 이를 위한 도금장치에 관한 것이다.

전자부품용 연성 인쇄 회로기판(FPC;Flexible Printed Circuit)에 사용되는 기초 소재인 연성금속 적층판은 전기도금 방식으로 피도금재 표면에 금속층을 형성하여 제조한다.

도 1 및 도 2에는 일반적인 수직 도금 장치가 도시되어 있다. 도면에 나타난 바와 같이, 금속 시드(seed)층 이 마련된 피도금재(40)는 전기 도금시 언와인더 롤러(20a)에 의해 도금조(10)로 유입되어 도금조(10)를 통과하면서 그 표면에 금속이온이 전착됨으로써 도금이 이루어지고, 도금이 완료되면 리와인더 롤러(20b)에 의해 감겨 도금조(10) 외부로 도출된다. 이때, 피도금재(40)는 90도로 세워진 상태로 도금조(10)를 통과하며, 도금조(10)를 통과하는 동안은 피도금재(40)의 이송 속도와 동일한 속도로 벨트 회전운동을 하는 클립에 결합되어 이송된다.

한편, 전기 도금을 위해서는 피도금재(40)에 음극을 인가하기 위한 통전수단이 필요하다. 이를 위해, 종래에는 피도금재(40)을 지지하는 클립(30)에 음극을 인가하여 피도금재(40) 상의 시드층 전체가 음전위를 띄게 함으로써 전해액의 금속 이온이 피도금재(40) 전면에 전착 되도록 하였다.

그런데 피도금재인 피도금재(40)의 표면에 형성되는 금속 시드층은 두께가 얇기 때문에 저항이 크며, 그 결과 전기 도금 공정이 진행되는 과정에서 열이 발생된다. 특히, 클립(30)과 피도금재(40)이 접촉하는 부위의 경우는 전류 밀도가 상대적으로 높기 때문에 발열량이 높으며 이로 인해 피도금재(40)의 표면이 손상되는 버닝 현상이 일어나는 문제가 있다. 또한, 금속 시드층에서의 저항 때문에 발생하는 전위차로 인해 클립(30) 주위는 도금 두께가 두꺼워지고 클립(30)과 떨어진 부분은 상대적으로 도금 두께가 얇아지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 연성금속 적층판용 피도금재 표면에 전해 도금 방식으로 균일한 금속 전도층을 형성할 수 있는 수직 도금장치와 이를 이용한 도금방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 피도금재상에 도금층을 균일하게 형성할 수 있는 통전수단이 개선된 수직 도금 장치를 제공한다.

즉, 본 발명에 따른 수직 도금 장치는, 도금액이 수용되고 시트 형상의 피도금재가 도금액을 통해 연속적으로 통과될 수 있도록 입구와 출구가 마련된 도금조와, 도금조 내에서 연속적으로 통과되는 피도금재와 소정 거리 이격된 위치에 배치된 양극재와, 도금조의 도입구 측에 설치되어, 피도금재를 상기 도금조로 연속적으로 공급하는 언와인더 롤러 및, 도금된 피도금재를 감아내는 리와인더 롤러와, 도금조 내에 유입된 피도금재의 상단에 복수개가 이격되어 설치되는 한편, 음전위가 인가되는 클립과, 피도금재의 상단 전체에 부착되는 통전 테입 탈부착 수단을 포함 한다.

바람직하게, 통전 테입 탈부착 수단은, 도금조의 피도금재 도입구 측에 구비되어 통전테입을 연속적으로 공급하는 언와인더 롤러, 언와인더 롤러로부터 공급되는 통전 테입을 피도금재에 부착하는 라미네이터, 도금조의 피도금재 도출구 측에 구비되어 피도금재로부터 통전테입을 분리하는 에지트리머 및 에지 트리머에 의해 분리된 피도금재를 연속적으로 수거하는 리와인더 롤러를 포함한다.

한편, 본 발명에 따른 수직 도금 방법은, 도금조 내에 전해액을 충전시키는 단계와, 도금조에 마련된 양극재와 음극재에 각각 양전위 및 음전위를 인가하는 단계와, 언와인더 롤러로부터 인출된 상기 피도금재에 통전테입을 부착하는 단계 및 상기 통전테입과 접촉되도록 클립으로 상기 피도금재를 고정하면서 피도금재를 상기 도금조를 통해 통과시키면서 피도금재의 표면에 금속 이온을 전착시키는 단계를 포함한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 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 변형예들 이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 3 및 도 4는 각각 본 발명의 실시예에 따른 수직 도금장치의 평면도 및 정면도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 수직 도금장치는 도금액이 충전되는 도금조(100)와, 도금조(100)의 양단에 설치되는 피도금재 공급수단(200;200a,200b)과, 피도금재(500a)가 도금조(100) 내에 순차적으로 유입되도록 유도하는 가이드 롤러(400) 및 피도금재(500a) 상에 형성된 금속 시드층에 음극을 인가하는 통전수단(300)을 포함한다.

도금조(100)는, 전해도금 방식으로 피도금재(500a) 상에 금속 전도층을 형성하기 위한 전해액이 담기는 곳으로, 대개 장방향 단면 형상을 가진다. 도금조(100)는 피도금재인 피도금재(500a)의 이동방향을 따라 배치되며, 전해액 공급장치(미도시)와 연결되어 지속적으로 전해액을 보충받는다.

또한, 도금조(100)에는 피도금재(500a)가 도입되는 도입구(미도시)와 도금층이 전착된 피도금재(500a)가 도출되는 도출구(미도시)를 구비한다. 여기서, 도입구 및 도출구는 피도금재(500a)의 형상과 대응되어 슬릿상 구조로 형성되는 것이 바람직하다.

필름 공급수단(200)은 도금조(100)의 양단에 각각 설치되어 피도금재을 도금조(100)로 공급하는 수단으로, 피도금재(500a)를 도금조(100)로 공급하는 언와인더 롤러(200a)와 금속 전도층이 도금된 피도금재(500b)를 감아내는 리와인더 롤러(200b)를 포함한다.

통전수단(300)은, 전기도금을 위해 피도금재(500a)를 음전위로 대전시키는 것으로서, 본 발명에서는 클립(310)과 통전테입(320)을 구비한다.

클립(310)은, 금속 시드층이 형성된 피도금재(500a)의 상단, 즉 도금조(100)에 침적된 부분의 반대편 끝단에 복수개가 부착된다. 그리고 클립에는 상술한 바와 같이 음극의 전원을 연결한다.

또한, 클립(310)은 피도금재(500a) 상단에 부착되어 통전의 기능뿐 아니라, 피도금재(500a)를 상부에서 고정하는 역할도 한다. 여기서, 클립(310)은 도 3에 도시된 바와 같이, 일정한 궤도를 연속적으로 회전하는 벨트형으로 이루어져 피도금재(500a)가 이동하는 방향으로 회전한다.

한편, 본 발명에서는 클립(310)이 장착된 피도금재(500a)의 상단부에 통전테입(320)이 부착된다. 상기 통전테입(320)은, 통전테입(320)을 피도금재(500a)에 부착하고, 피도금재(500a)로부터 통전테입(320)을 탈착하는 통전테입 탈부착 수단에서 제공된다.

상기 통전테입 탈부착 수단은, 도금조의 피도금재(500a) 도입구 측에 구비되어 통전테입(320)을 연속적으로 공급하는 언와인더 롤러(330a)와, 언와인더 롤러(330a)로부터 공급되는 통전테입(320)을 피도금재에 부착하는 라미네이터(340a)와, 도금조(100)의 피도금재(500a) 도출구 측에 구비되어 피도금재로부터 통전테입(320)을 분리하는 에지 트리머(340b) 및 에지 트리머(340b)에 의해 분리된 통전테입(320)을 연속적으로 수거하는 리와인더 롤러(330b)를 포함한다.

여기서, 통전테입(320)은 피도금재(500a)의 이동방향과 실질적으로 평행하도 록 클립(310)이 부착된 피도금재(500a) 부위에 전체적으로 부착된다. 이때 통전테입(320)의 폭은 2 내지 40mm 인 것이 바람직하고, 통전테입(320)의 두께는 10 내지 100마이크로미터인 것이 바람직하다. 이러한 두께는 일반적으로 피도금재(500a) 상에 증착된 금속 시드층의 두께보다 상당히 크다. 따라서 클립(310)에 공급된 전류는 금속 시드층으로 직접 전달되지 않고, 일단 통전테입(320)의 가로방향으로 균일하게 전달된 후, 다시 피도금재(500a)상의 금속 시드층으로 균일하게 전달된다.

한편, 음전위로 대전된 피도금재(500a)에 대응되어 도금조(100)의 내벽면에는 양극재(미도시)가 배치된다. 양극재는 도금조 내에서 연속적으로 통과되는 피도금재와 소정 거리 이격된 위치에 배치되는 것이 바람직하다.

상술한 양극재 및 통전 클립에 각각 양전위 및 음전위가 인가되면, 도금액이 전기분해되어 금속 이온이 유발되고 이러한 금속 이온은 음전위로 대전된 피도금재로 이동하여 표면에 전착 된다.

부가적으로, 가이드 롤러(400)는, 언와인더 롤러(200a)로부터 공급되는 피도금재(500a)를 도금조(100)로 원활히 이송시키고, 도금조(100)로부터 배출되는 금속 전도층이 형성된 연성금속 적층판(500b)을 리와인더 롤러(330b)측으로 원활히 이송시킨다.

다음으로, 본 발명에 따른 수직 도금 장치를 이용한 도금방법을 설명하기로 한다.

먼저, 피도금재가 통과될 수 있는 도입구와 도출구가 구비된 도금조(100)를 준비한다. 또한, 상기 도금조(100)의 양단에 통전 테입 탈부착 수단을 배치하고, 상기 도금조의 상단에 도금조로 공급되는 피도금재의 상부와 접촉되어 연속적으로 회전하는 클립을 준비한다.

이어서, 도금조(100)에 도금액을 충전하고, 피도금재의 통과 경로로부터 소정 거리 이격된 위치에 양극재(미도시)를 설치한 다음 상기 도금조에 설치된 양극재와 상기 클립에 각각 양전위 및 음전위를 인가한다.

이어서, 언와인더 롤러(200a)로부터 인출되는 피도금재(500a)는 가이드 롤러(400)의 유도에 의해 도금조(100)가 있는 방향으로 이송되고, 피도금재(500a)가 도금조(100) 내에 유입되기 직전, 라미네이터(340a)를 통해 피도금재(500a)에 통전테입(320)을 부착시킨다.

다음으로, 통전테입(320)이 접합된 피도금재(500a)를 도금조(100)의 도입구(미도시)를 통해 도금조(100)로 유입시키고, 이때 도금조(100)의 상부에 배치된 벨트형 클립(310)을 피도금재(500a)의 상단에 부착한다. 이에 따라 클립(310)은 피도금재(500a)를 견고하게 고정함과 동시에, 피도금재(500a)의 이송방향에 따라 회전한다.

이어서, 클립(310)에 의해 고정된 피도금재(500a)는 도금조(100) 내부를 연속적으로 통과하고, 도금액의 전기 분해에 의해 유발된 금속 이온은 음전위로 대전된 피도금재(500a)의 표면에 전착 된다.

전기도금 방식으로 그 일면에 금속 전도층이 형성된 피도금재는 도금조(100)의 도출구(미도시)를 통해 도출되고, 이때, 에지 트리머(340b)를 이용하여 통전테입(320)을 피도금재(500a)로부터 분리시키고 통전테입(320)은 리와인더 롤러(200b) 에 감기게 된다.

이하에서는 본 발명에 따른 수직 도금 장치로 연성금속 적층판을 제조하는 경우(실시예)와 종래의 수직 도금 장치로 연성금속 적층판을 제조하는 경우(비교예)를 서로 비교해 보기로 한다.

[실시예]

폴리이미드 필름(Pl film) 상에 스퍼터링 방식으로 2000Å의 구리층을 형성하고, 전해 도금에 의해 8㎛까지 구리층을 전착시켰다. 이때, 도금층은 본 발명에 따른 수직 도금 장치로 형성하였다.

[비교예]

폴리이미드 필름(Pl film) 상에 스퍼터링 방식으로 2000Å의 구리층을 형성하고, 전해 도금에 의해 8㎛까지 구리층을 전착시켰다. 이때, 도금층은 종래의 수직 도금 장치를 사용하여 형성하였다.

상술한 실시예 및 비교예에 따라 제조된 연성금속 적층판의 상단 면으로부터 10mm 아래 지점에서 가로방향을 따라 도금층의 두께를 측정하였다.

도 5는 상술한 실시예 및 비교예에 따라 제조된 연성금속 적층판의 도금층 두께 분포를 나타낸 그래프이다.

도 5를 참조하면, 실시예의 경우, 연성금속 적층판의 가로방향을 따라 도금층의 두께가 거의 동일한 것을 알 수 있고, 비교예의 경우, 도금층의 두께는 가로방향에 따라 불균일한 것을 알 수 있었다.

본 발명에 의해 제조된 연성금속 적층판은 여러 가지 용도로 활용 가능하다. 예를 들어, 본 발명에 의해 제조된 연성금속 적층판은 인쇄회로기판, 리튬 이온 전지의 전극재 또는 연성회로 기판의 제조에 사용될 수 있다.

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, 피도금재 표면에 전기도금 방식으로 금속 전도층을 균일한 두께로 형성할 수 있고, 전류 밀도의 증가로 도금 장치의 생산성을 향상시킬 수 있다.

Claims (4)

1. 도금액이 수용되고 시트 형상의 피도금재가 상기 도금액을 통해 연속적으로 통과될 수 있도록 입구와 출구가 마련된 도금조;

   상기 도금조 내에서 연속적으로 통과되는 피도금재와 소정 거리 이격된 위치에 배치된 양극재;

   상기 도금조의 도입구 측에 설치되어, 상기 피도금재를 상기 도금조로 연속적으로 공급하는 언와인더 롤러와, 도금된 피도금재를 감아내는 리와인더 롤러;

   상기 도금조 내에 유입된 상기 피도금재의 상단에 복수개가 이격되어 설치되는 한편, 음전위가 인가되는 클립; 및

   상기 피도금재의 상단 전체에 통전테입을 부착하는 통전 테입 탈부착 수단;을 포함하는 수직 도금장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 클립은, 일정한 궤도를 반복하여 회전하는 벨트형으로 이루어진 것을 특징으로 하는 도금장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 통전 테입 탈부착 수단은, 상기 도금조의 피도금재 도입구 측에 구비되어 통전테입을 연속적으로 공급하는 언와인더 롤러, 언와인더 롤러로부터 공급되는 통전 테입을 피도금재에 부착하는 라미네이터, 도금조의 피도금재 도출구 측에 구비되어 피도금재로부터 통전테입을 분리하는 에지트리머 및 에지 트리머에 의해 분리된 피도금재을 연속적으로 수거하는 리와인더 롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도금 장치.
4. 피도금재가 통과될 수 있는 도입구와 도출구가 구비된 도금조를 준비하는 단계;

   상기 도금조의 양단에 통전테입을 부착수단을 배치하고, 상기 도금조의 상단에 도금조로 공급되는 상기 피도금재 상부와 접촉되어 연속적으로 회전하는 클립을 배치하는 단계;

   상기 도금조에 도금액을 충전하고 피도금재의 통과 경로로부터 소정 거리 이격된 위치에 양극재를 설치하는 단계;

   상기 도금조에 설치된 양극재와, 상기 클립에 각각 양전위 및 음전위를 인가하는 단계; 및

   언와인더 롤러로부터 인출된 상기 피도금재에 통전테입을 부착하고, 피도금재를 상기 도금조로 유입시켜 표면에 금속층을 전착시키는 단계;를 포함하는 수직 도금 방법.

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