KR20080079963A - 연속 도금장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이송롤러에 의해 도금 대상물을 도금 용액 속으로 통과시키면서 통전롤러를 통해 상기 도금 대상물을 하부 및 상부에 접하면서 전류를 공급하여 도금하는 연속 도금장치에 있어서, 상기 하부 및 상부 통전롤러와 접하는 도금 대상물의 반대면에 각각 통전롤러와 대응해서 도금 대상물에 접하여 지지하는 보조롤러를 설치하여 구성된 것을 특징으로 한다. 본 발명의 연속 도금장치는, 안정된 접촉으로 연속도금의 품질을 향상시킨다.

도금장치, 롤러

Description

연속 도금장치{Apparatus for plating continuous}

도 1은 종래 기술에 의한 연속 도금장치 구성도.

도 2는 본 발명에 의한 연속 도금 장치 구성도.

도 3은 본 발명에 의한 연속 도금장치에 사용되는 통전롤러의 티타늄 재질과 서스(SUS) 재질의 특성을 비교한 도금 전후의 사진도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 도금 대상물 2, 2' : 이송롤러

3 : 장력롤러 10 : 하부 통전롤러

11, 21 : 보조롤러 20 : 상부 통전롤러

본 발명은 도금장치에 관한 것으로서, 특히, 릴 투 릴 전해 도금에 있어서 통전롤러와 도금대상물의 접촉성을 안정화 시키고 통전롤러의 금성 성분이 용출되지 않도록 구성하여 반도체 패키지용 기판(BOC, FBGA 등), 디스플레이용 부품(COF, 플라즈마 방전셀 등)과, 상대적으로 높은 도금두께를 요하는 연속도금 제품에 적용 가능하도록 한 연속 도금장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 패키지용 기판(BOC, FBGA등), 디스플레이용 부품(COF, 플라즈마 방전셀 등)등의 기판을 연속 도금하는 방법으로 통전롤러를 접촉시켜 도금하는 방법이 이용되고 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 연속 도금장치의 개요도이다.

도금 용액이 채워진 도금 장치에 복수의 전단 이송롤러(2)와 후단 이송롤러(2')를 설치하여 도금 대상물(1)을 도금 용액 속을 통과하도록 이송시키고, 상기 전단 및 후단의 이송롤러(2, 2') 사이에서 상기 도금 대상물(1)을 하부에서 접촉하는 하부 통전롤러(10)와, 상부에서 접촉하는 상부 통전롤러(20)가 설치되어 통전롤러의 전기공급에 의해 이송되는 도금 대상물(1)에 도금을 하게 된다. 도면 부호 3은 장력롤러이다.

이와 같이 구성되는 종래의 연속 도금장치는, 도금 대상물(1)을 이송롤러(2,2')에 의해 연속적으로 이송시키면서 하부 및 상부 통전롤러(10,20)에 전기를 공급하여 연속 도금을 행하도록 한다. 종래의 연속도금 장치는, 원통형의 통전 롤러(10,20)와 제품 즉, 도금 대상물(1)이 접촉하게 된다. 주로 쉬트형 제품이나 폭이 좁은 제품의 연속도금에 사용하며, 통전 롤러(10,20)와 도금 대상물(1)의 접촉면적이 선 접촉에 가까워서 한정적이지만 저전류 조건에서도 충분히 사용 가능하다.

그런데, 종래 기술에 의한 연속 도금장치는, 전해 동 도금 장비의 마스터롤러(master roller)에서 당겨주는 장력만을 이용하여 제품과 통전롤러의 접촉이 되므로 제품과 통전롤러 간의 접촉이 불안정하다. 특히 반송시 제품의 폭 방향으로 당기는 힘이 불균형하다면 실제 접촉면은 더욱 작아지고 연속적인 통전을 보장할 수 없게 된다. 연속도금시 생산성을 확보하기 위해서는 인가하는 전류가 높아지는데, 이러한 경우 통전의 불안정성으로 인해 접촉 부위의 쇼트(short)가 발생하거나, 전류가 제품에 제대로 인가되지 않는 등 문제가 심각해진다.

한편, 통전롤러(10,20)는 SUS(stainless steel) 재질을 주로 사용하고, 일반적인 경우에는 DC전류를 사용하고, 멀티-레이어(Multi-layer), 블라인드-비아(Blind-via) 등의 고기능성 제품을 도금하기 위해서는 PPR(Periodic Pulse Reverse) 전류를 사용하게 된다. DC전류를 사용하는 경우에는 별다른 문제점이 없으나, 상기 PPR 전류를 사용하게 되는 경우에는, PPR전류를 통전롤러에 흘리면 정전류와 역전류가 교대로 흐르게 된다. 역전류가 흐를 때 도금 대상물에 비해서 통전 롤러에 상대적으로 큰 (+) 전류가 인가되며, 이로 인해 통전롤러의 성분이 녹아 나오게 된다. 특히 SUS는 다양한 금속으로 이루어진 합금으로써 Fe, Ni 등의 특정 한 성분이 역전류 조건에서 용출된다. 제품에 용출된 미량 금속이 시드(seed) 역할을 하여 전해동도금시 노듈(nodule, 돌기)로 성장한다는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은, 상기와 같은 통전롤러와 도금 대상물의 접촉 불량 문제점을 감안하여 통전의 안정성을 확보할 수 있도록 도금 대상물이 통전롤러와 접촉하는 반대부분에 보조롤러를 설치하여 접촉 불량 문제점을 해결하도록 한 연속 도금장치를 제공하는데 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은, PPR(Periodic Pulse Reverse) 전류를 사용할때 역전류 조건하에서 금속이 용출되지 않도록 하기 위하여 상기 보조롤러 및 통전 롤러의 표면 재질을 티타늄 재질로 구성함으로써 도금을 위한 통전시 통전롤러의 성분이 용출되는 현상을 방지하도록 한 연속 도금장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 이송롤러에 의해 도금 대상물을 도금 용액 속으로 통과시키면서 통전롤러를 통해 상기 도금 대상물을 하부 및 상부에 접하면서 전류를 공급하여 도금하는 연속 도금장치에 있어서,

상기 하부 및 상부 통전롤러와 접하는 도금 대상물의 반대면에 각각 통전 롤러와 대응해서 도금 대상물에 접하여 지지하는 보조롤러를 설치하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 통전롤러는 PPR 전류 공급에 의한 도금시 역전류에 의해 롤러의 금속성분이 용출되지 않도록 티타늄 재질로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 통전롤러는 내부는 서스(SUS) 재질로 이루어지고, 외표면은 티타늄 재질로 이루어지며, 상기 외표면의 티타늄 재질이 적어도 5mm 두께인 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조해서 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 의한 릴 투 릴 연속 도금 장치의 구성도이다.

이에 도시된 바와 같이, 복수의 전단 이송롤러(2)와 후단 이송롤러(2')를 설치하여 도금 대상물(1)을 도금 용액 속을 통과하도록 이송시키고, 상기 전단 및 후단의 이송롤러(2, 2') 사이에서 상기 도금 대상물(1)에 하부에서 접촉하는 하부 통전롤러(10)와, 상부에서 접촉하는 상부 통전롤러(20)가 설치되어 통전롤러의 전기공급에 의해 이송되는 도금 대상물(1)에 도금을 하도록 구성된 도금장치에 있어서, 상기 하부 및 상부 통전롤러(10)(20)와 대응해서 도금 대상물(1)의 반대면에 각각 접촉되는 보조롤러(11,21)를 더 설치하여 구성된다. 도면 부호 3은 장력롤러이다.

본 발명은 통전의 안전성을 확보하기 위하여 도금 대상물(1)이 하부 및 상부 통전롤러(10,20)와 접촉하는 반대면에 각각 보조롤러(11,21)를 설치하여 구성한 것이다. 단 보조롤러(11,21)는, 접촉을 안정성을 줄 수 있도록 도금 대상물(1)과 접촉되어야 하고, 내약품성이 뛰어난 재질이며, 도금 대상물(1)에 물리적 손상을 주지 않기 위해서는 부드러워야 한다.

도 3은 본 발명에 의한 릴 투 릴 연속 도금장치에서 통전롤러를 서스(SUS) 재질과 티타늄(Ti) 재질을 사용한 경우의 도금 전후를 비교한 사진이다.

상기 통전롤러(10,20)는, PPR(Periodic Pulse Reverse) 전류를 사용할 때 역전류 조건하에서 금속이 용출되지 않도록 전기적 특성, 기계적 특성, 가격성이 충족되어야 한다. 다양한 후보 중에서 티타늄(Ti)으로 서스(SUS)와 비교 테스트를 수행하여 PPR 도금용 통전 롤러로써 타당하다는 결론을 얻었다(전기저항 7.2e-005 ohm-cm). 사진 도면에서 도시된 바와 같이 도금전의 서스 재질과, 티타늄 재질의 특성과, 도금 후 애노드 및 캐소드에 대한 서스재질 및 티타늄 재질을 비교한 것이다.

상기와 같이 연속 도금을 할 때 다양한 롤러와 접촉이 된다. 도 2에서 도금 대상물(1)이 릴(Reel or roll)의 형태로 연속적으로 진행할 때, 상부 통전롤러(20)와, 하부 통전롤러(10)을 지나가는데 접촉면적이 매우 작다. 따라서 도금 대상물(1)에 약간의 뒤틀림만 발생하더라도 접촉이 매우 불안정해진다. 본 발명은 이를 해결하기 위하여 도 2에 도시된 바와 같이, 보조롤러(11,21)를 적용하면 통전롤러(10,20)와 도금 대상물(1) 간에 매우 안정적인 접촉이 가능해져 연속도금의 노듈이 급감한다. 특히 상/하부 통전롤러(10,20)를 티타늄(Ti)으로 한다면 롤러로부터 용출되는 성분이 없으므로 더욱 안정적이다. 위의 통전 롤러 재질은 역전류 인가시 성분의 용출현상을 방지하기 위하여 Ti 재질을 사용하는 것을 특징으로 한다. 통전롤러(10,20) 전체 재질을 티타늄(Ti)으로 구성 할 수도 있고, 내부는 서스(SUS)로 하고 표면 일부, 예를 들어 5mm만 티타늄(Ti)재질 감싸도록 구성할 수도 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 PPR(Periodic Pulse Reverse) 전류를 사용하는 연속 도금 장치에서의 통전 롤러와 도금 대상물의 접촉안정성 즉, 통전의 안정성을 확보하기 위해 보조 롤러를 설치함으로써 안정된 접촉으로 연속도금의 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은, 통전 롤러 재질을 역전류 인가시 성분의 용출현상을 방지하기 위하여 티타늄(Ti) 재질을 사용하도록 구성함으로써 역전류 인가시 통전롤러 성분의 용출로 인한 노들을 방지함으로써 품질 향상을 꾀할 수 있다.

본 발명은 연속 도금을 하는 모든 제품에 적용가능하고, 반도체 패키지용 substrate(BOC, FBGA 등), 디스플레이용 부품(COF, 플라즈마 방전셀 등)이 있으며, 그 외에도 상대적으로 높은 도금두께를 요하는 연속도금 제품에 적용 가능한 효과가 있다.

Claims (4)

1. 이송롤러에 의해 도금 대상물을 도금 용액 속으로 통과시키면서 통전롤러를 통해 상기 도금 대상물을 하부 및 상부에 접하면서 전류를 공급하여 도금하는 연속 도금장치에 있어서,

   상기 하부 및 상부 통전롤러와 접하는 도금 대상물의 반대면에 각각 통전 롤러와 대응해서 도금 대상물에 접하여 지지하는 보조롤러를 설치하여 구성된 것을 특징으로 하는 연속 도금장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 통전롤러는,

   PPR 전류 공급에 의한 도금시 역전류에 의해 롤러의 금속성분이 용출되지 않도록 티타늄 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 연속 도금장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 통전롤러는,

   내부는 서스(SUS) 재질로 이루어지고, 외표면은 티타늄 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 연속 도금장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 통전롤러는,

   상기 외표면의 티타늄 재질이 적어도 5mm 두께인 것을 특징으로 하는 연속 도금장치.

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