KR20090081792A - Metal foil electrolytic plating apparatus with a stabilized electric current applying structure to electrode rolls - Google Patents

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Abstract

A metal foil electrolytic plating apparatus with a stabilized electric current applying structure to electrode rolls is provided to control electric current capacity and apply current steadily regardless of the rotation speed of a rotary shaft by contacting a brush to the outer circumference of the rotary shaft. A metal foil electrolytic plating apparatus with a stabilized electric current applying structure to electrode rolls comprises: an electrolytic cell filled with electrolyte as anode; an electrode roll dipped in the electrolyte as rotatable cathode; a rotary shaft(21) of both sides supported by the bearing(100) to be rotated; a brush housing(110) installed at the middle part of the rotary shaft; and a current lead(120) connected to one side of the brush housing. The brush housing is fixed to the body of the plating device. The brush housing accepts a brush(111) for applying current. The brush for applying current is contacted with the outer circumference of the rotary shaft.

Description

안정적인 전극 롤 통전 구조를 가지는 금속박 전해 도금 장치{Metal foil electrolytic plating apparatus with a stabilized electric current applying structure to electrode rolls} Metal foil electrolytic plating apparatus with a stabilized electric current applying structure to electrode rolls}

본 발명은 금속박 전해 도금 장치에서 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 회전형 캐소드 전극인 전극 롤에 전류를 안정적으로 공급할 수 있도록 하고 사용 수명이 길며 통전 용량의 조절도 쉽게 할 수 있도록 한 안정적인 전극 롤 통전 구조를 가지는 금속박 전해 도금 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a metal foil electroplating apparatus, and more particularly, a stable electrode roll energization structure for stably supplying current to an electrode roll, which is a rotatable cathode electrode, and for long service life and easy adjustment of current carrying capacity. It relates to a metal foil electrolytic plating apparatus having a.

인쇄 회로기판용 전해 동박(銅箔)이나 초극박과 같은 금속박을 전해 반응을 이용하여 제조하는 금속박 전해 도금 장치는, 금속박을 전해조의 통전 롤의 외주에 접하도록 하여 전해조를 통과시킴으로써 금속박의 표면에 구리와 같은 금속을 전착(電着)시킨다. The metal foil electrolytic plating apparatus which manufactures a metal foil, such as an electrolytic copper foil for printed circuit boards or an ultra-thin foil, using an electrolytic reaction, contact | connects the metal foil to the outer periphery of the electricity supply roll of an electrolytic cell, and passes an electrolytic cell to the surface of a metal foil. Electrode metals such as copper.

도 1에는 금속박 전해 도금 장치가 개략적으로 도시되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 금속박 전해 도금 장치는, 애노드 전극으로서의 전해조(10)와, 상기 전해조(10)와 일정 거리를 유지하도록 배치되어 외주에 접하는 금속박(2)에 전착하기 위한 회전형 캐소드 전극으로서 상기 전해조(10)의 전해액(11)에 침지되어 있는 전극 롤(20)과, 상기 전해조(10)와 전극 롤(20) 사이에 전해액(11)을 공급하는 급액장치(30)를 구비한다. 1 schematically shows a metal foil electroplating apparatus. As shown in FIG. 1, the metal foil electrolytic plating apparatus includes an electrolytic cell 10 as an anode electrode and a rotatable cathode for electrodeposition on a metal foil 2 which is disposed to maintain a constant distance from the electrolytic cell 10 and is in contact with an outer circumference. An electrode roll 20 immersed in the electrolyte solution 11 of the electrolytic cell 10 as an electrode, and a liquid supply device 30 for supplying an electrolyte solution 11 between the electrolytic cell 10 and the electrode roll 20. do.

이러한 금속박 전해 도금 장치는, 상기 전해조(10)와 전극 롤(20)과 사이에 적당한 직류 전류를 흘려주면 상기 회전형 캐소드 전극인 전극 롤(20)에 접하는 금속박(2)의 표면에 구리 등의 금속이 전착하고, 전착된 금속박(2)을 연속적으로 권취 롤(도시하지 않음)에 감는 방식으로 제조한다. In such a metal foil electroplating apparatus, if a suitable direct current is flowed between the electrolytic cell 10 and the electrode roll 20, copper or the like is formed on the surface of the metal foil 2 in contact with the electrode roll 20 which is the rotary cathode electrode. Metal is electrodeposited and manufactured by winding the electrodeposited metal foil 2 on a winding roll (not shown) continuously.

이와 같은 금속박 전해 도금 장치를 이용하여 금속박을 제조할 시에는, 회전하는 전극 롤(20)에 음극의 전류를 통전시켜야 한다. When manufacturing a metal foil using such a metal foil electroplating apparatus, the current of a negative electrode must be made to pass through the rotating electrode roll 20.

상기 전극 롤(20)에 음극의 전류를 공급하기 위한 종래의 전극 롤 통전 구조가 첨부 도면 도 2 및 도 3에 개략적으로 도시되어 있다. A conventional electrode roll energization structure for supplying current of the cathode to the electrode roll 20 is schematically illustrated in the accompanying drawings, FIGS. 2 and 3.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 종래의 전극 롤 통전 구조는, 전극 롤(20)의 회전축(21)에 통전용 디스크(40)가 설치되고, 상기 디스크(22)의 하부에 액받이(50)가 설치되며, 액받이(50)에 통전액(51)이 담기고, 상기 액받이(50)의 일측에 외부 전력 공급용 버스 바(bus bar)(60)가 연결된 구성으로 이루어져서, 상기 디스크(40)가 통전액과 습식 마찰 즉, 통전액(51)과 접촉하면서 회전하거나, 디스크(40)가 건식 마찰 즉, 액받이(50)에 구비된 매개체(도시하지 않음)와 마찰을 일으키면서 회전하는 것에 의해 통전이 이루어진다. As shown in FIGS. 2 and 3, in the conventional electrode roll energizing structure, a disk 40 for power supply is installed on the rotating shaft 21 of the electrode roll 20, and a liquid receiver is disposed below the disk 22. (50) is installed, the current collector 51 is contained in the drip tray 50, the bus bar (60) for external power supply is connected to one side of the drip tray (50), The disk 40 rotates while contacting the energizing liquid with wet friction, that is, the energizing liquid 51, or the disk 40 performs dry friction, that is, friction with a medium (not shown) provided in the drip tray 50. Power is generated by rotating while generating.

그런데 건조 마찰 조건에서는 디스크(40) 표면의 마찰이 커지므로 전극 롤(20)의 회전에 필요한 토크(torque)를 증가시켜야 한다는 단점이 있다. However, in the dry friction condition, since the friction of the surface of the disk 40 increases, there is a disadvantage that the torque required for the rotation of the electrode roll 20 must be increased.

또한, 습식 마찰 조건에서는 통전액(51)의 소모로 인해 통전이 불안정해지는 경우가 있고 통전 용량을 균일하게 맞추기가 어렵다. 또한, 주기적으로 통전액(51)을 보충해 주어야 하며, 통전액(51)의 농도 유지 및 통전 주변부의 청결 유지 등의 계속적인 유지보수가 필요하다는 단점이 있다. In addition, under wet friction conditions, current consumption may become unstable due to exhaustion of the energizing liquid 51, and it is difficult to uniformly match the current carrying capacity. In addition, it is necessary to periodically replenish the energizing liquid 51, and there is a disadvantage in that it is necessary to continuously maintain the concentration of the energizing liquid 51 and to maintain the cleanliness of the energizing periphery.

또한, 통전용 디스크(40)의 표면은 전기 전도도가 우수한 구리, 구리합금, 은, 은 합금 등으로 코팅 또는 표면 개질을 통해 제작되는데, 장시간 사용시에는 계속되는 마찰에 의해 표면에 흠집이 생기는 등의 손상에 의해 통전 특성이 악화된다. In addition, the surface of the current-carrying disk 40 is produced by coating or surface modification with copper, copper alloy, silver, silver alloy, etc., which have excellent electrical conductivity, and damages such as scratches on the surface due to continuous friction during long time use. Due to this, the conduction characteristics deteriorate.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 본 발명의 목적은, 특히 전극 롤에 전류를 안정적으로 공급할 수 있도록 하고 사용 수명이 길며 통전 용량의 조절도 쉽게 할 수 있도록 한 안정적인 전극 롤 통전 구조를 가지는 금속박 전해 도금 장치를 제공하는 것에 있다. The present invention was developed to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a stable supply of current to the electrode roll in a stable, long service life and easy to adjust the current carrying capacity stable electrode roll It is providing the metal foil electrolytic plating apparatus which has an electricity supply structure.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 금속박 전해 도금 장치는, 내부에 전해액을 담은 애노드 전극으로서의 전해조와, 상기 전해액에 침지되고 전해조와 일정 거리를 유지하도록 배치되어 그 외주에 접하는 금속박에 전착하기 위한 회전형 캐소드 전극으로서의 전극 롤을 구비하는 금속박 전해 도금 장치에 있어서, 상기 전극 롤의 양측 회전축이 베어링에 의해 회전가능하게 지지되고, 상기 회전축의 중간 부분에는, 상기 회전축의 외주에 접촉하는 통전용 브러시를 수용하는 한편 도금 장치의 바디에 고정되는 브러시 하우징이 설치되고, 상기 브러시 하우징의 일측에는 전류 리드가 접속되며, 상기 전류 리드를 통해 공급된 전류가 상기 브러시 하우징 및 통전용 브러시를 경유하여 상기 회전축에 인가되어 상기 전극 롤에 통전이 이루어지는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, a metal foil electrolytic plating apparatus according to the present invention, an electrolytic cell as an anode electrode containing an electrolytic solution therein, and is disposed so as to be immersed in the electrolytic solution and to maintain a certain distance from the electrolytic cell to be electrodeposited to the metal foil in contact with the outer periphery In a metal foil electrolytic plating apparatus comprising an electrode roll as a rotating cathode electrode for rotation, both rotating shafts of the electrode roll are rotatably supported by a bearing, and an intermediate portion of the rotating shaft is in contact with an outer circumference of the rotating shaft. A brush housing is mounted to accommodate the brush and is fixed to the body of the plating apparatus, and a current lead is connected to one side of the brush housing, and a current supplied through the current lead is passed through the brush housing and the brush for energization. It is applied to the rotating shaft to energize the electrode roll And that is characterized.

상기한 본 발명의 금속박 전해 도금 장치에 있어서, 상기 통전용 브러시 및 브러시 하우징은 상기 회전축의 축방향으로 복렬로 배치할 수 있다. In the above-described metal foil electroplating apparatus of the present invention, the brush for brushing and the brush housing may be arranged in a row in the axial direction of the rotating shaft.

상기 통전용 브러시는 탄소계 마이크로 파이버 브러시로 이루어지는 것이 바 람직하다. The brush for electricity transmission is preferably made of a carbon-based microfiber brush.

본 발명의 금속박 전해 도금 장치에 의하면, 종래와 같은 통전액이 필요 없고 통전액의 교체나 오염을 염려할 필요도 없으며, 브러시의 사용수명이 다할 때까지는 브러시가 회전축 외주에 계속해서 접촉하므로 회전축의 회전속도에 관계없이 통전이 안정적으로 이루어지며, 브러시의 수량 조절이나 복렬 배치 등에 의해 통전 용량을 쉽게 조절할 수 있다. According to the metal foil electroplating apparatus of the present invention, there is no need for a current-carrying fluid, and there is no need to worry about replacement or contamination of the current-carrying fluid, and the brush continues to contact the outer circumference of the rotating shaft until the end of the service life of the brush. Regardless of the rotation speed, the energization is stable, and the current carrying capacity can be easily adjusted by adjusting the number of brushes or double row arrangement.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 구체적으로 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 4 및 도 5에는 본 발명에 따른 금속박 전해 도금 장치의 전극 롤 통전 구조를 보여주는 도면이 도시되어 있다. 도 1 내지 도 3과 동일한 부분에 대하여는 동일한 참조부호를 부여하며 그 반복되는 설명은 생략한다. 4 and 5 are views showing the electrode roll energization structure of the metal foil electrolytic plating apparatus according to the present invention. The same reference numerals are given to the same parts as in FIGS. 1 to 3, and repeated descriptions thereof will be omitted.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명은 상기 전극 롤(20)의 회전축(21)의 양측 단부는 베어링(100)에 의해 도금 장치의 바디(4)에 회전가능하게 지지되고, 상기 회전축(21)의 중간 부분에는, 통전용 브러시(brush)(111)를 구비하는 브러시 하우징(110)이 설치되며, 상기 브러시 하우징(110)에 전류 리드(lead)(120)를 연결한 구조이다. As shown in FIGS. 4 and 5, both ends of the rotating shaft 21 of the electrode roll 20 are rotatably supported by the bearing 100 on the body 4 of the plating apparatus. In the middle portion of the rotating shaft 21, a brush housing 110 including a brush 111 for electricity transmission is installed, and a structure in which a current lead 120 is connected to the brush housing 110. .

상기 통전용 브러시(111)는 브러시 하우징(110)에 수용되는 한편 상기 회전축(21)의 외주에 접촉하여 전류를 공급한다. 상기 통전용 브러시(111)는 도금 장치 의 바디(4)에 고정되고, 그 일측에 형성된 단자(112)에 전류 리드(120)가 접속된다. 따라서, 상기 전류 리드(120)를 통해 공급되는 전류는 상기 브러시 하우징(110)을 통해 통전용 브러시(111)로 인가되고, 통전용 브러시(111)에 인가된 전류는 회전축(21)의 외주에 접촉하는 것에 의해 회전축(21)으로 인가됨으로써 그와 일체로 이루어진 전극 롤(20)이 통전된다. The brush for electricity transmission 111 is accommodated in the brush housing 110 and in contact with the outer circumference of the rotating shaft 21 to supply a current. The conductive brush 111 is fixed to the body 4 of the plating apparatus, and the current lead 120 is connected to the terminal 112 formed at one side thereof. Accordingly, the current supplied through the current lead 120 is applied to the brush for electricity transmission 111 through the brush housing 110, and the current applied to the brush for electricity electricity 111 is formed on the outer circumference of the rotating shaft 21. By being applied to the rotating shaft 21 by contacting, the electrode roll 20 integrally therewith is energized.

상기 통전용 브러시(111) 및 브러시 하우징(110)은 상기 회전축(21)의 축방향으로 복렬로 배치할 수 있다. 이는 브러시의 개수 즉, 브러시 하우징(110)의 설치 개수를 증감시켜 가면서 통전 용량을 쉽게 조절할 수 있는 것이다. 통전 용량의 조정은 통전용 브러시(111) 자체 즉, 브러시 가닥의 수량 조절하는 것에 의해서도 가능하다. The electricity transfer brush 111 and the brush housing 110 may be arranged in a row in the axial direction of the rotation shaft 21. This is to increase or decrease the number of brushes, that is, the number of installation of the brush housing 110 can easily adjust the conduction capacity. Adjustment of the energization capacity can also be performed by adjusting the quantity of the brush 111 itself, ie, the brush strands.

상기 통전용 브러시(111)는 내마모성이 높고 전기 전도도가 우수한 탄소계 마이크로 파이버 브러시(Carbon microfiber brush)로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, 브러시 하우징(110)은 구리 또는 알루미늄 합금 계열의 금속으로 이루어지는 것이 바람직하다. The brush for electricity transmission 111 is preferably made of a carbon-based microfiber brush having a high wear resistance and excellent electrical conductivity. In addition, the brush housing 110 is preferably made of a copper or aluminum alloy-based metal.

상기한 통전용 브러시(111)는 그리스(grease)나 오일 안에서도 통전이 가능하며 기타 먼지, 분진 등의 영향하에서도 우수한 통전 성능을 유지할 수 있다. 이러한 통전용 브러시(111)는 항상 회전축(21)의 외주 표면에 접촉하고 있기 때문에 회전축(21)의 회전 속도에 관계없이 통전이 가능하며 회전축(21)의 회전에 따른 통전 용량의 변화가 매우 적다. 상기 베어링(100)을 정밀한 것, 예를 들면 통전용 브러시(111)의 돌출량보다 반경 방향 유동(흔들림)이 적은 정밀한 베어링을 사용함으 로써 더욱 안정된 통전 상태를 확보할 수 있다. The electrically conductive brush 111 can be energized even in grease or oil, and can maintain excellent energization performance even under the influence of other dust, dust, and the like. Since the brush 111 for electricity is always in contact with the outer circumferential surface of the rotating shaft 21, it is possible to energize irrespective of the rotational speed of the rotating shaft 21, and there is very little change in the energizing capacity according to the rotation of the rotating shaft 21. . It is possible to ensure a more stable energized state by using the bearing 100 is precise, for example, a precision bearing with less radial flow (shake) than the protrusion amount of the brush 111 for energization.

또한, 탄소계 마이크로 파이버는 내마모성이 우수하여 브러시의 사용 수명을 연장할 수 있다. 탄소계 마이크로 파이버 브러시의 사용 수명은 200,000시간 이상까지 간다. In addition, the carbon-based microfiber is excellent in wear resistance can extend the service life of the brush. Carbon-based microfiber brushes have a service life of up to 200,000 hours.

도 1은 종래의 일반적인 금속박 전해 도금 장치의 전극 롤과 전해조를 개략적으로 보여주는 도면이다. 1 is a view schematically showing an electrode roll and an electrolytic cell of a conventional general metal foil electroplating apparatus.

도 2는 도 1의 전극 롤에 전류를 공급하기 위한 통전 구조를 개략적으로 보여주는 도면이다. FIG. 2 is a view schematically showing a current carrying structure for supplying current to the electrode roll of FIG. 1.

도 3은 도 2의 측면도이다. 3 is a side view of FIG. 2.

도 4는 본 발명에 따른 전극 롤 통전 구조를 개략적으로 보여주는 도면이다. 4 is a view schematically showing an electrode roll energizing structure according to the present invention.

도 5는 도 4의 주요부 확대도이다. 5 is an enlarged view of a main part of FIG. 4.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명> <Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

2: 금속박 4: 바디 2: metal foil 4: body

10: 전해조 11: 전해액 10: electrolyzer 11: electrolyte

20: 전극 롤 21: 회전축 20: electrode roll 21: rotating shaft

30: 급액 장치 40: 통전용 디스크 30: feeding device 40: power supply disk

50: 액받이 51: 통전액 50: liquid receiving 51: power supply

60: 버스 바 100: 베어링 60: bus bar 100: bearing

110: 브러시 하우징 111: 통전용 브러시 110: brush housing 111: brush for electricity

112: 단자 120: 전류 리드 112: terminal 120: current lead

Claims (3)

내부에 전해액(11)을 담은 애노드 전극으로서의 전해조(10)와, 상기 전해액(11)에 침지되고 전해조(11)와 일정 거리를 유지하도록 배치되어 그 외주에 접하는 금속박에 전착하기 위한 회전형 캐소드 전극으로서의 전극 롤(20)을 구비하는 금속박 전해 도금 장치에 있어서, An electrolytic cell 10 serving as an anode electrode containing an electrolyte solution 11 therein, and a rotating cathode electrode which is disposed so as to be immersed in the electrolyte solution 11 and maintained at a constant distance from the electrolytic cell 11 to be electrodeposited onto a metal foil contacting the outer circumference thereof. In the metal foil electrolytic plating apparatus provided with the electrode roll 20 as 상기 전극 롤(20)의 양측 회전축(21)이 베어링(100)에 의해 회전가능하게 지지되고, Both rotating shafts 21 of the electrode roll 20 are rotatably supported by the bearing 100, 상기 회전축(21)의 중간 부분에는, 상기 회전축(21)의 외주에 접촉하는 통전용 브러시(111)를 수용하는 한편 도금 장치의 바디에 고정되는 브러시 하우징(110)이 설치되고, 상기 브러시 하우징(110)의 일측에는 전류 리드(120)가 접속되며, In the middle portion of the rotary shaft 21, a brush housing 110 which accommodates the brush for electricity transmission 111 in contact with the outer circumference of the rotary shaft 21 and is fixed to the body of the plating apparatus is installed, the brush housing ( One side of the 110 is connected to the current lead 120, 상기 전류 리드(120)를 통해 공급된 전류가 상기 브러시 하우징(110) 및 통전용 브러시(111)를 경유하여 상기 회전축(21)에 인가되어 상기 전극 롤(20)에 통전이 이루어지는 것을 특징으로 하는 안정적인 전극 롤 통전 구조를 가지는 금속박 전해 도금 장치. The electric current supplied through the current lead 120 is applied to the rotating shaft 21 via the brush housing 110 and the brush for electricity transmission 111 so that the electrode roll 20 is energized. Metal foil electrolytic plating apparatus having a stable electrode roll energization structure. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 통전용 브러시(111) 및 브러시 하우징(110)은 상기 회전축(21)의 축방향으로 복렬로 배치되는 것을 특징으로 하는 안정적인 전극 롤 통전 구조를 가지는 금속박 전해 도금 장치. The electrically conductive brush (111) and the brush housing (110) are metal foil electrolytic plating apparatus having a stable electrode roll energization structure, characterized in that arranged in the axial direction of the rotary shaft (21). 제1항 또는 제2항에 있어서, The method according to claim 1 or 2, 상기 통전용 브러시(111)는 탄소계 마이크로 파이버 브러시로 이루어지는 것을 특징으로 하는 안정적인 전극 롤 통전 구조를 가지는 금속박 전해 도금 장치. The electrically conductive brush 111 is a metal foil electrolytic plating apparatus having a stable electrode roll energization structure, characterized in that consisting of a carbon-based microfiber brush.
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