KR20100044444A - Electroplating method capable of lessening consumption of plating additive and electroplating apparatus for the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An electroplating method capable of reducing the consumption of a plating additive and an electrical plating device using thereof are provided to reduce the temperature rise amount of an electroplating solution by generating an eddy current. CONSTITUTION: An electroplating method comprises the following: supplying a subject(1) to plate into an electroplating solution(101); supplying a DC power to the subject and an anode included in the electroplating solution; and increasing the temperature of the electroplating solution by generating an eddy current to a conductor unit of the subject using a time-varying magnetic field.

Description

도금 첨가제의 소모를 줄일 수 있는 전기도금방법 및 그 전기도금장치{Electroplating method capable of lessening consumption of plating additive and electroplating apparatus for the same}Electroplating method capable of lessening consumption of plating additive and electroplating apparatus for the same}

본 발명은 전기도금에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 도금 속도의 향상을 위해 전해도금액의 온도를 상승시켜 도금 공정을 진행하는 전기도금방법과 이를 위한 전기도금장치에 관한 것이다.The present invention relates to an electroplating, and more particularly, to an electroplating method and an electroplating apparatus for performing a plating process by raising the temperature of the electrolytic plating solution to improve the plating speed.

전기도금은 피도금물을 전해도금액 속에 투입한 후 피도금물과 전해도금액에 각각 직류전원의 음극과 양극을 연결하여 전해하는 과정을 통해 전해도금액 속에 함유된 금속이온을 피도금물의 표면에 석출시켜 도금하는 공법이다.In electroplating, the metal ions contained in the electrolytic plating solution are added to the electroplating solution by injecting the plated material into the electrolytic plating solution and then connecting the anode and the anode of the DC power supply to the plated product and the electrolytic plating solution, respectively. It is a method of depositing and plating on the surface.

통상적으로 전기도금시에는 도금품질을 향상시키기 위해 전해도금액 내에 광택제 등의 첨가제를 혼합하여 도금공정을 진행한다. 대부분의 경우 첨가제는 산화에 취약한 유기 화합물로 구성된다.In general, during electroplating, a plating process is performed by mixing an additive such as a brightening agent in an electrolytic plating solution to improve plating quality. In most cases the additives consist of organic compounds that are susceptible to oxidation.

통전시 전해도금액 내의 금속양이온은 음극으로 이동되어 피도금물의 표면에 석출되어 도금이 이루어지고, 예컨대, OH-와 SO4 2 -와 같은 음이온은 양극에서 산화 되어 O2가 발생된다. O2가 발생하면 첨가제가 산화되어 변질되므로 도금품질이 저하되고, 첨가제의 소모량이 증가하게 되어 도금비용의 상승으로 이어지게 된다.During energization, the metal cations in the electrolytic plating solution are transferred to the cathode and precipitated on the surface of the plated object to cause plating. For example, anions such as OH- and SO 4 2 - are oxidized at the anode to generate O 2 . When O 2 is generated, the additive is oxidized and deteriorated, so that the plating quality is lowered and the consumption of the additive is increased, leading to an increase in plating cost.

상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 첨가제가 양극에서 발생하는 O2와 접촉하는 것을 방지하기 위한 여러가지 방안들이 제시되었다. 예를 들어, 대한민국 특허공개 제2001-69918호에는 첨가제의 분리를 위한 멤브레인(Membrane)이 양극 주변에 설치된 것을 특징으로 하는 도금장치가 개시되어 있다. 그러나, 멤브레인의 사용시에는 양극을 폐쇄하도록 둘러싸는 케이스를 형성해야 하는 번거로움이 있으며, 도금 슬러지가 발생하여 멤브레인에 달라붙는 현상이 발생하므로 지속적으로 관리해주어야 하고, 전기도금을 위해 높은 전압이 요구되는 단점이 있다.In order to solve the above problems, various measures have been proposed to prevent the additive from contacting O 2 generated at the anode. For example, Korean Patent Laid-Open No. 2001-69918 discloses a plating apparatus, wherein a membrane for separating an additive is installed around an anode. However, when the membrane is used, it is cumbersome to form a casing that closes the anode, and due to plating sludge, the membrane sticks to the membrane. Therefore, it must be managed continuously and high voltage is required for electroplating. There are disadvantages.

다른 예로서, PCT/EP2003/014785호에는 물질 전달을 감소시키기 위한 메쉬(Mesh) 형태의 쉴드(Shield)가 부착된 것을 특징으로 하는 전기도금용 애노드(양극)가 개시되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 쉴드(13)가 부착된 양극(12)은 도금조(10) 내에 장착되고, 전해도금액(11) 내에서 그 쉴드(13) 부분이 피도금물(1)의 도체부(1b)를 향하도록 배치된다. 통상적으로 피도금물(1)은 폴리이미드 필름과 같은 부도체 필름(1a)에 구리막과 같은 도체부(1b)가 형성된 구조를 갖는다. 그러나, 상기와 같은 전기도금용 애노드 역시 도금 슬러지가 발생하여 메쉬 형태의 쉴드에 부착되는 현상이 발생하므로 지속적으로 관리해 주어야 하는 불편함이 있다.As another example, PCT / EP2003 / 014785 discloses an electroplating anode (anode), which is attached with a shield in the form of a mesh to reduce mass transfer. As shown in FIG. 1, the anode 12 to which the shield 13 is attached is mounted in the plating bath 10, and the part of the shield 13 in the electrolytic plating solution 11 is to be plated 1. It is arranged to face the conductor portion 1b of the. Usually, the to-be-plated object 1 has a structure in which the conductor part 1b like a copper film was formed in the non-conductor film 1a like a polyimide film. However, the anode for electroplating as described above also has the inconvenience of having to manage continuously because plating sludge is generated to adhere to the shield of the mesh form.

한편, 종래에는 도금속도를 향상시키기 위해 전해도금액의 온도를 높이는 방법이 널리 사용되었는데, 이 경우 상술한 양극 주변에서의 산화작용이 더욱 촉진되 어 첨가제 소모속도가 빨라지는 문제가 발생하게 된다.Meanwhile, in the related art, a method of increasing the temperature of the electroplating solution has been widely used in order to improve the plating rate. In this case, the oxidation reaction around the anode is further promoted, thereby causing a problem in that the additive consumption rate is increased.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 도금 첨가제의 소모를 방지하면서도 도금 속도를 향상시킬 수 있도록 자기장을 이용하여 전해도금액의 온도를 높이는 구성을 가진 전기도금방법 및 그 전기도금장치를 제공하는 데 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, an electroplating method having a configuration to increase the temperature of the electrolytic plating solution by using a magnetic field to improve the plating speed while preventing the consumption of plating additives and electroplating thereof The purpose is to provide a device.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 전기도금방법은, (a) 전해도금액 내부로 피도금물을 공급하는 단계; (b) 상기 전해도금액에 담긴 양극과 상기 피도금물에 전기도금을 위한 직류전원을 제공하는 단계; 및 (c) 상기 피도금물의 도체부에 시변 자기장을 가하여 와전류를 발생시킴으로써 상기 전해도금액의 온도를 상승시키는 단계;를 포함한다.In order to achieve the above object, the electroplating method according to the present invention comprises the steps of: (a) supplying a plated object into the electrolytic plating solution; (b) providing a DC power source for electroplating the anode and the plated object contained in the electrolytic plating solution; And (c) raising the temperature of the electrolytic plating solution by generating an eddy current by applying a time-varying magnetic field to the conductor portion of the plated object.

상기 단계 (c)에서는 상기 전해도금액이 담긴 도금조 주변에 전자석을 배치하고, 상기 전자석에 교류전원을 공급하여 상기 시변 자기장을 가하는 것이 바람직하다.In the step (c), it is preferable to place an electromagnet around the plating bath containing the electrolytic plating solution, and supply the AC power to the electromagnet to apply the time varying magnetic field.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 전해도금액이 담기는 도금조와, 상기 전해도금액에 담긴 양극과 상기 피도금물에 전기도금을 위한 직류전원을 제공하는 직류전원 공급부를 포함하는 전기도금장치에 있어서, 상기 피도금물의 도체부에 시변 자기장을 가하여 와전류를 발생시킴으로써 상기 전해도금액의 온도를 상승시키는 자 기장 발생유닛;을 구비한 것을 특징으로 하는 전기도금장치가 제공된다.According to another aspect of the present invention, in the electroplating apparatus comprising a plating bath containing an electrolytic plating solution, a positive electrode contained in the electrolytic plating solution and a DC power supply for providing a DC power for electroplating to the plated object And a magnetic field generating unit for raising the temperature of the electrolytic plating solution by applying a time-varying magnetic field to the conductor portion of the plated material to generate an eddy current.

상기 자기장 발생유닛은 교류전자석인 것이 바람직하다.The magnetic field generating unit is preferably an alternating electromagnet.

상기 교류전자석은, 공급되는 피도금물을 중심으로 극성이 대칭을 이루도록 상기 도금조 또는 상기 도금조 주변에 배치되는 것이 바람직하다.The AC electromagnet is preferably disposed around the plating bath or the plating bath so that the polarity is symmetric about the plated object to be supplied.

본 발명은 종래기술과는 달리 별도의 멤브레인이나 쉴드가 요구되지 않으므로 도금 슬러지로 인한 문제가 발생하지 않는 장점이 있다.Unlike the prior art, since the present invention does not require a separate membrane or shield, there is an advantage that a problem due to plating sludge does not occur.

또한, 본 발명에 따르면 피도금재의 표면과 그 주변의 전해도금액에 대한 온도 상승에 비해 양극 주변의 전해도금액에 대한 온도 상승이 미미하므로 전해도금액에 대한 온도 상승을 통해 도금 속도를 향상시키면서도 양극 주변에 있는 도금 첨가제의 소모율을 줄일 수 있다.In addition, according to the present invention, the temperature rise of the electrolytic plating solution around the anode is insignificant compared to the temperature rise of the electroplating solution on the surface of the plating material and its surroundings. The consumption rate of the plating additive around the anode can be reduced.

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 아니되며, 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.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms or words used in the specification and claims should not be construed as having a conventional or dictionary meaning, and the inventors should properly explain the concept of terms in order to best explain their own invention. Based on the principle that can be defined, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, various modifications that can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기도금장치의 주요 구성을 도시한 단면도이다.2 is a cross-sectional view showing the main configuration of the electroplating apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 다른 전기도금장치는 전해도금액(101)이 담기는 도금조(100)와, 전해도금액(101)에 담기도록 도금조(100) 내에 설치된 전기도금용 양극(102)과, 피도금물(1)의 도체부(1b)에 와전류를 발생시키기 위한 자기장 발생유닛(103)을 포함한다.Referring to FIG. 2, the electroplating apparatus according to the preferred embodiment of the present invention is provided in the plating bath 100 containing the electrolytic plating solution 101 and the plating bath 100 so as to be contained in the electrolytic plating solution 101. An electroplating anode 102 and a magnetic field generating unit 103 for generating an eddy current in the conductor portion 1b of the object to be plated 1 are included.

도금조(100)에 공급되는 전해도금액(101)은 도금 품질의 향상을 위해 광택제 등과 같은 도금 첨가제가 전해액에 혼합된 조성을 갖는다.The electrolytic plating solution 101 supplied to the plating bath 100 has a composition in which a plating additive such as a brightening agent is mixed with the electrolyte to improve plating quality.

피도금물(1)은 예컨대, 부도체 필름(1a)에 도체부(1b)가 형성된 구조를 갖는다. 예를 들어, 피도금물(1)은 폴리이미드 필름의 일면에 동박이 부착된 형태로 제공될 수 있을 것이다. 생산성을 높이기 위해 피도금물(1)은 소정의 이송수단에 의해 연속적으로 공급되면서 도금조(100) 내부를 통과하도록 설치된다.The to-be-plated object 1 has a structure in which the conductor part 1b was formed in the non-conductive film 1a, for example. For example, the plated object 1 may be provided in a form in which copper foil is attached to one surface of the polyimide film. In order to increase the productivity, the plated object 1 is installed to pass through the plating bath 100 while being continuously supplied by a predetermined transfer means.

양극(102)은 전해도금액(101)에 담기도록 도금조(100) 내에 설치되어 소정의 직류전원 공급부(미도시)에 연결된다. 양극(102)에 대응하는 음극으로는 피도금물(1) 자체가 사용된다. 이때 피도금물(1)은 그 이송을 가이드할 수 있는 소정의 통전 롤(Roll)을 매개로 하여 직류전원 공급부에 연결된다. 여기서, 피도금물(1)을 직류전원 공급부에 연결하기 위한 구성으로는 공지의 기술들이 채택될 수 있으므로 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.The anode 102 is installed in the plating bath 100 so as to be contained in the electrolytic plating solution 101 and is connected to a predetermined DC power supply (not shown). The plated object 1 itself is used as the cathode corresponding to the anode 102. At this time, the plated object 1 is connected to the DC power supply unit through a predetermined current roll that can guide the transfer. Here, since a known technique may be adopted as a configuration for connecting the plated object 1 to the DC power supply, a detailed description thereof will be omitted.

자기장 발생유닛(103)은 피도금물(1)에 시변 자기장을 가하여 피도금물(1)의 도체부(1b)에 와전류(Eddy current)를 발생시킨다. 피도금물(1)의 도체부(1b)에서 와전류가 발생하게 되면 주울열에 의해 피도금물(1) 주변의 전해도금액(101)의 온도가 상승하게 된다.The magnetic field generating unit 103 applies a time-varying magnetic field to the plated object 1 to generate an eddy current in the conductor portion 1b of the plated object 1. When an eddy current is generated in the conductor portion 1b of the plated object 1, the temperature of the electrolytic plating solution 101 around the plated object 1 increases due to Joule heat.

자기장 발생유닛(103)은 도금조(100) 또는 도금조(100) 주변에 설치되고, 교류전원에 의해 동작되어 자극이 주기적으로 변화하는 교류전자석의 구조를 갖는다. 자기장 발생유닛(103)은 대응하는 N극과 S극이 피도금물(1)을 중심으로 상호 대칭을 이루도록 배치되는 것이 바람직하다. 본 발명에 따르면, 도 3에 도시된 바와 같이, 와전류의 발생 분포가 넓게 형성되도록 피도금물(1)을 기준으로 분산 배치된 자기장 발생유닛의 집합체(103a~103d)가 제공될 수도 있다.The magnetic field generating unit 103 is installed around the plating vessel 100 or the plating vessel 100 and has a structure of an alternating current electromagnet operated by an alternating current power source and the magnetic pole is periodically changed. The magnetic field generating unit 103 is preferably arranged such that the corresponding N and S poles are symmetrical with respect to the plated object 1. According to the present invention, as shown in FIG. 3, the aggregates 103a to 103d of the magnetic field generating units distributed and arranged on the basis of the plated object 1 may be provided so that the generation distribution of the eddy current is wide.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기도금방법은 상술한 바와 같은 전기도금장치에 의해 수행된다.The electroplating method according to a preferred embodiment of the present invention is performed by the electroplating apparatus as described above.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기도금방법에서는 피도금물(1)을 전해도금액(101) 내부로 연속적으로 공급하면서 전기도금용 전극에 직류전원을 인가하여 전해하고, 이와 더불어 피도금물(1) 주변에 배치된 자기장 발생유닛(103)에 교류전원을 인가하여 피도금물(1)의 도체부(1b)에 시변 자기장을 가하는 과정을 진행한다.In the electroplating method according to a preferred embodiment of the present invention, while supplying the plated object (1) continuously into the electroplating solution 101, by applying a direct current power to the electrode for electroplating, and the plated ( 1) The AC power is applied to the magnetic field generating unit 103 disposed in the periphery to apply a time-varying magnetic field to the conductor portion 1b of the plated object 1.

피도금물(1)의 도체부에 시변 자기장이 가해지면 도체부(1b)의 표면에서 와전류가 발생하게 되고, 이로 인해 주울열이 발생하여 피도금물(1) 주변의 전해도금액(101) 온도가 상승하게 된다. 전술한 바와 같이 전해도금액(101)의 온도가 상승하게 되면 도금 속도가 향상될 수 있다.When a time-varying magnetic field is applied to the conductor portion of the plated object 1, eddy currents are generated on the surface of the conductor portion 1b, and as a result, Joule heat is generated and thus the electrolytic plating solution 101 around the plated object 1 The temperature rises. As described above, when the temperature of the electroplating solution 101 increases, the plating speed may be improved.

피도금물(1) 주변의 전해도금액(101) 온도가 상승할 때 양극(102) 주변의 전해도금액(101) 온도 또한 상승하게 되나, 이는 피도금물(1) 주변에 비해 미미한 수준이므로 양극(102) 주변에서의 불필요한 도금 첨가제 소모가 저감되거나 억제될 수 있다.When the temperature of the electrolytic plating solution 101 around the to-be-plated object 1 increases, the temperature of the electrolytic plating solution 101 around the anode 102 also increases, but this is insignificant compared to the periphery of the plating material 1. Unnecessary plating additive consumption around the anode 102 can be reduced or suppressed.

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.Although the present invention has been described above by means of limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto and will be described below by the person skilled in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of the claims.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 상술한 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.The following drawings, which are attached to this specification, illustrate exemplary embodiments of the present invention, and together with the detailed description of the present invention, serve to further understand the technical spirit of the present invention. It should not be construed as limited to.

도 1은 종래기술에 따른 전기도금장치의 주요 구성을 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing the main configuration of the electroplating apparatus according to the prior art.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기도금장치의 주요 구성을 도시한 단면도이다.2 is a cross-sectional view showing the main configuration of the electroplating apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명에 따라 제공되는 자기장 발생유닛 배치예를 도시한 평면도이다.3 is a plan view showing an arrangement example of a magnetic field generating unit provided according to the present invention.

<도면의 주요 참조 부호에 대한 설명><Description of Major Reference Marks in Drawings>

1: 피도금물 100: 도금조1: plating object 100: plating bath

101: 전해도금액 102: 양극101: electrolytic plating solution 102: anode

103: 자기장 발생유닛103: magnetic field generating unit

Claims (5)

(a) 전해도금액 내부로 피도금물을 공급하는 단계;(a) supplying a plated object into the electroplating solution; (b) 상기 전해도금액에 담긴 양극과 상기 피도금물에 전기도금을 위한 직류전원을 제공하는 단계; 및(b) providing a DC power source for electroplating the anode and the plated object contained in the electrolytic plating solution; And (c) 상기 피도금물의 도체부에 시변 자기장을 가하여 와전류를 발생시킴으로써 상기 전해도금액의 온도를 상승시키는 단계;를 포함하는 전기도금방법.(c) increasing the temperature of the electrolytic plating solution by generating an eddy current by applying a time-varying magnetic field to the conductor portion of the plated object. 제1항에 있어서, 상기 (c)에서,The method of claim 1, wherein in (c), 상기 전해도금액이 담긴 도금조 주변에 전자석을 배치하고,Place an electromagnet around the plating bath containing the electrolytic plating solution, 상기 전자석에 교류전원을 공급하여 상기 시변 자기장을 가하는 것을 특징으로 하는 전기도금방법.Electroplating method characterized in that to apply the AC power to the electromagnet to apply the time-varying magnetic field. 전해도금액이 담기는 도금조와, 상기 전해도금액에 담긴 양극과 상기 피도금물에 전기도금을 위한 직류전원을 제공하는 직류전원 공급부를 포함하는 전기도금장치에 있어서,An electroplating apparatus comprising a plating bath containing an electrolytic plating solution, a positive electrode contained in the electrolytic plating solution, and a DC power supply unit providing a DC power source for electroplating to the plated object. 상기 피도금물의 도체부에 시변 자기장을 가하여 와전류를 발생시킴으로써 상기 전해도금액의 온도를 상승시키는 자기장 발생유닛;을 구비한 것을 특징으로 하는 전기도금장치.And a magnetic field generating unit for raising the temperature of the electrolytic plating liquid by applying a time-varying magnetic field to the conductor portion of the plated material to generate an eddy current. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 자기장 발생유닛은 교류전자석인 것을 특징으로 하는 전기도금장치.The magnetic field generating unit is an electroplating apparatus, characterized in that the AC electromagnet. 제4항에 있어서, 상기 교류전자석은,The method of claim 4, wherein the AC electromagnet, 공급되는 피도금물을 중심으로 극성이 대칭을 이루도록 상기 도금조 또는 상기 도금조 주변에 배치된 것을 특징으로 하는 전기도금장치.Electroplating apparatus, characterized in that disposed in the plating bath or around the plating bath so that the polarity is symmetric about the plated object to be supplied.
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CN103184491A (en) * 2011-12-28 2013-07-03 北京有色金属研究总院 Electroplating apparatus applying external magnetic field on plating member and method

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