KR20100064857A - 통신 커넥터의 표면처리방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 통신 커넥터의 표면처리방법에 관한 것으로, a) 통신 커넥터의 표면에 청화동 소재의 하지층과, 상기 하지층 상에 무전해 니켈 본도금층을 형성하는 단계와, b) 니켈을 포함하는 도금용액에 상기 a) 단계의 결과물을 넣고, 도금을 실시하여 상기 무전해 니켈 본도금층 상에 니켈화합물인 표면도금층을 형성하는 단계를 포함한다. 이와 같이 구성되는 본 발명은, 황산니켈을 주재료로 하며, 보조재료로 염화니켈과 붕산을 사용하는 후처리를 통해 표면의 균일도를 높이고, 솔더링 특성을 향상시키며, 가스나 산에 의한 손상을 방지할 수 있는 효과가 있으며, 또한 본 발명은 종래와 같이 도금의 후처리를 유기화합물로 하지 않고, 금속화합물을 사용하여 기계적인 강도를 향상시켜, 내구성 및 내화학성을 높일 수 있는 효과가 있다.

커넥터, 도금, 후처리

Description

통신 커넥터의 표면처리방법{Plating method for telecommunication connector}

본 발명은 통신 커넥터의 표면처리방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 통신 커넥터의 기계적 강도를 향상시키고, 솔더링(soldering)이 보다 용이하도록 하는 통신 커넥터의 표면처리방법에 관한 것이다.

일반적으로 이동통신에 대한 수요가 급증함에 따라 통신시스템의 고속·대용량화가 가속되고 있으며, 휴대폰, PCS, 위성통신, IMT-2000 등의 다양한 영역에서 그 수요가 급증하고 있다.

이와 같이 기존에 사용하지 않았던 고주파 영역의 통신이 확산되면서 마이크로파 통신에 필요한 이동통신 중계기, 안테나, 그리고 RF 부품의 수요가 확대되고 있다.

상기 중계기, 안테나에 사용되는 RF 부품 중 하나인 통신 커넥터는 주요 장치들 간의 케이블 연결에 직접 사용되며, 커넥터의 경우 비선형성이 발생하면, S/N(signal to noise ratio)의 저하, 유효전력의 감소, 혼신의 발생 및 통화 품질의 저하, 통신중단 등의 문제점이 발생할 수 있다.

상기 커넥터에 비선형성이 발생하는 이유로는 이종의 금속재가 접촉하거나, 코로나방전에 의해 발생되는 고전계에 의한 플라즈마 효과, 자성체 금속에 의한 자기적 비선형, 고전류의 밀도, 소자간의 느슨한 접촉, 부적합한 표면처리, 커넥터 내의 부산물 등을 들 수 있다.

이와 같이 고주파 통신에서 통화품질과 용량에 큰 영향을 미치는 IMD를 해결하는 기술을 갖는 커넥터의 개발을 위하여 알루미늄, 알루미늄합금, 구리합금 등의 원소재 상태로 사용하는 것이 아니라 표면처리를 함으로써 이러한 문제점을 일부 극복할 수 있다.

일반적으로 RF 커넥터는 이동통신 시스템의 각종 부품이나 장치들을 연결하기 위한 수단으로 사용되며, 그 용도와 성능에 따라서 다종 다양한 방식들이 적용되고 있다. RF 커넥터의 구성을 살펴보면 내부에 구비되는 선로, 대향하는 커넥터에 접속하기 위하여 그 일측면에 커넥터 몸체와 상기 커넥터 몸체의 타측면에 돌출되게 설치된 외부도체, 상기 외부도체의 내부에서 외부로 돌출하게 구비되어 동축케이블 또는 인쇄회로기판에 접속하기 위한 내부도체, 및 상기 외부도체와 내부도체의 사이에 채워진 유전체로 구성된다.

RF 커넥터는 제품의 형상과 구조가 복잡하다. 특히 제품의 기밀유지를 위해 나사부가 많은 것이 특징이다. 이러한 제품을 전기도금한다면 균일성과 평활성이 우수한 도금을 얻기가 매우 어렵다. 특히 내부 도금면의 경우 전기도금을 한다 면 균일 전착성의 저하로 인해 도금두께가 균일하지 못한 현상이 발생한다.

이러한 경우 RF 커넥터의 주요 특성인 IMD 특성에 영향을 미치게 되므로 균일한 도금층의 형성이 대단히 중요하다.

현재까지 이동통신 시스템에 사용되는 커넥터의 표면처리는 대부분 하지도금, 전해 또는 무전해 니켈도금을 행한 후, 변색방지층을 후처리하여 형성하는 형태를 취하고 있다.

그러나, 무전해 니켈 도금의 경우 솔더링(soldering) 특성이 나쁘며, 가스 시험과 염수 분무시험에서 변색 및 부식현상이 발생하는 단점이 있으며, 전해 니켈 도금의 경우에는 균일한 도금이 이루어지지 않기 때문에 상기 언급한 통신이상의 원일이 될 수 있다.

이와 같은 니켈 도금의 문제점을 해결하기 위하여 함침 코팅층을 형성하는 경우가 있으나, 이는 공정이 복잡하며, 상기 언급한 전해 또는 무전해 니켈 도금에 비하여 8배 이상의 비용이 증가하게 된다.

상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 솔더링이 가능하며, 변동계수가 15% 이하인 균일한 도금이 가능하며, 가스나 산에 의한 손상을 방지할 수 있는 통신 커넥터 표면처리방법을 제공함에 있다.

또한 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 기계적인 강도를 향상시켜, 내구성 및 내마모성을 향상시킬 수 있는 통신 커넥터 표면처리방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명은, a) 통신 커넥터의 표면에 청화동 소재의 하지층과, 상기 하지층 상에 무전해 니켈 본도금층을 형성하는 단계와, b) 니켈을 포함하는 도금용액에 상기 a) 단계의 결과물을 넣고, 도금을 실시하여 상기 무전해 니켈 본도금층 상에 니켈화합물인 표면도금층을 형성하는 단계를 포함한다.

본 발명은 황산니켈을 주재료로 하며, 보조재료로 염화니켈과 붕산을 사용하는 후처리를 통해 표면의 균일도를 높이고, 솔더링 특성을 향상시키며, 가스나 산에 의한 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 종래와 같이 도금의 후처리를 유기화합물로 하지 않고, 금속 화합물을 사용하여 기계적인 강도를 향상시켜, 내구성 및 내화학성을 높일 수 있는 효과가 있다.

상기와 같은 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명 통신 커넥터의 표면처리방법의 바람직한 실시예의 공정 흐름도이다.

도 1을 참조하면 본 발명 통신 커넥터의 표면처리방법의 바람직한 실시예는,

통신 커넥터에서 이물질 및 유기물을 제거하고 세척하는 단계(S110)와, 상기 이물질 및 유기물이 제거된 통신 커넥터를 전해탈지시키고, 세척하는 단계(S120)와, 상기 전해탈지된 통신 커넥터의 산화피막을 제거하고 세척한 후, 활성화 처리하고 세척하는 단계(S130)와, 상기 활성화 처리된 통신 커넥터의 표면을 하지도금하는 단계(140)와, 상기 하지도금된 통신 커넥터를 중화시키고 세척하는 단계(S150)와, 상기 중화된 통신 커넥터의 하지도금층 상에 무전해 니켈을 도금하여 본도금층을 형성하는 단계(S160)와, 황산니켈을 주재료로 하는 후처리 공정으로 표면도금층을 형성하고, 세척하는 단계(S170)와, 상기 표면도금층의 표면을 변색방지처리하고 세척하는 단계(S180)를 포함하여 구성된다.

이후의 공정에서는 열탕에서 세척 후, 에어로 건조하여 표면처리를 완료할 수 있다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 바람직한 실시예의 구성과 작용을 보다 상세히 설명한다.

먼저, S110단계에서는 수입검사를 통과한 통신 커넥터들의 표면처리를 위하여 이물질 및 유기물제거를 위한 침지탈지를 수행한다.

이와 같은 침지탈지에 사용되는 용액은 50~60g/l 농도의 규산염수용액에 3 내지 5분 동안 침지시켜 처리한다. 이때 규산염수용액의 온도는 60 내지 70℃로 한다.

상기 S110단계에서는 동일한 침지 조건을 수 차례 반복하여 통신 커넥터의 표면에서 이물질 및 유기물을 제거한다.

그 다음, 다단의 수세(水洗)조에서 단계별로 세척한다.

그 다음, S120단계에서와 같이 상기 침지탈지로 이물질 및 유기물이 제거된 통신 커넥터를 전해 탈지시킨다.

이때 전해 탈지는 음극탈지조에서 음극통전탈지를 통해 이루어지며, 이는 농도가 50~60g/l인 시안화나트륨(NaCN) 수용액에서 1 내지 2분 동안 진행한다. 이때의 온도는 상온이다.

그 다음 다단의 수세조에서 단계별로 세척한다.

그 다음, S130단계에서는 상기 전해 탈지된 통신 커넥터를 산활성화조에 30 내지 60초 동안 넣어 산화피막을 제거한다. 즉, 10wt%의 염산과 90wt%의 물이 혼합된 산에 상기 전해 탈지된 통신 커넥터를 침지시켜 그 표면에 형성된 산화피막을 제거한다.

그리고 다단의 수세조에서 순차적으로 세척하고, 상기 산화피막이 제거된 통신 커넥터를 활성화한다. 이때 활성화는 100ml/l 농도의 황산나트륨과 40ml/l 농도의 황산 수용액을 각각 75wt%, 25wt% 혼합하여 사용한다. 침지시간은 10 내지 30초이며, 공정온도는 상온에서 진행한다.

그 다음 다단의 수세조에서 다시 단계별로 세척한다.

그 다음, S140단계에서는 하지층의 형성을 위해 청화동을 도금한다. 이는 동도금조에 30 내지 35g/l 농도의 시안화동(CuCN) 수용액과 40 내지 45g/l의 시안화나트륨(NaCN) 수용액을 각각 43wt%와 57wt%를 혼합한 용액에 상기 표면이 활성화된 통신 커넥터를 침지시키고, 음극통전을 통해 도금한다.

도금 시간은 10 내지 30초이며, 공정온도는 45 내지 50℃를 유지한다.

그 다음, 다단의 수세조에서 순차적으로 세척한다.

그 다음 S150단계에서는 상기 하지층이 형성된 통신 커넥터를 중화시킨다. 상기 도금과 세척과정에서 산화피막이 발생할 수 있으며, 표면의 알칼리액을 중화 시키기 위하여 5% 황산 수용액에 그 통신 커넥터를 30 내지 60초 동안 침지시킨다. 이때의 공정온도는 상온이다.

그 다음, 다단의 수세조에서 순차적으로 세척한다.

그 다음, S160단계에서는 상기 중화된 통신 커넥터의 하지 도금층 상에 무전해 니켈을 도금하여 본도금층을 형성하고, 도금두께를 측정한 후 적당한 두께로 도금되었으면 다단의 수세조에서 세척한다.

그 다음, S170단계에서는 황산니켈을 주재료로 하는 후처리 공정으로 표면도금층을 형성한다. 250 내지 350g/l 농도의 황산니켈, 35 내지 45g/l 농도의 염화니켈, 35 내지 45g/l 농도의 붕산을 각각 60 내지 80wt%, 10 내지 20wt%, 10 내지 20wt%를 혼합하며, 첨가제로서 50ml/l 농도의 초산과 2ml/l 농도의 사카린, 1.3ml/l 농도의 포름알데히드를 첨가하되, 총 첨가제의 양은 상기 황산니켈, 염화니켈, 붕산이 혼합된 무게를 100으로 하였을 때, 0.4 내지 1wt%가 되도록 첨가한 용액에 통신 커넥터를 넣고 도금을 실시한다.

이때 공정온도는 50 내지 55℃가 적당하며, pH는 4 내지 4.4의 범위가 되도록 한다.

황산니켈은 고전류밀도로 작업이 가능하도록 하며, 염화니켈은 양극을 용해시키는 역할을 하고, 붕산은 음극 표면의 산도를 조정하여 적당한 산도로 유지될 수 있도록 하는 역할을 한다.

상기 초산은 균일한 도금 전착성을 보다 향상시키는 역할을 하며, 사카린은 도금 표면의 레벨링을 향상시키는 첨가제이며, 포름알데히드는 습윤제와 분산제 역할을 한다.

상기 첨가제 전체의 무게를 100wt%로 하였을 때, 상기 초산이 98 내지 99wt%, 사카린과 포름알데히드가 각각 0.5 내지 1wt%로 하는 것이 바람직하다.

이와 같이 도금을 실시한 후, 두께를 측정하고 이상이 없으면 다단의 수세조에서 단계적으로 세척한다.

본 발명은 표면도금층을 금속화합물로 형성하기 때문에 기계적인 강도를 보다 향상시킬 수 있으며, 보다 균일하고 솔더링 특성이 우수한 도금을 얻을 수 있다.

상기 S170단계를 최종공정으로 하여도 산과 가스에 의한 산화는 방지할 수 있으며, 변색방지를 위하여 아래의 S180단계는 선택적으로 수행할 수 있다.

상기 선택적인 공정단계는 S180단계는 상기 표면도금층의 표면을 2 내지 5% 농도의 타니반으로 30 내지 120초 동안 처리하여 표면도금층의 변색을 방지한다. 이때 공정온도는 20 내지 30℃로 한다.

변색방지처리가 되면 다단의 수세조에서 단계적으로 세척한다.

이후의 공정에서는 순수열탕에서 탕세처리하고, 에어로 건조시킨 후 최종검사를 통해 통신 커넥터의 도금의 불량 여부를 확인하게 된다.

도 2는 본 발명을 통해 제조된 도금층의 구성도이다.

도 2를 참조하면 본 발명을 통해 제조된 도금층은 통신 커넥터인 소재(1)의 상부에 청화동인 하지층(2), 무전해 니켈인 본도금층(3)의 상부에 니켈화합물인 표면도금층(4)으로 구성된다.

종래의 도금이 전해 또는 무전해 니켈인 본도금층 상에 변색방지층만을 형성하거나, 무전해 니켈인 본도금층상에 유기화합물인 패시브(passive)층과 함침코팅층을 순차 형성한 것에 비하여 기계적인 강도가 높으며, 보다 균일한 도금층을 얻을 수 있으며, 솔더링 특성이 향상된다.

도 3 내지 도 10은 본 발명을 통해 도금된 통신 커넥터의 부식시험결과이다.

시료1과 시료2가 본 발명을 통해 도금된 통신 커넥터이고, 나머지 시료는 종래의 방법으로 도금한 것이다.

상기 시료1은 상기 S180단계의 변색방지처리가 되지 않은 것이고, 시료2는 S180단계의 변색방지처리를 한 것이다.

결과적으로 본 발명은 가스에 대하여 종래에 비해 두 배 이상 강한 특성을 나타내고 있다.

도 1은 본 발명 통신 커넥터의 표면처리방법의 공정 흐름도이다.

도 2는 본 발명 통신 커넥터의 표면처리방법으로 처리된 도금층의 단면도이 다.

도 3 내지 도 10은 본 발명에 의해 표면처리된 통신 커넥터의 시험성적서이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1:소재 2:하지층

3:본도금층 4:표면도금층

Claims (5)

1. a) 통신 커넥터의 표면에 청화동 소재의 하지층과, 상기 하지층 상에 무전해 니켈 본도금층을 형성하는 단계; 및

   b) 니켈을 포함하는 도금용액에 상기 a) 단계의 결과물을 넣고, 도금을 실시하여 상기 무전해 니켈 본도금층 상에 니켈화합물인 표면도금층을 형성하는 단계를 포함하는 통신 커넥터의 표면처리방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 b) 단계는,

   상기 a) 단계의 결과물을 황산니켈, 염화니켈, 붕산 혼합용액에 침지시켜 니켈 도금을 통해 상기 표면도금층을 형성하는 것을 특징으로 하는 통신 커넥터의 표면처리방법.
3. 제2항에 있어서,

   상기 b) 단계는,

   상기 첨가제로 초산, 사카린, 포름알데히드를 첨가하는 것을 특징으로 하는 통신 커넥터의 표면처리방법.
4. 제3항에 있어서,

   상기 b) 단계의 도금용액은,

   250 내지 350g/l 농도의 황산니켈, 35 내지 45g/l 농도의 염화니켈, 35 내지 45g/l 농도의 붕산을 각각 60 내지 80wt%, 10 내지 20wt%, 10 내지 20wt%를 혼합하며,

   상기 첨가제로서 초산과 사카린, 포름알데히드를 첨가하되, 총 첨가제의 양은 상기 황산니켈, 염화니켈, 붕산이 혼합된 무게를 100으로 하였을 때, 0.4 내지 1wt%가 되도록 첨가하는 것을 특징으로 하는 통신 커넥터의 표면처리방법.
5. 제4항에 있어서,

   상기 첨가제는 상기 초산이 98 내지 99wt%, 상기 사카린과 상기 포름알데히드가 각각 0.5 내지 1wt%로 혼합된 것을 특징으로 하는 통신 커넥터의 표면처리방법.

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