KR20100068737A - 차폐판 및 전해도금장치 - Google Patents

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Abstract

차폐판 및 전해도금장치가 개시된다. 전해도금 시 전기력선을 차단하는 플레이트 및 플레이트에 형성된 허니콤(honeycomb) 형상의 복수의 홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 차폐판은 전류밀도를 균일하게 하는 차폐효과를 나타내는 동시에 도금액 유동효율을 높일 수 있다.
차폐판, 전해도금, 전류밀도

Description

차폐판 및 전해도금장치{Shield plate and electroplating apparatus}
본 발명은 차폐판 및 전해도금장치에 관한 것이다.
인쇄회로기판(Printed Circuit Borad; PCB)이란 전자부품 상호 간의 전기배선을 회로설계에 기초하여, 절연기판 위에 도체를 형성하는 프린트 배선판으로 일반적으로 인쇄회로기판은 페놀수지 절연판 또는 에폭시수지 절연판 등의 표면에 배선패턴 따라 필요한 동박 회로를 구성하고 그 위에 IC, 콘덴서, 저항 등의 여러 가지 전기전자부품을 조밀하게 탑재할 수 있게 하는 절연평판이다. 절연판 위에 동박 회로를 형성하기 위해서는 수차례의 전해 도금 과정이 반복 적용되어 회로를 구성하게 된다. 이때 도금의 두께가 기판 내에서 균일하게 형성될 것이 요구된다.
도 1은 종래기술에 따라 인쇄 회로 기판을 도금하기 위하여 통용되는 전해 도금조의 단면이 도시되어 있다. 도금조(1) 내에 양극(2:Anode)와 피도금되는 기판(3:Cathode)이 존재하여 두 극간에 전기를 걸어주면 공급된 금속 이온이 양극(2:Anode)에서 전기장을 따라 기판(3)으로 이동하고 전자는 전선을 따라 기판(3)으로 이동된다. 이때 금속이온은 기판의 표면에서 전자와 결합하며 금속도금이 이 루어진다.
도금의 두께를 균일하게 하기 위해서는 첫째로, 피도금 기판의 표면 근방에서 도금 금속의 이온 농도를 일정 수준 이상의 농도를 유지하는 것이 필요하다. 이 때문에 도금액을 교반하거나 도금액에 소정의 유속을 주어 기판 주변에서 항상 도금액을 치환하여 도금액의 농도를 일정하게 유지하는 방법이 이용되고 있다.
둘째로, 전류밀도를 균일하게 유지하는 것이 필요하다. 전류밀도가 높으면 그만큼 도금 속도가 빨라져 도금의 두께가 기판 위치에 따라 다르게 형성되기 때문이다. 그러나, 도금조 내의 전기력선은 기판의 중심부에서는 기판 및 전극의 수직 또는 평행으로 그 밀도가 거의 균일하지만 기판의 주변부에서는 에지효과 등에 의해 전기력선이 집중하는 경향이 있다. 이로 인해 도금의 성장 속도가 기판의 중심부보다 에지부분이 빠르게 되고 그 결과 기판 주변부의 도금 두께가 증대하는 문제가 생긴다.
전류밀도를 균일하게 하기 위해 도 1에 도시된 바와 같이 양극(2)과 기판(3)사이에 기판의 에지 부분을 가려주는 차폐판(5)을 설치하여 기판 외각의 도금을 방해하는 방법이 일반적으로 이용되나, 이 방법에 의하면 도금액의 흐름을 방해하여 차폐판에 의해 가려지는 부분(A)의 도금액이 정체되는 현상이 나타나 도금액의 농도를 일정하게 유지하기 어렵다는 문제가 생긴다.
본 발명은 도금액의 흐름을 원활하게 하면서 전류밀도를 균일하게 할 수 있는차폐판 및 이를 이용한 전해도금장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 전해도금 시 전기력선을 차단하는 플레이트 및 플레이트에 형성된 허니콤(honeycomb) 형상의 복수의 홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 차폐판이 제공된다. 이때, 플레이트로서 가운데에 개구부를 포함하는 사진틀 형상의 사각판재를 이용할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 기판을 도금하기 위한 전해도금장치에 있어서, 도금액이 수용된 도금조; 도금조 내에 도금액을 공급하는 매니폴드; 도금조 내에 배치되는 양극; 양극에 대향하는 위치에 기판을 고정하는 음극; 양극과 음극에 전기적으로 연결된 전원부; 및 전류밀도를 균등하게 하기 위해 양극과 음극의 사이에 개재되고, 허니콤(honeycomb) 형상의 복수의 홀이 형성된 차폐판을 포함하는 전해도금장치가 제공된다
차폐판으로서 가운데에 개구부를 포함하는 사진틀 형상의 사각판재를 이용할 수 있다. 매니폴드는 양극에 기판 방향으로 도금액을 분사하고, 양극은 메쉬(mesh)형상인 것을 이용할 수 있으며, 특히 양극은 메쉬(mesh)형상의 바스켓에 금속볼이 수용되어 있는 형상으로 할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 차폐판을 다공성 허니콤(honeycomb) 구조로 제작하여 전류밀도를 균일하게 하는 차폐효과를 나타내는 동시에 도금액 유동효율을 높일 수 있다
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명에 따른 차폐판 및 전해도금장치의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동 일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 측면에 따른 차폐판의 일 실시예를 나타낸 평면도로서, 전기력선을 차단하기 위한 플레이트(53)와 플레이트(53)에 형성된 허니콤(honeycomb)구조의 육각형의 복수개의 홀(55)이 도시되어 있다.
플레이트(53)의 형상은 일반적으로 기판의 에지부분에 도금이 많이 되므로 도시된 바와 같이 기판의 에지부분만을 가릴 수 있도록 가운데 큰 개구부가 형성된 사진틀 형상으로 형성한다. 경우에 따라서는 에지이외의 다른부분에 전류밀도가 높게 형성될 수도 있으며 이러한 경우에는 전류밀도가 높게 형성되는 부분을 가릴 수 있는 형상의 플레이트(53)를 이용할 수 있다.
전술한 도금액의 유동성을 확보하기 위해 본 실시예의 차폐판(50)은 플레이트(53)에 육각형의 홀이 복수개 형성된 허니콤(honeycomb) 형상의 홀(55)이 형성된 구조를 갖는다. 플레이트(53)에 홀(55)을 형성하더라도 전기력선을 차단하는 효과가 있어, 차폐판(50)을 이용하지 않는 경우보다 차폐판(50)에 의해 가려지는 부분의 전류밀도는 낮아지게 된다.
또한 홀(55)로 도금액이 통과 할 수 있어 종래 기술에서 문제되었던 도금액의 정체 현상은 해소된다. 특히 홀(55)의 형상이 허니콤(honeycomb)구조의 육각형인 경우, 유체의 흐름을 균일하게 하는 효과가 있다. 도금액이 허니콤을 통과할 때 유속의 저하는 최소화 하면서, 통과 방향 이외의 나머지 방향은 공간적 제약을 받아 난류가 줄어들기 때문에 허니콤을 통과한 도금액의 흐름은 균일하게 된다. 따라 서 일반적인 홀보다 허니콤 구조의 홀(55)인 경우 도금액의 농도를 일정하게 유지하는데 더욱 효과적이다.
도금액이 허니콤을 통과하는 방향으로 두께가 두꺼울수록, 즉, 플레이트(53)의 두께가 두꺼울수록 난류를 줄이는 효과가 뛰어나나, 유속은 감소하게 되므로 홀(55)의 사이즈와 홀(55)의 개수 및 플레이트(53)의 두께는 필요에 따라 변형 가능하다. 예를 들어 전류밀도를 분산하는 것이 더 중요하다면 홀(55)의 개수와 사이즈를 작게 하고, 도금액 유동성 확보가 더 중요하다면 홀(55)의 크기를 더 크게 할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 측면에 따른 전해도금장치의 일 실시예를 나타낸 사시도로서, 도금조(10), 양극(20), 음극(30), 기판(35), 매니폴드(40), 차폐판(50) 및 전원부(60)가 도시되어 있다.
도금조(10)는 도금액이 담기는 수조로서 양극(20)과 음극(30)을 수용한다.
음극(30)은 도금 대상체인 기판(35)과 연결되며, 양극(20)과 대향하도록 위치된다. 기판(35)의 도금할 부분에는 금속층이 형성되어 있어, 금속층이 음극(30)과 전기적으로 연결된다.
양극(20)은 음극(30)과 연결된 기판(35)과 대향하여 위치하며, 기판(35)에 도금하고자 하는 금속물질로 이루어져 있다. 전류를 흘려주면, 양극(20)을 구성하는 금속 이온이 도금액으로 분리되며 전자가 이동되며 전기장이 형성된다. 특히 도 3에 도시된 바와 같이 양극(20)이 메쉬구조로 이루어진 경우에는 도금액의 유동성 측면에서 유리하며, 도금액과 양극(20)의 접촉면적이 넓어 도금효율을 높일 수 있 다.
전원부(60)는 양극(20)과 음극(30)사이에 전기적으로 연결되며, 전원부(60)에서 전류를 흘려줌으로써, 양극(20)의 금속을 음극(30)에 연결된 기판(35) 표면에 도금 할 수 있다.
다음으로 매니폴드(40)는 도금액을 도금조 내에 공급하는 장치로서, 종래에는 하부에 위치하였으나, 도 3에 도시된 바와 같이 측면에 위치하여 양극(30)으로부터 기판 방향으로 분사함으로써, 도금의 효율을 높이고, 도금액의 농도가 일정하게 유지할 수 있다. 양극(20)에서 기판(30, 음극) 방향으로 분사하는 매니폴드(40)를 사용하는 경우에는 양극(20)은 도금액이 통과할 수 있도록 개구부가 형성되며 특히 메쉬(mesh) 형태인 것이 바람직하다.
차폐판(50)은 기판(35)과 양극(20)사이에 개재되며, 전술한 바와 같이 복수의 허니콤 구조의 홀(55)이 형성되어 있다. 음극(30) 방향에서 바라보았을 때 기판(35)에 도금이 두껍게 형성되는 부분을 가릴 수 있도록 배치하여, 전기력선을 차단하여 특정부분에 전류밀도가 높게 형성되는 것을 방지한다. 일반적으로는 기판(35)의 에지부분에 전류밀도가 높게 형성되므로, 도 3에 도시된 바와 같이 기판(35)의 에지부분을 가릴 수 있도록 사각형의 사진틀 형상으로 형성할 수 있다. 차폐판(50)에 대해서는 전술하였으므로, 자세한 설명은 생략하도록 한다.
도 4는 본 발명의 다른 측면에 따른 전해도금장치의 다른 실시예를 나타낸 사시도로서, 도금조(10), 양극(25), 바스켓(26), 금속볼(27), 음극(30), 기판(35), 매니폴드(40) 및 차폐판(50)이 도시되어 있다.
본 실시예에서는 전술한 실시예와 양극(25)의 형상이 다르다. 양극(25)은 메쉬형상의 바스켓(26)에 도금하고자 하는 금속으로 이루어진 금속볼(27)이 수용되어 있는 형상으로, 금속볼(27)을 교환함으로써 양극(25)을 계속 사용할 수 있다. 바스켓(26)은 메쉬구조로 되어 있어 전술한 바와 같이 도금액의 유동성에 바람직하며, 바스켓(26)의 형상은 도 4에 도시된 것처럼 기둥모양뿐만 아니라 평판형으로 형성하는 등 다양하게 변형 가능하다.
전원부(60)는 각 양극(25)마다 연결되야 하나, 편의상 하나의 양극(25)에만 연결된 것으로 도시하였다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 차폐판(50)을 다공성 허니콤(honeycomb) 구조로 제작하여 전류밀도를 균일하게 하는 차폐효과를 나타내는 동시에 도금액 유동효율을 높일 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
전술한 실시예 외의 많은 실시예들이 본 발명의 특허청구범위 내에 존재한다.
도 1은 종래 전해도금장치를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 측면에 따른 차폐판의 일 실시예를 나타낸 평면도.
도 3은 본 발명의 다른 측면에 따른 전해도금장치의 일 실시예를 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명의 다른 측면에 따른 전해도금장치의 다른 실시예를 나타낸 사시도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10: 도금조 20, 25: 양극
26: 바스켓 27: 금속볼
30: 음극 35: 기판
40: 매니폴드 50: 차폐판
53: 플레이트 55: 홀
60: 전원부

Claims (6)

  1. 전해도금 시 전기력선을 차단하는 플레이트; 및
    상기 플레이트에 형성된 허니콤(honeycomb) 형상의 복수개의 홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 차폐판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 플레이트는
    가운데에 개구부를 포함하는 사진틀 형상의 사각판재인 것을 특징으로 하는 차폐판.
  3. 기판을 도금하기 위한 전해도금장치에 있어서,
    도금액이 수용된 도금조;
    상기 도금조 내에 도금액을 공급하는 매니폴드;
    상기 도금조 내에 배치되는 양극;
    상기 양극에 대향하는 위치에 상기 기판을 고정하는 음극;
    상기 양극과 상기 음극에 전기적으로 연결된 전원부; 및
    전류밀도를 균등하게 하기 위해 상기 양극과 상기 음극의 사이에 개재되고, 허니콤(honeycomb) 형상의 복수개의 홀이 형성된 차폐판을 포함하는 전해도금장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 차폐판은
    가운데에 개구부를 포함하는 사진틀 형상의 사각판재인 것을 특징으로 하는 전해도금장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 매니폴드는 상기 양극에서 상기 기판 방향으로 도금액을 분사하고,
    상기 양극은 메쉬(mesh)형상인 것을 특징으로 하는 전해도금장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 양극은 메쉬(mesh)형상의 바스켓에 금속볼이 수용되어 있는 형상인 것을 특징으로 하는 전해도금장치.
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