KR20140141322A

KR20140141322A - 금속 도금장치

Info

Publication number: KR20140141322A
Application number: KR1020130062954A
Authority: KR
Inventors: 박병준; 최헌영; 오상봉; 박동관; 정오곤; 김재환; 정우철; 우경한; 허욱환
Original assignee: 주식회사 익스톨
Priority date: 2013-05-31
Filing date: 2013-05-31
Publication date: 2014-12-10

Abstract

DC 정류기를 이용하여 도금 대상물과 (-)전극을 연결함으로써 도금 속도가 향상된 금속 도금장치를 제공함에 있다. 금속 도금장치는 일측에 (+)전극이 형성되고, 타측에 (-)전극이 형성된 도금 셀과, 상기 도금 셀을 전해액이 들어있는 전해실과 도금액이 들어있는 도금실로 구획하는 멤브레인을 포함하여 상기 도금실 내에 배치된 도금 대상물에 금속 도금피막을 형성하여 주며, 상기 (-)전극은 상기 도금 대상물과 연결된 것을 특징으로 한다.

Description

금속 도금장치{Metal plating device}

본 발명은 DC 정류기를 통해 도금 대상물과 (-)전극을 연결함으로써 도금 시간을 단축하고, 도금층 두께의 균일도를 향상시키기 위한 금속 도금장치를 제공함에 있다.

일반적으로, 도금 대상물에 장식효과 및 도전성을 부여할 목적으로 금속 도금피막을 형성함에 있어서는 무전해도금에 의해 금속 도금피막을 형성 하거나, 절연소재 표면에 무전해도금 후에 그 표면에 재차 전기도금을 하여 금속 도금피막을 형성하여 그 표면에 형성될 패턴을 에칭방법으로 금속 도금피막을 형성하였다.

그러나, 이러한 방법은 가격이 고가이고, 작업공정이 복잡할 뿐 아니라 절연소재 표면에 무전해도금을 형성할 때에는 도금탕 내의 액온이 높아 절연소재의 변형이 발생할 수 있는 문제가 있었다.

이러한 문제로 인해 전기로 도금할 수 있는 전해도금장치(전기 도금장치)가 개발되었으나, 이는 구조가 복잡하고 사용하려는 도금액의 안정성을 확보해야 하는 등의 많은 제약조건이 따르게 된다.

따라서, 상기한 문제를 해결하기 위해, 도 1에 도시된 바와 같이, 일측에 (+)전극(11)이 형성되고, 타측에 (-)전극(12)이 형성된 도금 셀(10)과, 상기 도금 셀(10)을 전해액(21)이 충전된 전해실(20)과 도금액(31)이 충전된 도금실(30)로 구획하는 멤브레인(40)을 포함하는 금속 도금장치(1)가 개발되었으나, 이는 멤브레인(40) 때문에 도금액(31)내 저항성이 커져 도금 대상물(50)의 도금 속도가 저하되는 문제가 있었다.

또한, (+)전극(11)과 (-)전극(12)이 일직선 형상으로 형성되어 도금 대상물(50)의 양측에 배치됨으로써, 전기력선이 도금 대상물(50)의 중앙에 몰리게 되어 도 2의 사진과 같이, 도금 대상물(50) 중앙부의 도금층 두께는 두꺼워지고 테두리부의 도금층 두께는 얇게 형성되어 도금층의 균일도가 저하되는 문제가 있었다.

공개특허공보 제10-2011-0048737(2011.05.12 공개)

본 발명의 과제는 DC 정류기를 통해 도금 대상물과 (-)전극을 연결하여 도금 속도를 향상시키고, 도금 대상물에 도전체를 덧댐으로써 도금 대상물의 도금층 두께를 균일하도록 하는 금속 도금장치를 제공함에 있다.

상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 금속 도금장치는 일측에 (+)전극이 형성되고, 타측에 (-)전극이 형성된 도금 셀; 및 상기 도금 셀을 전해액이 들어있는 전해실과 도금액이 들어있는 도금실로 구획하는 멤브레인;을 포함하여 상기 도금실 내에 배치된 도금 대상물에 금속 도금피막을 형성하여 주며, 상기 (-)전극은 상기 도금 대상물과 연결된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 금속 도금장치는 일측에 (+)전극이 형성되고, 타측에 (-)전극이 형성된 도금 셀; 및 상기 도금 셀을 전해액이 들어있는 전해실과 도금액이 들어있는 도금실로 구획하는 멤브레인;을 포함하여 상기 도금실 내에 배치된 도금 대상물에 금속 도금피막을 형성하여 주며, 상기 도금 대상물의 각 둘레면을 따라 덧대어 형성된 도전체를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 금속 도금장치는 도금 대상물과 (-)전극을 DC 정류기로 연결하여 도금 대상물에 작용하는 전자(e)의 이동을 극대화 시킴으로써, 도금하고자 하는 금속의 Seed 생성을 용이하게 하여 도금속도를 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 도금 대상물의 각 둘레면들에 대하여 다수의 전선들을 병렬 연결한 후 DC 정류기의 (-)극과 연결하게 되면, 전자(e)의 이동이 도금 대상물의 각 부위에 균일하게 작용하여 도금 대상물의 전체 면들에 대해 균일한 속도로 도금을 할 수 있게 된다.

아울러, 도금 대상물의 각 둘레면을 따라 도전체를 덧대게 되면, 도전체가 전자(e)의 방출을 용이하게 하여 전기력이 도금 대상물의 중앙에서 도전체가 위치한 방향으로 고르게 작용하게 되어 종래의 금속 도금방법 보다 도금 대상물의 전체 면들을 균일한 두께로 도금시킬 수 있게 된다.

도 1은 종래의 금속 도금장치를 도시한 도면.
도 2는 종래의 도금방법에 따라 도금된 기판의 표면 사진.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 도금장치를 도시한 도면.
도 4는 도 3에 있어서, 도금 대상물을 발췌하여 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 금속 도금장치를 도시한 도면.
도 6은 도 5에 있어서, 도금 대상물을 발췌하여 도시한 도면.
도 7은 도 5의 도금방법에 따라 도금된 기판의 표면 사진.
도 8은 도 5에 있어서, DC 정류기에 의해 도전체와 (-)전극이 연결된 예를 도시한 도면.
도 9는 도 8의 도금방법에 따라 도금된 기판의 표면 사진.

이하 첨부된 도면을 참조하여, 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 도금장치를 도시한 도면이고, 도 4는 도 3의 도금 대상물을 발췌하여 도시한 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 금속 도금장치(100)는 도금 대상물(130)에 장식효과 및 도전성을 부여할 목적으로 도금 대상물(130)에 금속 도금피막을 형성하여 주는 장치로, 도금 셀(110)과 멤브레인(120)을 포함한다.

도금 셀(110)의 일측에는 (+)전극(11)이 형성되고, 타측에는 (-)전극(12)이 형성되며, 멤브레인(120)에 의해서 전해액(21)이 들어있는 전해실(111)과 도금액(31)이 들어 있는 도금실(112)로 구획될 수 있다. 이에 따라, 도금실(112)의 도금액(31) 속으로 도금 대상물(130)을 넣은 다음 양 전극들(11,12)에 전원을 통하게 하면, 도금액(31) 속의 금속 이온들이 환원되면서 도금 대상물(130)이 도금되는 것이다.

한편, 전극들(11,12)은 금속이온을 용해할 수 있는 금속이온 용해전극과 단순히 전자만을 공급하는 불용성 전극 중 하나로 이루어질 수 있으며, DC 정류기(140)를 통해 전류를 각각 공급받을 수 있다.

멤브레인(120)은 전자(e)만을 통과 시키고 수용액과 전해액(21)의 섞임을 방지할 수 있을 정도의 공극을 가진 것으로, 도금 셀(110) 내부에 설치되어 전해액(21)이 들어있는 전해실(111)과 도금액(31)이 들어 있는 도금실(112)로 구획하여 준다. 따라서, 양 전극들(11, 12)에 전원이 통하면, 전자(e)는 멤브레인(120)을 통과하여 (+)전극(11)에서 (-)전극(12) 쪽으로 이동하게 된다.

여기서, 멤브레인(120)은 도금 셀(110) 내부에 각각 두 개를 설치하여 양측에 두 개의 전해실(111)과 중앙에 한 개의 도금실(112)을 구비하도록 형성하는 것이 바람직하나, 이는 실시자의 필요에 따라 달라질 수 있다.

도금 대상물(130)은 도금실(112) 내에 배치되며, DC 정류기(140)에 의해 (-)전극(12)과 연결될 수 있다. 이렇게 DC 정류기(140)에 의해 도금 대상물(130)이 (-)극과 접지되면, 도금 대상물(130)은 (-)극으로 대전되어 전자(e)의 이동을 극대화시키게 된다. 따라서, 도금 대상물(130)과 (-)전극(12)이 연결되지 않았을 때보다 전자(e)의 이동이 활발해져 도금 속도를 증대시키게 된다.

한편, (-)전극(12)은 도 4에 도시된 바와 같이, 각 부위에 적어도 하나 이상씩 배치된 전선(131)들을 구비하여 DC 정류기(140)에 의해 도금 대상물(130)과 병렬로 연결될 수 있다. 이는, 도금 대상물(130)의 전체 면들을 균일한 두께로 도금하기 위한 것이다.

예를 들어, DC 정류기(140)가 도금 대상물(130)의 일측에만 연결되면 DC 정류기(140)와 연결된 부위를 중심으로 전자(e)가 이동하게 되어 도금 대상물(130) 각 부위의 도금 속도가 달라질 수 있는데, 이처럼 도금 대상물(130)의 각 면들에 대하여 다수의 전선(131)들을 병렬 연결한 후 DC 정류기(140)와 연결하게 되면 전자(e)의 이동이 도금 대상물(130)에 균일하게 작용하여 도금 대상물(130)의 전체 면들에 대해 균일한 속도로 도금할 수 있게 된다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 금속 도금장치를 도시한 도면이고, 도 6은 도 5의 도금 대상물을 발췌하여 도시한 도면이다. 그리고, 도 7은 도 5의 도금방법에 따라 도금된 기판의 표면사진이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 금속 도금장치(200)는 일측에 (+)전극(11)이 형성되고, 타측에 (-)전극(12)이 형성된 도금 셀(110)과, 도금 셀(110)을 전해액(21)이 들어있는 전해실(111)과 도금액(31)이 들어있는 도금실(112)로 구획하는 멤브레인(120)을 포함하여 도금실(112) 내에 배치된 도금 대상물(230)에 금속 도금피막을 형성하여 주는 것으로, 상기 도금 대상물(230)의 각 둘레면을 따라 덧대어 형성된 도전체(231)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이는, 도 1에 도시된 금속 도금장치와 같이, 전도체(231) 없이 도금 대상물(130)로만 이루어지게 되면, 일직선으로 형성된 전극들(11, 12)이 도금 대상물(130)의 양측에 배치됨으로써 전기력이 도금 대상물(130)의 중앙에 몰리게 되기 때문이다. 이렇게 되면, 도 2의 사진과 같이 도금 대상물(130) 중앙부를 중심으로 도금되고 테두리부는 거의 도금이 되지 않게 된다.

그러나, 도 6에 도시된 바와 같이, 도금 대상물(230)의 각 둘레면을 따라 도전체(231)를 덧대게 되면 도전체(231)가 전자(e)의 방출을 용이하게 하여 전기력이 도금 대상물(230)의 중앙에서 도전체(231)가 위치한 방향으로 고르게 작용하게 된다. 이에 따라, 도 7의 사진과 같이, 종래의 방법으로 도금을 했을 때 보다 도금 대상물(230)의 전체 면들을 균일한 두께로 도금될 수 있게 된다.

한편, 도전체(231)의 형상은 도시된 바에 한정되지 않으나, 그 폭은 도금 대상물(130) 폭 보다 1/2배 이상 3배 이하로 형성되는 것이 바람직하다. 이는 도전체(231)의 폭이 도금 대상물(130) 폭의 1/2배 이하로 형성될 경우, 전기력이 도금 대상물(230) 중앙부로부터 테두리부까지 고르게 퍼지지 못해 도금 대상물(230)의 테두리부의 도금층 두께보다 중앙부의 도금층 두께가 더 두꺼워지기 때문이다.

또한, 도전체(231)의 폭이 도금 대상물(130) 폭 보다 3배 이상으로 형성될 경우에는, 전력이 과도하게 소모되므로 도금 대상물(130) 폭의 3배 이하로 형성하는 것이 바람직하다.

따라서, 도전체(231) 폭을 도금 대상물(230)의 폭 보다 1/2배 이상 3배 이하로 형성하면, 전기력을 도금 대상물(230)의 전체 면들로 고르게 작용하도록 하여 균일한 도금층의 두께를 갖는 금속 도금물을 얻을 수 있게 된다.

도 8은 도 4에 있어서, 도전체와 (-)전극이 DC 정류기에 의해 연결된 예를 도시한 도면이고, 도 9는 8의 도금방법에 따라 도금된 기판의 표면 사진이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 도금 대상물(230)은 DC 정류기(140)에 의해 (-)전극(12)과 연결될 수 있는데, 이는 도금 대상물(230)과 (-)전극(12)을 연결하여 DC 정류기(140)의 (-)극에 접지시키게 되면, 도금 대상물(230)이 (-)극으로 대전되어 전자(e)의 이동이 극대화됨으로써 도금 대상물(230)의 도금 속도가 증대되기 때문이다.

예를 들어, 도 7과 도 9의 기판의 도금 상태를 비교해 보면, 두 기판 모두 같은 도금환경에서 10분간 금속도금이 이루어졌으나, DC 정류기(140)를 이용하지 않은 도 7의 기판 보다 DC 정류기(140)를 이용한 도 9의 기판이 테두리부까지 보다 더 빠르게 도금된 것을 확인할 수 있다.

한편, 도금 대상물(230)에 덧대어진 도전체(231)의 각 부를 전선(131)들을 이용하여 DC 정류기(140)와 병렬 연결하면, 도금 속도를 더욱 더 증대시킬 수 있게 된다.

전술한 바와 같이, 금속 도금장치(100)는 도금 대상물(130)과 (-)전극(12)을 DC 정류기(140)로 병렬 연결하여 도금 대상물(130)에 작용하는 전자(e)의 이동을 극대화 시킴으로써, 도금하고자 하는 금속의 Seed 생성을 용이하게 하여 도금속도를 향상시킬 수 있다.

또한, 도금 대상물(130)의 각 둘레면들에 대하여 다수의 전선(131)들을 병렬 연결한 후 DC 정류기(140)의 (-)극과 연결하게 되면, 전자(e)의 이동이 도금 대상물(130)의 각 부위에 균일하게 작용하여 도금 대상물(130)의 전체 면들에 대해 균일한 속도로 도금을 할 수 있게 된다.

아울러, 도금 대상물(230)의 각 둘레면을 따라 도전체(231)를 덧대게 되면, 도전체(231)가 전자(e)의 방출을 용이하게 하여 전기력이 도금 대상물(230)의 중앙에서 도전체(231)가 위치한 방향으로 고르게 작용하게 되어 종래의 금속 도금방법 보다 도금 대상물(230)의 전체 면들을 균일한 두께로 도금시킬 수 있게 된다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

100.. 금속 도금장치
11.. (+)전극 12.. (-)전극
21.. 전해액 31.. 도금액
110.. 도금 셀 111.. 전해실
112.. 도금실 120.. 멤브레인
130, 230.. 도금 대상물 131.. 전선
140.. DC 정류기 231.. 도전체

Claims

일측에 (+)전극이 형성되고, 타측에 (-)전극이 형성된 도금 셀; 및
상기 도금 셀을 전해액이 들어있는 전해실과 도금액이 들어있는 도금실로 구획하는 멤브레인;을 포함하여 상기 도금실 내에 배치된 도금 대상물에 금속 도금피막을 형성하여 주는 금속 도금장치에 있어서,
상기 (-)전극은 상기 도금 대상물과 연결된 것을 특징으로 하는 금속 도금장치.
일측에 (+)전극이 형성되고, 타측에 (-)전극이 형성된 도금 셀; 및
상기 도금 셀을 전해액이 들어있는 전해실과 도금액이 들어있는 도금실로 구획하는 멤브레인;을 포함하여 상기 도금실 내에 배치된 도금 대상물에 금속 도금피막을 형성하여 주는 금속 도금장치에 있어서,
상기 도금 대상물의 각 둘레면을 따라 덧대어 형성된 도전체를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 도금장치.
제2항에 있어서,
상기 도전체는 상기 (-)전극과 연결된 것을 특징으로 하는 금속 도금장치.
제2항에 있어서,
상기 도전체의 폭은 상기 도금 대상물 폭의 1/2배 이상 3배 이하로 이루어진 것을 특징으로 하는 금속 도금장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 도금 대상물은 각 부위에 적어도 하나 이상씩 배치된 전선들을 구비하여 병렬로 연결된 것을 특징으로 하는 금속 도금장치.