KR20190007047A

KR20190007047A - 도금 장치 및 도금 방법

Info

Publication number: KR20190007047A
Application number: KR1020187036336A
Authority: KR
Inventors: 타카오 호소카와
Original assignee: 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼
Priority date: 2016-06-16
Filing date: 2017-05-26
Publication date: 2019-01-21
Also published as: CN109312488B; US20190112728A1; JP6620958B2; KR102202213B1; JPWO2017217216A1; CN109312488A; US10711365B2; WO2017217216A1

Abstract

도금 처리에 의해 형성되는 도금막의 막두께 편차를 억제한다.
도금 장치(100)는 도금 탱크(10)와, 피도금물(2)에 전해 도금을 실시하는 도금부(20)를 포함한다. 도금부(20)는 적어도 일부가, 도금액(1)은 통과시키지만 피도금물(2)은 통과시키지 않는 격벽(22)에 둘러싸여, 위쪽에서부터 아래쪽을 향해 피도금물(2)을 통과시키는 피도금물 통과 영역(23)과, 도금액(1)을 아래쪽에서부터 위쪽으로 분사하는 분사부(24)와, 분사부(24)에 의해 분사된 도금액(1)과, 피도금물 통과 영역(23)을 통과한 피도금물(2)이 혼합되는 혼합부(25)와, 피도금물 통과 영역(23)의 외측에 배치된 애노드(21)와, 피도금물 통과 영역(23)의 내측에 배치되고, 도금액(1)과 피도금물(2)의 혼합 유체(3)가 아래쪽에서부터 위쪽을 향해 통과하는 중공 영역(26a)을 가지는 캐소드(26)와, 중공 영역(26a)을 통과한 혼합 유체(3)를 피도금물 통과 영역(23)으로 인도하는 유도부(27)를 포함한다.

Description

도금 장치 및 도금 방법

본 발명은 도금 장치 및 도금 방법에 관한 것이다.

예를 들면, 칩형 적층 콘덴서 등의 전자 부품에서는 납땜 부식을 방지하거나 납땜에 의한 실장의 신뢰성을 향상시키거나 하는 목적으로, 전자 부품이 포함되는 외부 전극의 표면에 Ni도금이나 Sn도금을 실시하는 것이 일반적으로 행해지고 있다.

그리고, 이와 같은 전자 부품에 Ni도금이나 Sn도금 등의 도금을 실시하는 경우, 특허문헌 1에 개시되어 있는 것과 같은 배럴 도금의 방법으로 행해지는 경우가 많다.

배럴 도금을 행할 때에는 피도금물(被鍍金物)이 음극이 되도록, 배럴 내의 피도금물 그룹과 접하도록 음극 단자를 배럴 내에 배치함과 함께, 배럴의 외측에 도금액에 잠기도록 양극 단자를 배치하고, 양극에 전류를 인가하여 통전함으로써 피도금물에 대해 도금을 행한다.

일본 공개특허공보 특개평10-212596호

그러나, 상기 종래의 배럴 도금의 방법에서는 배럴 내에서의 전류 밀도 분포의 불균일성이 높고, 형성되는 도금막의 막두께 편차가 크다.

본 발명은 상기 과제를 해결하는 것이고, 도금막의 막두께 편차를 억제할 수 있는 도금 장치 및 도금 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다

본 발명의 도금 장치는,

도금액을 저류(貯留)하는 도금 탱크와,

상기 도금 탱크의 내부에 마련되고, 피도금물에 전해 도금을 실시하는 도금부를 포함하며,

상기 도금부는,

적어도 일부가, 상기 도금액은 통과시키지만 상기 피도금물은 통과시키지 않는 격벽에 둘러싸여, 위쪽에서부터 아래쪽을 향해 상기 피도금물을 통과시키는 피도금물 통과 영역과,

상기 도금액을 아래쪽에서부터 위쪽으로 분사하는 분사부와,

상기 분사부보다 위쪽, 및 상기 피도금물 통과 영역보다 아래쪽에 배치되고, 상기 분사부에 의해 분사된 상기 도금액과, 상기 피도금물 통과 영역을 통과한 상기 피도금물이 혼합되는 혼합부와,

상기 피도금물 통과 영역의 외측에 배치된 애노드와,

상기 피도금물 통과 영역의 내측에 배치되고, 상기 혼합부에 의해 혼합된 상기 도금액과 상기 피도금물의 혼합 유체가 아래쪽에서부터 위쪽을 향해 통과하는 중공 영역을 가지는 캐소드와,

상기 캐소드의 상기 중공 영역을 통과한 상기 혼합 유체를 상기 피도금물 통과 영역으로 인도하는 유도부를 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.

상기 격벽은 상기 캐소드를 둘러싸도록 배치되고, 상기 애노드는 상기 격벽을 둘러싸도록 배치되며, 상기 캐소드, 상기 격벽, 및 상기 애노드는 동심원상(同心圓狀)으로 배치되어 있어도 된다.

또한, 상기 격벽, 상기 혼합부, 상기 캐소드, 및 상기 유도부는, 일체적으로 분리할 수 있도록 구성되어 있어도 된다.

또한 상기 유도부는, 상기 도금액은 통과시키지만 상기 피도금물은 통과시키지 않는 도금액 통과부를 가지는 구성으로 해도 된다.

본 발명의 도금 방법은,

(a) 도금액과 피도금물의 혼합 유체를, 상기 도금액은 통과시키지만 상기 피도금물은 통과시키지 않는 격벽에 둘러싸인 피도금물 통과 영역으로 유도하는 공정과,

(b) 상기 피도금물이 상기 피도금물 통과 영역을 위쪽에서부터 아래쪽을 향해 통과할 때에, 상기 피도금물 통과 영역의 외측에 배치되어 있는 애노드와, 상기 피도금물 통과 영역의 내측에 배치되어 있는 캐소드 사이에 전압을 인가하여, 상기 피도금물에 전해 도금을 행하는 공정과,

(c) 상기 캐소드의 아래쪽에서, 상기 도금액을 아래쪽에서부터 위쪽으로 분사함으로써, 분사된 상기 도금액과 상기 피도금물 통과 영역을 통과한 상기 피도금물을 혼합시켜, 상기 도금액과 상기 피도금물의 혼합 유체를, 상기 캐소드의 내부에 마련되어 있는 중공 영역을 아래쪽에서부터 위쪽으로 통과시키는 공정을 포함한다.

상기 (a), (b), 및 (c)의 공정을 반복하여 행함으로써, 상기 피도금물에 전해 도금을 행하도록 해도 된다.

본 발명에 의하면, 애노드 및 캐소드에 끼인 피도금물 통과 영역에 피도금물을 통과시키면서 전해 도금을 행하므로, 안정된 전류 밀도로 양호한 도금을 행할 수 있다. 이로써, 형성되는 도금막의 막두께 편차를 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시형태에서의 도금 장치를 나타내는 정면 절단면도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따른 절단면도이다.
도 3은 격벽, 혼합부, 캐소드, 및 유도부를 포함하는 분리부를 나타내는 도면이다.
도 4는 분리부에서 선단부를 떼어낸 상태를 나타내는 도면이다.
도 5는 도금이 실시된 피도금물을 세정하기 위해, 분리부를 세정 탱크 내에 설정한 상태를 나타내는 도면이다.
도 6은 도금이 실시된 피도금물을 꺼내는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

이하에 본 발명의 실시형태를 나타내고, 본 발명의 특징으로 하는 부분을 더 구체적으로 설명한다.

이하에서는, 대표적인 칩형 전자 부품인 적층 세라믹 콘덴서를 피도금물로 하고, 그 표면에 형성된 외부 전극에 전해 도금을 실시하는 경우에 이용되는 도금 장치를 예로 들어 설명한다.

도 1은, 본 발명의 한 실시형태에서의 도금 장치(100)를 나타내는 정면 절단면도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따른 절단면도이다.

도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 도금 장치(100)는 도금액(1)을 저류하는 도금 탱크(10)와, 도금 탱크(10)의 내부에 마련되고, 피도금물(2)에 전해 도금을 실시하는 도금부(20)를 포함한다.

피도금물(2)에 전해 도금을 실시할 때, 도금 탱크(10)에는 후술하는 캐소드(26)의 상단(上端)보다도 높은 위치까지 도금액(1)이 저류된다.

도금부(20)는 적어도 일부가, 도금액(1)은 통과시키지만 피도금물(2)은 통과시키지 않는 격벽(22)에 둘러싸여, 위쪽에서부터 아래쪽을 향해 피도금물(2)을 통과시키는 피도금물 통과 영역(23)과, 도금액을 아래쪽에서부터 위쪽으로 분사하는 분사부(24)와, 분사부(24)보다 위쪽, 및 피도금물 통과 영역(23)보다 아래쪽에 배치되고, 분사부(24)에 의해 분사된 도금액(1)과, 피도금물 통과 영역(23)을 통과한 피도금물(2)이 혼합되는 혼합부(25)와, 피도금물 통과 영역(23)의 외측에 배치된 애노드(21)와, 피도금물 통과 영역(23)의 내측에 배치되고, 혼합부(25)에 의해 혼합된 도금액(1)과 피도금물(2)의 혼합 유체(3)가 아래쪽에서부터 위쪽을 향해 통과하는 중공 영역(26a)을 가지는 캐소드(26)와, 캐소드(26)의 중공 영역(26a)을 통과한 혼합 유체(3)를 피도금물 통과 영역(23)으로 인도하는 유도부(27)를 포함한다.

애노드(21) 및 캐소드(26)에는 전원(31)에서부터 전압이 인가된다. 여기서는 애노드(21)를 양극, 캐소드(26)를 음극으로 하고 있다.

피도금물 통과 영역(23)을 구성하는 격벽(22)은 원통상의 형상을 가지고 있고, 예를 들면 메쉬(mesh)에 의해 구성되어 있다. 상술한 바와 같이, 도금액(1)은 격벽(22)을 통과 가능하지만, 피도금물(2)은 격벽(22)을 통과할 수 없다. 이 실시형태에서는, 격벽(22)의 상측 부분 및 하측 부분은 통액성을 가지지 않도록 구성되어 있다. 피도금물 통과 영역(23)은 격벽(22)과, 격벽(22)보다도 내측에 배치되어 있는, 후술하는 캐소드(26) 사이의 영역이다.

분사부(24)는 순환 라인(32)과, 펌프(33)와, 필터(34)를 포함하고 있다.

순환 라인(32)은 도금 탱크(10) 내의 도금액(1)을, 도금 탱크(10)의 저부에 마련되어 있는 분사구(24a)에서 분사시키기 위한 도금액(1)의 유로(流路)이다.

펌프(33)는 순환 라인(32)에 마련되어 있고, 도금 탱크(10) 내의 도금액(1)을, 순환 라인(32)을 통해 분사구(24a)에서 분사시킨다.

필터(34)는 순환 라인(32)을 흐르는 도금액(1)에 포함되는 이물을 제거한다.

혼합부(25)는 분사부(24)보다도 위쪽, 및 피도금물 통과 영역(23) 및 캐소드(26)보다도 아래쪽에 배치되어 있다. 혼합부(25)는 윗면의 직경이 아랫면의 직경보다도 큰 원뿔대 형상을 가지고 있다. 윗면의 직경은 격벽(22)의 하측 부분에 구성된 통액성을 가지지 않는 부분의 내경(內徑) 이상의 크기를 가지고 있다. 또한, 아랫면의 직경은 분사부(24)의 분사구(24a)의 직경과 대략 같다. 혼합부(25)의 윗면은 개구하고 있고, 피도금물 통과 영역(23) 및 캐소드(26)의 중공 영역(26a)과 통하고 있다. 또한, 혼합부(25)의 아랫면도 개구하고 있고, 분사구(24a)와 통하고 있다. 상술한 혼합부(25)가 되는 원뿔대 형상의 공극(空隙)은, 혼합부(25)의 높이 치수와 같은 치수의 두께를 가지는 부재(25a)에, 혼합부(25)의 원뿔대 형상에 대응하는 관통 구멍을 뚫음으로써 형성되어 있다.

이 혼합부(25)는 피도금물 통과 영역(23)을 침강하면서 통과해 온, 피도금물(2)과 도금액(1)을 포함하고, 침강 농축되어 피도금물(2)의 비율이 높아지고 있는 유체와, 분사구(24a)에서부터 위쪽을 향해 분사되는 도금액(1)을 혼합시키는 영역으로서, 분사구(24a)에서 분사된 도금액(1)의 분출력에 의해, 피도금물(2)을 높은 비율로 포함하는 유체가, 하기 중공 영역(26a)으로 인도되는 과정에서 도금액(1)의 혼합이 행해지는 영역이다.

캐소드(26)는 금속제의 파이프에 의해 구성되어 있고, 피도금물 통과 영역(23)의 내측에 배치되어 있다. 캐소드(26)는 그 내부가 공동(空洞)으로 되어 있고, 이 공동 부분이 도금액(1)과 피도금물(2)의 혼합 유체(3)가 아래쪽에서부터 위쪽을 향해 통과하기 위한 중공 영역(26a)이 된다. 캐소드(26)의 상단은 격벽(22)의 상단보다도 높은 위치에 있다.

애노드(21)는 원통상의 형상을 가지고 있고, 피도금물 통과 영역(23)보다도 외측에 배치되어 있다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 격벽(22)은 캐소드(26)를 둘러싸도록 배치되어 있고, 애노드(21)는 격벽(22)을 둘러싸도록 배치되어 있다. 또한, 도 2에 나타내는 바와 같이 캐소드(26), 격벽(22), 및 애노드(21)는 각각의 중심축이 일치하도록 동심원상으로 배치되어 있다.

즉, 동심원상으로 둘러싸인 격벽(22)의 내주면(內周面)과 캐소드(26)의 외주면(外周面) 사이의 영역이 피도금물 통과 영역(23)으로서 구성되어 있다. 이로써 도금 시의 전류 밀도를 균일하게 할 수 있고, 균일한 도금막을 형성하는 것이 가능해진다. 또한 전류 밀도가 균일하기 때문에, 한계 전류 밀도 범위 내에서 전류 밀도를 높게 하는 한, 전류 밀도가 한계 전류 밀도를 넘는 부위가 존재하지 않으므로, 전류 밀도를 높게 설정할 수 있고 생산성을 높일 수 있다.

한편, 격벽(22)과 애노드(21) 사이에는 피도금물 통과 영역(23) 내의 전류 밀도를 균일화하기 위해, 피도금물 통과 영역(23)의 하부를 둘러싸도록 마스크 부재가 마련되어 있다.

유도부(27)는 원뿔대부(27a)와 도금액 통과부(27b)를 가진다. 원환 형상(annular shape)을 가지는 도금액 통과부(27b)는 원뿔대부(27a)의 상부에 마련되고, 도금액(1)은 통과 가능하지만 피도금물(2)은 통과할 수 없는 구조로 되어 있다. 원뿔대부(27a)는 윗면이 아랫면보다도 큰 원뿔대 형상을 가지고 있다. 원뿔대부(27a)의 윗면 및 아랫면은 개구면이고, 측면은 도금액(1) 및 피도금물(2) 모두 통과 불가능한 구조로 되어 있다. 원뿔대부(27a)의 아랫면의 직경은 격벽(22)의 상측에 구성된 통액성을 가지지 않는 부분의 내경 이하의 크기이다. 이와 같은 구조에 의해, 캐소드(26)의 중공 영역(26a)의 상단에서 분출한 도금액(1)과 피도금물(2)의 혼합 유체(3) 중, 피도금물(2)을 자연스럽게 피도금물 통과 영역(23)으로 유도할 수 있다.

캐소드(26)의 상부에는 캐소드(26)의 중공 영역(26a)의 상단에서 분출한 혼합 유체(3)에 포함되는 피도금물(2)이 유도부(27)의 외측으로 튀어나오지 않도록 하기 위한 상판(上板)(28)이 마련되어 있다.

상술한 격벽(22), 혼합부(25), 캐소드(26), 및 유도부(27)는 도 3에 나타내는 바와 같이, 일체적으로 도금 장치(100)로부터 분리 가능한 구조로 되어 있다. 이하에서는 일체적으로 분리한 격벽(22), 혼합부(25), 캐소드(26), 및 유도부(27)를, 분리부(30)라고도 부른다.

또한, 분리부(30)의 하부, 즉 혼합부(25)의 하부에 마련되어 있는 선단(先端)부(40)는 도 4에 나타내는 바와 같이 떼어낼 수 있다. 선단부(40)에는 도금액(1)은 통과 가능하지만, 피도금물(2)은 통과할 수 없는 격막(40a)이 마련되어 있다. 피도금물(2)에 도금을 실시하는 처리가 행해져 있는 상태에서는, 격막(40a)이 마련되어 있음으로써 피도금물(2)은 분사구(24a)로 낙하하지 않는다.

다음으로, 상술한 바와 같이 구성되어 있는 도금 장치(100)를 이용하고, 피도금물(2)에 도금을 행하는 방법에 대해 설명한다.

본 발명의 한 실시형태에서의 도금 방법에서 피도금물(2)에 대한 도금은,

(a) 도금액(1)과 피도금물(2)의 혼합 유체(3)를, 도금액(1)은 통과시키지만 피도금물(2)은 통과시키지 않는 격벽(22)에 적어도 일부가 둘러싸인 피도금물 통과 영역(23)으로 유도하는 공정,

(b) 피도금물(2)이 피도금물 통과 영역(23)을 위쪽에서부터 아래쪽을 향해 통과할 때에, 피도금물 통과 영역(23)의 외측에 배치되어 있는 애노드(21)와, 피도금물 통과 영역(23)의 내측에 배치되어 있는 캐소드(26) 사이에 전압을 인가하여, 피도금물(2)에 전해 도금을 행하는 공정,

(c) 캐소드(26)의 아래쪽에서, 도금액(1)을 아래쪽에서부터 위쪽으로 분사함으로써, 분사된 도금액(1)과 피도금물 통과 영역(23)을 통과한 피도금물(2)을 혼합시켜, 도금액(1)과 피도금물(2)의 혼합 유체(3)를, 캐소드(26)의 내부에 마련되어 있는 중공 영역(26a)을 아래쪽에서부터 위쪽으로 통과시키는 공정을 순서대로 반복함으로써 행한다.

상기 (a)의 공정은 유도부(27)에서, 도금액(1)과 피도금물(2)의 혼합 유체(3)를 피도금물 통과 영역(23)으로 유도하는 공정이다. 캐소드(26)의 중공 영역(26a)을 아래쪽에서부터 위쪽으로 통과한 도금액(1)과 피도금물(2)의 혼합 유체(3) 중, 도금액(1)의 일부는 도금액 통과부(27b)를 통과하고, 유도부(27)의 외측으로 유출된다. 또한, 혼합 유체(3)에 포함되는 피도금물(2)은 자신의 무게에 의해 침강해가지만, 그 때에 원뿔대부(27a)의 형상을 따라 피도금물 통과 영역(23)으로 유도된다.

즉, 캐소드(26)의 상단에서 분출된 도금액(1)과 피도금물(2)의 혼합 유체(3) 중, 피도금물(2)은 침강 분리에 의해 도금액(1)과 분리된다. 외력이 가해지지 않고 피도금물(2)과 도금액(1)의 분리가 행해지므로, 도금 처리 후의 피도금물(2)의 표면에 흠이 나거나 하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 유도부(27)가 도금액 통과부(27b)를 가짐으로써 도금액 통과부(27b)를 통해 혼합 유체(3)에 포함되는 도금액(1)의 일부를 유도부(27)의 외부로 유출시킬 수 있고, 피도금물(2)과 도금액(1)의 분리를 신속히 행할 수 있다.

상기 (b)의 공정에서, (a)의 공정에 의해 피도금물 통과 영역(23)으로 유도된 피도금물(2)은 피도금물 통과 영역(23)을 위쪽에서부터 아래쪽을 향해 통과한다. 이 때에 애노드(21) 및 캐소드(26) 간에 전압을 인가함으로써, 피도금물 통과 영역(23)을 이동하고 있는 피도금물(2)에 전해 도금이 실시된다.

보다 구체적으로는 (b)의 공정에서, 피도금물 통과 영역(23)으로 유도된 피도금물(2)은 피도금물 통과 영역(23) 내로 퇴적되고, 퇴적된 상태에서 조금씩 하강해간다. 상술한 바와 같이, 캐소드(26), 격벽(22), 및 애노드(21)는 각각의 중심축이 일치하도록 동심원상으로 배치되어있기 때문에, 피도금물 통과 영역(23)을 통과하는 피도금물(2)에 대해, 전류 밀도 분포의 균일성이 높은 조건하에서 안정된 양호한 도금을 행할 수 있다. 이로써, 도금막의 막두께 편차를 억제하고 균일한 막두께의 도금막을 형성할 수 있다.

또한 상술한 바와 같이, 격벽(22)의 상측 부분 및 하측 부분은 통액성을 가지지 않도록 구성되어 있다. 격벽(22)의 상측 부분이 통액성을 가지지 않도록 함으로써, 피도금물 통과 영역(23)의 상측에 배치되어 있는 원뿔대부(27a)로부터의 액류의 영향을 억제할 수 있고, 또한 격벽(22)의 하측 부분이 통액성을 가지지 않도록 함으로써, 피도금물 통과 영역(23)의 하측에서 분사되는 도금액(1)의 액류의 영향을 억제할 수 있다. 이로써 피도금물(2)이 피도금물 통과 영역(23) 내를 안정적으로 통과할 수 있다.

(c)의 공정에서는 분사부(24)에서, 도금 탱크(10) 내의 도금액(1)이 순환 라인(32)을 통해 분사구(24a)에서 분사된다. 피도금물 통과 영역(23)을 통과한 피도금물(2)은 분사구(24a)로부터의 제트류(jet flow)에 의한 흡인력에 의해, 혼합부(25)에서 분사구(24a)로부터 분사된 도금액(1)과 혼합된다. 이 때, 피도금물 통과 영역(23) 내에 퇴적되면서 강하된 피도금물(2)은, 혼합부(25)에서 분사구(24a)로부터의 제트류의 전단력(shearing force)에 의해 느슨해지고, 도금액(1) 내에 분산되어 혼합 유체(3)가 된다. 도금액(1)과 피도금물(2)의 혼합 유체(3)는 분사구(24a)로부터의 제트류에 의해, 캐소드(26)의 중공 영역(26a)을 아래쪽에서부터 위쪽으로 통과하고, 중공 영역(26a)의 상단에서부터 위쪽으로 분출된다.

이와 같이, 분사부(24)는 도금액(1)과 피도금물(2)의 혼합 유체(3)를 캐소드(26)의 중공 영역(26a)을 통과시키고, 중공 영역(26a)의 상단에서부터 위쪽으로 분출시키도록 펌프(33)를 작동시키며, 분사구(24a)에서 도금액(1)을 분사시킨다.

중공 영역(26a)의 상단에서부터 위쪽으로 분출된 도금액(1)과 피도금물(2)의 혼합 유체(3)는, (a)의 공정에서 피도금물 통과 영역(23)으로 유도된다.

이후, (a), (b), (c)의 공정이 이 순서대로 반복하여 행해짐에 따라, 피도금물(2)에 전해 도금이 실시된다. 이로써 피도금물(2)이 복수회, 도금물 통과 영역(23)을 통과하기 위해, 피도금물(2) 마다의 도금막 두께의 편차는 저하되고, 원하는 막두께의 도금막을 얻을 수 있다.

이와 같이, 본 실시형태의 도금 장치(100)에 의하면, 피도금물(2)이 연직 방향으로 유동하는 구성으로 되어있으므로, 도금 장치(100)는 세로 방향으로 긴 형상이 된다. 따라서, 수평 방향으로 회전축을 가지는 회전 배럴을 이용한 종래의 도금 장치와 비교하면, 장치를 설치하기 위한 바닥 면적을 좁게 할 수 있고, 면적 생산성을 향상시킬 수 있다.

또한, 피도금물(2)을 유동시키기 위한 구동원은 도금액(1)을 유동시키기 위한 펌프(33)뿐이므로, 도금부(20)의 구조를 심플하게 할 수 있고 유지관리에 관한 비용을 저감할 수 있다.

전해 도금이 종료되면, 도금이 실시된 피도금물(2)을 세정한다. 피도금물(2)을 세정하기 위해 분리부(30) 즉, 일체적으로 분리 가능한 격벽(22), 혼합부(25)를 구성하는 부재(25a), 캐소드(26), 및 유도부(27)를 도금 탱크(10)로부터 끌어올린다. 분리부(30)를 끌어올리면, 도금액(1)은 격벽(22)을 통해 외측으로 흘러나온다. 한편, 피도금물(2)은 외측으로 흘러나오지 않고 피도금물 통과 영역(23) 및 혼합부(25) 내에 퇴적된 상태로 머문다.

도금액(1)이 격벽(22)을 통해 외측으로 흘러나온 후, 도 5에 나타내는 바와 같이, 별도 준비한 세정 탱크(50) 내에 분리부(30)를 설정한다. 구체적으로는, 세정 탱크(50)의 저부에 마련되어 있는 분사구(51a)에 분리부(30)의 선단부(40)를 접속한다. 세정 탱크(50)에는 캐소드(26)의 상단보다도 높은 위치까지 세정액이 저류되어 있다.

도 1에 나타내는 도금 장치(100)에는 분사부(24)가 마련되어 있었지만, 세정 탱크에도 동일한 구성의 분사부(51)가 마련되어 있다. 분사부(51)는 순환 라인(52)과, 펌프(53)와, 이물을 제거하기 위한 필터(54)를 포함하고 있다.

도금이 실시된 피도금물(2)의 세정 시에는 펌프(53)를 작동시킴으로써, 세정 탱크(50) 내의 세정액을, 순환 라인(52)을 통해 분사구(51a)에서 분사시킨다. 이로써, 혼합부(25)에서 분사구(51a)로부터 분사된 세정액과 피도금물(2)이 혼합되어, 캐소드(26)의 중공 영역(26a)을 아래쪽에서부터 위쪽으로 유동한다. 그리고, 중공 영역(26a)의 상단에서 튀어나온 세정액과 피도금물(2)의 혼합 유체 중, 세정액의 일부는 유도부(27)의 도금액 통과부(27b)를 통과하고, 유도부(27)의 외측으로 유출된다. 또한, 혼합 유체에 포함되는 피도금물(2)은 자신의 무게에 의해 침강해가지만, 그 때에 유도부(27)의 원뿔대부(27a)의 형상을 따라 피도금물 통과 영역(23)으로 유도된다.

피도금물 통과 영역(23)을 위쪽에서부터 아래쪽으로 이동한 피도금물(2)은 혼합부(25)에서 세정액과 혼합되어, 다시 캐소드(26)의 중공 영역(26a)을 아래쪽에서부터 위쪽으로 유동한다. 이와 같이, 피도금물(2)을 순환시키면서 세정함으로써 단시간에 피도금물(2)의 세정을 실시할 수 있다.

또한, 세정수를 순환시키면서 세정할 수 있으므로, 사용하는 세정수는 소량으로 끝나고 배수하는 세정수의 양을 저감할 수 있다.

피도금물(2)의 세정 후에는 분리부(30)를 위쪽으로 끌어올린 후 선단부(40)를 떼어냄으로써, 혼합부(25)의 아래쪽에서부터 도금이 실시된 피도금물(2)을 꺼낼 수 있다. 이로써, 도금이 실시된 피도금물(2)을 간단히 꺼낼 수 있다. 또한, 격벽(22)의 내부에 피도금물(2)의 잔류가 없는지 육안으로 확인할 수 있으므로, 분리부(30)의 내부에 피도금물이 남은 상태에서, 다른 종류의 피도금물에 대해 도금 처리가 행해져버리는 것을 막을 수 있다.

<실시예 1>

피도금물(2)로서 길이 2.0㎜, 폭 1.25㎜, 두께 1.25㎜의 적층 세라믹 콘덴서를 준비하고, 적층 세라믹 콘덴서의 외부 전극에 Ni도금 및 Sn도금을 실시했다. 후술하는 바와 같이, 피도금물(2)에 대해 우선 최초로 Ni도금을 실시하고, 다음으로 Sn도금을 실시했다.

도 1∼도 2에 나타내는 구성을 포함한 도금 장치(100)에서, 통상(筒狀)의 격벽(22) 중 통액성을 가지는 부분은, 80메쉬의 메쉬 재료로 구성하고 직경은 70㎜, 길이는 100㎜로 했다. 또한, 통액성을 가지는 부분의 상하에 위치하는 통액성을 가지지 않는 부분은, 직경 70㎜, 길이가 40㎜인 파이프를 마련함으로써 구성되었다.

격벽(22)의 상부에는 꼭지각이 90도인 원뿔대부(27a)를 마련했다. 원뿔대부(27a)의 개구 아랫면의 직경은 격벽(22)의 직경과 대략 같다. 원뿔대부(27)의 위쪽에는 메쉬 재료로 이루어지는 도금액 통과부(27b)를 배치했다. 또한, 격벽(22)의 하부에는 꼭지각이 90도인 혼합부(25)를 마련했다.

격벽(22)의 내측에 배치되는 캐소드(26)로서, 외형(外刑)이 35㎜, 내경이 25㎜의 스테인리스제의 파이프를 이용했다. 이 파이프의 하단(下端)과, 원뿔대 형상을 가지는 혼합부(25)의 하단의 간격은 수십㎜로 하고, 파이프의 상단은 원뿔대부(27a)의 높이 방향에서의 중앙 부근의 위치로 했다. 파이프는 위쪽에서부터 매다는 구성으로 하고 전원(31)의 음극과 접속했다.

격벽(22)의 외측에는 60㎜의 간격을 띄우고, 원환상의 형상을 가지는 티탄제의 애노드 케이스를 배치했다. 이 애노드 케이스에는 Ni칩이 충전 가능한 공간이 마련되어 있고, 이 공간 내에 Ni칩을 충전했다. 이 Ni칩을 충전한 애노드 케이스를 전원(31)의 양극과 접속하여 애노드(21)로 했다.

도금 탱크(10)에 저류하는 도금액으로서 와트 배스(Watt bath)를 이용했다. 상술한 바와 같이, 도금 탱크(10)의 저부에는 분사구(24a)가 마련되어 있다. 이 분사구(24a)에 혼합부(25)의 하부에 마련되어 있는 선단부(40)를 끼워 넣도록 설치했다. 또한, 캐소드(26)의 상단보다도 높은 위치까지, 도금 탱크(10) 내에 도금액을 저류했다.

분사부(24)의 펌프(33)를 작동시킴으로써 도금 탱크(10) 내의 도금액(1)이 순환 라인(32)을 통해, 분사구(24a)에서부터 위쪽으로 분출된다. 분사구(24a)에서 분출된 도금액(1)은 캐소드(26)의 중공 영역(26a)을 지나 캐소드(26)의 상단에서부터 위쪽으로 분출된다.

피도금물(2)인 적층 세라믹 콘덴서를 70000개, 및 직경 1.5㎜의 도전성 미디어를 300㏄, 도금 탱크(10) 내, 보다 구체적으로는 원환 형상을 가지는 도금액 통과부(27b)의 내측에 투입했다. 투입된 피도금물(2)은 침강하고 피도금물 통과 영역(23) 내에 퇴적되면서 서서히 하강한다. 그리고, 분사구(24a)로부터의 도금액(1)의 제트류에 의해, 혼합부(25)로 유인되고 혼합부(25)에서 도금액(1)과 혼합되며, 캐소드(26)의 중공 영역(26a)을 지나 위쪽으로 분출된다. 분출된 도금액(1)과 피도금물(2)의 혼합 유체(3) 중, 도금액(1)의 일부는 유도부(27)의 도금액 통과부(27b)를 통과하고, 유도부(27)의 외측으로 유출되고, 순환 라인(32)을 거쳐 분사구(24a)에서 분사된다. 한편, 피도금물(2)은 도금액(1)의 다른 일부 즉, 유도부(27)의 외부로 유출되지 않았던 도금액(1)과 함께, 유도부(27)의 원뿔대부(27a)를 거쳐 피도금물 통과 영역(23)으로 인도되어, 퇴적되면서 피도금물 통과 영역(23) 내를 서서히 하강한다.

이와 같이, 피도금물(2)이 순환을 반복하는 상태에서 전원(31)을 온으로 하여 24A로 통전하고, 애노드(21) 및 캐소드(26) 간에 전압을 인가했다. 통전을 90분간 행하여 소정의 적산 전류를 통전 후, 전원(31)을 오프로 했다. 그리고, 분리부(30)를 도금 탱크(10)로부터 끌어올려, 내부의 도금액(1)을 빼냈다. 그 후, 분리부(30)를 세정액인 순수(純水)를 만족시킨 세정 탱크(50)에 침지(浸漬)했다.

상술한 바와 같이, 세정 탱크(50)에는 분사구(51a)가 마련되어 있고, 분리부(30)의 선단부(40)를 분사구(51a)에 접속하고, 펌프(53)를 작동시킴으로써 피도금물 통과 영역(23), 혼합부(25), 캐소드(26)의 중공 영역(26a), 및 유도부(27)의 경로에서 피도금물(2)을 순환시켜 세정했다. 그 후, 분리부(30)를 끌어올려 다른 세정 탱크에 이동시키고, 동일한 세정을 행했다. 이 세정 처리를 3회 반복하여 행했다.

피도금물(2)의 세정 후 분리부(30)를 Sn도금액을 만족시킨 도금 탱크(10)에 침지하고, 상술한 Ni도금과 동일한 순서에 의해 피도금물(2)에 Sn도금을 실시했다. 애노드(21) 및 캐소드(26)에 통전하는 조건은 17A로 60분간으로 했다.

피도금물(2)에 Sn도금을 실시한 후, Ni도금의 종료 후와 동일하게 피도금물(2)을 세정했다.

피도금물(2)의 세정 종료 후 도 6에 나타내는 바와 같이, 적어도 격벽(22)의 상단까지 세정수를 담근 상태에서 분리부(30)를 세정 탱크(50)의 분사구(51a)로부터 떼어내고, 떼어낸 분리부(30)의 하부에 주요부가 피도금물(2)은 통과시키지 않고, 도금액(1)을 통과시키는 거칠은 메쉬 재료로 구성된 회수 용기(60)를 배치했다. 그리고, 분리부(30)의 하부에 마련되어 있는 선단부(40)(도 3, 도 4 참조)를 떼어냈다. 이로써, 피도금물 통과 영역(23) 및 혼합부(25)에 퇴적되고 있는 피도금물(2)은 침강하고, 회수 용기(60) 안으로 회수된다. 이 때, 세정수를 분리부(30)의 위쪽에서 흘려보냄으로써, 모든 피도금물(2)이 회수 용기(60) 안으로 회수되도록 했다.

회수 용기(60)는 상술한 바와 같이, 도금액(1)은 통과시키지만 피도금물(2)은 통과시키지 않는 메쉬 재료로 구성된 통액부를 포함하고 있으므로, 회수 용기(60)를 위쪽으로 끌어올리면, 세정수는 회수 용기(60)의 밖으로 유출되고, 도금이 실시된 피도금물(2)만을 회수할 수 있다.

피도금물(2)을 회수 용기(60) 안으로 회수한 후, 분리부(30)를 끌어올려 상부에서 관찰함으로써, 캐소드(26)의 중공 영역(26a) 및 피도금물 통과 영역(23)에 피도금물(2)이 잔류하고 있지 않은 것을 확인할 수 있었다. 또한, 캐소드(26) 및 상부에서 캐소드(26)를 유지하고 있는 부위를 떼어내고, 캐소드(26)의 외부 표면을 관찰하며, 피도금물(2)이 부착되어 있지 않은지 확인했다.

회수 용기(60)에 회수한 피도금물(2)의 Sn막의 막두께를 형광 x선 막두께 측정계로 30군데 측정한 바, 평균 막두께는 3.95㎛이고 막두께 편차를 나타내는 CV(표준편차/평균값)는 6.7%로 양호했다. 한편, 회전 배럴을 이용한 종래의 배럴 도금법에 의해 도금막을 형성했을 경우, CV는 10% 이상 15% 이하이다. 즉, 본 실시형태에 의한 도금 장치(100)에 의하면, 형성되는 도금막의 막두께 편차를 작게할 수 있다.

또한, 회전 배럴을 이용한 종래의 배럴 도금 방법에서는, 피도금물끼리의 스크래치나 피도금물과 배럴 내벽의 충돌에 의해, 피도금물(2)의 능선부가 평활화되어버린다. 그러나, 실시예 1에 의한 도금 방법에 의하면, Sn도금막의 표면, 특히 능선부를 관찰하고 스크래치 등이 생기고 있지 않은 것을 확인할 수 있었다. 즉, 본 실시형태에 의한 도금 장치(100)에 의하면, 도금 처리 시에 피도금물(2)에 가해지는 충격력을 저감할 수 있다.

회전 배럴을 이용한 종래의 배럴 도금 장치에서는, 회전 배럴은 수평축을 중심으로 하여 회전한다. 또한 애노드는 회전축과 평행하게, 및 전류 밀도의 극도의 집중을 피하기 위해, 배럴과 소정의 거리를 유지한 위치에 배치할 필요가 있다. 이 때문에 회전 배럴을 이용한 종래의 배럴 도금 장치의 경우에는, 도금 탱크의 바닥 면적은 커지게 되고, 예를 들면 세로 500㎜×가로 600㎜의 바닥 면적이 필요로 된다. 한편, 본 실시형태에 의한 도금 장치(100)에 의하면, 도금 탱크(10)의 바닥 면적은 예를 들면 세로 300㎜×가로 300㎜이고, 회전 배럴을 이용한 종래의 배럴 도금 장치와 비교하여 바닥 면적을 1/3 이하로 할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 실시형태에서의 도금 장치(100)에서는 격벽(22), 혼합부(25), 캐소드(26), 및 유도부(27)가 분리부(30)로서 일체적으로 분리 가능한 구성으로 되어있다. 따라서, 도금 처리 후에 분리부(30)를 도금 탱크(10)에서 꺼내 세정 탱크(50)로 옮김으로써, 도금이 실시된 피도금물(2)을 용이하게 세정할 수 있다.

또한, 세정 탱크(50) 내에서 피도금물(2)을 순환시킴으로써 세정을 행하므로 단시간에 세정을 행할 수 있다. 세정액도 순환시킴으로써 세정 탱크 내에서의 세정액의 균일성도 단시간에 진행되기 때문에, 뛰어난 세정 효과를 얻을 수 있다.

<실시예 2>

실시예 2에서는 실시예 1과 같은 도금 장치(100)를 이용하고, 길이 4.5㎜, 폭 3.2㎜, 두께 2.0㎜의 적층 세라믹 콘덴서의 외부 전극에, Ni도금 및 Sn도금을 실시했다. 그리고 도금 처리 후의 적층 세라믹 콘덴서의 갈라짐과 깨짐의 유무에 대해 관찰했다. Ni도금 및 Sn도금을 실시하는 처리 방법은, 실시예 1과 같다.

Sn도금을 실시한 후의 Sn막의 표면은 실시예 1과 같이 평활화는 보이지 않고, 석출(析出)된 Sn막이 남은 상태였다. 한편, 회전 배럴을 이용한 종래의 배럴 도금법에서는 피도금물의 능선부에서 평활화가 진행되어 Sn막이 벗겨져, 내측의 외부 전극이 보이고 광택이 생기고 있었다.

본 발명에 의한 도금 방법 및 회전 배럴을 이용한 종래의 배럴 도금법의 어느 방법에서도, 도금을 실시한 1000개의 피도금물의 외관을 관찰한 바, 갈라짐과 깨짐은 보이지 않았다.

따라서, 도금을 실시한 피도금물을 다시 도금 장치로 되돌리고, 10시간의 혼합 처리를 추가로 행하며, 그 후 피도금물의 외관 관찰을 행했다. 즉, 본 발명에 의한 도금 장치(100)를 이용하여 도금을 실시한 피도금물은 도금 장치(100)로 되돌리고, 종래의 배럴 도금법에 의해 도금을 실시한 피도금물은 회전 배럴 내로 되돌리고 각각 혼합 처리를 행했다. 혼합 처리는 도금 처리와 동일한 처리이지만, 애노드 및 캐소드에 통전되지 않는 점에서 도금 처리와 다르다.

회전 배럴 내에서 혼합 처리를 행한 경우, 1000개의 피도금물 중 3개의 피도금물의 능선부에 깨짐이 생기고 있었다. 한편, 도금 장치(100)를 이용하여 혼합 처리를 행한 경우에는, 1000개의 피도금물에 갈라짐과 깨짐은 전혀 생기지 않았다.

즉, 본 발명에 의한 도금 장치(100)는 도금 처리 시에 피도금물에 대해 가해지는 외력이 약하고, 피도금물의 갈라짐과 깨짐이 생기기 어렵다.

한편, 상기 실시형태에서는 적층 세라믹 콘덴서를 피도금물로서, 그 외부 전극에 도금을 행하는 경우를 예로 들어 설명했지만, 피도금물의 종류나 도금해야 할 대상에 특별한 제약은 없다. 예를 들면, 적층 코일 부품을 피도금물로서 그 표면 도체에 도금을 실시하는 경우 등에 적용하는 것이 가능하다.

또한, 캐소드(26), 격벽(22), 및 애노드(21)는 각각의 중심축이 일치하도록, 동심원상으로 배치되어 있는 것으로 했지만, 반드시 동심원상으로 배치되어 있을 필요는 없다. 예를 들면, 캐소드(26), 격벽(22), 및 애노드(21)의 각각의 중심축이 일치하지 않는 구성이어도 되고, 캐소드(26), 격벽(22), 및 애노드(21)의 수평 방향에서의 절단면 형상이 원형의 형상이 아니고, 타원 형상이어도 된다. 그와 같은 구성이어도, 애노드(21) 및 캐소드(26)에 끼인 피도금물 통과 영역(23)에 피도금물(2)을 통과시키면서 전해 도금을 행함으로써, 안정된 전류 밀도로 양호한 도금을 행할 수 있으므로, 형성되는 도금막의 막두께 편차를 억제할 수 있다. 단, 캐소드(26), 격벽(22), 및 애노드(21)를 동심원상으로 배치함으로써, 도금 시의 전류 밀도 분포를 균일하게 하고 형성되는 도금막을 균일하게 할 수 있으므로, 동심원상으로 배치하는 것이 바람직하다.

본 발명은 그 외의 점에서도 상기 실시형태에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 범위 내에서 다양한 응용, 변형을 더하는 것이 가능하다.

1: 도금액 2: 피도금물
3: 혼합 유체 10: 도금 탱크
20: 도금부 21: 애노드
22: 격벽 23: 피도금물 통과 영역
24: 분사부 24a: 분사구
25: 혼합부 25a: 혼합부를 구성하는 부재
26: 캐소드 26a: 중공 영역
27: 유도부 27a: 원뿔대부
27b: 도금액 통과부 30: 분리부
31: 전원 32: 순환 라인
33: 펌프 34: 필터
40: 선단부 50: 세정 탱크
60: 회수 용기 100: 도금 장치

Claims

도금액을 저류(貯留)하는 도금 탱크와,
상기 도금 탱크의 내부에 마련되고, 피도금물(被鍍金物)에 전해 도금을 실시하는 도금부를 포함하며,
상기 도금부는,
적어도 일부가, 상기 도금액은 통과시키지만 상기 피도금물은 통과시키지 않는 격벽에 둘러싸여, 위쪽에서부터 아래쪽을 향해 상기 피도금물을 통과시키는 피도금물 통과 영역과,
상기 도금액을 아래쪽에서부터 위쪽으로 분사하는 분사부와,
상기 분사부보다 위쪽, 및 상기 피도금물 통과 영역보다 아래쪽에 배치되고, 상기 분사부에 의해 분사된 상기 도금액과, 상기 피도금물 통과 영역을 통과한 상기 피도금물이 혼합되는 혼합부와,
상기 피도금물 통과 영역의 외측에 배치된 애노드와,
상기 피도금물 통과 영역의 내측에 배치되고, 상기 혼합부에 의해 혼합된 상기 도금액과 상기 피도금물의 혼합 유체가 아래쪽에서부터 위쪽을 향해 통과하는 중공 영역을 가지는 캐소드와,
상기 캐소드의 상기 중공 영역을 통과한 상기 혼합 유체를 상기 피도금물 통과 영역으로 인도하는 유도부를 포함하는 것을 특징으로 하는 도금 장치.
제1항에 있어서,
상기 격벽은 상기 캐소드를 둘러싸도록 배치되고, 상기 애노드는 상기 격벽을 둘러싸도록 배치되며, 상기 캐소드, 상기 격벽, 및 상기 애노드는 동심원상(同心圓狀)으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 도금 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 격벽, 상기 혼합부, 상기 캐소드, 및 상기 유도부는, 일체적으로 분리할 수 있도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 도금 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유도부는, 상기 도금액은 통과시키지만 상기 피도금물은 통과시키지 않는 도금액 통과부를 가지는 것을 특징으로 하는 도금 장치.
(a) 도금액과 피도금물의 혼합 유체를, 상기 도금액은 통과시키지만 상기 피도금물은 통과시키지 않는 격벽에 적어도 일부가 둘러싸인 피도금물 통과 영역으로 유도하는 공정과,
(b) 상기 피도금물이 상기 피도금물 통과 영역을 위쪽에서부터 아래쪽을 향해 통과할 때에, 상기 피도금물 통과 영역의 외측에 배치되어 있는 애노드와, 상기 피도금물 통과 영역의 내측에 배치되어 있는 캐소드 사이에 전압을 인가하여, 상기 피도금물에 전해 도금을 행하는 공정과,
(c) 상기 캐소드의 아래쪽에서, 상기 도금액을 아래쪽에서부터 위쪽으로 분사함으로써, 분사된 상기 도금액과 상기 피도금물 통과 영역을 통과한 상기 피도금물을 혼합시켜, 상기 도금액과 상기 피도금물의 혼합 유체를, 상기 캐소드의 내부에 마련되어 있는 중공 영역을 아래쪽에서부터 위쪽으로 통과시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 도금 방법.
제5항에 있어서,
상기 (a), (b), 및 (c)의 공정을 반복하여 행함으로써, 상기 피도금물에 전해 도금을 행하는 것을 특징으로 하는 도금 방법.