KR20190080608A - Methods and apparatus for electrolytic plating of metal powder - Google Patents

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Abstract

The present invention provides an apparatus for electroplating metal powder, comprising: a reactor which can store a plating solution and metal powder; a stirring impeller disposed to be stretched downwards in the reactor from an upper portion of the reactor for metal powder to be stirred in the plating solution; and an anode and a cathode disposed to apply currents of an electroplating process to form a plating layer on a surface of the metal powder while the metal powder is stirred in the plating solution by the stirring impeller, and spaced from each other to enable at least an end portion of the anode and the cathode to be immersed in the plating solution.

Description

금속파우더의 전해도금 방법 및 장치{Methods and apparatus for electrolytic plating of metal powder}[0001] METHOD AND APPARATUS FOR ELECTROLYTIC PLATING OF METAL POWDER [0002]

본 발명은 전해도금 방법 및 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 금속파우더의 전해도금 방법 및 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an electroplating method and apparatus, and more particularly, to a method and apparatus for electroplating a metal powder.

전해도금은 오래된 기술 중 하나지만, 기존 방법들은 벌크(bulk)한 물질에 대한 도금에 적합하다. 미세 물질을 음극에 접촉시키는 것이 어렵기 때문이다. 한편, 전자부품이 소형화됨에 따라 부품에 전해도금을 적용하기 위한 바렐 도금 기술이 개발되었지만, 마이크로 수준의 금속파우더 손실을 최소화하면서 도금액이 순환될 수 있는 메쉬(Mesh) 적용이 어려워 파우더 도금은 구현하기가 용이하지 않다. 바렐 도금이 수행되는 낮은 회전속도에서 금속파우더를 도금할 경우 입자 응집 및 도금층 불균일 등의 문제가 발생한다. Electroplating is one of the older techniques, but conventional methods are suitable for plating bulk materials. This is because it is difficult to bring the fine material into contact with the negative electrode. Meanwhile, barrel plating technology has been developed to apply electrolytic plating to parts as electronic parts are miniaturized. However, it is difficult to apply a mesh that can circulate the plating liquid while minimizing the loss of metal powder at a micro level. Is not easy. When metal powder is plated at a low rotational speed at which barrel plating is performed, problems such as particle agglomeration and unevenness of plating layer occur.

1. 한국공개특허 제20170090271호1. Korean Patent Publication No. 20170090271 2. 한국공개특허 제20140030581호2. Korean Patent Publication No. 20140030581

본 발명은 파우더가 응집되지 않고 도금층이 균일하게 형성될 수 있는 금속파우더의 전해도금 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.An object of the present invention is to provide a method and apparatus for electrolytic plating of a metal powder in which a plating layer can be formed uniformly without powder aggregation. However, these problems are exemplary and do not limit the scope of the present invention.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 관점에 의한 금속파우더의 전해도금 방법이 제공된다. 상기 금속파우더의 전해도금 방법은 반응기 내에 도금액과 복수의 금속파우더를 제공하는 단계; 및 복수의 금속파우더가 도금액 내에서 교반되는 동안, 적어도 말단부가 도금액에 침지된 양극 및 음극에 전류를 인가하여 금속파우더의 표면에 도금층을 형성하는 단계; 를 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a method for electrolytic plating a metal powder. The electrolytic plating method of the metal powder includes: providing a plating solution and a plurality of metal powders in a reactor; And forming a plating layer on the surface of the metal powder by applying a current to at least an anode and a cathode, the end of which is immersed in the plating solution, while the plurality of metal powders are stirred in the plating solution; .

상기 금속파우더의 전해도금 방법에서, 상기 금속파우더의 교반은 상기 도금액 내에 침지된 교반용 임펠라의 회전운동으로 구현될 수 있다. 상기 교반용 임펠라의 회전운동은 정방향과 역방향 운동을 모두 포함하여 상기 도금액 내에 와류를 유발하게 할 수 있다. 한편, 이와는 달리, 상기 교반용 임펠라의 회전운동은 정방향 및 역방향 운동 중에서 선택된 어느 하나의 일방향으로만 수행될 수도 있다. In the electrolytic plating method of the metal powder, the stirring of the metal powder may be realized by rotating the stirring impeller immersed in the plating solution. The rotational motion of the impeller for stirring may include both forward and reverse motions to induce a vortex in the plating liquid. On the other hand, the rotational motion of the impeller for stirring may be performed in only one direction selected from forward and reverse motions.

상기 교반용 임펠라는 상기 금속파우더가 교반되지 않고 자중에 의하여 상기 반응기 내에 모두 침전된 상태에서 상기 복수의 금속파우더 내에 파묻히도록 배치될 수 있다. 상기 교반용 임펠라의 회전속도는 상기 복수의 금속파우더 중 10% 내지 50%가 상기 도금액 내에 부유되도록 설정될 수 있다. 자중에 의하여 침전되는 상기 금속파우더가 상기 교반용 임펠라에 인접하여 모일 수 있도록 상기 반응기는 적어도 하부의 일부가 둥근 형상을 가질 수 있다. The impeller for stirring may be arranged so that the metal powder is not stirred and is buried in the plurality of metal powders in a state where the metal powder is completely precipitated in the reactor by its own weight. The rotating speed of the impeller for stirring may be set so that 10% to 50% of the plurality of metal powders are suspended in the plating liquid. The reactor may have at least a part of the lower part thereof rounded so that the metal powder settled by its own weight can be collected adjacent to the stirring impeller.

상기 금속파우더의 전해도금 방법에서, 상기 양극 및 음극은 반응기의 상부에서 하방으로 신장하도록 배치되며, 상기 음극은 말단부를 제외하고 나머지는 절연 피복 처리될 수 있다. 상기 금속파우더가 교반되지 않고 자중에 의하여 반응기 내에 모두 침전된 상태에서는 상기 음극의 말단부가 상기 복수의 금속파우더 내에 파묻히도록 배치되며, 양극의 말단부는 도금액에는 침지되되 복수의 금속파우더 내에는 파묻히지 않고 나아가 금속파우더와 접촉되지 않도록 배치될 수 있다. 상기 음극은, 상기 음극의 표면에 금속이 석출되면서 발생하는 손실을 최소화하고, 교반되는 금속파우더와 균일하게 접촉될 수 있도록, 봉 형상을 가질 수 있다. In the electrolytic plating method of the metal powder, the positive electrode and the negative electrode are arranged to extend downward from the upper portion of the reactor, and the negative electrode may be subjected to an insulating coating treatment except for the terminal portion. The end portions of the negative electrodes are disposed so as to be embedded in the plurality of metal powders in a state where the metal powders are not stirred and all of them are precipitated in the reactor due to their own weight and the end portions of the positive electrodes are immersed in the plating liquid, So as not to come into contact with the metal powder. The negative electrode may have a rod shape so as to minimize the loss caused by the precipitation of metal on the surface of the negative electrode and uniformly contact with the metal powder to be stirred.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 관점에 의한 금속파우더의 전해도금 장치가 제공된다. 상기 금속파우더의 전해도금 장치는 도금액과 금속파우더를 수용할 수 있는 반응기; 도금액 내에 금속파우더를 교반할 수 있도록 반응기의 상부에서 반응기 내부의 하방으로 신장하도록 배치된 교반용 임펠라; 및 교반용 임펠라에 의하여 금속파우더가 도금액 내에서 교반되는 동안 금속파우더의 표면에 도금층을 형성할 수 있는 전해도금 공정의 전류를 인가할 수 있도록 배치되되, 적어도 말단부가 도금액에 침지될 수 있도록 반응기의 상부에서 반응기 내부의 하방으로 신장하도록 서로 이격되어 배치된 양극과 음극;을 구비한다. An electrolytic plating apparatus for metal powder according to another aspect of the present invention for solving the above problems is provided. The electroplating apparatus of the metal powder may include a reactor capable of accommodating a plating solution and a metal powder; An impeller for stirring, arranged to extend downward in the reactor from the top of the reactor so that the metal powder can be stirred in the plating solution; And an electrolytic plating process for forming a plating layer on the surface of the metal powder while the metal powder is stirred in the plating liquid by the impeller for agitation, wherein at least the end portion of the metal powder is immersed in the plating solution And an anode and a cathode arranged to be spaced apart from each other so as to extend downward from the upper portion of the reactor.

상기 금속파우더의 전해도금 장치에서, 자중에 의하여 침전되는 금속파우더가 교반용 임펠라에 인접하여 모일 수 있도록 상기 반응기는 적어도 하부의 일부가 둥근 형상을 가질 수 있다. In the electrolytic plating apparatus of the metal powder, at least a part of the lower part of the reactor may have a round shape so that the metal powder settled by its own weight can be collected adjacent to the stirring impeller.

상기 금속파우더의 전해도금 장치에서, 상기 음극은 말단부를 제외하고 나머지는 절연 피복 처리될 수 있다. In the electrolytic plating apparatus for the metal powder, the negative electrode may be subjected to an insulating coating treatment except for the terminal portion.

상기 금속파우더의 전해도금 장치에서, 상기 음극은, 상기 음극의 표면에 금속이 석출되면서 발생하는 손실을 최소화하고, 교반되는 금속파우더와 균일하게 접촉될 수 있도록, 봉 형상을 가질 수 있다. In the electrolytic plating apparatus for the metal powder, the negative electrode may have a rod shape so as to minimize the loss caused by the precipitation of metal on the surface of the negative electrode and uniform contact with the metal powder to be stirred.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 파우더가 응집되지 않고 도금층이 균일하게 형성될 수 있는 금속파우더의 전해도금 방법 및 장치를 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.According to an embodiment of the present invention as described above, a method and apparatus for electrolytic plating of metal powder in which a plating layer can be formed uniformly without powder aggregation can be realized. Of course, the scope of the present invention is not limited by these effects.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 금속파우더의 전해도금 장치와 이를 이용한 금속파우더의 전해도금 방법을 도해하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전해도금 방법에 의하여 도금층이 형성된 금속파우더의 FE-SEM 이미지이다.
도 3은 본 발명의 비교예에 따른 전해도금 방법에 의하여 도금층이 형성된 금속파우더의 FE-SEM 이미지이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전해도금 방법에 의하여 도금층이 형성된 금속파우더에서 미도금 발생여부를 확인하기 위한 FE-SEM 이미지이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 전해도금 방법에 의하여 도금층이 형성된 금속파우더에서 도금층의 균일도를 확인하기 위한 저배율 및 고배율의 FE-SEM 이미지이다.FIG. 1 is a view illustrating an electrolytic plating apparatus for a metal powder according to an embodiment of the present invention and a method of electrolytic plating of a metal powder using the electrolytic plating apparatus.
2 is an FE-SEM image of a metal powder having a plating layer formed by an electrolytic plating method according to an embodiment of the present invention.
3 is an FE-SEM image of a metal powder having a plating layer formed by an electrolytic plating method according to a comparative example of the present invention.
FIG. 4 is an FE-SEM image for confirming the occurrence of unplating in a metal powder having a plating layer formed by an electrolytic plating method according to an embodiment of the present invention.
5 and 6 are FE-SEM images of a low magnification and a high magnification for confirming the uniformity of the plating layer in the metal powder having the plating layer formed by the electrolytic plating method according to the embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 적어도 일부의 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 도면에서 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, Is provided to fully inform the user. Also, at least some of the components may be exaggerated or reduced in size for convenience of explanation. Like numbers refer to like elements throughout the drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 금속파우더의 전해도금 장치와 이를 이용한 금속파우더의 전해도금 방법을 도해하는 도면이다. FIG. 1 is a view illustrating an electrolytic plating apparatus for a metal powder according to an embodiment of the present invention and a method of electrolytic plating of a metal powder using the electrolytic plating apparatus.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 금속파우더의 전해도금 장치(100)는 도금액(50)과 금속파우더(60)를 수용할 수 있는 반응기(30); 도금액(50) 내에 금속파우더(60)를 교반할 수 있도록 반응기(30)의 상부에서 반응기 내부의 하방으로 신장하도록 배치된 교반용 임펠라(42); 및 교반용 임펠라(42)에 의하여 금속파우더(60)가 도금액(50) 내에서 교반되는 동안 금속파우더(60)의 표면에 도금층을 형성할 수 있는 전해도금 공정의 전류를 인가할 수 있도록 배치되되, 적어도 말단부가 도금액(50)에 침지될 수 있도록 반응기(30)의 상부에서 반응기 내부의 하방으로 신장하도록 서로 이격되어 배치된 양극(10)과 음극(20);을 구비한다. Referring to FIG. 1, an electroplating apparatus 100 for a metal powder according to an embodiment of the present invention includes a reactor 30 capable of receiving a plating solution 50 and a metal powder 60; An agitating impeller (42) arranged to extend downward in the reactor from the top of the reactor (30) so that the metal powder (60) can be stirred in the plating liquid (50); And an electrolytic plating process capable of forming a plating layer on the surface of the metal powder 60 while the metal powder 60 is stirred in the plating solution 50 by the stirring impeller 42 And an anode 10 and a cathode 20 spaced apart from each other to extend downward in the reactor from the top of the reactor 30 so that at least the distal end thereof can be immersed in the plating solution 50.

자중에 의하여 침전되는 금속파우더(60)가 교반용 임펠라(42)에 인접하여 모일 수 있도록 반응기(30)는 적어도 하부의 일부가 둥근 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 부유하지 않는 금속파우더(60) 입자들이 중앙에 모이도록 하부가 둥근 반응기(30)를 적용할 수 있다. 한편, 재질이나 크기에 큰 제약이 있는 것이 아니므로, 도금 용량 및 용도에 따라 다양한 반응조 적용이 가능함은 물론이다. The reactor 30 may have at least a part of the lower portion thereof in a round shape so that the metal powder 60 precipitated by the self-weight can be collected adjacent to the stirring impeller 42. For example, a bottom rounded reactor 30 may be applied so that the non-floating metal powder 60 particles are centered. On the other hand, since there is no great restriction on the material and size, it is of course possible to apply various reaction vessels depending on the plating capacity and use.

음극(20)은 말단부(22)를 제외하고 나머지는 절연 피복 처리될 수 있다. 한편, 음극(20)은, 상기 음극의 표면에 금속이 석출되면서 발생하는 손실을 방지 내지는 최소화하고, 교반되는 금속파우더(60)와 균일하게 접촉될 수 있도록, 봉 형상을 가질 수 있다. The cathode 20 may be subjected to an insulating coating treatment except for the terminal portion 22. On the other hand, the cathode 20 may have a rod shape so as to prevent or minimize the loss caused by the precipitation of metal on the surface of the cathode, and uniformly contact with the metal powder 60 to be stirred.

이하에서는, 상술한 금속파우더의 전해도금 장치(100)를 이용하여 금속파우더를 전해도금하는 방법을 설명한다. 상기 금속파우더의 전해도금 방법은 반응기(30) 내에 도금액(50)과 복수의 금속파우더(60)를 제공하는 단계(S100); 및 복수의 금속파우더(60)가 도금액(50) 내에서 교반되는 동안, 적어도 말단부가 도금액(50)에 침지된 양극(10) 및 음극(20)에 전류를 인가하여 금속파우더(60)의 표면에 도금층을 형성하는 단계(S200); 를 포함한다. Hereinafter, a method of electroplating a metal powder using the above-described electroplating apparatus 100 for a metal powder will be described. The method for electroplating the metal powder includes the steps of: providing a plating solution (50) and a plurality of metal powders (60) in a reactor (30); A current is applied to the positive electrode 10 and the negative electrode 20 at least the distal end portion immersed in the plating liquid 50 so that the surface of the metallic powder 60 is exposed to the surface of the metal powder 60 while a plurality of metal powders 60 are stirred in the plating liquid 50. [ (S200); .

본 실시예의 전해도금 공정에서 교반용 임펠라(42)는 도금액의 조성/농도/온도를 균일하게 유지하기 위하여 도금액을 순환시키는 역할도 수행한다. 다만, 금속파우더(60)의 전해도금 공정에서 도금액만 교반할 경우 도금 과정에서 입자간 응집이 발생하므로 금속파우더(60) 입자의 교반이 반드시 수반되어야 한다. In the electrolytic plating process of the present embodiment, the stirring impeller 42 also functions to circulate the plating liquid in order to uniformly maintain the composition / concentration / temperature of the plating liquid. However, when only the plating liquid is stirred in the electrolytic plating process of the metal powder 60, agglomeration of the particles of the metal powder 60 must be accompanied since intergranular aggregation occurs in the plating process.

본 실시예에서는 도금 공정 중 교반용 임펠라(42)를 적용함으로써 금속파우더(60) 분산을 효과적으로 유발할 수 있음을 확인하였다. 예를 들어, 금속파우더(60)의 교반은 도금액(50) 내에 침지된 교반용 임펠라(42)의 회전운동으로 구현될 수 있다. 한편, 금속파우더(60)의 분산이 일어나면서 전류가 잘 흐를 수 있도록 그리고 금속파우더(60) 입자 간의 접촉이 일정량으로 유지되도록 교반 속도를 조절하는 것이 필요하다. 또한, 금속파우더(60)의 크기가 작을수록 교반용 임펠라(42)의 낮은 회전속도에도 교반이 활발히 일어나므로, 금속파우더(60)의 입자크기 및 형태에 따라 최적의 조건을 설정하는 것이 필요하다. 본 발명자는 1㎛ 내지 70㎛의 입자크기를 가지는 금속파우더(60)의 전해도금 공정에서 상술한 구성의 교반용 임펠라(42)를 적용하는 것이 효과적임을 확인하였다. In this embodiment, it has been confirmed that the dispersion of the metal powder 60 can be effectively caused by applying the impeller 42 for stirring during the plating process. For example, stirring of the metal powder 60 can be realized by rotational movement of the stirring impeller 42 immersed in the plating liquid 50. On the other hand, it is necessary to adjust the stirring speed so that the current can flow well while the dispersion of the metal powder 60 occurs and the contact between the particles of the metal powder 60 is maintained at a constant amount. In addition, as the size of the metal powder 60 is smaller, stirring is actively performed even at a low rotation speed of the impeller for stirring 42, so it is necessary to set optimum conditions according to the particle size and shape of the metal powder 60 . The present inventor has confirmed that it is effective to apply the stirring impeller 42 having the above-described configuration in the electrolytic plating process of the metal powder 60 having a particle size of 1 mu m to 70 mu m.

또한, 금속파우더(60) 입자의 효과적인 교반을 위하여 교반용 임펠라(42)를적용하되 반응기(30) 하부와 가깝게 배치할 수 있다. 특히, 금속파우더(60)가 교반되지 않고 자중에 의하여 반응기(30) 내에 모두 침전된 상태에서, 교반용 임펠라(42)는 도금하고자 하는 복수의 금속파우더(60) 내에 파묻히도록 배치되는 것이 효과적이다. In addition, an impeller 42 for stirring may be applied for close stirring of the particles of the metal powder 60, but it may be disposed close to the lower part of the reactor 30. Particularly, it is effective that the stirring impeller 42 is disposed so as to be embedded in the plurality of metal powders 60 to be plated, in a state in which the metal powder 60 is completely stirred and not precipitated in the reactor 30 due to its own weight to be.

그러나, 금속파우더(60)의 입자가 도금액(50) 중에 너무 잘 분산되는 경우, 입자끼리의 접촉이 일어나기 어려워 통전이 되지 않으므로 도금이 효과적으로 되지 않는 현상이 발생할 수 있다. 따라서, 일정 비율의 금속파우더(60) 입자가 서로 접촉되어 있으면서 동시에 입자 응집을 최소화하기 위한 입자 교반이 수반되어야 한다. 예를 들어, 도금하려는 금속파우더(60)의 입자의 비중, 크기 및 모양을 고려해서, 교반용 임펠라(42)의 회전속도는 복수의 금속파우더(60) 중 10% 내지 50%가 도금액(50) 내에 부유되도록 설정될 수 있다. 금속파우더(60)의 입자 크기가 큰 경우 더욱 쉽게 침강하므로 입자 크기가 커짐에 따라 교반 회전속도를 더욱 상향 조정할 수도 있다. However, when the particles of the metal powder 60 are dispersed too much in the plating liquid 50, contact between the particles is difficult to occur, and the plating is not effectively conducted, so plating may not be effective. Therefore, a certain proportion of the metal powder 60 particles must be brought into contact with each other, and at the same time, accompanied by particle agitation to minimize particle agglomeration. For example, in consideration of the specific gravity, size, and shape of the particles of the metal powder 60 to be plated, the rotational speed of the impeller 42 for stirring is such that 10% to 50% of the plurality of metal powders 60 is mixed with the plating liquid 50 ). ≪ / RTI > When the particle size of the metal powder 60 is large, it precipitates more easily, so that the stirring rotation speed can be further adjusted upward as the particle size increases.

교반용 임펠라(42)는 반응기(30)의 상부에서 반응기(30) 내부의 하방으로 신장되는 교반봉(44)에 연결될 수 있다. 교반용 임펠라(42)의 회전운동이 정방향(F)과 역방향(R) 운동을 모두 포함하도록 제공됨으로써 도금액(50) 내에 와류(A)를 유발하게 할 수 있으며, 이에 따라 도금 공정 중에 금속파우더(60) 분산이 효과적으로 일어날 수 있다. 와류를 효과적으로 발생시키기 위하여 도금 중 정방향(F)과 역방향(R)으로 교반 방향을 교번적으로 전환하면 금속파우더(60)의 입자 분산에 효과적임을 확인하였다. The stirring impeller 42 may be connected to a stirring rod 44 extending downward in the reactor 30 from above the reactor 30. The rotating motion of the stirring impeller 42 may be provided to include both the forward direction F and the reverse direction R to thereby cause the eddy current A in the plating liquid 50 to thereby cause the metal powder 60) dispersion can occur effectively. It has been confirmed that it is effective to disperse the particles of the metal powder 60 by alternately changing the stirring direction in the forward direction (F) and the reverse direction (R) during plating in order to effectively generate vortex.

하지만, 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 교반용 임펠라(42)의 회전운동은 정방향(F) 및 역방향(R) 운동 중에서 선택된 어느 하나의 일방향으로만 수행될 수도 있다. However, according to another embodiment of the present invention, the rotational motion of the stirring impeller 42 may be performed in only one direction selected from the forward (F) and reverse (R) motions.

즉, 교반용 임펠라(42)의 회전 운동은 정방향 역방향 운동을 모두 포함하여 상기 도금액(50) 내에 와류를 유발하는 양방향일 수 있으나, 이와는 달리, 한 방향으로만 적용할 수도 있다. 직경이 큰 입자의 경우 와류를 유발하는 것이 입자 분산 측면에서 효율적이나, 직경이 작은 입자의 경우 과도한 와류 유발 시 입자와 음극 접촉이 잘 이루어지지 않을 수 있으므로 한 방향으로 진행하는 것이 바람직함을 확인하였다. In other words, the rotational motion of the stirring impeller 42 may be bidirectional, which induces a swirling flow in the plating liquid 50 including all the positive direction reverse motions, but may be applied only in one direction. In the case of particles with large diameters, inducing eddy currents is effective in terms of particle dispersion. However, particles having a small diameter may not be well contacted with particles during excessive vortex induction, so it is preferable to proceed in one direction .

음극(20)은, 상기 음극의 표면에 금속이 석출되면서 발생하는 손실을 최소화하고, 교반되는 금속파우더(60)와 균일하게 접촉될 수 있도록, 봉 형상을 가질 수 있다. 이 경우, 음극(20)은 음극봉으로 이해될 수 있다. 음극(20)은 도금 중 발열에 잘 견딜 수 있도록, 직경이 1cm 이상인 음극봉을 반응기(30)의 상부에서 삽입하여 적층된 금속파우더(60)의 입자들 사이에 꽂아서 통전을 유발할 수 있다. 즉, 금속파우더(60)가 교반되지 않고 자중에 의하여 반응기(30) 내에 모두 침전된 상태에서는 음극(20)의 말단부(22)가 복수의 금속파우더(60) 내에 파묻히도록 배치될 수 있다. 이 때, 음극(20)이 교반용 임펠라(42) 측면에 위치하게 되어 교반에 의한 와류와 진동의 영향을 받으므로, 도금 중 발생하는 음극(20) 상의 입자 손실도 최소화할 수 있다. 음극봉(20)의 대부분은 절연 피복처리를 하고, 금속파우더(60)의 입자와 접촉하는 음극봉(20)의 말단부(22)만 노출시켜 음극에 의한 금속 손실을 최소화할 수 있다. 절연 피복처리 되지 않고 노출되는 음극(20)의 말단부(22)의 크기는, 예를 들어, 0.1 내지 5cm일 수 있다. The cathode 20 may have a rod shape so as to minimize the loss caused by the precipitation of metal on the surface of the cathode and uniform contact with the metal powder 60 to be stirred. In this case, the cathode 20 can be understood as a cathode rod. The cathode 20 may be inserted between the particles of the stacked metal powder 60 by inserting a negative electrode rod having a diameter of 1 cm or more from the top of the reactor 30 to induce current flow so as to withstand the heat generated during plating. That is, the metal powder 60 may be disposed so that the distal end portion 22 of the cathode 20 is embedded in the plurality of metal powders 60 in a state where the metal powder 60 is completely stirred and not precipitated in the reactor 30 due to its own weight. At this time, since the cathode 20 is located on the side of the stirring impeller 42 and is influenced by vortex and vibration due to agitation, particle loss on the cathode 20 during plating can be minimized. Most of the negative electrode rods 20 are subjected to an insulation coating process and only the end portions 22 of the negative electrode rods 20 in contact with the particles of the metal powder 60 are exposed to minimize metal loss due to the negative electrode. The size of the terminal portion 22 of the cathode 20 exposed without insulation coating may be, for example, 0.1 to 5 cm.

양극(10)은 도금하려는 금속파우더(60)의 종류에 적합한 물질로 이루어질 수 있다. 입자 도금은 피도금체의 표면적이 크므로, 음극(20)과 양극(10)의 표면적 균형을 맞추기 위하여 양극(10)을 메쉬(mesh) 형태로 제작하여 적용하는 것이 효율적일 수 있다. 양극(10)이 부유 입자에 닿을 경우 스파크(spark)가 발생하면서 덴드라이트(dendrite) 형태의 도금이 나타날 수 있으므로 양극(10) 설치 시 주의해야 한다. 금속파우더(60)가 교반되지 않고 자중에 의하여 반응기 내에 모두 침전된 상태에서, 앞에서 설명한 바와 같이, 음극(20)의 말단부는 복수의 금속파우더 내에 파묻히도록 배치되지만, 양극(10)의 말단부는 도금액(50)에는 침지되되 복수의 금속파우더 내에는 파묻히지 않고 나아가 금속파우더와 접촉되지 않도록 배치될 수 있다. The anode 10 may be made of a material suitable for the kind of metal powder 60 to be plated. Since the surface area of the object to be plated is large, it is effective to form the anode 10 in a mesh form in order to balance the surface balance of the cathode 20 and the anode 10. When the anode 10 touches the suspended particles, a spark may occur and a dendrite-type plating may appear, so care must be taken when the anode 10 is installed. The end portion of the cathode 20 is disposed so as to be embedded in the plurality of metal powders while the metal powder 60 is not agitated and all of it is precipitated in the reactor by its own weight, And may be disposed so as not to be buried in the plurality of metal powders and further to be in contact with the metal powder.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전해도금 방법에 의하여 도금층이 형성된 금속파우더의 FE-SEM 이미지이고, 도 3은 본 발명의 비교예에 따른 전해도금 방법에 의하여 도금층이 형성된 금속파우더의 FE-SEM 이미지이다. FIG. 2 is an FE-SEM image of a metal powder having a plating layer formed by an electrolytic plating method according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is an FE-SEM image of a metal powder having a plating layer formed by an electrolytic plating method according to a comparative example of the present invention, SEM image.

도 2를 참조하면, 금속파우더가 응집되지 않고 도금층이 양호하게 형성됨을 알 수 있고, 도 3을 참조하면, 금속파우더 도금 중 응집이 발생하여 도금이 불량한 양상을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 2, it can be seen that the metal powder is not agglomerated and the plating layer is well formed. Referring to FIG. 3, it can be confirmed that plating is poor due to agglomeration during metal powder plating.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전해도금 방법에 의하여 도금층이 형성된 금속파우더에서 미도금 발생여부를 확인하기 위한 FE-SEM 이미지이다. FIG. 4 is an FE-SEM image for confirming the occurrence of unplating in a metal powder having a plating layer formed by an electrolytic plating method according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 금속파우더 상에 도금이 되지 않는 미도금 현상은 발생하지 않음을 확인할 수 있다. 금속파우더의 입자가 도금액 중에 너무 잘 분산되는 경우, 입자끼리의 접촉이 일어나기 어려워 통전이 되지 않으므로 도금이 효과적으로 되지 않는 현상이 발생할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 금속파우더의 전해도금 방법에 의하면, 일정 비율의 금속파우더 입자가 서로 접촉되어 있으면서 동시에 입자 응집을 최소화하기 위한 입자 교반이 발생하였음을 알 수 있다. Referring to FIG. 4, it can be confirmed that no plating phenomenon that is not plated on the metal powder does not occur. When the particles of the metal powder are dispersed in the plating solution too much, contact between the particles is difficult to occur, and the plating is not effectively conducted, so that the plating may not be effective. According to the electroplating method of the metal powder according to the embodiment of the present invention, it is found that a certain amount of the metal powder particles are in contact with each other, and at the same time, the particle agitation for minimizing particle agglomeration occurs.

도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 전해도금 방법에 의하여 도금층이 형성된 금속파우더에서 도금층의 균일도를 확인하기 위한 저배율 및 고배율의 FE-SEM 이미지이다. 도 5 및 도 6을 참조하면, 금속파우더 표면에 전해도금 공정으로 형성된 도금층의 두께는 전체 표면에 걸쳐 균일함을 확인할 수 있다. 5 and 6 are FE-SEM images of a low magnification and a high magnification for confirming the uniformity of the plating layer in the metal powder having the plating layer formed by the electrolytic plating method according to the embodiment of the present invention. 5 and 6, it is confirmed that the thickness of the plating layer formed by the electrolytic plating process on the surface of the metal powder is uniform over the entire surface.

상술한 본 발명의 실시예에 따른 금속파우더의 전해도금 방법 및 금속파우더의 전해도금 장치에 의하면, 금속파우더가 응집되지 않고 도금층이 균일하게 형성될 수 있다는 유리한 효과를 기대할 수 있다. According to the electrolytic plating method of the metal powder and the electrolytic plating apparatus of the metal powder according to the embodiment of the present invention described above, it is possible to expect an advantageous effect that the plating layer can be uniformly formed without aggregating the metal powder.

기존 파우더 도금에 사용되는 기상 증착법에 비해 초기 설비 투자 비용을 줄일 수 있고, 무전해 도금에 비해 금(Au) 수율을 높여 금속 파우더 코팅 공정의 제조 단가 절감이 가능하다. 또한, 바렐 도금 시 발생하는 입자 응집 및 도금층 불균일 문제 개선도 가능하다. Compared with the vapor deposition method used in existing powder plating, it is possible to reduce the initial facility investment cost, and it is possible to reduce the manufacturing cost of the metal powder coating process by increasing the gold (Au) yield compared to the electroless plating. In addition, it is possible to improve the particle agglomeration and non-uniformity of plating layer which occur during barrel plating.

이외에도, 본 발명의 실시예에 따른 금속파우더의 전해도금 방법 및 금속파우더의 전해도금 장치에서 기대되는 부수적인 효과는 다음과 같다. In addition, the secondary effects expected in the electrolytic plating method of the metal powder and the electrolytic plating apparatus of the metal powder according to the embodiment of the present invention are as follows.

1) 도금액 유출 가능성이 없다. 대부분의 전해 도금액은 강산 또는 강알칼리성 용액으로 부식성이 매우 강하다. 따라서 도금액의 유출을 막기 위해 설치한 오링(O-ring)이 도금액에 의해 쉽게 손상된 가능성이 매우 높다. 본 실시예에서는, 도금조를 변형해서 음극을 도금조와 별도로 연결하지 않고 개방된 상부에서 음극봉을 적용했기 때문에 도금액 유출 가능성이 없다. 1) There is no possibility of leakage of plating solution. Most electrolytic plating solutions are strongly acidic or strong alkaline solutions and are very corrosive. Therefore, there is a high possibility that the O-ring installed to prevent the outflow of the plating solution is easily damaged by the plating solution. In the present embodiment, there is no possibility of the plating solution flowing out because the cathode rod is applied at the open top without deforming the plating vessel and connecting the cathode to the plating vessel separately.

2) 음극봉을 쉽게 꺼낼 수 있으므로, 음극 끝에 흡착된 파우더를 제거하기 용이하다. 전해도금 특성 상 도금 중 파우더가 음극에 소량 흡착될 수 밖에 없는데, 음극이 하부에 고정되어 있다면 음극에 흡착된 손실 파우더를 제거하기 쉽지 않아, 음극 상의 입자 적층이 수반될 수 있다. 본 실시예에서는, 반응기로부터 음극봉을 분리하여 쉽게 꺼낼 수 있으므로, 음극 끝에 흡착된 파우더를 제거하기 용이하다. 2) Since the anode rod can be easily taken out, it is easy to remove the powder adsorbed to the cathode end. When the cathode is fixed to the lower part, it is difficult to remove the powder adsorbed on the cathode, so that the deposition of particles on the cathode may be accompanied. In this embodiment, since the negative electrode rod can be separated from the reactor and taken out easily, it is easy to remove the powder adsorbed to the negative electrode end.

3) 도금 조건을 변경하기 용이하다. 본 실시예에서는, 입자가 쉽게 모일 수 있는 둥근 바닥 형태의 반응기는 모두 적용할 수 있으므로, 간단하게는 둥근바닥 플라스크에서도 도금이 가능하다. 챔버의 크기 및 모양을 변경하기 용이하고, 음극의 노출정도도 변경하기 용이하다. 나아가, 반응기의 크기나 직경에 상관없이 음극봉을 꽂아서 도금을 진행하는 방식이므로, 도금 조건을 변경하기 용이하다. 3) It is easy to change the plating condition. In this embodiment, since the round bottom type reactor in which particles can easily gather can be applied, plating is possible simply in a round bottom flask. It is easy to change the size and shape of the chamber, and it is easy to change the degree of exposure of the cathode. Further, since the method of inserting a negative electrode rod and proceeding plating regardless of the size or diameter of the reactor, it is easy to change the plating condition.

4) 도금 중 음극 상의 입자 응집을 최소화할 수 있다. 만약, 음극이 반응기의 하부에 연결되어 위치한다면, 중앙 하부에 침강되어 있는 입자들을 순환시키기 위해 교반기(shaker)가 별도로 필요하다. 본 실시예에서는, 음극이 교반 임펠라 측면부에 위치하므로 음극 주변 입자들의 교반이 효율적으로 일어나 도금 중 나타나는 음극 상의 입자 응집을 최소화할 수 있다.4) Minimization of particle agglomeration on the cathode during plating. If the cathode is connected to the bottom of the reactor, a separate shaker is needed to circulate the sedimented particles in the lower center. In this embodiment, since the negative electrode is disposed on the side surface of the stirring impeller, agitation of the particles around the negative electrode efficiently occurs, so that the agglomeration of particles on the negative electrode during plating can be minimized.

5) 도금 과정을 육안으로 관찰 가능하다. 만약, 음극이 반응기의 하부에 연결되어 위치한다면, 실제 도금이 일어나는 반응기는 음극으로 작용하므로, 전도체로 구성되어야 한다. 따라서 투명한 챔버를 적용하기 어렵기 때문에 실제 도금이 진행되는 과정을 육안으로 관찰하는 것이 불가능하다. 본 실시예에서는, 음극이 반응기와 별개로 구성되며, 반응기가 전도체일 필요가 없으므로 유리반응기를 사용할 수 있는 바, 이 경우, 도금 과정을 육안으로 관찰할 수 있다. 5) The plating process can be observed visually. If the cathode is connected to the lower part of the reactor, the reactor in which the actual plating takes place acts as a cathode, so it must consist of a conductor. Therefore, since it is difficult to apply a transparent chamber, it is impossible to visually observe the progress of actual plating. In this embodiment, since the cathode is formed separately from the reactor and the reactor does not need to be a conductor, a glass reactor can be used. In this case, the plating process can be observed with the naked eye.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the invention. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

100: 금속파우더의 전해도금 장치
10 : 양극
20 : 음극
22 : 음극의 말단부
30 : 반응기
42 : 교반용 임펠라
50 : 도금액
60 : 금속파우더100: Electroplating device of metal powder
10: anode
20: cathode
22: End of cathode
30: Reactor
42: Impeller for stirring
50: plating solution
60: metal powder

Claims (14)

반응기 내에 도금액과 복수의 금속파우더를 제공하는 단계; 및
복수의 금속파우더가 도금액 내에서 교반되는 동안, 적어도 말단부가 도금액에 침지된 양극 및 음극에 전류를 인가하여 금속파우더의 표면에 도금층을 형성하는 단계; 를 포함하는,
금속파우더의 전해도금 방법.
Providing a plating solution and a plurality of metal powders in a reactor; And
Forming a plating layer on the surface of the metal powder by applying an electric current to the anode and the cathode, at least the distal end of which is immersed in the plating liquid, while the plurality of metal powders are stirred in the plating liquid; / RTI >
Electroplating method of metal powder.
제 1 항에 있어서,
상기 금속파우더의 교반은 도금액 내에 침지된 교반용 임펠라의 회전운동으로 구현되는,
금속파우더의 전해도금 방법.
The method according to claim 1,
Wherein stirring of the metal powder is realized by rotational movement of the stirring impeller immersed in the plating liquid,
Electroplating method of metal powder.
제 2 항에 있어서,
상기 교반용 임펠라의 회전운동은 정방향과 역방향 운동을 모두 포함하여 도금액 내에 와류를 유발하게 하는 것을 특징으로 하는,
금속파우더의 전해도금 방법.
3. The method of claim 2,
Characterized in that the rotational motion of the stirring impeller causes a vortex in the plating liquid, including both forward and reverse motions.
Electroplating method of metal powder.
제 2 항에 있어서,
상기 교반용 임펠라의 회전운동은 정방향 및 역방향 운동 중에서 선택된 어느 하나의 일방향으로만 수행되는 것을 특징으로 하는,
금속파우더의 전해도금 방법.
3. The method of claim 2,
Wherein the rotating motion of the stirring impeller is performed only in one direction selected from forward and reverse motions.
Electroplating method of metal powder.
제 2 항에 있어서,
상기 교반용 임펠라는 금속파우더가 교반되지 않고 자중에 의하여 반응기 내에 모두 침전된 상태에서 복수의 금속파우더 내에 파묻히도록 배치되는 것을 특징으로 하는,
금속파우더의 전해도금 방법.
3. The method of claim 2,
Wherein the impeller for stirring is disposed so as to be embedded in a plurality of metal powders in a state in which the metal powder is not stirred and is completely precipitated in the reactor due to its own weight.
Electroplating method of metal powder.
제 2 항에 있어서,
상기 교반용 임펠라의 회전속도는 복수의 금속파우더 중 10% 내지 50%가 도금액 내에 부유되도록 설정되는,
금속파우더의 전해도금 방법.
3. The method of claim 2,
Wherein the rotating speed of the stirring impeller is set so that 10% to 50% of the plurality of metal powders are suspended in the plating liquid,
Electroplating method of metal powder.
제 2 항에 있어서,
자중에 의하여 침전되는 금속파우더가 교반용 임펠라에 인접하여 모일 수 있도록 상기 반응기는 적어도 하부의 일부가 둥근 형상을 가지는 것을 특징으로 하는, 금속파우더의 전해도금 방법.
3. The method of claim 2,
The method of electroplating a metal powder according to claim 1, characterized in that at least a part of the lower part of the metal powder is rounded so that metal powder precipitated by its own weight can be collected adjacent to the impeller for stirring.
제 1 항에 있어서,
상기 양극 및 음극은 반응기의 상부에서 하방으로 신장하도록 배치되며, 음극은 말단부를 제외하고 나머지는 절연 피복 처리된,
금속파우더의 전해도금 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the anode and the cathode are arranged to extend downward from an upper portion of the reactor,
Electroplating method of metal powder.
제 8 항에 있어서,
금속파우더가 교반되지 않고 자중에 의하여 반응기 내에 모두 침전된 상태에서 음극의 말단부는 복수의 금속파우더 내에 파묻히도록 배치되며, 양극의 말단부는 도금액에는 침지되되 복수의 금속파우더 내에는 파묻히지 않고 나아가 금속파우더와 접촉되지 않도록 배치되는 것을 특징으로 하는,
금속파우더의 전해도금 방법.
9. The method of claim 8,
In the state that the metal powder is not stirred and all of the metal powder is precipitated in the reactor by its own weight, the end portion of the cathode is disposed so as to be embedded in the plurality of metal powders, the end portion of the anode is immersed in the plating liquid, And is disposed so as not to be in contact with the powder.
Electroplating method of metal powder.
제 1 항에 있어서,
상기 음극은, 상기 음극의 표면에 금속이 석출되면서 발생하는 손실을 최소화하고, 교반되는 금속파우더와 균일하게 접촉될 수 있도록, 봉 형상을 가지는 것을 특징으로 하는,
금속파우더의 전해도금 방법.
The method according to claim 1,
Characterized in that the negative electrode has a rod shape so as to minimize the loss caused by the precipitation of metal on the surface of the negative electrode and uniform contact with the metal powder to be stirred.
Electroplating method of metal powder.
도금액과 금속파우더를 수용할 수 있는 반응기;
도금액 내에 금속파우더를 교반할 수 있도록 반응기의 상부에서 반응기 내부의 하방으로 신장하도록 배치된 교반용 임펠라; 및
교반용 임펠라에 의하여 금속파우더가 도금액 내에서 교반되는 동안 금속파우더의 표면에 도금층을 형성할 수 있는 전해도금 공정의 전류를 인가할 수 있도록 배치되되, 적어도 말단부가 도금액에 침지될 수 있도록 반응기의 상부에서 반응기 내부의 하방으로 신장하도록 서로 이격되어 배치된 양극과 음극;
을 구비하는,
금속파우더의 전해도금 장치.
A reactor capable of receiving the plating liquid and the metal powder;
An impeller for stirring, arranged to extend downward in the reactor from the top of the reactor so that the metal powder can be stirred in the plating solution; And
The metal powder is disposed so as to be able to apply an electric current of an electrolytic plating process capable of forming a plating layer on the surface of the metal powder while the metal powder is stirred in the plating liquid by the impeller for stirring, An anode and a cathode arranged to be spaced apart from each other so as to extend downward in the reactor;
, ≪ / RTI &
Electroplating apparatus for metal powders.
제 11 항에 있어서,
자중에 의하여 침전되는 금속파우더가 교반용 임펠라에 인접하여 모일 수 있도록 상기 반응기는 적어도 하부의 일부가 둥근 형상을 가지는,
금속파우더의 전해도금 장치.
12. The method of claim 11,
The reactor has at least a part of the lower part in a round shape so that metal powder precipitated by its own weight can be collected adjacent to the impeller for stirring.
Electroplating apparatus for metal powders.
제 11 항에 있어서,
상기 음극은 말단부를 제외하고 나머지는 절연 피복 처리된,
금속파우더의 전해도금 장치.
12. The method of claim 11,
The negative electrode has an insulating coating, except for the terminal portion,
Electroplating apparatus for metal powders.
제 11 항에 있어서,
상기 음극은, 상기 음극의 표면에 금속이 석출되면서 발생하는 손실을 최소화하고, 교반되는 금속파우더와 균일하게 접촉될 수 있도록, 봉 형상을 가지는,
금속파우더의 전해도금 장치.

12. The method of claim 11,
The negative electrode has a rod shape so as to minimize the loss caused by the precipitation of the metal on the surface of the negative electrode and uniformly contact with the metal powder to be stirred.
Electroplating apparatus for metal powders.

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