KR970005444B1

KR970005444B1 - 목재의 전기도금 방법

Info

Publication number: KR970005444B1
Application number: KR1019940020642A
Authority: KR
Inventors: 이종현
Original assignee: 이종현
Priority date: 1994-08-20
Filing date: 1994-08-20
Publication date: 1997-04-16
Also published as: KR960007819A

Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]

목재의 전기도금 방법

[발명의 상세한 설명]

[발명의 목적]

[발명이 속하는 기술분야 및 그 분야의 종래기술]

본 발명은 전기도금 방법에 관한 것이다.

일반적으로 무전해도금은 각종 물질, 특히 금속의 부식방식이나 마모성과 같은 성질들을 향상시키기 위하여 연구 및 사용되었으며 동시에 정밀기계공업에서 오차로 인해 잘못 제작된 기계부품을 교정하거나 플라스틱 등의 장식용으로 금속도금이 이용되어 왔다.

종래는 동(Cu) 무전해도금법을 플라스틱의 금속도금을 위한 기초도금에 활용하고 있으며 인쇄회로에도 적용되고 있으나, 니켈 무전해도금을 이용한 전기도체 형성은 이용되지 않고 있다.

이와 같은 니켈 무전해도금과 전해도금의 차이는 다음과 같이 요약할 수 있다.

전해도금은 기재(Substrate)를 금속, 즉 도전체에만 적용할 수 있으나 무전해도금은 도체는 물론 부도체 또는 반도체인 플라스틱류, 자기류(Ceramics)등에도 적용할 수 있다.

원리적 차이를 볼 때 전해도금은 용액의 혼합조성(도금액)에서 전류밀도에 따라 니켈은 전기화학적으로 분리되며, 여기에서 도금조(Plating tank)에 있는 니켈이온(Niion)은 전자(Electron)에 의하여 피도금 금속체의 표면에 금속니켈로 환원되어 부착되는 한편, 무전해도금에 있어서 니켈침적은 화학반응의 동반자인 전자에 의하여 니켈이온이 환원되어지는 것이다.

또한 이렇게 도금되는 상태적 차이는 다음과 같다.

전해도금은 도금될 목재표면의 깊은 부분, 즉 도금전 처리로 연마석으로 갈거나 산(Acid)류로 부식시킬 경우 표면의 미세한 굴곡중 깊은 부분에 주로 도금되고 높은 부분에는 도금이 적게 되므로 도금두께의 한계성이 있어 원하는 만큼 도금층을 형성시키기가 어려운 반면, 무전해도금은 표면이 높고 깊은 전체영역에 요구하는 두께로 일정하게 도금되어 목재위에 후막도체를 형성하여 전도체로서 역할을 할 수 있는 3㎛ 이상 2.5mm까지도 형성시킬 수 있는 잇점이 있기 때문에 최근에 와서는 무전해도금방법이 많이 사용되고 있다.

한편, 유리 및 플라스틱과 같은 절연재의 무전해도금은 보통 절연재의 표면상에 무전해도금용 촉매가 잘 흡착될 수 있도록 하기 위하여 도금할 절연재에 콘디셔닝 처리를 하고, 염화팔라듐과 염화 제1주석을 함유한 수용액과 같은 무전해도금용 촉매용액과 절연재를 접촉시켜 표면에 피복한 후, 그 피복층 위에 무전해도금용 촉매를 흡착시키고 얻어진 절연재에 무전해도금용 촉매의 활성도를 촉진시키기 위한 활성화 처리를 행한 다음, 무전해도금액에 침지시키는 무전해도금 방법이 이용되어 왔다.

또한 인쇄배선관 제작에 이용되는, 무전해도금은 절연재로 분리된 회로형태를 연결하는 통공을 형성하기 위한 기술로 이용되고 있는바, 인쇄배선판에 사용되면서 높은 신뢰성이 요구되는 절연재로는 유리섬유와 같은 무기 산화물 섬유로 보강된 절연수지를 사용하고 있다.

이와 같은 절연재에 통공 회로연결을 형성하기 위하여 절연수지와 통공의 내벽상에 노출된 무기산화물 섬유 모두에 충분한 무전해도금을 제공할 필요가 있는 바, 이들중 어느 하나에 무전해도금의 침착이 불충분한 부분이 있거나 또는 비금속화된 부분에의 통공내의 금속층이 무전해도금후 전기도금에 의하여 두꺼워지더라도 핀-홀(pin-hole)을 형성하는 경우가 있었다.

따라서, 인쇄배선판에 전자부품을 고정하기 위하여 사용된 용융납땜이 통공내의 금속층과 불충분하게 접촉되면서, 전자부품과 회로의 전기적 연결을 불충분하게 하는 원인이 되었다.

한편, 황산과 염산의 혼합산이거나 이러한 혼합산과 타트타르산의 혼합물을 함유하는 처리용액에, 또는 NaOH와 에틸렌디아민테트라아세트산을 함유하는 수용액에 활성촉진처리를 위하여 침지시키는 선행기술에 따르면, 절연수지와 무기산화물 섬유 모두에 대한 활성촉진이 불충분하다는 문제점이 있었다.

더욱이, 인쇄배선판의 제작시에는 절연수지와 무기산화물 섬유등 두 종류의 재료에 뿐만 아니라, 회로 사이의 전기적 연결을 위한 회로들을 구성하는 금속에도 무전해 도금을 행할 필요가 있었다. 그러나 열충격에 의한 박리가 쉽게 발생하므로 회로를 구성하는 금속과 무전해도금으로 침착된 금속사이에 양호한 접착력을 부여할 필요가 요구되었으나 지금까지 알려진 활성화 촉진 처리에 따르면, 구리호일(foil)과 무전해도금 필름사이의 접착력이 떨어지는 결함이 있었다.

[발명이 이루고자 하는 기술적 과제]

이에 본 발명은 상기 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 발명된 것으로, 절연재인 목재표면에 금속물질을 양호하게 도금처리할 수 있도록 된 목재의 전기도금 방법을 제공함에 목적이 있는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 절연재인 목재의 방수처리 또는 부식 비틀림 및 변형이 및 변형이 방지될 수 있도록 파라핀왁스 용역내에 목재를 침지시켜 소정온도에서 일정시간동안 담그고, 이렇게 얻어진 목재를 상온에서 냉각·건조시킨 후, 구리가루와 접착제수지 및 희석액이 혼합된 수용액에 침지시켜 활성화촉진시켜 냉각·건조처리를 한 후 전기도금용 황산구리가 함유된 수용액에 침지시켜 전기도금을 수행함에 특징이 있는 것이다.

[발명의 구성 및 작용]

이하, 본 발명을 공정별로 상세히 설명한다.

절연재인 목재표면이 양호한 접착력을 갖도록 사포(sand paper)를 사용하여 표면처리하고, 방수처리와 더불어 변형을 방지하기 위해 이 목재를 이중용기내의 수용액에 침지시키는데, 안쪽 용기내에는 파라핀왁스(즉, 심지없는 초)용액이 채워지고, 바깥쪽 용기내에는 토렉(TOREC)용액이 채워진 상태에서 상기 파라핀왁스용액내에 목재를 침지시킨 다음, 소정의 온도에서 일정시간동안 담근다.

이때, 목재의 표면에 있는 미세한 구멍들이 파라핀왁스 용액에 의해 채워지게 되므로써 방수효과와 더불어 변형이 방지되어 반영구적으로 보존이 가능하게 된다.

이어서 목재를 상기 파라핀 용액내에서 빼낸 다음 냉각·건조시킨다.

이때 냉각 및 건조과정은 목재표면에 남아 있는 이물질의 제거 및 목재표면과 도금막 사이의 접착력을 양호하게 하기 위해 그늘이나 상온에서 10분에서 수십분간 냉각·건조시킨다.

이렇게 냉각·건조시킨 후에는 목재표면에 필요에 따라 원하는 형태의 문양이 형성될 수 있도록 가공할 수 있다.

또는 이 목재표면과 도금막간의 접착력이 견고해질 수 있도록 목재표면에 필요에 따라 다수개의 홈을 형성하거나 동선 또는 금속못 등을 군데군데 박거나 부착한다.

다음 공정은 전기도금전에 목재표면을 활성화시키는 단계로써 금속물질이 함유된 활성촉진 처리용액을 상기 목재표면을 부착·성장시킨다.

이때 사용되는 활성촉진 처리용액은 구리가루와 접착제수지 및 희석액(H₃COC₂H₅)이 적정비율로 섞인 혼합액으로 목재를 이 용액에 침지기키거나, 표면 일부분에 도금처리를 할 수 있도록 스프레이건 또는 붓 등을 이용하여 목재표면에 도포시킨다.

이렇게 얻어진 목재를 그늘이나 상온에서 10분에서 수십분간 건조시킨 다음 전기도금공정을 수행한다.

이때 전기도금은 황산구리(CuSO₄)와 황산(H₂SO₄)이 적정비율로 혼합된 증류수에 목재를 침전시킨 다음, 통상의 전기도금 방법을 사용하여 적절한 두께로 전기도금을 수행한다.

한편, 일부분만을 도금하기 위해 도금할 부분에만 전극체를 형성시켜 전기도금을 수행할 수도 있다.

[발명의 효과]

이와 같이 본 발명을 통하여, 선행기술에서 활성촉진처리과정중 피도금체를 수용액에 침지시키던 방법이 절연수지와 무기산화물 등의 활성촉진에서는 불충분하던 문제점을 해결하는 동시에, 피도금체와 도금물질과의 접착력을 대폭 강화시키는 효과를 가져왔다.

상기 효과를 가져온 본 발명을 목재도금을 적용할 경우, 목재의 반영구적 보존이 가능해지며 다양한 형상이 요구되는 전도체로서 산업상 널리 유용될 수 있게 된다.

이하, 본 발명의 실시예는 아래와 같다.

[실시예 1]

절연재인 목재(모형목재, 문형목재, 일반 가공목재)를 파라핀 왁스(Parafin-Wax)용액 100%가 채워진 용기내에 침지시킨 다음 120℃ 정도의 온도하에서 20분 동안 유지시킨 후 상온에서 20분 동안 냉각·건조시킨다.

이렇게 얻어진 목재표면에 접착력을 견고히 하기 위해 필요에 따라 다수개의 홈을 형성할 수도 있다.

상기 파라핀왁스 처리된 목재를 아래와 같이 혼합된 물질들이 침전되지 않도록 계속 교반되고 있는 혼합액내에 침지시킨다.

구리가루(Cu powder) 12ml

접착제수지(비닐클로라이드와 비닐아세테이트의 공중합체) 1ml

메틸에틸케톤(희석용제류) : MEK=CH₃COC₂H₅500ml

상기 혼합액에서 목재를 빼낸 후 상온에서10분 동안 건조시킨다. 그런 다음 얻어진 목재를 전기도금용 황산구리(CuSO₄) : 180∼200g와 황산(H₂SO₄) : 50g이 함유된 증류수용액(1litre)에 침지시킨 금속층이 적정두께만큼 도금되도록 전기도금을 수행한다.

[실시예 2]

상기 실시예 1의 공정에서 파라핀왁스 용액이 채워진 용기대신 이중용기를 사용하되, 안쪽용기내에는 파라핀왁스 용액을 채우고 바깥쪽 용기에는 끓는점이 250℃인 토렉(TOREC)용액을 채운 상태에서 안쪽용기내의 온도를 120℃로 유지하면서 20분 동안 가열하여 파라핀왁스 용액이 직접 가열로 인하여 변질되지 않도록 한다.

[실시예 3]

실시예 1의 공정에서 사용된 목재대신 보다 큰 목재를 사용하되, 이 목재를 파라핀왁스용액내에 100분 동안 침지시킨 다음 빼내어 100분 동안 냉각·건조시킨다.

[실시예 4]

구리가루와 접착제 수지 및 희석액이 혼합된 용액을 스프레이건으로 목재표면에 분사도포시키되, 상기 혼합된 용액이 고르게 혼합되면서 분사되도록 스프레이건을 계속 흔들어 주면서 분사도포시킨다.

[실시예 5]

절연재인 목재에 열을 가한 후, 도금할 부분에 파라핀왁스를 도포하고, 60분간 냉각·건조시킨다. 이 목재에서 구리가 도금되지 않을 부분에 비닐등과 같은 보호막을 형성시킨 뒤 실시예 1과 같이 구리가루, 접착제수지 및 MEK 용제가 혼합된 용액을 스프레이 수단을 이용하여 분사시키되 상기 물질들이 골고루 혼합되도록 잘 흔들어 준다. 구리가루가 도포된 상기 목재를 실시예 1과 같이 건조시킨 뒤 황산구리용액에서 구리도금한다.

[실시예 6]

목재대신에 플라스틱이나 유리, PVC, 돌중 1개를 피도금물질로 사용하여, 이 기재를 파라핀왁스 용액내에 침지시키는 과정을 거치지 않고 실시예 1의 과정을 반복한다.

Claims

목재를 방수물질로 코팅처리한 후, 구리분말, 접착제 수지 및 용제가 혼합된 용액에 침지한 후 건조시켜 목재표면에 전극체를 형성하고 상기 전극체상에 도금물질을 전기도금 하는 목재의 전기도금 방법.
제1항에 있어서, 상기 방수물질이 파라핀 왁스인 것을 특징으로 하는 목재의 전기도금 방법.
제1항에 있어서, 상기 접착제 수지가 비닐 클로라이드와 비닐 아세테이트 공중합체이고 상기 용제는 메틸에틸케톤인 것을 특징으로 하는 목재의 전기도금 방법.
제1항에 있어서, 상기 도금물질은 구리인 것을 특징으로 하는 목재의 전기도금 방법.
제1항에 있어서, 상기 전극체가 방수 처리된 목재표면에 부분적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 목재의 전기도금 방법.