WO2012011727A2 - 전기도금 장치 - Google Patents

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    • C25D5/02—Electroplating of selected surface areas
    • C25D5/026—Electroplating of selected surface areas using locally applied jets of electrolyte

Definitions

  • the present invention relates to an electroplating apparatus, and more particularly to an electroplating apparatus suitable for plating a conductive metal film on a plated body of magnesium or magnesium alloy material.
  • the electroplating apparatus connects the plated body to the cathode (-), connects the metal plate (plating body) of the material to be plated to the anode (+), and the plated body and the metal plate to the ion of the metal to be plated. It has a structure in which plating is performed on the to-be-plated body by energizing it in the contained electrolyte solution and causing desired metal ions to adhere to the surface of the to-be-plated body.
  • This electroplating method is a kind of wet plating method.
  • electroplating technology is used for plating of almost all kinds of pure metals and alloys, including iron, cast iron, stainless steel, aluminum, copper, nickel, and plating materials of various kinds of metals including gold and silver copper. It has reached the level where it can be plated, and various plating techniques are applied and developed in consideration of the material of each plated body and the plated body, stable adhesion of the plated layer, work efficiency, cost and purpose of using the product. Is being studied.
  • Magnesium-based materials may be 40% lighter than aluminum-based materials, and may have very satisfactory properties in terms of strength, processability, and cost, and thus may be highly useful compared to aluminum materials.
  • magnesium has a very fast chemical reaction and very high corrosion resistance compared to aluminum because of its properties. Accordingly, during the plating operation of copper or silver on the magnesium body, corrosion occurs, and even after the plating is completed, the corrosion portion continuously spreads to infiltrate the plating layer. This corrosion is caused by the contact of the material with the solution and the air during the plating process with the minute gaps remaining on the surface, even if the plating body such as simmering and jinating is performed on the magnesium body. I guess.
  • an object of the present invention is to provide an electroplating apparatus for increasing the work efficiency.
  • Another object of the present invention is to provide an electroplating apparatus for allowing a good plating to be carried out on a plated body of magnesium or magnesium alloy material.
  • the present invention provides an electroplating apparatus comprising: a plating bath containing an electrolyte containing ions of a metal to be plated; An electrolyte injection unit receiving the electrolyte and spraying the electrolyte through at least one injection nozzle on a predetermined portion of the plated body; And a circulation pump for sucking the electrolyte in the plating bath and supplying the electrolyte to the electrolyte spraying unit at a predetermined pressure so that the electrolyte is sprayed from the electrolyte spraying unit.
  • the plated body is made of magnesium or magnesium alloy, and the electrolyte injection unit injects the electrolyte solution to the plated body through the auxiliary anode body.
  • the electroplating apparatus since the electroplating apparatus according to the present invention performs the plating operation at a very high speed as compared to the prior art, it is possible to increase the work efficiency, in particular in the high-speed plating operation during the plating of the plated material of the magnesium-based material Since the plated layer is formed before the corrosion reaction occurs on the surface of the plated body, it is possible to achieve a good plating even on the plated body of the magnesium material.
  • FIG. 1 is a schematic overall configuration diagram of an electroplating apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a detailed separated perspective view showing an electrolyte injection part and an auxiliary anode body, and a plated body, which are main parts of the present invention in FIG. 1;
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line B-B 'of FIG.
  • FIG. 4 is a plan view illustrating an internal stopper structure of an injection nozzle of an electrolyte injection part corresponding to part A of FIG. 3;
  • the electroplating apparatus of the present invention accommodates an electrolytic solution containing a metal, for example, copper or silver, to be plated onto a plated body 1 of magnesium material (or magnesium alloy material).
  • the plating bath 10 is basically provided.
  • the electrolyte injection unit 20 for injecting the electrolyte solution through a plurality of injection nozzles (22 in Fig. 2) to the main plating site of the plated body (1) ) Is provided.
  • the circulation pump 40 for supplying the electrolyte solution to the electrolyte injection unit 20 is provided, the circulation pump 40 sucks the electrolyte in the plating bath 1 and supplies it to the electrolyte injection unit 20 at a predetermined pressure. By the pressure supplied with the electrolyte solution from the circulation pump 40, the electrolyte solution is injected from the electrolyte injection unit 20 at an appropriate flow rate.
  • the circulation pump 40 may be installed to directly suck the electrolyte in the plating bath 1, but as shown in FIG. 1, the filter 50 and the auxiliary filter 50 are installed in a path for sucking the electrolyte from the circulation pump 40. It may have a structure to suck the electrolyte indirectly through the tank 60.
  • the filter 50 removes impurities in the electrolyte solution
  • the auxiliary tank 60 serves to receive the electrolyte solution in order to maintain the electrolyte level of the plating bath 10 appropriately.
  • the plating bath 10, the filter 50, the auxiliary tank 60, the circulation pump 40, and the electrolyte injection unit 20 supply pipes 80-1, 80-2, 80-3, and 80 to supply the electrolyte solution. -4) are interconnected.
  • the to-be-plated body 1 may be mounted on the auxiliary anode body 30 to be described later, which is installed above the electrolyte injection unit 20, and the electrolyte injection unit 20 may be mounted on the shelf 72.
  • the shelf 72 for mounting the electrolyte injection unit 20 may be connected to the shanghai sending unit 70 and the sliding arm 74 which is installed on the upper side of the plating bath in the upper side of the plating bath 10, the shanghai sending unit ( 70 moves the sliding arm 74 upward or downward to move the shelf 72 and the electrolyte injection part 20 to the upper portion of the plating bath 10, that is, to the outside of the electrolyte, or to be immersed in the electrolyte. So that it is moved.
  • the operator places the to-be-plated body 1 to be plated on the electrolytic solution injection unit 20 (and the auxiliary anode body 30), or the plated body 1 to which the plating is completed is the electrolytic solution injection unit 20 ( And easily detachable on the auxiliary cathode body 30).
  • the shelf 72 conveying structure of the shanghai conveying unit 70 may employ a well-known drive motor and gear structure, or may employ a hydraulic piston structure.
  • a separate clamp structure for holding the plated body (1) to increase the fixing force or Alternatively, a screw structure coupling structure (not shown) may be further employed to couple the plated body 1 to the electrolytic solution injection portion 20 or the auxiliary positive electrode 30.
  • the auxiliary cathode body 30 is used.
  • the auxiliary cathode body 30 may be installed adjacent to the inner surface while having a shape corresponding to the inner shape of the to-be-plated body 1 of the cathode ( ⁇ ).
  • the auxiliary anode body 30 may form the auxiliary anode body made of platinum or other metallic material.
  • the auxiliary anode body 30 generally has a concave portion of the plated body for each corresponding plated body. Since it must be designed and manufactured separately to fit, in consideration of processability, weight, cost, etc., in the embodiment of the present invention, the auxiliary cathode body 30 is formed of a graphite material. Particularly, in the present invention, in order to enable the electrolyte solution injected from the electrolyte injection unit 20 to be smoothly sprayed onto the surface of the plated body 1 even when passing through the auxiliary cathode body 30, the electrolyte solution is supplied to the auxiliary cathode body 30.
  • a water supply port 32 in FIG. 2 in the form of a through hole should be formed at a position corresponding to the injection nozzle 22 of FIG. 2.
  • the auxiliary anode body 30 should be formed with a drain hole (34 in FIG. 2) to smoothly discharge the injected electrolyte from the concave portion of the plated body 1 to the outside. It is more suitable as the auxiliary anode body 30.
  • the auxiliary cathode body 30 may be formed of a graphite material as a whole, or may be formed of a graphite coated structure by nano coating on a basic model such as a plastic material.
  • the metal plating apparatus having the above-described structure can be configured, in the case of plating the plated body 1 using such a metal plating apparatus, plating such as desmuting and jinating treatment in advance
  • the plated body 1 on which the pretreatment work has been performed is mounted on the electrolytic solution spraying unit 20 or on the auxiliary positive electrode body 30 when the auxiliary positive electrode body 30 is employed.
  • the positive electrode (+) is connected to the electrolyte injection unit 20 and / or the auxiliary positive electrode 30, the electrolyte is driven by the circulation pump 60, the electrolyte injection unit 20 And sprayed to the plated body 1 at an appropriate pressure and an appropriate flow rate and flow rate through the auxiliary anode body 30.
  • the injection pressure of the electrolyte in the electrolyte injection unit 20 and the appropriate flow rate and flow rate related thereto are the thickness of the plating layer, the material of the plated body, the material to be plated, whether the auxiliary positive electrode 20 is used, the auxiliary positive electrode 20 ) May vary depending on the shape and conditions of use, and may be set to an optimal state by experiment.
  • the electrolytic solution is sprayed onto the plating portion of the plated body 10 at a predetermined flow rate, so that the plating operation can be completed at a very high speed as compared with the conventional plating method.
  • the plating apparatus of the present invention is used. It can be as long as three to five minutes.
  • the electroplating apparatus can perform the plating operation at a very high speed compared to the conventional, it is possible to increase the work efficiency.
  • the plating method of the magnesium plated body according to the present invention is to solve the problem of plating of magnesium material by performing a strict smitting or zincating on the surface of the conventional plated body or by performing another separate surface treatment.
  • the approach is completely different from the methods, and no additional process is required, so it can be seen that the method is very efficient.
  • FIG. 2 is a detailed perspective view of the electrolyte injection unit 20 and the auxiliary anode body 30 and the plated body 1, which are the main parts of the present invention, shown in FIG. 1 for the convenience of description. Is shown.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the portion B-B 'of FIG. 2, in which the parts are coupled to each other, and in particular, in FIG. 3, an advancing direction of the electrolyte is indicated by an arrow.
  • FIGS. 2 and 3 the structures of the electrolyte injection part 20 and the auxiliary anode body 30 will be described in more detail.
  • the plated body 1 has, for example, six compartment accommodation portions formed therein. It is shown that the appearance and structure of the auxiliary cathode body 30 and the electrolyte injection unit 20 are formed according to the shape of the receiving portion of the plated body 1.
  • the plurality of injection nozzles 22 of the electrolyte injection unit 20 are formed in a tubular shape, and the auxiliary anode body 30 has a water supply port 32 formed in a through hole shape at a position corresponding to each injection nozzle 22. ) Is formed.
  • the electrolyte solution injected from the electrolyte injection unit 20 is sprayed onto the inner surface of the plated body 1 through the water supply port 32 of the auxiliary cathode body 30.
  • the auxiliary cathode body 30 has a plurality of drain holes in the form of through-holes appropriately formed between the plurality of water supply ports 32 so as to smoothly discharge the injected electrolyte from the receiving portion of the plated body 1 to the outside ( 34).
  • a plurality of water supply ports 32 of the auxiliary anode bodies 30 corresponding to the respective injection nozzles 22 of the electrolyte injection unit 20 are fitted in the auxiliary anode body on the electrolyte injection unit 20.
  • 30 can be mounted.
  • a coupling structure such as a screw structure may be employed to fix the electrolyte injection unit 20 and the auxiliary positive electrode 30 to be fixed.
  • a suitable holding portion outside the auxiliary anode body 30 is provided with a plurality of holding structures made of rubber material (which may be configured to have an end portion fitted into a predetermined portion of the corresponding plated body). 1) may be allowed to be seated on the auxiliary positive electrode 30 through this. At this time, the electrolytic solution injected into the receiving portion of the plated body (1) is not only a plurality of drainage holes 34 of the auxiliary cathode body 30, but also of the mounting portion of the auxiliary cathode body 30 and the plated body (1). It can also be discharged into side gaps.
  • the electrolytic solution spraying portion 20 is uniform with each injection nozzle 22 so that a plating layer having a uniform thickness is formed in each receiving portion of the plated body 1.
  • a structure for injecting the electrolyte at a pressure may be further employed. Such a structure is shown for example in FIG. 4.
  • FIG. 4 is a plan view illustrating a stopper structure that may be provided for each of the plurality of injection nozzles 22 on the inner upper surface of the electrolyte injection unit 20 corresponding to part A in FIG. 3.
  • reference numerals 22-1, 22-2 and 22-3 indicate the injection holes of the respective injection nozzles
  • reference numerals 26-1, 26-2 and 26-3 denote the stopper for adjusting the opening and closing degree of each injection hole. The closer the injection nozzle is to the position where the electrolyte is provided in the circulation pump 40, the more the electrolyte is injected at a higher pressure, so that the hole of the injection nozzle at the corresponding position is adjusted to be closed more by a stopper.
  • the reference numeral 26-1 stopper is most closed, and the reference numeral 26-3 stopper is shown to be opened more than the reference numbers 26-1 and 26-2 stoppers.
  • the upper plate 20-1 of the electrolyte injection unit 20 that is, the upper plate 20-1 on which the injection nozzles 22 are installed, has a lower portion by screwing or the like similarly to the cover structure. It may be configured to be detachable from the main body. In this structure, the operator may combine the upper plate with the lower body again after adjusting the opening and closing degree of the stoppers 26-1, 26-2, and 26-3 in the separated upper plate 20-1.
  • the opening and closing adjustment of the plugs 26-1, 26-2, and 26-3 may be configured to be automatically operated by an automatic driving device (not shown) which is additionally installed.
  • the plurality of injection nozzles 22 may be inserted into a plurality of holes 22-1, 22-2, 22-3, etc. formed in the upper plate 20-1, or attached by screwing or welding. Can be configured.
  • the shanghai sending unit 70, the filter 50, the auxiliary tank 60, etc. are shown, but in other embodiments of the present invention, some of these components Or it may not provide all.
  • the metal to be plated (1) has been described as being a metal material, in particular magnesium or magnesium alloy material, in addition, the plated body (1) may be a conductive plastic material, in which case the electroplating of the present invention Of course, the device may be employed.
  • the plating operation is performed by submerging the plated body 1 in the electrolyte during the plating operation, but in addition, plating is required only on the inner concave portion or the receiving portion of the plated body 1.
  • the plating operation may be performed in a state in which the plated body 1 is exposed from the outside (upper part) of the electrolyte solution.
  • the part to be plated 1 may further include a packing structure made of a rubber material as a whole to be seated on the auxiliary cathode body 30, and may be implemented in a form in which an inner concave portion or a receiving part of the plated body 1 is sealed. have.
  • the size of the plating bath can be reduced, and in this case, it may be more useful when the material to be plated, such as silver, is expensive.
  • a vortex device for vortexing the electrolyte in the plating bath 1 may be further provided.
  • Such a vortex device may have a structure that generates vortices by blowing air into the plating bath or by repetitive movement of mechanical shapes.
  • the above description has been described as having a circulation pump 40 for circulating the electrolyte solution of the plating bath 10 to supply the electrolyte solution to the electrolyte injection unit 20, in the present invention, plating in a very fast time compared to the prior art Since the operation can be completed and the amount of the electrolyte supplied while performing the entire plating operation can be very small, according to another embodiment of the present invention, the structure of the plating bath 10 is not circulated. It is also possible to employ a structure including an electrolyte accommodating tank and a pump for pumping the electrolytic solution from the electrolytic solution accommodating tank and providing it to the electrolyte ejection unit 20.

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Abstract

본 발명은 전기도금 장치에 있어서, 도금하려는 금속의 이온을 함유한 전해액을 수용하는 도금조와; 전해액을 공급받아 피도금체의 미리 설정된 부위에 적어도 하나의 분사노즐을 통해 전해액을 분사하는 전해액분사부와; 도금조내의 전해액을 흡입하여 미리 설정된 압력으로 전해액분사부로 공급하여 전해액분사부에서 전해액이 분사되도록 하는 순환펌프를 구비한다.

Description

전기도금 장치
본 발명은 전기도금 장치에 관한 것으로서, 특히 마그네슘 또는 마그네슘 합금 재질의 피도금체에 전도성 금속 피막을 도금하기에 적합한 전기도금 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 전기도금 장치는 피도금체를 음극(-)에 연결하며, 도금하려는 재질의 금속판(도금체)을 양극(+)을 연결하고, 피도금체 및 금속판을 상기 도금하려는 금속의 이온을 함유한 전해액 속에 넣고 통전하여, 원하는 금속이온이 피도금체의 표면에 달라붙게 함으로써, 피도금체에 도금작업을 수행하는 구조를 가진다. 이러한 전기도금 방식은 습식도금 방식의 일종이다.
현재, 전기도금 기술은 철, 주철, 스테인리스, 알루미늄, 구리계열, 니켈계열을 비롯한 거의 모든 종류의 순수 금속 및 합금속 재질의 피도금체에 금, 은 구리를 비롯한 다양한 종류의 금속 재질의 도금체를 도금할 수 있는 수준에 이르고 있으며, 각각의 도금체 및 피도금체의 재질과, 도금층의 안정된 부착, 작업 효율, 비용 및 제품의 사용 목적 등을 고려하여 다양한 기법의 도금 기술이 적용 및 개발, 연구되고 있다.
한편, 요즈음 각종 전기, 전자 장치들의 소형 경량화 요구에 부응하기 위하여 보다 가벼운 재질로 장치들의 기본적인 몸체를 형성하려는 연구가 계속되고 있다. 전기, 전자 장치들의 기본적인 몸체의 재질로서 현재 널리 사용되는 것은 무게나 강도, 가공성, 비용 측면에서 대체로 만족할 만한 특성을 보이고 있는 알루미늄 계열이다. 통상 전기, 전자 장치들은 몸체 자체가 접지단과 같이 전기적 기능을 작용하여하는 경우가 많은데, 상기와 같은 알루미늄 계열의 몸체에 통상 구리나 은 등을 도금하여 이러한 전기적 특성을 만족시키도록 한다.
최근 들어, 이러한 알루미늄 계열의 재질외에도 마그네슘 계열의 재질로 전기, 전자 장치들의 몸체를 형성하려는 시도가 계속되고 있다. 마그네슘 계열의 재질은 알루미늄 계열의 재질에 비해, 40%이상 더 가벼울 수 있으며, 강도, 가공성 및 비용 측면에서도 상당히 만족할 만한 특성을 가지고 있으므로, 알루미늄 재질에 비해 매우 효용성이 높을 수 있다.
그런데, 마그네슘은 그 재질의 특성상 알루미늄 재질에 비해 화학적 반응이 매우 빠르며, 내식성이 매우 크다. 이에 따라, 마그네슘 재질의 몸체에 구리나 은 등의 도금 작업시, 부식이 발생하게 되며, 도금이 완료된 후에도 발생된 부식 부위가 계속적으로 번져서 도금층을 잠식하게 된다. 이러한 부식은 마그네슘 재질의 몸체에 디스머트 및 징케이트 처리와 같은 도금 전처리 작업을 수행한다 할지라도, 표면상에 남아 있는 미세한 틈으로 재질과 도금 처리시의 용액 및 공기와의 접촉에 의해 발생되는 것으로 추측된다.
이에 따라, 마그네슘 재질의 피도금체의 도금시에 상기한 부식이 발생되는 문제점을 해결하고, 도금층의 안정된 부착이 이루어질 수 있도록 하기 위한 기술 연구가 과거부터 지속적으로 있어왔으나, 현재까지 상기한 문제점은 해결하는 괄목할만한 성과를 얻지 못하고 있는 실정이다.
따라서 본 발명의 목적은 보다 작업 효율을 높일 수 있도록 하기 위한 전기도금 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 특히 마그네슘 또는 마그네슘 합금 재질의 피도금체에 양호한 도금이 이루어질 수 있도록 하기 위한 전기도금 장치를 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 전기도금 장치에 있어서, 도금하려는 금속의 이온을 함유한 전해액을 수용하는 도금조와; 상기 전해액을 공급받아 피도금체의 미리 설정된 부위에 적어도 하나의 분사노즐을 통해 전해액을 분사하는 전해액분사부와; 상기 도금조내의 상기 전해액을 흡입하여 미리 설정된 압력으로 상기 전해액분사부로 공급하여 상기 전해액분사부에서 상기 전해액이 분사되도록 하는 순환펌프를 포함함을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 피도금체는 마그네슘 또는 마그네슘 합금 재질이며, 상기 전해액분사부는 보조양극체를 통해 상기 피도금체에 전해액을 분사한다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 전기도금 장치는 종래에 비해 매우 고속으로 도금작업이 수행되므로, 작업 효율을 높일 수 있으며, 특히 마그네슘 계열의 재질의 피도금체의 도금시에 고속의 도금작업에 의해 피도금체의 표면에 부식 반응이 일어나기 전에 도금층이 형성되도록 하므로, 마그네슘 재질의 피도금체에도 양호한 도금이 이루어질 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기도금 장치의 개략적인 전체 구성도
도 2는 도 1 중 본 발명의 주요부인 전해액 분사부 및 보조 양극체와, 피도금체를 나타낸 상세 분리 사시도
도 3은 도 2 중 B-B' 부분의 절단면도
도 4는 도 3 중 A 부분에 해당하는 전해액 분사부의 분사 노즐의 내부 마개 구조를 나타낸 평면도
이하 첨부 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 하기 도면들에서 동일한 구성요소에 대해서는 가능한 동일한 참조부호를 부가하였다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 전기도금 장치는 특히 마그네슘 재질(또는 마그네슘 합금 재질)의 피도금체(1)에 도금하려는 금속, 예를 들어, 구리나 은의 이온을 함유한 전해액을 수용하는 도금조(10)를 기본적으로 구비한다. 이때, 본 발명의 특징에 따라 도금조(1)의 전해액을 공급받아 피도금체(1)의 주요 도금 부위에 다수의 분사노즐(도 2의 22)을 통해 전해액을 분사하는 전해액분사부(20)가 구비된다. 또한 전해액분사부(20)로 전해액을 공급하는 순환펌프(40)가 구비되며, 순환펌프(40)는 도금조(1)내의 전해액을 흡입하여 미리 설정된 압력으로 전해액분사부(20)로 공급하며, 순환펌프(40)에서 전해액이 공급되는 압력에 의해 전해액분사부(20)에서 전해액이 적절한 유속으로 분사되도록 한다.
순환펌프(40)는 도금조(1) 내의 전해액을 직접적으로 흡입하도록 설치될 수도 있으나, 도 1에 도시된 바와 같이 순환펌프(40)에서 전해액을 흡입하는 경로에 설치되는 필터(50) 및 보조 탱크(60)를 통해 간접적으로 전해액을 흡입하는 구조를 가질 수 있다. 필터(50)는 전해액의 불순물을 제거하며, 보조 탱크(60)는 도금조(10)의 전해액 수위를 적절히 유지하기 위해 보조적으로 전해액을 수용하는 역할을 한다. 이러한 도금조(10), 필터(50), 보조 탱크(60), 순환펌프(40) 및 전해액분사부(20)는 전해액을 공급하는 공급관(80-1, 80-2, 80-3, 80-4)을 통해 상호 연결된다.
피도금체(1)는 전해액분사부(20)의 상측에 설치되는 후술할 보조양극체(30) 상에 안착될 수 있으며, 전해액분사부(20)는 선반(72)상에 장착될 수 있다. 전해액분사부(20)를 장착하는 선반(72)은 도금조(10)의 외부에서 상측에 도금조의 상부에 설치되는 상하이송부(70)와 슬라이딩암(74)을 통해 연결될 수 있으며, 상하이송부(70)는 상기 슬라이딩암(74)을 상측 또는 하측으로 이동시킴으로써, 상기 선반(72) 및 전해액분사부(20)를 도금조(10)의 상부, 즉 전해액의 외부로 이동시키거나, 전해액에 잠기도록 이동시킨다. 이에 따라, 작업자는 도금하려는 피도금체(1)를 전해액분사부(20)(및 보조양극체 30) 상에 안착시키거나, 도금이 완료된 피도금체(1)를 전해액분사부(20)(및 보조양극체 30) 상에서 쉽게 착탈할 수 있도록 한다. 이러한 상하이송부(70)의 선반(72) 이송 구조는 공지된 구동 모터와 기어 구조를 채용하거나, 유압 방식의 피스톤 구조를 채용할 수 있다. 또한 피도금체(1)가 전해액분사부(20) 또는 보조양극체(30) 상에 안착될 경우에, 고정력을 높이기 위해 피도금체(1)를 잡아주는 별도의 클램프 구조(미도시)나, 또는 피도금체(1)를 전해액분사부(20) 또는 보조양극체(30)에 결합하는 나사 구조의 결합 구조(미도시)가 더 채용될 수도 있다.
한편, 이러한 구조의 전기도금 장치를 사용하여 오목한 내부공간 또는 수용부를 갖는 피도금체(1)를 도금할 경우에, 피도금체(1)의 내부공간 또는 수용부에도 양호한 도금이 이루어지도록 하기 위해 도 1에 도시된 바와 같이 보조양극체(30)를 사용하게 된다. 보조양극체(30)는 음극(-)의 피도금체(1)에(그 내부공간 또는 수용부에)의 내부 형상과 대응되는 형상을 가지면서 내부면과 인접하게 설치될 수 있다.
보조양극체(30)는 전기적 특성만을 고려할 경우에는 백금이나 기타 금속성 재질로 보조양극체를 형성할 수도 있지만, 통상 보조양극체(30)는 해당 대응되는 피도금체별로 해당 피도금체의 오목한 부위에 맞도록 별도로 설계 및 제작되어야 하므로, 가공성, 무게, 비용 등을 고려하여, 본 발명의 실시예에서는 상기 보조양극체(30)는 흑연 재질로 형성한다. 특히 본 발명에서는 전해액분사부(20)에서 분사된 전해액이 보조양극체(30)를 거칠 경우에도 원활히 피도금체(1)의 표면에 분사될 수 있도록 하기 위하여, 보조양극체(30)에는 전해액분사부(20)의 분사노즐(도 2의 22)에 대응되는 위치에 관통홀의 형태의 급수구(도 2의 32)가 형성되어야 한다. 또한 이외에도 보조양극체(30)에는 분사된 전해액을 피도금체(1)의 오목 부위에서 외측으로 원활히 배출할 수 있도록 배수구(도 2의 34) 등을 형성하여야 하므로, 가공성이 용이한 흑연 재질이 보조양극체(30)로서 더욱 적합하다. 이때 보조양극체(30)는 전체적으로 흑연재질로 형성할 수 있으며, 플라스틱 재질 등의 기본 모형에 나노코팅 등에 의한 흑연도장된 구조로 형성할 수도 있다.
상기한 구조를 가지는 본 발명의 실시예에 따른 금속도금 장치가 구성될 수 있으며, 이러한 금속도금 장치를 이용하여 피도금체(1)를 도금할 경우에, 미리 디스머트 및 징케이트 처리와 같은 도금 전처리 작업을 수행한 피도금체(1)를 전해액분사부(20) 상에, 또는 보조양극체(30)를 채용할 경우에는 보조양극체(30) 상에 장착하고, 피도금체(1)는 음극(-)에 연결하며, 전해액분사부(20) 및/또는 보조양극체(30)에 양극(+)을 연결하며, 순환펌프(60)의 구동에 의해 전해액이 전해액분사부(20) 및 보조양극체(30)를 통해 피도금체(1)에 적절한 압력과 적절한 유속 및 유량으로 분사되도록 한다. 이때, 전해액분사부(20)에서 전해액의 분사 압력 및 이와 관련된 적절한 유속 및 유량은 도금층의 두께, 피도금체의 재질, 도금하려는 재질, 보조양극체(20)의 사용 여부, 보조양극체(20)의 형상 및 사용 조건 등에 따라 달라질 수 있으며, 실험에 의해 최적의 상태로 설정될 수 있다.
이와 같은 본 발명의 금속도금 장치를 이용한 도금 방식은 전해액이 미리 설정된 유속으로 피도금체(10)의 도금 부위에 분사됨으로써, 통상적인 도금 방식에 비해 매우 고속으로 도금 작업이 완료될 수 있다. 예를 들어, 알루미늄 또는 마그네슘 재질의 피도금체에 구리 도금을 수행하며, 도금층을 5~15μm 두께로 형성하고자 할 경우에, 종래에는 약 150여분이 소요될 수도 있는 반면 본 발명의 금속도금 장치를 이용하면 불과 3~5분 정도 시간만 소요될 수도 있는 것으로 관측된다.
이와 같이, 본 발명에 따른 전기도금 장치는 종래에 비해 매우 고속으로 도금작업이 수행되므로, 작업 효율을 높일 수 있게 된다. 또한, 종래에는 해결하지 못한 마그네슘(또는 마그네슘 합금) 재질의 피도금체의 양호한 도금이 가능하게 한다. 즉, 본 발명에 따른 전기도금 장치를 이용하여 마그네슘 재질의 피도금체의 도금을 수행할 경우에, 고속의 도금작업에 의해 마그네슘 재질의 피도금체의 표면에 매우 고속으로 도금층이 형성될 수 있어서, 마그네슘 재질의 피도금체의 표면에 부식 반응이 일어나는 것이 방지될 수 있음이 발견되었다. 이러한 본 발명에 따른 마그네슘 재질의 피도금체의 도금 방식은 종래의 피도금체 표면에 디스머트나 징케이트 처리를 보다 엄격히 하거나, 다른 별도의 표면 처리를 수행하여 마그네슘 재질의 도금시 문제점을 해결하려는 방식들과는 전혀 다른 접근 방식이며, 별도의 추가적인 공정 등이 요구되지 않으므로, 매우 효율적인 방식임을 알 수 있다.
도 2는 도 1 중 본 발명의 주요부인 전해액분사부(20) 및 보조양극체(30)와, 피도금체(1)를 나타낸 상세 사시도로서, 설명의 편의를 위해 각 부들이 서로 분리된 상태로 도시된다. 도 3은 도 2 중 B-B' 부분의 절단면도로서, 각 부들이 서로 결합된 상태를 나타내며, 특히 도 3에서는 전해액의 진행 방향을 화살표로 도시하였다. 도 2 및 도 3을 참조하여, 전해액분사부(20) 및 보조양극체(30)의 구조를 보다 상세히 설명하면, 피도금체(1)는 내부에 예를 들어, 6구획의 수용부가 형성됨이 도시되고 있으며, 이러한 피도금체(1)의 수용부의 형상에 따라 보조양극체(30) 및 전해액분사부(20)의 외형 및 구조가 형성됨을 알 수 있다.
전해액분사부(20)의 다수의 분사노즐(22)은 관 형태로 형성되며, 보조양극체(30)에는 각각의 분사노즐(22)에 대응되는 위치에서 관통 홀 형태로 형성되는 급수구(32)가 형성된다. 전해액분사부(20)에서 분사된 전해액은 보조양극체(30)의 급수구(32)를 통해 피도금체(1)의 내부 표면에 분사된다. 또한 보조양극체(30)에는 분사된 전해액을 피도금체(1)의 수용부에서 외측으로 원활히 배출할 수 있도록 상기 다수의 급수구(32) 사이에 적절히 형성되는 관통 홀 형태의 다수의 배수구(34)를 구비한다.
이러한 구조에서 전해액분사부(20)의 각각의 분사노즐(22)에 대응되는 보조양극체(30)의 다수의 급수구(32)가 끼워지는 형태로 전해액분사부(20) 상에 보조양극체(30)가 장착될 수 있다. 물론 이 경우에 나사 구조와 같은 결합 구조를 채용하여 전해액분사부(20)와 보조양극체(30)를 고정되게 결합할 수도 있다.
보조양극체(30) 외곽의 적정 부위에는 (대응되는 피도금체의 미리 설정된 부위에 단부가 끼워지는 형태로 구성될 수도 있는) 고무 재질의 다수의 홀딩구조가 설치되어, 대응되는 피도금체(1)가 이를 통해 보조양극체(30)에 안착되도록 할 수 있다. 이때, 피도금체(1)의 수용부에 분사된 전해액은 보조양극체(30)의 다수의 배수구(34) 뿐만 아니라, 상기 보조양극체(30)와 피도금체(1)의 안착 부위의 측면 틈으로도 배출될 수 있다.
한편, 상기와 같은 구조에서, 본 발명의 실시에에 따라 피도금체(1)의 각 수용부에 균일한 두께의 도금층이 형성되도록 전해액분사부(20)에서 각 분사노즐(22)로 균일한 압력으로 전해액을 분사하는 구조가 추가로 더 채용될 수 있다. 이러한 구조는 도 4에서 예를 들어 도시되고 있다.
도 4는 도 3 중 A 부분에 해당하는 전해액분사부(20)의 내측 상면에서 다수의 분사노즐(22)별로 설치될 수 있는 마개 구조를 나타낸 평면도로서, 도 4에서, 참조부호 22-1, 22-2, 22-3은 각 분사노즐의 분사구멍을 나타내며, 참조번호 26-1, 26-2, 26-3은 각 분사구멍을 개폐정도를 조절할 수 있는 마개를 나타낸다. 순환펌프(40)에서 전해액이 제공되는 위치와 근접한 분사노즐일수록 보다 높은 압력으로 전해액이 분사되므로, 해당 위치의 분사노즐의 구멍은 마개에 의해 보다 더 닫히게 조절된다. 도 4에서는 예를 들어 참조번호 26-1 마개가 가장 많이 닫혀 있으며, 참조번호 26-3 마개가 참조번호 26-1, 26-2 마개들보다 더 많이 열려 있음이 도시되고 있다.
도 4와 같은 구조를 채용할 경우에는, 전해액분사부(20)의 상판(20-1), 즉 분사노즐(22)들이 설치된 상판(20-1)은 커버 구조와 유사하게 나사 결합 등에 의해 하부 본체와 분리 가능하게 구성될 수 있다. 이러한 구조에서 작업자는 분리된 상판(20-1)에서 상기 마개들(26-1, 26-2, 26-3)의 개폐정도를 조절한 후에 다시 상판을 하부 본체와 결합할 수 있다. 물론 이 경우에 상기 마개들(26-1, 26-2, 26-3)의 개폐 조절은 추가로 설치되는 자동 구동 장치(미도시)에 의해 자동으로 조작되도록 구성할 수도 있다.
한편, 상기 다수의 분사노즐(22)들은 상기 상판(20-1)에 형성된 다수의 구멍들(22-1, 22-2, 22-3 등)에 끼워지거나, 나사 결합 또는 용접에 의해 부착되도록 구성될 수 있다.
상기와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 전기도금 장치의 구성 및 동작이 이루어질 수 있으며, 한편 상기한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 실시될 수 있다.
예를 들어, 상기의 본 발명의 일 실시예에 따른 설명에서는 상하이송부(70), 필터(50), 보조탱크(60) 등이 도시되고 있으나, 본 발명의 다른 실시예에서는 이러한 구성부들의 일부 또는 전부를 구비하지 않을 수도 있다.
또한 상기한 설명에서는 피도금체(1)가 금속 재질이며 특히 마그네슘 또는 마그네슘 합금 재질인 것으로 설명하였으나, 이외에도 상기 피도금체(1)는 전도성 플라스틱 재질일 수도 있으며, 그럴 경우에도 본 발명의 전기도금 장치가 채용될 수 있음은 물론이다.
또한, 상기의 설명에서는 도금 작업시에 피도금체(1)가 전해액 속에 잠기도록 하여 도금 작업이 수행되는 것으로 설명하였으나, 이외에도 상기 피도금체(1)의 내부 오목 부위 또는 수용부에만 도금이 필요한 경우에는 피도금체(1)를 전해액의 외부(상부)에서 노출된 상태로 도금 작업을 수행할 수도 있다. 이 경우에는 피도금체(1)가 보조양극체(30)에 안착되는 부위에 전체적으로 고무 재질의 패킹 구조를 더 구비하여 피도금체(1)의 내부 오목 부위 또는 수용부가 밀폐되는 형태로 구현할 수도 있다. 이런 경우에는 도금조의 크기를 줄일 수 있으며, 또한 이 경우에는 은과 같이 도금하려는 재질이 고비용인 경우에 보다 유용할 수 있다.
또한, 이외에도 상기 도금조(1) 내의 전해액을 와류시키기 위한 와류 장치가 더 구비될 수 있다. 이러한 와류 장치는 도금조 내부로 공기를 내뿜거나 또는 기구적인 형체의 반복 운동을 통해 와류를 발생시키는 구조를 가질 수 있다.
또한 상기의 설명에서는 전해액분사부(20)에 전해액을 공급하기 위해 도금조(10)의 전해액을 순환시키는 순환펌프(40)를 구비하는 것으로 설명하였으나, 본 발명에서는 종래에 비해 매우 빠른 시간내에 도금 작업을 완료시킬 수 있으며, 또한 이에 따라 전체 도금 작업을 수행하면서 공급되는 전해액의 량이 매우 적을 수 있으므로, 본 발명의 다른 실시예에서는 상기 도금조(10)의 전해액을 순환하는 구조가 아니라, 별도의 전해액 수용탱크를 구비하고, 해당 전해액 수용탱크로부터 전해액을 펌핑하여 전해액분사부(20)에 제공하는 펌프를 구비하는 구조를 채용할 수도 있다.

Claims (14)

  1. 전기도금 장치에 있어서,
    도금하려는 금속의 이온을 함유한 전해액을 수용하는 도금조와;
    상기 전해액을 공급받아 피도금체의 미리 설정된 부위에 적어도 하나의 분사노즐을 통해 상기 전해액을 분사하는 전해액분사부와;
    상기 도금조내의 상기 전해액을 흡입하여 미리 설정된 압력으로 상기 전해액분사부로 공급하여 상기 전해액분사부에서 상기 전해액이 분사되도록 하는 순환펌프를 포함함을 특징으로 하는 전기도금 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 순환펌프에서 상기 전해액을 흡입하는 경로에 각각 설치되며, 상기 전해액의 불순물을 제거하는 필터와; 상기 도금조의 전해액 수위를 유지하기 위해 보조적으로 전해액을 수용하는 보조탱크를 더 구비함을 특징으로 하는 전기도금 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전해액분사부를 장착하는 선반과;
    상기 선반과 슬라이딩암을 통해 연결되어, 상기 슬라이딩암을 상측 또는 하측으로 이동시키는 상하이송부를 더 포함함을 특징으로 하는 전기도금 장치.
  4. 제1항 내지 제3항에 있어서,
    상기 피도금체의 내측 형상과 대응되는 형상을 가지면서 상기 피도금체의 내부면과 인접하게 설치되며, 상기 전해액분사부의 상기 각 분사노즐에 대응되는 위치에 관통홀의 형태의 급수구가 형성되는 보조양극체를 더 구비하며,
    상기 보조양극체는 상기 전해액분사부 상에 장착되며, 상기 피도금체는 상기 보조양극체 상에 안착됨을 특징으로 하는 전기도금 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 보조양극체는 흑연 재질로 형성함을 특징으로 하는 전기도금 장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 보조양극체에는 상기 분사된 전해액을 배출하는 적어도 하나의 관통홀 형태의 배수구가 형성됨을 특징으로 하는 전기도금 장치.
  7. 제4항에 있어서, 상기 피도금체는 마그네슘 또는 마그네슘 합금 재질임을 특징으로 하는 전기도금 장치.
  8. 제4항에 있어서, 상기 전해액분사부의 각 분사노즐별로 해당 분사구멍을 개폐정도를 조절할 수 있는 마개를 구비함을 특징으로 하는 전기도금 장치.
  9. 전기도금 장치에 있어서,
    도금하려는 금속의 이온을 함유한 전해액을 수용하는 도금조와;
    상기 전해액을 공급받아 마그네슘 또는 마그네슘 합금 재질의 피도금체의 미리 설정된 부위에 적어도 하나의 분사노즐을 통해 상기 전해액을 분사하는 전해액분사부와;
    상기 도금조내의 상기 전해액을 흡입하여 미리 설정된 압력으로 상기 전해액분사부로 공급하여 상기 전해액분사부에서 상기 전해액이 분사되도록 하는 순환펌프를 포함함을 특징으로 하는 전기도금 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 순환펌프에서 상기 전해액을 흡입하는 경로에 각각 설치되며, 상기 전해액의 불순물을 제거하는 필터와; 상기 도금조의 전해액 수위를 유지하기 위해 보조적으로 전해액을 수용하는 보조탱크를 더 구비함을 특징으로 하는 전기도금 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 전해액분사부를 장착하는 선반과;
    상기 선반과 슬라이딩암을 통해 연결되어, 상기 슬라이딩암을 상측 또는 하측으로 이동시키는 상하이송부를 더 포함함을 특징으로 하는 전기도금 장치.
  12. 제9항 내지 제11항에 있어서,
    흑연 재질로 형성하며, 상기 피도금체의 내측 형상과 대응되는 형상을 가지면서 상기 피도금체의 내부면과 인접하게 설치되며, 상기 전해액분사부의 상기 각 분사노즐에 대응되는 위치에 관통홀의 형태의 급수구가 형성되는 보조양극체를 더 구비하며,
    상기 보조양극체는 상기 전해액분사부 상에 장착되며, 상기 피도금체는 상기 보조양극체 상에 안착됨을 특징으로 하는 전기도금 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 보조양극체에는 상기 분사된 전해액을 배출하는 적어도 하나의 관통홀 형태의 배수구가 형성됨을 특징으로 하는 전기도금 장치.
  14. 제12항에 있어서, 상기 전해액분사부의 각 분사노즐별로 해당 분사구멍을 개폐정도를 조절할 수 있는 마개를 구비함을 특징으로 하는 전기도금 장치.
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