KR-20260060589-A - Nickel Electroplating Apparatus and Method for Nickel Electroplating Using the Same

Abstract

본 발명은 니켈 전기 도금 장치 및 이를 이용한 니켈 전기 도금 방법에 관한 것이다. 일 실시예는 지그교반부를 통해 피도금체의 도금막 두께 및 품질이 일정하도록 개선할 수 있다. 본 발명의 실시 예를 따르는 니켈 전기 도금 장치는, 도금 공정이 수행되는 도금챔버; 교반 속도와 각도를 제어하는 주교반부; 좌우로 이동 가능한 지그교반부; 교반 중 발생하는 오염물질을 제거하는 필터링부 및 각 구성요소의 동작 및 도금 공정 조건을 제어하는 제어부를 포함한다.

Inventors

• 이희준
• 박선아
• 이예은

Assignees

• 미르텍알앤디 주식회사

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20241025

Claims (3)

1. 도금 공정이 수행되는 도금챔버; 교반 속도와 각도를 제어하는 주교반부; 좌우로 이동 가능한 지그교반부; 교반 중 발생하는 오염물질을 제거하는 필터링부 및 각 구성요소의 동작 및 도금 공정 조건을 제어하는 제어부를 포함하는, 니켈 전기 도금 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 제어부는 교반 중 도금액의 점도 변화를 감지하고, 상기 지그교반부의 교반 속도를 제어하여 도금액이 피도금체에 균일하게 분포하도록 하는 것인, 니켈 전기 도금 장치.
3. 도금 공정이 수행되는 도금챔버. 교반 속도와 각도를 제어하는 주교반부, 좌우로 이동 가능한 지그교반부, 교반 중 발생하는 오염물질을 제거하는 필터링부 및 각 구성요소의 동작 및 도금 공정 조건을 제어하는 제어부를 포함하는 니켈 전기 도금 장치를 이용하여 니켈 전기 도금 방법에 있어서, 상기 제어부는, 상기 도금 공정의 작업 시간을 모니터링하여 상기 작업 시간이 기 설정된 시간에 해당하는 경우, 상기 지그교반부의 작동 시간을 변경하는 것인, 니켈 전기 도금 방법.

Description

니켈 전기 도금 장치 및 이를 이용한 니켈 전기 도금 방법{Nickel Electroplating Apparatus and Method for Nickel Electroplating Using the Same} 본 발명은 니켈 전기 도금 장치 및 이를 이용한 니켈 전기 도금 방법에 관한 것이다. 일 실시예는 지그교반부를 통해 피도금체의 도금막 두께 및 품질이 일정하도록 개선할 수 있다. 니켈 전기 도금 기술은 다양한 산업에서 광범위하게 사용되고 있으며, 특히 전자 부품, 반도체, MEMs Pin과 같은 고정밀 부품의 제조에 필수적인 공정이다. 전기 도금은 금속 이온을 전해질로부터 피도금체에 전기적으로 퇴적시키는 방식으로, 도금층의 두께와 균일성에 따라 제품의 성능과 내구성이 크게 좌우된다. 종래의 전기 도금 장치는 도금 과정 중 도금액의 흐름을 조절하고 교반하는 기계적 시스템을 사용하여 도금층의 품질을 유지하는 방식으로 운영되었다. 종래의 도금 장치들은 일반적으로 도금액의 교반을 위해 단순한 회전형 교반기를 사용하거나 수동 교반을 통해 도금액의 순환을 유지하였다. 이 방식은 대체로 저비용으로 구현할 수 있으며, 특정 도금 공정에서는 효과적일 수 있다. 또한 필터링부를 적용하여 도금액 내 오염물질을 제거하여 도금 품질을 개선하려는 노력도 있었다. 그러나 이러한 방식은 정밀한 도금 품질을 요구하는 고부가가치 제품이나 소형 전자 부품의 제조에는 한계가 많았다. 따라서, 도금 공정 중 도금액의 균일한 흐름을 유지하고, 교반 속도와 각도를 실시간으로 조정하며, 오염물질을 효과적으로 제거할 수 있는 정밀한 교반 시스템이 필요하였다. 이를 통해 도금 품질을 향상시키고, 도금 공정의 효율성을 극대화할 수 있는 새로운 전기 도금 장비의 개발이 요구된다. 도 1은 본 발명의 실시 예를 따르는 니켈 전기 도금 장치의 개념도이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 다음과 같이 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시 형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면 상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다. 덧붙여, 명세서 전체에서 어떤 구성요소를 "포함"한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 본 발명의 실시 예를 따르는 니켈 전기 도금 장치는, 도금 공정이 수행되는 도금챔버; 교반 속도와 각도를 제어하는 주교반부; 좌우로 이동 가능한 지그교반부; 교반 중 발생하는 오염물질을 제거하는 필터링부 및 각 구성요소의 동작 및 도금 공정 조건을 제어하는 제어부를 포함한다. 상기 도금챔버는 전기 도금 공정이 이루어지는 공간으로, 니켈 도금액이 저장되고 피도금체가 도금되는 장소이다. 이 챔버는 도금 공정 중 발생하는 화학 반응을 안정적으로 유지하고, 외부 환경으로부터 보호하는 역할을 한다. 도금챔버는 내식성이 우수한 재료(예: 스테인리스강 또는 특수 코팅 처리된 금속)로 제작되어 도금액의 화학적 부식으로부터 장비를 보호하며, 일정한 온도와 환경을 유지하여 도금 공정이 최적의 조건에서 진행될 수 있도록 설계된다. 도금액은 챔버 내부에서 지속적으로 순환되며, 이를 통해 피도금체에 균일하게 분포되고 도금층을 형성하게 된다. 상기 주교반부는 도금 공정의 핵심 장치로, 도금액을 균일하게 분포시키기 위해 도금 챔버 내부에서 도금액을 교반하는 역할을 한다. 주교반부는 교반 속도와 각도를 제어할 수 있도록 설계되어 있어, 도금 중 도금액이 피도금체에 고르게 분포되도록 한다. 이 장치는 도금액의 점도나 피도금체의 크기, 모양에 맞춰 교반 속도와 각도를 실시간으로 조정할 수 있다. 이를 통해, 도금층이 특정 부위에 과도하게 두꺼워지거나 얇아지는 문제를 방지하고, 도금의 균일성을 보장할 수 있다. 주교반부는 전동 모터에 의해 구동되며, 교반 날개 또는 임펠러를 사용하여 도금액을 회전시키고 혼합하는 방식으로 작동한다. 특히 교반 각도 조절 기능은 피도금체의 위치와 형상에 맞춰 교반 패턴을 조정하여, 도금액이 피도금체의 모든 표면에 고르게 도달할 수 있도록 한다. 상기 지그교반부는 피도금체를 고정하여 도금 공정 중 일정한 위치에 고정하면서, 교반 중 좌우로 이동할 수 있는 장치이다. 이 지그교반부는 좌우 이동 모터와 연결되어, 도금 중 도금액이 피도금체에 더 균일하게 분포되도록 설계되어 있다. 지그교반부의 좌우 이동은 수동으로 조작될 필요 없이 자동화되어 있으며, 도금 시간 및 조건에 맞춰 제어된다. 좌우로 이동하는 지그교반부는 도금액의 흐름을 최적화하여, 피도금체의 모든 면에 도금액이 균일하게 접촉할 수 있도록 한다. 이 장치는 도금의 고밀도 및 고정밀도를 요구하는 부품(예: MEMs Pin)에서 특히 중요한 역할을 하며, 좌우 이동을 통해 도금 불균일성을 줄이고, 도금층의 품질을 향상시킨다. 상기 필터링부는 도금 공정 중 발생하는 불순물이나 오염물질을 실시간으로 제거하는 역할을 한다. 도금 공정 중 도금액이 지속적으로 교반되면서 피도금체나 환경에서 발생하는 미세 입자, 불순물이 도금액에 포함될 수 있다. 이러한 오염물질은 도금층의 균일성을 저해하고, 도금 품질을 떨어뜨릴 수 있으므로, 필터링부를 통해 도금액을 순환시키며 오염물질을 제거하는 것이 필수적이다. 필터링부는 도금액이 교반되며 일정 주기로 필터를 통과하도록 설계되어 있으며, 미세 여과 필터를 사용하여 작은 입자까지도 걸러낼 수 있다. 이 시스템은 도금액의 흐름을 방해하지 않으면서도 고효율로 오염물질을 제거하며, 도금액이 청정한 상태로 유지되도록 한다. 이를 통해, 도금 공정의 품질을 보장하고 불량률을 최소화할 수 있다. 상기 제어부는 본 발명의 주요 구성 요소인 도금챔버, 주교반부, 지그교반부, 필터링 시스템 등의 작동을 총괄적으로 제어하는 시스템이다. 이 제어부는 프로그램된 명령을 바탕으로 각 구성 요소의 작동 상태를 모니터링하고, 도금 공정 조건(예: 교반 속도, 교반 각도, 좌우 이동 속도, 도금 시간, 도금액 온도 등)을 실시간으로 제어한다. 상기 제어부는 각 구성요소의 동작을 제어하고 모니터링하는 기능을 수행한다. 상기 제어부는 각 구성을 동작하도록 명령하는 소프트웨어가 저장되어 이를 실행하는 프로세서, 다양한 정보를 저장하는 메모리 및 사용자에게 정보를 표시하는 표시부를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로 상기 제어부는 컴퓨터일 수 있고, 상기 제어부는 하드웨어에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈이나 컴퓨터 프로그램을 실행함으로써 상기 각각의 구성요소의 작동을 구현할 수 있다. 상기 소프트웨어 모듈은 RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM), 플래시 메모리(Flash Memory), 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 잘 알려진 임의의 형태의 컴퓨터 판독가능 기록매체에 상주할 수도 있다. 상기 제어부는 교반 중 도금액의 점도 변화를 감지하고, 상기 지그교반부의 교반 속도를 제어하여 도금액이 피도금체에 균일하게 분포하도록 할 수 있다. 본 발명의 실시예를 따르는 니켈 전기 도금 방법은 앞서 설명한 니켈 전기 도금 장치를 이용하여 수행한다. 상기 방법은 피도금체를 준비하는 단계, 도금 챔버를 준비하는 단계, 도금 공정을 진행하는 단계, 필터링 단계 및 도금 완료 단계를 포함할 수 있다. 상기 피도금체를 준비하는 단계는 세척, 표면처리 및 수세 등의 단계를 포함할 수 있다. 상기 세척 및 표면 처리 단계는, 도금을 수행하기 전, 피도금체는 깨끗한 상태여야 도금이 균일하게 이루어진다. 피도금체의 표면에 묻어 있는 기름, 먼지, 산화물 등을 제거하기 위해 알칼리성 세정제로 세척한 후, 산세 처리를 통해 표면의 산화물을 제거한다. 이를 통해 도금층이 피도금체에 견고하게 결합할 수 있는 상태로 만든다. 상기 수세(Rinsing) 단계에서, 산세 후 피도금체를 증류수로 세척하여 잔여 불순물을 제거한다. 이 과정은 피도금체가 도금액에 들어가기 전에 깨끗하게 정리되는 마지막 단계이다. 상기 도금 챔버를 준비하는 단계는 도금액 준비 단계 및 피도금체 장착 단계를 포함할 수 있다. 상기 도금액 준비에서, 니켈 도금에 필요한 니켈 이온과 첨가제가 포함된 도금액을 도금 챔버에 채운다. 도금액의 농도, pH, 온도 등은 피도금체의 특성에 맞게 조정된다. 특히, 도금액의 온도는 도금 품질에 영향을 미치기 때문에, 적정 온도로 미리 설정한 후 도금 공정을 시작한다. 상기 피도금체 장착 단계에서, 준비된 피도금체를 지그교반부에 장착한다. 피도금체는 지그에 안전하게 고정되어, 교반 과정 중에도 안정적으로 유지될 수 있도록 한다. 지그교반부는 좌우로 이동하며, 피도금체가 도금액에 고르게 노출될 수 있도록 설계되어 있다. 상기 도금 공정을 진행하는 단계에서, 상기 주교반부가 작동하여 도금액의 교반 속도와 각도를 제어한다. 상기 주교반부는 도금액이 피도금체에 고르게 분포될 수 있도록 교반하며, 이를 통해 도금액이 모든 표면에 균일하게 닿을 수 있도록 한다. 이 단계에서 도금액의 점도와 흐름은 제어부에 의해 실시간으로 모니터링된다. 도금 공정 중 상기 지그교반부는 좌우로 이동하면서 피도금체가 도금액에 고르게 노출되도록 한다. 지그의 이동 속도는 제어부에서 설정된 값에 따라 조절되며, 도금 과정에서 도금액이 특정 부위에 집중되지 않고 고르게 분포될 수 있도록 한다. 상기 필터링 단계에서, 교반 중 발생하는 미세 오염물질이나 불순물을 필터링부를 이용하여 제거한다. 도금액은 일정한 주기로 필터를 통과하면서 불순물이 제거되며, 이를 통해 도금액의 청결 상태