KR20010072416A

KR20010072416A - 접촉 부재

Info

Publication number: KR20010072416A
Application number: KR1020017001804A
Authority: KR
Inventors: 랑하인리히페터
Original assignee: 그레고루 후렝크, 디터 베크베르트; 아토테크 도이칠란드 게엠베하
Priority date: 1997-08-21
Filing date: 1999-07-13
Publication date: 2001-07-31
Anticipated expiration: 2019-07-13
Also published as: DE19736352C1; TW420727B; WO1999010568A2; US6319383B1; KR100626130B1; US6887113B1; DE59803992D1; BR9811978A; WO1999010568A3; ATE217036T1; JP4194238B2; EP1007766B1; KR20010023152A; CN1267341A; EP1007766A2; JP2001514333A; KR100535198B1; CA2301315A1; CN1158412C

Abstract

클램프형 접촉 기관(6,7)을 이용하여 인쇄회로기판(L)의 표면에 큰 공정 전류를 전달하는 것은 곤란하다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 하나 이상의 접촉 영역(26)을 구비한 접촉 부재(15,16)를 접촉 기관(6,7)에 배치한다. 그 접촉 영역(26)의 형상은, 인쇄기판재료(L)의 전도 표면의 접촉 표면상에 압착된 접촉 부재(15,16)로 부터 전도 표면으로 큰 전류가 전달될 때 상기 접촉 영역(26)에 인접한 전도 표면 영역에 손상이 발생하지 않도록 형성된다.

Description

접촉 부재{CONTACT ELEMENT}

물체를 전해 처리하기 위해서는, 그 물체가 처리 용액과 접촉을 유지하면서도 전류가 공급될 수 있도록 전기 접촉 상태로 이송되고 위치되어야 한다.

이러한 목적을 위해 다양한 제품들이 사용된다. 예를 들어, US-A-4,767,146 에는 2 개의 파지 아암(arm)을 각각 구비한 2 개의 다리부를 포함하는 인쇄회로기판용 유지 집게가 개시되어 있다. 스프링력에 의해, 파지 아암을 구비한 다리부들은 상부 축을 중심으로 피벗운동하고, 그에 따라 하단부들은 서로 밀게 된다. 파지 아암의 하단부에는 톱니부가 마련된다. 하나의 다리부의 아암들에는 각각 2개의 톱니형 돌출부가 마련되고, 다른 다리부의 아암들에는 각각 하나의 톱니형 돌출부가 마련된다.

이러한 접촉 및 유지 장치는 인쇄회로기판이 수직으로 유지되고 탱크내로 잠겨지는 통상적인 전해 탱크 플랜트에 이용된다.

다른 방법으로는, 물체를 수평방향으로 여러 처리부를 통과시켜 이송하는 방법이 있다.

DE 25 12 762 B2 는 작업편 유지 고정물에 체결되고 크롬 도금되는 물체와 접촉하는 전기 접촉 스프링을 이용하는 것을 제안하고 있다. 이러한 목적을 위해, 물체는 2 개의 탄성 바아(bar)에 의해 형성되는 접촉 스프링내에 클램핑 된다.

근년에, 판형 물체, 특히 인쇄회로기판이 수평방향으로 코팅 플랜트를 통과하여 이송되는 물체의 전해 처리용 코팅 라인이 채용되었다. 이러한 목적을 위해, 기판들은 처리 용액, 예를 들어 갈바나이징 욕(galvanizing bath) 또는 전해 산세(pickling)에 적합한 용액과 접촉된다. 기판에 전류가 공급될 수 있도록, 적당한 접촉 부재가 마련된다. 또한, 기판은 이송 설비에 의해 플랜트를 관통하여 이송된다.

또한, WO 97/37062 에는 인쇄회로기판 상에서 서로 절연된 전기 전도 영역들을 전기화학적으로 처리하는 장치가 개시되어 있다. 이러한 영역과 전기적으로 접촉되게 하기 위해서 브러시(brush)가 이용되며, 그 브러시의 얇은 전도 섬유가 처리될 구조물 표면과 접촉되게 한다. 인쇄회로기판은 수평방향으로 배치되어 수평방향을 따라 고정 브러시를 통과하도록 안내됨으로써, 브러시의 선단이 표면을 스치게 된다. 이러한 장치는 인쇄회로기판에 큰 전류를 전달하는데는 적합하지 않다. 실제 작업에서, 한편으로는 수명이 긴 브러시를 마련하면서도 다른 한편으로는 인쇄회로기판의 표면을 손상으로부터 보호하는 문제를 해결하기가 곤란하다.

DE 36 45 319 C2 에는 인쇄회로기판과 같은 판형 물체를 전해 처리하기 위한 설비가 개시되어 있다. 이러한 설비에서, 인쇄회로기판은 이송 및 접촉 장치로 이용되는 클램프(clamp)에 의해 유지되면서 수평방향으로 배치되어 수평방향을 따라 이송된다. 각각의 클램프는, 하단부들이 서로에 대해 가압되어 인쇄회로기판의 측면 엣지(edge)(갈바노엣지 ; galvanoedge)를 파지할 수 있도록, 스프링의 압력하에서 공통의 전기 전도 접속점 또는 접촉점을 중심으로 피벗되는 2 개의 바아로 구성된다. 실질적으로, 엣지의 폭은 10 내지 15 mm 이다. 통상적으로, 각 인쇄회로기판의 적어도 일측이 여러개의 클램프에 의해 접촉된다.

이러한 플랜트의 실제 작업에서, 인쇄회로기판의 전해 처리를 가속하기 위해, 전류의 유동을 점진적으로 증가시킨다. 최근에는, 예를 들어 클램프들간의 거리가 60 mm 일때, 각 인쇄회로측 및 클램핑 접촉부에 대한 통상적인 전류 유동 값이 20 내지 80 A 에 달한다. 다수개의 클램프들에 의해 하나의 전체 인쇄회로기판측에 공급되는 전류는 상당히 크다.

양측면이 구리로 코팅된 인쇄회로기판의 전해처리시에, 양측을 파지하고 전기 접촉점을 제공하는 클램프들이 사용된다면, 그 클램프들 중 하나는 40 내지 160 A 를 전달한다. 그러한 큰 전류는 기판의 얇은 전도 베이스 코팅으로 전달되기가 곤란하다. 큰 전류는 전해액 내에서 접촉부의 인접 영역의 금속 이온을 고갈시켜, 인쇄회로기판상의 접촉점의 이웃에서 금속의 용착 코팅이 그슬리게(scorch) 된다(=입자형 결정구조를 가지는 금속 코팅의 형성)

또한, 구께가 얇은 구리 베이스 코팅이 전해도금되었을 때, 전술한 현상의 발생이 증가한다는 것을 발견하였다. 예를 들어, 레이저광으로 미세공(100 ㎛ 이하)을 형성하기 위해 또는, 두꺼운 구리 베이스 코팅을 사용할 때 언더컷 (undercut)을 피하기 위해서, 그리고 금속 절약 및 기판의 전기적 성질을 최적화하기 위해서 등의 여러가지 이유로, 코팅의 두께를 17 ㎛ 에서 6 ㎛ 까지, 심지어는 0.7 ㎛ 까지(특정 제조 기술[SBU-기술 = Sequential-Build-Up]을 이용할 때) 줄일 필요가 있다.

최근 인쇄회로의 제조에서 증가하고 있는 이러한 요구들은 종래의 장치로는 더 이상 충족시킬 수 없다. 인쇄회로기판 표면의 접촉점 및 그 인접 영역에서, 구리의 베이스 코팅에 "그을음(scorch)"이 발생한다는 것이 입증되었다. 이것은 상기 영역에 큰 검은 반점이 발생한다는 것을 의미하고, 그 영역에서 구리 코팅은 손상되거나 일부는 완전히 파괴되기도 한다. 이러한 손상 및 파괴는 인쇄 회로 재료에 띠(strip)형 전도 구조체가 형성되지 않는 영역으로 부분적으로 제한된다. 그러나, 종종 이러한 손상 지점이 지나치게 커서, 띠형 전도 구조체의 경계 영역이 손상되기도 한다. 이러한 그을음 영역이 가장 문제가 되는 것은, 그을음 잔류물(입자가 고운 산화 구리)이 부분적으로 기판상에 흩어져 있게되고, 금속의 용착중에 코팅내로의 혼입이 발생하게 되는 기판 표면 상으로 전해액의 유동에 의해 분산된다는 것이다. 결과적으로, 기판은 사용에 적합하지 않게 된다.

경제성을 감안하면, 전류 밀도를 크게하고 구리 베이스 층의 두께를 작게하면서도 갈바노엣지(galvanoedge)의 폭은 감소시키는 것이 바람직하며, 이는 전술한 문제들을 일으킨다.

따라서, 본 발명의 기본적인 과제는, 기판 표면상의 금속 코팅의 잠재적인 손상이 단지 아주 좁은 경계영역에서만 발생하게하고 또 기판에 매우 얇은 구리층을 이용하는 경우에도 전술한 요구조건들을 충족시킬 수 있으면서도, 종래 기술에 따른 장치 및 방법의 단점들을 제거하는 것이고 또한, 매우 큰 전류를 이용하여 만족스런 전해 처리를 달성할 수 있는 수단을 발전시키는 것이다.

본 발명은 전해 공정에 의해 처리되는 판형(board-shaped) 물체에 전류를 공급하기 위한 접촉 부재에 관한 것이고, 또한 하나 이상의 봉(stem) 및 하나 이상의 접촉 부재를 포함하는 상기 물체용 접촉 기관에 관한 것이며, 상기 하나 이상의 접촉 부재는 약 90 °의 각도로 굽혀진 봉의 일단부에 배치되고, 상기 봉은 복원력에 의해 접촉 부재와 함께 이동할 수 있어 그 접촉 부재는 물체에 대해 가압될 수 있다. 본 발명은 또한, 물체에 전류를 공급하는 방법에 관한 것이다. 상기 접촉 기관은 전기화학 공정 플랜트에 주로 이용된다.

도 1 은 인쇄회로기판용 전해도금 플랜트의 일부를 도시한 도면.

도 2 는 접촉 부재의 제 1 실시예를 도시한 도면.

도 3 은 접촉 부재의 제 2 실시예를 도시한 도면.

도 4 는 접촉 부재의 제 3 실시예를 도시한 도면.

도 5 는 다른 실시예들의 여러가지 접촉 표면을 도시한 도면.

도 6 은 접촉 클램프를 도시한 도면.

전술한 바와 같은 과제의 해결은 청구범위 제 1 항에 따른 접촉 부재, 제 14 항에 따른 접촉 기관 및 제 17 항에 따른 전류공급방법에 의해 이루어진다.

접촉 부재는, 인쇄회로기판과 같은 판 형상의 물체가 실질적으로 수직 또는 수평 방향으로 배치되고 또 수평방향을 따라 이송되는 소위 수평 플랜트에서, 전해처리되는 물체에 전류를 공급한다. 관련된 전해 공정은 전해 금속용착, 전해 산세, 기타 전해 정련과 같은 다른 형태의 전해 공정들 이다.

접촉 부재는 하나 또는 그 이상의 접촉 영역에 마련되고, 전기 전도 표면상의 접촉 영역에 인쇄된 접촉 부재로 부터 구리 표면으로 큰 전류가 전도될 때 그 접촉 영역에 인접한 구리 표면의 영역에서 손상이 발생되지 않도록 접촉 영역의 형상을 결정한다. 큰 전류가 주석, 주석-납 합금 또는 다른 전도성 재료로 만들어진 표면 뿐만 아니라 인쇄된 기판 재료의 구리 표면에 전달될 것이다.

본 발명에 따른 접촉 기관은 하나 이상의 봉 및 하나 이상의 접촉 부재를 포함한다. 접촉 부재는 봉의 일 단부에 정렬된다. 봉의 단부는 그 봉에 대해 약 90 도의 각도로 굽혀진다. 봉의 방향은 직선적일 것이다. 물체의 표면에 압착될 수 있도록, 봉은 복원력에 의해 접촉 부재와 함께 이동될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 접촉 기관은 2 개의 그러한 봉으로 구성되며, 그 각각의 봉은 하단부에서 약 90 도의 각도로 굽혀진다. 본 발명에 따른 하나의 접촉 부재는 각각의 굽혀진 단부에 고정된다. 대향하는 접촉 부재들이 서로를 향해 이동하도록 또는 서로로 부터 멀어지게 이동하도록, 2 개의 봉들은 서로 상대적으로 활주될 수 있다. 바람직하게는, 클램프가 폐쇄되었을 때, 2 개의 편평한 접촉 영역들은 서로 협력하도록 배치된다. 바람직하게, 그 영역들은 스프링력에 의해 서로에 대해 가압된다.

본 발명에 따른 방법은 판형 물체에 전류를 공급하며, 본 발명에 따른 전류-전달 접촉 부재 중 하나 이상은 물체의 표면에 압착되어, 접촉 부재와 물체 사이의 전류 유동을 발생시킨다.

본 발명에 따른 접촉 부재는, 하나 이상의 상기 접촉 부재를 구비한 본 발명의 하나의 단일 접촉 기관에 의해 인쇄회로기판 등에 40 내지 160 A 의 큰 전류를 전달할 수 있게 한다. 종래의 접촉 부재를 이용하는 방법과는 다르게, 처리되는 물체의 표면상의 접촉점에 압착되는 구리의 표면영역은 큰 전류를 이용하는 경우에도 손상되지 않는다. 따라서, 접촉점에 인접한 표면 영역에서 예를 들어 흑용제(black cinder) 형성 중에 벗겨지는 것과 같은 심각한 손상을 일으키기 않으면서도, 예를 들어 60 A 및 그 이하의 전류를 예를 들어 6 ㎛ 의 구리 코팅으로 도금된 인쇄기판 재료의 구리 표면에 전달할 수 있다. 인쇄기판 재료에 예를 들어0.7 ㎛ 두께의 코팅과 같은 얇은 구리 코팅을 이용할 때, 종래 장치를 이용하면 전술한 문제들이 상당히 작은 전류에서도 발생할 수 있다. 본 발명에 따른 접촉 부재를 이용하면, 상기 재료에 대한 전술한 손상을 예를 들어 40 A 의 전류 유동에서도 발견할 수 가 없다.

종래 장치에서 발생하는 문제들을 면밀히 검토하면, 인쇄회로기판 표면상의 접촉점이 부분적으로 심하게 손상되거나 또는 완전히 파괴되었다는 것을 알 수 있다. 심지어는 몇몇 경우에, 구리 코팅 아래쪽의 베이스 재료의 수지층이 노출되고 부분적으로 흑화(黑化) 및 손상되기도 한다. 대부분의 경우에 손상들은 그 접촉 영역에만 한정되지 않으며, 보다 넓은 영역으로 확장되어, 랜드(land) 패턴들이 형성되어야 하는 인쇄회로기판 표면 영역까지 손상된다.

이러한 관찰로 다음과 같은 결론에 도달하였다. 즉, 예를 들어 클램프와 같은 접촉 기관상의 접촉점과 인쇄회로기판 표면상의 접촉점 사이의 경계영역에서 재료는, 그 재료를 둘러싸는 처리 용액에도 불구하고, 전류가 통과할 때 고온에 노출되며, 그에 따라 상기한 바와 같은 손상을 입는다. 종래의 접촉 기관으로는, 발생 열을 적당한 비용으로 효율적으로 제거할 수 없다. 접촉 기관은 화학적 내성이 큰 물질로 만들어져야 하기 때문에, 티타늄을 이용하는 것이 바람직하다. 이러한 물질은 열전도성이 낮다는 단점을 가진다. 구리는 화학적 내성을 가지지 못함으로써 클램프에 행해지는 후속 박리 공정 중에 용해되기 때문에, 보다 전도성이 좋은 구리를 티타늄 대신 사용할 수도 없다.

인쇄회로기판 표면상의 접촉점에 압착시키는 힘을 크게함으로써 개선 효과가있었다. 그렇게 함으로써, 구리층 및 절연 물질에 발생되는 전술한 손상을 줄일 수 있다. 그러나, 그렇게 힘을 크게하면 접촉부들을 개방 및 폐쇄하기가 곤란해지며, 따라서 그 해결책은 만족스럽지 못하다 통상적인 접촉력은 10 내지 30 N 이다. 또한, 인쇄회로기판의 외측면 상의 구리 코팅 두께를 작게하는 현재의 경향 때문에, 마음대로 접촉력을 크게할 수가 없다. 예를 들어 0.7 ㎛ 두께의 특히 얇은 구리층은 매우 민감하고 손상 또는 파손되기 쉬우며, 그에 따라 큰 접촉력에 의해 전단(剪斷)되어 떨어져 나갈 수도 있다. 결과적으로, 전류의 유동이 방해 받거나 심지어는 중단될 수도 있다.

전술한 문제점들을 제거할 수 있는 해결책을 발견하였는데, 이는 접촉점의 접촉 영역을 크게하는 것이다. 이러한 접근 방법은 갈바노엣지상에서 이용할 수 있는 영역이 충분히 큰 경우에만 성공적이 된다. 인쇄회로기판에서 이러한 불필요한 영역을 줄이기 위해 갈바노엣지의 폭을 가능한 한 작게하려는 현재의 경향을 감안하면, 이러한 대안도 실제로 적용하기가 곤란하다.

반면, 본 발명에 따른 방법에서, 판형 물체의 접촉 영역에 상응하는 접촉 부재들의 접촉 영역들 사이의 경계선의 길이 및 주변의 처리 용액이 접촉 영역에 비해 상대적으로 커지게 된다.

따라서, 본 발명에 따른 접촉 부재들은 경계선에 의해 한정되는 접촉 영역을 구비하며, 전체 접촉 영역의 크기(F)에 대한 전체 경계선 길이(L)의 제곱의 비(V)즉,

V = L²/ F

는 적어도 25 %, 바람직하게는 적어도 30 %, 특히 적어도 35 % 이다. 바람직하게, 접촉 영역들은 완전히 평면이다.

경계선은, 바람직하게는 완전 평면인 접촉 영역을 한정한다. 동시에, 그 경계선은 주변의 처리 용액에 대한 접촉 부재의 전이구역 및 접촉 부재가 압착되는 물체의 표면에 대한 접촉 부재의 전이구역을 한정한다. 둥근 엣지를 통해 측면 영역으로 넘어가는 접촉 영역을 이용할 때, 경계선은 접촉 부재, 처리 용액 및 물체의 표면 사이의 전이 영역에 의해 한정된다. 이러한 경우에도, 경계선은 바람직하게는 실질적으로 평면인 접촉 영역의 외측 한정으로 구성된다.

접촉 부재는, 바람직하게는 실질적으로 평면(2 차원)인 접촉 영역을 각각 구비하고 간격부에 의해 분리되는 예를 들어 2 개 이상의 돌부를 포함할 수 있다. 접촉 영역들은 실질적으로 하나의 평면에 위치되며, 전기 접촉이 그러한 모든 접촉 영역 및 인쇄회로기판 상의 대응 접촉 영역 사이에서 일어나도록 배치된다. 이러한 목적을 위해, 통상적으로 접촉 영역들은 접촉력에 의해 인쇄회로기판의 갈바노엣지 상에 압착된다.

다른 바람직한 실시예에서, 접촉 영역은 하나 이상의 접촉 영역, 바람직하게는 실질적으로 평면인 접촉 영역을 포함할 수도 있으며, 그 접촉 영역은 종래 접촉 부재의 경계선에 비해 경계선을 보다 길게 하기 위해 단순한 2 차원의 기하학적 형상을 적절하게 변형시킨 형상을 가질 수 있다. 접촉 영역은 별 모양, 삼엽(三葉)형 및 아령형일 수도 있다. 예를 들어 불규칙한 형상과 같이 경계선을 연장시킨 다른 형상도 가능하다. 바람직하게, 이러한 2 차원 형상들은 둘레에 굴곡부를 구비한다. 둘레 역시 예를 들어 톱니와 같은 노치(notch)부들을 포함할 수도 있다.

접촉 부재의 본 발명의 실시예는 소망하는 이점을 갖는다. 비록, 왜 그러한지는 정확히 알수 없지만, 선택된 배열에 의해 접촉점이 보다 양호하게 냉각되고 또 특히 얇은 금속층으로 큰 전류를 보다 균일하게 공급하기 때문으로 추측된다. 보다 긴 경계선으로 인해, 접촉점과 작업편 사이에서 유동하는 전류 밀도는 보다 작아진다. 일반적으로, 인쇄회로기판 표면상의 접촉점을 통해 유동하는 전류는 물질을 상당히 가열시킨다. 이는 인쇄기판 물질의 손상 또는 파손을 유발하는 온도까지 상승시킬 수 있다. 간격부에 의해 또는 접촉 영역에 규칙적 또는 불규칙적인 기하학적인 형상을 가하는 것에 의해 분리되는 접촉면을 구비한 몇개의 돌부를 창작적인 접촉부재에 마련하는 것에 의해, 나누어지지 않은 또는 단순한 기하학적 형상을 가지는 종래의 접촉 부재의 경우보다, 처리 용액이 접촉점을 보다 더 양호하게 냉각시킨다. 이러한 목적을 위해, 전해액이 돌부들과 인쇄회로기판의 표면 사이 또는 접촉 부재 둘레의 굴곡부들 사이의 간격부로 침투하고, 그에 따라 발생되는 열을 보다 효율적으로 발산시킨다. 반면, 종래 접촉 부재의 경우에는, 처리 용액이 균일하게 형성된 외측면에서 일체화 된 접촉점들만을 씻어내기 때문에, 그 경우에는 냉각이 현저하게 비효율적이 된다.

또한, 바람직한 방법에 따라 접촉 부재가 바람직하게는 실질적으로 편평한 접촉 영역을 가짐으로써, 접촉 부재들이 인쇄회로기판의 표면에 보다 양호하게 접하게 되어, 종래 장치 보다 밀접한 전기 접촉이 이루어진다. 결과적으로, 접촉점에서의 전달 저항 및 그에 따른 열 발생이 현저하게 감소된다. 또한, 표면상의 국부 압력이 작기 때문에, 민감하고 매우 얇은 구리 코팅이 손상되는 것이 방지된다.

접촉 부재의 특히 바람직한 실시예에서, 돌부는 실질적으로 원형이고 접촉 영역이 놓이는 평면에 평행한 부분을 구비한다. 돌부는 원통형 또는 단면이 접촉 영역을 향해 경사진 원추형일 수 있다.

돌부의 수는 짝수인 것이 바람직하다. 이 경우에, 그 돌부들은 열을 이뤄 배치된다. 6, 8 또는 10 개의 돌부들을 예를 들어 2 열로 정렬되고, 2 개의 돌부들이 서로 대향할 수도 있고 또는 2 개의 열의 돌부들이 서로 엇갈릴 수도 있다. 실질적으로 원형인 단면을 갖는 돌부들의 다른 정렬 및 그 조합들을 이용할 수 있다는 것은 분명하며, 예를 들어 톱니형 외측면을 가질 수도 있고 및/또는 3 ×3 또는 4 ×4 접촉점의 매트릭스(matrix)로 구성될 수도 있다. 특히, 4 개의 돌부들을 마련하고 각 접촉 영역이 직각사각형, 평행사변형 또는 사다리꼴의 모서리에 배치되도록 정렬할 수도 있다. 돌부의 단면을 원형이 아니라 타원형 또는 사변형(정사각형 또는 직사각형)으로 할 수도 있다.

본 발명에 따른 또 다른 실시예에서, 하나 이상의 간격부가 돌부들 사이에 마련되고, 그 간격부는 홈과 같이 형성된다. 돌부들은, 예를 들어 절개된 몇개의 홈들을 원형 표면을 가지는 하나의 접촉 영역에 도입함으로써 형성될 수도 있다. 그렇게 형성된 홈들은 원형 표면을 몇개의 접촉 영역으로 분할하며, 그 분할된 접촉 영역들은 원의 단편 형상을 가지고 또 톱니 형상을 가질 수도 있으며, 이를 위해 홈들이 특히 원형 표면의 중심을 가로지른다. 예를 들어 2 개의 간격부가 직교하는 홈들의 형태로 제공된다면, 원형 표면은 원의 단편 형상을 가지는 4 개의 동일한 크기의 접촉 영역으로 분할된다. 접촉 부재에 대한 처리 용액의 유동을 강하게 하면 다른 개선점이 얻어질 수 있는데, 이는 물질 전달 및 냉각이 증대되는 것이다. 이상에서 설명한 실시예는 액체 유동 효과를 상당히 개선한다.

바람직하게, 접촉 부재는 전기화학적으로 내성을 갖는 금속, 예를 들어 티타늄, 니오븀, 탄탈륨 또는 이러한 금속들이나 다른 금속들의 합금으로 만들어진다. 이러한 재질을 이용함으로써, 처리 용액에 의한 화학적 공격으로 부터 접촉 기관을 추가로 보호할 필요가 원칙적으로 없게 된다.

그러나, 작업중에 접촉 부재가 금속에 의해 피복되는 것을 방지하기위하여, 예를 들어 보호성 락카(lacquer)와 같은 절연 물질로 접촉 부재를 거의 완전히 둘러싸는 것이 바람직하다. 인쇄회로기판과의 완전한 접촉을 보장하기 위하여, 접촉 영역 만은 절연 물질이 없어야 한다.

대부분의 경우에 도금실을 통과한 직후 접촉점들이 다시 박리(strip)되기 때문에, 접촉 기관의 나머지 표면에 용착된 금속 또한 박리 공정에서 제거된다. 따라서, 절연 물질에 의한 보호 차폐는 완전히 제거된다.

접촉 부재를 전술한 금속들로 만든 경우에는 전기전도성이 상대적으로 나쁘게 되나, 예를 들어 구리로 만드는 경우에는 내식성이 요구된다. 많은 경우에 구리는 처리 용액의 화학적 공격에 충분히 안정적이지 않기 때문에, 접촉 영역은 전기전도성, 화학적 내식성 코팅으로 피복된다. 바람직하게, 그러한 코팅은 금, 플래티늄, 이리듐, 루테늄(ruthenium), 로듐(rhodium), 그 금속들의 합금 또는 혼합된 산화물로 이루어진다.

이하에서, 도 1 내지 도 6 을 참조하여 본 발명을 설명한다.

도 1 은 도금부(1) 및 박리부(2)를 포함하는 인쇄회로기판용 전해도금 플랜트의 일부를 단면도시한 것이다. 본 발명에 따른 접촉 부재(15,16)를 제외한다면, 상기 플랜트의 구조는 기본적으로 공지된 것이다.

인쇄회로기판(L)은 적절한 안내부재(도시 안됨)에 의해 도금부(1)를 관통하는 하나의 이송면내에서 안내된다. 공정에서, 인쇄회로기판(L)들은 수평방향으로 배치되고 또 수평방향(도면에 수직인 방향)으로 이송된다. 통상적으로 상기 안내부재로 롤러를 이용한다.

인쇄회로기판(L)을 진행시키기 위해, 그 인쇄회로기판(L)과 전기적으로 접촉되는 접촉 기관(3)이 채용되며, 이 경우에 그 접촉 기관은 클램프이다. 그러한 클램프(3)는 또한 인쇄회로기판(L)의 대향 엣지에도 마련되어, 그 판은 양측(도면의 부분도의 바깥쪽)에서 파지되어 진행될 것이다.

클램프(3)는 티타늄으로 만들어 지며, 그에 따라 처리용액(전해도금액 ; 4)에 대해 내(耐)부식성을 갖는다. 인쇄회로기판(L)은 액체에 의해 완전히 둘러싸여지도록 전해도금액(4)(액체 높이 (5)) 내에서 이송된다. 일반적으로, 전류가 양측면으로 공급될 수 있도록 양측면에 구리 베이스 층을 구비한 인쇄회로기판이 처리된다. 박리부(2)는, 클램프(3)를 박리하는데 적당하고 높이가 액체 높이(20)인 박리 용액(19) 및 반대 전극(21)을 포함한다.

접촉 클램프(3)는 합성물질 등으로 만들어진 무한궤도 체인 또는 무한궤도 코그 벨트(cog belt)(17)에 의해 구동되며, 서로 열을 이뤄 가깝게 배치되며, 그 간격은 예를 들어 약 6 cm 이다. 코그 벨트는 롤(18)에 의해 안내된다. 클램프(3)는 안내 레일(10)을 둘러싸는 내부 클램프 바아(7)에 의해 그 안내 레일(10) 상에서 안내된다. 따라서, 클램프(3)는 먼저 도금부(1)를 통과하고, 그 후에 박리부(2)를 통과한다.

접촉 클램프(3)는 2 개의 클램프 바아(6,7)로 구성되며, 그 클램프 바아들은 외측 바아(6)가 압축 스프링(9)의 힘에 대항하여 내측 바아(7)를 향해 피벗될 수 있도록 피벗부(8)에서 서로 결합된다. 압축 스프링(9)은 2 개의 바아들(6 및 7) 사이에서 피벗부(8) 위에 지지된다. 휴지(idle) 위치에서, 압축 스프링(9)은 바아들(6,7)을 서로 밀어, 클램프(3)가 폐쇄되게 한다. 이것은 클램프(3)가 도금부(1)내에서 안내되는 경우에 해당한다. 클램프(3)가 도금부(1)를 빠져나오면, 외측 바아(6)는 정지 레일(12)의 정지면(11)과 접촉하며, 그 정지면은 스프링력에 대항하여 클램프를 개방시킨다. 클램프(3)가 개방됨으로써, 인쇄회로기판(L)은 분리되고플랜트 외부로 배출될 수 있다. 다시 말해, 외측 바아(6)가 정지면(11)과 계속 접촉함으로써, 클램프(3)는 개방 상태를 유지한다.

활주 접촉부(13,14)가 클램프(3)에 전류를 공급한다. 이를 위해, 내측 바아(17)가 활주 접촉부(13,14)를 따라 활주한다. 도금부(1)에서는 접촉부(13)에 음극이 부여되는 반면, 박리부(2)에서는 활주 접촉부(14)에 양극이 부여된다.

도금부(1)로 들어갈 때, 클램프(3)는 도금부로 들어가는 인쇄회로기판(L)을 갈바노엣지에서 파지한다. 스프링(9)이 접촉 부재(15,16)에 10 내지 30 N 의 힘을 가함으로써, 클램프(3)와 인쇄회로기판(L) 사이에는 상당히 강한 기계적 결합이 이루어진다. 클램프(3)가 박리부(2)를 빠져 나갈때, 외측 바아(6)가 정지면(11)에서 벗어나고, 그에 따라 클램프(3)가 폐쇄된다. 폐쇄되는 클램프(3)가 플랜트내로 들어오는 인쇄회로기판(L)을 파지할 수 있도록, 정지부(11)를 구비한 정지 레일(12)의 단부의 위치를 결정한다. 인쇄회로기판(L)의 크기 및 클램프(3)들 사이의 간격에 따라, 4 개 내지 8 개의 클램프가 동시에 인쇄회로기판을 파지한다.

인쇄회로기판(L)이 클램프(3)에 의해 파지되는 동안, 활주 접촉부(13) 및 클램프(3)에 의해 공급되는 전류와 함께 음극이 기판에 부여된다. 개방된 클램프(3)가 도금부(1)를 빠져 나간 후에, 그 클램프들은 박리부(2)로 들어간다. 그 박리부에서, 접촉부(14) 및 클램프(3)는 기판에 양극을 부여하고 전류를 공급한다. 양극성으로 인해, 도금부(1)내의 전해도금 공정 중에 클램프(3)에 용착된 금속이 박리부(2)에서 벗겨진다.

본 발명에 따라, 상부 접촉 부재(15) 및 하부 접촉 부재(16)는 접촉바아(6,7)의 선단에 배치되어 큰 전류를 전달한다. 상기 접촉 부재(15,16)는 인쇄회로기판(L)의 표면상의 대응 위치에 견고하게 압착된다.

본 발명에 따른 접촉 부재(15)의 제 1 실시예를 도 2 에 도시하였다. 접촉 부재(15)는 외측 클램프 바아(6)의 봉(22)에 고정된다. 마찬가지로, 접촉 부재(16 ; 도 2 에는 도시 안됨)는 내측 클램프 바아(7)의 봉(23)에 고정된다. 접촉 부재(15,16)는, 접촉 족부(27) 및 서로 간격(25)을 두고 고정된 돌부(24)들로 실질적으로 구성된다. 이러한 실시예에서, 4 개의 돌부(24)가 마련되고, 그 돌부들은 정사각형의 모서리에 각각 배치된다. 한편, 접촉 돌부(24)는 경계선(34)에 의해 한정되는 접촉 영역(26)을 구비한다. 클램프(3) 폐쇄시에, 접촉 영역(26)은 인쇄회로기판의 표면상의 대응 접촉 영역을 매우 강하게 압착한다. 접촉 영역(26)의 편평성에 의해, 돌부(24)의 접촉 영역과 인쇄회로기판의 표면 사이에 접촉 저항이 거의 없는 밀접한 전기 접촉이 이루어진다. 양호한 전도성을 위해, 돌부(24)는 구리로 만들어 진다. 돌부(24)가 처리 용액에 대해 충분한 내식성을 갖도록, 그 돌부의 구리 상단면은 충분한 두께의 금으로 도금된다. 그 대신에, 다른 귀금속 또는 전도성 혼합 산화물을 보호층으로 이용할 수도 있다. 돌부(24)들 사이에 간격(25)을 제공함으로써, 접촉 부재(15, 16)가 인쇄회로기판(L)에 확실하게 압착된 상태에서도 처리 액체는 그 돌부(24)를 씻어낼 수 있다. 그 결과, 접촉 부재(15, 16)가 충분히 냉각되고, 그에 따라 인쇄회로기판의 표면이 과열에 의해 손상되지 않는다.

도 3 은 접촉 부재의 제 2 실시예를 도시한다. 이 경우에도, 접촉부재(15)(16 은 도시 안됨)는 접촉 족부(27)와 그 접촉 족부상에 배치된 돌부(24)로 구성된다. 이 경우에, 돌부(24)는 원형 표면으로 부터 나오고, 그 원형 표면에는 돌부(24)들 간의 간격을 형성하는 홈(25)이 파여진다. 이 경우에, 원형 표면을 원의 일부인 4 개의 대칭적 돌부(24)로 나누는 직교하는 2 개의 홈(25)을 형성한다. 이 경우에도, 여러가지 돌부(24)는 경계선(34)에 의해 한정되는 접촉 영역(26)을 일측에 구비한다.

도 4 는 접촉 부재의 제 3 실시예를 도시한다. 이 경우에, 접촉 부재(15)(16 은 도시 안됨)의 접촉 족부(27)는 긴 형상을 가진다. 여러가지 돌부(24)들은 열을 이룬 매트릭스(matrix) 형태로 정렬되고, 간격(홈)을 형성하는 절개부를 형성함으로써 만들어 진다. 마찬가지로, 돌부(24)는 경계선(34)에 의해 한정되는 접촉 영역(26)을 일측에 구비한다.

긴 형상의 돌부 정렬에 의해, 매우 좁은 갈바노엣지에도 큰 지지면을 형성할 수 있고, 동시에 충분히 큰 접촉면(F)을 이용할 수 있다. 결과적으로, 필요 없는 갈바노엣지의 폭을 보다 더 줄일 수 있다.

도 5 는 다른 실시예에 따른 접촉 영역(26)의 기하학적 형상을 도시한다. 각 접촉 영역(26)은 경계선(34)에 의해 한정된다. 별 모양, 삼엽(三葉)형 및 아령형을 이용할 수도 있다. 또한, 톱니가 형성된 하나 또는 다수의 원을 접촉 영역(26)으로 이용할 수도 있다.

도 6 은 접촉 클램프(3)의 다른 실시예를 도시한다. 본 발명의 접촉 부재(15,16)는 상기 클램프의 양 바아(6,7)에 고정된다. 이 경우에, 2 개의 평행한 바아(6,7)가 제공된다. 두 바아가 길이방향을 따라 서로 평행하게 활주될 수 있도록, 외측 바아(6)는 내측 바아(7)에 연결된다. 예를 들어 도 1 (안내 레일(10))에 도시한 바와 같이, 내측 바아(7)의 상단부가 안내 레일 상에서 안내되도록 한다. 이 경우에 외측 바아(6)의 봉(22)은 활주 베어링 본체(28,29)내의 내측 바아(7)의 봉(22)에 고정된 활주 베어링내에서 긴 구멍(33)을 통해 안내됨으로써, 봉의 길이방향 축에 평행하게 이동될 수 있다. 2 개의 바아의 하단부는, 각각 다른 높이에서 그러나 동일한 방향으로, 약 90 도의 각도로 경사진다. 접촉 부재(15,16)들은 굽혀진 아암(30,31)의 단부에서 정렬된다. 압축 스프링(32)이 2 개의 아암들을 서로 민다. 그 스프링(32)은 고정된 내측 바아(7)에 의해 상부 활주 베어링 본체(28) 을 통해서 그리고 외측 바아(6)에 고정된 돌출부(도시 안됨)에 의해서 지지된다.

외측 바아(6)의 내측 바아(7)에 대한 평행 운동으로 인해, 접촉 부재(15,16)의 접촉 영역(26)들이 완전히 평행으로 정렬될 수 있으며, 그에 따라 인쇄회로기판(L)의 표면에 대한 접촉 영역(26)의 최적의 접촉이 이루어질 수 있으며, 상기 인쇄회로기판은 역시 접촉 영역(26)에 평행하게 정렬된다.

"도면의 주요부분에 대한 부호의 설명"

1 도금부 2 박리부

3 접촉 클램프 4 처리 액체

5 처리 액체의 높이 6 외측 클램프 바아

7 내측 클램프 바아 8 피벗부

9 압축 스프링 10 안내 레일

11 정지면 12 정지 레일

13 활주 접촉부 14 활주 접촉부

15 상부 접촉 부재 16 하부 접촉 부재

17 코그 벨트 18 롤

19 박리 용액 20 박리 용액의 높이

21 반대 전극

22 접촉 클램(3)의 외측 바아(6)의 봉

23 접촉 클램(3)의 내측 바아(7)의 봉

24 돌부 25 돌부(24) 간의 간격

26 돌부(24)의 접촉 영역 27 접촉 족부

28 활주 베어링 본체 29 활주 베어링 본체

Claims

전해 공정에 의해 처리되는 실질적으로 판 형상인 물체에 전류를 공급하기 위한 접촉 부재로서,

상기 접촉 부재(15,16)는 하나 또는 그 이상의 접촉 영역(26)을 구비하고, 상기 접촉 영역은, 인쇄기판재료(L)의 전도 표면상의 접촉 영역에 압착된 접촉 부재(15,16)로 부터 전도 표면으로 큰 전류가 전달될 때 상기 접촉 영역에 인접한 전도 표면 영역에 손상이 발생하지 않도록 형성되는 것을 특징으로 하는 접촉 부재.
제 1 항에 있어서, 상기 접촉 부재(15,16)는 경계선(34)에 의해 한정되는 접촉 영역(26)을 구비하고, 상기 접촉 영역의 형상은, 전체 접촉 영역(26)의 크기(F)에 대한 전체 경계선(34) 길이(L)의 제곱의 비(V) 즉,

V = L²/ F

가 25 % 이상이 되도록 한 것을 특징으로 하는 접촉 부재.
선행 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접촉 부재(15,16)는, 각각 하나의 접촉 영역(26)을 구비하고 간격부(25)에 의해서 분리되는 2 개 이상의 돌부(24)를 구비하며, 상기 접촉 영역(26)들은, 모든 접촉 영역(26)들 및 물체(L) 상의 대응 접촉 영역들을 따라서 전기 접촉이 이루어지도록 실질적으로 하나의 평면상에 배치되고 정렬되는 것을 특징으로 하는 접촉 부재.
제 3 항에 있어서, 상기 돌부(24)는, 실질적으로 원형이고 접촉 영역(26)이 놓이는 평면에 평행인 부분을 구비하는 것을 특징으로 하는 접촉 부재.
제 3 항 및 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 돌부(24)의 개수는 짝수이고, 돌부(24)들은 열(row)을 이뤄 배치되는 것을 특징으로 하는 접촉 부재.
제 5 항에 있어서, 각 접촉 영역(26) 직각사각형, 평행사변형 및 사다리꼴의 모서리에 마련되도록, 4 개의 돌부(24)가 마련되고 배치되는 것을 특징으로 하는 접촉 부재.
제 3 항에 있어서, 홈 형태의 하나 이상의 간격부(25)를 구비한 것을 특징으로 하는 접촉 부재.
제 7 항에 있어서, 원의 단편 형상을 가지는 다수개의 접촉 영역(26)으로 원형 표면을 분할하는 다수개의 홈(25)을 구비하고, 상기 홈(25)은 원형 표면의 중심을 가로지르는 것을 특징으로 하는 접촉 부재.
제 8 항에 있어서, 원의 단편 형상을 가지는 동일한 크기의 4 개의 접촉 영역(26)을 원형 표면을 분할하고 서로 직교하는 2 개의 홈(25)을 구비하는 것을 특징으로 하는 접촉 부재.
제 1 항 및 제 2 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접촉 부재(15,16)는 하나 이상의 접촉 영역(26)을 구비하고, 상기 접촉 영역(26)은 별 모양, 삼엽(三葉)형 및 아령형인 것을 특징으로 하는 접촉 부재.
선행 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접촉 부재는 바람직하게는 티타늄, 니오븀, 탄탈륨 또는 그 금속들이나 다른 금속들의 합금으로 만들어지는 것을 특징으로 하는 접촉 부재.
선행 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접촉 영역(26)은 실질적으로 구리로 만들어진 것을 특징으로 하는 접촉 부재.
선행 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접촉 영역(26)은 금, 플래티늄, 이리듐, 루테늄, 로듐, 그 금속들의 합금 또는 혼합된 산화물로 이루어진 전기전도성, 내식성 코팅으로 피복된 것을 특징으로 하는 접촉 부재.
전해 공정에 의해 처리되는 실질적으로 판형인 물체에 전류를 공급하기 위한 접촉 기관으로서, 하나 이상의 봉 및 하나 이상의 접촉 부재를 포함하며, 상기 하나 이상의 접촉 부재는 상기 봉의 일단부에 정렬되고, 상기 봉은 상기 접촉 부재가물체의 표면상에 압착될 수 있도록 복원력에 의해 접촉 부재와 함께 이동할 수 있는 것을 특징으로 하는 접촉 기관.
제 14 항에 있어서, 상기 접촉 부재(15,16)는 경계선에 의해 한정되는 접촉 영역(26)을 구비하고, 상기 접촉 영역은 의 형상은, 전체 접촉 영역(26)의 크기(F)에 대한 전체 경계선(34) 길이(L)의 제곱의 비(V) 즉,

V = L²/ F

가 25 % 이상이 되도록 한 것을 특징으로 하는 접촉 기관.
제 14 항에 있어서, 상기 접촉 부재(15,16)는, 각각 하나의 접촉 영역(26)을 구비하고 간격부(25)에 의해서 분리되는 2 개 이상의 돌부(24)를 구비하며, 상기 접촉 영역(26)들은, 모든 접촉 영역(26)들 및 물체(L) 상의 대응 접촉 영역들을 따라서 전기 접촉이 이루어지도록 실질적으로 하나의 평면상에 배치되고 정렬되는 것을 특징으로 하는 접촉 기관.
전해 공정에 의해 처리되는 실질적으로 판형인 물체에 전류를 공급하기 위한 방법으로서, 하나 이상의 전류 전달 접촉 부재가 상기 물체의 표면상에 압착되고, 그에 따라 접촉 부재와 물체 사이에 전류 유동이 발생되며,

상기 접촉 부재(15,16)는 하나 또는 그 이상의 접촉 영역(26)을 구비하고, 상기 접촉 영역은, 인쇄기판재료(L)의 전도 표면상의 접촉 영역에 압착된 접촉 부재(15,16)로 부터 전도 표면으로 큰 전류가 전달될 때 상기 접촉 영역에 인접한 전도 표면 영역에 손상이 발생하지 않도록 형성되는 것을 특징으로 하는 전류 공급 방법.
제 17 항에 있어서, 상기 접촉 부재(15,16)는 경계선에 의해 한정되는 접촉 영역(26)을 구비하고, 상기 접촉 영역은 의 형상은, 전체 접촉 영역(26)의 크기(F)에 대한 전체 경계선(34) 길이(L)의 제곱의 비(V) 즉,

V = L²/ F

가 25 % 이상이 되도록 한 것을 특징으로 하는 접촉 기관.