KR100526243B1 - Method for Determinning Solderability - Google Patents

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KR100526243B1
KR100526243B1 KR10-2003-0038138A KR20030038138A KR100526243B1 KR 100526243 B1 KR100526243 B1 KR 100526243B1 KR 20030038138 A KR20030038138 A KR 20030038138A KR 100526243 B1 KR100526243 B1 KR 100526243B1
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이준호
김고은
이승우
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Abstract

본 발명은 도금액의 CV(Cyclic Voltametry)곡선을 측정하고 이를 이용하여 칩부품과 같은 소재의 납땜성을 비파괴적인 방식으로 평가하는 방법에 관한 것으로서, 보다 신속하고 보다 경제적으로 납땜성을 평가할 수 있는 방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있는 것이다.The present invention relates to a method for measuring the cyclic voltametry (CV) curve of a plating liquid and using the same to evaluate the solderability of a material such as a chip component in a non-destructive manner. It is intended to provide a purpose that is.

본 발명은 도금액의 CV곡선을 측정하고 측정된 CV곡선이 4.4mA/㎠ ~ -2.8mA/㎠ 의 전류밀도 피크를 갖고, 그리고 크로스 오버(Cross Over)가 발생하지 않는 경우에는 상기 도금액이 수용 가능한 납땜성을 부여하는 것으로 판단하고, 그렇지 않은 경우에는 상기 도금액이 수용할 수 없는 납땜성을 부여하는 것으로 판단하는 단계를 포함하여 구성되는 납땜성 평가방법을 그 요지로 한다.The present invention measures the CV curve of the plating liquid, and the measured CV curve has a current density peak of 4.4 mA / cm 2 to -2.8 mA / cm 2, and when the cross-over does not occur, the plating liquid is acceptable. The main point is a solderability evaluation method including determining that the soldering property is imparted, and otherwise determining that the plating solution imparts unacceptable solderability.

본 발명에 의하면, 도금액의 CV곡선을 측정하여 비파괴적인 방식으로 납땜성을 평가함으로써 평가시간 및 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 도금액의 유지관리를 보다 원활하게 할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.According to the present invention, by measuring the CV curve of the plating liquid to evaluate the solderability in a non-destructive manner, not only can the evaluation time and cost be reduced, but also the effect of more smoothly maintaining the plating liquid can be obtained.

Description

납땜성 평가방법{Method for Determinning Solderability}Method for Determinning Solderability

본 발명은 칩부품과 같은 소재에 솔더도금하여 납땜성을 부여한 후 납땜을 행할시 납땜성을 평가하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 도금액의 CV(Cyclic Voltametry)곡선을 측정하고 이를 이용하여 납땜성을 비파괴적인 방식으로 평가하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for evaluating solderability when soldering is applied to a material such as a chip component to give solderability, and then soldering. It is about how to evaluate sex in a non-destructive way.

칩부품이란 세라믹 본체와 금속의 전극을 기본으로 하여 제작된 소형의 전자부품으로서 MLCC(Multi Layer Ceramic Condencer), 레지스터(Resistor), 인덕터(Inductor) 및 유전체 필터등이 이에 속한다.Chip components are small electronic components manufactured on the basis of ceramic bodies and metal electrodes, and include MLCCs, resistors, inductors, and dielectric filters.

이러한 칩부품은 컴퓨터, 이동통신용기기 및 가전제품과 같은 전자기기의 핵심부품으로 사용되고 있으며, 칩의 외부전극을 납땜하여 PCB 기판에 장착하게 된다. These chip parts are used as core parts of electronic devices such as computers, mobile communication devices, and home appliances, and are mounted on PCB boards by soldering external electrodes of the chip.

이때 칩의 외부전극에는 납땜을 위하여 최종적으로 Sn 또는 Sn-Pb 합금도금을 행하게 되는데, 특히 Sn-Pb 합금도금은 주석도금이나 납도금보다 입자가 미세하고 내식성 및 납땜성(solderability)이 뛰어나 전자공업분야에서 널리 이용되고 있다.At this time, Sn or Sn-Pb alloy plating is finally applied to the external electrode of the chip. In particular, Sn-Pb alloy plating is finer than tin plating or lead plating, and finer in corrosion resistance and solderability. It is widely used in the field.

따라서, 외부전극을 PCB 기판에 장착할 때 행해지는 납땜시 외부전극의 납땜성은 전자부품의 불량여부를 결정짓는 중요한 요소라할 수 있다.Therefore, the solderability of the external electrode during soldering performed when the external electrode is mounted on the PCB substrate may be an important factor in determining whether the electronic component is defective.

한편, 칩부품(외부전극)의 납땜성을 평가는 방법으로는 리플로우(reflow)나 플로우(flow)등과 같이 파괴적인 방식으로 납땜성을 평가하는 방법이 알려져 있다.On the other hand, as a method of evaluating the solderability of chip components (external electrodes), a method of evaluating the solderability in a destructive manner such as reflow or flow is known.

그러나, 상기한 방법에 의하여 납땜성을 평가하는 경우에는 시간이 많이 소요될 뿐만 아니라 많은 비용이 소요되는 문제점이 있다.However, in the case of evaluating the solderability by the above method, there is a problem that not only takes a lot of time but also a lot of cost.

본 발명자들은 상기한 종래기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 연구 및 실험을 행하고, 그 결과에 근거하여 본 발명을 제안하게 된 것으로서, 본 발명은 도금액의 CV(Cyclic Voltametry)곡선을 측정하고 이를 이용하여 비파괴적인 방식으로 납땜성을 평가함으로써, 보다 신속하고 보다 경제적으로 납땜성을 평가할 수 있는 방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있는 것이다. The present inventors conducted research and experiments to solve the above-mentioned problems of the prior art, and proposed the present invention based on the results. The present invention measures the CV (Cyclic Voltametry) curve of the plating solution and uses the same. By evaluating solderability in a non-destructive manner, it is intended to provide a method for evaluating solderability faster and more economically.

이하, 본 발명에 대하여 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated.

본 발명은 소재에 납땜성을 부여하기 위하여 적어도 하나 이상의 첨가제를 함유하는 Sn 또는 Sn-Pb 도금액을 이용하여 솔더 도금을 행한 다음, 납땜을 행하는 방법에 있어서,In the present invention, in order to impart solderability to a material, soldering is performed using Sn or Sn-Pb plating solution containing at least one additive, and then soldering is performed.

기준전극(Reference electrode)으로 포화 칼로멜 전극(Saturated Calomel Electrode, KCl)을, 카운터 전극(Counter electrode)으로 탄소전극을, 작업전극(Working electrode)으로 1㎠ 면적의 동판을 사용하고, 그리고 CV(Cyclic Voltametry)를 사용하여 -1000mV~1000mV의 스캔범위(Scan range)의 조건으로 상기 도금액에 대하여 CV곡선을 측정하는 단계; 및Saturated Calomel Electrode (KCl) was used as a reference electrode, a carbon electrode was used as a counter electrode, and a copper plate of 1 cm 2 was used as a working electrode, and CV (Cyclic) was used. Measuring a CV curve with respect to the plating liquid under a condition of a scan range of -1000 mV to 1000 mV using voltametry); And

상기와 같이 측정된 CV곡선이 4.4mA/㎠ ~ -2.8mA/㎠ 의 전류밀도 피크를 갖고, 그리고 크로스 오버(Cross Over)가 발생하지 않는 경우에는 상기 도금액이 수용 가능한 납땜성을 부여하는 것으로 판단하고, 상기 전류밀도 피크를 벗어나거나 또는/그리고 크로스 오버가 발생하는 경우에는 상기 도금액이 수용할 수 없는 납땜성을 부여하는 것으로 판단하는 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 납땜성 평가방법에 관한 것이다. When the CV curve measured as described above has a current density peak of 4.4 mA / cm 2 to -2.8 mA / cm 2, and no cross over occurs, it is determined that the plating solution gives acceptable solderability. And determining that the plating liquid imparts unacceptable solderability when the current density peak deviates from the current density peak and / or crossover occurs. .

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated in detail.

도 1에도 나타나 있는 바와 같이, 칩부품과 같은 소재에 납땜성을 부여하는 솔더도금공정은 통상 장입단계(Loading), 세정단계(cleaning), 활성화단계 (Activation). Ni 도금단계(Ni Plating), 프리딥 단계( Predip), Sn 또는 Sn-Pb도금액에서 납땜성 부여를 위한 도금을 행하는 단계(Sn 또는 Sn-Pb Plating), 중화단계(Neutralization), 탕세단계(Hot D. I Rinse) 및 건조단계 (Drying)를 포함하여 이루어진다.As shown in Figure 1, the solder plating process for imparting solderability to a material such as a chip component is usually a loading step, a cleaning step, an activation step. Ni Plating, Predip, Plating for Imparting Solderability in Sn or Sn-Pb Plating Solution (Sn or Sn-Pb Plating), Neutralization, Hot Washing Step D. I Rinse) and drying.

상기 Sn 또는 Sn-Pb도금액에는 통상, 적어도 하나 이상의 첨가제가 첨가된다.At least one additive is usually added to the Sn or Sn-Pb plating solution.

상기 첨가제로는 입자미세화제(grain refiner), 평활제(leveller), 계면활성제(surfactant), 광택제(brightener), 및 응력저감제(stress reducer)등을 들수 있다.The additives include grain refiners, levelers, surfactants, brighteners, stress reducers, and the like.

본 발명자들은 Sn 또는 Sn-Pb 도금액중의 첨가제의 종류 및 그 농도가 도금층의 합금비율 및 구조(미세조직)등에 미치는 영향과 그에 따른 납땜성과의 연관성을 연구한 결과, 첨가제의 종류 및 농도가 도금층의 미세조직에 영향을 미친다는 것을 밝혀내고, 이에 근거하여 도금액의 CVS곡선에 의하여 납땜성을 평가할 수 있는 방법을 완성하게 된 것이다.The present inventors studied the effect of the type and concentration of the additive in the Sn or Sn-Pb plating solution on the alloy ratio and the structure (microstructure) of the plating layer and the correlation between the solderability thereof. It was found that it affects the microstructure of, and based on this, the method of evaluating the solderability by the CVS curve of the plating liquid was completed.

본 발명은 소재에 납땜성을 부여하기 위하여 적어도 하나 이상의 첨가제를 함유하는 Sn 또는 Sn-Pb 도금액을 이용하여 솔더 도금을 행한 다음, 납땜을 행하는 기술에 바람직하게 적용되는 것이다.The present invention is preferably applied to a technique of performing solder soldering using Sn or Sn-Pb plating solution containing at least one additive to impart solderability to a material, and then soldering.

상기 소재로는 MLCC(Multi Layer Ceramic Condencer), 레지스터(Resistor), 인덕터(Inductor) 및 유전체 필터등과 같은 칩부품을 들수 있다.The material may be a chip component such as a multi-layer ceramic capacitor (MLCC), a resistor, an inductor, and a dielectric filter.

그러나, 본 발명은 상기한 칩부품에 한정되는 것은 아니며, 적어도 하나 이상의 첨가제 함유 Sn 또는 Sn-Pb 도금액을 이용한 납땜성 부여 도금이 행해지는 것이라면 어느 것에나 적용될 수 있다. However, the present invention is not limited to the above-described chip parts, and may be applied to any of the solder-providing platings using at least one additive-containing Sn or Sn-Pb plating solution.

상기 평활제(leveler)는 소재표면의 볼록부위에 많이 석출하여 금속이온의 방해물질로 작용함으로써 오목부위의 전류밀도가 높아져 도금두께가 증가함과 동시에 소재표면의 요철을 평활화시키기 위하여 첨가되는 성분으로서 균일전착력(throwing power) 및 광택에 영향을 미친다.The leveler is a component that is added to smooth the irregularities of the surface of the material while increasing the plating thickness by increasing the current density of the concave area by increasing the current density of the concave area by acting as a barrier material of metal ions due to precipitation on the convex portion of the material surface. It affects the throwing power and gloss.

상기 입자미세화제는 석출의 핵으로 작용하여 도금층의 입자를 미세화시키기 위하여 첨가되는 성분으로서 평활성이나 광택등에 영향을 미친다.The particle micronizing agent acts as a nucleus of precipitation and affects smoothness, glossiness, etc. as a component added to refine the particles of the plating layer.

본 발명자들은 평활제 및 입자미세화제가 적당량 첨가되는 경우에는 입자들이 뭉쳐있지 않고 독립적으로 존재하고, 입자가 미세하고 치밀해지는 것을 확인하였다.The present inventors confirmed that when an appropriate amount of the leveling agent and the particle fine agent are added, the particles do not aggregate and exist independently, and the particles become fine and dense.

한편, 평활제가 단독 첨가되는 경우에는 도금막이 치밀하지 못하고, 입자미세화제가 단독으로 첨가되는 경우에는 입자가 크고 뭉쳐있는 것을 확인할 수 있었다.On the other hand, when the leveling agent was added alone, the plating film was not dense, and when the particle micronizing agent was added alone, it was confirmed that the particles were large and agglomerated.

또한, 평활제와 계면활성제가 적당량 첨가되는 경우에는 입자들이 뭉쳐있지 않고 독립적으로 존재하고, 입자가 미세하고 치밀해지는 것을 관찰하였다.In addition, when an appropriate amount of the leveling agent and the surfactant were added, it was observed that the particles did not aggregate and exist independently, and the particles became fine and dense.

상기 평활제는 입자 미세화에 더 영향을 미치고, 계면활성제는 치밀화에 더 영향을 미치는 것임을 확인할 수 있었다.It was confirmed that the leveling agent further affects particle refinement, and the surfactant further affects densification.

본 발명에 따라 도금액의 납땜성을 평가하기 위해서는 도금액에 대한 CV 곡선을 측정하는 것이 필요하다.In order to evaluate the solderability of the plating liquid according to the present invention, it is necessary to measure the CV curve for the plating liquid.

상기 도금액에 대한 CV곡선은 기준전극(Reference electrode)으로 포화 칼로멜 전극(Saturated Calomel Electrode, KCl)을, 카운터 전극(Counter electrode)으로 탄소전극을, 작업전극(Working electrode)으로 1㎠ 면적의 동판을 사용하고, 그리고 CV를 사용하여 -1000mV~1000mV의 스캔범위(Scan range)의 조건으로 측정한다.The CV curve for the plating liquid is a saturated calomel electrode (KCl) as a reference electrode, a carbon electrode as a counter electrode, and a copper plate having a 1 cm 2 area as a working electrode. Measure the scan range using -1000mV ~ 1000mV using CV.

상기 CV곡선의 측정시 스캔속도(Scan rate )는 100mV/sec로 설정하는 것이 바람직하다.The scan rate during the measurement of the CV curve is preferably set to 100 mV / sec.

다음에, 상기와 같이 측정된 CV곡선이 4.4mA/㎠ ~ -2.8mA/㎠ 의 전류밀도 피크를 갖고, 그리고 크로스 오버가 발생하지 않는 경우에는 상기 도금액이 수용 가능한 납땜성을 부여하는 것으로 판단하는데, 이에 대하여 설명하면 다음과 같다.Next, when the CV curve measured as described above has a current density peak of 4.4 mA / cm 2 to -2.8 mA / cm 2, and no crossover occurs, it is determined that the plating solution gives acceptable solderability. This is described below.

한편, 납땜하려는 소재가 입자가 뭉쳐있지 않고 독립적으로 존재하고, 미세하고 치밀한 도금층을 갖는 경우에는 우수한 납땜성을 갖는다는 것이 알려져 있다. On the other hand, it is known that the material to be soldered is present independently of the particles, without being agglomerated, and has excellent solderability in the case of having a fine and dense plating layer.

따라서, 도금층의 조직을 정확히 예측할 수 있다면, 그 예측결과에 의하여 납땜성을 평가할 수 있을 것이다.Therefore, if the structure of the plating layer can be accurately predicted, the solderability can be evaluated based on the prediction result.

본 발명에서는 도금액의 CV곡선을 분석함으로써 도금층의 조직을 정확히 예측할 수 있고, 그 예측 결과에 의하여 납땜성을 평가하는 것이다.In the present invention, the structure of the plating layer can be accurately predicted by analyzing the CV curve of the plating liquid, and the solderability is evaluated based on the prediction result.

상기한 본 발명의 전류밀도피크범위를 만족하는 CV곡선을 갖는 도금액을 사용하여 솔더도금된 도금층은 입자들이 뭉쳐있지 않고 독립적으로 존재하고, 입자가 미세하고 치밀한 조직을 갖게 된다.The plating layer solder-plated using a plating liquid having a CV curve satisfying the current density peak range of the present invention described above does not have agglomeration of particles and exists independently, and the particles have a fine and dense structure.

따라서, 이러한 조건을 만족하는 CV곡선을 갖는 도금액을 사용하여 도금된 도금층은 차후 납땜시 우수한 납땜성을 나타내게 된다.Therefore, the plated layer plated using a plating liquid having a CV curve satisfying these conditions shows excellent solderability in subsequent soldering.

반면에, 상기와 같이 측정된 CV곡선의 전류밀도 피크가 4.4mA/㎠ ~ -2.8mA/㎠ 의 범위를 벗어나거나 또는/그리고 크로스 오버가 발생하는 경우에는 상기 도금액이 수용할 수 없는 납땜성을 부여하는 것으로 판단한다.즉, 상기와 같이 측정된 CV곡선의 전류밀도 피크가 4.4mA/㎠ ~ -2.8mA/㎠ 의 범위를 벗어나는 경우 및 크로스 오버가 발생하는 경우중 어느 하나의 경우라도 발생하는 경우에는 상기 도금액이 수용할 수 없는 납땜성을 부여하는 것으로 판단한다.On the other hand, when the current density peak of the CV curve measured as described above is out of the range of 4.4 mA / cm 2 to -2.8 mA / cm 2 and / or crossover occurs, the plating solution cannot accept the solderability. In other words, the current density peak of the CV curve measured as described above is out of the range of 4.4 mA / cm 2 to -2.8 mA / cm 2 and crossover occurs. In this case, it is determined that the plating liquid imparts unacceptable solderability.

상기 전류밀도피크를 벗어나는 CV곡선을 갖는 도금액을 사용하여 도금된 도금층은 입자가 크고 뭉쳐있고 치밀하지 못한 조직을 갖게 된다.The plating layer plated using a plating liquid having a CV curve outside the current density peak has large, aggregated, and dense structures.

따라서, 이러한 조건을 만족하는 CV곡선을 갖는 도금액을 사용하여 도금된 도금층은 차후 납땜시 납땜성이 불량하게 된다.Therefore, the plating layer plated using a plating liquid having a CV curve satisfying these conditions will have poor solderability in subsequent soldering.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.

(실시예)(Example)

하기 표 1 및 표 2 와 같이 첨가제를 함유하는 Sn-Pb 도금액에 대하여 CV 곡선을 측정하고, 그 결과를 도 2 및 도 3에 나타내고, 또한 SEM(Scanning Electron Microscope)을 이용하여 이 도금액으로 도금된 도금층을 관찰하고, 그 결과를 도 4 및 도 5에 나타내었다.CV curves were measured for Sn-Pb plating solutions containing additives as shown in Tables 1 and 2 below, and the results are shown in FIGS. 2 and 3, and were plated with this plating solution using SEM (Scanning Electron Microscope). The plating layer was observed and the result is shown to FIG. 4 and FIG.

상기 CV곡선측정시 기준전극으로 포화 카로멜 전극(KCl)을, 카운터 전극으 로 탄소전극을, 작업전극으로 1㎠면적의 동판을 사용하였고, 상온에서 스캔범위 -1000mV에서 1000mV 까지 스캔속도 100mV/sec로 작업하였다.When measuring the CV curve, a saturated caramel electrode (KCl) was used as the reference electrode, a carbon electrode was used as the counter electrode, and a copper plate of 1 cm 2 area was used as the working electrode, and the scan speed was 100 mV / up to 1000 mV at a scan range at room temperature. worked in sec.

이때 도금액은 마그네틱 바를 이용하여 500rpm/min의 속도로 교반하였다.At this time, the plating liquid was stirred at a speed of 500 rpm / min using a magnetic bar.

입자미세화제(ml/l)Particle Micronizer (ml / l) 평활제(ml/l)Leveling agent (ml / l) 00 4040 6060 8080 100100 120120 150150 00 0-40-4 0-60-6 0-80-8 0-100-10 0-120-12 0-150-15 1010 1-01-0 1-41-4 1-61-6 1-81-8 1-101-10 1-121-12 1-151-15 2020 2-02-0 2-42-4 2-62-6 2-82-8 2-102-10 2-122-12 2-152-15 3030 3-03-0 3-43-4 3-63-6 3-83-8 3-103-10 3-123-12 3-153-15 4040 4-04-0 4-44-4 4-64-6 4-84-8 4-104-10 4-124-12 4-154-15 5050 5-05-0 5-45-4 5-65-6 5-85-8 5-105-10 5-125-12 5-155-15 6060 6-06-0 6-46-4 6-66-6 6-86-8 6-106-10 6-126-12 6-156-15

상기 표 1에서 "1-0"등은 입자미세화제 및 평활제가 첨가된 시험도금액들을 나타내는 기호이다.In Table 1, "1-0" and the like are symbols representing test plating solutions to which a particle micronizing agent and a leveling agent are added.

Sulfactant(ml/l)Sulfactant (ml / l) 평활제(ml/l)Leveling agent (ml / l) 00 4040 100100 150150 00 -- L40-S0L40-S0 -- L150-S0L150-S0 55 L0-S5L0-S5 -- -- -- 2020 -- -- L100-S20L100-S20 -- 3030 L0-S30L0-S30 -- -- L150-S30L150-S30

상기 표 2에서 "L0-S5"등은 계면활성제 및 평활제가 첨가된 시험도금액들을 나타내는 기호이다.In Table 2, "L0-S5" and the like are symbols representing test plating solutions to which a surfactant and a leveling agent are added.

도 2에서, (a)는 입자미세화제 및 평활제가 첨가되지 않은 도금액의 CV곡선을 나타내고, (b) 및 (c)는 평활제만 첨가된 도금액(표 1의 시험액 '0-4', 및 '0-15')의 CV곡선을 나타내고, (d)와 (e)는 입자미세화제만 첨가된 도금액 (표 1의 시험액 '1-0', 및 '6-0')의 CV곡선을 나타내고, (f)는 입자미세화제 및 평활제가 최적조건으로 첨가된 도금액(표 1의 시험액 '4-10') 의 CV곡선을 나타내고, 그리고 (g)는 입자미세화제 및 평활제가 고 농도로 첨가된 도금액(표 1의 시험액 '6-15')의 CV곡선을 나타낸다.In Fig. 2, (a) shows the CV curve of the plating liquid to which the particle micronizing agent and the leveling agent are not added, (b) and (c) shows the plating liquid to which only the leveling agent is added (test solution '0-4' in Table 1, and '0-15') shows the CV curve, (d) and (e) shows the CV curve of the plating solution (test solution '1-0' and '6-0' of Table 1) to which only the particle micronizing agent was added , (f) shows the CV curve of the plating solution (test solution '4-10' in Table 1) to which the particle micronizing agent and the leveling agent were added at optimum conditions, and (g) the particle micronizing agent and the leveling agent was added at a high concentration. The CV curve of the plating liquid (test solution '6-15' in Table 1) is shown.

도 3에서, (a)는 계면활성제가 고 농도로 첨가된 도금액(표 2의 시험액 'L0-S30')의 CV곡선을 나타내고, (b)는 평활제가 고 농도로 첨가된 도금액(표 2의 시험액 'L150-S0') 의 CV곡선을 나타내고, (c)는 계면활성제 및 평활제가 최적조건으로 첨가된 도금액(표 2의 시험액 'L100-S20' )의 CV곡선을 나타내고, 그리고 (d)는 계면활성제 및 평활제가 고 농도로 첨가된 도금액(표 2의 시험액 'L150-S30' )의 CV곡선을 나타낸다.In FIG. 3, (a) shows the CV curve of the plating solution to which the surfactant is added at a high concentration (test solution 'L0-S30' in Table 2), and (b) the plating solution to which the leveling agent is added at the high concentration (see Table 2 (C) shows the CV curve of the test solution 'L150-S0'), (c) shows the CV curve of the plating liquid (test solution 'L100-S20' of Table 2) to which the surfactant and the smoothing agent were added optimally, and (d) CV curve of the plating liquid (test liquid 'L150-S30' of Table 2) to which surfactant and leveling agent were added at high concentration is shown.

도 4에서, (a)는 입자미세화제 및 평활제가 첨가되지 않은 도금액을 사용하여 도금한 도금층의 미세조직사진을 나타내고, (b) 및 (c)는 평활제만 첨가된 도금액(표 1의 시험액 '0-4', 및 '0-15')을 사용하여 도금한 도금층의 미세조직사진을 나타내고, (d)와 (e)는 입자미세화제만 첨가된 도금액 (표 1의 시험액 '1-0', 및 '6-0')을 사용하여 도금한 도금층의 미세조직사진을 나타내고, (f)는 입자미세화제 및 평활제가 최적조건으로 첨가된 도금액(표 1의 시험액 '4-10')을 사용하여 도금한 도금층의 미세조직사진을 나타내고, 그리고 (g)는 입자미세화제 및 평활제가 고 농도로 첨가된 도금액(표 1의 시험액 '6-15')을 사용하여 도금한 도금층의 미세조직사진을 나타낸다.In FIG. 4, (a) shows a microstructure photograph of a plating layer plated using a plating liquid without a particle micronizing agent and a smoothing agent, and (b) and (c) shows a plating liquid with only a smoothing agent added (the test solution of Table 1). The microstructure photograph of the plating layer plated using '0-4' and '0-15') is shown, and (d) and (e) shows the plating solution (Test solution '1-0 in Table 1) to which only the particle finer is added. ', And' 6-0 ') shows a microstructure photograph of the plating layer plated using, and (f) shows the plating solution (test solution' 4-10 'in Table 1) to which the particle micronizing agent and the smoothing agent were added under optimum conditions. Microstructure photograph of the plated layer plated using, and (g) microstructure photograph of the plated layer plated using the plating solution (test solution '6-15' in Table 1) to which the particle micronizing agent and the leveling agent were added at a high concentration. Indicates.

도 5에서, (a) 및 (b)는 계면활성제만 첨가된 도금액(표 2의 시험액 'L0-S5' 및 'L0-S30')을 사용하여 도금한 도금층의 미세조직사진을 나타내고, (c) 및 (d)는 평활제만 첨가된 도금액(표 2의 시험액 'L40-S0' 및 'L150-S0')을 사용하여 도금한 도금층의 미세조직사진을 나타내고, (e)는 계면활성제 및 평활제가 최적조건으로 첨가된 도금액(표 2의 시험액 'L100-S20' )을 사용하여 도금한 도금층의 미세조직사진을 나타내고, 그리고 (f)는 계면활성제 및 평활제가 고 농도로 첨가된 도금액(표 2의 시험액 'L150-S30' )을 사용하여 도금한 도금층의 미세조직사진을 나타낸다.In Figure 5, (a) and (b) shows a microstructure photograph of the plating layer plated using the plating solution (test solution 'L0-S5' and 'L0-S30' of Table 2) to which only the surfactant is added, (c ) And (d) show the microstructure photograph of the plating layer plated using the plating solution (Test solution 'L40-S0' and 'L150-S0' of Table 2) to which only the smoothing agent was added, and (e) shows surfactant and smoothing The microstructure photograph of the plating layer plated using the plating solution I added as the optimum condition (test solution 'L100-S20' in Table 2) is shown, and (f) shows the plating solution to which the surfactant and the leveling agent are added at a high concentration (Table 2). The microstructure photograph of the plating layer plated using the test solution 'L150-S30').

도 2에 나타난 바와 같이, 입자미세화제 및 평활제가 첨가되지 않거나, 평활제 및 입자미세화제중 1종만이 첨가되는 도금액의 경우에는 그 CV곡선의 전류밀도피크값이 4.4mA/㎠ ~ -2.8mA/㎠ 의 전류밀도 피크 범위를 벗어나고 또한 크로스 오버가 발생됨을 알 수 있다.As shown in FIG. 2, in the case of a plating liquid in which no particle finer and a smoothing agent are added, or only one of the leveling agent and a fine particle is added, the current density peak value of the CV curve is 4.4 mA / cm 2 to -2.8 mA. It can be seen that out of the current density peak range of / cm 2 and crossover occurs.

한편, 입자미세화제 및 평활제가 최적으로 첨가되거나 고농도로 첨가되는 도금액의 경우에는 그 CV곡선의 전류밀도피크값이 4.4mA/㎠ ~ -2.8mA/㎠ 의 전류밀도 피크 범위를 충족시키고 또한 크로스 오버가 발생되지 않음을 알 수 있다.On the other hand, in the case of the plating liquid in which the particle finer and the smoothing agent are optimally added or the high concentration is added, the current density peak value of the CV curve satisfies the current density peak range of 4.4 mA / cm 2 to -2.8 mA / cm 2 and also crosses over. It can be seen that does not occur.

도 3에 나타난 바와 같이, 계면활성제 및 평활제중 1종이 고 농도로 첨가된 도금액의 경우에는 그 CV곡선의 전류밀도피크값이 4.4mA/㎠ ~ -2.8mA/㎠ 의 전류밀도 피크 범위를 벗어나고 또한 크로스 오버가 발생됨을 알 수 있다.As shown in FIG. 3, in the case of a plating solution in which one of the surfactant and the smoothing agent is added at a high concentration, the current density peak value of the CV curve is outside the current density peak range of 4.4 mA / cm 2 to -2.8 mA / cm 2. It can also be seen that crossover occurs.

한편, 계면활성제 및 평활제가 최적조건으로 첨가되거나 고 농도로 첨가된 도금액의 경우에는 그 CV 곡선의 전류밀도피크값이 4.4mA/㎠ ~ -2.8mA/㎠ 의 전류밀도 피크 범위를 충족시키고 또한 크로스 오버가 발생되지 않음을 알 수 있다.On the other hand, in the case of the plating solution in which the surfactant and the smoothing agent are added under optimum conditions or at high concentrations, the current density peak value of the CV curve satisfies the current density peak range of 4.4 mA / cm 2 to -2.8 mA / cm 2 and crosses. It can be seen that no over occurs.

도 4에 나타난 바와 같이, 첨가제가 첨가되지 않은 경우[도 4의 (a)]에는 조직이 덴드라이트(dendrite)성장을 하여 매우 불균일하고, 평활제만 첨가하는 경우[도 4의 (b) 및 (c)]에는 첨가량이 증가할수록 도막이 치밀하고, 입자미세화제만 첨가하는 경우[도 4의 (d) 및 (e)]에는 그 첨가량 증가에 따른 차이는 없으나 평활제만 첨가하는 경우에 비하여 입자가 크고 뭉쳐져 있음을 알 수 있다.As shown in FIG. 4, when no additive is added [FIG. 4 (a)], the tissue grows dendrite and is very nonuniform, and only a smoothing agent is added [FIG. 4 (b) and (c)], the more the addition amount increases, the more dense the coating film, and when only the particle micronizing agent [Fig. 4 (d) and (e)] there is no difference according to the increase in the addition amount, but the particles compared to the case of adding only the leveling agent Is large and clustered.

한편, 평활제 및 입자미세화제가 최적으로 첨가되는 경우[도 4의 (f)]에는 입자가 뭉쳐있지 않고 독립적으로 존재하고, 미세하고 치밀하고, 또한, 계면활성제 및 평활제가 고 농도로 첨가된 경우[도 4의 (g)]에는 최적으로 첨가된 경우와 큰 차이가 없음을 알 수 있다.On the other hand, when the leveling agent and the particle fine agent are optimally added (FIG. 4 (f)), the particles do not aggregate and exist independently, and are fine and dense, and when the surfactant and the leveling agent are added at a high concentration. Figure 4 (g) can be seen that there is no significant difference from the case of optimally added.

도 5에 나타난 바와 같이, 계면활성제만을 첨가하는 경우[도 5의 (a) ]에는 웅쳐진 구조를 보이지만, 과량의 계면할성제가 첨가되는 경우[도 5의 (b)]에는 약간의 입자가 형성되고, 평활제만 첨가되는 경우[도 5의 (c) 및 (d)]에는 뭉쳐져 있는 상태가 풀어지고 분명한 입자가 형성됨을 알 수 있다.As shown in Fig. 5, when only the surfactant is added [Fig. 5 (a)], the structure is enclosed, but when an excessive amount of surfactant is added [Fig. 5 (b)], some particles are not present. It can be seen that when it is formed, and only the leveling agent is added ((c) and (d) of FIG. 5), the aggregated state is released and clear particles are formed.

도 5의 (d)의 경우 입자크기가 1㎛정도로 평활제가 과량 첨가되어 입자미세화를 유발하고 있으나, 도 5의 (c)에 비해 치밀하지 않음을 알 수 있다.In the case of (d) of FIG. 5, an excessive amount of the leveling agent is added to the particle size of about 1 μm, causing particle fineness, but it may be understood that it is not as dense as in FIG. 5 (c).

즉, 상기 결과로부터 평활제는 입자미세화에 영향을 미치고, 계면활성제는 치밀화에 영향을 미치는 것으로 생각할 수 있다.In other words, it can be considered from the above result that the leveling agent affects the particle micronization and the surfactant affects the densification.

한편, 평활제와 계면활성제를 최적조건으로 첨가하는 경우[도 5의 (e)]에는 입자가 뭉쳐있지 않고 독립적으로 존재하고, 미세하고 치밀하고, 그리고 평활제와 계면활성제를 고 농도로 첨가하는 경우[도 5의 (f)]에는 최적조건으로 첨가하는 경우와 차이가 없음을 알 수 있다.On the other hand, when the leveling agent and the surfactant are added under optimum conditions (Fig. 5 (e)), the particles do not aggregate and exist independently, and are fine and dense, and the leveling agent and the surfactant are added at a high concentration. In the case of [FIG. 5 (f)], it can be seen that there is no difference from the case of addition under optimum conditions.

상기한 바와 같이, 그 CV곡선의 전류밀도피크값이 4.4mA/㎠ ~ -2.8mA/㎠ 의 전류밀도 피크 범위를 충족시키고 또한 크로스 오버(Cross Over)가 발생되지 않는 도금액을 사용하여 도금한 도금층은 입자가 뭉쳐있지 않고 독립적으로 존재하고, 미세하고 치밀한 조직을 가짐을 알 수 있다.As described above, the plating layer plated by using a plating solution in which the current density peak value of the CV curve satisfies the current density peak range of 4.4 mA / cm 2 to -2.8 mA / cm 2 and no cross over occurs. It can be seen that the silver particles do not aggregate but exist independently and have a fine and dense structure.

즉, 본 발명에 의하면, 도금액의 CV곡선을 분석함으로써 도금층의 조직을 미리 예측할 수 있다.That is, according to the present invention, the structure of the plating layer can be predicted in advance by analyzing the CV curve of the plating liquid.

한편, 입자가 뭉쳐있지 않고 독립적으로 존재하고, 미세하고 치밀한 도금층을 갖는 경우에는 납땜성이 우수하다는 것은 알려져 있다. On the other hand, when particle | grains do not aggregate and exist independently and have a fine and dense plating layer, it is known that solderability is excellent.

따라서, 본 발명에 의하면, 도금액의 CV곡선을 분석함으로써 도금층의 조직을 미리 예측할 수 있고, 그 예측 결과에 의하여 납땜성을 평가할 수 있게 된다.Therefore, according to the present invention, the structure of the plating layer can be predicted in advance by analyzing the CV curve of the plating liquid, and the solderability can be evaluated based on the prediction result.

또한, 본 발명을 이용하는 경우에는 목적하는 CV곡선이 얻어지도록 도금욕 조성을 유지관리할 수 있으므로 도금액을 안정화시켜 우수한 납땜성을 부여하게 된다.In addition, in the case of using the present invention, the plating bath composition can be maintained so that the desired CV curve can be obtained, thereby stabilizing the plating solution, thereby providing excellent solderability.

상술한 바와 같이, 본 발명은 도금액의 CV곡선을 측정하여 비파괴적인 방식으로 납땜성을 평가함으로써 평가시간 및 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 도금액의 유지관리를 보다 원활하게 할 수 있는 효과가 있는 것이다.As described above, the present invention can reduce the evaluation time and cost by measuring the CV curve of the plating liquid and evaluating the solderability in a non-destructive manner, and also has the effect of more smoothly maintaining the plating liquid. .

도 1은 통상적인 솔더도금공정을 나타내는 공정도1 is a process chart showing a conventional solder plating process

도 2a∼도 2g는 입자미세화제 및 평활제의 첨가여부 및 그 첨가량에 따른 Sn-Pb도금액의 CV곡선을 나타내는 그래프2A to 2G are graphs showing the CV curve of the Sn-Pb plating solution according to the addition and the amount of the particle finer and the smoothing agent.

도 3a∼도 3d는 계면활성제 및 평활제의 첨가여부 및 그 첨가량에 따른 Sn-Pb도금액의 CV곡선을 나타내는 그래프3A to 3D are graphs showing the CV curve of Sn-Pb plating solution according to the addition of the surfactant and the leveling agent and the amount thereof

도 4는 입자미세화제 및 평활제의 첨가여부 및 그 첨가량을 변화시킨 Sn-Pb 도금액을 사용하여 도금한 도금층의 SEM (Scanning Electron Microscope)사진FIG. 4 is a SEM (Scanning Electron Microscope) photograph of a plating layer plated using a Sn-Pb plating solution in which addition and fineness of the particle finer and the smoothing agent are changed.

도 5는 계면활성제 및 평활제의 첨가여부 및 그 첨가량을 변화시킨 Sn-Pb도금액을 사용하여 도금한 도금층의 SEM 사진FIG. 5 is a SEM photograph of a plating layer plated using Sn-Pb plating solution in which a surfactant and a smoothing agent are added and its amount is changed.

Claims (2)

소재에 납땜성을 부여하기 위하여 적어도 하나 이상의 첨가제를 함유하는 Sn 또는 Sn-Pb 도금액을 이용하여 솔더 도금을 행한 다음, 납땜을 행하는 방법에 있어서,In the method of soldering using a Sn or Sn-Pb plating solution containing at least one additive to impart solderability to the material, and then soldering, 기준전극(Reference electrode)으로 포화 칼로멜 전극(Saturated Calomel Electrode, KCl)을, 카운터 전극(Counter electrode)으로 탄소전극을, 작업전극(Working electrode)으로 1㎠ 면적의 동판을 사용하고, 그리고 CVS (Cyclic Voltametry)를 사용하여 -1000mV~1000mV의 스캔범위(Scan range)의 조건으로 상기 도금액에 대하여 CV(Cyclic Voltametric)곡선을 측정하는 단계; 및Saturated Calomel Electrode (KCl) is used as a reference electrode, a carbon electrode is used as a counter electrode, and a copper plate of 1 cm 2 is used as a working electrode, and CVS (Cyclic) is used. Measuring a cyclic voltametric (CV) curve with respect to the plating liquid under a condition of a scan range of -1000 mV to 1000 mV using voltametry; And 상기와 같이 측정된 CV곡선이 4.4mA/㎠ ~ -2.8mA/㎠ 의 전류밀도 피크를 갖고, 그리고 크로스 오버(Cross Over)가 발생하지 않는 경우에는 상기 도금액이 수용 가능한 납땜성을 부여하는 것으로 판단하고, 그리고 상기 전류밀도 피크 범위를 벗어나는 경우 및 크로스 오버가 발생하는 경우중 어느 하나의 경우라도 발생하는 경우에는 상기 도금액이 수용할 수 없는 납땜성을 부여하는 것으로 판단하는 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 납땜성 평가방법When the CV curve measured as described above has a current density peak of 4.4 mA / cm 2 to -2.8 mA / cm 2, and no cross over occurs, it is determined that the plating solution gives acceptable solderability. And determining that the plating liquid imparts unacceptable solderability when the current density peak is out of the current range and when the crossover occurs in any one of the cases. Solderability Evaluation Method 제1항에 있어서, 상기 첨가제는 입자미세화제, 계면활성제 및 평활제로 이루어진 첨가제 그룹으로부터 선택된 1종 또는 2종이상인 것을 특징으로 하는 납땜성 평가방법The method of evaluating solderability according to claim 1, wherein the additive is one or two or more selected from the group of additives including a particle finer, a surfactant, and a leveling agent.
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