KR101687342B1 - 동판 및 동선재용 도금액 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 할로겐화 수소산, 아민류, 유기산 및 계면활성제를 포함하는 동판 및 동선재용 도금액 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 동판 및 동선재용 도금액 조성물을 사용하여 동판 또는 동선재를 도금함으로써, 발생하는 드로스(dross)의 양을 줄일 수 있으므로 원자재의 낭비를 막을 수 있으며, 동판 또는 동선재의 표면에 도금되지 않은 부분 또는 부식된 부분이 발생되지 않게 할 수 있다.
Description
본 발명은 동판 또는 동선재를 도금시킬 때 사용될 수 있는 동판 및 동선재용 도금액 조성물에 관한 것이다.
용융 도금법은 용융 금속(주로 주석과 소량의 기타 금속의 혼합물을 사용함)에 약품 처리된 도금의 모재를 침지하여 도금하는 방법으로서, 상기 약품은 도금의 모재의 산화 피막을 제거하기 위한 것으로서 통상적으로 황산, 인산, 염산 등과 같은 강산이 사용되었다. 특히 상기 용융 금속으로서 주석(Sn)을 사용하고 상기 도금의 모재로서 동판(Cu)을 사용할 경우 하기의 반응식 1 및 반응식 2와 같은 화학 반응이 일어난다.
[반응식 1]
2HCl + CuO → CuCl2 + H2O
[반응식 2]
CuCl2 + Sn → Cu-Sn + Cl2
상기 반응식 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 구리의 산화 피막(CuO)이 염산에 의해 제거되면서 염화구리(CuCl2)가 형성된다. 다음으로, 용융 주석이 염화구리(CuCl2)로 확산되면서, 상기 반응식 2에서 볼 수 있는 바와 같이 상기 염화구리(CuCl2)는 용융 주석에 의해 도금되어 Cu-Sn가 형성된다. 이때, 유해가스인 염화가스(Cl2)도 함께 형성된다. 이에 따라, 도금 관련 작업장에서 일하는 작업자들의 안정성을 해하는 문제점이 발생한다.
뿐만 아니라, 이와 같은 종래의 용융 도금법을 사용할 경우, HCl과 같이 강산을 사용하기 때문에 도금의 모재의 산화 피막이 제거된 후에, 사용 대기 시간이 지나면서 상기 도금 모재의 재산화가 발생하기도 한다. 또한, 용융 도금 과정에서 발생하는 주석 드로스(dross)가 증가하기 때문에, 주석과 같은 원자재가 낭비되어 원가의 상승을 초래하는 문제점을 초래하기도 한다.
따라서, 본 발명의 기술적 과제는 용융 도금과 관련하여 드로스(dross)의 양을 줄이면서 동판 또는 동선재에 대해 우수한 도금 표면을 제공할 수 있는 동판 및 동선재용 도금액 조성물을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 동판 및 동선재용 도금액 조성물은 할로겐화 수소산, 아민류, 유기산 및 계면활성제를 포함한다.
본 발명의 동판 및 동선재용 도금액 조성물을 사용하여 동판 또는 동선재를 도금함으로써, 발생하는 드로스(dross)의 양을 줄일 수 있으므로 원자재의 낭비를 막을 수 있으며, 동판 또는 동선재의 표면에 도금되지 않은 부분 또는 부식된 부분이 발생되지 않게 할 수 있다.
본 발명은 할로겐화 수소산, 아민류, 유기산 및 계면활성제를 포함하는 동판 및 동선재용 도금액 조성물에 관한 것이다. 바람직하게, 본 발명의 동판 및 동선재용 도금액 조성물은 상기 동판 및 동선재용 도금액 조성물 총 중량 대비 0.1 ~ 2.0 중량%의 할로겐화 수소산, 0.7 ~ 1.3 중량%의 아민류, 0.1 ~ 9.0 중량%의 유기산 및 0.1 ~ 9.0 중량%의 계면활성제를 포함한다. 본 발명의 동판 및 동선재용 도금액 조성물이 100 중량%가 되도록 상기 할로겐화 수소산, 아민류, 유기산 및 계면활성제 외의 나머지 성분은 용매로 채울 수 있으며, 상기 용매로서 물; 메탄올, 에탄올, 이소프로필 알코올과 같은 알코올; 물과 알코올의 혼합물 등이 사용될 수 있다.
본 발명의 할로겐화 수소산은 동판 또는 동선재의 산화 피막을 제거하기 위한 것으로서, HF, HCl, HBr 또는 HI를 단독으로 사용하거나, 이들을 2종 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 할로겐화 수소산은 동판 및 동선재용 조성물 총 중량 대비 0.1 ~ 2.0 중량%의 함량으로 포함된다. 0.1 중량% 미만으로 포함될 경우 동판 또는 동선재의 산화 피막을 제거하는 효과를 충분히 얻을 수 없고, 2.0 중량%를 초과하여 포함될 경우 도금 표면이 할로겐화 수소산에 의해 부식되어 신뢰성 저하를 가져오므로 바람직하지 않다.
본 발명의 아민류는 상기 할로겐화 수소산의 산성을 중화시켜서 동판 및 동선재용 도금액 조성물의 안정성을 높이고, 또한 상기 아민류는 도금 과정에서 발생하는 할로겐 가스와 반응하여 할로겐화 아민염을 생성시킴으로써 작업자에게 안전한 작업 공간을 제공하는 역할을 한다. 상기 아민류로서, 아민, 디메틸아민, 디에틸아민, 시클로 헥실아민 등을 단독으로 사용하거나, 이들을 2종 혼합하여 사용할 수 있으며, 동판 및 동선재용 조성물 총 중량 대비 0.7 ~ 1.3 중량%의 함량으로 포함된다. 0.7 중량% 미만으로 포함될 경우 할로겐화 수소산의 산성을 중화시키기 어려우며, 1.3 중량%를 초과하여 포함될 경우 동판 및 동선재용 조성물이 염기성이 되기 때문에 할로겐화 수소산이 동판 또는 동선재의 산화 피막을 제거하는 효과가 감소되어 바람직하지 않다.
본 발명의 유기산은 도금된 동박 표면에 작용하여 도금된 동박 표면의 평활성과 광택을 향상시키며, 이러한 유기산으로서 스테아르산, 팔미트산, 아젤라인산(azelaic acid), 세바식산(sebacic acid) 등이 단독으로 사용되거나, 2종 이상의 혼합물이 사용될 수 있다. 상기 유기산은 동판 및 동선재용 조성물 총 중량 대비 0.1 ~ 9.0 중량%의 함량으로 포함된다. 0.1 중량% 미만으로 포함될 경우 도금 표면의 품질을 충분히 향상시킬 수 없으며, 9.0 중량%를 초과하여 포함될 경우 드로스(dross)가 과량으로 생성될 수 있으므로 바람직하지 않다.
본 발명의 계면활성제는 동판 또는 동선재의 표면에 도금액이 고르게 도포될 수 있게 하며, 도금액에 포함된 성분들이 동판 또는 동선재의 표면에서 이탈되는 것을 방지하는 역할을 한다. 이러한 계면활성제로서 폴리옥시에틸렌 알킬에테르가 사용될 수 있으며, 예를 들면 SOFTANOL-50, SOFTANOL-70, SOFTANOL-90이 단독으로 사용되거나, 이들의 2종 이상의 혼합물이 사용될 수 있다. 상기 계면활성제는 동판 및 동선재용 도금액 조성물의 총 중량 대비 0.1 ~ 9.0 중량%의 함량으로 포함된다. 0.1 중량% 미만으로 포함될 경우 동판 또는 동선재의 표면에 도금액이 고르게 도포되지 않으며, 9.0 중량%를 초과하여 포함될 경우 도금액에 기포가 과도하게 형성되어 도금 상태가 불량해질 수 있으므로 바람직하지 않다.
[실시예]
이하 실시예를 들어 본 발명을 더 구체적으로 설명한다. 본 발명이 속하는 분야의 평균적 기술자는 아래 실시예에 기재된 실시 태양 외에 여러 가지 다른 형태로 본 발명을 변경할 수 있으며, 이하 실시예는 본 발명을 예시할 따름이지 본 발명의 기술적 사상의 범위를 아래 실시예 범위로 한정하기 위한 의도라고 해석해서는 아니된다.
본 발명의 동판 및 동선재용 도금액 조성물을 형성하는 성분에 따른 효과를 살펴보기 위하여 하기 표 1에 나타낸 조성으로 동판(Cu)을 용융 주석(Sn)으로 도금하였다. 하기 표 1의 각 성분의 단위는 중량%이며, 본 발명의 범위에서 벗어나는 함량은 이탤릭체로 표시하였다.
| 성분 | HBr | NH3 | 스테아르산 | SOFTANOL-50 | 물 |
| 실시예 1 | 0.1 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 96.9 |
| 실시예 2 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 96.0 |
| 실시예 3 | 2.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 95.0 |
| 실시예 4 | 1.0 | 0.7 | 1.0 | 1.0 | 96.3 |
| 실시예 5 | 1.0 | 1.3 | 1.0 | 1.0 | 95.7 |
| 실시예 6 | 1.0 | 1.0 | 0.1 | 1.0 | 96.9 |
| 실시예 7 | 1.0 | 1.0 | 9.0 | 1.0 | 88.0 |
| 실시예 8 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 0.1 | 96.9 |
| 실시예 9 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 9.0 | 88.0 |
| 비교예 1 | 7.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 90.0 |
| 비교예 2 | 0.05 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 96.95 |
| 비교예 3 | 1.0 | 2.0 | 1.0 | 1.0 | 95.0 |
| 비교예 4 | 1.0 | 0.5 | 1.0 | 1.0 | 96.5 |
| 비교예 5 | 1.0 | 1.0 | 12.0 | 1.0 | 85.0 |
| 비교예 6 | 1.0 | 1.0 | 0.05 | 1.0 | 96.95 |
| 비교예 7 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 12.0 | 85.0 |
| 비교예 8 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 0.05 | 96.95 |
물성 측정 및 평가
상기 실시예(1~9) 및 비교예(1~8)에 따르는 도금액 조성물(약 20 g)을 270 ± 10 ℃의 주석 용융조(bath)에 떨어뜨리고 상기 도금액 조성물이 완전히 증발이 멈춘 후에 하기의 각 항목을 평가하였다.
㉠ 도금 표면
주석에 의해 도금된 동판의 표면을 관찰하여, 우수(도금되지 않은 부분이 없고, 광택이 있음), 양호(도금되지 않은 부분이 없음), 불량(도금되지 않은 부분 발생)으로 평가하였다.
㉡ 동판 부식
주석에 의해 도금된 동판에 대하여 KSC-C-2509의 동판 부식 시험을 실시하고 그 표면을 관찰하여, 양호(부식된 부분 없음), 불량(부식된 부분 발생)으로 평가하였다.
㉢ 드로스(dross)
용융조의 표면에 형성된 드로스(doss)의 중량(g)을 측정하였다.
㉣ PV time(process value time)
JIS-Z-3197 웨팅 발란스 시험에 따라, 웨팅 발란스 측정기를 이용하여 PV time을 측정하였다. 상기 PV time은 웨팅(wetting)이 되어진 시간을 의미하며, 상기 PV time이 짧을수록 도금의 공정 시간을 단축할 수 있으므로 바람직하다.
㉤ PV force(process value force)
JIS-Z-3197 웨팅 발란스 시험에 따라, PV force를 측정하였다. PV force는 동판에 주석이 도금된 상태(부착된 상태)를 보여주는 것으로서, PV force가 클수록 도금된 주석의 층이 두껍다는 것을 의미한다.
| 평가 항목 | 도금 표면 | 동판 부식 | 드로스(g) | PV time(sec) | PV force(mN) |
| 실시예 1 | 양호 | 양호 | 2 | 1.47 | 8.42 |
| 실시예 2 | 우수 | 양호 | 4 | 1.20 | 8.95 |
| 실시예 3 | 우수 | 양호 | 7 | 1.13 | 8.99 |
| 실시예 4 | 양호 | 양호 | 8 | 1.40 | 8.95 |
| 실시예 5 | 양호 | 양호 | 13 | 1.31 | 8.81 |
| 실시예 6 | 양호 | 양호 | 4 | 1.31 | 8.70 |
| 실시예 7 | 우수 | 양호 | 8 | 1.19 | 8.81 |
| 실시예 8 | 우수 | 양호 | 4 | 1.21 | 8.55 |
| 실시예 9 | 우수 | 양호 | 7 | 1.11 | 8.45 |
| 비교예 1 | 우수 | 불량 | 13 | 1.13 | 9.03 |
| 비교예 2 | 불량 | 양호 | 1 | 1.84 | 8.21 |
| 비교예 3 | 불량 | 양호 | 17 | 1.26 | 8.48 |
| 비교예 4 | 양호 | 불량 | 4 | 1.84 | 8.80 |
| 비교예 5 | 양호 | 불량 | 9 | 1.13 | 8.99 |
| 비교예 6 | 불량 | 양호 | 1 | 1.84 | 8.21 |
| 비교예 7 | 우수 | 양호 | 14 | 1.15 | 8.51 |
| 비교예 8 | 불량 | 양호 | 1 | 2.01 | 8.21 |
표 2에 정리한 바와 같이, 실시예 1 내지 9의 주석으로 도금된 동판은 도금 표면이 대체적으로 우수하거나 양호하였고, 특히, 실시예 1, 4, 5 및 6의 경우에는 도금된 표면에 광택이 있었다. 또한, 본 발명의 실시예 1 내지 9의 주석으로 도금된 동판에는 부식된 부분도 발생하지 않았다. 드로스 양도 대체적으로 적게 발생하였으며, 짧은 도금 시간과 큰 수치의 PV force로부터 대체적으로 도금이 잘 되었음을 알 수 있다.
반면, 비교예 2, 3, 6 및 8의 주석으로 도금된 동판에는 도금되지 않은 부분 발생하였고(불량). 비교예 1, 4 및 5 주석으로 도금된 동판에는 부식된 부분이 발생하였다. 또한, 비교예 3은 용융 도금 후에 17g에 달하는 드로스(dross)가 발생하였고, 비교예 2, 6 및 8은 PV time이 길고 PV force가 약하여 도금 상태가 바람직하지 않음을 알 수 있다.
이와 같은 결과로부터, 본 발명의 도금액 조성물에 의해 도금된 동판은 도금 표면을 비롯하여 대체적으로 도금 상태가 우수하며, 도금 과정에서 발생하는 드로스의 양도 줄일 수 있음을 알 수 있다. 이러한 결과를 얻을 수 있었던 것은 도금액 조성물을 구성하는 각각의 성분을 적절한 혼합 비율로 혼합하여 사용한 것에 기인된다.
위와 같이 본 발명의 최적 실시예들을 개시하였다. 본 실시예를 포함하는 명세서에서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 당업자에게 본 발명을 상세히 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미를 한정하거나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위해 사용된 것이 아님을 밝혀 둔다.
Claims (5)
- HF, HCl, HBr 및 HI로 구성된 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 할로겐화 수소산;
아민, 디메틸아민, 디에틸아민, 시클로 헥실아민으로 구성된 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 아민류;
스테아르산, 팔미트산, 아젤라인산(azelaic acid) 및 세바식산(sebacic acid)으로 구성된 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 유기산; 및
SOFTANOL-50, SOFTANOL-70 및 SOFTANOL-90으로 구성된 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 계면활성제;를 포함하는 것을 특징으로 하는 동판 및 동선재용 도금액 조성물. - 제 1항에 있어서,
상기 동판 및 동선재용 도금액 조성물 총 중량 대비 0.1 ~ 2.0 중량%의 할로겐화 수소산, 0.7 ~ 1.3 중량%의 아민류, 0.1 ~ 9.0 중량%의 유기산 및 0.1 ~ 9.0 중량%의 계면활성제를 포함하는 것을 특징으로 하는 동판 및 동선재용 도금액 조성물. - 삭제
- 삭제
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|---|---|---|---|
| KR1020100097849A KR101687342B1 (ko) | 2010-10-07 | 2010-10-07 | 동판 및 동선재용 도금액 조성물 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020100097849A KR101687342B1 (ko) | 2010-10-07 | 2010-10-07 | 동판 및 동선재용 도금액 조성물 |
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-
2010
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| KR100668129B1 (ko) | 2005-07-07 | 2007-01-11 | 백양케미칼(주) | 프리플럭스 조성물 |
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