KR101733119B1

KR101733119B1 - 환원형 무전해 금도금액 및 그 도금액을 이용한 무전해 금도금 방법

Info

Publication number: KR101733119B1
Application number: KR1020167008689A
Authority: KR
Inventors: 토모히토 카토; 히데토 와타나베
Original assignee: 고지마 가가쿠 야쿠힌 가부시키가이샤
Priority date: 2014-08-25
Filing date: 2015-08-21
Publication date: 2017-05-08
Also published as: CN105745355B; CN105745355A; TWI567234B; WO2016031723A1; PH12016500567A1; KR20160145533A; TW201623687A; JPWO2016031723A1; PH12016500567B1; US20160230287A1; JP6017726B2

Abstract

하지 금속의 부식을 억제해 양호한 와이어 본딩성을 실현할 수 있을 뿐만 아니라, 유해 물질을 포함하지 않는 무전해 금도금액을 제공하는 것을 목적으로 한다. 이 목적을 달성하기 위해, 피도금물 표면에 무전해 도금에 의해 무전해 금도금 피막을 형성하기 위해 이용하는 환원형 무전해 금도금액으로서, 수용성 금화합물과, 구연산 또는 구연산염과, 에틸렌디아민사아세트산 또는 에틸렌디아민사아세트산염과, 헥사메틸렌테트라민과, 탄소수 3 이상의 알킬기와 3개 이상의 아미노기를 포함하는 쇄상 폴리아민을 함유하는 무전해 도금액을 채용한다.

Description

환원형 무전해 금도금액 및 그 도금액을 이용한 무전해 금도금 방법{REDUCTION-TYPE ELECTROLESS GOLD PLATING SOLUTION AND ELECTROLESS GOLD PLATING METHOD USING SAID PLATING SOLUTION}

본 출원에 따른 발명은, 무전해 금도금액, 상기 무전해 금도금액을 이용한 무전해 금도금 방법, 및, 상기 무전해 금도금 방법에 의해 도금 처리한 도금 제품에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 피도금물 표면에 직접 도금 처리가 가능한 환원형 무전해 금도금 기술에 관한 것이다.

최근, 전자기기의 고기능화나 다기능화에 대한 요구가 높아지는 한편으로, 이들 전자기기에 이용되는 프린트 배선판에는 경박단소(輕薄短小)화가 더욱 요구되고 있다. 경박단소화에 대응하기 위해 회로 패턴의 미세화가 진행되고 있으며, 당해 회로 패턴의 미세화에 수반해 고도의 실장 기술이 요구되고 있다. 일반적으로, 프린트 배선판 분야에서는, 실장 부품이나 단자 부품을 접합하는 기술로서 땜납이나 와이어 본딩을 이용한 기술이 확립되어 있다.

이들 땜납이나 와이어 본딩을 이용한 접합의 접속 신뢰성을 확보하는 것을 목적으로 하여, 프린트 배선판 상의 회로 실장 부분 및 단자 부분인 배선 패드의 표면 처리로서 도금 처리가 실시되고 있다. 도금 처리로는, 전기 저항이 낮은 동 등의 금속에 의해 형성된 회로 패턴 상에 실시하며, 니켈 도금과, 팔라듐 도금과, 금도금을 순차적으로 실시하는 기술이 있다. 니켈 도금 피막은 땜납에 의한 동회로의 침식을 방지하는 것이고, 팔라듐 도금 피막은 니켈 도금 피막을 구성하는 니켈이 금도금 피막으로 확산되는 것을 방지하기 위한 것이다. 그리고, 금도금 피막은 낮은 전기 저항을 실현하면서, 양호한 땜납의 습윤 특성(wettability)을 얻기 위해 형성된다.

전술한 도금 기술의 종래 기술로서, 예를 들면 이하에 나타내는 특허 문헌 1 내지 특허 문헌 3이 있다. 특허 문헌 1에 기재된 무전해 금도금 방법은, 환원제를 함유하는 무전해 금도금액에 의해 니켈 상에 금도금막을 형성하는 방법으로서, 무전해 금도금의 촉매로서 니켈 상에 치환 금도금막을 형성한다.

또한, 특허 문헌 2에 기재된 무전해 금도금 방법은, 전자 부품의 피도금면 상에 촉매를 개재해 무전해 니켈 도금 피막이 형성되고, 무전해 니켈 도금 피막 상에 무전해 팔라듐 도금 피막이 형성되고, 무전해 팔라듐 도금 피막 상에 무전해 금도금 피막이 더 형성된 도금 피막 적층체의 무전해 금도금 피막을 형성하는 방법으로서, 수용성 금화합물과, 착화제와, 포름알데히드 및/또는 포름알데히드 중아황산염 부가물과, 특정 아민 화합물을 함유하는 무전해 금도금욕을 이용한 제1 무전해 금도금에 의해 무전해 금도금 피막을 형성한다.

또한, 특허 문헌 3에 기재된 팔라듐 피막용 환원 석출형 무전해 금도금액은, 팔라듐 피막 상에 직접 금도금 피막을 형성 가능하게 하는 무전해 금도금액으로서, 수용성 금화합물, 환원제 및 착화제를 함유하는 수용액으로 이루어지고, 환원제로서 포름알데히드 중아황산류, 론갈리트(rongalite) 및 히드라진류로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 일종의 화합물을 함유한다.

특허 문헌 1: 일본 특허공개 평05-222541호 공보 특허 문헌 2: 일본 특허공개 2008-266668호 공보 특허 문헌 3: 일본 특허공개 2008-174774호 공보

그러나, 특허 문헌 1의 무전해 금도금 방법에서는, 하지가 되는 니켈과 도금욕 중의 금 이온의 산화 환원 전위차를 이용해 금을 석출시켜 치환 금도금 피막을 형성하는 것이기 때문에, 금이 하지 니켈을 용해해 하지 니켈을 부식시킴으로써 금도금 피막에 니켈이 확산되는 문제가 있다. 금도금 피막에 니켈이 확산되면, 와이어 본딩의 금-금 접합 강도가 저하되는 문제가 있다. 이런 문제를 방지하기 위해, 특허 문헌 1에서는 치환 금도금 피막 상에 무전해 금도금 피막을 형성해 금의 막두께를 두껍게 함으로써, 와이어 본딩성의 저하를 억제하고 있다. 그러나, 이 기술은 치환 금도금 피막의 형성이 필수가 되기 때문에, 비용 상승을 초래할 뿐만 아니라 생산성이 나쁘다는 문제가 있다.

또한, 전술한 특허 문헌 2에 기재된 무전해 금도금 방법이나 특허 문헌 3에 기재된 팔라듐 피막용 환원 석출형 무전해 금도금액을 이용한 경우에는, 하지 금속인 니켈의 부식을 억제할 수 있지만, 무전해 금도금욕에 독성이 강한 포름알데히드나 포름알데히드 중아황산염 부가물이 포함되기 때문에, 도금 처리 작업의 안전성을 확보하기 힘들어진다.

따라서, 시장에서는 하지 금속의 부식을 억제해 양호한 와이어 본딩성을 실현함과 동시에, 유해 물질을 포함하지 않는 무전해 금도금액의 요구가 높아져 왔다.

전술한 과제를 해결하기 위해, 본 발명자들이 예의 연구한 결과, 이하에 나타내는 무전해 금도금액, 무전해 금도금 방법 및 도금 제품을 제공하기에 이르렀다.

본 발명에 따른 환원형 무전해 금도금액은, 피도금물 표면에 무전해 금도금 피막을 형성하는데 이용하는 것이며, 수용성 금화합물과, 구연산 또는 구연산염과, 에틸렌디아민사아세트산(Ethylenediaminetetraacetic Acid) 또는 에틸렌디아민사아세트산염과, 헥사메틸렌테트라민과, 탄소수 3 이상의 알킬기와 3개 이상의 아미노기를 포함하는 쇄상 폴리아민을 함유하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 환원형 무전해 금도금액은, pH 7.0 내지 pH 9.0인 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 환원형 무전해 금도금액에 있어서, 상기 쇄상 폴리아민은 3,3'-디아미노-N-메틸디프로필아민 또는 N,N'-비스(3-아미노프로필)에틸렌디아민인 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 환원형 무전해 금도금액은, 석출 촉진제로서 탈륨 화합물을 함유하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 무전해 금도금 방법은, 전술한 환원형 무전해 금도금액을 이용해, 피도금물의 표면에 무전해 금도금 피막을 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 무전해 금도금 방법에 있어서, 상기 피도금물 표면에는 동, 팔라듐, 금 또는 니켈 중 어느 하나가 존재하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 무전해 금도금 방법에 있어서, 피도금물 표면은 무전해 니켈 도금 피막의 표면에 형성된 무전해 팔라듐 도금 피막을 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 도금 제품은, 전술한 무전해 금도금 방법으로 무전해 금도금 처리한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 환원형 무전해 금도금액은, 수용성 금화합물과, 구연산 또는 구연산염과, 에틸렌디아민사아세트산 또는 에틸렌디아민사아세트산염과, 헥사메틸렌테트라민과, 탄소수 3 이상의 알킬기와 3개 이상의 아미노기를 포함하는 쇄상 폴리아민을 함유함으로써, 피도금물의 표면에 금도금 피막을 두껍게 형성하기 쉬워진다.

또한, 본 발명의 환원형 무전해 금도금액을 이용해, 전기 접속 부위에 마련되는 니켈 도금 피막/팔라듐 도금 피막/금도금 피막을 형성하는 경우라도, 당해 팔라듐 도금 피막의 막두께에 영향을 받지 않고, 금도금 피막을 팔라듐 도금 피막의 표면에 신속히 형성할 수 있다. 또한, 본 발명의 환원형 무전해 금도금액에 의하면, 무전해 니켈 도금 피막의 표면에 형성된 무전해 팔라듐 도금 피막의 표면에 무전해 금도금 피막을 형성하는 경우라도, 치환 금도금 피막을 형성하는 경우와 비교해 니켈의 용출을 현저하게 억제할 수 있어, 금도금 피막으로의 니켈 확산을 방지할 수 있게 된다. 따라서, 본 발명의 환원형 무전해 금도금액에 의하면, 와이어 본딩의 높은 접합 신뢰성을 실현할 수 있는 금도금 피막을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 환원형 무전해 금도금액은, 종래의 무전해 금도금액과 비교해 용액의 안정성이 높고, 독성이 강한 포름알데히드나 포름알데히드 중아황산염 부가물을 포함하지 않기 때문에, 도금 처리 작업의 안전성 확보가 용이해진다.

또한, 본 발명의 환원형 무전해 금도금액은, 촉매핵이 될 수 있는 금, 팔라듐, 니켈, 동 등의 표면에서만 금의 석출 반응이 일어나고, 촉매핵이 없는 부분에서는 일어나지 않기 때문에, 선택 석출성이 양호하다. 따라서, 금의 석출이 필요 없는 부분에 금도금 피막이 형성되는 것을 회피할 수 있어, 원료를 절약할 수 있다는 점으로써 유익하다.

도 1은 실시 시료군 1A의 환원형 무전해 금도금 피막의 도금 시간과 도금 막두께의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 2는 실시예 2의 환원형 무전해 금도금 피막의 도금 시간과 도금 막두께의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 3은 실시예 1과 비교예 1의 무전해 금도금액을 이용한 경우의 하지 팔라듐 도금 피막의 막두께와 금도금 피막의 석출 속도의 관계를 나타낸 도면이다.
도 4는 실시 시료 1A-2의 환원형 무전해 금도금 피막의 전자현미경 사진(×10000 및 ×30000)이다.
도 5는 실시 시료 2-2 및 비교예 2의 환원형 무전해 금도금 피막의 전자현미경 사진(×30000)이다.
도 6은 실시 시료 1A-2의 도금 피막으로부터 환원형 무전해 금도금 피막 및 무전해 팔라듐 도금 피막을 박리한 후의 니켈 도금 피막 표면의 전자현미경 사진(×5000)이다.
도 7은 실시 시료 2-2 및 비교예 2의 도금 피막으로부터 환원형 무전해 금도금 피막을 박리한 후의 니켈 도금 피막 표면의 전자현미경 사진(×3000)이다.
도 8은 실시 시료 1A-6의 환원형 무전해 금도금 피막의 단면 관찰 사진(×30000)이다.
도 9는 실시 시료 1A-6과 같은 조건으로 도금 피막을 형성한 도금 제품의 단부와 중앙부의 전자현미경 사진(×500)이다.
도 10은 실시예 1과 비교예 1의 무전해 금도금액을 이용한 경우, 금도금액 중으로의 니켈 용출량의 관계를 나타낸 도면이다.
도 11은 실시예 2 및 비교예 2의 무전해 금도금 피막의 막두께 불균형을 나타낸 도면이다.
도 12는 실시예 2 및 비교예 2의 무전해 금도금 피막의 와이어 본딩 특성을 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 환원형 무전해 금도금액, 상기 도금액을 이용한 무전해 금도금 방법 및 상기 방법으로 처리한 도금 제품의 실시 형태에 대해 각각 설명한다.

1. 본 발명에 따른 환원형 무전해 금도금액

본 발명에 따른 환원형 무전해 금도금액은, 피도금물 표면에 무전해 금도금 피막을 형성하는데 이용하는 것으로, '수용성 금화합물'과, '구연산 또는 구연산염'과, '에틸렌디아민사아세트산 또는 에틸렌디아민사아세트산염'과, '헥사메틸렌테트라민'과, '탄소수 3 이상의 알킬기와 3개 이상의 아미노기를 포함하는 쇄상 폴리아민'을 함유하는 것을 특징으로 한다. 이하, 각 성분에 대해 각각 설명한다.

(1) 수용성 금화합물

본 발명에 따른 환원형 무전해 금도금액에 이용하는 수용성 금화합물은, 도금액에 가용성이면서 소정 농도가 얻어지는 것이라면, 시안계금염, 비시안계금염의 모든 수용성 금화합물을 이용할 수 있다. 구체적인 시안계금염의 수용성 금화합물로는, 시안화금칼륨, 시안화금나트륨, 시안화금암모늄 등을 예시할 수 있다. 또한, 구체적인 비시안계금염의 수용성 금화합물로는, 염화금산염, 아황산금염, 티오황산금염 등을 예시할 수 있다. 이들 중에서도 시안화금칼륨이 특히 바람직하다. 또한, 수용성 금화합물은 1종 단독으로, 또는 2종 이상을 조합해 이용해도 된다. 한편, 수용성 금화합물은, 여기에 예시한 금 화합물로 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 따른 환원형 무전해 금도금액 중의 수용성 금화합물의 농도는, 0.0025 ㏖/L 내지 0.0075 ㏖/L인 것이 바람직하다. 수용성 금화합물의 농도가 0.0025 ㏖/L 미만이면, 금도금 피막의 석출 속도가 늦어 원하는 막두께의 금도금 피막을 얻기 힘들고, 0.0075 ㏖/L를 넘으면, 도금액의 안정성이 저하될 우려가 있고 또한 경제적으로도 불리하기 때문이다.

(2) 구연산 또는 구연산염

본 발명에 따른 환원형 무전해 금도금액은, 구연산 또는 구연산염을 함유한다. 이들 구연산 또는 구연산염은 금 이온과 착물을 형성할 수 있는 착화제로서 이용되는 것이다. 본 발명에 따른 환원형 무전해 금도금액 중의 구연산 또는 구연산염의 농도는, 0.05 ㏖/L 내지 0.15 ㏖/L인 것이 바람직하다. 착화제로서 이용되는 이들 구연산 또는 구연산염의 농도가 0.05 ㏖/L 미만이면, 도금액 중에 금이 석출되어 용액 안정성이 뒤떨어지고, 0.15 ㏖/L를 넘는 경우에는, 착물 형성이 과도하게 진행되어 금의 석출 속도가 떨어져, 원하는 막두께의 금도금 피막을 얻기 힘들기 때문이다.

(3) 에틸렌디아민사아세트산(EDTA) 또는 에틸렌디아민사아세트산염

본 발명에 따른 환원형 무전해 금도금액은, 에틸렌디아민사아세트산(EDTA) 또는 에틸렌디아민사아세트산염을 함유한다. 당해 에틸렌디아민사아세트산 또는 에틸렌디아민사아세트산염은, 전술한 구연산 또는 구연산염과 조합해 이용되는 착화제이다. 본 발명에 따른 환원형 무전해 금도금액 중의 에틸렌디아민사아세트산 또는 에틸렌디아민사아세트산염의 농도는, 0.03 ㏖/L 내지 0.1 ㏖/L인 것이 바람직하다. 착화제로서 이용되는 에틸렌디아민사아세트산 또는 에틸렌디아민사아세트산염의 농도가 0.03 ㏖/L 미만에서는, 도금액 중에 금이 석출되어 용액 안정성이 뒤떨어지고, 0.1 ㏖/L를 넘는 경우에는, 착물 형성이 과도하게 진행되어 금의 석출 속도가 떨어져, 원하는 막두께의 금도금 피막을 얻기 힘들기 때문이다.

(4) 헥사메틸렌테트라민

본 발명에 따른 환원형 무전해 금도금액은, 헥사메틸렌테트라민을 함유한다. 당해 헥사메틸렌테트라민은 도금액 중의 금 이온을 환원해, 피도금물 표면에 금을 석출시키는 환원제로서 이용되는 것이다.

본 발명에 따른 환원형 무전해 금도금액 중의 헥사메틸렌테트라민의 농도는, 0.003 ㏖/L 내지 0.009 ㏖/L인 것이 바람직하다. 헥사메틸렌테트라민의 농도가 0.003 ㏖/L 미만이면, 금도금 피막의 석출 속도가 늦어 원하는 막두께의 금도금 피막을 얻기 힘들고, 0.009 ㏖/L를 넘으면, 환원 반응이 급속히 진행되어 도금액 중의 금염이 이상 석출되는 경우가 있어 용액 안정성이 뒤떨어지고, 경제적으로도 불리하기 때문이다.

(5) 쇄상 폴리아민

또한, 본 발명에 따른 환원형 무전해 금도금액은, 탄소수 3 이상의 알킬기와 3개 이상의 아미노기를 포함하는 쇄상 폴리아민을 함유한다. 당해 쇄상 폴리아민은, 도금액 중의 금 이온의 환원을 보조하는 환원 보조제로서 작용하는 아민 화합물이다. 당해 쇄상 폴리아민로는, 구체적으로 3,3'-디아미노-N-메틸디프로필아민, N,N'-비스(3-아미노프로필)에틸렌디아민 등을 이용할 수 있다. 얻어지는 도금 피막 성능이나, 경제성으로부터 특히 바람직하기 때문이다.

본 발명에 따른 환원형 무전해 금도금액 중의 당해 쇄상 폴리아민의 농도는, 0.02 ㏖/L 내지 0.06 ㏖/L인 것이 바람직하다. 쇄상 폴리아민의 농도를 0.02 ㏖/L 내지 0.06 ㏖/L의 범위로 함으로써, 하지 금속 피막의 막두께에 영향을 주지 않고, 높은 석출 속도를 유지하는 것이 가능해진다. 또한, 금도금 피막의 균일 전착성(throwing power)을 향상시킬 수 있어, 금도금 피막을 0.2㎛ 이상의 두께로 할 수 있다. 또한, 용액 안정성을 현저하게 높이는 것이 가능해진다.

(6) 그 외의 성분

본 발명에 따른 환원형 무전해 금도금액에는, 전술한 수용성 금화합물과, 구연산 또는 구연산염과, 에틸렌디아민사아세트산 또는 에틸렌디아민사아세트산염과, 헥사메틸렌테트라민과, 탄소수 3 이상의 알킬기와 3개 이상의 아미노기를 포함하는 쇄상 폴리아민 외에, 석출 촉진제를 함유시켜도 된다. 여기에 이용되는 석출 촉진제로는 탈륨 화합물이나 납 화합물을 들 수 있다. 얻어지는 금도금 피막의 후막화(厚膜化)라는 관점에서 탈륨 화합물을 이용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 환원형 무전해 금도금액 중의 석출 촉진제로서의 탈륨 화합물의 농도는, 1 ㎎/L 내지 10 ㎎/L인 것이 바람직하다. 석출 촉진제로서의 탈륨 화합물의 농도가 1 ㎎/L 미만이면, 금도금 피막의 후막화가 곤란해진다. 또한, 석출 촉진제로서의 탈륨 화합물의 농도가 10 ㎎/L를 넘으면, 그 이상의 후막화를 도모할 수 없어 경제적으로 불리하다.

본 발명에 따른 환원형 무전해 금도금액은, 전술한 필수 성분 외에, pH 조정제, 산화 방지제, 계면활성제, 광택제 등의 첨가제를 함유할 수 있다.

pH 조정제로는, 특별히 제한은 없지만, 수산화칼륨, 수산화나트륨, 암모니아 수용액, 황산, 인산 등을 들 수 있다. 본 발명에 따른 환원형 무전해 금도금액은, pH 조정제를 이용함으로써 pH 7.0 내지 pH 9.0으로 유지하는 것이 바람직하다. 환원형 무전해 금도금액의 pH가 7.0을 밑돌면 도금액이 분해되기 쉬워지고, pH가 9.0을 웃돌면 도금액이 너무 안정적이 되어 도금의 석출 속도가 늦어져, 금도금 피막의 후막화에 많은 시간을 필요로 하기 때문이다. 또한, pH 조건을 7.0 내지 9.0으로 조정함으로써, 알칼리에 약한 재료로 구성된 피도금물의 도금 처리도 가능해진다. 또한, 산화 방지제, 계면활성제, 광택제 등의 첨가제로는 공지의 것을 사용할 수 있다.

(7) 도금 조건

본 발명에 따른 환원형 무전해 금도금액을 이용한 금도금 조건은 특별히 한정되지 않지만, 액온이 40℃ 내지 90℃인 것이 바람직하고, 75℃ 내지 85℃인 것이 특히 바람직하다. 도금 시간도 특별히 한정되지 않지만, 1분 내지 2시간이 바람직하고, 2분 내지 1시간이 특히 바람직하다.

본 발명에 따른 환원형 무전해 금도금액은, 전술한 바와 같이, 수용성 금화합물과, 구연산 또는 구연산염과, 에틸렌디아민사아세트산 또는 에틸렌디아민사아세트산염과, 헥사메틸렌테트라민과, 탄소수 3 이상의 알킬기와 3개 이상의 아미노기를 포함하는 쇄상 폴리아민을 필수 성분으로 함으로써, 무전해 도금법에 의해 피도금물의 표면에 금도금 피막을 두껍게 형성하는 것이 용이해진다.

또한, 전기 접속 부위에 마련되는 니켈 도금 피막/팔라듐 도금 피막/금도금 피막을 형성하는 경우라도, 본 발명에 따른 환원형 무전해 금도금액을 이용함으로써, 팔라듐 도금 피막의 막두께에 영향을 받지 않고, 금도금 피막을 팔라듐 도금 피막의 표면에 신속히 형성할 수 있다. 또한, 무전해 니켈 도금 피막의 표면에 형성된 무전해 팔라듐 도금 피막의 표면에 무전해 금도금 피막을 형성하는 경우라도, 본 발명의 환원형 무전해 금도금액을 이용함으로써, 치환 금도금 피막을 형성하는 경우와 비교해 현저하게 니켈의 용출을 억제할 수 있어, 금도금 피막으로의 니켈의 확산을 방지하는 것이 가능해진다. 따라서, 본 발명의 환원형 무전해 금도금액에 의하면, 와이어 본딩의 높은 접합 신뢰성을 실현할 수 있는 금도금 피막을 제공할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 환원형 무전해 금도금액은, 종래의 무전해 금도금액과 비교해 용액의 안정성이 높다. 예를 들면, 도금액을 보급하면서 연속 도금을 실시하는 경우에서, 도금액 노후화의 지표로서 MTO(metal turn over, 건욕시의 도금액 중의 금이 모두 석출된 경우를 1턴으로 하는 것)가 이용된다. 종래의 환원형 무전해 금도금액의 경우, MTO가 2.0 내지 3.0턴인데 비해, 본 발명의 환원형 무전해 금도금액은 MTO가 5.0턴 이상을 실현하는 것이 가능해진다.

또한, 본 발명의 환원형 무전해 금도금액은, 종래의 환원형 무전해 금도금액에 포함되어 있던 독성이 강한 포름알데히드나 포름알데히드 중아황산염 부가물을 포함하지 않기 때문에, 도금 처리 작업의 안전성 확보가 용이해진다.

또한, 본 발명의 환원형 무전해 금도금액은, 촉매핵이 될 수 있는 금, 팔라듐, 니켈, 동 등의 표면에서만 금의 석출 반응이 생기고, 촉매핵이 없는 부분에서는 생기지 않기 때문에 선택 석출성이 양호하다. 따라서, 금의 석출이 필요 없는 부분으로의 금도금 피막의 형성을 회피할 수 있어, 원료의 절약이 가능하다는 점에서 유익하다.

2. 무전해 금도금 방법

다음으로, 본 발명에 따른 무전해 금도금 방법에 대해 설명한다. 본 발명에 따른 무전해 금도금 방법에서는, 전술한 어느 하나의 환원형 무전해 금도금액을 이용해 피도금물 표면에 무전해 금도금 처리를 실시해 금도금 피막을 형성한다. 당해 무전해 금도금 방법에서는, 통상의 환원형 무전해 도금의 처리 방법과 마찬가지로, 피도금물을 무전해 금도금액 중에 침지하는 방법에 의해 도금 처리를 실시한다.

본 발명에 따른 무전해 금도금 방법에서 처리의 대상이 되는 피도금물 표면에는 동, 팔라듐, 금, 니켈 중 어느 하나가 존재하는 것이 바람직하다. 피도금물 표면에 동, 팔라듐, 금, 니켈 중 어느 하나가 존재하는 것이라면, 그 존재 형태는 어떤 경우라도 무방하다. 특히, 피도금물 자체가 동에 의해 구성되는 것이나, 피도금물 표면에 동, 팔라듐, 금, 니켈 또는 이들 금속을 함유하는 합금으로 이루어지는 피막의 어느 하나를 갖는 것을 이용하는 것이 보다 바람직하다. 예를 들면, 이들 금속을 함유하는 합금으로는 금 코발트를 들 수 있다. 금, 팔라듐, 니켈, 동, 또는 이들 금속을 함유하는 합금은 본 발명에서의 무전해 금도금의 하지 금속이 되고, 이들 금속 또는 합금은 전술한 환원형 무전해 금도금액에 포함된 환원제로서의 헥사메틸렌테트라민에 대해 촉매 활성 작용을 발휘한다. 피도금물 표면에 형성되는 피막으로는, 무전해 팔라듐 도금 피막, 치환 금도금 피막 또는 동도금 피막을 이용하는 것이 특히 바람직하다. 예를 들면, 프린트 배선판 회로의 실장 부분이나 단자 부분의 표면에 무전해 니켈 도금이 실시되어 있는 경우에는, 당해 무전해 니켈 도금 피막의 표면에 무전해 팔라듐 도금 피막이 형성되는 것이 바람직하다. 니켈 도금 피막의 표면에 팔라듐 도금 피막이 형성된 것이면, 니켈 도금 피막의 금도금 피막으로의 확산을 방지할 수 있는 점에서 특히 유효하기 때문이다.

3. 도금 제품

다음으로, 본 발명에 따른 도금 제품에 대해 설명한다. 본 발명에 따른 도금 제품은, 전술한 어느 하나의 무전해 금도금액을 이용하여 전술한 무전해 금도금 방법으로 피도금물 표면에 무전해 금도금 처리를 한 것을 특징으로 한다. 그 중에서도 pH가 7.0 내지 9.0의 환원형 무전해 금도금액을 이용해 피도금물 표면에 무전해 금도금 처리를 실시한 것이 바람직하다. 또한, 피도금물 표면에 동, 팔라듐, 금, 니켈 중 어느 하나가 존재하는 것이라면, 그 존재 형태는 어떤 경우라도 무방하다. 특히, 피도금물 자체가 동에 의해 구성되는 것이나, 피도금물 표면에 동, 팔라듐, 금, 니켈 또는 이들 금속을 함유하는 합금으로 이루어지는 피막 중 어느 하나를 갖는 것을 이용하는 것이 보다 바람직하다. 그 중에서도, 피도금물 표면에 형성되는 피막으로는, 무전해 팔라듐 도금 피막, 치환 금도금 피막 또는 동도금 피막인 것이 바람직하다. 특히, 표면에 무전해 팔라듐 도금 피막을 구비한 피도금물로는, 당해 무전해 팔라듐 도금 피막의 하층으로서 무전해 니켈 도금 피막을 형성한 것이 바람직하다. 전술한 환원형 무전해 금도금액을 이용한 도금 처리는, 전기적 접속 부위의 도금 피막의 형성에 특히 바람직하게 이용할 수 있기 때문이다.

이상 설명한 본 발명에 따른 실시의 형태는 본 발명의 일 형태이며, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 적절하게 변경 가능한 것은 물론이다.

이하, 본 발명의 환원형 무전해 금도금액을 이용해 제작한 금도금 피막의 실시예 1 및 실시예 2, 치환형 무전해 금도금액을 이용해 제작한 금도금 피막의 비교예 1, 종래의 환원형 무전해 도금액을 이용해 제작한 금도금 피막의 비교예 2를 들어, 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 단, 본 발명은 이하에 설명하는 실시예로 한정되는 것이 아니라는 점을 만일을 위해 말해 둔다.

《실시예 1》

실시예 1에서는, 본 발명을 적용한 환원형 무전해 금도금액을 이용하고, 동판을 기판으로 하여, 당해 기판 상에 무전해 니켈 도금 피막/무전해 팔라듐 도금 피막/무전해 금도금 피막으로 이루어지는 도금 피막을 형성했다.

환원형 무전해 금도금액의 조정: 본 실시예에서 이용한 환원형 무전해 금도금액의 조성을 이하에 나타낸다. 도금 조건(pH, 액온)을 조성과 함께 나타낸다.

시안화금칼륨 5 mmol/L

에틸렌디아민사아세트산2칼륨 0.03 ㏖/L

구연산 0.15 ㏖/L

헥사메틸렌테트라민 3 mmol/L

3,3'-디아미노-N-메틸디프로필아민 0.02 ㏖/L

아세트산 탈륨 5 ㎎/L

pH 8.5

액온 80℃

도금 피막의 제작: 실시예 1의 도금 피막이 있는 시료는, 실시 시료군 1A 내지 실시 시료군 1D로 이루어진다. 이들 실시 시료군 1A 내지 실시 시료군 1D는 무전해 팔라듐 도금 피막의 막두께의 차이에 의해 구분된다.

실시 시료군 1A는 실시 시료 1A-1 내지 실시 시료 1A-6으로 이루어지고, 각 실시 시료는 동판의 표면에 막두께 5㎛의 무전해 니켈 도금 피막을 형성한 후, 당해 무전해 니켈 도금 피막의 표면에 막두께 0.1㎛의 무전해 팔라듐 도금 피막을 형성했다. 그 후, 전술한 환원형 무전해 금도금액을 이용해, 각 도금 시간 조건에 따라, 무전해 팔라듐 도금 피막의 표면에 환원형 무전해 금도금 피막을 형성했다. 구체적으로는, 실시 시료 1A-1 내지 실시 시료 1A-6은 환원형 무전해 금도금 피막 형성시의 도금 시간 조건을 10분, 20분, 30분, 40분, 50분, 60분으로 하여 금도금 피막이 있는 시료를 얻었다.

실시 시료군 1B는 실시 시료 1B-1 내지 실시 시료 1B-6으로 이루어지고, 무전해 팔라듐 도금 피막의 막두께가 0.2㎛인 것 외에는 실시 시료군 1A와 마찬가지로 제작했다. 한편, 각 실시 시료 1B-1 내지 실시 시료 1B-6은, 실시 시료 1A-1 내지 실시 시료 1A-6과 마찬가지로, 환원형 무전해 금도금 피막 형성시의 도금 시간 조건이 상이한 것이다.

실시 시료군 1C는 실시 시료 1C-1 내지 실시 시료 1C-6으로 이루어지고, 무전해 팔라듐 도금 피막의 막두께가 0.4㎛인 것 외에는 실시 시료군 1A와 마찬가지로 제작했다. 한편, 각 실시 시료 1C-1 내지 실시 시료 1C-6은, 실시 시료 1A-1 내지 실시 시료 1A-6과 마찬가지로, 환원형 무전해 금도금 피막 형성시의 도금 시간 조건이 상이한 것이다.

실시 시료군 1D는 실시 시료 1D-1 내지 실시 시료 1D-6으로 이루어지고, 무전해 팔라듐 도금 피막의 막두께가 0.6㎛인 것 외에는 실시 시료군 1A와 마찬가지로 제작했다. 한편, 각 실시 시료 1D-1 내지 실시 시료 1D-6은, 실시 시료 1A-1 내지 실시 시료 1A-6과 마찬가지로, 환원형 무전해 금도금 피막 형성시의 도금 시간 조건이 상이한 것이다.

《실시예 2》

실시예 2에서는, 실시예 1와 같은 환원형 무전해 금도금액을 이용하고, 동판을 기판으로 하여, 당해 기판 상에 무전해 니켈 도금 피막/치환형 무전해 금도금 피막/환원형 무전해 금도금 피막으로 이루어지는 도금 피막을 형성했다. 실시예 2로서의 도금 피막이 있는 시료는, 실시 시료 2-1 내지 실시 시료 2-6으로 이루어진다. 각 실시 시료 2-1 내지 실시 시료 2-6은, 동판의 표면에 막두께 5㎛의 무전해 니켈 도금 피막을 형성한 후, 당해 무전해 니켈 도금 피막의 표면에 막두께 0.07㎛의 치환형 무전해 금도금 피막을 형성했다. 그 후, 전술한 환원형 무전해 금도금액을 이용하고, 각 도금 시간 조건에 따라, 치환형 무전해 금도금 피막의 표면에 환원형 무전해 금도금 피막을 형성했다. 한편, 각 실시 시료 2-1 내지 실시 시료 2-6은, 실시 시료 1A-1 내지 실시 시료 1A-6과 마찬가지로, 환원형 무전해 금도금 피막 형성시의 도금 시간 조건이 상이한 것이다.

《비교예》

[비교예 1]

비교예 1에서는, 치환형 무전해 금도금액을 이용하고, 실시예 1과 마찬가지로, 동판을 기판으로 하여 당해 기판상에 무전해 니켈 도금 피막/무전해 팔라듐 도금 피막/무전해 금도금 피막으로 이루어지는 도금 피막을 제작했다.

치환형 무전해 금도금액의 조정: 비교예 1에서 이용한 치환형 무전해 금도금액의 조성을 이하에 나타낸다. 도금 조건(pH, 액온)을 조성과 함께 나타낸다.

시안화금칼륨 10 mmol/L

에틸렌디아민사아세트산 0.03 ㏖/L

구연산 0.15 ㏖/L

아세트산 탈륨 50 ㎎/L

pH 4.5

액온 80℃

도금 피막의 제작: 비교예 1의 도금 피막이 있는 시료는, 비교 시료군 1A 내지 비교 시료군 1D로 이루어진다. 이들 비교 시료군 1A 내지 비교 시료군 1D는 무전해 팔라듐 도금 피막의 막두께의 차이에 의해 구분된다.

비교 시료군 1A는 비교 시료 1A-1 내지 비교 시료 1A-6으로 이루어지고, 각 비교 시료는 동판의 표면에 막두께 5㎛의 무전해 니켈 도금 피막을 형성한 후, 당해 무전해 니켈 도금 피막의 표면에 막두께 0.1㎛의 무전해 팔라듐 도금 피막을 형성했다. 그 후, 전술한 치환형 무전해 금도금액을 이용해, 각 도금 시간 조건에 따라, 무전해 팔라듐 도금 피막의 표면에 치환형 무전해 금도금 피막을 형성했다. 구체적으로는, 비교 시료 1A-1 내지 비교 시료 1A-6은 치환형 무전해 금도금 피막 형성시의 도금 시간 조건을 10분, 20분, 30분, 40분, 50분, 60분으로 하여 금도금 피막이 있는 시료를 얻었다.

비교 시료군 1B는 비교 시료 1B-1 내지 비교 시료 1B-6으로 이루어지고, 무전해 팔라듐 도금 피막의 막두께가 0.2㎛인 것 외에는 비교 시료군 1A와 마찬가지로 제작했다. 한편, 각 비교 시료 1B-1 내지 비교 시료 1B-6은, 비교 시료 1A-1 내지 비교 시료 1A-6과 마찬가지로, 치환형 무전해 금도금 피막 형성시의 도금 시간 조건이 상이한 것이다.

비교 시료군 1C는 비교 시료 1C-1 내지 비교 시료 1C-6으로 이루어지고, 무전해 팔라듐 도금 피막의 막두께가 0.4㎛인 것 외에는 비교 시료군 1A와 마찬가지로 제작했다. 한편, 각 비교 시료 1C-1 내지 비교 시료 1C-6은, 비교 시료 1A-1 내지 비교 시료 1A-6과 마찬가지로, 치환형 무전해 금도금 피막 형성시의 도금 시간 조건이 상이한 것이다.

비교 시료군 1D는 비교 시료 1D-1 내지 비교 시료 1D-6으로 이루어지고, 무전해 팔라듐 도금 피막의 막두께가 0.6㎛인 것 외에는 비교 시료군 1A와 마찬가지로 제작했다. 한편, 각 비교 시료 1D-1 내지 비교 시료 1D-6은, 비교 시료 1A-1 내지 비교 시료 1A-6과 마찬가지로, 치환형 무전해 금도금 피막 형성시의 도금 시간 조건이 상이한 것이다.

[비교예 2]

비교예 2에서는, 종래의 환원형 무전해 금도금액을 이용하고, 실시예 2와 마찬가지로, 동판을 기판으로 하여, 당해 기판 상에 무전해 니켈 도금 피막/치환형 무전해 금도금 피막/종래의 환원형 무전해 금도금 피막으로 이루어지는 도금 피막을 형성했다.

종래의 환원형 무전해 금도금액의 조정: 비교예 2에서 이용한 환원형 무전해 금도금액의 조성을 이하에 나타낸다. 도금 조건(pH, 액온)을 조성과 함께 나타낸다.

시안화금칼륨 0.015 ㏖/L

시안화칼륨 0.03 ㏖/L

수산화나트륨 0.8 ㏖/L

디메틸아민보란 0.2 ㏖/L

납 화합물 5 ㎎/L(납 환산 기준)

pH 13

액온 70℃

도금 피막의 제작: 비교예 2는, 동판의 표면에 막두께 5㎛의 무전해 니켈 도금 피막을 형성한 후, 당해 무전해 니켈 도금 피막의 표면에 막두께 0.05㎛의 치환형 무전해 금도금 피막을 형성했다. 그 후, 전술한 환원형 무전해 금도금액을 이용해, 치환형 무전해 금도금 피막의 표면에 막두께 0.20㎛의 환원형 무전해 금도금 피막을 형성했다.

[평가]

다음으로, 본 발명의 환원형 무전해 금도금액을 이용해 제작한 금도금 피막의 실시예 1 및 실시예 2에 대해 석출 속도나 표면 형태 등에 대해 평가를 실시했다. 이하, 필요에 따라, 실시예 1이나 실시예 2와, 치환형 무전해 금도금액을 이용해 제작한 금도금 피막의 비교예 1이나 종래의 환원형 무전해 도금액을 이용해 제작한 금도금 피막의 비교예 2를 비교해 구체적으로 설명한다.

석출 속도: 본 발명에 따른 환원형 무전해 금도금액을 이용한 실시예 1 중에서 실시 시료군 1A(실시 시료 1A-1 내지 실시 시료 1A-6)의 금도금 피막의 도금 시간과 도금 막두께의 관계를 도 1에 나타낸다. 마찬가지로, 본 발명에 따른 환원형 무전해 금도금액을 이용한 실시예 2(실시 시료 2-1 내지 실시 시료 2-6)의 금도금 피막의 도금 시간과 도금 막두께의 관계를 도 2에 나타낸다. 한편, 도 2에 도금 처리 시간을 20분으로 하여 얻어진 실시 시료 2-2의 금도금 피막의 전자현미경 사진(×10, 000)을 나타낸다.

도 1로부터, 전술한 환원형 무전해 금도금액을 이용해 무전해 팔라듐 도금 피막의 표면에 형성한 금도금 피막은, 형성되는 금도금 피막의 두께에 영향을 받지 않고, 안정적으로 0.15㎛/30분의 속도로 금도금 피막이 형성되는 것을 확인할 수 있었다.

도 2로부터, 전술한 환원형 무전해 금도금액을 이용해 치환형 무전해 금도금 피막의 표면에 형성한 환원형 무전해 금도금 피막은, 형성되는 금도금 피막의 두께에 영향을 받지 않고, 안정적으로 0.17㎛/30분의 속도로 금도금 피막이 형성되는 것을 확인할 수 있었다.

금도금 피막의 석출 속도에 미치는 무전해 팔라듐 도금 피막 두께의 영향: 다음으로, 실시예 1과 비교예 1을 비교해 금도금 피막의 석출 속도에 미치는 무전해 팔라듐 도금 피막 두께의 영향에 대해 설명한다. 도 3에는, 환원형 무전해 금도금액을 이용해 무전해 팔라듐 도금 피막의 표면에 금도금 피막을 형성한 실시 시료군 1A(실시 시료 1A-1 내지 실시 시료 1A-6) 내지 실시 시료군 1D(실시 시료 1D-1 내지 실시 시료 1D-6)의 무전해 팔라듐 도금 피막의 막두께와 금도금 피막의 석출 속도의 관계를 나타낸다. 또한, 도 3에는, 치환형 무전해 금도금액을 이용해 무전해 팔라듐 도금 피막의 표면에 금도금 피막을 형성한 비교 시료군 1A(비교 시료 1A-1 내지 비교 시료 1A-6) 내지 비교 시료군 1D(비교 시료 1D-1 내지 비교 시료 1D-6)의 무전해 팔라듐 도금 피막의 막두께와 금도금 피막의 석출 속도의 관계를 함께 나타낸다.

도 3으로부터, 비교 시료군 1A 내지 비교 시료군 1D의 치환형 무전해 금도금액을 이용해 형성한 금도금 피막은, 하지 금속인 팔라듐 도금 피막이 두꺼워짐에 따라 금도금 피막의 석출 속도가 저하되고 있는 것을 알 수 있다. 이에 대해, 실시 시료군 1A 내지 실시 시료군 1D의 환원형 무전해 금도금액을 이용해 형성한 금도금 피막은, 하지 금속인 팔라듐 도금 피막의 두께에 상관없이 안정된 속도로 금도금 피막이 형성되는 것을 확인할 수 있었다.

금도금 피막의 표면 형태: 다음으로, 본 발명의 환원형 무전해 금도금액을 이용해 무전해 팔라듐 도금 피막의 표면에 형성한 금도금 피막의 표면 형태를 관찰했다. 도 4에 실시예 1 중에서 환원형 무전해 금도금 피막을 0.1㎛의 막두께로 형성한 실시 시료 1A-2의 금도금 피막 표면의 전자현미경 사진(×10000 및 ×30000)을 나타낸다. 또한, 본 발명의 환원형 무전해 금도금액을 이용해 치환형 무전해 금도금 피막의 표면에 형성한 환원형 무전해 금도금 피막의 표면 형태를 관찰했다. 도 5에 실시예 2 중에서 환원형 무전해 금도금 피막을 0.13㎛의 막두께로 형성한 실시 시료 2-2의 금도금 피막 표면의 전자현미경 사진(×30000)을 나타낸다. 비교로서, 종래의 환원형 무전해 금도금액을 이용해 치환형 무전해 금도금 피막의 표면에 형성한 환원형 무전해 금도금 피막의 표면 형태를 관찰했다. 도 5에는, 환원형 무전해 금도금 피막을 0.13㎛의 막두께로 형성한 비교예 2의 금도금 피막 표면의 전자현미경 사진(×30000)을 나타낸다.

도 4 및 도 5로부터, 본 발명의 환원형 무전해 금도금액 뿐만 아니라, 종래의 환원형 무전해 금도금액을 이용해 형성한 무전해 금도금 피막은, 치밀하게 형성되어 있는 것을 확인할 수 있었다.

무전해 금도금 피막 박리 후의 표면 형태: 또한, 도 4 및 도 5에 나타낸 각 도금 피막으로부터 무전해 금도금 피막, 또는, 무전해 금도금 피막 및 무전해 팔라듐 도금 피막을 박리한 후의 니켈 도금 피막의 표면 형태를 관찰했다. 도 6에 도 4의 상태로부터 무전해 금도금 피막 및 무전해 팔라듐 도금 피막을 박리한 후의 니켈 도금 피막 표면의 전자현미경 사진(×5000)을 나타낸다. 도 7에 도 5의 상태로부터 무전해 금도금 피막을 박리한 후의 니켈 도금 피막 표면의 전자현미경 사진(×3000)을 나타낸다.

도 6 및 도 7로부터 분명한 바와 같이, 환원형 무전해 금도금액을 이용해 형성된 실시예 및 비교예에서는 어느 쪽도 니켈 도금 피막의 국부 부식은 확인되지 않았다.

도금 피막의 단면 형태: 다음으로, 본 발명의 환원형 무전해 금도금액을 이용해 무전해 팔라듐 도금 피막의 표면에 금도금 피막을 형성한 실시예 1의 무전해 니켈 도금 피막/무전해 팔라듐 도금 피막/무전해 금도금 피막의 층 구성에서 도금 피막의 단면을 관찰했다. 도 8에는, 환원형 무전해 금도금 피막을 0.3㎛의 막두께로 형성한 실시 시료 1A-6의 도금 피막의 단면 관찰 사진(×30000)을 나타낸다. 도 8로부터, 전술한 환원형 무전해 금도금액을 이용해 형성한 무전해 금도금 피막이 균일하게 팔라듐 도금 피막의 표면에 형성되어 있는 것을 확인할 수 있었다.

금도금 피막의 선택 석출성: 다음으로, 본 발명의 환원형 무전해 금도금액을 이용해 무전해 팔라듐 도금 피막의 표면에 금도금 피막을 형성한 실시예 1 중의 실시 시료 1A-6과 같은 조건으로 도금 피막을 형성한 도금 제품의 단부와 중앙부 각각의 전자현미경 사진(×500)을 도 9에 나타낸다. 도 9로부터 도금 제품의 단부와 중앙부에서는, 마찬가지로 균일하게 무전해 금도금 피막이 형성되어 있는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 도 9의 사진으로부터도, 본 발명의 환원형 무전해 금도금액은 무전해 금도금 피막의 선택 석출성이 양호하다는 것을 말할 수 있다.

금도금액 중의 니켈 용출의 영향: 다음으로, 본 발명의 환원형 무전해 금도금액을 이용해 무전해 팔라듐 도금 피막의 표면에 금도금 피막을 형성한 실시예 1에 대해, 환원형 무전해 금도금액으로의 무전해 니켈의 용출의 영향에 대해 검토했다. 구체적으로는, 금 1g을 무전해 팔라듐 도금 피막의 표면에 석출한 경우의 하지 니켈의 무전해 금도금액으로의 용출량을 ICP를 이용해 측정했다. 비교로서, 치환형 무전해 금도금액을 이용한 비교예 1에 대해서도 실시예 1과 마찬가지로 측정했다. 도 10에, 환원형 무전해 금도금액을 이용한 실시예 1의 무전해 니켈의 용출량과, 치환형 무전해 금도금액을 이용한 비교예 1의 하지 니켈의 용출량을 나타낸다. 도 10에서는, 모두 금 1g을 석출한 경우의 금도금액으로의 Ni의 용출량을 ICP를 이용해 측정했을 때의 값을 나타낸다.

도 10으로부터, 치환형 무전해 금도금액을 이용해 금도금 피막을 1g 정도 석출한 비교예 1은, 치환형 무전해 금도금액에 하지 금속으로서 이용되는 Ni가 162 ppm 용출되었다. 이에 대해, 본건 출원의 환원형 무전해 금도금액을 이용해 금도금 피막을 1g 정도 석출한 실시예 1은, 환원형 무전해 금도금액에 하지 금속으로서 이용되는 Ni가 0.2 ppm만 용출되었다.

당해 평가 시험의 결과로부터, 본건 출원에 따른 환원형 무전해 금도금액은, 치환 금도금 피막을 형성하는 경우와 비교해 팔라듐 도금 피막을 개재한 하지 니켈의 용출을 현저하게 억제할 수 있어, 금도금 피막으로의 니켈의 확산을 방지하는 것이 가능해진다고 할 수 있다.

금도금 피막의 막두께의 불균형: 다음으로, 치환형 무전해 금도금 피막의 표면에 환원형 무전해 금도금액을 이용해 형성한 금도금 피막의 막두께의 불균형에 대해 검토한다. 여기에서는, 본 발명에 따른 환원형 무전해 금도금액을 이용한 실시예로서, 실시예 2의 실시 시료 2-2에 대해 환원형 무전해 금도금 피막의 막두께를 측정했다. 비교로서, 종래의 환원형 무전해 금도금액을 이용한 비교예 2에 대해 환원형 무전해 금도금 피막의 막두께를 측정했다. 각각에 대해 20개소에서 막두께를 측정한 결과를 표 1에 함께 나타낸다. 또한, 도 11에 불균형 상태를 나타내는 도면을 나타낸다.

		실시예 2 (실시 시료 2-2)	비교예 2
도금 시간		20분	1.5분
막두께	평균치(㎛)	0.199	0.206
	최대치(㎛)	0.204	0.218
	최소치(㎛)	0.194	0.182
	최대-최소(㎛)	0.01	0.036
	표준편차	0.004	0.013

본 발명에 따른 환원형 무전해 금도금액을 이용한 실시 시료 2-2의 무전해 금도금 피막의 막두께 평균치는 0.199㎛이고, 최대치와 최소치의 차이는 0.01㎛이고, 표준편차는 0.004로 현저하고 작았다. 이에 대해, 종래의 환원형 무전해 금도금액을 이용한 비교예 2의 무전해 금도금 피막의 막두께의 평균치는 0.206㎛이고, 최대치와 최소치의 차이는 0.036㎛이고, 표준편차가 0.013이었다. 따라서, 본 발명에 따른 환원형 무전해 금도금액을 이용함으로써, 종래의 환원형 무전해 금도금액을 이용한 경우와 비교해, 얻어지는 무전해 금도금 피막의 막두께가 전체에 걸쳐 상당히 높은 수준으로 불균형이 작고, 균일하다는 것을 알 수 있다. 이 결과로부터, 본 발명에 따른 환원형 무전해 금도금액을 이용함으로써, 피도금 대상면의 전체를 한층 더 균일하게 도금 처리하는 것이 가능해져, 품질의 향상을 도모할 수 있다. 또한, 원하는 막두께로 균일하게 무전해 금도금 피막을 형성할 수 있기 때문에, 원하는 막두께를 초과하는 무전해 금도금 피막의 형성이 억제되어, 금의 과잉 사용을 큰 폭으로 저감할 수 있게 된다.

금도금 피막의 와이어 본딩 특성: 다음으로, 본 발명에 따른 환원형 무전해 금도금액을 이용해 형성한 금도금 피막의 와이어 본딩 특성에 대해 검토한다. 여기에서는, 본 발명에 따른 환원형 무전해 금도금액을 이용한 실시예로서, 실시예 2의 실시 시료 2-2에 대해 환원형 무전해 금도금 피막의 와이어 본딩의 강도를 측정했다. 비교로서, 종래의 환원형 무전해 금도금액을 이용한 비교예 2에 대해 환원형 무전해 금도금 피막의 와이어 본딩 강도를 측정했다. 구체적으로는, 실시 시료 2-2 및 비교예 2의 환원형 무전해 도금 피막에 대해, 직경 25㎛의 금 와이어를 와이어 본딩 장치로 접합하고, 풀테서트로 와이어를 잡아당겨, 와이어 본딩의 강도를 측정했다. 각각 20개소 측정하여, 와이어 본딩 강도의 최대치, 최소치, 평균치를 구했다. 측정 결과를 도 12에 나타낸다.

본 발명에 따른 환원형 무전해 도금액을 이용한 실시예 2(실시 시료 2-2)의 무전해 금도금 피막의 와이어 본딩 강도의 최대치는 6.0 gf이고, 최소치는 4.8 gf이고, 평균치는 5.3 gf였다. 그리고, 종래의 환원형 무전해 도금액을 이용한 비교예 2의 무전해 금도금 피막의 와이어 본딩 강도의 최대치는 6.0 gf이고, 최소치는 4.8 gf이고, 평균치는 5.3 gf였다. 이들 결과로부터, 본 발명에 따른 환원형 무전해 도금액을 이용해 얻어진 무전해 금도금 피막은, 종래의 환원형 무전해 도금액을 이용한 경우와 거의 변함없이, 양호한 와이어 본딩 강도를 얻을 수 있는 것을 알았다. 따라서, 본 발명의 환원형 무전해 금도금액에 의하면, 높은 와이어 본딩의 접합 신뢰성을 실현할 수 있는 금도금 피막을 제공하는 것이 가능해진다고 할 수 있다.

《산업상의 이용 가능성》

본 발명의 환원형 무전해 금도금액은, 니켈이나 팔라듐 등의 하지 금속의 용출을 현저하게 억제해, 당해 하지 금속의 표면에 금도금 피막을 높은 석출 속도로 두껍게 형성할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면, 와이어 본딩의 접합 신뢰성이 높은 금도금 피막을 제공할 수 있다.

Claims

동, 팔라듐, 금 또는 니켈 중 어느 하나가 존재하는 피도금물 표면에 무전해 금도금 피막을 형성하는데 이용하는 환원형 무전해 금도금액으로서,
수용성 금화합물과, 구연산 또는 구연산염과, 에틸렌디아민사아세트산 또는 에틸렌디아민사아세트산염과, 헥사메틸렌테트라민과, 3,3'-디아미노-N-메틸디프로필아민 또는 N,N'-비스(3-아미노프로필)에틸렌디아민을 함유하는 것을 특징으로 하는 환원형 무전해 금도금액.
제1항에 있어서,
pH 7.0 내지 pH 9.0인 환원형 무전해 금도금액.
삭제
제1항에 있어서,
석출 촉진제로서 탈륨 화합물을 함유하는 환원형 무전해 금도금액.
제1항, 제2항 및 제4항 중 어느 한 항에 기재된 환원형 무전해 금도금액을 이용해 동, 팔라듐, 금 또는 니켈 중 어느 하나가 존재하는 피도금물의 표면에 무전해 금도금 피막을 형성하는 것을 특징으로 하는 무전해 금도금 방법.
삭제
제5항에 있어서,
상기 피도금물 표면은, 무전해 니켈 도금 피막의 표면에 형성된 무전해 팔라듐 도금 피막을 구비하는 무전해 금도금 방법.
삭제