KR102315943B1 - Composition, use thereof and method for electrodepositing gold containing layers - Google Patents
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Abstract
본 발명은 조성물을 사용하여 금 함유 층을 전착시키기 위한 조성물 및 이를 위한 방법, 및 침지 방지 첨가제로서의 메르캅토-트리아졸 화합물의 용도에 관한 것이다. 조성물은 침지 방지 첨가제로서 작용하는 메르캅토-트리아졸 화합물을 함유한다. 조성물 및 방법은 고 신뢰성 용도를 위한 전기 커넥터의 접촉 재료로서 업계에서 적용될 수 있는 기능성 또는 경질 금 또는 금 합금을 증착시키는데 적합하다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a composition and method for electrodepositing a gold-containing layer using the composition, and to the use of a mercapto-triazole compound as an anti-immersion additive. The composition contains a mercapto-triazole compound which acts as an anti-immersion additive. The compositions and methods are suitable for depositing functional or hard gold or gold alloys that can be applied in the industry as contact materials for electrical connectors for high reliability applications.
Description
본 발명은 조성물을 사용하여 금 함유 층을 전착시키기 위한 본 발명의 조성물 및 이를 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명의 조성물은 침지 방지 첨가제로서 작용하는 메르캅토-트리아졸 화합물을 함유한다. 상기 조성물 및 방법은 고 신뢰성 용도를 위한 전기 커넥터의 접촉 재료로서 업계에서 적용될 수 있는 기능성 또는 경질 금 또는 금 합금을 증착시키는데 적합하다.The present invention relates to a composition of the present invention and a method therefor for electrodepositing a gold containing layer using the composition. The composition of the present invention contains a mercapto-triazole compound which acts as an anti-immersion additive. The compositions and methods are suitable for depositing functional or hard gold or gold alloys that can be applied in the industry as contact materials for electrical connectors for high reliability applications.
경질 금 또는 코발트 및 니켈의 금 합금은 고 신뢰성 용도를 위한 전기 커넥터의 접촉 재료로서 널리 사용되고 있다. 그러므로, 경질 금 엔드 층을 갖는 커넥터는 전기 전도성 금속 층 상에, 예를 들어 구리 상에 도금된 니켈과 같은 니켈 기판 상에 전기 도금된다. 통상적으로, 커넥터는 대형 전기 장치 또는 전선의 일부이다. 선택적 전기도금 기술은 전기 회로의 나머지 부분을 도금시키지 않으면서, 커넥터의 접촉 영역 상에만 금 또는 금 합금 층을 증착시키는데 사용된다. 이러한 선택적 도금 기술은 금 및 기타 귀금속, 예를 들어 팔라듐 및 팔라듐-니켈 합금의 도금 영역을 제한함으로써 커넥터의 재료 비용을 현저하게 감소시킨다.Hard gold or gold alloys of cobalt and nickel are widely used as contact materials in electrical connectors for high reliability applications. Therefore, a connector having a hard gold end layer is electroplated onto an electrically conductive metal layer, for example on a nickel substrate such as nickel plated on copper. Typically, a connector is part of a larger electrical device or wire. Selective electroplating techniques are used to deposit a layer of gold or gold alloy only on the contact area of the connector, without plating the rest of the electrical circuit. This selective plating technique significantly reduces the material cost of the connector by limiting the plating area of gold and other precious metals such as palladium and palladium-nickel alloys.
금은 통상적으로 덜 귀한 금속으로 제조된 커넥터 상에 도금되는 귀금속이기 때문에, 금 변위의 문제가 발생한다. 금 변위는 교환 반응에 의한 금의 증착이다. 금 도금될 표면이 예를 들어 니켈 표면인 경우, 변위 반응은 다음과 같이 일어나는 것으로 생각된다:Since gold is a precious metal that is typically plated on connectors made of less precious metals, the problem of gold displacement arises. Gold displacement is the deposition of gold by an exchange reaction. When the surface to be gold plated is, for example, a nickel surface, the displacement reaction is thought to occur as follows:
2 Au+ + Ni0 → 2 Au0 + Ni2+ 2 Au + + Ni 0 → 2 Au 0 + Ni 2+
(식 중, 귀한 금 금속은 덜 귀한 니켈을 변위시킴). 이러한 교환 또는 변위 반응에 의한 금속 증착은 또한 침지 반응 또는 침지 도금이라고 불린다.(wherein the precious gold metal displaces the less precious nickel). Metal deposition by this exchange or displacement reaction is also called immersion reaction or immersion plating.
한편, 이 문제는 도금되지 않아야 하는 기판의 부분 또는 영역의 표면 상에서 발생하며, 따라서 전자 부품의 기능성 표면, 즉, 커넥터가 전기 도금되는 동안에 전기적으로 연결되지 않는다. 또한, 예를 들어 유휴 시간 동안에 전기도금이 중단될 때, 침지 반응이 일어날 수 있다. 그 다음, 커넥터 표면은 전기적으로 연결되지 않으면서, 일정 시간 동안 금 증착 조 내에 남아있게 된다.On the other hand, this problem occurs on the surface of a portion or region of the substrate that is not to be plated, and thus the functional surface of the electronic component, ie, the connector, is not electrically connected while being electroplated. Also, an immersion reaction may occur, for example, when electroplating is interrupted during idle time. The connector surface is then left in the gold deposition bath for a period of time without being electrically connected.
두가지 경우 모두에 있어서, 금 층은 침지 반응에 의해 비-연결 표면 상에 증착된다. 따라서, 금 층은 원하지 않는 기판의 영역에서 침지 반응에 의해 증착된다. 이 침지 금 증착은 커넥터 및 기타 전자 부품을 코팅하는데 필요한 것보다 많은 금을 소모하며, 따라서 금을 여분으로 소모시켜 제조 비용을 상승시키기 때문에 바람직하지 않다.In both cases, the gold layer is deposited on the non-connected surface by an immersion reaction. Thus, the gold layer is deposited by an immersion reaction in the undesired regions of the substrate. This immersion gold deposition is undesirable because it consumes more gold than is needed to coat connectors and other electronic components, thus consuming excess gold and increasing manufacturing costs.
도금되는 것이 바람직하지 않은 인쇄 회로 라인, 커넥터 또는 기타 전자 장치의 부분 상에 증착된 금 층은 또한 기판에 결함을 일으켜, 결함있는 최종 제품을 생산할 수 있다. 그러므로, 금 층은 나중에 제거되어야 하며, 이는 힘이 들고, 시간이 소모되며, 비용이 든다.A layer of gold deposited on portions of printed circuit lines, connectors or other electronic devices that are not desirable to be plated can also cause defects in the substrate, resulting in defective end products. Therefore, the gold layer must be removed later, which is laborious, time consuming and expensive.
또한, 침지 반응에 의해 형성된 금 층은 이의 하부 표면에 대해 낮은 접착력을 가진다. 침지된 금 층의 일부가 그 아래의 표면으로부터 박리되어, 별도의 회로 라인 또는 기타 접촉 금속을 잘못 연결하면, 단락의 위험이 있다.In addition, the gold layer formed by the immersion reaction has low adhesion to its lower surface. If a portion of the immersed gold layer peels off from the surface underneath it, misconnecting separate circuit lines or other contact metals, there is a risk of a short circuit.
또한, 금 침지의 문제는 금 전해질의 시효에 따라서 증가한다.Also, the problem of gold immersion increases with the aging of the gold electrolyte.
금 침지는 도금 장비의 설계를 개선함으로써 감소시킬 수 있다. 그러나, 이것은 새로운 장비 부품을 재설계하고, 제조하는데 많은 비용 지출을 필요로 한다.Gold immersion can be reduced by improving the design of the plating equipment. However, this requires high cost to redesign and manufacture new equipment parts.
유럽 특허 EP 2 309 036 B1 에는, 금 변위 반응을 감소시키는 경질 금 도금 조가 개시되어 있다. 그 효과는 도금 조 내에 함유되는 메르캅토-테트라졸 화합물에 기인한다. 그러나, 금 변위 반응의 감소는 여전히 불충분하다. 또한, EP 2 309 036 B1 에는, 금 증착 조의 진행 시효에 따른 금 변위의 증가에 대해서는 언급하고 있지 않다.European patent EP 2 309 036 B1 discloses a hard gold plating bath which reduces the gold displacement reaction. The effect is due to the mercapto-tetrazole compound contained in the plating bath. However, the reduction of the gold displacement response is still insufficient. Further, EP 2 309 036 B1 does not mention an increase in gold displacement with progressive aging of the gold deposition bath.
따라서, 기능성의 순수한 금 및 금 합금 층에 대한 전착 조 내에서의 금 침지 반응을 억제할 필요가 여전히 존재한다.Accordingly, there is still a need to suppress gold immersion reactions in electrodeposition baths for functional pure gold and gold alloy layers.
그러므로, 본 발명의 목적은 금 침지 반응을 더욱 감소시키면서, 금 함유 층을 전착시키기 위한 조성물 및 방법을 제공하는 것이다.It is, therefore, an object of the present invention to provide a composition and method for electrodepositing a gold containing layer while further reducing the gold immersion reaction.
본 발명의 또다른 목적은 금 전착용 조성물의 수명 동안에 증가하는 금 침지 반응을 감소시키는 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for reducing the gold immersion reaction that increases during the lifetime of a gold electrodeposition composition.
이들 목적은 하기의 조성물 및 방법에 의해 달성된다.These objects are achieved by the following compositions and methods.
하기 성분을 포함하는 전기도금 조성물:An electroplating composition comprising:
(i) 하나 이상의 금 이온 공급원, 및(i) one or more sources of gold ions, and
(ii) 하기 화학식 (I) 또는 (II) 를 갖는 하나 이상의 메르캅토-트리아졸 또는 이의 염:(ii) at least one mercapto-triazole having the formula (I) or (II):
(식 중, R1, R2, R3, R4, R5 및 R6 은 하기에서 정의하는 바와 같음).(wherein R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are as defined below).
상기 (ii) 에 따른 메르캅토-트리아졸 또는 이의 염은 금 함유 층을 전착시킬 때, 금 침지 반응을 현저하게 감소시키거나 또는 거의 억제한다.The mercapto-triazole or salt thereof according to (ii) above significantly reduces or almost inhibits the gold immersion reaction when the gold-containing layer is electrodeposited.
하기 단계를 포함하는 방법:A method comprising the steps of:
(i) 상기 정의한 바와 같은 전기도금 조성물을 제공하는 단계;(i) providing an electroplating composition as defined above;
(ii) 기판을 조성물과 접촉시키는 단계; 및(ii) contacting the substrate with the composition; and
(iii) 상기 기판과 하나 이상의 애노드 사이에 전류를 인가함으로써, 상기 기판 상에 금 또는 금 합금을 증착시키는 단계.(iii) depositing gold or a gold alloy on the substrate by applying an electric current between the substrate and one or more anodes.
상기 방법은 기판 상에 금 함유 층을 전착시키는데 적합하다. 이 방법은 금 침지 반응을 현저하게 감소시키거나 또는 거의 억제한다.The method is suitable for electrodepositing a gold-containing layer on a substrate. This method significantly reduces or almost inhibits the gold immersion reaction.
하기 단계를 포함하는 방법:A method comprising the steps of:
(i) 사용된 금 또는 금 합금 전기도금 조성물을 제공하는 단계;(i) providing a used gold or gold alloy electroplating composition;
(ii) 사용된 금 또는 금 합금 전기도금 조성물에 상기 정의한 바와 같은 메르캅토-트리아졸을 첨가하는 단계, 및(ii) adding a mercapto-triazole as defined above to the gold or gold alloy electroplating composition used, and
(iii) 기판을 조성물과 접촉시키는 단계; 및(iii) contacting the substrate with the composition; and
(iv) 상기 기판과 하나 이상의 애노드 사이에 전류를 인가함으로써, 상기 기판 상에 금 또는 금 합금을 증착시키는 단계.(iv) depositing gold or a gold alloy on the substrate by applying an electric current between the substrate and one or more anodes.
상기 방법은, 금 침지 반응이 적절한 금 또는 금 합금 층의 효과적인 작동 및 증착을 방해하는 정도에 도달한, 사용된 금 또는 금 합금 전기도금 조성물을 재생시키는데 적합하다. 이 방법은 금 침지 반응을 현저하게 감소시키거나 또는 거의 억제한다.The method is suitable for regenerating used gold or gold alloy electroplating compositions where the gold immersion reaction has reached a level that prevents the effective operation and deposition of a suitable gold or gold alloy layer. This method significantly reduces or almost inhibits the gold immersion reaction.
도 1 은 침지 반응에 의해 상이한 메르캅토 아졸 화합물을 함유하는 전기도금 조로부터 증착된 금 합금 층의 두께를 나타낸다.
도 2 는 침지 반응에 의해 상이한 메르캅토 트리아졸 화합물을 함유하는 전기도금 조로부터 증착된 금 합금 층의 두께를 나타낸다. 1 shows the thickness of a gold alloy layer deposited from an electroplating bath containing different mercaptoazole compounds by an immersion reaction.
2 shows the thickness of a gold alloy layer deposited from an electroplating bath containing different mercapto triazole compounds by an immersion reaction.
본 발명은 하기 성분을 포함하는 전기도금 조성물에 관한 것이다:The present invention relates to an electroplating composition comprising:
(i) 하나 이상의 금 이온 공급원, 및(i) one or more sources of gold ions, and
(ii) 하기 화학식 (I) 또는 (II) 를 갖는 하나 이상의 메르캅토-트리아졸 또는 이의 염:(ii) at least one mercapto-triazole having the formula (I) or (II):
(식 중, R1, R4 는 서로 독립적으로 수소, 선형 또는 분지형, 포화 또는 불포화 (C1-C20) 탄화수소 사슬, (C8-C20) 아르알킬기; 치환 또는 비치환 페닐기, 나프틸기 또는 카르복실기이고;(Wherein, R 1 , R 4 are independently of each other hydrogen, linear or branched, saturated or unsaturated (C 1 -C 20 ) hydrocarbon chain, (C 8 -C 20 ) aralkyl group; substituted or unsubstituted phenyl group, naph a tyl group or a carboxyl group;
R2, R3, R5, R6 은 서로 독립적으로 -S-X, 수소, 선형 또는 분지형, 포화 또는 불포화 (C1-C20) 탄화수소 사슬, (C8-C20) 아르알킬기; 치환 또는 비치환 페닐기, 나프틸기 또는 카르복실기이며;R 2 , R 3 , R 5 , R 6 are independently of each other —SX, hydrogen, linear or branched, saturated or unsaturated (C 1 -C 20 ) hydrocarbon chain, (C 8 -C 20 ) aralkyl group; a substituted or unsubstituted phenyl group, a naphthyl group, or a carboxyl group;
X 는 수소, (C1-C4) 알킬기 또는 알칼리 금속 이온, 칼슘 이온, 암모늄 이온 및 4 차 아민에서 선택되는 반대 이온이고;X is hydrogen, a (C 1 -C 4 ) alkyl group or a counter ion selected from alkali metal ions, calcium ions, ammonium ions and quaternary amines;
R2 및 R3 중 하나 이상은 -S-X 이며, R5 및 R6 중 하나 이상은 -S-X 임).at least one of R 2 and R 3 is -SX and at least one of R 5 and R 6 is -SX).
상기 전기도금 조성물은 기판 상에 금 함유 층을 전착시키는데 적합하다. 금 함유 층은 순수한 금 층 또는 금 합금 층일 수 있다. 바람직하게는, 금 함유 층은 금 합금 층이다. 보다 바람직하게는, 금 함유 층은, 소위 기능성 또는 경질 금 층으로서 사용되는 금 합금 층이다. 기능성 또는 경질 금 층은 높은 기계적 안정성을 가지며, 따라서 기계적 마모에 특히 내성이 있다. 그러므로, 금 층 및 특히 금 합금 층은 전기 커넥터에서 사용하기에 적합하다.The electroplating composition is suitable for electrodepositing a gold-containing layer on a substrate. The gold-containing layer may be a pure gold layer or a gold alloy layer. Preferably, the gold-containing layer is a gold alloy layer. More preferably, the gold-containing layer is a gold alloy layer used as a so-called functional or hard gold layer. Functional or hard gold layers have high mechanical stability and are therefore particularly resistant to mechanical wear. Therefore, the gold layer and especially the gold alloy layer are suitable for use in electrical connectors.
상기 (ii) 에 따른 메르캅토-트리아졸 또는 이의 염은 금 함유 층을 전착시킬 때, 금 침지 반응을 현저하게 감소시키거나 또는 거의 억제한다.The mercapto-triazole or salt thereof according to (ii) above significantly reduces or almost inhibits the gold immersion reaction when the gold-containing layer is electrodeposited.
하나의 구현예에 있어서, X 는 바람직하게는 알칼리 금속 이온에서 선택되는 반대 이온이며, 알칼리 금속 이온은 나트륨 이온, 칼륨 이온 및 리튬 이온에서 선택된다.In one embodiment, X is a counter ion, preferably selected from alkali metal ions, wherein the alkali metal ions are selected from sodium ions, potassium ions and lithium ions.
또다른 구현예에 있어서, R1, R2, R3, R4, R5, R6 의 치환 페닐 또는 나프틸기의 치환기는 분지형 또는 비분지형 (C1-C12) 알킬기, 분지형 또는 비분지형 (C2-C20) 알킬렌기, 분지형 또는 비분지형 (C1-C12) 알콕시기; 히드록실기, 및 할로겐에서 독립적으로 선택된다. 또다른 구현예에 있어서, 할로겐은 염소 및 브롬에서 선택된다.In another embodiment, the substituent of the substituted phenyl or naphthyl group of R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 is a branched or unbranched (C 1 -C 12 ) alkyl group, branched or unbranched (C 2 -C 20 ) alkylene group, branched or unbranched (C 1 -C 12 ) alkoxy group; independently selected from a hydroxyl group, and a halogen. In another embodiment, the halogen is selected from chlorine and bromine.
용액 중에서, 화학식 (I) 의 메르캅토 트리아졸은 2 개의 호변이성질체 형태로 존재할 수 있다.In solution, the mercapto triazole of formula (I) can exist in two tautomeric forms.
그러므로, 화학식 (I) 은 2 개의 호변이성질체 형태를 모두 포함한다. 호변이성질체 형태는, 특히 R1 이 H 원자인 경우에 관련이 있다.Therefore, formula (I) includes both tautomeric forms. Tautomeric forms are particularly relevant when R 1 is an H atom.
바람직한 구현예에 있어서, 하나 이상의 메르캅토-트리아졸은In a preferred embodiment, the at least one mercapto-triazole is
R1, R4 가 서로 독립적으로 수소 또는 선형 (C1-C4) 알킬기이고,R 1 , R 4 are each independently hydrogen or a linear (C 1 -C 4 ) alkyl group,
R2, R3, R5, R6 이 서로 독립적으로 -S-X, 수소 또는 선형 (C1-C4) 알킬기이며;R 2 , R 3 , R 5 , R 6 are each independently —SX, hydrogen or a linear (C 1 -C 4 ) alkyl group;
X 가 수소, 메틸기, 에틸기, 또는 나트륨 이온 및 칼륨 이온에서 선택되는 반대 이온이고;X is hydrogen, a methyl group, an ethyl group, or a counter ion selected from sodium ion and potassium ion;
R2 및 R3 중 하나 이상이 -S-X 이며, R5 및 R6 중 하나 이상이 -S-X 인At least one of R 2 and R 3 is -SX and at least one of R 5 and R 6 is -SX
화학식 (I) 또는 (II) 를 가진다.It has the formula (I) or (II).
또다른 바람직한 구현예에 있어서, 하나 이상의 메르캅토-트리아졸은In another preferred embodiment, at least one mercapto-triazole is
R1, R4 가 서로 독립적으로 수소, 메틸기 또는 에틸기이고,R 1 , R 4 are each independently hydrogen, a methyl group or an ethyl group,
R2, R3, R5, R6 이 서로 독립적으로 -S-X, 수소, 메틸기 또는 에틸기이며,R 2 , R 3 , R 5 , R 6 are each independently -SX, hydrogen, a methyl group or an ethyl group,
X 가 수소, 나트륨 이온 또는 칼륨 이온이고;X is hydrogen, sodium ion or potassium ion;
R2 및 R3 중 하나 이상이 -S-X 이며, R5 및 R6 중 하나 이상이 -S-X 인At least one of R 2 and R 3 is -SX and at least one of R 5 and R 6 is -SX
화학식 (I) 또는 (II) 를 가진다.It has the formula (I) or (II).
또다른 바람직한 구현예에 있어서, 하나 이상의 메르캅토-트리아졸은In another preferred embodiment, at least one mercapto-triazole is
R1, R4 가 서로 독립적으로 수소 또는 메틸기이고,R 1 , R 4 are each independently hydrogen or a methyl group,
R2, R3, R5, R6 이 서로 독립적으로 -S-X, 수소 또는 메틸기이며,R 2 , R 3 , R 5 , R 6 are each independently —SX, hydrogen or a methyl group,
X 가 수소, 나트륨 이온 또는 칼륨 이온이고;X is hydrogen, sodium ion or potassium ion;
R2 및 R3 중 하나 이상이 -S-X 이며, R5 및 R6 중 하나 이상이 -S-X 인At least one of R 2 and R 3 is -SX and at least one of R 5 and R 6 is -SX
화학식 (I) 또는 (II) 를 가진다.It has the formula (I) or (II).
보다 바람직한 구현예에 있어서, 하나 이상의 메르캅토-트리아졸은 R1, R2, R3 및 X 가 상기 정의한 바와 같은 의미를 갖는 화학식 (I) 을 가진다.In a more preferred embodiment, the at least one mercapto-triazole has the formula (I), wherein R 1 , R 2 , R 3 and X have the meanings as defined above.
더욱 바람직한 구현예에 있어서, 하나 이상의 메르캅토-트리아졸은 5-메르캅토-1,2,3-트리아졸; 4,5-디메르캅토-1,2,3-트리아졸; 5-메르캅토-1,2,4-트리아졸; 3-메르캅토-1,2,4-트리아졸; 3,5-디메르캅토-1,2,4-트리아졸; 3-메르캅토-4-메틸-1,2,4-트리아졸; 5-페닐-1H-1,2,4-트리아졸-3-티올 및 이의 염을 포함하는 군에서 선택된다.In a more preferred embodiment, the at least one mercapto-triazole is 5-mercapto-1,2,3-triazole; 4,5-dimercapto-1,2,3-triazole; 5-mercapto-1,2,4-triazole; 3-mercapto-1,2,4-triazole; 3,5-dimercapto-1,2,4-triazole; 3-mercapto-4-methyl-1,2,4-triazole; 5-phenyl-1H-1,2,4-triazole-3-thiol and salts thereof.
더욱 바람직한 구현예에 있어서, 하나 이상의 메르캅토-트리아졸은 5-메르캅토-1,2,3-트리아졸; 4,5-디메르캅토-1,2,3-트리아졸; 5-메르캅토-1,2,4-트리아졸; 3-메르캅토-1,2,4-트리아졸; 3,5-디메르캅토-1,2,4-트리아졸 및 이의 염을 포함하는 군에서 선택된다.In a more preferred embodiment, the at least one mercapto-triazole is 5-mercapto-1,2,3-triazole; 4,5-dimercapto-1,2,3-triazole; 5-mercapto-1,2,4-triazole; 3-mercapto-1,2,4-triazole; 3,5-dimercapto-1,2,4-triazole and salts thereof.
더욱 바람직한 구현예에 있어서, 하나 이상의 메르캅토-트리아졸은 5-메르캅토-1,2,3-트리아졸; 3-메르캅토-4-메틸-1,2,4-트리아졸; 5-페닐-1H-1,2,4-트리아졸-3-티올; 3-메르캅토-1,2,4-트리아졸 및 이의 염에서 선택된다.In a more preferred embodiment, the at least one mercapto-triazole is 5-mercapto-1,2,3-triazole; 3-mercapto-4-methyl-1,2,4-triazole; 5-phenyl-1H-1,2,4-triazole-3-thiol; 3-mercapto-1,2,4-triazole and salts thereof.
더욱 바람직한 구현예에 있어서, 하나 이상의 메르캅토-트리아졸은 5-메르캅토-1,2,3-트리아졸 및 이의 염에서 선택된다. 메르캅토-트리아졸 화합물은 시판되거나 또는 당업계에 충분히 공지된 방법에 의해 제조할 수 있다.In a more preferred embodiment, the at least one mercapto-triazole is selected from 5-mercapto-1,2,3-triazole and salts thereof. The mercapto-triazole compound is commercially available or can be prepared by methods well known in the art.
하나의 구현예에 있어서, 하나 이상의 메르캅토-트리아졸은 전기도금 조성물에서의 농도가 1 ㎎/ℓ 내지 1 g/ℓ 의 범위이다. 바람직하게는, 농도는 1 g/ℓ 미만이다. 보다 바람직하게는, 농도는 1 ㎎/ℓ 내지 900 ㎎/ℓ, 더욱 바람직하게는 1 ㎎/ℓ 내지 500 ㎎/ℓ, 더욱더 바람직하게는 5 ㎎/ℓ 내지 100 ㎎/ℓ, 더더욱 바람직하게는 20 ㎎/ℓ 내지 100 ㎎/ℓ 의 범위이다. 하나 이상의 메르캅토-트리아졸의 농도가 너무 높으면, 금 함유 층의 전착이 완전히 방지되거나, 또는 전착된 금 또는 금 합금 층이 기판의 표면에 충분히 접착되지 않는다.In one embodiment, the at least one mercapto-triazole has a concentration in the electroplating composition in the range of 1 mg/L to 1 g/L. Preferably, the concentration is less than 1 g/l. More preferably, the concentration is from 1 mg/L to 900 mg/L, more preferably from 1 mg/L to 500 mg/L, even more preferably from 5 mg/L to 100 mg/L, still more preferably 20 mg/L to 100 mg/L. If the concentration of the one or more mercapto-triazoles is too high, the electrodeposition of the gold-containing layer is completely prevented, or the electrodeposited gold or gold alloy layer does not adhere sufficiently to the surface of the substrate.
금 또는 금 합금 전기도금 조성물에 하나 이상의 메르캅토-트리아졸을 첨가하면, 금 합금 외관을 손상시키지 않으면서, 금 침지 반응을 억제한다. 또한, 접촉 저항 및 경도와 같은 금 또는 경질 금 층의 기능적 특성도 손상되지 않는다. 접촉 저항은 요구되는 낮은 수준으로 유지되고, 금 층은 전자 장치에 대한 상업적인 전기 접촉을 위해 충분히 경질이다. 또한, 본 발명에 따른 하나 이상의 메르캅토-트리아졸을 금 또는 금 합금 전기도금 조성물에 첨가함으로써, 금 또는 경질 금 층, 특히 경질 금 층의 높은 내마모성의 유리한 기능적 특성이 또한 손상되지 않는다.The addition of one or more mercapto-triazoles to the gold or gold alloy electroplating composition inhibits the gold immersion reaction without compromising the gold alloy appearance. In addition, the functional properties of the gold or hard gold layer, such as contact resistance and hardness, are not impaired. The contact resistance is kept to the required low level, and the gold layer is sufficiently hard for commercial electrical contact to electronic devices. Furthermore, by adding at least one mercapto-triazole according to the invention to the gold or gold alloy electroplating composition, the advantageous functional properties of high wear resistance of the gold or hard gold layer, in particular the hard gold layer, are also not impaired.
전기도금 조성물은 (i) 하나 이상의 금 이온 공급원을 추가로 포함한다. 금 이온의 공급원은 금 (I) 이온의 공급원 및 금 (III) 이온의 공급원에서 선택될 수 있다. 금 (I) 이온의 공급원은 금 시아나이드 화합물, 금 티오술페이트 화합물, 금 술파이트 화합물, 및 금 (I) 할라이드를 포함하는 금 (I) 염의 군에서 선택될 수 있다. 금 시아나이드 화합물은 칼륨 금 시아나이드 또는 나트륨 금 시아나이드와 같은 알칼리 금 시아나이드; 및 암모늄 금 시아나이드에서 선택될 수 있다. 금 티오술페이트 화합물은 트리나트륨 금 티오술페이트 또는 트리칼륨 금 티오술페이트와 같은 알칼리 금 티오술페이트에서 선택될 수 있다. 금 술파이트 화합물은 나트륨 금 술파이트 또는 칼륨 금 술파이트와 같은 알칼리 금 술파이트; 및 암모늄 금 술파이트에서 선택될 수 있다. 금 (I) 할라이드는 금 (I) 클로라이드일 수 있다. 금 (III) 이온의 공급원은 금 (III) 트리클로라이드와 같은 금 (III) 할라이드일 수 있다. 바람직하게는, 금 이온 공급원은 칼륨 금 시아나이드 또는 나트륨 금 시아나이드와 같은 알칼리 금 시아나이드 화합물이다. 보다 바람직하게는, 금 이온의 공급원은 칼륨 디시아노아우레이트 (I) 또는 칼륨 테트라시아노아우레이트 (III) 와 같은 칼륨 금 시아나이드; 또는 나트륨 디시아노아우레이트 (I) 또는 나트륨 테트라시아노아우레이트 (III) 와 같은 나트륨 금 시아나이드이다. 더욱 바람직하게는, 금 이온의 공급원은 칼륨 디시아노아우레이트 (I) 또는 칼륨 테트라시아노아우레이트 (III) 이다. 칼륨 금 시아나이드는 다른 금 화합물보다 양호한 용해도를 가진다.The electroplating composition further comprises (i) one or more sources of gold ions. The source of gold ions may be selected from a source of gold (I) ions and a source of gold (III) ions. The source of gold (I) ions may be selected from the group of gold (I) salts comprising gold cyanide compounds, gold thiosulfate compounds, gold sulfite compounds, and gold (I) halides. The gold cyanide compound may be an alkali gold cyanide such as potassium gold cyanide or sodium gold cyanide; and ammonium gold cyanide. The gold thiosulfate compound may be selected from alkali gold thiosulfates such as trisodium gold thiosulfate or tripotassium gold thiosulfate. Gold sulfite compounds include alkali gold sulfites such as sodium gold sulfite or potassium gold sulfite; and ammonium gold sulfite. The gold (I) halide may be gold (I) chloride. The source of gold (III) ions may be a gold (III) halide such as gold (III) trichloride. Preferably, the gold ion source is an alkali gold cyanide compound such as potassium gold cyanide or sodium gold cyanide. More preferably, the source of gold ions is potassium gold cyanide such as potassium dicyanoaurate (I) or potassium tetracyanoaurate (III); or sodium gold cyanide, such as sodium dicyanoaurate (I) or sodium tetracyanoaurate (III). More preferably, the source of gold ions is potassium dicyanoaurate (I) or potassium tetracyanoaurate (III). Potassium gold cyanide has better solubility than other gold compounds.
본 발명의 전기도금 조성물로부터 증착된 금 합금 층이 경질 금 층인 하나의 구현예에 있어서, 금 이온의 공급원은 바람직하게는 금 시아나이드 화합물, 보다 바람직하게는 칼륨 금 시아나이드 또는 나트륨 금 시아나이드와 같은 알칼리 금 시아나이드; 또는 암모늄 금 시아나이드이다. 금 이온의 공급원이 금 시아나이드 화합물인 경우, 높은 금 함량을 갖는 기능성 또는 경질 금 합금 층의 전착이 가장 가능하다. 이 경우, 금 이온은 전기도금 조성물에 금-시아나이드 착물의 형태로, 바람직하게는 알칼리 이온-금-시아나이드 착물로서, 보다 바람직하게는 칼륨 이온-금-시아나이드 착물로서 함유되며, 이는 높은 금 함량을 갖는 경질 금 합금 층을 전착시키는데 특히 적합하다. 이것은, 금-시아나이드 착물, 알칼리 이온-금-시아나이드 착물 또는 칼륨 이온-금-시아나이드 착물 이외의 금 화합물이 높은 전류 밀도에서 덜 안정하기 때문에, 높은 전류 밀도로 사용되는 전해질로부터의 금 함유 층의 전착에도 적용된다.In one embodiment wherein the gold alloy layer deposited from the electroplating composition of the present invention is a hard gold layer, the source of gold ions is preferably a gold cyanide compound, more preferably potassium gold cyanide or sodium gold cyanide and such as alkali gold cyanide; or ammonium gold cyanide. When the source of gold ions is a gold cyanide compound, electrodeposition of a functional or hard gold alloy layer with a high gold content is most possible. In this case, the gold ion is contained in the electroplating composition in the form of a gold-cyanide complex, preferably as an alkali ion-gold-cyanide complex, more preferably as a potassium ion-gold-cyanide complex, which It is particularly suitable for electrodepositing a hard gold alloy layer having a gold content. This is because gold compounds other than gold-cyanide complexes, alkali ion-gold-cyanide complexes or potassium ion-gold-cyanide complexes are less stable at high current densities, and therefore contain gold from electrolytes used at high current densities. This also applies to the electrodeposition of layers.
하나의 구현예에 있어서, 하나 이상의 금 이온 공급원은 전기도금 조성물에서의 농도가 1 g/ℓ 내지 50 g/ℓ 의 범위, 바람직하게는 5 g/ℓ 내지 50 g/ℓ 의 범위, 보다 바람직하게는 10 g/ℓ 내지 50 g/ℓ 의 범위, 더욱 바람직하게는 5 g/ℓ 내지 30 g/ℓ 의 범위, 더욱더 바람직하게는 5 g/ℓ 내지 20 g/ℓ 의 범위, 더더욱 바람직하게는 10 g/ℓ 내지 20 g/ℓ 의 범위이다. 전기도금 조성물의 금을 침지 반응에 의해 증착시키는 경향은 조성물에 함유되는 금 농도에 따라 증가한다.In one embodiment, the at least one source of gold ions has a concentration in the electroplating composition in the range of 1 g/l to 50 g/l, preferably in the range of 5 g/l to 50 g/l, more preferably is in the range of 10 g/l to 50 g/l, more preferably in the range of 5 g/l to 30 g/l, even more preferably in the range of 5 g/l to 20 g/l, still more preferably in the range of 10 g/l to 20 g/l. The tendency of the electroplating composition to deposit gold by an immersion reaction increases with the concentration of gold contained in the composition.
하나의 구현예에 있어서, 전기도금 조성물은 금 이온에 대한 착화제를 추가로 포함할 수 있다. 금 이온에 대한 착화제는 알칼리 금속 시아나이드, 예를 들어 칼륨 시아나이드, 나트륨 시아나이드 및 암모늄 시아나이드; 티오황산 및 이의 염, 예를 들어 나트륨 티오술페이트, 칼륨 티오술페이트 및 암모늄 티오술페이트; 아황산 및 이의 염, 예를 들어 칼륨 술파이트, 암모늄 술파이트, 카르복실산, 예를 들어 소르브산; 시트르산 및 말론산과 같은 히드록시 카르복실산; 에틸렌디아민 테트라아세트산, 이미노디아세트산, 니트릴로트리아세트산, 1,2-디아미노시클로헥산 테트라아세트산, 비스-2-아미노 에틸에테르 테트라아세트산, 디에틸렌 트리아민 펜타아세트산과 같은 아미노카르복실산; 인산, 황산, 붕산과 같은 무기 산; 1-히드록시에탄-1,1-디포스폰산, 1-히드록시에탄-1,2-디포스폰산, 아미노트리메틸렌포스폰산, 에틸렌디아민테트라메틸 포스폰산, 헥사메틸렌 디아미노 테트라메틸 포스폰산과 같은 포스폰산; 및 알칼리 금속염 및 알칼리 토금속염과 같은 상기 언급한 산의 염; 바람직하게는 나트륨 및 칼륨 염; 테트라에틸렌펜타아민, 트리에틸렌테트라아민, 트리에틸아민, 디에틸렌트리아민 및 에틸렌 디아민과 같은 아민에서 선택된다. 착화제는 또한 전도성 염으로서 기능할 수 있다.In one embodiment, the electroplating composition may further comprise a complexing agent for gold ions. Complexing agents for gold ions include alkali metal cyanides such as potassium cyanide, sodium cyanide and ammonium cyanide; thiosulfuric acid and its salts, such as sodium thiosulfate, potassium thiosulfate and ammonium thiosulfate; sulfurous acid and salts thereof such as potassium sulfite, ammonium sulfite, carboxylic acids such as sorbic acid; hydroxy carboxylic acids such as citric acid and malonic acid; aminocarboxylic acids such as ethylenediamine tetraacetic acid, iminodiacetic acid, nitrilotriacetic acid, 1,2-diaminocyclohexane tetraacetic acid, bis-2-amino ethylether tetraacetic acid, and diethylene triamine pentaacetic acid; inorganic acids such as phosphoric acid, sulfuric acid, and boric acid; 1-hydroxyethane-1,1-diphosphonic acid, 1-hydroxyethane-1,2-diphosphonic acid, aminotrimethylenephosphonic acid, ethylenediaminetetramethyl phosphonic acid, hexamethylene diaminotetramethyl phosphonic acid and such phosphonic acids; and salts of the above-mentioned acids such as alkali metal salts and alkaline earth metal salts; preferably sodium and potassium salts; amines such as tetraethylenepentaamine, triethylenetetraamine, triethylamine, diethylenetriamine and ethylenediamine. Complexing agents may also function as conductive salts.
금 이온의 공급원이 알칼리 금 시아나이드 화합물인 하나의 구현예에 있어서, 착화제는 바람직하게는 시아나이드 화합물이 아니며, 보다 바람직하게는 알칼리 금속 시아나이드가 아니다.In one embodiment where the source of gold ions is an alkali gold cyanide compound, the complexing agent is preferably not a cyanide compound, more preferably not an alkali metal cyanide.
하나의 구현예에 있어서, 상기 착화제는 전기도금 조성물에서의 농도가 1 g/ℓ 내지 200 g/ℓ 의 범위, 바람직하게는 1 g/ℓ 내지 100 g/ℓ 의 범위, 보다 바람직하게는 10 g/ℓ 내지 50 g/ℓ 의 범위이다.In one embodiment, the complexing agent has a concentration in the electroplating composition in the range of 1 g/l to 200 g/l, preferably in the range of 1 g/l to 100 g/l, more preferably 10 g/l to 50 g/l.
하나의 구현예에 있어서, 전기도금 조성물은 하나 이상의 합금화 금속 이온 공급원을 추가로 포함할 수 있다. 합금화 금속 이온의 금속은 코발트, 니켈 및 철에서 선택된다. 금-코발트, 금-니켈 및 금-철 합금은 경질 금 합금에 속한다.In one embodiment, the electroplating composition may further comprise one or more sources of alloying metal ions. The metal of the alloying metal ion is selected from cobalt, nickel and iron. Gold-cobalt, gold-nickel and gold-iron alloys belong to hard gold alloys.
경질 금 합금 증착물은 99.00 질량% 내지 99.90 질량% 미만의 범위의 금 함량을 가진다. 합금화 금속 코발트, 니켈 및/또는 철의 함량은 경질 금 합금 (ASTM B488-11, Section 7) 의 경우, 0.03 질량% 미만 내지 0.3 질량% 초과의 범위일 수 있다. 합금화 금속은 고 신뢰성 용도를 위한 전기 커넥터의 접촉 재료 (ASTM B488-11, Appendix X1) 와 같은 산업적 용도에 요구되는 금 합금에 가장 높은 경도 및 가장 높은 내마모성을 부여한다. 동시에, 경질 금 합금은 전기 커넥터 내에서의 이들의 용도에 또한 중요한 높은 전기 전도성을 유지한다. 대조적으로, 99.90 질량% 이상의 금 함량을 갖는 금 증착물은 낮은 경도 (ASTM B488-11, Sections 4 and 7), 낮은 내마모성을 가지며, 따라서 전기 커넥터에서의 용도에 적합하지 않다.The hard gold alloy deposit has a gold content in the range of 99.00 mass % to less than 99.90 mass %. The content of alloying metals cobalt, nickel and/or iron may range from less than 0.03 mass % to greater than 0.3 mass % for hard gold alloys (ASTM B488-11, Section 7). Alloying metals impart the highest hardness and highest wear resistance to gold alloys required for industrial applications such as contact materials in electrical connectors for high reliability applications (ASTM B488-11, Appendix X1). At the same time, hard gold alloys maintain high electrical conductivity which is also important for their use in electrical connectors. In contrast, gold deposits having a gold content of 99.90 mass % or higher have low hardness (ASTM B488-11, Sections 4 and 7), low wear resistance, and thus are not suitable for use in electrical connectors.
합금화 금속 이온은 코발트 (II) 이온, 니켈 (II) 이온, 철 (II) 이온 및 철 (III) 이온에서 선택된다. 합금화 금속 이온의 공급원은 코발트 카보네이트, 코발트 술페이트, 코발트 글루코네이트, 코발트 칼륨 시아나이드, 코발트 브로마이드, 코발트 클로라이드, 니켈 클로라이드, 니켈 브로마이드, 니켈 술페이트, 니켈 타르트레이트, 니켈 포스페이트, 니켈 니트레이트, 니켈 술파메이트, 철 클로라이드, 철 브로마이드, 철 시트레이트, 철 플루오라이드, 철 요오다이드, 철 니트레이트, 철 옥살레이트, 철 포스페이트, 철 피로포스페이트, 철 술페이트 및 철 아세테이트에서 선택된다.The alloying metal ion is selected from cobalt (II) ions, nickel (II) ions, iron (II) ions and iron (III) ions. Sources of alloying metal ions are cobalt carbonate, cobalt sulfate, cobalt gluconate, cobalt potassium cyanide, cobalt bromide, cobalt chloride, nickel chloride, nickel bromide, nickel sulfate, nickel tartrate, nickel phosphate, nickel nitrate, nickel sulfamate, iron chloride, iron bromide, iron citrate, iron fluoride, iron iodide, iron nitrate, iron oxalate, iron phosphate, iron pyrophosphate, iron sulfate and iron acetate.
하나의 구현예에 있어서, 하나 이상의 합금화 금속 이온 공급원은 전기도금 조성물에서의 농도가 0.001 g/ℓ 내지 5 g/ℓ 의 범위, 바람직하게는 0.05 g/ℓ 내지 2 g/ℓ 의 범위, 보다 바람직하게는 0.05 g/ℓ 내지 1 g/ℓ 의 범위이다.In one embodiment, the at least one alloying metal ion source has a concentration in the electroplating composition in the range of 0.001 g/l to 5 g/l, preferably in the range of 0.05 g/l to 2 g/l, more preferably preferably in the range from 0.05 g/l to 1 g/l.
하나의 구현예에 있어서, 전기도금 조성물은 합금화 금속 이온에 대한 착화제를 추가로 포함할 수 있다. 합금화 금속 이온에 대한 착화제는 아황산 및 이의 염, 예컨대 칼륨 술파이트, 암모늄 술파이트, 카르복실산, 예컨대 소르브산; 시트르산 및 말론산과 같은 히드록시 카르복실산; 에틸렌디아민테트라아세트산, 이미노디아세트산, 니트릴로트리아세트산, 1,2-디아미노 시클로헥산 테트라아세트산, 비스-2-아미노 에틸에테르 테트라아세트산, 디에틸렌 트리아민 펜타아세트산과 같은 아미노 카르복실산; 인산, 황산, 붕산, 티오황산과 같은 무기 산; 1-히드록시에탄-1,1-디포스폰산, 1-히드록시에탄-1,2-디포스폰산, 아미노트리메틸렌포스폰산, 에틸렌디아민테트라메틸포스폰산, 헥사메틸렌 디아미노 테트라메틸포스폰산과 같은 포스폰산; 및 알칼리 금속염 및 알칼리 토금속염과 같은 상기 언급한 산의 염; 바람직하게는 나트륨 및 칼륨염; 테트라에틸렌펜타아민, 트리에틸렌테트라아민, 트리에틸아민, 디에틸렌트리아민 및 에틸렌디아민과 같은 아민에서 선택될 수 있다. 착화제는 또한 전도성 염으로서 기능할 수 있다.In one embodiment, the electroplating composition may further include a complexing agent for alloying metal ions. Complexing agents for alloying metal ions include sulfurous acid and salts thereof such as potassium sulfite, ammonium sulfite, carboxylic acids such as sorbic acid; hydroxy carboxylic acids such as citric acid and malonic acid; amino carboxylic acids such as ethylenediaminetetraacetic acid, iminodiacetic acid, nitrilotriacetic acid, 1,2-diamino cyclohexane tetraacetic acid, bis-2-amino ethylether tetraacetic acid, diethylene triamine pentaacetic acid; inorganic acids such as phosphoric acid, sulfuric acid, boric acid, and thiosulfuric acid; 1-hydroxyethane-1,1-diphosphonic acid, 1-hydroxyethane-1,2-diphosphonic acid, aminotrimethylenephosphonic acid, ethylenediaminetetramethylphosphonic acid, hexamethylene diaminotetramethylphosphonic acid and such phosphonic acids; and salts of the above-mentioned acids such as alkali metal salts and alkaline earth metal salts; preferably sodium and potassium salts; amines such as tetraethylenepentaamine, triethylenetetraamine, triethylamine, diethylenetriamine and ethylenediamine. Complexing agents may also function as conductive salts.
합금화 금속 이온에 대한 착화제는 전기도금 조성물에서의 농도가 1 내지 200 g/ℓ 의 범위, 바람직하게는 20 내지 150 g/ℓ 의 범위일 수 있다. 금 이온 및 합금화 금속 이온에 대해 동일한 착화제가 사용되는 경우, 착화제의 농도는 금 이온 및 합금화 금속 이온에 대해 요구되는 농도의 합계이다.The complexing agent for alloying metal ions may have a concentration in the electroplating composition in the range of 1 to 200 g/l, preferably in the range of 20 to 150 g/l. When the same complexing agent is used for the gold ion and the alloying metal ion, the concentration of the complexing agent is the sum of the concentrations required for the gold ion and the alloying metal ion.
하나의 구현예에 있어서, 전기도금 조성물은 하나 이상의 광택제를 추가로 포함할 수 있다. 하나 이상의 광택제는 피리딘 및 퀴놀린 화합물에서 선택된다. 피리딘 및 퀴놀린 화합물은 치환 피리딘 및 치환 퀴놀린 화합물에서 선택된다. 바람직하게는, 치환 피리딘 및 치환 퀴놀린 화합물은 모노- 또는 디카르복실산, 모노- 또는 디술폰산, 모노- 또는 디티올 치환 피리딘, 퀴놀린, 피리딘 유도체 또는 퀴놀린 유도체에서 선택된다. 피리딘 또는 퀴놀린 유도체는 하나 이상의 위치에서 동일 또는 상이한 치환기로 치환될 수 있다. 보다 바람직하게는, 피리딘 유도체 또는 퀴놀린 유도체는 피리딘 고리의 3-위치에서 치환된 유도체에서 선택된다. 더욱 바람직하게는, 피리딘 유도체 또는 퀴놀린 유도체는 피리딘 또는 퀴놀린 카르복실산, 피리딘 또는 퀴놀린 술폰산, 및 피리딘 또는 퀴놀린 티올에서 선택된다. 더욱 바람직하게는, 피리딘 또는 퀴놀린 카르복실산은 이의 각각의 에스테르 및 아미드에서 선택된다. 더욱 바람직하게는, 피리딘 또는 퀴놀린 카르복실산은 피리딘-3-카르복실산 (니코틴산), 퀴놀린-3-카르복실산, 4-피리딘 카르복실산, 니코틴산 메틸 에스테르, 니코틴아미드, 니코틴산 디에틸 아미드, 피리딘-2,3-디카르복실산, 피리딘-3,4-디카르복실산 및 피리딘-4-티오아세트산에서 선택된다. 더욱 바람직하게는, 피리딘 또는 퀴놀린 술폰산은 3-피리딘술폰산, 4-피리딘술폰산 및 2-피리딘술폰산에서 선택된다. 가장 바람직하게는, 하나 이상의 광택제는 피리딘-3-카르복실산 (니코틴산), 니코틴아미드 및 3-피리딘술폰산에서 선택된다.In one embodiment, the electroplating composition may further comprise one or more brightening agents. The at least one brightener is selected from pyridine and quinoline compounds. The pyridine and quinoline compounds are selected from substituted pyridine and substituted quinoline compounds. Preferably, the substituted pyridine and substituted quinoline compounds are selected from mono- or dicarboxylic acids, mono- or disulfonic acids, mono- or dithiol substituted pyridines, quinolines, pyridine derivatives or quinoline derivatives. The pyridine or quinoline derivatives may be substituted at one or more positions with the same or different substituents. More preferably, the pyridine derivative or the quinoline derivative is selected from derivatives substituted at the 3-position of the pyridine ring. More preferably, the pyridine derivative or quinoline derivative is selected from pyridine or quinoline carboxylic acid, pyridine or quinoline sulfonic acid, and pyridine or quinoline thiol. More preferably, the pyridine or quinoline carboxylic acid is selected from their respective esters and amides. More preferably, the pyridine or quinoline carboxylic acid is pyridine-3-carboxylic acid (nicotinic acid), quinoline-3-carboxylic acid, 4-pyridine carboxylic acid, nicotinic acid methyl ester, nicotinamide, nicotinic acid diethyl amide, pyridine -2,3-dicarboxylic acid, pyridine-3,4-dicarboxylic acid and pyridine-4-thioacetic acid. More preferably, the pyridine or quinoline sulfonic acid is selected from 3-pyridinesulfonic acid, 4-pyridinesulfonic acid and 2-pyridinesulfonic acid. Most preferably, the at least one brightening agent is selected from pyridine-3-carboxylic acid (nicotinic acid), nicotinamide and 3-pyridinesulfonic acid.
하나 이상의 광택제는 전기도금 조성물에서의 농도가 0.5 g/ℓ 내지 10 g/ℓ 의 범위, 바람직하게는 1 g/ℓ 내지 10 g/ℓ 의 범위일 수 있다.The at least one brightener may have a concentration in the electroplating composition in the range from 0.5 g/l to 10 g/l, preferably in the range from 1 g/l to 10 g/l.
광택제는 유리하게는 2 A/d㎡ 내지 100 A/d㎡ 의 넓은 전류 밀도 범위에 걸쳐 밝은 금 층의 증착을 야기한다.The brightener advantageously causes the deposition of a bright gold layer over a wide current density range of 2 A/dm 2 to 100 A/dm 2 .
하나의 구현예에 있어서, 전기도금 조성물은 하나 이상의 산을 추가로 포함할 수 있다. 바람직하게는, 하나 이상의 산은 유기 또는 무기 산이다. 보다 바람직하게는, 하나 이상의 산은 인산, 시트르산, 말산, 옥살산, 포름산 및 폴리에틸렌 아미노 아세트산에서 선택된다. 하나 이상의 산은 전기도금 조성물의 pH 값을 조절하는데 사용된다. 하나 이상의 산은 또한 착화제로서 및/또는 전도성 염으로서 기능할 수 있다.In one embodiment, the electroplating composition may further comprise one or more acids. Preferably, the at least one acid is an organic or inorganic acid. More preferably, the at least one acid is selected from phosphoric acid, citric acid, malic acid, oxalic acid, formic acid and polyethylene amino acetic acid. One or more acids are used to adjust the pH value of the electroplating composition. One or more acids may also function as complexing agents and/or as conductive salts.
하나 이상의 산은 전기도금 조성물에서의 농도가 1 g/ℓ 내지 200 g/ℓ 의 범위일 수 있다.The one or more acids may have a concentration in the electroplating composition in the range of 1 g/L to 200 g/L.
하나의 구현예에 있어서, 전기도금 조성물은 하나 이상의 알칼리 화합물을 추가로 포함할 수 있다. 하나 이상의 알칼리 화합물은 전기도금 조성물의 pH 값을 조절하는데 사용된다. 하나 이상의 알칼리 화합물은 나트륨, 칼륨 및 마그네슘의 히드록사이드, 술페이트, 카보네이트, 포스페이트, 하이드로겐 포스페이트 및 기타 염에서 선택된다. 바람직하게는, 하나 이상의 알칼리 화합물은 KOH, NaOH, K2CO3, Na2CO3, K2HPO4, Na2HPO4, NaH2PO4 및 이의 혼합물에서 선택된다.In one embodiment, the electroplating composition may further comprise one or more alkali compounds. One or more alkali compounds are used to adjust the pH value of the electroplating composition. The at least one alkali compound is selected from hydroxides, sulfates, carbonates, phosphates, hydrogen phosphates and other salts of sodium, potassium and magnesium. Preferably, the at least one alkali compound is selected from KOH, NaOH, K 2 CO 3 , Na 2 CO 3 , K 2 HPO 4 , Na 2 HPO 4 , NaH 2 PO 4 and mixtures thereof.
하나의 구현예에 있어서, 전기도금 조성물은 산성 전기도금 조성물이다. 전기도금 조성물은 7 미만, 보다 바람직하게는 5 미만, 더욱 바람직하게는 1 내지 6, 더욱더 바람직하게는 3 내지 6, 더욱더 바람직하게는 3.5 내지 5.5, 더욱더 바람직하게는 3.5 내지 4.5 의 pH 값을 가질 수 있다.In one embodiment, the electroplating composition is an acidic electroplating composition. The electroplating composition will have a pH value of less than 7, more preferably less than 5, still more preferably 1 to 6, even more preferably 3 to 6, even more preferably 3.5 to 5.5, even more preferably 3.5 to 4.5. can
본 발명의 전기도금 조성물로부터 증착된 금 합금 층이 경질 금 층인 하나의 구현예에 있어서, 전기도금 조성물은 바람직하게는 산성 전기도금 조성물이다. 전착 조성물이 산성인 경우, 높은 금 함량을 갖는 기능성 또는 경질 금 합금 층의 전착이 가장 가능하다.In one embodiment where the gold alloy layer deposited from the electroplating composition of the present invention is a hard gold layer, the electroplating composition is preferably an acidic electroplating composition. When the electrodeposition composition is acidic, electrodeposition of a functional or hard gold alloy layer having a high gold content is most possible.
하나의 구현예에 있어서, 전기도금 조성물은 계면활성제 및/또는 결정 미세화제와 같은 추가의 첨가제를 포함할 수 있다.In one embodiment, the electroplating composition may include additional additives such as surfactants and/or crystal refiners.
본 발명은 또한 하기 단계를 포함하는 방법에 관한 것이다:The invention also relates to a method comprising the steps of:
(i) 상기 정의한 바와 같은 전기도금 조성물을 제공하는 단계;(i) providing an electroplating composition as defined above;
(ii) 기판을 조성물과 접촉시키는 단계; 및(ii) contacting the substrate with the composition; and
(iii) 상기 기판과 하나 이상의 애노드 사이에 전류를 인가함으로써, 상기 기판 상에 금 함유 층을 증착시키는 단계.(iii) depositing a gold-containing layer on the substrate by applying an electric current between the substrate and at least one anode.
상기 방법은 기판 상에 금 함유 층을 전착시키는데 적합하다. 상기 방법은 침지 방지 첨가제로서 하나 이상의 메르캅토-트리아졸 또는 이의 염을 함유하는 본 발명의 전기도금 조성물을 사용한다. 이 방법은 금 침지 반응을 현저하게 감소시키거나 또는 거의 억제한다. 그러므로, 본 발명의 방법은 금 소비를 현저하게 감소시키고, 금 또는 금 합금 전기도금 조성물의 수명을 증가시킨다. 금 함유 층은 순수한 금 층 또는 금 합금 층, 바람직하게는 금 합금 층, 보다 바람직하게는 경질 금 층일 수 있다.The method is suitable for electrodepositing a gold-containing layer on a substrate. The method uses the electroplating composition of the present invention containing at least one mercapto-triazole or a salt thereof as an anti-immersion additive. This method significantly reduces or almost inhibits the gold immersion reaction. Therefore, the method of the present invention significantly reduces gold consumption and increases the lifetime of the gold or gold alloy electroplating composition. The gold-containing layer may be a pure gold layer or a gold alloy layer, preferably a gold alloy layer, more preferably a hard gold layer.
금 함유 층은 기판의 전체 표면 상에 또는 기판의 표면의 일부 상에 증착시킬 수 있다. 기판의 표면의 일부 상에 금속 층을 증착시키는 것은 또한 금속 층을 선택적으로 증착시키는 것 또는 도금시키는 것이라고 불린다. 따라서, 금 함유 층은 기판 상에 선택적으로 전기 도금시킬 수 있다.The gold-containing layer may be deposited on the entire surface of the substrate or on a portion of the surface of the substrate. Depositing a metal layer on a portion of the surface of a substrate is also referred to as selectively depositing or plating a metal layer. Thus, the gold-containing layer can be selectively electroplated onto the substrate.
선택적 도금은 마스킹 (masking) 방법, 스팟 도금 방법 또는 브러시 도금 방법과 같은 공지의 방법에 의해 수행될 수 있다. 마스킹 방법은 도금되지 않는 기판 표면의 일부를 덮는 마스크의 사용을 포함한다. 스팟 도금 방법에 있어서는, 금속화될 기판의 일부만이 전기적으로 연결됨으로써, 도금된다. 브러시 도금 방법은 브러시로 덮은 애노드를 도금될 기판의 영역에 국소적으로 적용하는데, 상기 브러시는 금속 도금 용액을 포함한다.The selective plating may be performed by a known method such as a masking method, a spot plating method, or a brush plating method. The masking method involves the use of a mask that covers a portion of the substrate surface that is not plated. In the spot plating method, only a portion of the substrate to be metallized is electrically connected, thereby plated. The brush plating method applies a brush-covered anode locally to an area of a substrate to be plated, the brush containing a metal plating solution.
기판의 전체 표면 상에의 금속 증착 또는 선택적 금속 증착의 두 가지 경우 모두에 있어서, 기판의 전기 전도성 표면 또는 기판 표면의 일부는 본 발명의 전기도금 조성물과 접촉된다. 기판의 표면 또는 기판 표면의 일부는 캐소드로서 전기적으로 연결된다. 이 캐소드와 하나 이상의 애노드 사이에 전압을 인가하여, 전류 흐름이 기판 표면 또는 기판 표면의 일부에 공급되도록 한다.In both cases of metal deposition over the entire surface of the substrate or selective metal deposition, the electrically conductive surface of the substrate or a portion of the substrate surface is contacted with the electroplating composition of the present invention. A surface of the substrate or a portion of the substrate surface is electrically connected as a cathode. A voltage is applied between the cathode and the one or more anodes so that a current flow is supplied to the substrate surface or a portion of the substrate surface.
전류 흐름의 전류 밀도는 0.05 A/d㎡ 내지 100 A/d㎡, 바람직하게는 1 A/d㎡ 내지 50 A/d㎡, 보다 바람직하게는 1 A/d㎡ 내지 40 A/d㎡, 더욱 바람직하게는 5 A/d㎡ 내지 40 A/d㎡, 더욱더 바람직하게는 5 A/d㎡ 내지 20 A/d㎡ 의 범위일 수 있다. 금 함유 층의 전착 동안에 보다 높은 전류 밀도를 인가함으로써, 유리하게는 증착 속도가 증가하며, 이에 따라 전착 방법의 생산성이 증가한다.The current density of the current flow is from 0.05 A/dm to 100 A/dm, preferably from 1 A/dm to 50 A/dm, more preferably from 1 A/dm to 40 A/dm, further Preferably it may range from 5 A/dm2 to 40 A/dm2, even more preferably from 5 A/dm2 to 20 A/dm2. By applying a higher current density during the electrodeposition of the gold-containing layer, the deposition rate is advantageously increased, thereby increasing the productivity of the electrodeposition method.
도금 시간은 다양할 수 있다. 시간의 양은 기판 상의 금 함유 층의 원하는 두께에 의존한다. 금 함유 층의 두께는 0.01 ㎛ 내지 5 ㎛, 바람직하게는 0.05 ㎛ 내지 3 ㎛, 보다 바람직하게는 0.05 ㎛ 내지 1.5 ㎛ 의 범위이다.The plating time may vary. The amount of time depends on the desired thickness of the gold-containing layer on the substrate. The thickness of the gold-containing layer ranges from 0.01 μm to 5 μm, preferably from 0.05 μm to 3 μm, more preferably from 0.05 μm to 1.5 μm.
도금 동안에, 본 발명의 전기도금 조성물은 40 ℃ 내지 70 ℃ 범위의 온도에서 유지시킬 수 있다.During plating, the electroplating composition of the present invention can be maintained at a temperature in the range of 40 °C to 70 °C.
도금 동안에, 본 발명의 전기도금 조성물은 이동시키지 않거나 또는 진탕될 수 있다. 진탕은, 예를 들어 액체의 쉐이킹, 교반 또는 연속 펌핑과 같은 수성 도금 조의 기계적 움직임에 의해 또는 본질적으로 초음파 처리에 의해 또는 승온에 의해 또는 수성 도금 조를 불활성 기체로 또는 간단히 공기로 퍼징 (purging) 하는 것과 같은 기체 공급에 의해 수행될 수 있다.During plating, the electroplating composition of the present invention may not be moved or agitated. Agitation may be effected by mechanical movement of the aqueous plating bath, for example by shaking, stirring or continuous pumping of liquid, or essentially by sonication or by elevated temperature or by purging the aqueous plating bath with an inert gas or simply with air. It can be carried out by supplying gas such as
기판 상에 금 함유 층을 전착시키는 방법은 기판을 본 발명의 전기도금 조성물과 접촉시키기 전에, 전처리 단계를 추가로 포함할 수 있다. 전처리 단계는 전형적으로 산 또는 불화물 함유 산을 사용하는 기판 표면의 활성화이다.The method of electrodepositing a gold-containing layer on a substrate may further comprise a pretreatment step prior to contacting the substrate with the electroplating composition of the present invention. The pretreatment step is activation of the substrate surface, typically using an acid or a fluoride containing acid.
기판 상에 금 함유 층을 전착시키는 방법은 기판을 본 발명의 전기도금 조성물과 접촉시키기 전에, 추가의 도금 단계를 포함할 수 있다. 추가의 도금 단계는 기판 상에 금 또는 금 합금 층을 전착시키기 전에, 기판 상에 추가의 금속 층을 증착시킨다. 추가의 금속 층의 금속은 철, 니켈, 니켈-인 합금, 구리, 팔라듐, 은, 코발트 및 이의 합금, 바람직하게는 니켈, 니켈-인 합금, 및 구리에서 선택될 수 있다. 상기 언급한 금속에 대한 도금 방법은 당업계에 공지되어 있다.The method of electrodepositing a gold-containing layer on a substrate may include an additional plating step prior to contacting the substrate with the electroplating composition of the present invention. A further plating step deposits an additional metal layer on the substrate prior to electrodepositing the gold or gold alloy layer on the substrate. The metal of the further metal layer may be selected from iron, nickel, nickel-phosphorus alloys, copper, palladium, silver, cobalt and alloys thereof, preferably nickel, nickel-phosphorus alloys, and copper. Plating methods for the above-mentioned metals are known in the art.
하나의 구현예에 있어서, 금 함유 층, 즉, 금 또는 금 합금 층으로 도금되는 기판은 전기 전도성 물질이다. 전기 전도성 물질은 금속일 수 있다. 상기 금속은 금 침지 반응이 일어날 수 있는 임의의 금속일 수 있다. 이 금속은 철, 니켈, 니켈-인 합금, 구리, 팔라듐, 은, 코발트 및 이의 합금에서 선택될 수 있다. 바람직하게는 기판은 철 또는 구리로 제조되며, 니켈 층으로 덮인다.In one embodiment, the substrate plated with the gold-containing layer, ie, the gold or gold alloy layer, is an electrically conductive material. The electrically conductive material may be a metal. The metal may be any metal capable of undergoing a gold immersion reaction. The metal may be selected from iron, nickel, nickel-phosphorus alloys, copper, palladium, silver, cobalt and alloys thereof. Preferably the substrate is made of iron or copper and covered with a layer of nickel.
하나의 구현예에 있어서, 금 함유 층으로 도금되는 기판은 전기 커넥터이다. 바람직하게는, 상기 기판은 전기 커넥터의 접촉 인터페이스이다. 보다 바람직하게는 기판은 플러그 커넥터이다. 이 기판은 인쇄 회로 기판, 전선 또는 전기 장치의 일부일 수 있다.In one embodiment, the substrate plated with the gold containing layer is an electrical connector. Preferably, the substrate is a contact interface of an electrical connector. More preferably, the board is a plug connector. This board may be a printed circuit board, a wire or part of an electrical device.
본 발명은 또한 하기 단계를 포함하는 방법에 관한 것이다:The invention also relates to a method comprising the steps of:
(i) 사용된 금 또는 금 합금 전기도금 조성물을 제공하는 단계;(i) providing a used gold or gold alloy electroplating composition;
(ii) 사용된 금 또는 금 합금 전기도금 조성물에 상기 정의한 바와 같은 메르캅토-트리아졸을 첨가하는 단계, 및(ii) adding a mercapto-triazole as defined above to the gold or gold alloy electroplating composition used, and
(iii) 기판을 조성물과 접촉시키는 단계; 및(iii) contacting the substrate with the composition; and
(iv) 상기 기판과 하나 이상의 애노드 사이에 전류를 인가함으로써, 상기 기판 상에 금 또는 금 합금을 증착시키는 단계.(iv) depositing gold or a gold alloy on the substrate by applying an electric current between the substrate and one or more anodes.
상기 방법은 사용된 금 또는 금 합금 전기도금 조성물을 재생시키는데 적합하다. 한편, 사용된 전기도금 조성물은 숙성된 금 또는 금 합금 전기도금 조성물일 수 있다. 여기에서, 숙성된 전기도금 조성물은, 금 침지 반응이 적절한 금 또는 금 합금 층의 효과적인 작동 및 증착을 방해하는 정도에 도달한, 전기도금에 이미 사용된 조성물을 의미한다. 숙성의 정도를 평가하는 기준은 침지 반응에 의한 증착 속도이다. 새로 제조된 금 또는 금 합금 전기도금 조에 있어서, 증착 속도는 60 ℃ 에서 약 5 ㎚/5 min 금속이다. 증착 속도는 전기도금 조의 수명에 따라 증가한다. 증착 속도가 60 ℃ 에서 80 내지 100 ㎚/5 min 금속에 도달하면, 금 또는 금 합금 전기도금 조는 통상적으로 교체해야 한다. 증착 속도가 60 ℃ 에서 20 내지 40 ㎚/5 min 금속에 도달하더라도, 침지 반응이 이미 높은 금 손실을 유발하기 때문에, 금 또는 금 합금 전기도금 조는 산업적 도금 용도에 더이상 적합하지 않을 수 있다. 대조적으로, 본 발명의 방법은 숙성된 금 또는 금 합금 전기도금 조성물에서 금 침지 반응을 현저하게 감소시키거나 또는 거의 억제한다. 그러므로, 본 발명의 방법은 숙성된 금 또는 금 합금 전기도금 조성물을 재생시키며, 금 또는 금 합금 전기도금 조성물의 수명을 현저하게 증가시킨다.The method is suitable for regenerating used gold or gold alloy electroplating compositions. Meanwhile, the electroplating composition used may be an aged gold or gold alloy electroplating composition. As used herein, aged electroplating composition means a composition already used for electroplating, where the gold immersion reaction has reached a level that prevents the effective operation and deposition of a suitable gold or gold alloy layer. The criterion for evaluating the degree of aging is the deposition rate by the immersion reaction. For freshly prepared gold or gold alloy electroplating baths, the deposition rate is about 5 nm/5 min metal at 60°C. The deposition rate increases with the lifetime of the electroplating bath. When the deposition rate reaches 80-100 nm/5 min metal at 60° C., the gold or gold alloy electroplating bath should normally be replaced. Even when deposition rates reach 20-40 nm/5 min metal at 60° C., gold or gold alloy electroplating baths may no longer be suitable for industrial plating applications, as the immersion reaction already causes high gold losses. In contrast, the method of the present invention significantly reduces or substantially inhibits the gold immersion reaction in the aged gold or gold alloy electroplating composition. Therefore, the method of the present invention regenerates the aged gold or gold alloy electroplating composition and significantly increases the lifetime of the gold or gold alloy electroplating composition.
본 발명은 또한 하기 단계를 포함하는 방법에 관한 것이다:The invention also relates to a method comprising the steps of:
(i) 숙성된 금 또는 금 합금 전기도금 조성물을 제공하는 단계;(i) providing an aged gold or gold alloy electroplating composition;
(ii) 숙성된 금 또는 금 합금 전기도금 조성물에 상기 정의한 바와 같은 메르캅토-트리아졸을 첨가하는 단계, 및(ii) adding a mercapto-triazole as defined above to the aged gold or gold alloy electroplating composition, and
(iii) 기판을 조성물과 접촉시키는 단계; 및(iii) contacting the substrate with the composition; and
(iv) 상기 기판과 하나 이상의 애노드 사이에 전류를 인가함으로써, 상기 기판 상에 금 또는 금 합금을 증착시키는 단계.(iv) depositing gold or a gold alloy on the substrate by applying an electric current between the substrate and one or more anodes.
금 층의 두께는 당업계에 공지된 x-선 형광 (XRF) 에 의해 측정할 수 있다. XRF 두께 측정은 x-선에 의해 여기되는 샘플 (기판, 증착물) 로부터 방출되는 특징적인 형광 방사선을 이용한다. 강도를 평가하고, 샘플의 층상 구조를 가정하여, 층 두께를 계산할 수 있다.The thickness of the gold layer can be measured by x-ray fluorescence (XRF) known in the art. XRF thickness measurements use characteristic fluorescent radiation emitted from samples (substrates, deposits) excited by x-rays. By evaluating the strength and assuming the layered structure of the sample, the layer thickness can be calculated.
한편, 사용된 전기도금 조성물은 전기도금 공정에서 일부 시간 동안 사용되지 않은 금 또는 금 합금 전기도금 조성물일 수 있다. 사용되지 않음은, 금 또는 금 합금 전기도금 조성물이 전기적으로 연결되지 않으며, 금 또는 금 합금이 상기 조성물로부터 전착되지 않는다는 것을 의미한다. 금 침지 도금의 문제점은 또한 금 또는 금 합금 전착 조성물이 전기도금 공정에서 사용되지 않는 동안 증가한다는 것이 관찰되었다. 일시적으로 작동하지 않은 금 또는 금 합금 전착 조성물에 본 발명의 메르캅토-트리아졸을 첨가하는 것은, 조성물이 다시 작동할 때 금 침지 반응을 또한 현저하게 감소시키거나 또는 거의 억제한다.On the other hand, the electroplating composition used may be a gold or gold alloy electroplating composition that has not been used for some time in the electroplating process. Unused means that the gold or gold alloy electroplating composition is not electrically connected and no gold or gold alloy is electrodeposited from the composition. It has also been observed that the problem of gold immersion plating increases while the gold or gold alloy electrodeposition composition is not used in the electroplating process. The addition of the mercapto-triazoles of the present invention to a gold or gold alloy electrodeposition composition that has temporarily stopped working also significantly reduces or substantially inhibits the gold dipping reaction when the composition is again working.
본 발명은 또한 하기 단계를 포함하는 방법에 관한 것이다:The invention also relates to a method comprising the steps of:
(i) 일시적으로 작동하지 않는 금 또는 금 합금 전기도금 조성물을 제공하는 단계;(i) providing a gold or gold alloy electroplating composition that is temporarily inoperative;
(ii) 일시적으로 작동하지 않는 금 또는 금 합금 전기도금 조성물에 상기 정의한 바와 같은 메르캅토-트리아졸을 첨가하는 단계, 및(ii) adding a mercapto-triazole as defined above to a temporarily inoperative gold or gold alloy electroplating composition, and
(iii) 기판을 조성물과 접촉시키는 단계; 및(iii) contacting the substrate with the composition; and
(iv) 상기 기판과 하나 이상의 애노드 사이에 전류를 인가함으로써, 상기 기판 상에 금 또는 금 합금을 증착시키는 단계.(iv) depositing gold or a gold alloy on the substrate by applying an electric current between the substrate and one or more anodes.
본 발명은 또한 본 발명의 방법중 하나에 의해 수득 가능한 금 함유 층으로 전기 도금된 기판에 관한 것이다.The invention also relates to a substrate electroplated with a gold-containing layer obtainable by one of the methods of the invention.
본 발명은 또한 전착 조성물, 바람직하게는 금 함유 층에 대한 전착 조성물에서, 침지 방지 첨가제로서의 본 발명의 메르캅토-트리아졸의 용도에 관한 것이다.The present invention also relates to the use of the inventive mercapto-triazoles as anti-dipping additives in electrodeposition compositions, preferably in electrodeposition compositions for gold-containing layers.
본 발명의 전기도금 조성물 및 방법은 금 침지 반응을 현저하게 감소시키거나 또는 거의 억제한다. 따라서, 금은 기판 표면의 원하지 않는 영역에 증착되지 않는다. 이것은, 금의 손실 및 결함이 있는 최종 제품의 생산이 최소화되기 때문에, 비용을 절감시킨다. 또한, 금 또는 금 합금 전기도금 조성물의 수명이 현저하게 증가된다.The electroplating compositions and methods of the present invention significantly reduce or substantially inhibit the gold immersion reaction. Thus, gold is not deposited in undesired areas of the substrate surface. This saves money as loss of gold and production of defective end products are minimized. In addition, the lifetime of the gold or gold alloy electroplating composition is significantly increased.
본 발명의 트리아졸 화합물과는 대조적으로, 테트라졸 화합물은 금 침지 반응을 감소시키는데 있어서 상당히 덜 효과적이다. 또한, 테트라졸 화합물은 금 또는 금 합금 전기도금 조성물에서 낮은 안정성을 나타냄으로써, 테트라졸 화합물의 높은 소비, 가공 동안에 분해 생성물의 농도 증가로 인한 오작동, 및 이에 따른 금 전해질의 수명 감소를 초래한다.In contrast to the triazole compounds of the present invention, the tetrazole compounds are significantly less effective in reducing the gold immersion reaction. In addition, the tetrazole compound exhibits low stability in gold or gold alloy electroplating compositions, resulting in high consumption of the tetrazole compound, malfunction due to an increase in the concentration of decomposition products during processing, and thus a decrease in the lifespan of the gold electrolyte.
실시예Example
실시예 1Example 1
니켈로 전기 도금된 구리 패널을 기판으로서 사용하였다. 물로 세정하고, 실온 (약 20 ℃) 에서 15 초간 산화적 활성화시키고 (UniClean 675, Atotech Deutschland GmbH 제품), 다시 물 및 이어서 탈이온수로 세정함으로써, 기판을 전처리하였다.A copper panel electroplated with nickel was used as the substrate. The substrate was pretreated by rinsing with water, oxidative activation (UniClean 675, from Atotech Deutschland GmbH) at room temperature (ca. 20° C.) for 15 seconds, followed by rinsing again with water and then with deionized water.
구리 패널 A 를, 침지 방지 첨가제로서 500 ㎎/ℓ 의 5-메르캅토-1,2,3-트리아졸의 나트륨 염을 추가로 함유하는 새로 제조된 금-코발트 합금 도금 조 (Aurocor HSC, 15 g/ℓ 금, pH 4.5, Atotech Deutschland GmbH 제품) 로 전기 도금시켰다. 전기 도금은 10 A/d㎡ 의 전류 밀도, 60 ℃ 의 온도에서 150 초의 시간 동안 진탕시키면서 수행하였다.Copper panel A was subjected to a freshly prepared gold-cobalt alloy plating bath (Aurocor HSC, 15 g) further containing 500 mg/L of sodium salt of 5-mercapto-1,2,3-triazole as an anti-immersion additive. /L gold, pH 4.5, from Atotech Deutschland GmbH). Electroplating was performed with shaking at a current density of 10 A/dm 2 and a temperature of 60° C. for a time of 150 seconds.
도금 후, 기판을, 5 ㎛ 의 두께를 갖는 고 경도의, 밝고, 균일하며, 충분히 접착하는 금-코발트 합금 층으로 완전히 덮었다.After plating, the substrate was completely covered with a layer of high hardness, bright, uniform and sufficiently adherent gold-cobalt alloy having a thickness of 5 μm.
실시예 2Example 2
니켈로 전기 도금되고, 실시예 1 에서 기술한 바와 같이 전처리된 구리 패널을 기판으로서 사용하였다. 도금되지 않는 영역을 마스킹하기 위해서, 기판 영역의 절반을 테사 (tesa) 테이프로 덮었다.A copper panel electroplated with nickel and pretreated as described in Example 1 was used as the substrate. To mask the unplated areas, half of the substrate area was covered with tesa tape.
구리 패널 B 를, 메르캅토 트리아졸 화합물을 함유하지 않는 숙성된 금-코발트 합금 도금 조 (Aurocor HSC, 15 g/ℓ 금, pH 4.5, Atotech Deutschland GmbH 제품) 와 접촉시켰다.Copper panel B was contacted with an aged gold-cobalt alloy plating bath (Aurocor HSC, 15 g/L gold, pH 4.5, from Atotech Deutschland GmbH) containing no mercapto triazole compound.
구리 패널 C 내지 F 를, 표 1 에 개략적으로 나타낸 바와 같은 500 ㎎/ℓ 의 메르캅토 트리아졸 화합물 또는 메르캅토 테트라아졸 화합물을 각각 함유하는 새로 제조된 금-코발트 합금 도금 조 (Aurocor HSC, 15 g/ℓ 금, pH 4.5, Atotech Deutschland GmbH 제품) 의 개별적인 부분과 접촉시켰다.Copper panels C to F were subjected to a freshly prepared gold-cobalt alloy plating bath (Aurocor HSC, 15 g) each containing 500 mg/L of a mercapto triazole compound or a mercapto tetraazole compound as schematically shown in Table 1. /L gold, pH 4.5, from Atotech Deutschland GmbH).
금-코발트 합금 도금 조와 접촉하는 동안, 구리 패널 B 내지 F 는 전기적으로 연결되지 않았다. 따라서, 전기도금에 의한 금속 증착은 가능하지 않았다. 각각의 메르캅토 아졸 화합물을 함유하는 금-코발트 합금 도금 조 50 ㎖ 를 각각의 패널에 대해 사용하였다. 금-코발트 합금 도금 조를 60 ℃ 의 온도에서 유지시키고, 400 rpm (분당 회전수) 으로 일정하게 진탕시켰다. 각각의 패널의 접촉은 5 분간 수행하였다.During contact with the gold-cobalt alloy plating bath, copper panels B to F were not electrically connected. Therefore, metal deposition by electroplating was not possible. 50 ml of a gold-cobalt alloy plating bath containing each mercapto azole compound was used for each panel. The gold-cobalt alloy plating bath was maintained at a temperature of 60° C. and agitated constantly at 400 rpm (revolutions per minute). The contact of each panel was carried out for 5 minutes.
패널을 각각의 금-코발트 합금 도금 조와 접촉시킨 후, 침지 반응에 의해 증착된 금 합금 층의 두께를 XRF 에 의해 측정하였다. 결과를 아래 표 1 에 요약하고, 도 1 에 나타낸다.After the panel was brought into contact with each gold-cobalt alloy plating bath, the thickness of the gold alloy layer deposited by the immersion reaction was measured by XRF. The results are summarized in Table 1 below and are shown in FIG. 1 .
일반적으로, 금 합금 층은 테이프로 덮여 있지 않은 기판 패널의 부분 상에 증착되는 반면, 금 합금은 테이프로 덮인 기판 패널의 부분에 증착되지 않았다. 본 발명에 따른 메르캅토 트리아졸을 함유하는 금 합금 조로부터, 단지 최소 두께의 금 합금 층이 침지 반응에 의해 증착되었다. 대조적으로, 메르캅토 아졸 화합물을 함유하지 않거나 비교되는 메르캅토 테트라졸 화합물을 함유하는 금 합금 조로부터, 상당히 높은 층 두께의 금 합금 층이 침지 반응에 의해 증착되었다. 또한, 비교 화합물 D 는 금 합금 조에서 원치 않는 침전을 야기하였다. 본 발명의 트리아졸 화합물과는 대조적으로, 테트라졸 화합물은 금 합금 전해질에서 낮은 안정성을 나타냄으로써, 테트라졸 화합물의 높은 소비, 가공 동안에 분해 생성물의 농도 증가로 인한 오작동, 및 이에 따른 금 전해질의 수명 감소를 초래한다. 따라서, 본 발명의 메르캅토 트리아졸 화합물은 금 침지 반응을 현저하게 감소시키거나 또는 거의 억제한다.Generally, a gold alloy layer was deposited on the portion of the substrate panel that was not covered with tape, whereas the gold alloy was not deposited on the portion of the substrate panel that was covered with the tape. From the gold alloy bath containing the mercapto triazole according to the invention, only a minimum thickness gold alloy layer was deposited by means of an immersion reaction. In contrast, from a gold alloy bath containing no mercapto azole compound or containing a comparable mercapto tetrazole compound, a significantly higher layer thickness gold alloy layer was deposited by the immersion reaction. In addition, comparative compound D caused unwanted precipitation in the gold alloy bath. In contrast to the triazole compound of the present invention, the tetrazole compound exhibits low stability in the gold alloy electrolyte, so that the high consumption of the tetrazole compound, malfunction due to increased concentration of decomposition products during processing, and thus the lifetime of the gold electrolyte causes a decrease Therefore, the mercapto triazole compound of the present invention significantly reduces or almost inhibits the gold immersion reaction.
실시예 3Example 3
니켈로 전기 도금되고, 실시예 1 에서 기술한 바와 같이 전처리된 구리 패널을 기판으로서 사용하였다.A copper panel electroplated with nickel and pretreated as described in Example 1 was used as the substrate.
숙성된 금-코발트 합금 전기도금 조 (Aurocor HSC, Atotech Deutschland GmbH 제품) 를 먼저 활성탄으로 60 ℃ 에서 30 min 간 처리하였다.The aged gold-cobalt alloy electroplating bath (Aurocor HSC, Atotech Deutschland GmbH) was first treated with activated carbon at 60° C. for 30 min.
단계 1 에서는, 금 도금 조를 60 ℃ 에서 유지시키고, 기판을 전기적으로 연결시키지 않고서 상이한 기간 동안 금 도금 조에 담그었다. 상기 조에서 30 초 후, 기판 상에 금이 증착되지 않았다. 그러나, 2 분 후 및 3 분 후, 금 층은 침지 반응에 의해 기판 상에 증착되었다.In step 1, the gold plating bath was maintained at 60° C. and the substrates were immersed in the gold plating bath for different periods of time without electrical connection. After 30 seconds in the bath, no gold was deposited on the substrate. However, after 2 min and after 3 min, a gold layer was deposited on the substrate by an immersion reaction.
후속 단계 2 에서는, 25 ㎎/ℓ 의 5-메르캅토-1,2,3-트리아졸의 나트륨 염을 금 도금 조에 첨가하고, 다시 기판을 전기적으로 연결시키지 않고서 상이한 기간 동안 금 도금 조에 담그었다. 금 도금 조와의 접촉 30 초, 2 분, 3 분 후, 및 심지어 5 분 후에도, 금은 침지 반응에 의해 기판 상에 증착되지 않았다.In a
따라서, 본 발명의 메르캅토 트리아졸 화합물은 숙성된 금 또는 금 합금 전기도금 조성물에서 금 침지 반응을 현저하게 감소시키거나 또는 거의 억제한다. 그러므로, 본 발명의 메르캅토 트리아졸 화합물은 숙성된 금 또는 금 합금 전기도금 조성물을 재생시키며, 금 또는 금 합금 전기도금 조성물의 수명을 현저하게 증가시킨다.Accordingly, the mercapto triazole compound of the present invention significantly reduces or almost inhibits the gold immersion reaction in the aged gold or gold alloy electroplating composition. Therefore, the mercapto triazole compound of the present invention regenerates the aged gold or gold alloy electroplating composition, and significantly increases the lifetime of the gold or gold alloy electroplating composition.
실시예 4Example 4
1 일 째에, 실시예 3 을 반복하여 동일한 결과를 얻었다. 단계 2 이후에, 상기 조를 도금에 사용하지 않고 1 일간 방치시켰다.On day 1, Example 3 was repeated with the same results. After step 2, the bath was left for 1 day without being used for plating.
2 일 째에, 실시예 3 의 단계 1 에 따라서 기판을 금 도금 조와 다시 접촉시켰다. 상기 조에서 3 분 후, 기판 상에 금이 증착되지 않았다. 그러나, 5 분 후, 금 층은 침지 반응에 의해 기판 상에 증착되었다.On day 2, the substrate was again contacted with the gold plating bath according to step 1 of Example 3. After 3 minutes in the bath, no gold was deposited on the substrate. However, after 5 min, a gold layer was deposited on the substrate by an immersion reaction.
이어서, 실시예 3 의 단계 2 를 수행하였다. 금 도금 조와의 접촉 5 분 후에 조차도, 금은 침지 반응에 의해 기판 상에 증착되지 않았다.Then, step 2 of Example 3 was performed. Even after 5 minutes of contact with the gold plating bath, no gold was deposited on the substrate by the immersion reaction.
따라서, 일시적으로 작동하지 않은 금 또는 금 합금 전착 조성물에 본 발명의 메르캅토-트리아졸 화합물을 첨가하는 것은, 조성물이 다시 작동할 때, 금 침지 반응을 또한 현저하게 감소시키거나 또는 거의 억제한다.Thus, the addition of the mercapto-triazole compound of the present invention to a gold or gold alloy electrodeposition composition that has temporarily stopped working also significantly reduces or substantially inhibits the gold immersion reaction when the composition is put back into operation.
실시예 5Example 5
니켈로 전기 도금된 구리 패널을 기판으로서 사용하였다. 구리 패널을 니켈로 전기 도금시키고, 하기 표 2 에 요약한 바와 같이 전처리하였다. 구리 패널을 표 2 에 열거한 각각의 공정 단계 후에 물로 세정하였다. 도금되지 않는 영역을 마스킹하기 위해서, 기판 영역의 절반을 테사 테이프로 덮었다.A copper panel electroplated with nickel was used as the substrate. Copper panels were electroplated with nickel and pretreated as summarized in Table 2 below. The copper panels were rinsed with water after each process step listed in Table 2. To mask the unplated areas, half of the substrate area was covered with tesa tape.
구리 패널 G 를, 메르캅토 트리아졸 화합물을 함유하지 않는 숙성된 금-코발트 합금 도금 조 (Aurocor SC, 4 g/ℓ 금, pH 4.5, Atotech Deutschland GmbH 제품) 와 접촉시켰다.Copper panel G was contacted with an aged gold-cobalt alloy plating bath (Aurocor SC, 4 g/L gold, pH 4.5, from Atotech Deutschland GmbH) containing no mercapto triazole compound.
구리 패널 H 내지 M 을, 표 3 에 개략적으로 나타낸 바와 같은 50 ㎎/ℓ 의 메르캅토 트리아졸 화합물을 각각 함유하는 숙성된 금-코발트 합금 도금 조 (Aurocor SC, 4 g/ℓ 금, pH 4.5, Atotech Deutschland GmbH 제품) 의 개별적인 부분과 접촉시켰다.Copper panels H to M were subjected to aged gold-cobalt alloy plating baths (Aurocor SC, 4 g/L gold, pH 4.5, each containing 50 mg/L of mercaptotriazole compound as schematically shown in Table 3) from Atotech Deutschland GmbH).
금-코발트 합금 도금 조와 접촉하는 동안, 니켈 코팅되고, 전처리된 구리 패널 G 내지 M 은 전기적으로 연결되지 않았다. 따라서, 전기도금에 의한 금속 증착은 가능하지 않았다. 각각의 메르캅토 트리아졸 화합물을 함유하는 금-코발트 합금 도금 조 50 ㎖ 를 각각의 패널에 대해 사용하였다. 금-코발트 합금 도금 조를 60 ℃ 의 온도에서 유지시키고, 400 rpm (분당 회전수) 으로 일정하게 진탕시켰다. 각각의 패널의 접촉은 5 분간 수행하였다.During contact with the gold-cobalt alloy plating bath, the nickel-coated, pre-treated copper panels G to M were not electrically connected. Therefore, metal deposition by electroplating was not possible. 50 ml of a gold-cobalt alloy plating bath containing each mercapto triazole compound was used for each panel. The gold-cobalt alloy plating bath was maintained at a temperature of 60° C. and agitated constantly at 400 rpm (revolutions per minute). The contact of each panel was carried out for 5 minutes.
패널을 각각의 금-코발트 합금 도금 조와 접촉시킨 후, 침지 반응에 의해 증착된 금 합금 층의 두께를 XRF 에 의해 측정하였다. 결과를 아래 표 3 에 요약하고, 도 2 에 나타낸다.After the panel was brought into contact with each gold-cobalt alloy plating bath, the thickness of the gold alloy layer deposited by the immersion reaction was measured by XRF. The results are summarized in Table 3 below and shown in FIG. 2 .
메르캅토 트리아졸 화합물을 함유하지 않는 도금 조로부터 증착된 금-코발트 층 (패널 G) 의 두께는, 실시예 5 에서의 도금 조의 금 농도가 실시예 2 에서보다 현저하게 낮았기 때문에, 실시예 2 (패널 B) 에서보다 낮았다. 5-메르캅토-1,2,3-트리아졸을 함유하는 도금 조로부터 증착된 금-코발트 층 (패널 H) 의 두께는, 실시예 5 에서의 도금 조 내의 5-메르캅토-1,2,3-트리아졸의 농도가 실시예 2 에서보다 현저하게 낮았기 때문에, 실시예 2 (패널 C) 에서보다 높았다.The thickness of the gold-cobalt layer (panel G) deposited from the plating bath containing no mercapto triazole compound was found in Example 2, because the gold concentration in the plating bath in Example 5 was significantly lower than in Example 2. (Panel B) was lower. The thickness of the gold-cobalt layer (panel H) deposited from the plating bath containing 5-mercapto-1,2,3-triazole was determined by: 5-mercapto-1,2, in the plating bath in Example 5; Since the concentration of 3-triazole was significantly lower than in Example 2, it was higher than in Example 2 (Panel C).
일반적으로, 금 합금 층은 테이프로 덮여 있지 않은 기판 패널의 부분 상에 증착되는 반면, 금 합금은 테이프로 덮인 기판 패널의 부분에 증착되지 않았다. 본 발명에 따른 메르캅토 트리아졸을 함유하는 금 합금 조로부터, 최소 두께의 금 합금 층이 침지 반응에 의해 증착되었다. 대조적으로, 메르캅토 트리아졸 화합물을 함유하지 않거나 비교되는 아미노 개질된 메르캅토 트리아졸 화합물을 함유하는 금 합금 조로부터, 상당히 높은 층 두께의 금 합금 층이 침지 반응에 의해 증착되었다. 따라서, 본 발명의 메르캅토 트리아졸 화합물은 금 침지 반응을 현저하게 감소시킨다.Generally, a gold alloy layer was deposited on the portion of the substrate panel that was not covered with tape, whereas the gold alloy was not deposited on the portion of the substrate panel that was covered with the tape. From a gold alloy bath containing mercapto triazole according to the present invention, a gold alloy layer of minimum thickness was deposited by an immersion reaction. In contrast, from a gold alloy bath containing no mercapto triazole compound or containing a comparable amino modified mercapto triazole compound, a significantly higher layer thickness gold alloy layer was deposited by the immersion reaction. Therefore, the mercapto triazole compound of the present invention significantly reduces the gold immersion reaction.
실시예 6Example 6
증착된 금 층의 증착 속도, 경도 및 접착력에 대한 메르캅토-트리아졸 화합물의 영향Effect of mercapto-triazole compounds on deposition rate, hardness and adhesion of deposited gold layer
니켈로 전기 도금되고, 실시예 1 에서 기술한 바와 같이 전처리된 구리 패널을 기판으로서 사용하였다.A copper panel electroplated with nickel and pretreated as described in Example 1 was used as the substrate.
먼저, 실시예 5 에서 기술한 바와 같이, 숙성된 금-코발트 합금 도금 조 (Aurocor HSC, 15 g/ℓ 금, pH 4.5, Atotech Deutschland GmbH 제품) 의 침지 반응을 측정하였다.First, as described in Example 5, the immersion reaction of the aged gold-cobalt alloy plating bath (Aurocor HSC, 15 g/L gold, pH 4.5, manufactured by Atotech Deutschland GmbH) was measured.
구리 패널 N 을, 메르캅토 트리아졸 화합물을 함유하지 않는 도금 조의 분획으로부터 침지 반응에 의해 도금시켰다. 구리 패널 P 를, 25 ㎎/ℓ 의 5-메르캅토-1,2,3-트리아졸의 나트륨 염을 함유하는 도금 조의 분획으로부터 침지 반응에 의해 도금시켰다. 침지 반응에 의해 패널 N 상에 증착된 금-코발트 합금 층은 82 ± 6 ㎚ 의 두께를 가졌으며, 패널 P 상에서는 10 ± 4 ㎚ 의 두께를 가졌다.Copper panel N was plated by immersion reaction from the fraction of the plating bath containing no mercapto triazole compound. A copper panel P was plated by an immersion reaction from a fraction of the plating bath containing 25 mg/L of the sodium salt of 5-mercapto-1,2,3-triazole. The gold-cobalt alloy layer deposited on panel N by the immersion reaction had a thickness of 82±6 nm and on panel P of 10±4 nm.
그 후, 이후의 단락에서 달리 언급하지 않는 한, 동일한 숙성된 금-코발트 합금 도금 조를 금-코발트 합금 층을 패널 상에 전착시키는데 사용하였다. 증착된 합금 층의 증착 속도, 경도 및 접착력을 측정하였다. 전착은 실시예 1 에서 기술한 바와 같이 수행하였다.Thereafter, unless otherwise stated in subsequent paragraphs, the same aged gold-cobalt alloy plating bath was used to electrodeposit the gold-cobalt alloy layer onto the panel. The deposition rate, hardness and adhesion of the deposited alloy layer were measured. Electrodeposition was performed as described in Example 1.
증착 속도:Deposition rate:
구리 패널 Q1 내지 Q4 를, 메르캅토 트리아졸 화합물을 함유하지 않는 숙성된 도금 조의 개별적인 분획으로부터 도금시켰다. 구리 패널 R1 내지 R4 를, 25 ㎎/ℓ 의 5-메르캅토-1,2,3-트리아졸의 나트륨 염을 함유하는 숙성된 도금 조의 개별적인 분획으로부터 도금시켰다. 전류 밀도를 아래 표 4 에 개략적으로 나타낸 바와 같이, 5 내지 20 A/d㎡ 사이에서 변화시켰다. 전착된 금-코발트 합금 층의 두께를 XRF 로 측정하였다. 결과를 표 4 에 요약한다.Copper panels Q1 to Q4 were plated from individual fractions of an aged plating bath containing no mercapto triazole compound. Copper panels R1 to R4 were plated from individual fractions of aged plating baths containing 25 mg/L of sodium salt of 5-mercapto-1,2,3-triazole. The current density was varied between 5 and 20 A/dm 2 , as schematically shown in Table 4 below. The thickness of the electrodeposited gold-cobalt alloy layer was measured by XRF. The results are summarized in Table 4.
메르캅토-트리아졸의 부재 또는 존재하에서, 숙성된 도금 조로부터의 금-코발트 합금의 증착 속도는 거의 동일하였다. 따라서, 금 전착 조 내의 본 발명에 따른 메르캅토-트리아졸의 존재는 증착 속도에 영향을 주지 않았다.In the absence or presence of mercapto-triazole, the deposition rates of gold-cobalt alloys from the aged plating baths were approximately the same. Thus, the presence of the mercapto-triazole according to the invention in the gold electrodeposition bath did not affect the deposition rate.
경도:Hardness:
구리 패널 S 를, 메르캅토 트리아졸 화합물을 함유하지 않는 숙성된 도금 조의 분획으로부터 도금시켰다. 구리 패널 T 를, 25 ㎎/ℓ 의 5-메르캅토-1,2,3-트리아졸의 나트륨 염을 함유하는 숙성된 도금 조의 분획으로부터 도금시켰다. 15 A/d㎡ 의 전류 밀도에서 150 초간 전기도금을 수행하여, 약 5 ㎛ 두께의 금-코발트 합금 층을 수득하였다. Fischer Technology, Inc. 제의 모델 Fischerscope X-RAY XDRL 의 XRF-SDD (X-ray Fluorescence - Silicon Drift Detector) 기기를 사용하여, 비커스 (Vickers) 경도 시험에 의해 금-코발트 합금 층의 경도를 측정하였다. 패널 S 상에 전착된 금-코발트 합금 층은 180 ± 10 HV 0.001 의 경도를 가졌으며, 패널 T 상에서는 178 ± 10 HV 0.001 의 경도를 가졌다.Copper panels S were plated from a fraction of the aged plating bath containing no mercapto triazole compound. Copper panels T were plated from a fraction of the aged plating bath containing 25 mg/L of the sodium salt of 5-mercapto-1,2,3-triazole. Electroplating was performed for 150 seconds at a current density of 15 A/dm 2 to obtain a gold-cobalt alloy layer with a thickness of about 5 μm. Fischer Technology, Inc. Using the XRF-SDD (X-ray Fluorescence-Silicon Drift Detector) instrument of the Fischerscope X-RAY XDRL made of the product, the hardness of the gold-cobalt alloy layer was measured by a Vickers hardness test. The gold-cobalt alloy layer electrodeposited on panel S had a hardness of 180±10 HV 0.001 and on panel T a hardness of 178±10 HV 0.001.
메르캅토-트리아졸의 부재 또는 존재하에서, 숙성된 도금 조로부터 증착된 금-코발트 합금 층의 경도는 거의 동일하였다. 따라서, 금 전착 조 내의 본 발명에 따른 메르캅토-트리아졸의 존재는 증착된 금 함유 층의 경도에 영향을 주지 않았다.In the absence or presence of mercapto-triazole, the hardness of the gold-cobalt alloy layers deposited from the aged plating baths was approximately the same. Thus, the presence of the mercapto-triazole according to the invention in the gold electrodeposition bath did not affect the hardness of the deposited gold-containing layer.
접착력:Adhesion:
접착력을 측정하기 위해, 새로 제조된 금-코발트 합금 도금 조 (Aurocor HSC, 15 g/ℓ 금, pH 4.5, Atotech Deutschland GmbH 제품) 를 사용하였다. 전착된 금 함유 층의 접착력에 대한 부정적인 영향은, 새로 제조된 금 또는 금 합금 도금 조를 사용하여 증착을 수행할 때 가장 잘 검출할 수 있는데, 이는 이들 도금 조가 단지 낮은 침지 반응을 갖고, 증착물이 통상적으로 양호한 접착력을 갖기 때문이다.To measure the adhesion, a freshly prepared gold-cobalt alloy plating bath (Aurocor HSC, 15 g/L gold, pH 4.5, manufactured by Atotech Deutschland GmbH) was used. The negative effect on the adhesion of the electrodeposited gold-containing layer is best detectable when the deposition is performed using freshly prepared gold or gold alloy plating baths, which have only a low immersion response, and This is because it usually has good adhesion.
구리 패널 U1 내지 U2 를, 메르캅토 트리아졸 화합물을 함유하지 않는 새로 제조된 도금 조의 개별적인 분획으로부터 도금시켰다. 구리 패널 V1 내지 V2 를, 50 ㎎/ℓ 의 5-메르캅토-1,2,3-트리아졸의 나트륨 염을 함유하는 새로 제조된 도금 조의 개별적인 분획으로부터 도금시켰다.Copper panels U1 to U2 were plated from individual fractions of a freshly prepared plating bath containing no mercapto triazole compound. Copper panels V1 to V2 were plated from individual fractions of a freshly prepared plating bath containing 50 mg/L of sodium salt of 5-mercapto-1,2,3-triazole.
구리 패널 U1 및 V1 을 먼저 전기적으로 연결시키지 않고 각각의 도금 조와 5 분간 접촉시켰다. 이에 따라, 패널 V1 의 경우, 메르캅토-트리아졸을 패널의 니켈 표면에 접착시켰다. 그 후, 구리 패널 U1 및 V1 을 각각의 도금 조로부터 5 A/d㎡ 에서 72 초간 전기 도금시킴으로써, 패널 상에 금-코발트 합금 층을 전착시켰다. 패널 표면에 대한 금-코발트 합금 층의 접착력을 굽힘 시험 및 테이프 시험에 의해 측정하였다. 굽힘 시험은 다음과 같이 수행하였다: 시험할 패널 부분을 90°의 각도로 한번 구부렸다. 증착된 금 층 내에 기포가 형성되지 않았거나 증착된 금 층의 박편이 구부러진 영역으로부터 박리되지 않았을 때, 접착력은 양호한 것으로 간주하였다. 테이프 시험을 위해, 약 6 N/㎝ 의 접착 강도를 갖는 테사 테이프 4102 를 금-코발트 도금된 패널에 접착시킨 후, 패널 표면으로부터 제거하였다. 테이프가 금-코발트 층의 일부 또는 전부를 제거하지 않았으면, 접착력은 적어도 6 N/㎝ 만큼 우수하였으며, 이는 양호한 것으로 간주하였다. 대조적으로, 테이프가 금-코발트 층의 일부 또는 전부를 제거하는 경우, 접착력은 불충분하였다.Copper panels U1 and V1 were first brought into contact with their respective plating baths for 5 minutes without being electrically connected. Accordingly, in the case of panel V1, mercapto-triazole was adhered to the nickel surface of the panel. Thereafter, a gold-cobalt alloy layer was electrodeposited on the panel by electroplating the copper panels U1 and V1 from each plating bath at 5 A/dm 2 for 72 seconds. The adhesion of the gold-cobalt alloy layer to the panel surface was measured by bending test and tape test. The bending test was performed as follows: The part of the panel to be tested was bent once at an angle of 90°. Adhesion was considered good when no air bubbles were formed in the deposited gold layer or when the flakes of the deposited gold layer did not peel from the bent area. For the tape test, tesa tape 4102 having an adhesive strength of about 6 N/cm was adhered to the gold-cobalt plated panel and then removed from the panel surface. If the tape did not remove some or all of the gold-cobalt layer, the adhesion was as good as at least 6 N/cm, which was considered good. In contrast, when the tape removed some or all of the gold-cobalt layer, the adhesion was insufficient.
상기 굽힘 시험 및 테이프 시험은 패널 U1 및 V1 의 니켈 표면에 대한 금-코발트 합금 층의 접착력이 거의 동일하며, 양호하였음을 나타냈다.The above bending test and tape test showed that the adhesion of the gold-cobalt alloy layer to the nickel surface of panels U1 and V1 was almost the same and was good.
구리 패널 U2 및 V2 를 먼저 각각의 도금 조와 접촉시키고, 두께 0.1 내지 0.2 ㎛ 의 얇은 금-코발트 층 (제 1 금-코발트 층) 을 전착시켰다. 그 후, 도금된 구리 패널을 전기적으로 연결시키지 않고 각각의 도금 조와 10 초간 접촉시켰다. 따라서, 패널 V2 의 경우, 메르캅토-트리아졸을 증착된 금-코발트 층의 표면에 접착시켰다. 이어서, 구리 패널 U2 및 V2 를 각각의 도금 조로부터 5 A/d㎡ 에서 72 초간 전기 도금시킴으로써, 패널 상에 제 2 금-코발트 합금 층을 전착시켰다. 제 1 금-코발트 층의 표면에 대한 제 2 금-코발트 합금 층의 접착력을 상기 기술한 바와 같은 굽힘 시험 및 테이프 시험에 의해 측정하였다.Copper panels U2 and V2 were first brought into contact with their respective plating baths, and a thin gold-cobalt layer (first gold-cobalt layer) having a thickness of 0.1 to 0.2 mu m was electrodeposited. Thereafter, the plated copper panels were brought into contact with each plating bath for 10 seconds without being electrically connected. Thus, for panel V2, mercapto-triazole was adhered to the surface of the deposited gold-cobalt layer. A second gold-cobalt alloy layer was then electrodeposited on the panels by electroplating the copper panels U2 and V2 from their respective plating baths at 5 A/dm 2 for 72 seconds. The adhesion of the second gold-cobalt alloy layer to the surface of the first gold-cobalt layer was measured by the bending test and the tape test as described above.
상기 굽힘 시험 및 테이프 시험은, 패널 U2 및 V2 의 제 1 금-코발트 층의 표면에 대한 제 2 금-코발트 합금 층의 접착력이 거의 동일하며 양호하였음을 나타냈다.The above bending test and tape test showed that the adhesion of the second gold-cobalt alloy layer to the surface of the first gold-cobalt layer of panels U2 and V2 was almost equal and good.
메르캅토-트리아졸의 부재 또는 존재하에서, 새로 제조된 도금 조로부터 증착된 금-코발트 합금 층의 접착력은 거의 동일하였다. 따라서, 금 전착 조 내의 본 발명에 따른 메르캅토-트리아졸의 존재는 증착된 금 함유 층의 접착력에 영향을 주지 않았다.In the absence or presence of mercapto-triazole, the adhesion of the gold-cobalt alloy layer deposited from the freshly prepared plating bath was approximately the same. Thus, the presence of the mercapto-triazole according to the invention in the gold electrodeposition bath did not affect the adhesion of the deposited gold-containing layer.
Claims (12)
(i) 하나 이상의 금 이온 공급원, 및
(ii) 하기 화학식 (I) 또는 (II) 를 갖는 하나 이상의 메르캅토-트리아졸 또는 이의 염:
(식 중, R1, R4 는 서로 독립적으로 수소, 선형 또는 분지형, 포화 또는 불포화 (C1-C20) 탄화수소 사슬, (C8-C20) 아르알킬기; 치환 또는 비치환 페닐기, 나프틸기 또는 카르복실기이고;
R2, R3, R5, R6 은 서로 독립적으로 -S-X, 수소, 선형 또는 분지형, 포화 또는 불포화 (C1-C20) 탄화수소 사슬, (C8-C20) 아르알킬기; 치환 또는 비치환 페닐기, 나프틸기 또는 카르복실기이며;
X 는 수소, (C1-C4) 알킬기 또는 알칼리 금속 이온, 칼슘 이온, 암모늄 이온 및 4 차 아민에서 선택되는 반대 이온이고;
R2 및 R3 중 하나 이상은 -S-X 이며, R5 및 R6 중 하나 이상은 -S-X 임)
을 포함하며,
하나 이상의 메르캅토-트리아졸이 산성 전기도금 조성물 중에서 1 ㎎/ℓ 내지 1 g/ℓ 의 범위의 농도를 갖는, 산성 전기도금 조성물.An acidic electroplating composition comprising:
(i) one or more sources of gold ions, and
(ii) at least one mercapto-triazole having the formula (I) or (II):
(Wherein, R 1 , R 4 are independently of each other hydrogen, linear or branched, saturated or unsaturated (C 1 -C 20 ) hydrocarbon chain, (C 8 -C 20 ) aralkyl group; substituted or unsubstituted phenyl group, naph a tyl group or a carboxyl group;
R 2 , R 3 , R 5 , R 6 are independently of each other —SX, hydrogen, linear or branched, saturated or unsaturated (C 1 -C 20 ) hydrocarbon chain, (C 8 -C 20 ) aralkyl group; a substituted or unsubstituted phenyl group, a naphthyl group, or a carboxyl group;
X is hydrogen, a (C 1 -C 4 ) alkyl group or a counter ion selected from alkali metal ions, calcium ions, ammonium ions and quaternary amines;
at least one of R 2 and R 3 is -SX and at least one of R 5 and R 6 is -SX)
includes,
The acidic electroplating composition, wherein the at least one mercapto-triazole has a concentration in the acidic electroplating composition in the range of 1 mg/L to 1 g/L.
R1, R4 가 서로 독립적으로 수소 또는 선형 (C1-C4) 알킬기이고,
R2, R3, R5, R6 이 서로 독립적으로 -S-X, 수소 또는 선형 (C1-C4) 알킬기이며;
X 가 수소, 메틸기, 에틸기, 또는 나트륨 이온 및 칼륨 이온에서 선택되는 반대 이온이고;
R2 및 R3 중 하나 이상이 -S-X 이며, R5 및 R6 중 하나 이상이 -S-X 인,
화학식 (I) 또는 (II) 를 갖는 산성 전기도금 조성물.2. The method of claim 1, wherein the at least one mercapto-triazole is
R 1 , R 4 are each independently hydrogen or a linear (C 1 -C 4 ) alkyl group,
R 2 , R 3 , R 5 , R 6 are each independently —SX, hydrogen or a linear (C 1 -C 4 ) alkyl group;
X is hydrogen, a methyl group, an ethyl group, or a counter ion selected from sodium ion and potassium ion;
at least one of R 2 and R 3 is -SX and at least one of R 5 and R 6 is -SX;
An acidic electroplating composition having formula (I) or (II).
(i) 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 산성 전기도금 조성물을 제공하는 단계;
(ii) 기판을 조성물과 접촉시키는 단계; 및
(iii) 기판과 하나 이상의 애노드 사이에 전류를 인가함으로써, 기판 상에 금 또는 금 합금을 증착시키는 단계.A method comprising the steps of:
(i) providing an acidic electroplating composition according to any one of claims 1 to 7;
(ii) contacting the substrate with the composition; and
(iii) depositing gold or a gold alloy on the substrate by applying an electric current between the substrate and the one or more anodes.
(i) 사용된 금 또는 금 합금 전기도금 조성물을 제공하는 단계;
(ii) 재생을 위한 사용된 금 또는 금 합금 전기도금 조성물에 제 1 항 또는 제 2 항에서 정의한 바와 같은 메르캅토-트리아졸을 첨가하는 단계, 및
(iii) 기판을 조성물과 접촉시키는 단계; 및
(iv) 기판과 하나 이상의 애노드 사이에 전류를 인가함으로써, 기판 상에 금 또는 금 합금을 증착시키는 단계.A method comprising the steps of:
(i) providing a used gold or gold alloy electroplating composition;
(ii) adding a mercapto-triazole as defined in claim 1 or 2 to the used gold or gold alloy electroplating composition for regeneration, and
(iii) contacting the substrate with the composition; and
(iv) depositing gold or a gold alloy on the substrate by applying an electric current between the substrate and the one or more anodes.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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