KR102617125B1 - 저온 솔더를 위한 인듐-비스무스 합금용 전기 도금액 - Google Patents
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Abstract
도금 방식으로 태양전지 모듈의 솔더 와이어를 제작할 때 130℃ 이하의 융점을 갖는 저온 솔더를 위한 인듐-비스무스 합금용 전기 도금액이 제공된다. 이 인듐-비스무스 합금용 전기 도금액은, 인듐 이온의 공급원; 비스무스 이온의 공급원; 산화방지제; 계면활성제로서 폴리옥시에틸렌 라우릴 아민 에테르 및 에톡시화 아세틸레닉 디올의 조합; 및 착화제를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 인듐-비스무스 합금용 전기 도금액에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 도금 방식으로 태양전지 모듈의 솔더 와이어를 제작할 때 130℃ 이하의 융점을 갖는 인듐-비스무스 합금을 제조하기 위한 전기 도금액에 관한 것이다.
태양광 발전은 태양으로부터의 빛 에너지를 직접 전기에너지로 바꾸어 이를 실생활에 사용할 수 있는 발전방식이다. 최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예측되면서 이들을 대체할 대체 에너지에 대한 관심이 높아지고, 이에 따라 태양 에너지로부터 전기 에너지를 생산하는 태양전지가 주목받고 있다.
태양전지에서 생산되는 전압 및 전류는 매우 작은 편이므로 원하는 출력을 얻기 위해서는 여러 개의 태양전지를 직렬 또는 병렬로 연결한 후 패널 형태로 방수 처리한 형태의 태양전지 모듈을 제조하여 사용하며, 태양전지 모듈에서 태양전지들을 전기적으로 연결하기 위해 인터커넥터(interconnector)가 사용된다.
이러한 인터커넥터의 제조에 있어서 종래에는 용융 또는 도금방식이 이용되었다. 즉, 인터커넥터를 제조하기 위하여 용융된 땜납에 구리 와이어 또는 리본을 통과시켜 솔더(solder)를 형성한다. 최근 들어 친환경을 이유로 기존 유연 솔더에서 납(Pb)을 제외한 무연 솔더에 대한 요구가 높아지고 있다.
또한 솔더를 기판이나 회로에 접합할 때 솔더의 융점 이상(적어도 20℃ 이상)으로 온도를 올려야 하는데, 융점이 높을수록 주변 회로가 열화하는 문제가 있어 융점이 낮은 솔더에 대한 연구 및 개발이 절실히 필요하다. 예를 들어 접합 온도를 150℃로 이하로 유지하기 위해서는 융점이 130℃ 이하인 저온 솔더의 개발이 필요하다. 기존 유연 솔더인 Sn-Pb 합금은 183℃의 융점을 가지고, 무연 솔더인 Sn-Ag-Cu 합금은 216-225℃의 융점을 가져서 접합 온도를 150℃ 이하로 낮게 가져갈 수 없다. Sn-Bi 합금이나 Sn-In 합금의 경우 150℃ 이하의 융점을 얻을 수는 있으나 저융점을 위한 금속 농도 범위가 매우 좁아서(예를 들어, Sn 42wt% 및 Bi 58wt%), 도금으로 제조할 때 양산성이 없다는 문제가 있다.
또한 비스무스(Bi)의 경우, Cu, Ni, Fe 등의 금속 소재에 쉽게 치환되어 석출되는 성질이 있는데, 이는 도금 특성을 저해하는 요소로 작용하기 때문에 도금 시 비스무스의 치환을 최대한 억제할 필요가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 도금 방식으로 태양전지 모듈의 솔더 와이어를 제작할 때 130℃ 이하의 융점을 갖는 저온 솔더를 위한 인듐-비스무스 합금용 전기 도금액을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 인듐-비스무스 합금용 전기 도금액은, 저온 솔더를 위한 인듐-비스무스 합금용 전기 도금액으로서, 인듐 이온의 공급원; 비스무스 이온의 공급원; 산화방지제; 계면활성제로서 폴리옥시에틸렌 라우릴 아민 에테르(Polyoxyethylene Lauryl Amine ether) 및 에톡시화 아세틸레닉 디올(Ethoxylated acetylenic diol)의 조합; 및 착화제를 포함할 수 있다.
상기 계면활성제를 구성하는 폴리옥시에틸렌 라우릴 아민 에테르 및 에톡시화 아세틸레닉 디올의 중량비는 50:1 내지 100:1일 수 있다.
상기 계면활성제는 폴리옥시에틸렌 라우릴 아민 에테르 0.5-6g/L 및 에톡시화 아세틸레닉 디올 0.01-0.2g/L로 이루어질 수 있다.
상기 전기 도금액은 3-3.5 pH를 가질 수 있다.
상기 전기 도금액는 pH 조절제로서 가성소다를 더 포함할 수 있다.
상기 전기 도금액에 의해 제조된 인듐-비스무스 합금은 인듐 50-90중량% 및 비스무스 10-50중량%로 이루어질 수 있고 130℃ 이하의 저융점을 가질 수 있다.
상기 착화제는 구연산 150-250g/L로 이루어질 수 있다.
상기 인듐 이온의 공급원은 메탄설폰산 인듐일 수 있고, 상기 비스무스 이온의 공급원은 메탄설폰산 비스무스일 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 구체적인 내용 및 도면들에 포함되어 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 인듐-비스무스 합금용 전기 도금액은 다음과 같은 우수한 효과가 있다.
첫째, 본 발명의 인듐-비스무스 합금용 전기 도금액으로 솔더를 제조할 경우, 솔더의 융점이 130℃ 이하이므로 솔더 접합 온도를 150℃ 이하로 유지하여 주변 회로의 열화를 방지할 수 있다. 나아가 이러한 저융점을 가지기 위해 합금 내에 비스무스가 10-50중량% 범위를 가지면 되기 때문에 도금으로 제조하더라도 충분한 양산성이 있다.
둘째, 본 발명의 인듐-비스무스 합금용 전기 도금액은 계면활성제로서 폴리옥시에틸렌 라우릴 아민 에테르 및 에톡시화 아세틸레닉 디올을 혼합하여 사용하기 때문에, 비스무스의 치환을 억제하고 도금면에 피트(pit) 생성을 억제함으로써 외관이 밝고 균일한 도금 피막을 얻을 수 있다.
셋째, 본 발명의 인듐-비스무스 합금용 전기 도금액의 경우, 도금 시 필요한 전도염으로 메탄설폰산을 사용하는데, 다른 도금액과는 달리 본 발명의 도금액에서 필요한 전도염의 농도가 10-30g/L로 낮아서 별도로 메탄설폰산을 추가할 필요 없이 인듐 이온의 공급원(메탄설폰산 인듐) 및 비스무스 이온의 공급원(메탄설폰산 비스무스)에 의해 전해질의 농도가 자연스럽게 유지될 수 있다.
도 1은 인듐-비스무스 합금용 전기 도금액에 있어서 계면활성제와 pH의 변화에 따른 도금피막의 외관을 관찰한 사진들이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 전기 도금액은, 저온 솔더를 위한 인듐-비스무스 합금용 도금액 또는 130℃ 이하의 저융점을 갖는 인듐-비스무스 합금을 제조하기 위한 도금액에 관한 것으로, 금속 이온, 산화방지제, 계면활성제, 착화제를 포함한다. 금속 이온은 인듐(In) 이온 및 비스무스(Bi) 이온으로 이루어진다. 나아가 본 발명의 인듐-비스무스 합금용 전기 도금액은 pH 조절제를 더 포함할 수 있다.
인듐(In) 이온의 공급원으로는 메탄설폰산 인듐이 사용될 수 있다. 도금액 내에서 인듐 이온의 농도는 10-60 g/L, 바람직하게는 20-30g/L일 수 있다. 인듐 이온의 농도가 10 g/L보다 작으면 전류효율 감소로 인한 도금 속도 저하나 도금 피막 조직 및 솔더 와이어 형상이 균일하지 않는 경우가 발생하며, 인듐 이온의 농도가 60 g/L보다 크면 도금 피막 내에 비스무스 함량이 낮아져서 도금 입자의 변화가 생길 수 있다.
본 발명에서는 전도염 또는 전해질로서 메탄설폰산이 사용될 수 있다. 전도염의 농도는 10-30g/L로 유지되는 것이 바람직하며, 별도로 메탄설폰산을 추가할 필요 없이 인듐 이온의 공급원(메탄설폰산 인듐)에 의해 전해질의 농도가 자연스럽게 유지될 수 있다.
비스무스(Bi) 이온의 공급원으로는 메탄설폰산 비스무스가 사용될 수 있다. 도금액 내의 비스무스 이온의 농도는 0.2-2 g/L로 유지하는 것이 바람직하여, 이 경우 비스무스 함량이 10-50중량%의 합금을 얻을 수 있다. 전도염으로 별도의 메탄설폰산을 추가할 필요 없이 비스무스 이온의 공급원(메탄설폰산 비스무스)에 의해 전해질의 농도가 자연스럽게 유지될 수 있다.
산화방지제는 금속 산화 방지 및 도금액 안정성을 위해 사용되며, 카테콜, 하이드로퀴논 및 레소시놀로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나일 수 있다. 바람직하게는 하이드로퀴논 또는 메틸 하이드로퀴논이 사용될 수 있다. 산화방지제의 농도는 0.1-2 g/L일 수 있다.
착화제는 사용 pH 범위 내에서 용액 안정성을 확보하고 비스무스의 치환을 방지하는 역할을 하며, 카르복실산 또는 카르복실산염 등이 사용될 수 있다. 바람직하게는, 말산, 구연산, 말론산, 주석산 등이 사용될 수 있다. 더욱 바람직하게는 구연산 또는 구연산염이 사용될 수 있다. 착화제의 농도는 150-250g/L로 유지되는 것이 바람직하다. 착화제의 농도가 150g/L보다 작으면 사용 pH 범위에서 용액이 탁해지고 인듐이 석출되는 현상이 발생한다.
계면활성제로는 양이온 계면활성제, 음이온 계면활성제, 양성 계면활성제 및 비이온 계면활성제가 사용될 수 있다. 바람직하게는 균일한 형상의 솔더 와이어 및 균일한 도금피막을 얻기 위해 비이온 계면활성제가 사용될 수 있다. 더욱 바람직하게는 폴리옥시에틸렌아민류 계면활성제가 사용될 수 있다. 계면활성제로는 폴리옥시에틸렌 라우릴 아민 에테르(Polyoxyethylene Lauryl Amine ether) 및 에톡시화 아세틸레닉 디올(Ethoxylated acetylenic diol)의 조합이 사용되는 것이 바람직하다. 만일 계면활성제로 폴리옥시에틸렌 라우릴 아민 에테르만을 사용하는 경우, 밝고 균일한 도금 외관을 얻을 수는 있으나 도금 시 발생하는 수소 가스가 도금면에서 떨어지지 않아서 도금면에 피트(pit)가 생성되고, 나아가 비스무스 치환으로 인해 도금면에 어두운 얼룩이 생성되기 쉽다. 하지만 폴리옥시에틸렌 라우릴 아민 에테르에 에톡시화 아세틸레닉 디올을 추가하는 경우, 도금면의 피트(pit) 생성 및 비스무스 치환을 억제하여 도금특성을 향상시킬 수 있다. 폴리옥시에틸렌 라우릴 아민 에테르는 0.5-6g/L 범위에서 사용되는 것이 바람직하고, 에톡시화 아세틸레닉 디올은 0.01-0.2g/L 범위에서 사용되는 것이 바람직하다. 폴리옥시에틸렌 라우릴 아민 에테르의 농도가 0.5 g/L보다 작거나, 에톡시화 아세틸레닉 디올의 농도가 0.01 g/L보다 작은 경우, 계면활성제의 성능이 떨어져 도금 특성이 나빠진다. 폴리옥시에틸렌 라우릴 아민 에테르의 농도가 6 g/L보다 크거나, 에톡시화 아세틸레닉 디올의 농도가 0.2 g/L보다 큰 경우, 인듐 석출량이 감소하여 도금 속도도 감소하며 나아가 합금 비율이 달라져서 130 ℃ 이하의 저융점 합금을 얻기 어렵다. 폴리옥시에틸렌 라우릴 아민 에테르 및 에톡시화 아세틸레닉 디올의 중량비가 50:1 내지 100:1일 때 최적의 도금 특성을 얻을 수 있다.
본 발명의 전기 도금액에 의해 제조된 인듐-비스무스 합금은 인듐 50-90중량% 및 비스무스 10-50중량%로 이루어지며, 이러한 합금 비율에서 130℃ 이하의 저융점을 가지게 된다. 이와 같이 원하는 합금 비율을 얻기 위해서는 도금액 내 필요 성분들 및 이들의 농도가 특정되어야 할 뿐만 아니라, pH, 온도, 전류밀도 등의 도금 조건들도 일정 범위 내에서 유지해야 한다.
특히 본 발명에서 도금액의 pH는 합금 비율 및 도금 외관에 중요한 영향을 끼치는 인자로서, 본 발명의 전기 도금액은 3-3.5 pH를 가지는 것이 바람직하다. 도금액의 pH가 3보다 낮을 경우 도금 시 비스무스 치환이 발생하여 도금면이 불균일하게 나타나고, 도금액의 pH가 3.5보다 높을 경우 비스무스의 함량이 과도하게 증가하여 원하는 합금 비율을 얻을 수 없다. 이러한 도금액의 pH 조절제로서 pH를 낮출 때는 메탄설폰산이, pH를 높일 때는 가성소다가 사용될 수 있다.
도금액의 온도는 25-60℃일 수 있고, 바람직하게는 25-35℃일 수 있다.
인듐-비스무스 합금용 전기 도금액을 이용하여 솔더 와이어를 형성하는데 있어서, 인듐-비스무스 합금용 전기 도금액을 준비한 후 도금액을 교반하고 피도금체를 전기 도금액에 넣고 1-5 A/dm2의 전류밀도로 전류를 인가하여 도금하는 단계를 포함한다. 바람직하게는 1-3 A/dm2의 전류밀도로 전류를 인가할 수 있다. 전류밀도가 1 A/dm2보다 작은 경우 도금 입자가 커져서 솔더 와이어 형상이 불균일하고, 전류밀도가 5 A/dm2보다 큰 경우 도금 조직이 거칠어져 도금 효율이 떨어지는 현상이 발생한다.
이하, 실시예와 비교예를 통하여 본 발명의 구성 및 그에 따른 효과를 상세히 설명한다. 본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서 본 발명의 권리범위가 본 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
<실시예>
아래 표 1 내지 표 3은 본 발명의 실시예들에 따른 인듐-비스무스 합금의 전기 도금액의 성분 및 함량, 그리고 전기도금 시에 적용되는 도금 조건(전류밀도, 온도, pH)을 나타낸 것이다. 인듐-비스무스 합금 전기 도금액을 이용하여 통상의 도금 공정(탈지, 산세, 도금, 중화 및 건조)을 진행하여 제조된 솔더 와이어를 관찰하였다. 도금은 5분 동안 진행되었다.
| 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | |
| 인듐 이온 | 25g/L | 25g/L | 25g/L |
| 산화방지제 | 메틸 하이드로퀴논1g/L | 메틸 하이드로퀴논 1g/L |
메틸 하이드로퀴논 1g/L |
| 계면활성제 | 폴리옥시에틸렌 라우릴 아민 에테르 5g/L |
폴리옥시에틸렌 라우릴 아민 에테르 3g/L |
폴리옥시에틸렌 라우릴 아민 에테르 2g/L |
| 에톡시화 아세틸레닉 디올 0.05g/L |
에톡시화 아세틸레닉 디올 0.05g/l |
에톡시화 아세틸레닉 디올 0.02g/L |
|
| 비스무스 이온 | 1.5g/L | 1.5g/L | 1.5g/L |
| 착화제 | 구연산200g/L | 구연산 200g/L |
구연산 200g/L |
| 전류밀도 | 1.5 A/dm2 | 1.5 A/dm2 | 1.5 A/dm2 |
| 온도 | 30℃ | 30℃ | 30℃ |
| pH | 3.0 | 3.0 | 3.0 |
| 실시예 4 | 실시예 5 | 실시예 6 | |
| 인듐 이온 | 25g/L | 25g/L | 25g/L |
| 산화방지제 | 메틸 하이드로퀴논1g/L | 메틸 하이드로퀴논 1g/L |
메틸 하이드로퀴논 1g/L |
| 계면활성제 | 폴리옥시에틸렌 라우릴 아민 에테르 5g/L |
폴리옥시에틸렌 라우릴 아민 에테르 5g/L |
폴리옥시에틸렌 라우릴 아민 에테르 5g/L |
| 에톡시화 아세틸레닉 디올 0.05g/L |
에톡시화 아세틸레닉 디올 0.05g/L |
에톡시화 아세틸레닉 디올 0.05g/L |
|
| 비스무스 이온 | 1.0g/L | 2.0g/L | 1.5g/L |
| 착화제 | 구연산200g/L | 구연산 200g/L |
구연산 200g/L |
| 전류밀도 | 1.5 A/dm2 | 1.5 A/dm2 | 1.5 A/dm2 |
| 온도 | 30℃ | 30℃ | 30℃ |
| pH | 3.0 | 3.0 | 3.5 |
| 실시예 7 | 실시예 8 | 실시예 9 | 실시예 10 | |
| 인듐 이온 | 25g/L | 25g/L | 25g/L | 25g/L |
| 산화방지제 | 메틸 하이드로퀴논1g/L | 메틸 하이드로퀴논 1g/L |
메틸 하이드로퀴논 1g/L |
메틸 하이드로퀴논 1g/L |
| 계면활성제 | 폴리옥시에틸렌 라우릴 아민 에테르 5g/L |
폴리옥시에틸렌 라우릴 아민 에테르 5g/L |
폴리옥시에틸렌 라우릴 아민 에테르 5g/L |
폴리옥시에틸렌 라우릴 아민 에테르 5g/L |
| 에톡시화 아세틸레닉 디올 0.05g/L |
에톡시화 아세틸레닉 디올 0.05g/L |
에톡시화 아세틸레닉 디올 0.05g/L |
에톡시화 아세틸레닉 디올 0.05g/L |
|
| 비스무스 이온 | 1.5g/L | 1.5g/L | 1.5g/L | 1.5g/L |
| 착화제 | 구연산200g/L | 구연산 200g/L |
구연산 200g/L |
구연산 200g/L |
| 전류밀도 | 1.0 A/dm2 | 3.0 A/dm2 | 1.5 A/dm2 | 1.5 A/dm2 |
| 온도 | 30℃ | 30℃ | 20℃ | 40℃ |
| pH | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 |
아래 표 4 및 표 5는 각 실시예 별 도금 후 도금외관 상태 및 합금 비율을 나타낸 것이다.
| 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 실시예 4 | 실시예 5 | |
| 도금외관 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 |
| In 함량(중량%) | 74.46 | 75.21 | 73.22 | 80.36 | 64.33 |
| Bi 함량(중량%) | 25.54 | 24.79 | 26.78 | 19.64 | 35.67 |
| 실시예 6 | 실시예 7 | 실시예 8 | 실시예 9 | 실시예 10 | |
| 도금외관 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 |
| In 함량(중량%) | 52.44 | 69.60 | 78.61 | 74.39 | 73.17 |
| Bi 함량(중량%) | 47.56 | 30.40 | 21.39 | 25.61 | 26.83 |
실시예 1 내지 3은 폴리옥시에틸렌 라우릴 아민 에테르 및 에톡시화 아세틸레닉 디올의 농도 비율에 변화를 주어 도금 공정을 진행한 것이며, 표 4에 나타난 바와 같이 모든 실시예에서 도금 외관이 양호한 것으로 확인되었고, 합금 비율도 유사한 결과를 얻을 수 있었다.
실시예 4 내지 5는 비스무스 농도에 변화를 주어 도금 공정을 진행한 것이며, 표 4에 나타난 바와 같이 도금 외관이 양호한 것으로 확인되었고, 비스무스 함량이 19.65 내지 35.67중량%로 상하 5-6중량% 정도 변하는 것이 확인되었다.
실시예 6은 도금액의 pH를 3에서 3.5로 높여 도금 공정을 진행한 것이며, 표 5에 나타난 바와 같이 도금 외관은 양호한 것으로 확인되었고, 비스무스 함량이 47.56중량%로 큰 폭으로 증가하였다. 따라서 합금 내 비스무스 함량은 도금액 내 비스무스 농도 변화보다 pH 변화에 더 큰 영향을 받는 것이 확인되었다.
실시예 7 내지 8은 전류밀도에 변화를 주어 도금 공정을 진행한 것이며, 표 5에 나타난 바와 같이 두 실시예 모두 도금 외관이 양호한 것으로 확인되었다. 실시예 8의 경우 외곽 끝부분 고전류 부위에서 상대적으로 도금입자가 크고 거친 것으로 확인되었고, 전류밀도가 증가할수록 비스무스 함량이 소폭 감소하는 경향이 확인되었다.
실시예 9 내지 10은 온도에 변화를 주어 도금 공정을 진행한 것이며, 표 5에 나타난 바와 같이 도금 외관은 양호한 것으로 확인되었고 온도 변화에 따른 합금 비율 변화는 크지 않은 것으로 확인되었다.
실시예 1 내지 10 모두 도금액 상태는 양호하였고 인듐이나 비스무스 등의 침전물은 발생하지 않았다.
<비교예>
아래 표 6은 비교예로 사용된 인듐-비스무스 합금의 전기 도금액의 성분 및 함량, 그리고 전기도금 시에 적용되는 도금 조건(전류밀도, 온도, pH)을 나타낸 것이다.
| 비교예 1 | 비교예 2 | 비교예 3 | 비교예 4 | |
| 인듐 이온 | 25g/L | 25g/L | 25g/L | 25g/L |
| 산화방지제 | 메틸 하이드로퀴논1g/L | 메틸 하이드로퀴논 1g/L |
메틸 하이드로퀴논 1g/L |
메틸 하이드로퀴논 1g/L |
| 계면활성제 | 폴리옥시에틸렌 라우릴 아민 에테르 5g/L |
폴리옥시에틸렌 라우릴 아민 에테르 5g/L |
폴리옥시에틸렌 라우릴 아민 에테르 5g/L |
|
| 에톡시화 아세틸레닉 디올 0.05g/L |
에톡시화 아세틸레닉 디올 0.05g/L |
에톡시화 아세틸레닉 디올 0.05g/L |
||
| 비스무스 이온 | 1.5g/L | 1.5g/L | 1.5g/L | 1.0g/L |
| 착화제 | 구연산200g/L | 구연산 200g/L |
구연산 200g/L |
구연산 100g/L |
| 전류밀도 | 1.5 A/dm2 | 1.5 A/dm2 | 1.5 A/dm2 | 1.5 A/dm2 |
| 온도 | 30℃ | 30℃ | 30℃ | 30℃ |
| pH | 3.0 | 3.0 | 2.0 | 3.0 |
아래 표 7은 각 비교예 별 도금 후 도금외관 상태 및 합금 비율을 나타낸 것이다.
| 비교예 1 | 비교예 2 | 비교예 3 | 비교예 4 | |
| 도금 외관 |
Pit 발생 비스무스 치환 |
외관 어두움 | 비스무스 치환 외관 얼룩 |
비스무스 치환 외관 얼룩 |
| In 함량(중량%) | 82.34 | 32.14 | 72.35 | 82.34 |
| Bi 함량(중량%) | 17.66 | 67.86 | 27.65 | 17.66 |
도 1은 인듐-비스무스 합금용 전기 도금액에 있어서 계면활성제와 pH의 변화에 따른 도금피막의 외관을 관찰한 사진들이다.
비교예 1은 계면활성제로 폴리옥시에틸렌 라우릴 아민 에테르만을 사용하고 에톡시화 아세틸레닉 디올을 사용하지 않은 경우이며, 도 1 및 표 7에 나타난 바와 같이 도금면에 피츠(pit)가 발생하였고 비스무스 치환이 발생하였다. 합금 내 비스무스 함량은 본 발명의 실시예들과 비교하여 낮은 값을 가지는 것으로 확인되었다.
비교예 2는 계면활성제로 에톡시화 아세틸레닉 디올만을 사용하고 폴리옥시에틸렌 라우릴 아민 에테르를 사용하지 않은 경우이며, 도 1 및 표 7에 나타난 바와 같이 비스무스 치환이나 피츠(pit)는 거의 발생하지 않았으나, 합금 내 비스무스 함량의 과도한 증가로 어두운 도금외관이 확인되었다.
비교예 3은 pH를 2로 유지한 경우이며, 도 1 및 표 7에 나타난 바와 같이 비스무스 치환으로 인해 도금면에 어두운 얼룩이 발생하였다. 계면활성제로 폴리옥시에틸렌 라우릴 아민 에테르 및 에톡시화 아세틸레닉 디올의 조합을 사용하더라도 pH가 3보다 작을 경우 비스무스 치환이 발생하는 것이 확인되었다.
비교예 4는 착화제인 구연산 농도를 100g/L로 낮게 사용한 경우이며, 표 7에 나타난 바와 같이 도금외관이 불균일하고 비스무스 치환이 발생하였다. 또한 도금액이 탁하고 방치 시 인듐 침전이 확인되었다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
Claims (5)
- 저온 솔더를 위한 인듐-비스무스 합금용 전기 도금액으로서,
인듐 이온의 공급원; 비스무스 이온의 공급원; 산화방지제; 계면활성제로서 폴리옥시에틸렌 라우릴 아민 에테르(Polyoxyethylene Lauryl Amine ether) 및 에톡시화 아세틸레닉 디올(Ethoxylated acetylenic diol)의 조합; 및 착화제를 포함하며, 상기 계면활성제를 구성하는 폴리옥시에틸렌 라우릴 아민 에테르 및 에톡시화 아세틸레닉 디올의 중량비는 50:1 내지 100:1인 것을 특징으로 하는 인듐-비스무스 합금용 전기 도금액.
- 삭제
- 저온 솔더를 위한 인듐-비스무스 합금용 전기 도금액으로서,
인듐 이온의 공급원; 비스무스 이온의 공급원; 산화방지제; 계면활성제로서 폴리옥시에틸렌 라우릴 아민 에테르(Polyoxyethylene Lauryl Amine ether) 및 에톡시화 아세틸레닉 디올(Ethoxylated acetylenic diol)의 조합; 및 착화제를 포함하며, 상기 계면활성제는 폴리옥시에틸렌 라우릴 아민 에테르 0.5-6g/L 및 에톡시화 아세틸레닉 디올 0.01-0.2g/L로 이루어진 것을 특징으로 하는 인듐-비스무스 합금용 전기 도금액.
- 제1항에 있어서,
상기 전기 도금액은 3-3.5 pH를 가지는 인듐-비스무스 합금용 전기 도금액. - 제1항에 있어서,
상기 전기 도금액는 pH 조절제로서 가성소다를 더 포함하는 인듐-비스무스 합금용 전기 도금액.
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