KR20010107073A - Nickel-gold alloy plating composition and process of plating same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 니켈-금 합금 도금 조성물 및 이의 도금 방법에 관한 것으로, (i) 니켈 이온 9 내지 15g/ℓ, (ii) 금 이온 2 내지 6g/ℓ, (iii) 전도성 화합물 10 내지 200g/ℓ 및 (iv) 착화제 1 내지 10g/ℓ를 포함하는 본 발명의 니켈-금 합금 도금 조성물은 환경 오염을 일으키지 않으면서 안정성이 뛰어나고 우수한 내식성, 유연성 및 납땜성을 갖는 도금층을 제공할 수 있어 리드 프레임, 비지에이, 인쇄회로기판 및 커넥터와 같은 동 합금 또는 철-니켈 합금 소재로 된 반도체 전자 소자의 도금에 유용하게 사용된다.The present invention relates to a nickel-gold alloy plating composition and a plating method thereof, comprising: (i) 9 to 15 g / l nickel ion, (ii) 2 to 6 g / l gold ion, (iii) 10 to 200 g / l conductive compound and (iv) the nickel-gold alloy plating composition of the present invention containing 1 to 10 g / l of a complexing agent can provide a plating layer having excellent stability and excellent corrosion resistance, flexibility and solderability without causing environmental pollution, thereby providing a lead frame, It is usefully used for the plating of semiconductor electronic devices made of copper alloy or iron-nickel alloy materials such as visualizers, printed circuit boards and connectors.

Description

니켈-금 합금 도금 조성물 및 이의 도금 방법{NICKEL-GOLD ALLOY PLATING COMPOSITION AND PROCESS OF PLATING SAME}Nickel-Gold Alloy Plating Composition and Plating Method thereof {NICKEL-GOLD ALLOY PLATING COMPOSITION AND PROCESS OF PLATING SAME}

본 발명은 니켈-금 합금 도금 조성물 및 이의 도금 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 니켈 이온과 금 이온을 주성분으로 하고 전도성 화합물 및 착화제를 포함함으로써 안정성이 뛰어나고 유연성, 내식성 및 납땜성이 우수한 도금층을 제공할 수 있는 니켈-금 합금 도금 조성물, 및 이를 기재, 특히 동 합금 또는 철-니켈 합금 소재로 된 반도체 전자 소자에 도금하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a nickel-gold alloy plating composition and a plating method thereof, and in particular, a plating layer having excellent stability, excellent flexibility, corrosion resistance, and solderability by containing nickel ions and gold ions as a main component and including a conductive compound and a complexing agent. Nickel-gold alloy plating compositions that can be provided, and methods for plating them on substrates, in particular semiconductor electronic devices made of copper alloys or iron-nickel alloy materials.

종래에는, 동 합금 또는 철-니켈 합금 소재로 된 반도체 전자 소자, 예를 들어 리드 프레임(Lead Frame), 비지에이(BGA, Ball Grid Array), 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board) 및 커넥터(Connector) 등에 주로 은 또는 주석-납 합금 도금을 해 왔다.Conventionally, semiconductor electronic devices made of copper alloy or iron-nickel alloy material, for example, lead frame, ball grid array (BGA), printed circuit board (PCB), and connectors ( Connectors and the like, mainly silver or tin-lead alloy plating.

그러나, 은 도금의 경우는 도금한 부분의 변색, 구리 산화막의 형성 및 공해를 유발하는 시안 화합물의 배출 등과 같은 문제를 야기시키며, 주석-납 합금 도금의 경우 역시 유해 금속인 납을 다량 함유하는 중금속을 배출시킨다는 문제를 갖는다. 또한, 반도체 전자 소자에서 요구되는 일정 수준의 내식성이나 납땜성을 얻기 위해, 이러한 은 또는 주석-납 합금 도금은 다른 도금에 비해 비교적 두꺼운 도금을 필요로 하고 있으나, 칩 속에 메모리의 저장 용량을 증대시기 위해 반도체 소자가 하이 리드(high lead), 즉 고용량화되고 있는 최근의 추세로 미루어 볼 때, 두꺼운 도금은 리드 간에 서로 맞붙는 현상을 가져올 수 있어 바람직하지 않다.However, silver plating causes problems such as discoloration of the plated portion, formation of copper oxide film, and release of cyanide compounds that cause pollution.In the case of tin-lead alloy plating, heavy metals containing a large amount of lead, which are also harmful metals, are caused. Has a problem of discharging. In addition, in order to obtain a certain level of corrosion resistance or solderability required for semiconductor electronic devices, such silver or tin-lead alloy plating requires a relatively thick plating compared to other plating, but it is necessary to increase the storage capacity of the memory in the chip. In view of recent trends in which semiconductor devices are becoming high leads, that is, high capacities, thick plating is undesirable because they can lead to adhesion between the leads.

이에, 은 및 주석-납 합금 도금을 대체하기 위한 몇 가지 도금 방법 및 조성물이 제시되었다.Thus, several plating methods and compositions have been proposed to replace silver and tin-lead alloy plating.

먼저, 반도체 소자가 동 합금 소재일 경우, 내식성을 향상시키기 위해 니켈 하지 도금을 하고 그 위에 전도성이 우수하며 납땜이나 와이어 본딩에 효율적인 팔라듐 또는 금 도금하는 방법이 수행되어 왔다. 그러나, 이 방법은, 니켈 금속 자체의 수소 취성으로 인한 큰 내부 응력 때문에 트리밍 및 포밍(Triming & Forming) 공정에서 니켈 도금층에 미세한 균열(crack)이 발생하여 납땜성 및 유연성이 떨어질 뿐만 아니라, 팔라듐이 너무 고가이어서 생산 원가가 크게 증가한다는 단점을 갖는다.First, when the semiconductor device is a copper alloy material, in order to improve corrosion resistance, a method of palladium or gold plating with nickel base plating and excellent conductivity thereon and efficient for soldering or wire bonding has been performed. However, in this method, due to the large internal stress due to the hydrogen embrittlement of the nickel metal itself, fine cracking occurs in the nickel plating layer in the trimming and forming process, resulting in poor solderability and flexibility. It is too expensive to have a significant increase in production costs.

또한, 반도체 소자가 철-니켈 합금 소재일 경우에는, 이 기재 위에 직접 니켈 도금을 하면 소재에 함유되어 있는 철로 인해 밀착력이 떨어지기 때문에 동 도금을 한 다음 니켈 도금 및 팔라듐 또는 금 도금을 수행하였으나, 이 방법 역시 니켈 금속의 내부 응력 및 팔라듐의 가격 문제가 여전히 존재하였고 다(多) 공정으로 인한 도금층 간의 전기적 응력에 의한 밀착 불량 및 미세 균열 발생 등의 부작용으로 만족할 만한 성능 및 효율을 얻을 수 없다.In addition, in the case where the semiconductor element is an iron-nickel alloy material, if nickel is directly plated on the substrate, the adhesion strength is reduced due to the iron contained in the material, and thus copper plating and nickel plating and palladium or gold plating are performed. In this method, the internal stress of nickel metal and the price of palladium still exist, and satisfactory performance and efficiency cannot be obtained due to side effects such as poor adhesion and micro cracking caused by electrical stress between plating layers due to multiple processes.

미국 특허 제 4,436,595 호 및 제 4,591,415 호는 주요 금속인 금 이외에 니켈, 코발트, 구리 또는 아연과 같은 기타 금속을 함유하는 금 합금 도금 조성물을 개시하고 있다. 그러나, 이 조성물은 기타 금속을 0.3 내지 0.6%의 소량으로 함유하여 일반적인 금 도금 조성물과 거의 유사한 조성을 가짐으로써 내식성이 떨어져 니켈 하지 도금을 요하는데, 기존의 니켈 또는 니켈 합금 도금 조성물의 적용에는 여전히 납땜성 및 유연성 불량의 문제가 뒤따랐다.U.S. Patent Nos. 4,436,595 and 4,591,415 disclose gold alloy plating compositions containing other metals such as nickel, cobalt, copper or zinc in addition to the main metal, gold. However, this composition contains a small amount of other metals in the range of 0.3 to 0.6%, and has a composition almost similar to that of a general gold plating composition, and thus requires corrosion resistance of nickel under plating, which is still soldered for the application of conventional nickel or nickel alloy plating compositions. The problem of poor performance and flexibility was followed.

이에 본 발명자는 기존의 은 또는 주석-납 합금 도금을 대체할 만한 도금액을 개발하고자 예의 연구한 결과, 오히려 보다 다량의 니켈 이온과 보다 소량의 금 이온을 주요 구성성분으로 하고 적절한 전도성 화합물 및 착화제를 포함하는 니켈-금 합금 도금 조성물이 안정성이 뛰어나면서 도금면의 유연성, 내식성 및 납땜성을 크게 향상시킬 수 있음을 발견하고 본 발명을 완성하게 되었다.Therefore, the present inventors have diligently researched to develop a plating solution that can replace the existing silver or tin-lead alloy plating, and as a result, a larger amount of nickel ions and a smaller amount of gold ions are the main constituents and appropriate conductive compounds and complexing agents It has been found that the nickel-gold alloy plating composition including the present invention can greatly improve the flexibility, corrosion resistance, and solderability of the plating surface while having excellent stability, and completed the present invention.

본 발명의 목적은 유해 물질을 함유하지 않으면서 안정성이 뛰어나고 우수한 유연성, 내식성 및 납땜성을 갖는 도금층을 제공할 수 있는 니켈-금 합금 도금 조성물 및 이를 사용하여 기재를 도금하는 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a nickel-gold alloy plating composition which can provide a plating layer having excellent stability and excellent flexibility, corrosion resistance and solderability without containing harmful substances, and a method of plating a substrate using the same.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 (i) 니켈 이온 9 내지 15g/ℓ, (ii) 금 이온 2 내지 6g/ℓ, (iii) 전도성 화합물 10 내지 200g/ℓ 및 (iv) 착화제1 내지 10g/ℓ를 포함하는, 동 합금 또는 철-니켈 합금 기재용 니켈-금 합금 도금 조성물을 제공한다.In order to achieve the above object, in the present invention, (i) 9 to 15 g / l nickel ion, (ii) 2 to 6 g / l gold ion, (iii) 10 to 200 g / l conductive compound and (iv) 1 to 10 g complexing agent Provided is a nickel-gold alloy plating composition for a copper alloy or iron-nickel alloy substrate, including / l.

또한, 본 발명에서는 0.3 내지 3.0 ASD(Ampere per Square Decimeter)의 전류에서 상기 니켈-금 합금 도금 조성물로 동 합금 또는 철-니켈 합금 소재의 기재를 도금하는 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method of plating a base material of a copper alloy or iron-nickel alloy material with the nickel-gold alloy plating composition at a current of 0.3 to 3.0 Ampere per Square Decimeter (ASD).

이하 본 발명에 대하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명의 신규한 니켈-금 합금 도금 조성물은 니켈, 금, 전도성 화합물 및 착화제를 포함한다.The novel nickel-gold alloy plating compositions of the present invention include nickel, gold, conductive compounds and complexing agents.

하드 메탈(hard metal)인 니켈은 하지 소재의 내식성을 증가시키기 위해 유용하게 사용되는 금속으로, 금과 같은 소프트 메탈(soft metal)과는 잘 합금되지 않는 특성을 가져 당해 분야에서는 이들의 합금 구성이 아직 시도되지 않아 왔으므로, 니켈 및 금을 주성분으로 하는 본 발명에 따른 조성물은 기존과는 다른 새로운 구성을 갖는다.Nickel, which is a hard metal, is a metal that is usefully used to increase the corrosion resistance of a base material, and has a property of being poorly alloyed with a soft metal such as gold. Since it has not been tried yet, the composition according to the present invention based on nickel and gold has a new composition different from the existing one.

본 발명의 조성물에 사용되는 니켈 성분은 바람직하게는 염의 형태로 공급되며, 니켈 염의 대표적인 예로는 황산니켈, 염화니켈, 아세트산니켈, 탄산니켈, 수산화니켈 및 이들의 혼합물 등을 들 수 있다. 조성물 중의 니켈 이온의 농도는 9 내지 15g/ℓ, 바람직하게는 약 13g/ℓ이고, 농도가 9g/ℓ보다 낮으면 도금층의 내식성이 저하되고 전류효율이 낮아 저전류에서 도금이 되지 않으며, 농도가 15g/ℓ보다 높으면 도금층에 균열이 발생하고 유연성 및 납땜성이 저하되는 문제가 있다.The nickel component used in the composition of the present invention is preferably supplied in the form of a salt, and representative examples of the nickel salt include nickel sulfate, nickel chloride, nickel acetate, nickel carbonate, nickel hydroxide and mixtures thereof. The concentration of nickel ions in the composition is 9-15 g / l, preferably about 13 g / l, and when the concentration is lower than 9 g / l, the corrosion resistance of the plating layer is lowered and the current efficiency is low, so that plating is not performed at low current. If the content is higher than 15 g / L, cracks may occur in the plating layer, thereby deteriorating flexibility and solderability.

본 발명의 조성물에 사용되는 금 성분은 바람직하게는 염의 형태로 공급되며, 금 염의 대표적인 예로는 황산금나트륨, 시안화금(I)칼륨, 테트라클로로금 (III)칼륨, 염화금 및 이들의 혼합물 등을 들 수 있다. 조성물 중의 금 이온의 농도는 2 내지 6g/ℓ, 바람직하게는 약 4g/ℓ이고, 농도가 2g/ℓ보다 낮으면 와이어 본딩 및 납땜성이 저하되며, 농도가 6g/ℓ보다 높으면 도금층의 내식성 및 광택도가 저하되는 문제가 있다.The gold component used in the composition of the present invention is preferably supplied in the form of a salt, and representative examples of the gold salt include sodium gold sulfate, gold cyanide (I), tetrachloro gold (III) potassium, gold chloride and mixtures thereof. Can be mentioned. The concentration of gold ions in the composition is 2 to 6 g / l, preferably about 4 g / l, and when the concentration is lower than 2 g / l, the wire bonding and soldering properties are lowered. When the concentration is higher than 6 g / l, the corrosion resistance of the plating layer and There is a problem that glossiness is lowered.

본 발명에 따르면, 본 발명의 조성물에 사용되는 전도성 화합물은 금속 이온의 전도성을 더욱 향상시킬 뿐만 아니라 조성물의 안정성을 증가시켜 균일한 도금 및 개선된 전류 효율을 제공한다. 전도성 화합물은 합금되는 니켈과 금의 금속염의 종류에 따라 적절하게 선택될 수 있고 다양한 산과 염의 형태를 가지며, 바람직한 전도성 화합물으로는 황산, 구연산, 염산, 탄산, 아세트산, 주석산, 설파민산 및 인산, 및 이들의 알칼리 금속 염, 알칼리 토금속 염, 암모늄 염, 유기아민 염 및 이들의 혼합물 등을 들 수 있다. 전도성 화합물은 10 내지 200g/ℓ의 양으로 사용되고, 농도가 10g/ℓ보다 낮으면 저전류 부위에 도금이 되지 않고 도금층의 내식성 및 밀착성이 저하되며, 농도가 200g/ℓ보다 높으면 고전류 부위가 타거나 도금층 표면이 거칠고 균일해지지 않은 문제가 있다.According to the present invention, the conductive compounds used in the compositions of the present invention not only further improve the conductivity of the metal ions but also increase the stability of the composition to provide uniform plating and improved current efficiency. The conductive compound may be appropriately selected depending on the type of metal salts of nickel and gold to be alloyed and may have various acid and salt forms, and preferred conductive compounds include sulfuric acid, citric acid, hydrochloric acid, carbonic acid, acetic acid, tartaric acid, sulfamic acid and phosphoric acid, and Alkali metal salts, alkaline earth metal salts, ammonium salts, organic amine salts and mixtures thereof. The conductive compound is used in an amount of 10 to 200 g / L, and if the concentration is lower than 10 g / L, the plating layer is not plated at the low current portion and the corrosion resistance and adhesion of the plating layer are lowered. If the concentration is higher than 200 g / L, the high current portion burns. There is a problem that the surface of the plating layer is not rough and uniform.

상기 니켈 염 및 금 염은 조성물에 투입하기 전에 미리 전도성 화합물과 충분히 반응시킨 후 조성물에 투입할 수 있으며, 이는 금속과 전도성 화합물과의 결합을 도와 조성물 내에서 금속들이 침전 또는 중화되는 것을 방지한다.The nickel salt and the gold salt may be sufficiently reacted with the conductive compound in advance before being added to the composition, and then added to the composition, which helps to bond the metal and the conductive compound to prevent the metals from being precipitated or neutralized in the composition.

본 발명의 조성물에 사용되는 착화제는 니켈 및 금과 안정한 착체를 형성하여 안정한 도금 조성물을 제공한다. 대표적인 착화제로는 글루콘산, 에틸렌디아민테트라아세트산나트륨 2수화물, N,N',N"-트리토실디에틸렌트리아민, 니트릴로트리아세트산 및 이들의 혼합물 등을 들 수 있으며, 1 내지 10g/ℓ, 바람직하게는 4 내지 7g/ℓ의 양으로 사용되고, 농도가 1g/ℓ보다 낮으면 합금 비율이 일정하지 않고 용액이 불안정하여 침전이 생길 가능성이 있으며, 농도가 10g/ℓ보다 높으면 합금 비율이 맞지 않는 문제가 있다.The complexing agent used in the composition of the present invention forms a stable complex with nickel and gold to provide a stable plating composition. Representative complexing agents include gluconic acid, sodium ethylenediaminetetraacetic acid dihydrate, N, N ', N "-tritosyldiethylenetriamine, nitrilotriacetic acid and mixtures thereof, and the like, and 1 to 10 g / l, preferably Preferably, it is used in an amount of 4 to 7 g / l, and if the concentration is lower than 1 g / l, the alloy ratio is not constant and the solution may be unstable, causing precipitation. If the concentration is higher than 10 g / l, the alloy ratio is not correct. There is.

또한, 본 발명의 조성물은 선택적으로 표면 개선제 및/또는 응력 감소제를 포함할 수 있다.In addition, the compositions of the present invention may optionally include surface improvers and / or stress reducers.

표면 개선제는 균일한 도금면을 얻기 위해 사용되는데, 그의 대표적인 예로는 폴리에틸렌이민, 폴리옥시에틸렌아민, 폴리비닐피롤리돈 및 이들의 혼합물 등을 들 수 있으며, 0.1 내지 5g/ℓ, 바람직하게는 0.5 내지 2g/ℓ의 양으로 사용될 수 있다. 또한, 응력 감소제의 대표적인 예로는 디에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 트리에틸렌테트라아민 및 이들의 혼합물 등을 들 수 있으며, 0.05 내지 2.0g/ℓ, 바람직하게는 0.06 내지 0.23g/ℓ의 양으로 사용될 수 있다. 상기 표면 개선제 및 응력 감소제의 농도가 범위값을 벗어나는 경우에는, 도금 표면에 얼룩, 핏트(pit) 및 핀홀(pin hole)이 생기고 혼탁한 도금액이 만들어지는 문제가 있다.Surface improvers are used to obtain a uniform plating surface, representative examples thereof include polyethyleneimine, polyoxyethyleneamine, polyvinylpyrrolidone and mixtures thereof, and 0.1 to 5 g / l, preferably 0.5 To 2 g / l. In addition, representative examples of the stress reducing agent include diethylene glycol, polyethylene glycol, triethylene tetraamine and mixtures thereof, and the like, and may be used in an amount of 0.05 to 2.0 g / l, preferably 0.06 to 0.23 g / l. Can be. When the concentrations of the surface improver and the stress reducer are outside the range values, there is a problem that stains, pits and pin holes are formed on the plating surface, and a cloudy plating solution is made.

본 발명의 신규한 도금 조성물은 특정 성분들 및 임의의 다른 성분(들)을 일정 농도 범위내에서 물에 용해시킴으로써 쉽게 제조될 수 있으며, 5 내지 10 Be'의 비중 및 약 pH 3 내지 8의 산도를 갖는다.The novel plating compositions of the present invention can be readily prepared by dissolving certain components and any other component (s) in water within a certain concentration range, with a specific gravity of 5 to 10 Be 'and an acidity of about pH 3 to 8 Has

본 발명에 따르면, 상온에서, 도금될 기재 및 양극(예: 백금망)을 본 발명의도금 조성물에 침지시킨 후, 0.3 내지 3.0 ASD(A/dm2), 바람직하게는 0.4 내지 0.8 ASD의 전류를 기재 및 양극에 흘려주어 기재에 두께 0.07 내지 0.2㎛의 니켈-금 합금 도금층을 형성시킬 수 있다.According to the invention, at room temperature, the substrate to be plated and the positive electrode (e.g., platinum network) are immersed in the plating composition of the present invention, and then a current of 0.3 to 3.0 ASD (A / dm 2 ), preferably 0.4 to 0.8 ASD May be flown to the substrate and the anode to form a nickel-gold alloy plating layer having a thickness of 0.07 to 0.2 μm.

이때, 본 발명의 도금 조성물은 동 합금 또는 철-니켈 합금 소재로 된 반도체 전자 소자, 예를 들어 리드 프레임, 비지에이, 인쇄회로기판, 커넥터 및 기타 전기 부품 등을 도금하는데 적합하며, 상기 도금은 종래의 설비, 특히 릴-투-릴(reel-to-reel) 또는 컷-스트립(cut-strip) 장비에서 바람직하게 수행될 수 있다.At this time, the plating composition of the present invention is suitable for plating semiconductor electronic devices, such as lead frames, visualizers, printed circuit boards, connectors and other electrical components made of copper alloy or iron-nickel alloy material, the plating is It may preferably be carried out in conventional installations, in particular in reel-to-reel or cut-strip equipment.

이와 같이, 본 발명의 신규한 니켈-금 합금 도금 조성물은 안정성이 우수하고 불순물에 매우 둔감하여 장시간 사용해도 우수한 내식성, 유연성 및 납땜성을 갖는 균일한 도금을 제공할 수 있으며 오염 문제를 야기시키지 않는다.As such, the novel nickel-gold alloy plating composition of the present invention is excellent in stability and very insensitive to impurities, which can provide uniform plating with excellent corrosion resistance, flexibility and solderability even after long use and does not cause contamination problems. .

이하 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 단 본 발명의 범위가 하기 실시예만으로 한정되는 것은 아니다.The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the scope of the present invention is not limited only to the following examples.

하기 실시예에서 제조된 도금층의 밀착성, 남땜성 및 내식성은 하기 참조예에 따라 평가된다.The adhesion, solderability and corrosion resistance of the plating layer prepared in the following examples are evaluated according to the following reference examples.

참조예 1 : 밀착성Reference Example 1: Adhesiveness

도금된 시료를 400 ℃ ± 5℃에서 2분 동안 소성시키고, 시료의 도금된 표면을 현미경(20 X) 또는 육안으로 관찰하여 다음과 같이 평가하였다.The plated sample was calcined at 400 ° C. ± 5 ° C. for 2 minutes, and the plated surface of the sample was evaluated by observing with a microscope (20 ×) or visually as follows.

i) 부풀음(blister), 벗겨짐(peeling), 들떠서 일어남(lifted) 및 녹아내림(bleeding)의 존재(없음: 양호, 있음: 불량).i) presence of blister, peeling, lifted and bleeding (none: good, present: bad).

ii) 시료를 집게 또는 뾰족한 물체로 긁었을 때 벗겨짐 및 들떠서 일어남의 존재(없음: 양호, 있음: 불량).ii) the presence of peeling and fluffing when the sample is scratched with tongs or pointed objects (none: good, present: poor).

iii) 접착 테이프(쓰리엠 스카치 테이프: #540, #610 또는 #810)를 시료에 단단히 부착한 후 빨리 벗겨내 제거했을 때 도금된 부분이 테이프에 붙어서 떨어지는 벗겨짐의 존재(없음: 양호, 있음: 불량).iii) When the adhesive tape (3M Scotch tape: # 540, # 610 or # 810) is firmly attached to the sample, and then peeled off quickly, the presence of peeling off of the plated part adheres to the tape (none: good, present: bad) ).

참조예 2: 납땜성Reference Example 2: Solderability

도금된 시료를 175℃에서 3분 동안 몰드 경화시킨 후, 3시간 동안 동일 온도에 방치하였다. 이어, 경화된 기재를 95시간 동안 145℃에 유지시킨 후, 플럭스(Flux, Kester)에서 3초간 납땜하였다. 납땜된 부분의 균일성을 현미경(Nikkon microscope UM-2(25))으로 관찰하였다.The plated sample was mold cured at 175 ° C. for 3 minutes and then left at the same temperature for 3 hours. The cured substrate was then held at 145 ° C. for 95 hours and then soldered for 3 seconds in Flux, Kester. The uniformity of the soldered portion was observed with a microscope (Nikkon microscope UM-2 (25)).

참조예 3: 내식성Reference Example 3: Corrosion Resistance

시료의 도금면에 대해 하기와 같은 조건에서 염수 분무 시험(salt spray test, KSD 9502)을 수행한 후 도금면의 손상 정도를 현미경(20 X) 또는 육안으로 관찰하였다; 식염수 농도 - 5±1%, 식염수 pH - 6.5 내지 7.2, 공급공기 압력 - 0.7 내지 1.8kg/cm2, 분무집적 속도 - 0.5 내지 3.0cc/80cm2/hr, 시험기내 온도 -35±2℃, 및 분무시간 - 실분무 8시간 및 중지 16시간.After the salt spray test (KSD 9502) was performed on the plated surface of the sample under the following conditions, the degree of damage of the plated surface was observed under a microscope (20 X) or visually; Saline concentration-5 ± 1%, saline pH-6.5 to 7.2, feed air pressure-0.7 to 1.8 kg / cm 2 , spray concentration rate-0.5 to 3.0 cc / 80 cm 2 / hr, temperature in the tester-35 ± 2 ℃, And spraying time-8 hours of spraying and 16 hours of suspension.

실시예 1Example 1

하기 성분들을 증류수에 용해시켜, 본 발명에 따른 니켈-금 합금 도금 조성물 1L를 제조하였다.The following components were dissolved in distilled water to prepare 1 L of nickel-gold alloy plating composition according to the present invention.

염화니켈 50 g/ℓNickel Chloride 50 g / ℓ

테트라클로로금(III)칼륨 7 g/ℓTetrachlorogold (III) Potassium 7 g / L

황산암모늄 80 g/ℓAmmonium Sulfate 80 g / L

염화암모늄 23 g/ℓAmmonium Chloride 23 g / L

에틸렌디아민테트라아세트산나트륨 7 g/ℓSodium Ethylenediaminetetraacetate 7 g / L

폴리에틸렌이민 1 g/ℓPolyethyleneimine 1 g / ℓ

디에틸렌글리콜 0.1 g/ℓDiethylene glycol 0.1 g / L

상기 제조된 니켈-금 합금 도금 조성물을 사용하여 0.6 A/dm2의 전류에서 리드 프레임을 도금하여 니켈 70% 및 금 30%의 합금 도금층을 만들었다. 도금된 리드 프레임의 납땜성 및 밀착성을 참조예 1 내지 3에 설명된 방법에 따라 측정한 결과, 100% 납땜성 및 우수한 밀착성과 내식성을 갖는 고르고 유연한 도금을 보여주었다.The lead frame was plated at a current of 0.6 A / dm 2 using the nickel-gold alloy plating composition prepared above to make an alloy plating layer of 70% nickel and 30% gold. The solderability and adhesion of the plated lead frame were measured according to the method described in Reference Examples 1 to 3, which showed even and flexible plating with 100% solderability and good adhesion and corrosion resistance.

실시예 2Example 2

하기 성분들을 증류수에 용해시켜, 본 발명에 따른 니켈-금 합금 도금 조성물 1L를 제조하였다.The following components were dissolved in distilled water to prepare 1 L of nickel-gold alloy plating composition according to the present invention.

황산니켈 60 g/ℓNickel Sulfate 60 g / ℓ

황산금나트륨 8 g/ℓGold Sodium Sulfate 8 g / ℓ

황산암모늄 125 g/ℓAmmonium Sulfate 125 g / L

니트릴로트리아세트산 6 g/ℓNitrilotriacetic acid 6 g / l

폴리옥시에틸렌아민 1.3 g/ℓ1.3 g / l polyoxyethylene amine

트리에틸렌테트라아민 0.08 g/ℓTriethylenetetraamine 0.08 g / l

상기 제조된 니켈-금 합금 도금 조성물을 사용하여 0.6 A/dm2의 전류에서 리드 프레임을 도금하여 니켈 70% 및 금 30%의 합금 도금층을 만들었다. 도금된 리드 프레임의 납땜성 및 밀착성을 참조예 1 내지 3에 설명된 방법에 따라 측정한 결과, 100% 납땜성 및 우수한 밀착성과 내식성을 갖는 고르고 유연한 도금을 보여주었다.The lead frame was plated at a current of 0.6 A / dm 2 using the nickel-gold alloy plating composition prepared above to make an alloy plating layer of 70% nickel and 30% gold. The solderability and adhesion of the plated lead frame were measured according to the method described in Reference Examples 1 to 3, which showed even and flexible plating with 100% solderability and good adhesion and corrosion resistance.

본 발명의 니켈-금 합금 도금 조성물은 환경에 유해한 성분을 포함하지 않으면서도 안정성이 뛰어나고 우수한 내식성, 유연성 및 납땜성을 갖는 도금층을 형성할 수 있어 리드 프레임, 비지에이, 커넥터 및 인쇄회로기판과 같은 동 합금 또는철-니켈 합금 소재로 된 반도체 전자 소자의 도금에 유용하게 사용된다. 또한, 기존에 사용되는 니켈 도금 후의 팔라듐 또는 금 도금의 2단계 공정을 니켈-금 합금 도금의 1단계 공정으로 단축시켜 비용 및 생산성 측면에서도 효율적이다.The nickel-gold alloy plating composition of the present invention can form a plating layer having excellent stability and excellent corrosion resistance, flexibility and solderability without containing environmentally harmful components, such as lead frames, visual aids, connectors and printed circuit boards. It is useful for plating semiconductor electronic devices made of copper alloy or iron-nickel alloy material. In addition, it is efficient in terms of cost and productivity by shortening the conventional two-step process of palladium or gold plating after nickel plating to one-step process of nickel-gold alloy plating.

Claims (11)

(i) 니켈 이온 9 내지 15g/ℓ, (ii) 금 이온 2 내지 6g/ℓ, (iii) 전도성 화합물 10 내지 200g/ℓ 및 (iv) 착화제 1 내지 10g/ℓ를 포함하는, 동 합금 또는 철-니켈 합금 기재용 니켈-금 합금 도금 조성물.a copper alloy comprising (i) 9-15 g / l nickel ion, (ii) 2-6 g / l gold ion, (iii) 10-200 g / l conductive compound and (iv) 1-10 g / l complexing agent Nickel-gold alloy plating compositions for iron-nickel alloy substrates. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 니켈 이온의 공급원이 황산니켈, 염화니켈, 아세트산니켈, 탄산니켈, 수산화니켈 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 조성물.The source of nickel ions is selected from the group consisting of nickel sulfate, nickel chloride, nickel acetate, nickel carbonate, nickel hydroxide and mixtures thereof. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 금 이온의 공급원이 황산금나트륨, 시안화금(I)칼륨, 테트라클로로금(III)칼륨, 염화금 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 조성물.And the source of gold ions is selected from the group consisting of sodium sulfate, potassium cyanide (I) potassium, potassium tetrachloro (III), gold chloride and mixtures thereof. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 전도성 화합물이 황산, 구연산, 염산, 탄산, 아세트산, 주석산, 설파민산 및 인산, 및 이들의 알칼리 금속 염, 알칼리 토금속 염, 암모늄 염, 유기아민 염 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 조성물.The conductive compound is selected from the group consisting of sulfuric acid, citric acid, hydrochloric acid, carbonic acid, acetic acid, tartaric acid, sulfamic acid and phosphoric acid, and alkali metal salts, alkaline earth metal salts, ammonium salts, organic amine salts and mixtures thereof Composition. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 착화제가 글루콘산, 에틸렌디아민테트라아세트산나트륨 2수화물, N,N',N"-트리토실디에틸렌트리아민, 니트릴로트리아세트산 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 조성물.And the complexing agent is selected from the group consisting of gluconic acid, sodium ethylenediaminetetraacetic acid dihydrate, N, N ', N "-tritosyldiethylenetriamine, nitrilotriacetic acid and mixtures thereof. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 폴리에틸렌이민, 폴리옥시에틸렌아민, 폴리비닐피롤리돈 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 표면 개선제를 0.1 내지 5g/ℓ의 양으로 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.And a surface improver selected from the group consisting of polyethyleneimine, polyoxyethyleneamine, polyvinylpyrrolidone and mixtures thereof in an amount of 0.1 to 5 g / l. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 디에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 트리에틸렌테트라아민 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 응력 감소제를 0.05 내지 2.0g/ℓ의 양으로 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.And a stress reducing agent selected from the group consisting of diethylene glycol, polyethylene glycol, triethylenetetraamine, and mixtures thereof in an amount of 0.05 to 2.0 g / l. 0.3 내지 3.0 ASD(Ampere per Square Decimeter)의 전류에서 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항의 조성물로 동 합금 또는 철-니켈 합금 소재의 기재를 도금하는 방법.A method of plating a substrate of a copper alloy or an iron-nickel alloy material with the composition of any one of claims 1 to 7 at a current of 0.3 to 3.0 Ampere per Square Decimeter (ASD). 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 기재가 리드 프레임, 비지에이, 인쇄회로기판 또는 커넥터인 것을 특징으로 하는 방법.And the substrate is a lead frame, a visualizer, a printed circuit board or a connector. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 릴-투-릴(reel-to-reel) 또는 컷-스트립(cut-strip) 장비에서 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.Method carried out on a reel-to-reel or cut-strip equipment. 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항의 방법에 따라 제조된, 니켈-금 합금 도금층을 갖는 도금체.A plated body having a nickel-gold alloy plated layer prepared according to the method of any one of claims 8 to 10.
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