KR20080052478A - 무전해 금도금욕, 무전해 금도금 방법 및 전자 부품 - Google Patents

무전해 금도금욕, 무전해 금도금 방법 및 전자 부품 Download PDF

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Abstract

수용성 금 화합물, 착화제, 알데히드 화합물 및 R1-NH-C2H4-NH-R2 또는 R3-(CH2-NH-C2H4-NH-CH2)n-R4(R1∼R4는 -OH, -CH3, -CH2OH, -C2H4OH, -CH2N(CH3)2, -CH2NH(CH2OH), -CH2NH(C2H4OH), -C2H4NH(CH2OH), -C2H4NH(C2H4OH), -CH2N(CH2OH)2, -CH2N(C2H4OH)2, -C2H4N(CH2OH)2 또는 -C2H4N(C2H4OH)2, n은 1∼4의 정수)로 표시되는 아민 화합물을 함유하는 무전해 금도금욕.
도금 처리를 실시할 하지 금속이 침식되지 않고, 안정적인 석출 속도로 무전해 금도금 처리할 수 있으며, 석출 속도가 빠르고, 치환·환원 타입이므로 1액으로 도금 피막의 후막화가 가능하고, 피막의 색이 열화되지 않고 금 특유의 레몬옐로 색이 유지되어 외관도 양호하다.
도금, 욕, 후막화, 피막, 레몬옐로, 무전해, 전자 부품

Description

무전해 금도금욕, 무전해 금도금 방법 및 전자 부품{ELECTROLESS GOLD PLATING BATH, ELECTROLESS GOLD PLATING METHOD AND ELECTRONIC PARTS}
본 발명은 무전해 금도금욕, 이를 이용한 무전해 금도금 방법 및 이 방법에 의해 무전해 금도금 처리한 전자 부품에 관한 것이다.
금은 금속 중에서 가장 이온화 경향이 작은, 즉 가장 안정적이며 녹이 잘 슬지 않는 금속이다. 또한 그뿐만 아니라 전기 전도성도 뛰어나므로 전자 공업 분야에 널리 사용되고 있다. 치환 금도금은 인쇄 기판의 회로나 IC 패키지의 실장 부분이나 단자 부분 등의 최종 표면 처리로서 폭넓게 사용되고 있다. 구체적으로는 예컨대 이하의 방법이 있으며, 각각 이하와 같은 특징이 있다.
(1)ENIG(Electroless Nickel Immersion Gold: 무전해 니켈/치환 금）
·하지(下地) 무전해 니켈 도금 피막 상에 치환 금도금 피막을 형성하는 방법이다.
·구리의 확산 방지, 니켈의 산화 방지, 회로나 단자의 내식성 향상이 가능하다.
·땜납 접합에 사용 가능하다.
·ENIG 처리 후 두께 붙임 금을 형성함으로써 와이어 본딩에도 사용 가능하다.
·와이어 본딩의 경우 도금 처리 후에 가열 처리를 행하는데, 그에 따라 금 피막 상에 니켈이 확산된다. 그것을 방지하기 위하여 니켈/치환 금 피막 상에 무전해 금도금을 더 실시하고, 금의 막 두께를 늘림으로써 니켈의 확산에 대응한다.
(2)DIG(Direct Immersion Gold: 직접 치환 금）
·구리 위에 직접 치환 금도금 피막을 형성하는 방법이다.
·구리의 산화 방지, 구리의 확산 방지, 회로나 단자의 내식성 향상이 가능하다.
·땜납 접합, 와이어 본딩에도 사용 가능하다.
·니켈/금이나 니켈/팔라듐/금에 비하면 장기 신뢰성은 약간 떨어지지만 열 부하가 별로 가해지지 않는 조건(열처리 온도가 낮거나 리플로 횟수가 적은 등의 조건)에서는 충분히 사용 가능하다.
·심플한 프로세스이므로 저비용이다.
(3)ENEPIG(Electroless Nickel Electroless Palladium Immersion Gold: 무전해 니켈/ 무전해 팔라듐/치환 금）
·하지 무전해 니켈 도금 피막과 치환 도금 피막 사이에 무전해 팔라듐 도금 피막을 형성하는 방법이다.
·구리의 확산 방지, 니켈의 산화 방지와 확산 방지, 회로나 단자의 내식성 향상이 가능하다.
·최근 추진되고 있는 납프리 땜납 접합에 최적이다(납프리 땜납은 주석납 공정(共晶) 땜납에 비해 땜납 접합 시에 열부하가 가해져 니켈/금에서는 접합 특성이 저하되기 때문).
·와이어 본딩에 적합하다.
·금 막 두께를 두껍게 하지 않아도 니켈 확산이 발생하지 않는다.
·니켈/금으로 대응 가능한 것이라도 보다 신뢰성을 높이고자 하는 경우에 적합하다.
치환 금도금은 니켈 등의 하지와의 도금욕 중에서의 산화 환원 전위의 차를 이용하여 금을 석출시키기 때문에 금이 니켈을 침식시킴으로써 산화(용출)에 의한 부식점이 발생한다. 이 산화에 의한 부식점은 그 후의 땜납 리플로 시에 있어서 땜납층의 주석과 니켈을 접속시킬 때의 저해 인자가 되며, 강도 등의 접합 특성을 저하시킨다는 문제가 있다.
이 문제를 해결하기 위하여, 알데히드의 아황산염 부가물을 함유하는 무전해 금도금욕이 일본 특허 공개 2004-137589호 공보(특허 문헌 1)에, 히드록시알킬술폰산을 함유하는 금도금욕이 국제 공개 제2004/111287호 팜플렛(특허 문헌 2)에 각각 개시되어 있다. 이들 기술은 하지 금속의 부식을 억제하는 것을 목적으로 한 것이다.
그러나, 이들 무전해 금도금욕은 환원제에 술폰산기 또는 아황산 성분을 갖기 때문에 술폰산기 또는 아황산 성분을 함유한 경우에 특유의 이하와 같은 문제를 발생시킨다.
(1)석출 속도의 저하
술폰산기 또는 아황산 성분은 금 석출에서는 안정제이기 때문에 금의 석출 속도를 저하시킨다.
(2)석출 속도가 불안정
술폰산기 또는 아황산 성분의 관리는 매우 어려우므로 안정적인 석출 속도를 얻기가 어렵다.
(3)후막(厚膜)화한 경우의 외관 불량
아황산 성분을 포함하는 무전해 금도금욕에서 후막화(0.1μm 이상)를 행한 경우, 피막 외관이 불그스럼해진다. 이는 입자 형태의 금이 석출되기 때문이다.
또한, 국제 공개 제2004/111287호 팜플렛(특허 문헌 2)에 기재되어 있는 트리에틸렌테트라민과 같이 아미노기(-NH2)가 존재하는 1차 아민 화합물을 사용하면 니켈 표면의 입계(粒界) 침식이 진행함으로써 금의 피복력이 저하되고, 피막 외관이 빨개진다는 문제가 발생한다.
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 2004-137589호 공보
[특허 문헌 2] 국제 공개 제2004/111287호 팜플렛
[특허 문헌 3] 일본 특허 공개 2002-226975호 공보
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 석출 속도를 안정적으로 충분히 확보할 수 있음과 아울러, 후막화한 경우에 외관 불량을 야기하지 않는 무전해 금도금욕, 이를 이용한 무전해 금도금 방법, 및 이 방법에 의해 무전해 금도금 처리한 전자 부품을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자는 상기 문제를 해결하기 위하여 예의 검토를 행한 결과, 수용성 금 화합물, 착화제, 환원제로서의 알데히드 화합물을 함유하고, 또 하기 일반식 (1) 또는 (2)
R1-NH-C2H4-NH-R2 (1)
R3-(CH2-NH-C2H4-NH-CH2)n-R4 (2)
(식 (1) 및 (2) 중, R1, R2, R3 및 R4는 -OH, -CH3, -CH2OH, -C2H4OH, -CH2N(CH3)2, -CH2NH(CH2OH), -CH2NH(C2H4OH), -C2H4NH(CH2OH), -C2H4NH(C2H4OH), -CH2N(CH2OH)2, -CH2N(C2H4OH)2, -C2H4N(CH2OH)2 또는 -C2H4N(C2H4OH)2를 나타내고, 동일할 수도 서로 다를 수도 있다. n은 1∼4의 정수이다.)
로 표시되는 특유의 구조의 아민 화합물을 함유하는 무전해 금도금욕이 하지 금속의 부식을 억제하여 무전해 금도금 피막을 형성할 수 있고, 이 금도금 피막을 후막화한 경우에도 입자 형태의 금의 석출을 억제하여 양호한 외관을 갖는 무전해 금도금 피막을 형성할 수 있음을 발견하고 본 발명을 이루기에 이르렀다.
즉, 본 발명은 이하의 무전해 금도금욕, 무전해 금도금 방법 및 전자 부품을 제공한다.
[1]수용성 금 화합물, 착화제, 환원제로서의 알데히드 화합물, 및 하기 일반식 (1) 또는 (2)
R1-NH-C2H4-NH-R2 (1)
R3-(CH2-NH-C2H4-NH-CH2)n-R4 (2)
(식 (1) 및 (2) 중, R1, R2, R3 및 R4는 -OH, -CH3, -CH2OH, -C2H4OH, -CH2N(CH3)2, -CH2NH(CH2OH), -CH2NH(C2H4OH), -C2H4NH(CH2OH), -C2H4NH(C2H4OH), -CH2N(CH2OH)2, -CH2N(C2H4OH)2, -C2H4N(CH2OH)2 또는 -C2H4N(C2H4OH)2를 나타내고, 동일할 수도 서로 다를 수도 있다. n은 1∼4의 정수이다.)
로 표시되는 아민 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 무전해 금도금욕.
[2]상기 알데히드 화합물 및 아민 화합물의 함유량의 몰비가 알데히드 화합물:아민 화합물=1:30∼3:1인 것을 특징으로 하는 [1] 기재의 무전해 금도금욕.
[3]상기 수용성 금 화합물이 시안화 금염인 것을 특징으로 하는 [1] 또는 [2] 기재의 무전해 금도금욕.
[4][1]∼[3] 중 어느 하나에 기재된 무전해 금도금욕에서 기체의 금속 표면 을 무전해 금도금 처리하는 것을 특징으로 하는 무전해 금도금 방법.
[5]상기 기체의 금속 표면이 구리 또는 구리 합금의 표면인 것을 특징으로 하는 [4] 기재의 무전해 금도금 방법.
[6]상기 기체의 금속 표면이 니켈 또는 니켈 합금의 표면인 것을 특징으로 하는 [4] 기재의 무전해 금도금 방법.
[7]상기 니켈 또는 니켈 합금이 무전해 니켈 또는 무전해 니켈 합금 도금 피막인 것을 특징으로 하는 [6] 기재의 무전해 금도금 방법.
[8]상기 기체의 금속 표면이 팔라듐 또는 팔라듐 합금의 표면인 것을 특징으로 하는 [4] 기재의 무전해 금도금 방법.
[9]상기 팔라듐 또는 팔라듐 합금이 무전해 팔라듐 또는 무전해 팔라듐 합금 도금 피막인 것을 특징으로 하는 [8] 기재의 무전해 금도금 방법.
[10]상기 기체의 금속 표면이 무전해 니켈 또는 무전해 니켈 합금 도금 피막을 통하여 형성된 무전해 팔라듐 또는 무전해 팔라듐 합금 도금 피막의 표면인 것을 특징으로 하는 [4] 기재의 무전해 금도금 방법.
[11][4]∼[10] 중 어느 하나에 기재된 무전해 금도금 방법으로 무전해 금도금 처리한 것을 특징으로 하는 전자 부품.
본 발명에 따르면, 도금 처리를 실시할 하지 금속이 침식되지 않고, 안정적인 석출 속도로 무전해 금도금 처리를 할 수 있다. 또한 석출 속도가 빠르며, 치환·환원 타입이므로 1액으로 도금 피막의 후막화가 가능하다. 나아가, 후막화하 여도 피막의 색이 열화되지 않고 금 특유의 레몬옐로색이 유지되어 외관도 양호하다.
이하, 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명의 무전해 금도금욕은 수용성 금 화합물, 착화제, 알데히드 화합물 및 하기 일반식 (1) 또는 (2)
R1-NH-C2H4-NH-R2 (1)
R3-(CH2-NH-C2H4-NH-CH2)n-R4 (2)
(식 (1) 및 (2) 중, R1, R2, R3 및 R4는 -OH, -CH3, -CH2OH, -C2H4OH, -CH2N(CH3)2, -CH2NH(CH2OH), -CH2NH(C2H4OH), -C2H4NH(CH2OH), -C2H4NH(C2H4OH), -CH2N(CH2OH)2, -CH2N(C2H4OH)2, -C2H4N(CH2OH)2 또는 -C2H4N(C2H4OH)2를 나타내고, 동일할 수도 서로 다를 수도 있다. n은 1∼4의 정수이다.)
로 표시되는 아민 화합물을 함유한다.
본 발명의 무전해 금도금욕은 종래의 치환 금도금욕과 달리 동일한 도금욕 중에서 치환 반응과 환원 반응이 모두 진행되는 치환-환원형 무전해 금도금욕이다. 금도금욕에 환원제로서의 알데히드 화합물과 상기 일반식 (1) 또는 (2)로 표시되는 특유의 구조를 갖는 아민 화합물을 함유시킴으로써 본 발명의 무전해 금도금욕은 구리, 니켈 등의 하지 금속 상에서 치환 반응에 의해 금이 석출됨과 아울러, 그 석 출된 금을 촉매로 하여 환원제에 의해 금이 석출된다.
본 발명의 무전해 금도금욕은 하지 금속의 침식을 최저한으로 억제할 수 있기 때문에 도금욕 중에의 하지 금속 이온의 용출이 적고, 장기에 걸쳐 사용하여도 안정적인 석출 속도가 유지된다. 예컨대, 통상의 치환 도금이라면 석출된 금과 용출된 하지 금속(예컨대 구리나 니켈)의 양은 화학양론에 따라 등량이 되는데, 본 발명의 도금욕에서는 예컨대 구리를 하지 금속으로 하여 다이렉트 무전해 금도금 프로세스를 행한 경우, 금의 석출의 대부분이 치환 도금에서 환원 도금으로 시프트하기 때문에 석출된 금에 대하여 용출되는 하지 금속의 석출은 매우 적으며, 이 경우 종래의 통상의 치환 도금의 1/8 정도로 억제된다.
이에 따라, 하지 금속의 침식을 최저한으로 억제하면서 균일하고 치밀한 도금 피막을 얻을 수 있다. 또한, 환원제를 함유하고 있으므로 석출된 금 위에 연속적으로 금이 석출되므로, 별도의 두께붙임용 금도금을 행하지 않고도 하나의 도금욕에서 후막화가 가능하다. 또한, 금의 석출 속도를 안정적으로 유지할 수 있고, 후막화하여도 도금 피막이 불그스럼해지지 않아 금 특유의 레몬옐로색을 유지할 수 있다.
하지가 팔라듐인 경우, 니켈이나 구리의 경우와 달리 팔라듐과 금은 전위차가 작다. 따라서 종래의 치환형의 금도금욕을 이용하여 팔라듐 상에 금도금을 행하면 균일한 막 두께가 얻어지지 않으며, 나아가 충분한 막 두께를 얻을 수도 없다. 이에 반해, 본 발명의 무전해 금도금욕은 팔라듐 표면을 활성화하고, 팔라듐을 촉매로 하여 환원제에 의해 금을 석출시킬 수 있으며, 또한 석출된 금을 촉매로 하여 금을 더 석출시킬 수 있으므로 팔라듐 상에서도 도금 피막의 후막화가 가능하다.
본 발명의 무전해 금도금욕 중에 포함되는 수용성 금 화합물로는 시안화 금, 시안화 금 칼륨, 시안화 금 나트륨, 시안화 금 암모늄 등의 시안화 금염, 금의 티오황산염, 티오시안산염, 황산염, 질산염, 메탄술폰산염, 테트라암민 착체, 염화물, 브롬화물, 아이오딘화물, 수산화물, 산화물 등을 들 수 있는데, 특히 시안화 금염인 것이 바람직하다.
수용성 금 화합물의 함유량은 금 기준으로 0.0001∼1몰/L인 것이 바람직하고, 0.001∼0.5몰/L인 것이 보다 바람직하다. 상기 범위 미만이면 석출 속도가 저하할 우려가 있고, 상기 범위를 초과하면 경제적으로 불리해질 경우가 있다.
본 발명의 무전해 금도금욕 중에 포함되는 착화제로는 무전해 금도금욕에서 사용되고 있는 공지의 착화제를 사용할 수 있는데, 예컨대 인산, 붕산, 시트르산, 글루콘산, 타르타르산, 락트산, 말산, 에틸렌디아민, 트리에탄올아민, 에틸렌디아민 4아세트산, 니트릴로 3아세트산, 디에틸렌트리아민 5아세트산, 히드록시에틸에틸렌디아민 3아세트산, 트리에틸렌테트라민 6아세트산, 1,3-프로판디아민 4아세트산, 1,3-디아미노-2-히드록시프로판 4아세트산, 히드록시에틸이미노 2아세트산, 디히드록실글리신, 글리콜에테르디아민 4아세트산, 디카르복시메틸글루탐산, 히드록시에틸리덴 2인산, 에틸렌디아민테트라(메틸렌인산) 또는 그 알칼리 금속(예컨대 나트륨, 칼륨)염, 알칼리 토류 금속염, 암모늄 염 등을 들 수 있다.
착화제 농도는 0.001∼1몰/L인 것이 바람직하고, 0.01∼0.5몰/L인 것이 보다 바람직하다. 상기 범위 미만이면 용출된 금속에 의해 석출 속도가 저하할 우려가 있고, 상기 범위를 초과하면 경제적으로 불리해질 경우가 있다.
본 발명의 무전해 금도금욕 중에는 환원제로서 알데히드 화합물이 포함된다. 이 알데히드 화합물로는 포름알데히드, 아세트알데하이드, 프로피온알데히드, n-부틸알데히드, α-메틸발레르알데히드, β-메틸발레르알데히드, γ-메틸발레르알데히드 등의 지방족 포화 알데히드, 글리옥사졸, 숙신디알데히드 등의 지방족 디알데히드, 크로톤알데히드 등의 지방족 불포화 알데히드, 벤즈알데히드, o-니트로벤즈알데히드, m-니트로벤즈알데히드, p-니트로벤즈알데히드, o-톨릴알데히드, m-톨릴알데히드, p-톨릴알데히드, o-히드록시벤즈알데히드, m-히드록시벤즈알데히드, p-히드록시벤즈알데히드, 페닐아세토알데히드 등의 방향족 알데히드, 글루코스, 갈락토스, 만노스, 리보스, 말토스, 락토스 등의 알데히드기(-CHO)를 갖는 당류 등을 들 수 있는데, 특히 포름알데히드가 바람직하다.
이들 알데히드 화합물의 농도는 0.0001∼0.5몰/L인 것이 바람직하고, 0.001∼0.3몰/L인 것이 보다 바람직하다. 상기 범위 미만이면 석출 속도가 저하할 우려가 있고, 상기 범위를 초과하면 욕이 불안정해질 우려가 있다.
본 발명의 무전해 금도금욕은 하기 일반식 (1) 또는 (2)
R1-NH-C2H4-NH-R2 (1)
R3-(CH2-NH-C2H4-NH-CH2)n-R4 (2)
(식 (1) 및 (2) 중, R1, R2, R3 및 R4는 -OH, -CH3, -CH2OH, -C2H4OH, -CH2N(CH3)2, -CH2NH(CH2OH), -CH2NH(C2H4OH), -C2H4NH(CH2OH), -C2H4NH(C2H4OH), -CH2N(CH2OH)2, -CH2N(C2H4OH)2, -C2H4N(CH2OH)2 또는 -C2H4N(C2H4OH)2를 나타내고, 동일할 수도 서로 다를 수도 있다. n은 1∼4의 정수이다.)
로 표시되는 아민 화합물을 함유한다. 본 발명의 도금욕에서, 알데히드 화합물은 알데히드 화합물만으로는 환원제로 작용하지 않으며, 이 아민 화합물과 공존함으로서 환원 작용이 발생한다.
이들 아민 화합물 농도는 0.001∼3몰/L인 것이 바람직하고, 0.01∼1몰/L인 것이 보다 바람직하다. 상기 범위 미만이면 석출 속도가 저하할 우려가 있고, 상기 범위를 초과하면 욕이 불안정해질 우려가 있다.
또한, 상기 알데히드 화합물 및 아민 화합물의 함유량의 몰비는 알데히드 화합물:아민 화합물=1:30∼3:1, 특히 1:10∼1:1인 것이 바람직하다. 알데히드 화합물이 상기 범위보다 많으면 욕이 불안정해질 우려가 있고, 아민 화합물이 상기 범위보다 많으면 경제적으로 불리해질 경우가 있다.
본 발명의 무전해 금도금욕에는 공지의 무전해 도금에서 사용되고 있는 안정제를 첨가할 수 있다. 이 안정제로는 2-머캅토벤조티아졸, 2-머캅토벤조이미다졸, 머캅토아세트산, 머캅토숙신산, 티오황산, 티오글리콜, 티오우레아, 티오말산 등의 황 화합물, 벤조트리아졸, 1,2,4-아미노트리아졸 등의 질소 화합물을 들 수 있다.
안정제 농도는 0.0000001∼0.01몰/L인 것이 바람직하고, 0.000001∼0.005몰/L인 것이 보다 바람직하다. 상기 범위 미만이면 욕이 불안정해질 우려가 있고, 상기 범위를 초과하면 석출 속도가 저하할 우려가 있다.
또한, 본 발명의 무전해 금도금욕은 아황산 나트륨과 같은 아황산염, 히드록시메탄술폰산과 같은 아황산 유도체 및 술폰산 화합물의 함유량이 보다 적은 것이 바람직하고, 특히 10mg/L 이하인 것이 바람직하다. 10mg/L를 초과하여 함유하면 금의 석출 속도를 안정적으로 유지할 수 없게 될 우려가 있으며, 또한 후막화한 경우 도금 피막의 외관이 불그스럼해지는 문제가 발생할 우려가 있다. 물론, 무전해 금도금욕이 상기 아황산염, 아황산 유도체 및 술폰산 화합물을 함유하고 있지 않은 것이 가장 바람직하다는 것은 말할 필요도 없다.
본 발명의 무전해 금도금욕의 pH는 5∼10인 것이 바람직하다. 상기 범위 미만이면 석출 속도가 저하할 우려가 있고, 상기 범위를 초과하면 욕이 불안정해질 우려가 있다. pH 조정제로는 공지의 도금욕에서 사용되고 있는 수산화 나트륨, 수산화 칼륨, 암모니아, 황산, 인산, 붕산 등을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 무전해 금도금욕의 사용 온도는 40∼90℃인 것이 바람직하다. 상기 범위 미만이면 석출 속도가 저하할 우려가 있고, 상기 범위를 초과하면 욕이 불안정해질 우려가 있다.
본 발명의 무전해 금도금욕을 이용하여 금속 표면을 무전해 금도금욕에 접촉시킴으로써 기체의 금속 표면을 무전해 금도금 처리할 수 있다. 이 경우, 예컨대 5∼60분의 접촉 시간으로 두께 0.01∼2μm의 금도금 피막을 형성하는 것이 가능하며, 예컨대 0.002∼0.03μm/분의 석출 속도로 금도금 피막을 성막할 수 있다.
기체의 금속 표면(피도금면)의 재질로는 구리, 구리 합금, 니켈, 니켈 합금, 팔라듐, 팔라듐 합금 등을 대상으로 할 수 있다. 상기 니켈 합금으로는 니켈-인 합금, 니켈-붕소 합금 등, 팔라듐 합금으로는 팔라듐-인 합금 등을 들 수 있다. 이러한 금속 표면은 기체 자체가 금속(합금)인 것의 표면 이외에, 기체 표면에 금속 피막이 형성된 이 피막의 표면일 수도 있다. 금속 피막은 전기 도금에 의해 형성된 것, 무전해 도금에 의해 형성된 것 어느 것일 수도 있으나, 니켈, 니켈 합금, 팔라듐, 팔라듐 합금의 경우 무전해 도금에 의해 형성된 것이 일반적이다. 더욱이, 기체에 니켈 또는 니켈 합금 피막을 통하여 형성된 팔라듐 또는 팔라듐 합금 피막 표면을 무전해 금도금 처리하는 경우에도 적합하다.
본 발명의 무전해 금도금욕은 예컨대 ENIG(Electroless Nickel Immersion Gold), 즉(구리 위에 형성된) 하지 무전해 니켈 도금 피막 상에 금도금 피막을 형성하는 방법, DIG(Direct Immersion Gold), 즉 구리 위에 직접 금도금 피막을 형성하는 방법, ENEPIG(Electroless Nickel Electroless Palladium Immersion Gold), 즉 (구리 위에 형성된) 하지 무전해 니켈 도금 피막 상에 무전해 팔라듐 도금 피막을 통하여 금도금 피막을 형성하는 방법 중 어느 금도금 피막의 형성에도 사용하는 것이 가능하며, 어느 경우에도 본 발명의 무전해 금도금욕을 사용함으로써 니켈 표면 상, 구리 표면 상, 팔라듐 표면 상에서 상기 범위에서 소정의 두께의 금도금 피막을 형성할 수 있다.
본 발명의 무전해 금도금욕 및 이를 이용한 무전해 금도금 방법은 예컨대 인쇄 배선 기판이나 IC 패키지 등의 전자 부품의 배선 회로 실장 부분이나 단자 부분을 금도금 처리하는 경우에 적합하다.
또한, 본 발명의 도금욕은 금속 표면(피도금면)이 구리인 경우라 하더라도 양호한 피막을 얻을 수 있고, 하지가 구리인 경우 구리의 산화, 확산이 억제되어 양호한 땜납 접합 특성을 얻을 수 있다. 또한, 후막화함으로써 와이어 본딩에도 사용 가능하다. 또한, 본 발명의 도금욕은 팔라듐 상에도 양호한 금 피막을 석출시킬 수 있기 때문에 납프리 땜납 접합이나 와이어 본딩에의 이용에 최적이다.
<실시예>
이하, 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 구체적으로 설명하는데, 본 발명은 하기 실시예에 한정되지 않는다.
[실시예 1∼6, 비교예 1∼8]
표 1∼3에 개시한 조성의 금도금욕을 이용하여 (1)다이렉트 무전해 금도금 프로세스, (2)니켈/금도금 프로세스, (3)니켈/팔라듐/금 프로세스로서 각각 구리가 입혀진 인쇄 기판에 대하여 표 4∼6에 개시한 처리를 실시하고, 이어서 처리된 구리가 입혀진 인쇄 기판을 금도금욕에 침지하여 금도금을 실시하였다. 얻어진 금도금 피막의 막 두께, 현미경 관찰에 의해 확인한 피트의 유무 및 외관을 표 1∼3에 나타내었다.
Figure 112007087962205-PAT00001
Figure 112007087962205-PAT00002
Figure 112007087962205-PAT00003
아민 화합물-1: R1-NH-C2H4-NH-R2[식 중, R1=-C2H4OH, R2=-C2H4OH]
아민 화합물-2: R3-(CH2-NH-C2H4-NH-CH2)n-R4[식 중, n=1, R3=-CH2NH(CH2OH), R4=-CH2NH(CH2OH)]
아민 화합물-3: R3-(CH2-NH-C2H4-NH-CH2)n-R4[식 중, n=2, R3=-CH2N(CH3)2, R4=-CH2N(CH3)2]
(1)다이렉트 무전해 금도금 프로세스
Figure 112007087962205-PAT00004
각 공정간 수세
(2)니켈/금도금 프로세스
Figure 112007087962205-PAT00005
각 공정간 수세
(3)니켈/팔라듐/금 프로세스
Figure 112007087962205-PAT00006
각 공정간 수세
비교예 1∼3, 7에서는 치환 반응만이기 때문에 다이렉트 무전해 금 프로세스, 니켈/금 프로세스에서는 막 두께 부족이 되며, 니켈/팔라듐/금 프로세스에서는 거의 석출되지 않았다.
비교예 4, 5에서는 석출 속도가 저하하고 외관이 불그스럼해졌다.
비교예 8에서는 외관이 불그스럼해졌다.
이상의 결과로부터, 본 발명의 무전해 금도금욕이 이하의 점에서 뛰어나다는 것을 알 수 있다.
(1)피트가 없는 금 피막을 형성할 수 있다.
(2)아황산 성분 및 술폰산 성분을 포함하지 않음으로써 석출 속도가 매우 빨라진다.
(3)후막화하여도 금 특유의 레몬옐로의 양호한 외관을 나타낸다.
(4)1액으로 금도금 피막의 후막화가 가능하다.

Claims (11)

  1. 수용성 금 화합물, 착화제, 알데히드 화합물 및 하기 일반식 (1) 또는 (2)
    R1-NH-C2H4-NH-R2 (1)
    R3-(CH2-NH-C2H4-NH-CH2)n-R4 (2)
    (식 (1) 및 (2) 중, R1, R2, R3 및 R4는 -OH, -CH3, -CH2OH, -C2H4OH, -CH2N(CH3)2, -CH2NH(CH2OH), -CH2NH(C2H4OH), -C2H4NH(CH2OH), -C2H4NH(C2H4OH), -CH2N(CH2OH)2, -CH2N(C2H4OH)2, -C2H4N(CH2OH)2 또는 -C2H4N(C2H4OH)2를 나타내고, 동일할 수도 서로 다를 수도 있다. n은 1∼4의 정수이다.)
    로 표시되는 아민 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 무전해 금도금욕.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 알데히드 화합물 및 아민 화합물의 함유량의 몰비가 알데히드 화합물:아민 화합물=1:30∼3:1인 것을 특징으로 하는 무전해 금도금욕.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 수용성 금 화합물이 시안화 금염인 것을 특징으로 하는 무전해 금도금욕.
  4. 제 1 항에 기재된 무전해 금도금욕에서 기체의 금속 표면을 무전해 금도금 처리하는 것을 특징으로 하는 무전해 금도금 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 기체의 금속 표면이 구리 또는 구리 합금의 표면인 것을 특징으로 하는 무전해 금도금 방법.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 기체의 금속 표면이 니켈 또는 니켈 합금의 표면인 것을 특징으로 하는 무전해 금도금 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 니켈 또는 니켈 합금이 무전해 니켈 또는 무전해 니켈 합금 도금 피막인 것을 특징으로 하는 무전해 금도금 방법.
  8. 제 4 항에 있어서, 상기 기체의 금속 표면이 팔라듐 또는 팔라듐 합금의 표면인 것을 특징으로 하는 무전해 금도금 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 팔라듐 또는 팔라듐 합금이 무전해 팔라듐 또는 무전해 팔라듐 합금 도금 피막인 것을 특징으로 하는 무전해 금도금 방법.
  10. 제 4 항에 있어서, 상기 기체의 금속 표면이 무전해 니켈 또는 무전해 니켈 합금 도금 피막을 통하여 형성된 무전해 팔라듐 또는 무전해 팔라듐 합금 도금 피막의 표면인 것을 특징으로 하는 무전해 금도금 방법.
  11. 제 4 항에 기재된 무전해 금도금 방법으로 무전해 금도금 처리한 것을 특징으로 하는 전자 부품.
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