KR20140020432A - 표면 처리제 및 표면 처리 방법 - Google Patents

표면 처리제 및 표면 처리 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20140020432A
KR20140020432A KR1020120086742A KR20120086742A KR20140020432A KR 20140020432 A KR20140020432 A KR 20140020432A KR 1020120086742 A KR1020120086742 A KR 1020120086742A KR 20120086742 A KR20120086742 A KR 20120086742A KR 20140020432 A KR20140020432 A KR 20140020432A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
weight
benzimidazole
acid
copper
surface treatment
Prior art date
Application number
KR1020120086742A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101454967B1 (ko
Inventor
이종엽
최욱
이승용
김진귀
Original Assignee
주식회사 에이스테크놀로지
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 에이스테크놀로지 filed Critical 주식회사 에이스테크놀로지
Priority to KR1020120086742A priority Critical patent/KR101454967B1/ko
Publication of KR20140020432A publication Critical patent/KR20140020432A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101454967B1 publication Critical patent/KR101454967B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C26/00—Coating not provided for in groups C23C2/00 - C23C24/00
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C22/05—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
    • C23C22/06—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6
    • C23C22/48—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 not containing phosphates, hexavalent chromium compounds, fluorides or complex fluorides, molybdates, tungstates, vanadates or oxalates
    • C23C22/52—Treatment of copper or alloys based thereon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F11/00—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/22—Secondary treatment of printed circuits
    • H05K3/26—Cleaning or polishing of the conductive pattern

Abstract

본 발명은 구리 또는 구리 도금의 표면에 피막을 형성할 수 있는 표면 처리제 및 표면 처리 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일실시예에 의한 표면 처리제는 구리 또는 구리 도금의 표면 처리제에 있어서, 물 100 중량부에 대하여 하기 화학식 1의 벤즈이미다졸계 화합물 0.1 ~ 5 중략부, 유기산 0.5 ~ 20 중량부, 지방산 0.8 ~ 1중량부, 변색 방지제 0.5 ~ 3중량부를 함유하고, pH가 2 ~ 3인 것을 특징으로 한다.
[화학식 1]
Figure pat00005

(상기 식에서 R1은 탄소가 1 ~ 15 개의 알킬기, 아릴기에서 선택되는 어느 하나이며, R2, R3는 각각 H, 1개 이상의 탄소 알킬기 및 할로겐에서 선택되는 어느 하나이다.)

Description

표면 처리제 및 표면 처리 방법{SURFACE TREATING AGENT AND METHOD OF TREATING SURFACE}
본 발명은 표면 처리제 및 표면 처리 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 구리 또는 구리 도금의 표면에 피막을 형성할 수 있는 표면 처리제 및 표면 처리 방법에 관한 것이다.
종래의 통신용 함체 상의 무선 통신 시스템에 사용되는 부품 집합체의 표면은 은도금으로 표면 처리 되었다. 그러나 금, 은의 지속적인 원가 상승으로 인해서 재료 변경이 요구되어 왔다.
전기 전도도가 높으며, 원가가 저렴한 구리가 각광받게 되었으나, 구리는 높은 전기 전도도와 저렴한 원가에 비해 낮은 내식성으로 인하여 표면 부식 발생을 일으키며, 이러한 표면 부식은 금속 - 산화막 - 금속이라는 터널 효과를 유발시켜 RF Filter의 특성인 PIMD를 문제를 발생시켜 왔다.
PIMD는 두 개 이상의 신호 주파수들이 서로 간섭을 일으켜 원치 않는 기생 신호 발생시킴으로써 RF Filter의 기능을 저하시킨다.
PIMD을 발생시키는 비선형 특성의 원인은 크게 접촉 비선형성(Contact Nonlinearity)과 물질 비선형성(Material Nonlinearity)의 두 영역으로 구분된다.
접촉 비선형성에는 도체들 사이의 얇은 산화층에 의한 접합 용량, 금속 접촉에서 도체들 사이의 반도체 작용에 의한 터널 효과, 금속들 사이의 빈틈 공간과 미세 균열에 의한 Micro-discharge, 금속 표면의 먼지와 금속 입자들에 연관된 비선형성 등이 있다. 물질 비선형성에는 니켈, 철, 코발트 등의 강자성체가 갖는 히스테리시스(Hysteresis)효과, Internal Shottkey Effect, 도체에서의 한정된 전도율에 의한 Thermal heating 등이 있다.
따라서 PIMD를 문제를 발생시키지 않는 구리 또는 구리 도금 표면의 표면 처리제에 대한 연구가 필요한 실정이다.
본 발명의 목적은 PIMD를 문제를 발생하지 않도록 방청성, anti-grease, 내식성이 우수하며, 변색 방지 기능을 수행할 수 있는 구리 또는 구리 도금의 표면 처리제 및 표면 처리 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일실시예에 의하면, 구리 또는 구리 도금의 표면 처리제에 있어서, 물 100 중량부에 대하여 하기 화학식 1의 벤즈이미다졸계 화합물 0.1 ~ 5 중략부, 유기산 0.5 ~ 20 중량부, 지방산 0.8 ~ 1중량부, 변색 방지제 0.5 ~ 3중량부를 함유하고, pH가 2 ~ 3인 것을 특징으로 하는 표면 처리제가 제공된다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일실시예에 의하면, 구리 또는 구리 도금의 표면 처리제의 코팅 방법에 있어서, 전해탈지, 에칭, Desmut, Zincate, Cu strike, Cu plating, 및 중화 중 적어도 하나의 방법으로 구리 또는 구리 도금의 표면을 전처리하는 단계; 물 100 중량부에 대하여 하기 화학식 1의 벤즈이미다졸계 화합물 0.1 ~ 5 중략부, 유기산 0.5 ~ 20 중량부, 지방산 0.8 ~ 1중량부, 변색 방지제 0.5 ~ 3중량부를 함유하고, pH가 2 ~ 3인 표면 처리제를 제조하는 단계; 및 상기 표면 처리제로 상기 구리 또는 구리 도금의 표면에 0.5um ~ 0.5um의 두께로 막을 형성하는 단계를 포함하는 표면 처리 방법이 제공된다.
[화학식 1]
Figure pat00001
(상기 식에서 R1은 탄소가 1 ~ 15 개의 알킬기, 아릴기에서 선택되는 어느 하나이며, R2, R3는 각각 H, 1개 이상의 탄소 알킬기 및 할로겐에서 선택되는 어느 하나이다.)
본 발명의 일실시예에 의한 표면 처리제를 이용하여 구리 또는 구리 도금에 표면 처리함으로써, 표면 처리된 부품의 방청성, anti-grease, 내식성을 향상시킴과 동시에 표면 처리된 부품의 변색을 방지할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의한 표면 처리제를 이용하여 구리 또는 구리 도금에 표면 처리함으로써, 표면 처리된 부품의 전기적 특성 및 내열성을 향상시킬 수 있다.
또한, 일실시예에 의한 표면 처리제를 이용하여 기지국용 RF 필터에 구리 도금을 수행한 후에, 상기 표면 처리제를 이용하여 표면 처리함으로써, PIMD을 발생시키지 않을 수 있다.
또한, 구리 도금을 수행한 후에, 본 발명의 일실시예에 의한 표면 처리제를 이용하여 표면 처리할 경우, 저렴한 비용으로 RF 필터 등의 통신 부품의 표면 처리를 수행할 수 있다.
이하, 본 발명의 일실시예에 의한 표면 처리제 및 표면 처리 방법에 대해 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 일실시예에 의한 표면 처리제는 구리 또는 구리 도금의 표면에 코팅되어 막을 형성할 수 있다. 상기 표면 처리제는 RF 필터 등의 통신 부품의 보호막으로 사용될 수 있다. 예를 들어, RF 필터에 구리 도금을 수행한 후, 상기 표면 처리제로 코팅을 수행할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의한 표면 처리제는 화학식 1의 벤즈이미다졸계 화합물, 유기산, 지방산, 변색 방지제 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 표면 처리제는 물 100 중량부에 대하여 하기 화학식 1의 벤즈이미다졸계 화합물 0.1 ~ 5 중략부, 유기산 0.5 ~ 20 중량부, 지방산 0.8 ~ 1중량부, 변색 방지제 0.5 ~ 3중량부를 함유할 수 있다.
Figure pat00002
(상기 식에서 R1은 탄소가 1 ~ 15 개의 알킬기, 아릴기에서 선택되는 어느 하나이며, R2, R3는 각각 H, 1개 이상의 탄소 알킬기 및 할로겐에서 선택되는 어느 하나이다.)
한편, 본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 표면 처리제에 의해 형성되는 코팅 막의 두께 조절을 위해 상기 표면 처리제의 pH를 조절할 수 있다.
상기 표면 처리제로 무선 통신 시스템에 사용되는 부품 집합체에 구리 또는 구리 합금에 코팅을 실시하는 경우, 막의 형성은 pH에 매우 민감한 영향을 받는다. 일반적으로 pH가 상승하면서, 막의 두께가 동일한 침적 시간일 때 두꺼워진다. 상기 표면 처리제의 가장 좋은 조건은 pH 2~3의 범위이고, 이 범위를 벋어나지 않도록 지속적인 산도의 조절이 요구된다.
막의 두께가 0.5um 이상인 경우 피복 표면의 전기전도성이 떨어져 전기적 특성을 달성하는 것이 어려워지기 때문에, pH의 조절, 유효성분의 유지 등이 각별히 요구될 수 있다. 막이 0.15um 이하로 얇아지는 경우에는 표면의 전기적인 특성은 문제가 되지 않으나 염수분무, Anti-grease 및 내열성에 문제가 발생하기 때문에 막의 두께 조절이 매우 중요하다. 상기 유효성분은 구리 또는 구리 도금에 유기 피막을 형성시키는 물질로 본 실시예에서는 벤즈이미다졸계 화합물을 의미한다. 상기 유효성분은 구리 또는 구리 도금에 유기 피막을 형성시키는 물질로 본 실시예에서는 벤즈이미다졸계 화합물을 의미한다.
상기 벤즈이미다졸계 화합물의 예로 2-메틸벤즈이미다졸, 2-프로필벤즈이미다졸, 2-부틸벤즈이미다졸, 2-펜틸벤즈이미다졸, 2-헥실벤즈이미다졸, 2-헵틸벤즈이미다졸, 2-옥틸벤즈이미다졸, 2-노닐벤즈이미다졸, 2-(4-벤질)벤즈이미다졸, 2-(3-페닐프로필)벤즈이미다졸, 2-(4-페닐부틸)벤즈이미다졸, 2-(5-페닐펜틸)벤즈이미다졸, 2-(6-페닐헥실)벤즈이미다졸, 2-(8-페닐헵틸)벤즈이미다졸, 2-(8-페닐옥틸)벤즈이미다졸, 2-(9-페닐노닐)벤즈이미다졸, 2-(10-페닐데실)벤즈이미다졸, 2-벤질-4-메틸벤즈이미다졸, 4-메틸-2-페닐에틸벤즈이미다졸, 4-메틸-2-(3-페닐프로필)벤즈이미다졸, 4-메틸-2-(5-페닐펜틸)벤즈이미다졸, 4-메틸2-(6-페닐펜틸)벤즈이미다졸, 4-메틸-2-(8-페닐옥틸)벤즈이미다졸 등과 이들의 염이 있다. 상기 표면 처리제에서 상기 벤즈이미다졸계 화합물은 0.07중량% ~ 2중량%이 함유될 수 있다.
벤즈이미다졸계 화합물은 0.07중량% 미만인 경우 피막의 두께가 얇야져 내열성이 줄어들며, 2중량%를 초과하는 경우 피막 안정성이 떨어진다.
또한, 상기 변색 방지제는 이소프로필 알콜(Isopropxl Alcohol,(CH3)2CHOH) 80 ~ 95 중량%, 1,2,3-벤조트리아졸(1,2,3-Benzotriazole, C6H5N3) 0.001 ~ 2중량%, 2-이미다졸리디네톤(2-Imidazolidinethone, C3H6N3S) 0.05 ~ 2 중량%, 2-아미노티아졸(2-Aminothiazole, C3H4N2S) 0.005 ~ 0.05중량%, 2-아미노-2-티아졸린(2-Amino-2-thiazoline, C3H6N2S) 0.005 ~ 0.05중량%, 2,2,2-니트로트리에탄올(2,2,2-Nitrolotriethanol, C6H15NO3) 1 ~ 10 중량%로 이루어질 수 있다.
이소프로필 알콜(Isopropxl Alcohol,(CH3)2CHOH)을 사용한 이유는 에틸 알콜의 경우 가격이 고가일 뿐만 아니라 음용 사고가 발생할 우려가 있고, 메틸 알콜의 경우 증기나 피부에 접촉할 경우 흡수되어 실명할 우려가 있기 때문이다. 기타 다른 알콜류를 사용할 수 있으나 산업용 용제로 보급이 잘 되는 이소프로필 알콜을 채택하였다. 조성비를 80 ~ 95 중량%로 한정한 이유는 금속 제품에 따라 광택이나 증발속도를 고려하여 상한값을 95중량%로 한정하였고, 80중량%의 하한값은 외관보다는 내열성이나 변색 방지능력이 필요로 할 경우이다.
1,2,3-벤조트리아졸(1,2,3-Benzotriazole, C6H5N3)은 핀상의 고체로서 이소프로필 알콜에 잘 용해되는 특징이 있으며, 0.001 ~ 2중량%로 조성비를 한정한 이유는 2중량%를 초과할 경우 이소프로필 알콜의 성분이 증발되고 난 뒤에 핀상으로 재결정되어 백화현상이 발생하게 되므로 이를 방지하기 위함이다. 또한, 수용성으로 작업할 때 층분리현상이 발생되는 것을 방지하기 위함이다.
2-이미다졸리디네톤(2-Imidazolidinethone, C3H6N3S), 2-아미노티아졸(2-Aminothiazole, C3H4N2S), 2-아미노-2-티아졸린(2-Amino-2-thiazoline, C3H6N2S)의 N2S화합물은 2,2,2-니트로트리에탄올(2,2,2-Nitrolotriethanol, C6H15NO3)에 용해될 수 있으며, 이는 내열성을 가지는 중요한 인자로서 수차에 걸친 실험결과에 의하면 조성비는 높지 않으나 조성비율이 상기 비율보다 높거나 낮을 경우에 충분한 효과를 볼 수 없어 실험적으로 채택한 것이다.
2,2,2-니트로트리에탄올(2,2,2-Nitrolotriethanol, C6H15NO3)은 통상 트리에탄올라민으로 사용되는 것으로 수용성을 가지는 알카리성의 아민류이다. 이는 일반 금속류에도 방청을 하기 위한 목적으로 사용되는데 본 발명의 경우 금속 방청과 상기 2-이미다졸리디네톤(2-Imidazolidinethone, C3H6N3S), 2-아미노티아졸(2-Aminothiazole, C3H4N2S), 2-아미노-2-티아졸린(2-Amino-2-thiazoline, C3H6N2S)의 파우더 상을 70 ~ 85℃ 상태에서 용해할 수 있음을 실험적으로 확인하고 이를 채택하였다.
상기 유기산은 탄소수가 4이하의 저급 유기산으로 채택하고, 상기 지방산은 탄소수가 4보다 큰 고급 지방산으로 채택할 수 있다.
상기 표면 처리제에서 상기 유기산은 0.01중량% ~ 5중량%로 함유될 수 있다. 상기 유기산의 예로 아세트산, 포름산, 프로피온산, 극리콜산, 옥살산, 아디핀산, 말레인산, 젖산, 글리세린산, 및 시트르산 등이 있다.
상기 유기산의 함유량을 0.01중량% 미만인 경우, 벤즈이미다졸계 화합물의 용해도가 떨어지며, 5중량%를 초과하는 경우 pH 조절을 위해 과량의 알카리를 사용하게 되므로, 표면 처리제의 안정성이 떨어지게 된다.
또한, 상기 표면 처리제는 내열성을 좋게 하기 위하여 금속 산화물 또는 기타의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 금속 산화물은 황산아연, 염화아연, 산화철, 염화철, 염화구리, 인산구리, 및 탄산구리 등을 포함할 수 있다.
또한, 상기 표면 처리제는 용해성을 증가시키기 위해 수용성 용매를 더 함유할 수 있다. 수용성 용매의 예로 메탄올, 에탄올, 이소프로필 알코올, 및 에틸렌글리콜 에테르 등이 있다.
다음은 상기 표면 처리제를 이용하여 구리 또는 구리 도금의 표면을 처리하는 방법에 대해 설명하기로 한다.
먼저, 전해탈지, 에칭, Desmut, Zincate, Cu strike, Cu plating, 및 중화 중 적어도 하나의 방법으로 전표면 처리하고 하는 표면 처리하고자 하는 부품(예: RF 필터)의 표면을 전처리할 수 있다. 전해 탈지는 주조물 또는 가공물 표면에 묻어 있는 기름기나, 이물질들을 제거 하는 공정이고, 에칭(Etching)은 Al합금 소재 위에 도금을 진행하기 위해서 자재 표면의 Al2O3를 제거하여 순수 금속만을 형성시키며, 도금 밀착력을 증대시키기 위한 공정이다. 또한, 에칭(Etching) 후 소재 표면에는 Al2O3가 제거되어 화학 반응에 의해서 표면이 검게 변하게 되는데, 이렇게 검게 변한 것을 smut라고하며, 이 smut를 제거하는 공정을 Desmut라고 한다. 또한, Zincate는 Al 또는 Al 합금 소재는 직접(Direct)적으로 전해도금이 불가능하여 중간에 아연 치환을 진행하여 도금이 잘 될 수 있도록 진행하는 공정이다. Cu strike는 구리 도금을 수행함에 있어 Al소재에 구리 도금얇게 형성시키는 것이다. 즉, 구리 도금의 두께를 올리는 것이 아닌 아연과 구리의 밀착력을 증대시킬 목적으로 수행되는 공정이다. Cu plating는 Al합금 소재 위에 Cu strike 공정으로 구리가 아주 얇게 형성된 경우, 그 위에 두께를 증가할 목적으로 농도가 다른 구리 도금을 진행하는 것을 말한다. 중화는 구리 도금 용액이 pH 13이상인 알카리 용액이며, 구리 도금 후 수세 공정에서 미세 부식이 발생될 수 있어 자재 표면의 pH를 낮추고, 구리 도금 면의 미세 부식을 제거하기 위한 목적으로 수행되는 공정이다.
상기 전처리가 수행된 부품의 표면에는 구리 도금이 수행될 수 있다. 그리고 상기 표면 처리제로 상기 구리 도금의 표면에 0.5um ~ 0.5um의 두께로 막을 형성하여 코팅을 수행할 수 있다.
한편, 실제로 공정에 적용하는 경우 상기 표면 처리제에 함유된 성분들이 모두 같은 비율로 소모가 되지 못하기 때문에 각각의 성분이 조성 상에서 하는 역할을 충분히 확인해야 한다. 만약, 각 성분의 균형을 조절하지 못하는 경우, 피막의 두께를 조절하기가 어렵거나 만들어진 피막 위에 여러 종류의 결점이 발생할 수 있다. 따라서 고형성분, 유기산 및 지방산 등의 균형이 매우 중요한 역할을 한다.
고형성분은 수시로 농도 분석을 통하여 함량을 알아내는 것이 쉽게 이루어지고, 원하는 유효성분의 함량을 조절하는 것도 간단히 행할 수 있다. 다음으로는 유기산 중 탄소수가 4이하인 저급 산은 고형성분을 녹이는 역할과 조성물의 pH를 조절하므로 피막의 두께를 파악하면서 그 변화에 맞추어 적절한 농도의 관리가 필요하다.
또한, 고급지방산(예: 탄소수가 4 보다 큰 산)은 관리하는 범위를 벋어났을 때, 피막의 두께와 표면에 여러 가지 자국들이 발생하므로, 상기 표면 처리제를 응용하는 경우 농도의 균형을 공정에 맞도록 설정하고, 지속적으로 관리하는 것이 매우 중요한 관점이 된다.
특히 고급지방산의 함량은 단순히 일정한 범위로만 관리해서는 아니 되고, 유효성분의 함량, C4(탄소수 4)의 함유량이 낮은 유기산의 함량과 균형을 이루면서 관리해야 한다. 유효성분은 90~160%, 저급 유기산은 85~100%, 고급 지방산은 처음 make-up 농도의 60~90% 범위에서 관리하는 것이 최적이다.
Make-up 농도란 제조된 약품을 가지고 도금업체에서 사용하는 농도 %를 의미할 수 있다. 도금업체에서는 Volume 비율을 대부분 사용하고 있다. 제조된 약품과 D.I water(순수 증류수)를 혼합하여 사용하고 있다. 예를 들면, 약품 15L와 D.I water 85L를 혼합하여 사용하면, 농도 15%로 통용하여 사용할 수 있다. 약품의 농도는 최적의 TEST 결과를 도출한 후 결정할 수 있다.
이하 본 발명의 보다 구체적인 실험을 통해 본 발명의 일실시예에 의한 표면 처리제로 표면 처리된 부품의 특성을 확인할 수 있다.
본 실험예에서 표면 처리한 부품은 RF 필터를 사용하였다. 온도 55℃, 습도 80%이상에서 72hr이상에서 코팅된 RF 필터의 색상의 변질 및 변색을 판정했다. 또한, 손으로 표면을 문질러 이물질이 묻음 현상을 확인했다. 또한 RF 필터의 특성상 가장 중요한 Rx, Tx 손실 및 Path간 Isolation을 확인 시험을 통하여 전기적인 문제점(또는 특성)을 판정했다
표면 처리제로 처리한 시편을 150℃에서 오븐에 30분 동안 산화 처리 과정을 실시 후, 변색의 정도로 방청성을 측정하였고, 막의 두께는 열처리 전에는 UV 분광광도계를 이용, 산으로 표면에 코팅된 막을 녹여서 두께를 측정했다. Antigrease는 오븐에서 처리한 시편에 손으로 문질러 지문이 묻는 정도를 관찰했다.
염수분무 test는 Die-casting 소재를 사용하였으며, 염수분무 시험 조건은 KS S 9504 의거하여 진행하였다. Die-casting 소재에서는 상기 Antigrease를 처리한 구리가 기존 Ag도금보다 2hr이상 변색 및 산화발생이 없어, 기존 Ag도금 보다 좋은 변색 내식성을 지녔다. 표 1에 Die-casting 조건이 기재되어 있다.
소재 Die - casting
결과 Cu 3 hr
Ag 1 hr
<실시 예 1>
상기 언급한 최적의 조건으로 용액 make-up을 진행하여 유효성분이 100% 되게 물과 혼합한 후 pH 2.6인 표면처리액을 제조했다. 제조한 액의 온도를 45℃로 유지하면서 그 액조(液曹)에 80초 동안 구리 시편을 침지한 후, 시편을 수세, 건조를 실시하여 시료를 만들었다. 이 시료에 대하여 두께, 방청성, Antigrease, 전기특성 등을 측정했다. 결과를 표 2에 나타냈다.
<실시예 2>
상기 언급한 최적의 조건으로 용액 make-up을 진행하여 유효성분이 100% 되게 물과 혼합한 후 pH 2.6인 표면처리액를 제조했다. 제조한 액의 온도를 45℃로 유지하면서 그 액조에 40초 동안 구리 시편을 침지한 후, 시편을 수세, 건조를 실시하여 시료를 만들었다. 이 시료에 대하여 두께, 방청성, Antigrease, 전기특성 등을 측정했다. 결과를 표 2에 나타냈다.
<종례 예 1>
1,2,3-벤조트리아졸(BTZ) 0.25%, 아세트산 5%, 고급지방산 0.025% 및 염화구리 0.02%를 혼합한 표면처리액을 제조했다. 상기와 같이 유효성분이 100%되게 물과 혼합한 후 pH 5인 액을 제조하여 온도를 45℃로 유지하면서 그 액조에 60초 동안 구리 시편을 침지한 후, 시편을 수세, 건조를 실시하여 시료를 만들었다. 이 시료에 대하여 두께, 방청성, Antigrease, 전기특성 등을 측정했다. 결과를 표 2에 나타냈다.
<종례 예 2>
톨릴트리아졸(TTA) 0.2%, 아세트산 5%, 고급지방산 0.05% 및 염화구리 0.02%를 혼합한 표면처리액을 제조했다. 상기와 같이 유효성분이 100%되게 물과 혼합한 후 pH 6인 조성물을 제조하여 온도를 45℃로 유지하면서 그 액조에 60초 동안 구리 시편을 침지한 후, 시편을 수세, 건조를 실시하여 시료를 만들었다. 이 시료에 대하여 두께, 방청성, Antigrease, 전기특성 등을 측정했다. 결과를 표 2에 나타냈다.
<비교 예 1>
상기 언급한 최적의 조건으로 용액 make-up을 진행하여 유효성분이 100% 되게 물과 혼합한 후 pH 3.2인 표면처리액을 제조했다. 제조한 액의 온도를 45℃로 유지하면서 그 액조에 60초 동안 구리 시편을 침지한 후, 시편을 수세, 건조를 실시하여 시료를 만들었다. 이 시료에 대하여 두께, 방청성, Antigrease, 전기특성 등을 측정했다. 결과를 표 2에 나타냈다.
<비교 예 2>
상기 언급한 최적의 조건으로 용액 make-up을 진행하여 유효성분이 80% 되게 물과 혼합한 후 pH 2.6인 표면처리액을 제조했다. 제조한 액의 온도를 45℃로 유지하면서 그 액조에 50초 동안 구리 시편을 침지한 후, 시편을 수세, 건조를 실시하여 시료를 만들었다. 이 시료에 대하여 두께, 방청성, Antigrease, 전기적 특성 등을 측정했다. 결과를 표 2에 나타냈다.
주요 구성요소 특성요소
제품 및 약제 pH 유효성분
(%)		 time
(sec)		 막두께
(um)		 전기적
특성		 염수분무 시험 방청성 Anti
grease		 내열성
실시 예1 2.6 100 80 0.4 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
실시 예2 2.6 100 40 0.3 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
종례 예1 벤조트리아졸 5.0 100 60 0.25 O X △ △ △
종례 예2 톨릴트리아졸 6.0 100 60 0.2 O X X X X
비교 예1 3.2 100 60 0.6 X ◎ ◎ ◎ ◎
비교 예2 2.6 80 60 0.15 ◎ X X △ △
실시예 1 및 실시예 2에서 보는 바와 같이 적절한 pH 조절과 40~80초의 처리시간에서 막의 두께가 0.3~0.4um를 유지하여 전기적인 특성 등 요구하는 모든 표면특성을 만족한다.
종례예 1인 경우 막의 두께가 어느 정도 유지되면서 전기적인 특성은 문제가 되지 않았지만 방청성, anti-grease성, 내열성 등이 보통으로 유지되지만, 염수분무시험에 불합격이 된다.
종례예 2인 경우 전기적 특성 이외에 전 표면특성이 불합격으로 사용이 불가함을 알 수 있다.
비교예 1 인 경우, 높은 pH에서 코팅하여 막의 두께가 0.6um이상이 되면서 표면의 특성은 매우 좋으나, 전기전도성이 떨어져 전기적인 특성이 불합격되는 문제가 발생한다.
비교예 2 인 경우 유효성분이 낮아, 막의 두께가 너무 얇게 형성되어 전기적인 특성은 문제가 없고, anti-grease성과 내열성은 보통이지만, 염수분무와 방청성에서 문제가 발생한다.
상기 실험을 통해서 확인할 수 있듯이, 본 발명의 일실시예에 의한 표면 처리제를 이용하여 구리 또는 구리 도금에 표면 처리함으로써, 표면 처리된 부품의 방청성, anti-grease, 내식성을 향상시킴과 동시에 표면 처리된 부품의 변색을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명의 일실시예에 의한 표면 처리제를 이용하여 구리 또는 구리 도금에 표면 처리함으로써, 표면 처리된 부품의 전기적 특성 및 내열성을 향상시킬 수 있다.
상기와 같이 설명된 표면 처리제 및 표면 처리 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

Claims (11)

  1. 구리 또는 구리 도금의 표면 처리제에 있어서,
    물 100 중량부에 대하여 하기 화학식 1의 벤즈이미다졸계 화합물 0.1 ~ 5 중략부, 유기산 0.5 ~ 20 중량부, 지방산 0.8 ~ 1중량부, 변색 방지제 0.5 ~ 3중량부를 함유하고, pH가 2 ~ 3인 것을 특징으로 하는 표면 처리제.
    [화학식 1]
    Figure pat00003

    (상기 식에서 R1은 탄소가 1 ~ 15 개의 알킬기, 아릴기에서 선택되는 어느 하나이며, R2, R3는 각각 H, 1개 이상의 탄소 알킬기 및 할로겐에서 선택되는 어느 하나이다.)
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 변색 방지제는
    이소프로필 알콜(Isopropxl Alcohol,(CH3)2CHOH) 80 ~ 95 중량%, 1,2,3-벤조트리아졸(1,2,3-Benzotriazole, C6H5N3) 0.001 ~ 2중량%, 2-이미다졸리디네톤(2-Imidazolidinethone, C3H6N3S) 0.05 ~ 2 중량%, 2-아미노티아졸(2-Aminothiazole, C3H4N2S) 0.005 ~ 0.05중량%, 2-아미노-2-티아졸린(2-Amino-2-thiazoline, C3H6N2S) 0.005 ~ 0.05중량%, 2,2,2-니트로트리에탄올(2,2,2-Nitrolotriethanol, C6H15NO3) 1 ~ 10 중량%로 이루어진 것을 특징으로 하는 표면 처리제.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기산은 탄소수가 4이하이고,
    상기 지방산은 탄소수가 4 보다 큰 것을 특징으로 하는 표면 처리제.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 벤즈이미다졸계 화합물은
    2-메틸벤즈이미다졸, 2-프로필벤즈이미다졸, 2-부틸벤즈이미다졸, 2-펜틸벤즈이미다졸, 2-헥실벤즈이미다졸, 2-헵틸벤즈이미다졸, 2-옥틸벤즈이미다졸, 2-노닐벤즈이미다졸, 2-(4-벤질)벤즈이미다졸, 2-(3-페닐프로필)벤즈이미다졸, 2-(4-페닐부틸)벤즈이미다졸, 2-(5-페닐펜틸)벤즈이미다졸, 2-(6-페닐헥실)벤즈이미다졸, 2-(8-페닐헵틸)벤즈이미다졸, 2-(8-페닐옥틸)벤즈이미다졸, 2-(9-페닐노닐)벤즈이미다졸, 2-(10-페닐데실)벤즈이미다졸, 2-벤질-4-메틸벤즈이미다졸, 4-메틸-2-페닐에틸벤즈이미다졸, 4-메틸-2-(3-페닐프로필)벤즈이미다졸, 4-메틸-2-(5-페닐펜틸)벤즈이미다졸, 4-메틸2-(6-페닐펜틸)벤즈이미다졸, 및 4-메틸-2-(8-페닐옥틸)벤즈이미다졸 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 표면 처리제.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 벤즈이미다졸의 함유량은
    0.07중량%~2중량%인 것을 특징으로 하는 표면 처리제.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기산은 0.01중량%~5중량%로 함유되어 아세트산, 포름산, 프로피온산, 극리콜산, 옥살산, 아디핀산, 말레인산, 젖산, 글리세린산, 및 시트르산 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 처리제.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 표면 처리제는
    황산아연, 염화아연, 산화철, 염화철, 염화구리, 인산구리, 및 탄산구리 중 적어도 하나를 포함하는 금속 산화물 더 함유하는 것을 특징으로 하는 표면 처리제.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 표면 처리제는
    메탄올, 에탄올, 이소프로필 알코올, 및 에틸렌글리콜 에테르 중 적어도 하나를 포함하는 수용성 용매를 더 함유하는 것을 특징으로 하는 표면 처리제.
  9. 구리 또는 구리 도금의 표면 처리제의 코팅 방법에 있어서,
    전해탈지, 에칭, Desmut, Zincate, Cu strike, Cu plating, 및 중화 중 적어도 하나의 방법으로 표면 처리하고 하는 부품의 표면을 전처리하는 단계;
    상기 전처리된 부품에 구리 도금을 수행하는 단계;
    물 100 중량부에 대하여 하기 화학식 1의 벤즈이미다졸계 화합물 0.1 ~ 5 중략부, 유기산 0.5 ~ 20 중량부, 지방산 0.8 ~ 1중량부, 변색 방지제 0.5 ~ 3중량부를 함유하고, pH가 2 ~ 3인 표면 처리제를 제조하는 단계; 및
    상기 표면 처리제로 상기구리 도금의 표면에 0.5um ~ 0.5um의 두께로 막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 처리 방법.
    [화학식 1]
    Figure pat00004

    (상기 식에서 R1은 탄소가 1~15 개의 알킬기, 아릴기에서 선택되는 어느 하나이며, R2, R3는 각각 H, 1개 이상의 탄소 알킬기 및 할로겐에서 선택되는 어느 하나이다.)
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 변색 방지제는
    이소프로필 알콜(Isopropxl Alcohol,(CH3)2CHOH) 80 ~ 95 중량%, 1,2,3-벤조트리아졸(1,2,3-Benzotriazole, C6H5N3) 0.001 ~ 2중량%, 2-이미다졸리디네톤(2-Imidazolidinethone, C 3H6N3S) 0.05 ~ 2 중량%, 2-아미노티아졸(2-Aminothiazole, C3H4N2S) 0.005 ~ 0.05중량%, 2-아미노-2-티아졸린(2-Amino-2-thiazoline, C3H6N2S) 0.005 ~ 0.05중량%, 2,2,2-니트로트리에탄올(2,2,2-Nitrolotriethanol, C6H15NO3) 1 ~ 10 중량%로 이루어진 것을 특징으로 하는 표면 처리 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 유기산은 탄소수가 4이하이고,
    상기 지방산은 탄소수가 4 보다 큰 것을 특징으로 하는 표면 처리 방법.
KR1020120086742A 2012-08-08 2012-08-08 표면 처리제 및 표면 처리 방법 KR101454967B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120086742A KR101454967B1 (ko) 2012-08-08 2012-08-08 표면 처리제 및 표면 처리 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120086742A KR101454967B1 (ko) 2012-08-08 2012-08-08 표면 처리제 및 표면 처리 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140020432A true KR20140020432A (ko) 2014-02-19
KR101454967B1 KR101454967B1 (ko) 2014-11-03

Family

ID=50267410

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120086742A KR101454967B1 (ko) 2012-08-08 2012-08-08 표면 처리제 및 표면 처리 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101454967B1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016191672A1 (en) 2015-05-28 2016-12-01 Ecolab Usa Inc. 2-substituted imidazole and benzimidazole corrosion inhibitors
US10190222B2 (en) 2015-05-28 2019-01-29 Ecolab Usa Inc. Corrosion inhibitors
US10519116B2 (en) 2015-05-28 2019-12-31 Ecolab Usa Inc. Water-soluble pyrazole derivatives as corrosion inhibitors
US10669637B2 (en) 2015-05-28 2020-06-02 Ecolab Usa Inc. Purine-based corrosion inhibitors

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3547028B2 (ja) * 1996-02-26 2004-07-28 四国化成工業株式会社 銅及び銅合金の表面処理剤
JPH09293954A (ja) * 1996-04-25 1997-11-11 Mec Kk 銅または銅合金表面の処理剤

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016191672A1 (en) 2015-05-28 2016-12-01 Ecolab Usa Inc. 2-substituted imidazole and benzimidazole corrosion inhibitors
US10190222B2 (en) 2015-05-28 2019-01-29 Ecolab Usa Inc. Corrosion inhibitors
US10202694B2 (en) 2015-05-28 2019-02-12 Ecolab Usa Inc. 2-substituted imidazole and benzimidazole corrosion inhibitors
US10519116B2 (en) 2015-05-28 2019-12-31 Ecolab Usa Inc. Water-soluble pyrazole derivatives as corrosion inhibitors
US10669637B2 (en) 2015-05-28 2020-06-02 Ecolab Usa Inc. Purine-based corrosion inhibitors
AU2016267606B2 (en) * 2015-05-28 2022-04-14 Ecolab Usa Inc. 2-substituted imidazole and benzimidazole corrosion inhibitors
US11306400B2 (en) 2015-05-28 2022-04-19 Ecolab Usa Inc. 2-substituted imidazole and benzimidazole corrosion inhibitors
EP3303654B1 (en) * 2015-05-28 2023-06-07 Ecolab Usa Inc. 2-substituted benzimidazole corrosion inhibitors

Also Published As

Publication number Publication date
KR101454967B1 (ko) 2014-11-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101454967B1 (ko) 표면 처리제 및 표면 처리 방법
EP3360989B1 (en) A method for electrolytically passivating an outermost chromium or outermost chromium alloy layer to increase corrosion resistance thereof
JP6980017B2 (ja) 錫めっき浴および錫もしくは錫合金を基材の表面に析出させる方法
EP3431634B1 (en) Environmentally friendly nickel electroplating compositions and methods
CN104419922B (zh) 一种化学置换镀银液和化学置换镀银方法
CN108396325B (zh) 一种水溶性可焊镍保护剂
KR100450254B1 (ko) 화합물, 알루미늄 합금용 비-크롬 전환 코팅
KR20150085542A (ko) 구리 및 구리합금의 표면에 피막을 형성하는 프리플럭스 조성물
TWI408254B (zh) 金屬表面處理水溶液及用於抑制金屬表面之晶鬚之方法
KR101342483B1 (ko) 방청성 및 안티그리즈 성능이 우수한 구리 및 구리합금 표면처리용 조성물 및 이를 이용한 표면처리 방법
KR101696796B1 (ko) 동합금재의 주석 도금 방법
EP3431633A1 (en) Environmentally friendly nickel electroplating compositions and methods
EP2180081B1 (en) Post-treatment composition for increasing corrosion resistance of metal or metal alloy surfaces
EP2878702B1 (en) Organic disulfide-containing surface treatment solution for gold or gold alloy plating and method thereof
EP2435600B1 (de) Verfahren zum abscheiden einer für das drahtbonden geeigneten palladiumschicht auf leiterbahnen einer schaltungsträgerplatte und palladiumbad zur verwendung in dem verfahren
CN113038734B (zh) 一种有机金属保焊剂及有机金属保焊膜的制备方法与应用
KR101663112B1 (ko) 통신용 ｒｆ 필터에 적용된 마그네슘 합금용 구리표면 부식방지제 조성물 및 처리방법
KR102349154B1 (ko) Zn-Al-Mg 합금 도금강판 화성처리용 조성물 및 Zn-Al-Mg 합금 도금강판
KR101381849B1 (ko) 금속부식억제 조성물 및 이를 이용한 금속 산세용액
KR20190061170A (ko) 아연니켈합금 전기도금액 및 이를 이용한 전기도금법
CN104911572B (zh) 一种电工铜软绞线用防锈剂
CN113637964A (zh) 一种电池铜箔端面防氧化处理液的制备方法
CN101962766A (zh) 一种镀铜后的铜面防氧化有机皮膜制剂
JP4168387B2 (ja) メッキ表面の後処理方法
JP4168388B2 (ja) メッキ表面の後処理方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170919

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee