KR20220135456A - Method of manufacturing core-shell type particle and core-shell type particle produced therefrom - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 코어쉘형 분말의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 코어쉘형 분말에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a core-shell powder and to a core-shell powder produced thereby.
최근 정보통신 기기의 '경박단소'화가 급속히 진행 되면서, 내부 부품소재 역시 변화의 속도가 빠르게 진행되고 있다. 이와 같은 현상으로, 반도체 소재 패키지 공정에서는 전도성 접착제의 사용이 증가하고 있는 추세이며, 주로 사용되고 있는 Au-Ni-Polymer 혹은 Ni-Polymer 구조의 Core-shell 분말의 성능향상 및 원가절감의 목적으로 다양한 대체품의 개발이 진행되고 있다.Recently, as the 'light, thin, and compact' of information and communication devices is rapidly progressing, the speed of change in internal parts and materials is also rapidly progressing. Due to this phenomenon, the use of conductive adhesives is increasing in the semiconductor material packaging process, and various substitutes for performance improvement and cost reduction of core-shell powder of Au-Ni-Polymer or Ni-Polymer structure, which are mainly used. development is in progress.
특히, PCB에 반도체 칩이나 저항 칩과 같은 소형 전자부품을 실장하기 위한 접합재료로 금속 입자가 이용되고 있다. 최근, 집적 회로의 미세화에 수반하여, 패드의 사이즈나 간격이 축소되고 패드 수가 증가하는 경향이 있으며, 그에 따라 불필요한 전기적 연결에 의한 소자의 불량이 증가하고 있다. 또한 최근 전자 패키징, 특히 반도체 패키지 적층 POP(Package on Package), WLP(Wafer Level Package), TSV(Through Silicon Via), CSP(Chip Scale Package), 칩스텍 패키지, LCD, COG(Chip on Glass), COF(Chip on Film)에서는 회로의 미세 간극화와 접속밀도의 증가에 따라 많은 수의 좁은 간격을 가진 전극을 한번에 접속시킬 필요성이 점차 증가하고 있다.In particular, metal particles are used as a bonding material for mounting small electronic components such as semiconductor chips or resistance chips on PCBs. In recent years, along with the miniaturization of integrated circuits, the size or spacing of pads tends to be reduced and the number of pads tends to increase, and accordingly, device defects due to unnecessary electrical connection are increasing. In addition, recent electronic packaging, especially semiconductor package stacked POP (Package on Package), WLP (Wafer Level Package), TSV (Through Silicon Via), CSP (Chip Scale Package), Chip stack package, LCD, COG (Chip on Glass), In COF (Chip on Film), the need to connect a large number of electrodes with narrow gaps at once is gradually increasing according to the fine gap of the circuit and the increase in the connection density.
이와 같은 목적으로 전기 전도성이 우수한 금속볼 또는 전도성 도전 필름에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 금속볼은 기재 입자의 표면에 전도성의 금속 또는 금속 화합물을 코팅하여 형성하고, 도전 필름은 도전성 입자와 절연성 접착제를 포함하며, 이 도전성 입자로는 기재 입자의 표면에 주석, 구리, 알루미늄, 니켈, 또는 은 등이 코팅된 금속볼이 주로 사용되고 있다.For this purpose, studies on metal balls or conductive conductive films having excellent electrical conductivity are being actively conducted. The metal ball is formed by coating a conductive metal or metal compound on the surface of the substrate particle, and the conductive film includes conductive particles and an insulating adhesive, and the conductive particles include tin, copper, aluminum, nickel, Alternatively, a metal ball coated with silver or the like is mainly used.
기존의 전도성 또는 접합 특성을 갖는 전도성 금속볼은 기재 입자의 표면에 도금 공정을 통해 금속 코팅층을 형성하여 제조하는 것이 일반적이었다. 즉, 종래에는 도금공정을 이용하여 Cu, Al 등과 같은 전도성 금속의 기재 입자나 플라스틱 볼 등의 기재 입자의 표면 위에 금속을 코팅하여 전도성 금속볼을 제조하였다.Conventional conductive metal balls having conductive or bonding properties are generally manufactured by forming a metal coating layer on the surface of a substrate particle through a plating process. That is, in the prior art, a conductive metal ball was manufactured by coating a metal on the surface of a substrate particle of a conductive metal, such as Cu or Al, or a substrate particle, such as a plastic ball, using a plating process.
특히, 종래의 금속볼은 기재 입자의 표면에 복수의 금속층을 코팅하여 형성할 수 있고, 적층 구조에 따라 5층 이상의 금속층이 코팅될 수도 있다. 이 경우, 종래의 금속볼은 복수의 금속층의 적층 구조에 따라 서로 다른 금속층을 형성하기 위하여 5회 이상의 도금 공정을 통해 제조될 수 있다. 결과적으로, 종래의 금속볼을 제조하는 공정은 반복적인 습식 공정이 요청되기 때문에, 금속볼 제조를 위한 시간, 노력 및 비용이 증가시켜 생산성을 떨어뜨리는 단점을 발생시킨다.In particular, the conventional metal ball may be formed by coating a plurality of metal layers on the surface of the substrate particles, and 5 or more metal layers may be coated depending on the laminated structure. In this case, the conventional metal ball may be manufactured through a plating process of 5 or more times to form different metal layers according to the stacked structure of a plurality of metal layers. As a result, since the conventional process for manufacturing a metal ball requires a repetitive wet process, time, effort, and cost for manufacturing the metal ball are increased, thereby reducing productivity.
본 발명은 습식도금 시 고가의 팔라듐 촉매를 사용하지 않고, 도금 시 도금활성도를 향상시키기 위한 전처리 공정을 사용하지 않는 도금 방법으로서, 원가절감 및 다량의 환경 폐수 발생을 최소화하는 것이 가능한 코어쉘형 분말의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 코어쉘형 분말을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is a plating method that does not use an expensive palladium catalyst during wet plating and does not use a pretreatment process to improve plating activity during plating. An object of the present invention is to provide a manufacturing method and a core-shell type powder prepared thereby.
한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.On the other hand, the technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned are clearly to those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the description below. can be understood
본 발명의 실시예에 따른 코어쉘형 분말의 제조방법은 (A) 코어의 표면에 건식 스퍼터링으로 금속 씨드층을 배치하는 단계; 및 (B) 상기 금속 씨드층의 표면에 무전해 도금으로 도금층을 배치하는 단계를 포함할 수 있다.A method of manufacturing a core-shell powder according to an embodiment of the present invention includes the steps of (A) disposing a metal seed layer on the surface of a core by dry sputtering; and (B) disposing a plating layer on the surface of the metal seed layer by electroless plating.
또한, (C) 상기 도금층의 표면을 금속염 지방산으로 표면처리하는 단계; (D) 표면처리된 도금층의 표면을 세척하는 단계: 및 (E) 세척된 코어쉘형 분말을 건조 및 열처리하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, (C) surface treatment of the surface of the plating layer with a metal salt fatty acid; (D) washing the surface of the surface-treated plating layer: and (E) drying and heat-treating the washed core-shell powder.
또한, 상기 (A)단계는 (A-1) 상기 코어의 표면에 결합층을 배치하는 단계, 및 (A-2) 상기 결합층의 표면에 전도층을 배치하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the step (A) may include (A-1) disposing a bonding layer on the surface of the core, and (A-2) disposing a conductive layer on the surface of the bonding layer.
또한, 상기 (A)단계에서, 상기 결합층은 제1금속을 포함하고, 상기 전도층은 제2금속을 포함하고, 상기 제1금속과 상기 제2금속은 상이할 수 있다.In addition, in step (A), the bonding layer may include a first metal, the conductive layer may include a second metal, and the first metal and the second metal may be different.
또한, 상기 금속염 지방산은 스테아르산칼륨염(Potassium stearate), 스테아르산소듐염(Sodium Stearate) 및 스테아르산아연염(Zinc stearate)으로 이루어지는 그룹에서 선택된 하나일 수 있다.In addition, the metal salt fatty acid may be one selected from the group consisting of potassium stearate, sodium stearate, and zinc stearate.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 코어쉘형 분말은 코어; 상기의 표면에 배치된 금속 씨드층; 및 상기 금속 씨드층의 표면에 배치된 도금층;을 포함 수 있다.On the other hand, the core-shell powder according to an embodiment of the present invention includes a core; a metal seed layer disposed on the surface; and a plating layer disposed on a surface of the metal seed layer.
또한, 상기 금속 씨드층은 상기 코어의 표면에 배치된 결합층 및 상기 결합층의 표면에 배치된 전도층을 포함하는 배치하는 단계를 포함할 수 있다.The metal seed layer may include disposing a bonding layer disposed on the surface of the core and a conductive layer disposed on the surface of the bonding layer.
또한, 상기 결합층은 제1금속을 포함하고, 상기 전도층은 제2금속을 포함하고, 상기 제1금속과 상기 제2금속은 상이할 수 있다.In addition, the bonding layer may include a first metal, the conductive layer may include a second metal, and the first metal and the second metal may be different from each other.
또한, 상기 결합층의 두께는 상기 전도층은 두께에 비해 작거나 같을 수 있다.In addition, the thickness of the bonding layer may be less than or equal to the thickness of the conductive layer.
또한, 상기 결합층의 두께는 0.1nm 내지 50nm이고, 상기 결합층의 두께는 0.1nm 내지 50nm이고, 상기 결합층과 상기 금속 씨드층의 두께 비율은 1:2 내지 1:10이고, 상기 금속 씨드층과 상기 도금층의 두께 비율은 1:1 내지 1: 20인수 있다.In addition, the thickness of the bonding layer is 0.1 nm to 50 nm, the thickness of the bonding layer is 0.1 nm to 50 nm, a thickness ratio of the bonding layer and the metal seed layer is 1:2 to 1:10, and the metal seed The thickness ratio of the layer and the plating layer may be 1:1 to 1:20.
본 발명의 실시예에 따르면, 습식도금 시 고가의 팔라듐 촉매를 사용하지 않고, 도금 시 도금활성도를 향상시키기 위한 전처리 공정을 사용하지 않는 도금 방법으로서, 원가절감 및 다량의 환경 폐수 발생을 최소화하는 것이 가능하다.According to an embodiment of the present invention, it is a plating method that does not use an expensive palladium catalyst during wet plating and does not use a pretreatment process to improve plating activity during plating. It is possible.
한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.On the other hand, the effects obtainable in the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the description below. will be able
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 코어쉘형 분말의 제조방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 코어쉘형 분말의 제조방법 중 금속 씨드층 배치 단계를 세분화한 흐름도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 코어쉘형 분말의 제조방법에 의해 제조된 코어쉘형 분말을 개략적으로 나타낸 단면도이다.1 is a flowchart sequentially showing a method for manufacturing a core-shell type powder according to an embodiment of the present invention; Figure 2 is a subdivided flow chart of the metal seed layer arrangement step in the method for producing a core-shell-type powder according to an embodiment of the present invention; 3 is a cross-sectional view schematically illustrating a core-shell-type powder manufactured by a method for manufacturing a core-shell-type powder according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. Embodiments of the present invention may be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the following embodiments. This embodiment is provided to more completely explain the present invention to those of ordinary skill in the art. Accordingly, the shapes of elements in the drawings are exaggerated to emphasize a clearer description.
본 발명이 해결하고자 하는 과제의 해결 방안을 명확하게 하기 위한 발명의 구성을 본 발명의 바람직한 실시 예에 근거하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하되, 도면의 구성요소들에 참조번호를 부여함에 있어서 동일 구성요소에 대해서는 비록 다른 도면상에 있더라도 동일 참조번호를 부여하였으며 당해 도면에 대한 설명 시 필요한 경우 다른 도면의 구성요소를 인용할 수 있음을 미리 밝혀둔다.The configuration of the invention for clarifying the solution to the problem to be solved by the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings based on a preferred embodiment of the present invention, but the same in assigning reference numbers to the components of the drawings For the components, even if they are on different drawings, the same reference numbers are given, and it is noted in advance that the components of other drawings can be cited when necessary in the description of the drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 코어쉘형 분말의 제조방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 코어쉘형 분말의 제조방법 중 금속 씨드층 배치 단계를 세분화한 흐름도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 코어쉘형 분말의 제조방법에 의해 제조된 코어쉘형 분말을 개략적으로 나타낸 단면도이다.1 is a flowchart sequentially showing a method of manufacturing a core-shell type powder according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a method for manufacturing a core-shell type powder according to an embodiment of the present invention. It is a flowchart, and FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a core-shell type powder manufactured by a method for manufacturing a core-shell type powder according to an embodiment of the present invention.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 코어쉘형 분말의 제조방법은 코어 준비 단계(S10), 금속 씨드층 배치 단계(S20), 도금층 배치 단계(S30), 표면 처리 단계(S40) 및 열처리 단계(S50)를 포함할 수 있다.1 to 3 , the method for manufacturing a core-shell powder according to an embodiment of the present invention includes a core preparation step (S10), a metal seed layer arrangement step (S20), a plating layer arrangement step (S30), a surface treatment step (S40) and a heat treatment step (S50) may be included.
코어 준비 단계(S10)에서는 원료를 계량하여, 챔버 내 바렐(Barrel) 면적의 10~20vol%에 해당하는 수준으로 장입하여 코어(110)를 준비한다.In the core preparation step ( S10 ), the
코어(110)는 구형으로 구성되는 것이 바람직하나, 다양한 형상으로 구성될 수 있는 바 본 발명에서 이를 한정하는 것은 아니다.The
여기서, 코어의 원료는 경량의 중공그래핀 혹은 그라파이트 등의 탄소계 분말 또는 중공실리카(SiC) 또는 유리분말(Glass beed)으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 어느 하나로 구성될 수 있다.Here, the raw material of the core may be composed of at least one selected from the group consisting of lightweight hollow graphene or carbon-based powder such as graphite, or hollow silica (SiC) or glass powder (Glass beed).
한편, 코어 준비 단계(S10)에서는 원료의 우수한 분산효과를 위해서, 분산용 매질을 첨가할 수 있으며, 매질은 바렐(Barrel) 면적의 5~15vol%로 장입할 수 있다.On the other hand, in the core preparation step (S10), for an excellent dispersion effect of the raw material, a dispersion medium may be added, and the medium may be charged at 5 to 15 vol% of the area of the barrel.
여기서, 매질의 종류는 제한이 없으나, 상술한 원료의 밀도보다 2~4배 높은 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 스테인리스 분말혹은 금강사 분말 또는 스테인리스 분말과 금강사 분말을 혼합하여 사용하는 것이 가능하다.Here, the type of the medium is not limited, but it is preferable to use a material 2 to 4 times higher than the density of the above-mentioned raw material. In the present invention, it is possible to use the stainless steel powder or the gold steel powder, or a mixture of the stainless steel powder and the gold wire powder.
금속 씨드층 배치 단계(S20)에서는 준비된 코어(10)의 표면에 건식 스퍼터링을 통해 금속 씨드층(120)을 배치할 수 있다.In the step of disposing the metal seed layer ( S20 ), the metal seed layer 120 may be disposed on the surface of the prepared core 10 through dry sputtering.
여기서, 건식 스퍼터링공정은 회전형 바렐에 계량된 금속 씨드층 원료를 장입하고, 비활성 가스(예를 들어, 아르곤) 주입 및 플라즈마를 발생시킨 분위기에서 바렐을 회전시키며, 코팅하고자 하는 금속의 타겟(Target)에서 이온이 용출되어 모재(코어)의 표면에 안착을 시키는 공정이다.Here, in the dry sputtering process, a metered metal seed layer raw material is charged into a rotating barrel, an inert gas (eg, argon) is injected and the barrel is rotated in an atmosphere in which plasma is generated, and the target of the metal to be coated (Target) ), ions are eluted and settled on the surface of the base material (core).
금속 씨드층(120)의 타겟(Target)의 소재는 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 니켈(Ni) 등을 포함할 수 있다. 금속 씨드층(120)층의 두께(Thickness)(T1)는 0.2nm 내지 300nm의 범위를 가질 수 있다. 옹스트롬(Angstrom, ) 단위의 금속이온이 모재에 안착되어 우수한 막 치밀도를 형성하게 되며, 모재와의 밀착력이 향상될 수 있다.A material of the target of the metal seed layer 120 may include gold (Au), silver (Ag), copper (Cu), nickel (Ni), or the like. A thickness (T1) of the metal seed layer 120 layer may be in a range of 0.2 nm to 300 nm. Angstrom ) unit is seated on the base material to form an excellent film density, and adhesion with the base material can be improved.
한편, 금속 씨드층 배치 단계(S20)는 결합층 배치 단계(S21) 및 금속층 배치 단계(S22)를 포함할 수 있다.Meanwhile, the metal seed layer arrangement step ( S20 ) may include a bonding layer arrangement step ( S21 ) and a metal layer arrangement step ( S22 ).
결합층 배치 단계(S21)에서는 준비된 코어(10)의 표면에 결합층(121)을 배치하고, 금속층 배치 단계(S22)에서는 결합층(121)의 표면에 금속층(122)을 배치할 수 있다.In the bonding layer arrangement step S21 , the bonding layer 121 may be disposed on the surface of the prepared core 10 , and in the metal layer arrangement step S22 , the metal layer 122 may be disposed on the surface of the bonding layer 121 .
즉, 금속 씨드층(120)은 결합층(121) 및 금속층(122)을 포함할 수 있다.That is, the metal seed layer 120 may include a bonding layer 121 and a metal layer 122 .
구체적으로 결합층 배치 단계(S21)에서는 코어(110)의 표면에 결합층(121)을 배치할 수 있다. Specifically, in the bonding layer arrangement step ( S21 ), the bonding layer 121 may be disposed on the surface of the
결합층(121)은 코어(110)와 금속층(122)과의 결합력을 향상시킬 수 있으며, 결합층(121)은 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 바나듐(V), 니켈-크롬(Ni-Cr), 니켈-바나듐(Ni-V) 및 구리-크롬(Cu-Cr)으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상을 스퍼터링 공정을 통해 코어(110)의 표면에 배치할 수 있다.The bonding layer 121 may improve bonding strength between the
한편, 결합층(121)의 두께(T2)는 0.1nm 내지 50nm의 범위를 갖는 것이 바람직하다. Meanwhile, the thickness T2 of the bonding layer 121 preferably ranges from 0.1 nm to 50 nm.
여기서, 결합층(121)의 두께(T2)가 0.1nm 미만인 경우, 코어(110)와 금속층(122) 간의 결합력이 약하여, 쉽게 떨어질 수 있는 문제가 발생할 수 있으며, 결합층(121)의 두께(T2)가 50nm 초과인 경우, 결합력은 향상될 수 있으나 과도한 소재의 낭비로 재료비가 상승하게 되는 문제가 발생할 수 있다.Here, when the thickness (T2) of the bonding layer 121 is less than 0.1 nm, the bonding force between the
금속층 배치 단계(S22)에서는 결합층(121)의 표면에 금속층(122)을 배치할 수 있다.In the metal layer arrangement step S22 , the metal layer 122 may be disposed on the surface of the bonding layer 121 .
금속층(122)은 전도성 금속을 원료로 하며, 금, 은, 구리 및 니켈로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상을 스퍼터링 공정을 통해 결합층(121)의 표면에 배치할 수 있다.The metal layer 122 uses a conductive metal as a raw material, and at least one selected from the group consisting of gold, silver, copper, and nickel may be disposed on the surface of the bonding layer 121 through a sputtering process.
한편, 금속층(122)의 두께(T3)는 0.1nm 내지 250nm의 범위를 갖는 것이 바람직하다. 여기서, 금속층(122)의 두께(T3)가 0.1nm 미만인 경우, 이후 공정에서 습식 도금 시 전도성 금속 이온의 환원반응성이 약하여, 균일한 금속층(122)의 형성이 어렵고, 반대로 금속층(122)의 두께(T2)가 250nm 초과인 경우, 습식도금 시 반응성은 우수하나, 금속층(122)의 크랙 및 표면의 균일도가 불량해질 수 있고, 과도한 소재의 낭비로 재료비가 상승하게 된다.Meanwhile, the thickness T3 of the metal layer 122 preferably ranges from 0.1 nm to 250 nm. Here, when the thickness T3 of the metal layer 122 is less than 0.1 nm, the reduction reactivity of the conductive metal ions during wet plating in the subsequent process is weak, so it is difficult to form the uniform metal layer 122, and conversely, the thickness of the metal layer 122 When (T2) is greater than 250 nm, the reactivity during wet plating is excellent, but cracks and uniformity of the surface of the metal layer 122 may be poor, and the material cost increases due to excessive material waste.
또한, 결합층(121)의 두께(T2)와 금속층(122)의 두께(T3)의 비율은 1:1 내지 1:5으로 구성될 수 있다.In addition, a ratio of the thickness T2 of the bonding layer 121 to the thickness T3 of the metal layer 122 may be 1:1 to 1:5.
금속 씨드층(120)의 총 두께는 결합층(121)과 금속층(122)의 두께 합하여, 0.1nm 내지 300nm의 범위를 가질 수 있다.The total thickness of the metal seed layer 120 may be in the range of 0.1 nm to 300 nm by adding the thickness of the bonding layer 121 and the metal layer 122 .
여기서, 결합층(121)의 두께(T2)과 금속 씨드층(120)의 두께 (T1)의 비율은 1:2 내지 1:10으로 구성될 수 있다.Here, the ratio of the thickness T2 of the bonding layer 121 to the thickness T1 of the metal seed layer 120 may be 1:2 to 1:10.
이와 같은 금속 씨드층(120)을 형성하기 위해서, 스퍼터링 장비의 파라미터는 다음과 같이 설정하였다.In order to form such a metal seed layer 120, the parameters of the sputtering equipment were set as follows.
진공도 5.5x10-3 ~ 5.5x10-5torr이며, 활성가스로는 아르곤 가스(Ar gas)를 사용하며, 타겟(Target)의 출력은 1.2~3kW, 바렐(Barrel)의 회전속도는 0.5~5rpm 이 바람직하다. The vacuum degree is 5.5x10 -3 ~ 5.5x10 -5 torr, and Ar gas is used as the active gas, the output of the target is 1.2~3kW, and the rotation speed of the barrel is preferably 0.5~5rpm do.
도금층 배치 단계(S30)에서는 습식 무전해 도금을 이용해 금속 씨드층(120)의 표면 상에 도금층(130)을 배치할 수 있다.In the plating layer arrangement step S30 , the
여기서, 금속 씨드층(120)의 두께(T1)와 도금층(130)의 두께(T4) 비율은 1:1 내지 1:20으로 구성될 수 있다. Here, the ratio of the thickness T1 of the metal seed layer 120 to the thickness T4 of the
한편, 금속 씨드층(120)은 도금층(130)의 활성도를 높여서, 별도의 활성화 공정 혹은 촉매 공정을 제거하는 것이 목적인 바, 기전력이 높을수록 도금 활성도가 우수해지기 때문에 상술한 비율로 최적의 효과를 발현할 수 있다.On the other hand, since the metal seed layer 120 increases the activity of the
여기서, 도금층 배치 단계(S30)는 건식 스퍼터링 공정으로 형성된 금속 씨드층(120)을 기반으로, 전도성 금속으로 이루어진 층(122, 130)의 두께를 증대시켜 우수한 전기전도성을 구현하게 된다.Here, in the plating layer arrangement step ( S30 ), excellent electrical conductivity is realized by increasing the thickness of the
이를 통해, 동일 소재로 두께를 증대시킴으로써 전기전도특성을 향상시킬 수 있고, 고가의 스퍼터링 공정과 별도로 보다 저렴한 습식공정으로 두께를 증대시킬 수 있어 공정 단가를 낮출 수 있다.Through this, the electrical conductivity can be improved by increasing the thickness of the same material, and the thickness can be increased by a wet process that is cheaper than the expensive sputtering process, thereby lowering the process cost.
또한, 스퍼터링 공정은 옹스트롬 단위의 코팅으로 코팅 두께가 두꺼워지면 코팅층의 불균일성 및 크랙 발생 가능성이 높아져, 불량 발생률이 향상되는 문제가 있으며, 본 발명에서는 스퍼터링 공정 이후 습식공정으로 두께를 증대시킴으로써 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.In addition, the sputtering process is a coating in angstroms, and when the coating thickness is increased, the non-uniformity and crack occurrence of the coating layer increase, and there is a problem that the defect rate is improved. can improve
한편, 스퍼터링으로 형성되는 씨드층(120)과 습식공정으로 형성되는 도금층(130)에서 코팅되는 핵입자의 사이즈가 달라 씨드층(120)과 도금층(130) 사이 경계는 존재할 수 있다. Meanwhile, a boundary between the seed layer 120 and the
구체적으로 습식무전해도금방법은 나노 단위의 핵석출 및 코팅이 형성되고, 스퍼터링공정은 옹스트롬단위의 코팅이 되기 때문에 단면을 측정하면 구분될 수 있으나 이러한 계면으로 인해 씨드층(120)과 도금층(130) 사이의 밀착력이 저하되는 문제는 발생하지 않는다.Specifically, in the wet electroless plating method, nano-scale nuclear precipitation and coating are formed, and the sputtering process is an angstrom-unit coating, so it can be distinguished by measuring the cross section, but due to this interface, the seed layer 120 and the plating layer 130 ), there is no problem that the adhesion between them is lowered.
한편, 이상에서는 씨드층(120)과 도금층(130)이 동종의 금속으로 이루어진 것에 대해 설명하였으나, 씨드층(120)과 도금층(130)은 이종의 금속으로 구성될 수 으며, 목적에 따라서 다양한 이종의 금속의 조합으로 형성될 수 있다.Meanwhile, in the above description, the seed layer 120 and the
종래의 습식 무전해도금공정은 모재의 표면의 양전하를 띄워 촉매의 결합력을 높인 후 촉매를 안착하고, 촉매의 활성도를 높이는 전처리 공정이 존재하나, 본 발명에 따른 실시예에서는 전처리 공정의 제거가 가능하여, 건식 스퍼터링 공정 후 즉시 금속 도금층의 형성이 가능하다.In the conventional wet electroless plating process, there is a pretreatment process that increases the binding force of the catalyst by lifting the positive charge on the surface of the base material, then settles the catalyst and increases the activity of the catalyst, but in the embodiment of the present invention, the pretreatment process can be removed Thus, it is possible to form a metal plating layer immediately after the dry sputtering process.
즉, 본 발명에 따른 실시예는 전처리 공정의 제거로, 다량의 환경 폐수 발생을 줄일 수 있고, 고가 촉매의 불용으로 제조 원가의 절감 효과도 얻을 수 있다. That is, the embodiment according to the present invention can reduce the generation of a large amount of environmental wastewater by removing the pretreatment process, and can also obtain the effect of reducing the manufacturing cost due to the insolubility of the expensive catalyst.
또한, 본 발명에 따른 실시예는 습식 무전해 도금은 산성의 분위기에서 도금을 하는데, 이를 통해 알칼리 베이스에서 야기되는 입자의 응집현상에 따른 문제를 억제할 수 있다. 여기서, 무전해 도금 방법은 pH 1~2의 산성의 도금 방법을 기준으로 하며, 필요한 도금 두께만큼 금속 화합물을 첨가하여 도금을 수행할 수 있다.In addition, in the embodiment according to the present invention, wet electroless plating is performed in an acidic atmosphere, thereby suppressing a problem caused by agglomeration of particles caused by an alkali base. Here, the electroless plating method is based on an acidic plating method of pH 1 to 2, and plating may be performed by adding a metal compound to a required plating thickness.
표면 처리 단계(S40)에서는 도금층(130)까지 형성된 코어쉘형 분말(100)의 표면을 금속염 지방산으로 표면 처리할 수 있다. In the surface treatment step (S40), the surface of the core-shell-
이를 통해, 제조된 코어쉘형 분말(100)이 수분에 의해 산화되는 것을 방지하며, 코어쉘형 분말(100)을 통해 페이스트 제조 시 수지(Resin) 와의 분산효과를 향상시킬 수 있다.Through this, it is possible to prevent the manufactured core-
여기서, 지방산은 금속염의 스테아르산이 바람직하며, 스테아르산칼륨염(Potassium stearate), 스테아르산소듐염(Sodium Stearate), 스테아르산아연염(Zinc stearate) 등에서 선택된 적어도 하나로 구성될 수 있다.Here, the fatty acid is preferably a stearic acid of a metal salt, and may be composed of at least one selected from potassium stearate, sodium stearate, zinc stearate, and the like.
이후, 열처리 단계(S50)단계에서는 표면처리된 코어쉘형 분말(100)을 세척한 후, 건조 및 열처리를 수행하는 것으로, 여기서 건조는 열풍 혹은 진공 건조 모두 가능하고, 열처리는 질소 분위기에서 실시하는 것이 바람직하다. 구체적으로 건조 온도는 60~90℃가 바람직하고, 열처리 온도는 150~300℃가 바람직하다.Thereafter, in the heat treatment step (S50) step, after washing the surface-treated core-shell-
한편, 이러한 설정온도는 코어쉘형 분말(100)의 크기 및 다수의 코팅층이 두께에 따라 최적으로 변경가능함은 물론이다.On the other hand, this set temperature can be optimally changed according to the size of the core-
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.The above detailed description is illustrative of the present invention. In addition, the above description shows and describes preferred embodiments of the present invention, and the present invention can be used in various other combinations, modifications, and environments. That is, changes or modifications are possible within the scope of the concept of the invention disclosed herein, the scope equivalent to the written disclosure, and/or within the scope of skill or knowledge in the art. The written embodiment describes the best state for implementing the technical idea of the present invention, and various changes required in specific application fields and uses of the present invention are possible. Accordingly, the detailed description of the present invention is not intended to limit the present invention to the disclosed embodiments. Also, the appended claims should be construed to include other embodiments as well.
100: 코어쉘형 분말 110: 코어 120: 금속 씨드층 130: 도금층100: core-shell type powder 110: core 120: metal seed layer 130: plating layer
Claims (10)
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