KR950003367B1 - 동 또는 동합금을 소재로 하는 주석도금재의 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

동 또는 동합금을 소재로 하는 주석도금재의 제조방법

본 발명은 동 또는 동합금 소재(素材)에 주석 또는 주석/동의 이층도금을 함에 있어 제보공정이 간단하고 공해유발 요인이 없는 도금재(鍍金材)의 제조방법에 관한 것이다.

동, 황동, 인청동 등의 기판소재에 주석도금을 하거나 하지를 동, 상층을 주석으로 하는 주석/동의 이층도금을 한 도금제품이 전자부품의 커넥터(Connector), 리드후레임(Lead-frame)등으로 많이 사용되고 있다.

이들 도금제품의 제조방법은 주로 전기도금법에 의하여 생산되고 있는데 사용되는 도금 용액은 술폰산(Sulphonic acid)이나 불소를 함유하고 있는 맹독성의 용액이다. 따라서 이들 도금용액의 폐수는 심한 공해를 유발하게 되며, 규제도 날로 염격해져 현재로도 폐수처리 비용이 제품 생산비의 상당 부분을 차지할 뿐아니라 계속 증가되고 있는 추세이다. 또한 제품의 제조공정을 살펴보면 주석/동의 이층도금의 경우 탈지(脫脂), 전해탈지, 산세(酸洗) 등의 전처리 공정을 거쳐 동을 전기도금하고 다시 산세 후 주석 전기도금 후 중화처리, 건조, 재용융, 중화처리. 건조의 과정을 거쳐 제품이 생산된다. 따라서 공정이 복잡하고 도금두께 관리, 도금용액관리 등에 많은 어려움이 따르고 있다.

본 발명은 동 또는 동합금의 기판소재에 진공증착법을 이용하여 전기도금방법에 비해 제조공정이 간단하고, 생산비도 줄일 수 있고 공해유발 요인도 없으며, 도금두께 균일성도 뛰어난 주석도금 또는 주석/동 이층도금재 제조방법에 관한 것이다.

본 발명의 주석도금재 제조 방법은 진공분위기 하에서 도금물질인 주석이나 동을 전자빔에 의해 가열, 용융, 증발시켜 도금하는 진공증착법이다. 이때 진공도는 10^-3torr 이하로 하였는데, 진공도가 10^-3torr 이상에서는 주석도금층의 밀착성등이 불량하여 진공도를 10^-3torr 이하로 하는 것이 적절하였다. 따라서, 본 제조방법은 독성의 도금용액이 전혀 사용되지 않는 건식도금 방법이며, 전자빔의 출력을 변화시킴에 의해 두께 조절이 용이하고 전자빔의 빔형태 조절에 의해 균일한 도금두께를 얻을 수 있다. 또한 습식 방법에서는 도금층에 용액중의 불소기(弗素基)등 기타 불순물이 소량 혼입되어 전기적 저항 및 내식성에 나쁜 영향을 주지만 본 발명에서는 진공중에서 순수한 도금물질만 증발시켜 도금하므로 불순물 혼입이 거의 없다. 그리고 현재 상업적으로 사용되고 있는 동 및 동합금에의 주석전기도금 라인온 속도가 10m/min 이하로 느린편이나 본 제조방법인 진공증착법으로 연속작업을 할 경우 훨씬 빠른 속도의 제품생산도 가능하다.

이하 본 발명의 동 또는 동합금 기판소재에의 주석/동의 이층도금재 제조방법에 대하여 자세히 설명한다.

먼저 소지기판의 동합금을 알칼리 용액으로 전해탈지한 후 건조하여 진공증착 장비의 진공조 내에 기판을 장착하였다. 또한 증발원에 주석과 동을 각각 채우고, 10^-5torr까지 진공배기하였다. 이때 증발원과 기판사이의 거리등은 기판의 크기에 맞추어 미리 설정하되, 도금층 두께의 편차가 5% 이내가 되도록 조정한다. 이때 증발원이 점증발원인 경우는 기판의 한별길이의 두배정도로 기판과 증발원사이의 거리를 유지하고 면증발원인 경우 전자빔이 조사되는 면의 크기 및 형태에 따라 거리를 점증발원인 경우 보다 훨씬 줄일 수 있다. 진공도가 10^-3torr 이하로 되면 먼저 동이 채워져 있는 증발원을 전자빔으로 가열, 용융하여 적정 증발 속도에 이르면 셔터를 열고 원하는 두께까지 증착시킨다. 이후 셔터를 닫고 마찬가지로 주석이 채워져 있는 증발원을 전자빔으로 가열, 용융시켜 적정 증발속도에 이르면 셔터를 열고 원하는 도금두께까지 증착시킨다. 증착반응이 끝나면 시편을 꺼내어 가열로를 이용하여 주석을 주석용융점인 232℃보다 약간 높은 온도로 급속가열하여 재용융처리를 하고 60∼80℃의 물을 이용하여 금속냉각시키면 거울면과 같은 금속광택이 생긴다.

표 1은 기존의 전기도금에 의한 제조공정과 본 발명의 제조공정을 비교하여 나타낸 것이다.

표 1에서 알 수 있듯이 본 발명에 의한 방법은 전기도금에 비해 제조공정 단계가 적어 간단하고 생산성이 높고 도금액의 폐수처리도 필요없다. 따라서, 본 발명에 의한 제조방법을 사용하면 폐수처리 비용등이 필요 없이 제조생산비의 절감효과가 크다.

표 2는 종래의 전기도금에 의해 황동기판에 주석/동 이층도금한 황동과 본 발명의 주석/동 이층도금 황동 및 주석도금동판의 도금층 특성을 평가비교한 것이다. 이 평가결과에 따르면 본 발명의 제조방법으로 제조된 도금제품의 도금두께 균일성이 전기도금 제품보다 우수하였으며, 기타 내식성과 도금밀착성은 동등한 특성을 보여주었다.

도금두께는 염산희석용액을 사용한 습식분석법을 사용하여 측정하였고, 이때 도금강판의 중앙과 모퉁이 부위의 두께차이 정도로 두께균일도를 조사하였다. 내식성의 측정은 5% Nacl 용액을 이용한 염수분무시험에서 백청이 생기지 않는 시간이 48시간이 넘으면 우수한 것으르 판정하였다. 또한 도금밀착성 180°굴곡 후 테이프시험에 의해서도 도금층이 양호한 상태로 있으면 우수한 것으로 하였다.

본 발명을 구체적인 TLFTLDp를 통하여 설명하면 다음과 같다.

[실시예 1]

두께 0.3mm의 황동기판을 알칼리 용액에서 전해 탈지한 후 건조하여 진공증착 장비인 진공로에 장입하엿다. 시편 장입후 진공로 분위기를 10^-5torr까지 배기한 후 진공로의 할로겐램프 가열원을 사용하여 약 100℃ 정도까지 급속가열하여 기판에 흡착된 수분등을 제거시킨 후 냉각하여 60∼70℃에 이르면 먼저 동증 발원을 가열, 용융, 증착하고 다음으로 주석 증발원을 가열, 용응, 증착시켜 이층도금시켰다. 이때 동 도금 층 두께는 약 0.7㎛, 주석도금층은 약 1.27㎛ 두께로 증착하였다.

TLFTLDp 2

소지기판으로 두께가 0.34mm인 동판을 사용하였으며, TLFTLDp 1과 전처리 조건은 동일하고 증착공정에서는 주석만 두께 1.0㎛로 진공도금하였다.

[비교예 1]

소지기판으로 두께 0.3mm의 황동을 사용하여 기존 전기도금 라인에서 생산된 제품으로 주석도금용액은 술폰산 용액을 사용하였다. 도금두께는 동 0.8㎛, 주석 1.5㎛로 하였다.

[표 1]

전기도금 및 진공도금에 의한 황동기판에 주석/동 이층도금 공정 및 특징비교

*주) ○ : 꼭필요한 공정, × : 필요없는 공정

[표 2]

전기도금 및 진공도금에 의한 도금층의 특성비교

*주) ○ : 우수, △ : 보통

Claims (2)

1. 동 또는 동합금에 주석의 도금함에 있어서, 10^-3torr 이하의 진공분위기하에서 동 또는 동합금 소지기판에 전자빔 또는 저항가열 방법으로 주석을 진공증착시키는 주석도금재의 제조방법.
2. 동 또는 동합금에 주석/동을 도금함에 있어서, 10^-3torr 이하의 진공분위기하에서 동 또는 동합금 소지기판에 전자빔 또는 저항가열 방법으로 동과 주석을 차례로 진공증착시키는 주석/동 이층도금재의 제조방법.