WO2015030323A1 - 내흑변성이 우수한 도금층을 갖는 전기, 전자기기 부품 및 그 제조방법 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention is to improve the problem that the plated metal color changes over time to form a reflective surface on the surface of electrical and electronic devices, in particular to suppress the reaction with sulfur in the atmosphere containing sulfur and
  • the present invention relates to an electrical and electronic component and a method of manufacturing the same, which form a plating layer having a specific alloy on the surface of the electronic and electrical device component material in order to prevent discoloration. More specifically, blackening resistance suitable for use as an electrical contact component such as a lead wire, a lead pin, a reflecting plate or a terminal, a connector, a switch, etc., installed on a metal lead frame for a light emitting diode, a printed circuit board, or a ceramic nonconductive substrate.
  • the present invention relates to an excellent silver plated electronic component and a method of manufacturing the same.
  • the present invention provides a plated electronic and electrical components that have excellent blackening resistance and very low contact resistance, high light reflectivity on the surface, and excellent bonding and light reflection reliability with wires. It relates to a manufacturing method.
  • a light emitting device equipped with a light emitting element such as a light emitting diode (LED) has a light reflecting surface for further improving the brightness.
  • the light reflection surface is attached to the bottom and the periphery of the light emitting element such that light reflected on the side surface and the bottom surface of the light emitting element is directed toward, for example, the main axis of the irradiation.
  • the light reflecting surface is mainly formed by plating a metal on the surface, and plating of silver reflects high light among various metals, and thus a silver plating layer is adopted as a reflecting surface.
  • the silver-plated layer has a problem that in an environment containing sulfur, the silver-plated surface and sulfur react as time passes or the temperature rises, and the color gradually turns black due to this reaction, thereby decreasing light reflectance. .
  • the method of forming the protective film layer of organic substance in the silver-plated reflecting surface is implemented.
  • the silver plating structure is widely used as a contact point such as a switch (see Patent Documents 1 and 2), the surface of which the contact is plated is also discolored due to temperature rise due to time lapse or discharge upon switching on or off. You may be damaged. In view of this point, it is required to invent a plating contact excellent in blackening resistance.
  • the silver-plated surface is not damaged by the passage of time or the heat generated.
  • various attempts have been made to improve the corrosion resistance, electrical connectivity, and the like by plating the surfaces of various metal substrates with silver, and in recent years, light emitting diodes have been used as reflecting surfaces utilizing silver's unique reflection performance.
  • silver plating is applied to the bottom surface and some side surfaces of the light emitting diode. This is because not only the light reflecting function but also the bonding property with the Au wire is excellent when the light emitting diode light emitting device is mounted.
  • the silver surface has the problem that it is easy to discolor by black reaction and heat with sulfur.
  • Patent Document 1 Publication No. 10-2011-0007062
  • Patent Document 2 Publication No. 10-2007-0041759
  • Patent Document 3 Unexamined Patent Publication No. 2000-0006010
  • An object of the present invention is to provide a silver plating layer for preventing the silver plated on the surface from discoloring over time or rising in temperature, or reacting with sulfur in an atmosphere containing sulfur and becoming discolored by yellowing the surface.
  • a light emitting device mounted with a light emitting element such as a light emitting diode prevents the surface from being yellowed by reacting with sulfur in an atmosphere containing sulfur, and has a light emitting device mounting support having a reflective surface having a plating structure having excellent heat resistance. It aims to provide.
  • the electronic and electrical equipment components having a silver plating layer having a silver original gloss and at the same time has a low contact resistance and excellent wire bonding properties with the wire and its manufacture To provide a way.
  • the present invention for solving the above problems is a base plating layer made of nickel or copper on the surface of the electrical and electronic components;
  • the silver plated layer is plated on the base plated layer, and the silver and the silver plated layer on the silver plated layer; the electrical and electronic device parts having a plating layer excellent in blackening resistance.
  • the gist of the present invention is that the elements forming the silver alloy layer are at least one metal of silver, tin, indium, zinc, manganese, nickel, copper, cobalt, cadmium, palladium, and antimony. It is an electric and electronic device component provided with this excellent plating layer.
  • the gist of the present invention is that the base plating layer is an electric or electronic device component having a plating layer excellent in blackening resistance, characterized in that the thickness is 0.001 to 1.0 ⁇ m.
  • the gist of the present invention is that the silver plated layer is an electric and electronic device component having a plating layer excellent in blackening resistance, characterized in that the thickness is 0.001 to 10 ⁇ m.
  • the gist of the present invention is that the silver alloy plating layer is an electric and electronic device component having a plating layer excellent in blackening resistance, characterized in that the thickness is 0.001 to 1.0 ⁇ m.
  • the gist of the present invention lies in that the electric and electronic device parts are provided with a plating layer excellent in blackening resistance, wherein the electric and electronic device parts are light emitting element mounting supports.
  • the gist of the present invention is a method for forming a plating layer on the surface of electrical and electronic device parts, comprising the steps of: forming a base plating layer of nickel or copper on the surface of the device part; Plating a silver plating layer on the underlying plating layer, and plating the silver alloy plating layer on the silver plating layer; and a method of forming a plating layer having excellent blackening resistance in electrical and electronic device components.
  • the present invention also provides a method of forming a plating layer having excellent blackening resistance in an electric and electronic component, further comprising a step of cleaning the substrate before forming the underlying plating layer.
  • the gist of the present invention is that the silver plating and silver alloy plating layer is a method of forming a plating layer excellent in blackening resistance in electric and electronic parts, characterized in that the plating using electroplating.
  • the gist of the present invention is that the base plating layer is a method of forming a plating layer excellent in blackening resistance in an electric or electronic device component, which is plated using nickel or a copper plating solution.
  • the gist of the present invention is that the silver plating layer is a method of forming a plating layer excellent in blackening resistance in an electric and electronic component, wherein the silver plating layer is plated in a silver plating solution composed of silver cyanide and potassium cyanide.
  • the gist of the present invention is that the elements constituting the silver alloy layer are one or more metals of silver, tin, indium, zinc, manganese, nickel, copper, cobalt, cadmium, palladium, and antimony; It is a method of forming the plating layer excellent in blackening resistance in an electronic device component.
  • the gist of the present invention in the electrical contact, the base plate layer made of nickel or copper on the surface of the electrical and electronic device component;
  • the silver plating layer is formed on the base plating layer, and the silver contact layer is provided with the plating layer excellent in blackening resistance consisting of a silver alloy plating layer on the silver plating layer.
  • the gist of the present invention lies in that the contact is an electrical contact having a plating layer excellent in blackening resistance, wherein the contact is a switch contact or a contact of a device part.
  • the gist of the present invention is that it is a light-emitting device containing the electric and electronic device components provided with the plating layer excellent in blackening resistance.
  • the silver plating layer of the light emitting diode package support due to the temperature rise or elapse of the light emitting device is prevented from being discolored or reacted with sulfur in a sulfur-containing atmosphere, thereby improving light reflection reliability.
  • a light emitting device mounting support having a reflecting surface having a plating structure which is excellent in bonding properties and heat resistance and has an improved initial light reflectance of a light emitting device mounted with a light emitting device.
  • the surface is hardly discolored by preventing the reaction with sulfur in an atmosphere containing high temperature or sulfur, has an inherent gloss, and has a small contact resistance, a reflector for electrical parts, and other electronic devices. It is provided as a component coating.
  • FIG.2 (a), (b) is a cross-sectional schematic diagram which shows an example of the form of the lead frame which has a plating structure of this invention.
  • 3 (a), 3 (b) and 3 (c) are cross-sectional schematic diagrams illustrating substrate forms at each stage of forming the plating structure of the present invention.
  • the multilayer plating layer structure in which silver is plated on the electrical and electronic parts of the present invention is first subjected to degreasing or the like on the surface of a lead frame, which is a support body 102 for plating, to remove oil on the surface.
  • the surface of the silver plated layer is 0.001 to 1.0 ⁇ m
  • the silver plating layer 104 is formed to 0.001 to 10.0 ⁇ m
  • the thickness of the silver plating layer 104 is formed.
  • the plating support 102 is a conductor capable of electroplating and preferably made of a metal plate.
  • a metal plate For example, copper-based metals, iron-based metals, aluminum-based metals, stainless-based metals are exemplified but not limited to these metals.
  • copper-based metals, iron-based metals, aluminum-based metals, stainless-based metals are exemplified but not limited to these metals.
  • copper or nickel plating is performed as the base plating before the plating support 102 is subjected to silver plating.
  • the support body 102 for plating is based on ceramic or resin
  • an electroconductive film can also be formed in the surface by the metallizing process by electroless plating, vapor deposition, and the diffusion formation of a metal layer.
  • the shape of the plating support 102 is not limited to that shown in FIG. 1, but may be a rod-shaped one.
  • the support for plating may be made of a long member such as a metal wire or a wire, and a base plating layer, a silver plating layer, and a silver alloy plating layer in which copper or nickel is plated on the circumferential surface thereof are sequentially formed. It has a multilayer silver plating layer.
  • the thickness of the silver alloy plating layer 105 which concerns on this invention is 0.001-1.0 micrometer.
  • the silver alloy plating layer 105 having a thickness of 0.001 to 1.0 ⁇ m has excellent bonding properties with wires and initial light reflectance, and the silver alloy plating layer 105 is discolored by heat or contains sulfur due to time or heat. Reaction with sulfur in the atmosphere can be suppressed from promoting sulfurization. In addition, it has good light reflectivity and surface electrical conductivity, and has a gloss characteristic of silver.
  • the initial light reflectance is also very good, such as silver, and the bonding with Au wire is also good.
  • the black denaturation resistance is insufficient in an atmosphere containing sulfur.
  • the thickness of the silver alloy plating layer 105 is 1.0 ⁇ m or more, light reflectivity and surface electrical characteristics, which are characteristic of silver, are obtained. The conductivity may be degraded and its function may start to deteriorate, and at the same time, there may be a problem of economic loss.
  • Examples of the metal constituting the alloy with silver of the silver alloy plating layer 105 include tin, nickel, cobalt, indium, manganese, copper, zinc, cadmium, palladium, antimony, and the like. It is possible to form an alloy plating layer with the alloy composed. Among them, tin, indium, zinc, nickel and manganese are particularly preferable because they are excellent in sulfidation resistance in an environment containing sulfur.
  • Plating structure of the present invention is a structure that forms a silver plating layer on the base plating layer after forming copper or nickel base plating, and forming a silver alloy layer having excellent sulfurization and heat resistance characteristics by electroplating, the other does not contain silver on the silver plating layer It is different from the form which forms a layer which forms a protective plating layer with a metal, and mixes with another metal at the interface of a silver plating layer by the diffusion with the silver plating layer by heating.
  • the silver plating layer 104 may be obtained by silver plating on the surface of the plating support 102 by a general plating method.
  • the silver plating layer 104 may be formed by other film forming methods such as electroless plating and vacuum deposition, and the thickness of the silver plating layer 104 is preferably 0.001 to 10 ⁇ m.
  • the plating support body 102 to silver-plat it is preferable that the base plating 103, such as copper or nickel, is formed in the surface.
  • the silver plating structure 101 having the high reliability and blackening resistance of the present invention prevents the color of the silver plating layer 104 which is extremely excellent even though the thickness of the silver alloy plating layer 105 is 0.001 to 1.0 ⁇ m. You can get the effect. It is thought that this is because the silver alloy structure plated in this way suppresses sulfiding action by plating the silver alloy layer with electroplating to form a layer protecting the silver plating layer.
  • the silver plating layer 104 and the silver alloy plating layer 105 may be formed by electroplating, respectively.
  • FIG. 201 denotes a lead frame for silver and silver alloy plated LEDs
  • 202 denotes after wire bonding on which a light emitting material is mounted
  • 203 denotes a packaged light emitting device.
  • the light emitting element mounting support 200 is a substrate called a lead frame having a portion on which the light emitting element 204 is mounted or a recess 206.
  • the lead frame type substrate may include a land 208 and a lead 209, and a recess 206 may be formed to more easily mount a light emitting device on the land 208.
  • the light emitting element 204 is positioned above the bottom of the concave portion 206 so that one terminal of the light emitting element 204 is energized through the land 208 and the bonding wire 205.
  • the terminal is in electrical communication with the lead 209 through the wire 214.
  • Reflecting surfaces are formed on the bottom and side surfaces of the concave portion 206. In the present invention, after the base plate is coated with copper or nickel on the reflecting surface, silver plating is applied and the upper surface of the silver plating layer is subjected to flash electroplating or the like.
  • the anti-sulfide coating may be peeled off or scattered by heating the mold of the case, wire bonding with the chip, and curing of the resin.
  • the metal plated on the reflecting surface reacts at high heat or reacts with sulfur in an environment containing sulfur, and the discoloration progresses further, thereby causing a decrease in reflectance.
  • the light emitting element 204 emits light, heat generation is accompanied, and in the reflection surface made of a conventional silver plating layer, discoloration further proceeds due to the reduction of the discoloration prevention effect caused by the heat generation.
  • FIG. 2B illustrates a structure in which the lead 209 portion of the substrate is connected in the form of a flip chip 214 instead of being connected through a wire.
  • Reference numeral 215 denotes a resin that holds the reflecting surface of the side surface and the package of the package, and 216 denotes a resin constituting the phosphor and the lens.
  • FIG 3 shows an example of a PCB-type light emitting diode (LED) packaging structure to which the present invention is applied.
  • the light emitting device (LED) is configured to be disposed on the reflective surface 314 on which silver plating and silver alloy plating according to the present invention are performed. Since the reflective surface 314 according to the present invention has inherent light reflectivity and hardly causes discoloration due to heat or sulfation due to passage of time, the light emitting device (LED) has a large amount of emitted light and a time Since there is almost no decrease in the amount of emitted light due to the passage, it has high reliability.
  • FIGS. 3A, 3B, and C are related to PCBs for light emitting diodes (LEDs), and are layout views after mounting and wire bonding 302 and 312 and light emitting diodes, and 322 is a flip-type LED. This is a layout after mounting.
  • 303, 313 and 323 are layout drawings after the packaging is completed.
  • the plating structure of the present invention can replace the post-processing such as gold plating of PCB products, and can be applied to terminals as well as contacts such as switches and busbars.
  • the switch contacts or terminals having the plating structure of the present invention have a silver-specific gloss and good surface electrical conductivity, and prevent the reaction with sulfur in a thermally or sulfur-containing environment even after prolonged use. Little change.
  • a copper alloy lead frame was used as the plating sample material in the same way as the support body 102 for plating.
  • One surface of this plated sample is plated with 0.001 to 1.0 ⁇ m of copper or nickel, followed by silver plating with a thickness of 0.001 to 10 ⁇ m to form a base sample.
  • Silver, tin, Three metals of nickel and zinc and silver alloy plating with a thickness of 0.001 to 1.0 ⁇ m were applied.
  • the discoloration test was a gas generation method that accelerated the sulfidation test rather than the deposition method.Put a solution containing 1.0-1.5 g of sulfur powder together with 100 ml of water in an airtight container, and put the test sample in direct contact with the solution. Put it in. Then, put the sealed container in the oven that can maintain a constant temperature and set the temperature to 50 degrees, and then visually determine the rise of the sample temperature and the color due to humidity and sulfidation as follows.
  • the light reflectance is supplied with 350mA and 700mA of current after completion of the injection and packaging of the silver-plated and colorless silver alloy-plated LED mounting lead frame, respectively.
  • Nickel base plating, silver plating, and silver alloy plating were respectively performed on the substrate-shaped lead frame shown in FIG. 2.
  • the lead frame was molded by punching using a copper alloy.
  • the molded lead frame was washed after degreasing, and subjected to base nickel plating with a nickel plating solution (500 g / L nickel sulfate, 50 g / L boric acid, 5 g / L nickel chloride).
  • the film thickness of the base nickel plating was 0.5 micrometer.
  • silver plating with a plating film thickness of 0.5 micrometer was performed with the silver plating liquid (silver cyanide 90g / L and potassium cyanide 100g / L).
  • silver alloy plating solution silver cyanide 20g / L, sodium tartrate 5g / L, nickel chloride 3g / L, zinc sulfate 5g / L, potassium cyanide 100g / L, sodium hydroxide 20g / L, polisher 3ml / L
  • silver-plating of 0.2 micrometer of plating-film-thickness was performed, it wash
  • the wire bonding characteristic, initial stage light reflectance, light reliability, and sulfidation test were done with a comparative example.
  • Table 1 compares the initial light reflectance of the light emitting diodes (LEDs) by applying a current after injection and packaging after test sample plating.
  • Table 2 compares 100 ml of water with 0.5 g of sulfur powder and puts it in an oven with a test sample in an airtight container. The temperature is maintained at 50 degrees and the degree of discoloration is analyzed over time. In the example in which the silver alloy plated layer was formed, the glossiness and color tone of the surface did not change even after 2 hours, and the gloss surface was maintained almost the same as the first time. In time, the yellowing progresses and the gloss disappears and the hue disappears.
  • the embodiment is very excellent in light reliability compared to the comparative example tested with the existing LED package sample over time.
  • the optical reliability of the Example hardly decreases even after 500 hours has elapsed, it can be seen that the difference in optical reliability is significantly widened by 8% after 1000 hours when the comparative example starts to rapidly deteriorate.
  • the present invention can be applied to be suitable for preventing the yellowing and discoloration of the plated silver surface in the case where the multilayer plating layer is formed on the surface of various electric and electronic devices by using the high light reflecting property of metal silver, the high electrical conductivity property, or the like. have.
  • the present invention can be suitably applied to LED lead frames and reflectors, PCB post-processing, switches, component contacts, component terminals, vacuum insulators, conductive parts for fuel cells, leads or lead wires of IC packages, and the like.

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Abstract

본 발명은 은도금 층이 시간이 경과되거나 온도상승으로, 황이 포함된 분위기에서 그 표면이 변색되어 손상을 받는 일이 없는 도금된 전기 및 전자부품과 이를 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 나아가서, 발광소자(LED)를 실장한 발광장치용의, 황화 방지에 대한 내열성이 우수하고, 와이어 본딩성도 우수하며, 초기 광 반사율도 우수하고, 광 신뢰성도 우수한 도금구조를 갖는 반사면을 구비하는 발광소자 탑재용 지지체를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 이러한 다층의 도금구조를 갖고, 열이나 황화에 의해 변색되기 어렵고, 은 본래의 광택을 갖고, 접촉저항이 작은 전기부품용 도금 방법을 제공하고자 한다. 이러한 도금 방법은 도금용 지지체의 표면에 니켈 또는 동 하지 도금층을 형성하고, 은도금 층을 형성하고, 또한 상기 은도금 층의 표면에 두께 0.001∼1.0μm의 주석, 인듐, 아연, 망간, 니켈, 구리, 코발트, 카드늄, 팔라듐, 안티몬 중의 하나 또는 두 개 이상의 금속과 은의 합금도금 층을 형성하여 이루어지는 은도금 전자부품에 관한 것이다.

Description

내흑변성이 우수한 도금층을 갖는 전기, 전자기기 부품 및 그 제조방법
본 발명은 전기, 전자기기 표면에 반사면을 형성하기 위하여 도금된 금속이 시간이 경과됨에 따라 색상이 검게 변하는 문제점을 개선하기 위한 것으로, 특히 황을 함유하는 분위기에서 황과의 반응을 억제하고 열에 대한 변색을 방지하기 위하여 전자 및 전기 기기부품용 재료의 표면에 특정한 합금을 갖는 도금층을 형성하는 전기, 전자부품과 그 제조방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 발광다이오드용 금속 리드 프레임이나 인쇄회로기판, 또는 세라믹의 비도전성 기판에 설치된 리드 선, 리드 핀, 반사판이나 단자, 커넥터, 스위치 등의 전기 접점부품으로 이용하기에 적합한 내흑변성이 우수한 은도금 전자부품과 그 제조방법에 관한 것이다. 이와 더불어, 본 발명은 도금된 전자 부품이 우수한 내흑변성을 갖는 동시에 접촉 저항이 매우 낮고, 표면의 광반사율이 높으며, 와이어와의 본딩(bonding)성과 광반사 신뢰성까지도 탁월한 도금된 전자 및 전기 부품과 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 발광다이오드(LED; Light Emitting Diode)와 같은 발광소자는 상당한 열을 외부로 방출하게 된다. 그리고 발광다이오드(LED)와 같은 발광소자를 탑재한 발광장치는, 밝기를 더욱 향상시키기 위한 광 반사면을 구비하게 된다. 광 반사면은 발광소자의 측면부와 바닥면에 반사하는 빛이 예를 들면, 조사의 주축방향을 향하도록 발광소자의 바닥 및 주변에 부착된다. 광 반사면은 주로 표면에 금속을 도금하여 형성되며, 여러 금속 중에서도 은을 도금하는 것이 광을 높게 반사시키므로 반사면으로 은 도금층이 많이 채택되고 있다.
그러나, 은도금 층은 황(sulfur)이 포함되는 환경에서는, 시간이 경과되거나 온도가 상승함에 따라 은도금된 표면과 황이 반응하게 되고, 이 반응으로 색상이 점진적으로 검게 변하여 광 반사율이 저하된다는 문제가 있다. 이 때문에, 은이 도금된 반사면에 유기물의 보호피막 층을 형성하는 방법이 시행되고 있다. 이들 대책은 그 나름대로 효과가 있지만, 발광다이오드(LED) 패키지 제조 시 전처리 및 제조과정의 고온 등에 의하여 은도금 층의 표면이 변하는 것을 방지하기 위한 유기물 보호피막 층이 많이 제거되거나 벗겨지고, 이에 따라 변색을 일으키는 황화반응을 방지하는 효과가 큰 폭으로 감소해 버림으로써, 발광소자의 발열에 기인하는 표면의 변색이나 장치의 장시간 사용 시의 황화반응을 억제할 수 없는 점에서 만족할 만한 효과를 얻을 수 없다고 할 것이다.
이러한 점을 감안하여 전기 전자부품의 도금된 표면에서 발생하는 황과의 반응이나 열에 대하여 우수한 내흑변성을 갖는 은도금 반사면을 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 은도금 구조가 스위치 등과 같은 접점으로도 넓게 이용되지만(특허문헌 1,2 참조), 접점을 도금한 그 표면도 시간이 경과하거나 스위치 온, 오프 시의 방전으로 인한 온도상승으로 그 표면이 변색되는 손상을 받는 경우가 있다. 이러한 점을 고려하여 내흑변성이 우수한 도금 접점을 발명하는 것이 요구되어 진다.
이와 같이, 시간 경과나 발생되는 열에 의해 은도금 표면이 검게 변색되는 손상을 받는 일이 없는 도금구조를 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 각종 금속기재의 표면을 은으로 도금하여 내식성, 전기 접속성 등을 개량하는 방법을 종래부터 여러 가지 시도해 왔고, 근래에 발광다이오드에서는 은 특유의 반사 성능을 살린 반사면으로서 이용되고 있는 것으로, 발광다이오드에서는 바닥면과 일부 측면에도 은도금이 반사면으로 적용되고 있다. 이 경우에는 광 반사 기능은 물론 발광다이오드 발광소자의 실장 시, Au wire와의 본딩(bonding)성도 우수하기 때문이다. 그러나 은 표면은 황과의 반응 및 열에 의해 검게 변색되기 쉽다고 하는 문제점을 가지고 있다.
이러한 특징 때문에, 인쇄회로기판에서는 은도금 시 납땜 특성의 요구에 부응하기 위하여 주석 또는 주석과 은 합금 층을 표면에 형성하는 것이 개시되어 있다(특허문헌 2 참조). 이 경우, 주석 또는 주석과 은 합금 층이 두꺼워지면 접촉 저항이 증대한다고 하는 문제가 발생하고, 은이 가지고 있는 본래의 광택 및 반사 성능이 저하되어 그 기능을 상실하게 된다. 이외에도 표면에 유기물을 코팅하여 은도금 층의 황화를 억제하는 것도 행하여지지만(특허문헌 3 참조), 유기물 박막은 발광다이오드를 패키징하는 과정에서 상당량이 제거되고, 이에 따라 내열성이 부족하게 되어 고온 하에서 내흑변성에 문제가 있다.
<선행기술문헌>
<특허문헌>
[특허문헌 1] 공개특허공보 10-2011-0007062호
[특허문헌 2] 공개특허공보 10-2007-0041759호
[특허문헌 3] 공개특허공보 특2000-0006010호
본 발명은 시간이 경과되거나 온도 상승에 의해 표면에 도금된 은이 변색되거나, 황이 포함된 분위기에서 황과 반응하여 그 표면이 황화됨으로써 검게 변색되는 것을 방지하기 위한 은 도금층을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 발광다이오드와 같은 발광소자를 실장한 발광장치가 황이 함유된 분위기에서 황과 반응하여 표면이 황화되는 현상를 방지하는 동시에, 내열성이 우수한 도금구조를 갖는 반사면을 구비하는 발광장치 탑재용 지지체를 제공하는 것을 목적으로 한다. 이와 더불어 본 발명의 또 다른 목적은, 이러한 도금으로 인하여, 은 본래의 광택을 갖는 동시에 접촉저항이 적으며, 와이어와의 본딩(wire bonding)성도 우수한 은 도금층을 갖는 전자 및 전기 기기 부품 및 그 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.
위에서 설명된 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 예시의 목적을 위하여 개시된 것이고, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능한 것으로 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않는다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않는다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명은 전기 전자부품의 표면에 니켈 또는 동으로 이루어진 하지도금 층; 하지 도금층 위에 은도금 층이 도금되고, 은도금층 상에 은합금 도금층;으로 이루어진 내흑변성이 우수한 도금층을 구비한 전기, 전자기기 부품인 것에 있다.
또한, 본 발명의 요지로 하는 것은, 상기 은합금 층을 이루는 원소는 은과 주석, 인듐, 아연, 망간, 니켈, 구리, 코발트, 카드늄, 팔라듐, 안티몬 중의 하나 이상의 금속인 것을 특징으로 하는 내흑변성이 우수한 도금층을 구비한 전기, 전자기기 부품인 것에 있다.
또한, 본 발명의 요지로 하는 것은, 상기 하지도금 층은 두께 0.001~1.0㎛인 것을 특징으로 하는 내흑변성이 우수한 도금층을 구비한 전기, 전자기기 부품인 것에 있다.
또한, 본 발명의 요지로 하는 것은, 상기 은도금 층은 두께 0.001~10㎛인 것을 특징으로 하는 내흑변성이 우수한 도금층을 구비한 전기, 전자기기 부품인 것에 있다.
또한, 본 발명의 요지로 하는 것은, 상기 은합금 도금층은 두께 0.001~1.0㎛인 것을 특징으로 하는 내흑변성이 우수한 도금층을 구비한 전기, 전자기기 부품인 것에 있다.
또한, 본 발명의 요지로 하는 것은, 상기 전기, 전자 기기부품이 발광소자 탑재용 지지체인 것을 특징으로 하는 내흑변성이 우수한 도금층을 구비한 전기, 전자기기 부품인 것에 있다.
또한, 본 발명의 요지로 하는 것은, 전기, 전자 기기부품 표면에 도금층을 형성하는 방법에 있어서, 기기부품의 표면에 니켈 또는 동으로 이루어진 하지도금 층을 형성하는 단계; 하지 도금층 위에 은도금 층을 도금하는 단계, 은 도금층 상에 은합금 도금층을 도금하는 단계;로 이루어진 전기, 전자기기 부품에 내흑변성이 우수한 도금층을 형성하는 방법인 것에 있다.
또한, 본 발명의 요지로 하는 것은, 상기 하지도금 층을 형성하기 전에 세정하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기, 전자기기 부품에 내흑변성이 우수한 도금층을 형성하는 방법인 것에 있다.
또한, 본 발명의 요지로 하는 것은, 상기 은도금 및 은합금 도금층은 전기도금을 이용하여 도금을 하는 것을 특징으로 하는 전기, 전자기기 부품에 내흑변성이 우수한 도금층을 형성하는 방법인 것에 있다.
또한, 본 발명의 요지로 하는 것은, 상기 하지도금 층은 니켈이나 동도금 용액을 이용하여 도금을 하는 것을 특징으로 하는 전기, 전자기기 부품에 내흑변성이 우수한 도금층을 형성하는 방법인 것에 있다.
또한, 본 발명의 요지로 하는 것은, 상기 은도금 층은 시안화은과 시안화칼륨으로 이루어진 은도금 용액에서 도금되는 것을 특징으로 하는 전기, 전자기기 부품에 내흑변성이 우수한 도금층을 형성하는 방법인 것에 있다.
또한, 본 발명의 요지로 하는 것은, 상기 은합금 층을 이루는 원소는 은과 주석, 인듐, 아연, 망간, 니켈, 구리, 코발트, 카드늄, 팔라듐, 안티몬 중의 하나 이상의 금속인 것을 특징으로 하는 전기, 전자기기 부품에 내흑변성이 우수한 도금층을 형성하는 방법인 것에 있다.
또한, 본 발명의 요지로 하는 것은, 전기 접점에 있어서, 전기 전자기기 부품의 표면에 니켈 또는 동으로 이루어진 하지도금 층; 하지 도금층 위에 은도금 층이 형성되고, 은도금층 상에 은합금 도금층;으로 이루어진 내흑변성이 우수한 도금층을 구비한 전기 접점인 것에 있다.
또한, 본 발명의 요지로 하는 것은, 상기 접점이 스위치 접점이나 기기부품의 접점인 것을 특징으로 하는 내흑변성이 우수한 도금층을 구비한 전기 접점인 것에 있다.
또한, 본 발명의 요지로 하는 것은, 내흑변성이 우수한 도금층을 구비한 전기, 전자기기 부품을 포함하는 발광장치인 것에 있다.
본 발명에 의하면, 발광소자의 온도상승이나 시간 경과에 의한 발광다이오드 패키지 지지체의 은도금 층이 변색되거나, 특히 황이 포함된 분위기에서 황과 반응하여 변색되는 것을 방지하여 광반사 신뢰성을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다. 뿐만 아니라, 발광소자를 실장한 발광장치의, 와이어와 본딩성과 내열성이 우수하게 되고, 초기 광 반사율이 향상된 도금구조를 갖는 반사면을 구비하는 발광소자 탑재용 지지체가 제공된다.
본 발명에 의하면, 높은 온도나 황이 포함된 분위기에서 황과의 반응을 방지하여 표면이 검게 변색되기 어렵고, 은 본래의 광택을 가지며, 접촉 저항이 작은 전기 접점재나 전기부품용 반사재, 그 외의 전자기기 부품용 코팅재로 제공된다.
도 1은 본 발명의 도금 구조를 얻기 위한 은합금 도금 구조체의 형태의 일례를 도시하는 단면 설명도이다.
도 2(a), (b)는 본 발명의 도금 구조를 갖는 리드 프레임 형태의 일례를 도시하는 단면 모식도이다.
도 3(a), (b), (c)는 본 발명의 도금 구조를 형성하는 각 단계의 기판 형태들을 도시하는 단면 모식도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 은도금 층을 갖는 전기, 전자부품과 그의 제조방법에 대하여 상세하게 설명한다. 본 발명의 전기, 전자부품에 은이 도금되는 다층의 도금층 구조는 도 1에서 도시하는 바와 같이, 도금용 지지체(102)인 리드 프레임(Lead Frame) 표면에 먼저 탈지 등을 실시하여 표면에 있는 유분을 제거하는 등 그 표면을 깨끗이 세정한 다음, 동 또는 니켈 하지 도금 층(103)을 0.001~1.0㎛ 형성하고, 은도금 층(104)을 0.001~10.0㎛ 형성하고, 은도금 층(104)의 표면 위에 두께 0.001∼1.0㎛의 은합금 도금 층(105)을 도금하여 이루어지는 다층의 도금층을 형성한 도금층을 갖는 구조이다. 도금용 지지체(102)는, 전해도금이 가능한 전도체이고 금속판으로 이루어지는 것이 좋다. 예를 들면 동계 금속, 철계 금속, 알루미늄계 금속, 스테인리스 계열의 금속이 예시되지만 이러한 금속들에 한정되지 않는다. 한편, 통상적으로 동계 금속판을 이용하는 경우에는 도금용 지지체(102)에 은도금을 실시하기 전에 하지(下地) 도금으로서 동 또는 니켈도금이 실시된다. 또한, 도금용 지지체(102)가 세라믹이나 수지를 베이스로 하는 경우에는 그 표면에 무전해 도금, 증착, 금속 층의 확산 형성에 의한 메탈라이징 가공으로 도전성의 피막을 형성할 수도 있다. 도금용 지지체(102)의 형상은 도 1에 도시하는 것에 한정하지 않고, 막대형상의 것이더라도 좋다. 본 발명의 도금구조는 도금용 지지체가 금속선이나 와이어와 같이 길이가 긴 부재로 이루어질 수 있으며, 그 둘레 표면에 동 또는 니켈을 하지 도금한 하지도금 층, 은도금 층, 은합금 도금 층이 순서대로 형성된 다층의 은도금 층을 가지는 것이다.
본 발명에 의한 은합금 도금 층(105)의 두께는 0.001∼1.0μm인 것이 바람직하다. 0.001∼1.0μm의 두께를 갖는 은합금 도금 층(105)은 와이어와의 본딩 특성과 초기 광 반사율도 우수하며, 시간이 경과하거나 열에 의해 은합금 도금 층(105)이 열에 의해 변색되거나 황이 포함된 분위기에서 황과 반응하여 황화가 촉진되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 양호한 광 반사성이나 표면 전기전도성을 갖는 동시에 은 특유의 광택을 가지며, 초기 광 반사율도 은과 같이 매우 우수한 수준으로, Au wire와의 본딩성(bonding)도 양호하게 된다. 은합금 도금 층(105)의 두께가 0.001μm 이하이면 황이 함유된 분위기에서 내흑변성이 불충분하고, 은합금 도금 층(105)의 두께 1.0μm 이상이면, 은 특유의 표면 특성인 광 반사성이나 표면 전기전도성이 저하되어 그 기능이 악화되기 시작하는 동시에 경제적으로도 손실이 오는 문제가 발생할 수 있다.
은합금 도금 층(105)의 은과 합금을 구성하는 금속으로서는, 주석, 니켈, 코발트, 인듐, 망간, 동, 아연, 카드늄, 팔라듐, 안티몬 등을 들 수 있으며 은과 이들 원소 중 하나 이상의 원소로 구성된 합금으로 합금도금 층을 형성할 수 있다. 그 중에서도, 주석, 인듐, 아연, 니켈, 망간은 황이 함유된 환경에서 내황화성이 우수하여 특히 바람직하다.
본 발명의 도금구조는 동 또는 니켈 하지도금을 형성한 다음 하지도금층 위에 은도금 층을 구성하고 내황화 및 내열특성이 우수한 은합금 층을 전기도금으로 형성하는 구조로 은도금 층 위에 은을 함유하지 않는 다른 금속으로 보호 도금층을 형성하고 가열에 의한 은도금 층과의 확산에 의해 은도금 층의 계면에서 다른 금속과 혼합하는 층을 이루는 형태와는 다른 것이다.
은도금 층(104)은 도금용 지지체(102)의 표면에 일반적인 도금방법으로 은도금하여 얻을 수 있다. 무전해 도금 및 진공증착 등 그 외의 피막 형성법에 의해서 은도금 층(104)이 형성될 수 있으며, 은도금 층(104)의 두께는 0.001∼10μm인 것이 바람직하다. 은도금하는 도금용 지지체(102)는 표면에 동 또는 니켈 등의 하지 도금(103)이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 고신뢰성, 내흑변성을 갖는 은도금 구조체(101)는, 은합금 도금 층(105)의 두께가 0.001∼1.0μm로 얇음에도 불구하고, 극히 우수한 은도금 층(104)의 색이 변하는 것을 방지하는 효과를 얻을 수 있다. 이것은 은합금 층을 전해도금으로 도금하여 은 도금층을 보호하는 층을 형성함으로써, 이와 같이 도금된 은합금 조직이 황화 작용을 억제하기 때문이라고 생각된다. 이러한 은도금 층(104)과 은합금 도금 층(105)은 각각 전해 도금에 의해 형성할 수 있다.
본 발명의 도금 구조를 구비한 발광다이오드(LED) 탑재용 지지체의 형태의 일례를 도 2에 도시한다. 도면 번호 201은 은 및 은합금 도금 완료된 LED용 리드 프레임이고 202는 발광소재를 탑재한 와이어본딩 후이고 203은 패키징 완료된 발광장치에 대한 도면이다. 발광소자 탑재용 지지체(200)는, 발광소자(204)를 탑재하는 부분 또는 오목부(206)를 갖는 리드 프레임(Lead Frame)이라고 하는 기판이다. 리드 프레임 형태의 기판은 랜드(208)와 리드(209)로 이루어지고, 랜드(208)에 발광소자를 보다 용이하게 탑재할 수 있도록 오목부(206)가 형성될 수 있다. 발광소자(204)는 오목부(206)의 바닥면에 상부에 위치하여 발광소자(204)의 한쪽의 단자가 랜드(208)와 본딩와이어(205)를 통하여 전기가 통전하게 되고, 다른 쪽의 단자가 와이어(214)를 통하여 리드(209)와 통전하게 된다. 오목부(206)의 바닥면과 측면에는 반사면이 형성되어 있으며, 본 발명에 있어서는 반사면에 동 또는 니켈로 하지 도금을 실시한 후, 은도금을 하고 그 은도금 층의 상부 표면에 플래시 전해도금 등에 의해 얇게 은과 주석, 인듐, 망간, 동, 니켈, 코발트, 아연, 카드늄, 팔라듐 혹은 안티몬 중 하나 또는 2개 이상의 금속과 합금으로 이루어진 은합금 도금층을 형성하여 얻을 수 있다.
도 2는 발광소자(204)가 실장된 발광장치에 대하여 도시한 것이다. 발광소자(204)의 실장 공정에서는 케이스의 몰드, 칩과의 와이어 본딩, 수지의 큐어(curing)를 위한 가열로 황화 방지 피막이 벗겨지거나 비산할 수 있다. 이에 은 도금층의 변색방지 효과가 감소함에 따라 반사면에 도금된 금속이 고열에서 반응하거나 황이 함유된 환경에서 황과 반응하게 되고, 변색이 더욱 진행되는 것에 의해 반사율이 저하되는 것이 문제가 되고 있다. 발광소자(204)가 발광하면 발열이 수반하고, 종래의 은도금 층으로 이루어지는 반사면에 있어서는 이러한 발열에 의한 변색 방지 효과의 감소로 변색이 더욱 진행하게 된다.
이에 반하여, 본 발명의 발광소자 탑재용 지지체(200)의 반사면은 시간의 경과나 반사면의 온도상승 등에 의한 변색이 거의 발생하지 않아, 장기간에 걸쳐 높은 반사율을 유지할 수 있다. 즉, 발광소자(LED)용 고신뢰성 광반사 은도금 층을 얻을 수 있다.
한편, 도 2의 (b)는 기판의 리드(209) 부분이 와이어를 통하여 연결 되지 않고 flip chip(214)형태로 연결되는 구조를 나타낸다. 215는 측면의 반사면 및 페키지의 틀을 유지하는 수지이고, 216은 형광체 및 렌즈를 구성하는 수지를 나타내는 것이다.
도 3은 본 발명을 응용한 PCB형 발광다이오드(LED) 패키징 구조의 일례를 도시한 것이다. 발광소자(LED)가 본 발명에 의한 은도금과 은합금 도금이 실시된 반사면(314)상에 배치되게 구성된다. 본 발명에 의한 반사면(314)이 은 고유의 광 반사성을 갖고, 또한 시간의 경과에 의한 열이나 황화에 기인하는 변색이 거의 발생하지 않기 때문에, 발광소자(LED)는 출사광량이 크고 또한 시간 경과에 의한 출사광량의 감소가 거의 없기 때문에 고신뢰성을 갖는다.
도 3의 (a), (b)와 (C)의 301, 311과 321은 발광다이오드(LED)용 PCB에 관한 것이고 302와 312와 발광다이오드를 탑재 및 와이어본딩 후의 배치도이며 322는 flip형 LED의 탑재 후의 배치도이다. 303, 313과 323은 패키징을 완료한 후의 배치도면인 것이다.
본 발명의 도금 구조는 PCB제품의 금도금 등의 후처리를 대신할 수 있으며, 스위치 및 부스바와 같은 접점뿐만 아니라 단자에도 적용할 수 있다. 본 발명의 도금 구조를 갖는 스위치 접점이나 단자는 은 특유의 광택과 양호한 표면 전기전도성을 갖고, 장기간의 사용에 의해서도 열해 의하거나 황을 함유된 환경에서 황과의 반응을 방지하기 때문에 이들 표면 특성의 변화가 적다.
본 발명의 효과는 이하에 도시하는 실험예 1, 2에 의해 확인되는 것이다.
[실험예 1]
도 1의 도금용 지지체(102)와 동일한 것으로 동합금 리드 프레임을 도금시료 자재로 이용하였다. 이 도금시료의 일면에 0.001~1.0μm의 동 또는 니켈의 하지도금을 실시한 후, 두께 0.001~10μm의 은도금을 실시하여 기본시료로 하고, 이 기본시료에 이하의 각 실험 수준에 따라서 은과 주석, 니켈, 아연의 3개 금속과 두께 0.001~1.0μm의 은합금 도금을 실시하였다.
변색 시험은 침적방식보다 황화를 가속 시험할 수 있는 가스발생 방식으로 하였으며, 물 100ml에 유황분말 1.0~1.5g을 함께 혼합한 용액을 밀폐용기에 넣고, 시험시료를 용액에 직접 접촉이 되지 않도록 용기에 넣는다. 그리고 항온을 유지할 수 있는 오븐에 밀폐용기를 넣고 온도를 50도로 세팅 후 시간의 경과에 따라서 시료온도의 상승과 습도 및 황화에 의한 색상을 육안으로 다음과 같이 판별하도록 한다.
판정 기준은,
○…표면에 황화가 거의 인정되지 않고 은 표면의 광택과 색조가 거의 유지
△…표면에 황화가 약간 인정되지만, 은 표면의 광택과 색조를 어느 정도 유지
× …표면에 황화가 진행되어 은 표면의 광택과 색조가 없음
광반사율은 은도금 및 무변색 은합금 도금된 LED 실장용 리드 프레임의 사출 및 페키징 완료 후 각각 350mA, 700mA의 전류를 통전하여, LED 발광 시 그 발현하는 빛에 의한 광반사율을 기존의 LED 패키지 시료를 비교예로 하여 각각 측정하였다.
이러한 본 발명의 발광다이오드(LED), PCB 또한 전기 및 전자기기 부품용 은합금 도금층 제조에 의해 얻어진 각종 부품의 표면은 황과 반응하여 변색되기 어렵고, 또한 접촉 저항이 은에 가까운 것을 알 수 있다. 특히, 와이어와의 본딩(bonding)성도 매우 우수하며, 은과 같은 광택을 구비함은 물론 시간의 경과에도 광반사율이 유지되는 것이다. 은과 합금되는 금속에 따라서 각각의 특성에 기여하는 성질에 차이가 있으며, 그 중에서 주석과 인듐과 아연을 비교하면, 본 발명에 있어서 인듐과 주석과 아연을 은과 합금하여 그 도금층으로 하는 경우 다른 합금 금속보다 더욱 황화가 발생하지 않아 보다 바람직하다.
[실험예 2]
도 2에 도시된 기판 형상의 리드 프레임에 니켈 하지도금 및 은도금, 은합금 도금을 각각 실시하였다. 리드 프레임은 동합금을 이용하여 타발 가공에 의해 성형하였다. 성형된 리드 프레임을 탈지처리 후 세정하고, 니켈도금용액(썰퍼민산 니켈 500g/L, 붕산 50g/L, 염화니켈 5g/L)으로 하지 니켈 도금을 실시하였다. 하지 니켈 도금의 피막두께는 0.5μm이었다. 이어서, 은도금액(시안화은 90g/L, 시안화칼륨 100g/L)으로 도금피막 두께 0.5μm의 은도금을 실시하였다. 은도금을 실시한 후, 은합금 도금액(시안화은 20g/L, 주석산나트륨 5g/L, 염화니켈 3g/L, 황산아연 5g/L, 시안화칼륨 100g/L, 수산화나트륨 20g/L, 광택제 3ml/L)으로 도금 피막두께 0.2μm의 은합금 도금을 실시한 후, 세정 및 건조하여 다층 도금된 리드 프레임을 얻었다. 그리고 비교예와 함께 와이어 본딩 특성, 초기 광 반사율, 광 신뢰성 및 황화 테스트를 행하였다.
실험예 1 및 2에서 얻어진 리드 프레임의 시험분석 결과를 표1~3에 나타내었다.
표 1은 실험시료 도금 후에 사출 및 패키징 완료 후 전류를 통전하여 발광다이오드(LED) 발광시 초기 광반사율 비교한 것이다.
[표 1]
[규칙 제26조에 의한 보정 10.02.2014]　
Figure WO-DOC-FIGURE-1
표 2는 물100ml에 유황분말 0.5g을 혼합 섞은 용액을 밀폐용기에 실험시료와 함께 오븐 내에 넣고, 온도는 50도를 유지하고 시간이 지남에 따른 변색 정도를 분석 비교한 것이다. 은합금 도금층을 형성한 실시예는 2시간 경과되어도 표면의 광택과 색조가 변화하지 않고 처음과 거의 같은 광택면을 유지하고 있으나, 비교예는 1시간이 경과되면 표면에 황화가 약간 나타나기 시작되고 2시간이 되면 황화가 진행되어 광택이 사라지고 색조가 사라지는 것을 알 수 있다.
[표 2]
[규칙 제26조에 의한 보정 10.02.2014]　
Figure WO-DOC-FIGURE-2
표 3에서는, 실험시료 도금 후에 사출 및 페키징 완료 후, 시험조건을 온도 85℃, 습도 85%의 고온 고습 환경에서, 인가전류 IF=150mA를 통전 LED 발광하여 시간의 경과에 따른 광반사 신뢰성 비교한 것이다.
[표 3]
[규칙 제26조에 의한 보정 10.02.2014]　
Figure WO-DOC-FIGURE-3
표 3을 볼 때, 실시예가 시간이 지남에 따라 기존의 LED 패키지 시료를 가지고 시험한 비교예에 비해 광신뢰성이 매우 우수함을 알 수 있다. 특히 실시예는 500시간이 경과한 후에도 광신뢰성이 거의 감소하지 않으나, 비교예는 급격히 나빠지기 시작하면서 1000시간이 경과하면 광신뢰성 차이가 8%나 현격하게 벌어지는 것을 인지할 수 있다.
본 발명은, 금속 은의 높은 광반사 특성이나, 높은 전기전도도 특성 등을 이용하여 각종 전기 및 전자기기의 표면에 다층 도금층을 형성한 것에 있어서, 도금된 은 표면의 황화 및 변색방지에 적합하도록 적용될 수 있다. 특히, LED용 리드 프레임 및 반사판, PCB 후처리, 스위치, 부품 접점, 부품 단자, 진공 단열재, 연료 전지용의 도전부, IC 패키지의 리드 또는 리드선 등에 적합하게 적용할 수 있다.
<부호의 설명>
101 : 은도금 구조체 102 : 전기전도성 지지체
103 : 동 또는 니켈 하지 도금 층 104 : 은도금 층
105 : 은 합금도금 층
201 : 은 및 은합금 도금 완료된 LED용 리드 프레임
202 : 발광소자 탑재 및 와이어본딩 후
203 : 패키징 완료 204 : LED발광다이오드
205 : Au wire bonding 206 : 백색수지 하우징
207 : 형광체 및 실리콘 수지 301 : COB LED용 PCB
302 : 발광소자 탑재 및 와이어본딩 후
303 : 패키징 완료
304 : 은 및 은합금 도금 완료된 LED용 기판 및 회로부
311 : COM LED용 PCB
312 : 발광소자 탑재 및 와이어본딩 후
313 : 패키징 완료
314 : 은 및 은합금 도금 완료된 LED용 금속부(metal)
315 : 은 및 은합금 도금 완료된 LED용 회로부

Claims (15)

  1. 도금층이 형성된 전기, 전자 기기부품에 있어서,
    기기부품의 표면에 니켈 또는 동으로 이루어진 하지 도금층;
    하지 도금층 위에 은도금 층이 도금되고, 은도금층 상에 은합금 도금층;으로 이루어진 내흑변성이 우수한 도금층을 구비한 전기, 전자기기 부품.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 은합금 도금층은 은과 주석, 인듐, 아연, 망간, 니켈, 구리, 코발트, 카드늄, 팔라듐, 안티몬 중의 하나 이상의 금속인 것을 특징으로 하는 내흑변성이 우수한 도금층을 구비한 전기, 전자기기 부품.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 하지 도금층은 두께 0.001~1.0㎛인 것을 특징으로 하는 내흑변성이 우수한 도금층을 구비한 전기, 전자기기 부품.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 은도금 층은 두께 0.001~10㎛인 것을 특징으로 하는 내흑변성이 우수한 도금층을 구비한 전기, 전자기기 부품.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 은합금 도금층은 두께 0.001~1.0㎛인 것을 특징으로 하는 내흑변성이 우수한 도금층을 구비한 전기, 전자기기 부품.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 전기, 전자 기기부품이 발광소자 탑재용 지지체인 것을 특징으로 하는 내흑변성이 우수한 도금층을 구비한 전기, 전자기기 부품.
  7. 전기, 전자기기 부품에 도금층을 형성하는 방법에 있어서,
    기기부품의 표면에 니켈 또는 동으로 이루어진 하지도금 층을 형성하는 단계;
    하지 도금층 위에 은도금 층을 도금하는 단계,
    은도금층 상에 은합금 도금층을 도금하는 단계;로 이루어진 전기, 전자 부기기 부품에 내흑변성이 우수한 도금층을 형성하는 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 하지도금 층을 형성하기 전에 기기부품을 세정하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기, 전자 부기기 부품에 내흑변성이 우수한 도금층을 형성하는 방법.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 은도금 및 은합금 도금층은 전기도금을 이용하는 것을 특징으로 하는 전기, 전자 부기기 부품에 내흑변성이 우수한 도금층을 형성하는 방법.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 하지도금 층은 니켈 또는 동도금 용액으로 도금을 하는 것을 특징으로 하는 전기, 전자 부기기 부품에 내흑변성이 우수한 도금층을 형성하는 방법.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 은도금 층은 시안화은과 시안화칼륨으로 이루어진 은도금 용액에서 도금되는 것을 특징으로 하는 전기, 전자 부기기 부품에 내흑변성이 우수한 도금층을 형성하는 방법.
  12. 제 7항에 있어서,
    상기 은합금 도금층은 은과 주석, 인듐, 아연, 망간, 니켈, 구리, 코발트, 카드늄, 팔라듐, 안티몬 중의 하나 이상의 금속인 것을 특징으로 하는 전기, 전자 부기기 부품에 내흑변성이 우수한 도금층을 형성하는 방법.
  13. 도금층이 형성된 전기 접점에 있어서,
    기기부품의 표면에 니켈 또는 동으로 이루어진 하지 도금층;
    하지 도금층 위에 은도금 층이 형성되고,
    은도금층 상에 은합금 도금층;으로 도금된 내흑변성이 우수한 도금층을 구비한 전기, 전자기기 접점.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 접점이 스위치 접점이나 기기부품의 접점인 것을 특징으로 하는 내흑변성이 우수한 도금층을 구비한 전기, 전자기기 접점.
  15. 제 7 내지 12항에 기재된 내흑변성이 우수한 도금층을 형성하는 방법으로 제조된 전기, 전자기기 부품을 포함하는 발광장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024041061A1 (zh) * 2022-08-23 2024-02-29 苏州聚生精密冲件有限公司 一种控制电容电阻及免焊锡铜导电片的电容制作工艺

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101636331B1 (ko) * 2016-03-04 2016-07-05 박광인 칠보 금속 장식판의 제조방법 및 그 방법에 의한 칠보 금속 장식판
US10483445B2 (en) * 2017-08-31 2019-11-19 Nichia Corporation Lead frame, package for light emitting device, light emitting device, and method for manufacturing light emitting device

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110007062A (ko) * 2009-07-15 2011-01-21 교와덴센 가부시끼가이샤 도금 구조 및 전기재료의 제조방법
JP2012138441A (ja) * 2010-12-27 2012-07-19 Dainippon Printing Co Ltd Ｌｅｄ用基板とその製造方法および半導体装置
KR101184796B1 (ko) * 2010-12-29 2012-09-20 와이엠티 주식회사 기판 구조물 및 그 제조 방법
KR20130029990A (ko) * 2011-09-16 2013-03-26 서울시립대학교 산학협력단 고반사율을 갖는 ｌｅｄ 리드프레임 및 그 도금 방법
JP2013125859A (ja) * 2011-12-14 2013-06-24 Furukawa Electric Co Ltd:The 光半導体装置用リードフレーム、光半導体装置用リードフレームの製造方法、および光半導体装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009079250A (ja) * 2007-09-26 2009-04-16 Dowa Metaltech Kk 最表層として銀合金層が形成された銅または銅合金部材およびその製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110007062A (ko) * 2009-07-15 2011-01-21 교와덴센 가부시끼가이샤 도금 구조 및 전기재료의 제조방법
JP2012138441A (ja) * 2010-12-27 2012-07-19 Dainippon Printing Co Ltd Ｌｅｄ用基板とその製造方法および半導体装置
KR101184796B1 (ko) * 2010-12-29 2012-09-20 와이엠티 주식회사 기판 구조물 및 그 제조 방법
KR20130029990A (ko) * 2011-09-16 2013-03-26 서울시립대학교 산학협력단 고반사율을 갖는 ｌｅｄ 리드프레임 및 그 도금 방법
JP2013125859A (ja) * 2011-12-14 2013-06-24 Furukawa Electric Co Ltd:The 光半導体装置用リードフレーム、光半導体装置用リードフレームの製造方法、および光半導体装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024041061A1 (zh) * 2022-08-23 2024-02-29 苏州聚生精密冲件有限公司 一种控制电容电阻及免焊锡铜导电片的电容制作工艺

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