WO2018062662A1 - 알루미늄 및 알루미늄 합금과의 접합특성이 우수한 안테나용 접촉 단자 박막 시트의 제조 및 처리방법 - Google Patents

알루미늄 및 알루미늄 합금과의 접합특성이 우수한 안테나용 접촉 단자 박막 시트의 제조 및 처리방법 Download PDF

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WO2018062662A1
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tin
plating layer
gold
alloy
contact terminal
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이을규
우상수
황규호
이기영
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전영화전 주식회사
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B5/00—Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form
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    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
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Definitions

  • the present invention relates to an antenna contact terminal thin film sheet having a first surface plating layer that satisfies corrosion resistance and abrasion resistance, and a second surface plating layer having excellent bonding characteristics, and a method of manufacturing the same.
  • a screw bonding method is used as a method for connecting the metal case and the antenna circuit, but a bonding method using a plated contact terminal is used due to inconvenience of space utilization and appearance design.
  • the plated contact terminals are mainly used with gold plating on copper foil or nickel plating and gold plating on copper foil, and have good efficiency at all frequencies and low reflection loss by contact part.
  • Ultrasonic welding is another method of welding a metal case and a contact terminal.
  • the ultrasonic welding is a method of joining two metals together, applying high frequency vibration to one side in parallel with the contact surface, and bonding them in a short time.
  • the oxide layer on the surface is removed and the surface is heated and joined.
  • the ultrasonic welding can be welded without deformation of the material and can reduce the thickness of the contact terminal to 20 ⁇ m or less has the advantage of reducing the thickness of the mobile phone.
  • ultrasonic welding has a small welding area, there is a disadvantage in that the bonding force between the contact terminal and the metal case is weak.
  • the welding is performed by applying an adhesive coating having a thickness of about 10 ⁇ m to the contact terminal and the coupling portion, but a problem occurs due to product defects and losses occurring in the welding process.
  • An object of the present invention is to provide a method for manufacturing and processing a plated thin film sheet for an antenna having excellent characteristics of corrosion resistance and abrasion resistance as contact terminals, and excellent bonding properties with aluminum and an aluminum alloy.
  • a contact terminal thin film sheet for an antenna comprising: a copper foil, a tin plating layer of tin or a tin-containing alloy on one surface of the copper foil, a nickel plating layer on the other surface of the copper foil, and gold formed on the nickel plating layer.
  • a contact terminal thin film sheet for an antenna comprising a gold plated layer of a gold alloy.
  • the tin plating layer preferably has a thickness of 1 to 5 ⁇ m.
  • the tin-containing alloy may be an alloy of tin and bismuth or an alloy of tin, bismuth and indium.
  • the tin-containing alloy may be 40 to 80% by weight tin, 20 to 60% by weight bismuth and 15% by weight or less of indium.
  • the nickel plating layer has a thickness of 4 to 8 ⁇ m, the gold plated layer is preferably 0.05 to 0.2 ⁇ m thickness.
  • the gold alloy plating layer may be an alloy of gold and at least one metal of indium, cobalt, and nickel.
  • the gold alloy plating layer is preferably a gold content of 99% by weight or more.
  • the copper foil may include an adhesive layer having a thickness of 0.1 to 5 ⁇ m of an acrylic adhesive having a carboxyl group or an epoxy group on the tin plating layer.
  • the present invention provides a method for manufacturing a contact terminal thin film sheet for an antenna, the method comprising forming a nickel plated layer on the first surface of a copper foil by electroplating, by electroplating on the nickel plated layer.
  • the plating solution containing tin may be a tin-containing compound, which may include 5 to 100 g / l, a complexing agent 50 to 250 g / l, and 0.01 to 20 g / l surfactant in a tin ion concentration.
  • the tin-containing compound may be at least one selected from the group consisting of tin sulfate, tin chloride, tin sulfamate, tin metasulfonic acid tin and tin oxide.
  • the plating solution containing tin may further include a bismuth-containing compound at a concentration of 5 to 100 g / l bismuth ions and an indium-containing compound at a concentration of 20 g / l indium ions.
  • the complexing agent may use at least one selected from the group consisting of citric acid, lactic acid, glyconic acid, metasulfonic acid, tartaric acid, oxalic acid and malic acid.
  • the nickel plating layer forming step includes nickel sulfamate with a nickel ion concentration of 50-100 g / l, nickel chloride with a concentration of 20-50 g / l, and 20-50 g / l boric acid, and has a temperature of 40-60 ° C., pH 3-5. It is formed by electroplating using a phosphorus plating solution.
  • the gold plating layer forming step comprises at least one selected from the group consisting of potassium cyanide 1 to 10 g / l, citric acid, sodium citrate and potassium citrate 20 to 100 g / l, the temperature is 40-60 °C, pH 2 to 5 It may be formed by electroplating using a phosphorus plating solution.
  • the plating solution of the gold plating layer forming step may further include at least one metal of indium, cobalt, and nickel in a total content of 0.1 to 5 g / l.
  • the copper foil was subjected to alkali degreasing and sulfuric acid activation treatment, the alkali degreasing 5 to 20 g / l caustic soda, 20 to 40 g / l sodium carbonate, 5 to 20 g / l tertiary sodium phosphate, 5-10 g / l sodium metasilicate And it is carried out by immersing in an alkaline degreasing solution having a temperature of 50 to 60 °C containing 1 to 5g / l surfactant, the sulfuric acid activation treatment can be carried out by immersing in a sulfuric acid aqueous solution of 5-10% by weight sulfuric acid. have.
  • the method may further include forming an adhesive layer having a thickness of 0.1 to 5 ⁇ m by applying an acrylic adhesive having a carboxyl group or an epoxy group on the tin plating layer.
  • the contact terminal according to the present invention is provided with a plating layer excellent in corrosion resistance and abrasion resistance on the upper surface and excellent in electrical conductivity, so that there is little loss due to contact.
  • the contact terminal according to the present invention has excellent reliability due to welding by having an alloy plated layer of tin or tin bismuth alloy plating or tin bismuth indium having excellent bonding properties with aluminum and an aluminum alloy on the lower surface.
  • FIG. 1 is a view showing a cross section of a thin film sheet for a contact terminal according to an embodiment of the present invention.
  • the present invention is to provide a contact terminal for the antenna, to provide a contact terminal for the antenna excellent in corrosion resistance, abrasion resistance and bonding properties by a multi-layer plating treatment on both sides of the base copper foil.
  • the contact terminal for an antenna provided by this invention contains a multilayer plating layer on both surfaces of copper foil.
  • the said copper foil is a base material of a contact terminal sheet, It is not limited to this, An electrolytic copper foil can be used.
  • the copper foil is not limited in thickness, but a sheet having a thickness of 8 to 20 ⁇ m may be used to be suitable for miniaturization of products and ease of welding. If it is less than 8 ⁇ m, there is a problem in that it is not easy to handle, such as cutting of the product during handling or easily damaged in the welding process, and if it exceeds 20 ⁇ m, the thickness of the product becomes thick and welding energy is required, so weldability is high. Falls.
  • the copper foil is to form a plating layer on both sides, to improve the corrosion resistance and wear resistance to the copper foil.
  • a step of degreasing using an alkali degreasing liquid to remove foreign matters attached to the surface as necessary is to form a plating layer on both sides, to improve the corrosion resistance and wear resistance to the copper foil.
  • the alkaline degreasing liquid may be a solution containing caustic soda, sodium carbonate, third sodium phosphate, sodium metasilicate and a surfactant.
  • the sodium carbonate to perform the role of degreasing through hydrolysis it may include a content of 20 ⁇ 40g / l.
  • the content of sodium carbonate is included in less than 20g / l there is a problem of weak degreasing power, if the content exceeds 40g / l there is a problem that the alkalinity is increased to corrode the material.
  • the third sodium phosphate is to serve as a surfactant and the role of peptizing, it is preferable to include in a content of 5 ⁇ 20g / l.
  • the content of the third sodium phosphate is less than 5g / l there is a problem of weak degreasing power, when the content of the third sodium phosphate exceeds 20g / l there is a problem of high alkalinity to corrode the material.
  • the degreasing liquid may include sodium metasilicate in an amount of 5-10 g / l.
  • the sodium metasilicate has a role of inhibiting the attachment of metals, and when the content of the sodium metasilicate is less than 5 g / l, there is a problem in that corrosion inhibition is lowered. There is a problem of adhesion and generation of stains.
  • the degreasing liquid may include 1 ⁇ 5g / l surfactant.
  • the surfactant is not particularly limited as long as it is commonly used, and is applicable to the present invention, and cationic surfactants, anionic surfactants, amphoteric surfactants, nonionic surfactants, and the like can be applied.
  • the surfactant is included in less than 1g / l there is a problem that is not partially degreasing, when the amount exceeds 5g / l there is a problem that a lot of bubbles are difficult to wash water.
  • the foreign matter adhering to the copper foil surface can be removed by immersing the copper foil sheet in the above degreasing liquid.
  • the degreasing liquid has a long degreasing time when the degreasing effect is weak when the temperature is low, and when the temperature is high, it is preferable that the degreasing liquid has a temperature range of 50 to 60 ° C. because of frequent problems of water replenishment. .
  • the degreasing time depends on the state of the raw material, but it is usually preferable to soak for about 20 to 60 seconds.
  • the activation treatment step is to remove the oxide layer present on the copper foil surface to improve the plating property on the copper foil surface. To this end, the step of treating the copper foil with sulfuric acid.
  • sulfuric acid which activates the said copper foil has a density
  • the nickel plating layer may be formed by performing electrolytic nickel plating on the surface of the copper foil, plating the nickel metal, and washing with water, thereby forming the nickel plating layer to improve corrosion resistance and hardness of the copper foil.
  • the electrolytic nickel plating is used as a supply and complexing agent of nickel ions nickel sulfamate (50 ⁇ 100g / l as a nickel metal), nickel chloride 20 ⁇ 50g / l as a component to help the dissolution of the anode, and serves as a pH stabilizer
  • a plating solution containing 20 to 50 g / l boric acid and a brightening agent can be used.
  • the plating solution is preferably maintained at a cathode current density of 1 ⁇ 10A / dm 2 at a temperature of pH 3 ⁇ 5 and 40 ⁇ 60 °C.
  • the nickel plating is not particularly limited, and a watt bath or a sulfamic acid bath may be used, and more preferably a sulfamic acid bath is more preferable in terms of plating speed and uniformity.
  • the nickel plating layer can be formed on the surface of copper foil by the above nickel electroplating. Thereby, it is preferable that the said nickel plating layer formed in the copper foil surface is formed in thickness of 4-8 micrometers. If the thickness is too thin, there is a problem that the strength and corrosion resistance of the product is poor, if the thickness is thick there is a problem that the cost increases.
  • the antenna contact terminal of the present invention also includes a gold plating layer on the nickel plating layer.
  • the gold plated layer is excellent in electrical conductivity, and does not easily oxidize in air, and thus has a small change in electrical conductivity due to oxidation, and thus plays an important role in using as a contact point.
  • the gold plating layer may be a gold alloy plating layer further comprising a metal such as indium, cobalt, and nickel as necessary.
  • the gold alloy plating layer is a hard gold alloy plating layer having a higher hardness and higher gloss and other properties than pure gold, and is more preferable because it can improve wear resistance as a contact terminal.
  • the gold or gold alloy plated layer may be formed by depositing a gold or gold alloy plated layer on the surface by dipping in an electrolytic acid gold plating solution, followed by washing with water.
  • the gold plating may also be performed by electrolytic plating, and the gold plating solution for this includes gold cyanide.
  • the potassium potassium cyanide includes 1 to 10 g / l as a source of gold ions. When the potassium cyanide is included in less than 1 g / l there is a problem that the precipitation efficiency is lowered, if it exceeds 10 g / l is disadvantageous in terms of cost.
  • At least one metal of indium, cobalt, and nickel may be included in a total amount of 0.1 to 5 g / l.
  • the gold plating solution may include at least one of citric acid, sodium citrate, and potassium citrate as a chemical that acts as a complexing agent and a conductive salt. These preferably contain 20 to 100 g / l.
  • the plating When the plating is performed using the electrolytic plating solution, the plating may be performed at a pH of 2 to 5 and a temperature of 40 to 60 ° C. under a plating condition of a cathode current density of 0.5 to 5 A / dm 2 .
  • the gold plating layer or the gold alloy plating layer may be formed on the nickel plating layer by the electroplating of gold or gold alloy as described above.
  • the gold content of the gold alloy plating layer is preferably 99% by weight or more. If the gold component is less than 99% by weight, the hardness of the alloy may be increased by increasing the content of the alloying component, but a problem arises in that the contact resistance is increased and the corrosion resistance is weak.
  • the gold or gold alloy plating layer formed on the surface of such a nickel plating layer preferably has a thickness of 0.05 to 0.2 ⁇ m. If the thickness of the gold or gold alloy plating layer is less than 0.05 ⁇ m there is a problem that the contact resistance and corrosion resistance is lowered, if it exceeds 0.2 ⁇ m there is a problem that the cost increases.
  • the other surface of the copper foil includes a tin or tin alloy plating layer.
  • Another surface including the tin or tin alloy plating layer is a surface on which the bonding terminal obtained thereby is bonded to the metal metal case. Therefore, since the surface has a plating layer of tin or tin alloy, it is possible to secure high bonding characteristics with aluminum and aluminum alloy which are metal case materials.
  • the tin or tin alloy plating may be formed by plating tin or tin and bismuth alloys or tin, bismuth and indium alloys on the other side of the copper foil, followed by washing with water.
  • the tin or tin alloy plating layer may provide excellent weldability, thereby improving adhesion between the aluminum and aluminum alloy used as the metal case and the contact terminal of the present invention.
  • the tin plating layer or tin alloy plating layer has a low melting point, in particular, the alloy plating layer has a low melting point due to the alloy composition. Therefore, excellent weldability can be exhibited even with little energy at the time of welding.
  • the concentration of the tin ions in the plating solution is preferably 5 to 100 g / l, more preferably 10 to 50 g / l. If the concentration of tin ions is less than 5 g / l, there is a problem that the precipitation efficiency is lowered, and if it exceeds 100 g / l, there is a problem that the cost increases.
  • the contact terminal of the present invention may be formed with a plating layer made of an alloy further comprising at least one metal of bismuth and indium together with tin on the other surface.
  • Bismuth sulfate, bismuth chloride, bismuth sulfamate, bismuth metasulfonic acid, bismuth oxide, etc. are mentioned as a source of bismuth ion in the said plating liquid, These can be used individually or in mixture.
  • the concentration of the bismuth ions is preferably 5 to 100 g / l, more preferably 10 to 50 g / l.
  • the alloy plating layer of tin and bismuth may form a plating layer having a composition of 40 to 80% by weight of tin and 20 to 60% by weight of bismuth, and the tin and bismuth alloy plating layer obtained thereby have a melting point of 140 to 150. Good adhesion can be obtained.
  • an alloy plating layer having a composition of 40 to 80% by weight, 20 to 60% by weight of bismuth and 15% by weight or less of indium (except 0% by weight) as an alloy plating layer of tin, bismuth and indium was formed on the surface of the copper foil. You can get it.
  • the alloy plating layer thus obtained has a lower melting point of 120 to 140 ° C., thus ensuring better adhesion.
  • the tin or tin alloy plating solution may include a complexing agent so that a plating layer may be easily formed on the surface of the copper foil.
  • a complexing agent citric acid, lactic acid, glyconic acid, metasulfonic acid, tartaric acid, oxalic acid, malic acid, etc. may be used, and any one of them may be used alone, or two or more complexing agents may be used in combination.
  • the content of the complexing agent used is preferably 50 to 250 g / l, more preferably 100 to 200 g / l. If the amount of the complexing agent is not sufficient, the metal cannot be complexed, resulting in a poor plating appearance.
  • the tin or tin alloy plating solution may be used by adding a surfactant as necessary.
  • the surfactant may be used, for example, various kinds of surfactants such as nonionic, cationic, anionic and amphoteric surfactants as necessary.
  • the concentration of the surfactant in the plating liquid is preferably 0.01 ⁇ 20g / l, more preferably in the range of 0.5 ⁇ 10g / l.
  • additives such as antioxidants and brighteners may be added and used as necessary to improve plating properties, and additives such as antioxidants and brighteners may be suitably used in the present invention as long as they are generally used in the art. Can be.
  • the tin or tin alloy plating solution is preferably maintained at a temperature of 20 to 50 °C, preferred cathode current density is 1 to 10A / dm 2 .
  • the tin or tin alloy plating layer is preferably formed to a thickness of 1 to 5 ⁇ m range. If it is less than 1 ⁇ m, the weldability of the product is inferior, and if it is more than 5 ⁇ m, it is not cost-effective.
  • the contact terminal provided by the present invention includes, as an example, a nickel plating layer 120 and a gold or gold alloy plating layer 130 on one surface of the copper foil 110, thereby providing excellent corrosion resistance and wear resistance. It also provides a tin or tin alloy plating layer 140 on the other side of the copper foil 110, whereby the metal, in particular aluminum or aluminum alloy 150 to which the contact terminal 100 of the present invention is attached The contact terminal 100 excellent in adhesiveness with can be obtained.
  • the nickel plating layer and the gold plating layer are formed on one surface of the copper foil, and the tin plating layer is formed on the other surface, but the order of forming the plating layer may be changed.
  • the tin plating layer may be formed on one surface of the copper foil first, and the nickel plating layer and the gold plating layer may be formed on the other surface, and the nickel plating layer may be formed on one surface of the copper foil and the tin plating layer may be formed on the other surface.
  • the order of gold plating layer can be formed on it, and the order can be variously set as needed.
  • the contact terminal provided by the present invention preferably has a total thickness including a plurality of plating layers in a range of 10 to 30 ⁇ m, more preferably 15 to 25 ⁇ m. More specifically, the nickel plating layer, gold or gold alloy plating layer formed on one surface of the copper foil, the tin or tin alloy plating layer formed on the other surface of the copper foil is 20 to 40%, 0.001 to 0.01% of the total contact terminal thickness, and It is preferably formed at a rate of 10 to 20%.
  • the contact terminals provided by the present invention may be joined by the method of ultrasonic welding, laser welding, spot welding and the like after contacting the tin or tin alloy plating layer 140 with aluminum and the aluminum alloy 150.
  • the copper foil including the plating layer according to the present invention has a low melting point of tin or tin alloy formed on one surface of the copper foil and is excellent in weldability with a metal case made of aluminum or an aluminum alloy, and thus may be suitably used as a contact terminal sheet for an antenna through welding. .
  • it can be used as a method of joining using heat and pressure at a low temperature of less than 200 °C utilizing the low melting point characteristics.
  • the contact terminal provided by the present invention is a tin or tin alloy plating layer 140 of the pressure-sensitive adhesive layer made of an acrylic adhesive having a carboxyl group or an epoxy group in order to facilitate welding and processing with aluminum and aluminum alloy 150. It may be further formed on the phase.
  • the formation method of the said adhesive layer is not specifically limited, It can form by applying the said adhesive on the tin plating layer of the said contact terminal sheet for antennas by a conventional method, For example, apply an adhesive, spray, roll Various methods such as coating can be applied.
  • the pressure-sensitive adhesive layer may be suitably used to fix the product during processing and welding of the product. It is preferable that the thickness of the said adhesive layer is 0.1-5 micrometers. If the thickness is less than 0.1 ⁇ m, the role of fixing the product as an adhesive may not be sufficient. If the thickness is more than 5 ⁇ m, there is a problem of lowering weldability by acting as a factor that hinders welding.
  • the degreased copper foil was immersed in a sulfuric acid activator loaded with sulfuric acid at a room temperature having a concentration of 7% by weight to remove the oxide layer on the surface of the copper foil, and then washed with water.
  • the copper foil is electrolyzed in a plating bath loaded with nickel plating solution consisting of nickel sulfamate (75 g / l as nickel metal), nickel chloride 30 g / l and boric acid 30 g / l.
  • nickel plating solution consisting of nickel sulfamate (75 g / l as nickel metal), nickel chloride 30 g / l and boric acid 30 g / l.
  • Plating was performed to form a nickel plating layer on one surface of the copper foil.
  • electroplating was carried out in a plating bath on which an acidic gold alloy plating solution composed of 2 g / l potassium cyanide, 20 g / l citric acid, 60 g / l sodium citrate, and 2 g / l cobalt sulfate was carried out, onto the nickel plated layer of the copper foil. An alloy plating layer of gold and cobalt was formed.
  • an acidic gold alloy plating solution composed of 2 g / l potassium cyanide, 20 g / l citric acid, 60 g / l sodium citrate, and 2 g / l cobalt sulfate was carried out, onto the nickel plated layer of the copper foil.
  • An alloy plating layer of gold and cobalt was formed.
  • the acidic gold alloy plating solution was plated with a temperature of 50 ° C., pH 4.5, and maintained at a current density of 1 A / dm 2 .
  • Tin and bismuth alloy plating or tin, bismuth and indium alloy plating were performed on the other surface of the copper foil having the nickel plating layer and the gold-cobalt alloy plating layer formed on one surface thereof.
  • the plating liquids used in the tin and bismuth alloy plating and tin and bismuth and indium alloy plating used tin chloride as tin ions, bismuth chloride as bismuth ions, and indium chloride as indium ions in the diffusion of metal ions.
  • citric acid, oxalic acid, metasulfonic acid and tartaric acid were used as the complexing agent
  • polyethylene glycol was used as the surfactant
  • benzenealdehyde was used as a brightener as shown in Table 1 below.
  • the stability of the solution was evaluated for the obtained plating solution, and the results are shown in Table 1.
  • the solution stability of the plating solution was left to rest for 1 week after bathing to investigate whether precipitation occurred, and evaluated and recorded as instability and stability depending on the presence or absence of precipitation.
  • the plating layer composition of the obtained specimen was analyzed, and the content of Bi and In present in the plating layer is shown in Table 1.
  • the specimen was separated from the Al plate by applying a physical force.
  • Example One 2 3 4 5 6 7 8 Ingredient g / l Sn ion 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 Bi ion 20 20 20 20 20 20 20 20 20 In ion - - - - 3 3 3 3 Citric acid 120 120 - - 120 120 - - Oxalic acid 20 20 - - 20 20 - - Metasulfonic acid - - 150 150 - - 150 150 Tartaric acid - - 50 50 - - 50 50 Surfactants 5 5 5 5 5 5 5 5 5 Polish One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One
  • the plating solution prepared under the conditions of Examples 1 to 8 was excellent in solution stability.
  • the melting point of the tin alloy plating layer showed a low result of less than 150 °C, weldability also showed a good result. From this, it can be seen that in the case of including the plated layer of tin or tin alloy according to the present invention, weldability with aluminum is good, thereby ensuring excellent bonding force. In addition, the plating state was good without the appearance of spots and streaks.
  • the antenna contact terminal sheet manufactured according to the embodiment of the present invention may be used as a contact terminal for the antenna through welding with a metal case of aluminum and aluminum alloy material.
  • Nickel plating was performed on one surface of the copper foil under the same conditions as in Example 1, except that plating of tin or tin alloy was not performed on one surface of the same copper foil as in Example 1, and gold plating was performed on the nickel plating.
  • the specimen was prepared by doing.
  • Example 2 The obtained specimens were welded in the same manner as in Example 1 to evaluate weldability. As a result of the evaluation, the specimen was separated from the Al plate and the weldability was poor.
  • contact terminal 110 copper foil

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)

Abstract

본 발명은 내식성과 내마모성을 만족시키는 제1면 도금층과 접합특성이 우수한 제2면 도금층을 가지는 안테나용 접촉 단자 박막 시트 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 동박 및 상기 동박의 일면에 주석 또는 주석 함유 합금으로 된 주석도금층이 형성된 안테나용 접촉 단자 박막 시트를 제공하며, 또한, 동박의 제1면에 전해도금에 의해 니켈 도금층을 형성하는 니켈도금층 형성 단계, 상기 니켈 도금층 상에 전해도금에 의해 금 또는 금 합금의 금도금층을 형성하는 금도금층 형성 단계 및 상기 동박의 제2면에 전해도금에 의해 주석을 포함하는 도금액을 사용하여 주석 또는 주석 합금의 도금층을 형성하는 주석도금층 형성 단계를 포함하는 안테나용 접촉 단자 박막 시트 제조방법을 제공한다.

Description

알루미늄 및 알루미늄 합금과의 접합특성이 우수한 안테나용 접촉 단자 박막 시트의 제조 및 처리방법
본 발명은 내식성과 내마모성을 만족시키는 제1면 도금층과 접합특성이 우수한 제2면 도금층을 가지는 안테나용 접촉 단자 박막 시트 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근 급속도로 이루어지는 통신기기의 발전과 더불어, 기기의 소형화, 경량화 및 고성능화가 이루어지고 있다. 또한 단말기의 한정된 크기 안에 다수의 안테나를 장착하기엔 어려움이 있어 다중 대역을 하나의 안테나로 구현할 수 있는 광대역 안테나 기술이 개발되었다. 이러한 광대역 안테나 설계에는 많은 공간이 필요하기 때문에 이러한 문제점을 개선하기 위한 방법으로 단말기의 케이스를 금속 재질로 구현한 후에 이러한 메탈 케이스가 안테나로 동작하는 기술이 개발되었다.
상기 메탈 케이스와 안테나 회로를 연결하기 위한 방법으로 종래에는 스크류 접합 방식을 사용하였으나, 공간 활용 및 외관 설계의 불편함으로 인해 도금접촉단자를 이용한 접합 방식이 사용되고 있다. 도금접촉단자는 주로 동박에 금도금 혹은 동박에 니켈도금과 금도금을 하여 사용하며, 모든 주파수에 대하여 효율이 좋으며 접촉부분에 의한 반사손실이 적다.
한편 메탈 케이스와 접촉단자는 용접으로 결합하게 되는데, 일반적인 용접 방법으로는 레이저 용접이 적용되고 있다. 그러나 이러한 레이저 용접 방식은 메탈 케이스와 접촉단자의 소재 변형을 가져와 안테나 성능을 떨어뜨리는 원인을 제공한다. 또한, 용접을 하기 위해서는 접촉단자의 두께가 100㎛ 이상이 확보되어야 하는데, 이는 단말기의 두께를 줄이는데 불리하게 작용한다.
메탈케이스와 접촉단자를 용접하는 다른 방법으로는 초음파 용접이 있는데, 상기 초음파용접은 2매의 금속을 맞대고, 그 한쪽에 접촉면과 평행하게 고주파진동을 가하여 단시간에 접합하는 방법으로 강한 마찰에 의해 금속 표면의 산화물층이 제거되며 표면이 가열되어 접합된다.
이러한 상기 초음파 용접은 소재 변형이 없이 용접이 가능하며 접촉단자의 두께를 20㎛ 이하로 낮출 수 있어 휴대폰 두께를 줄일 수 있는 장점이 있다. 하지만, 초음파 용접은 용접 면적이 작으므로 접촉단자와 메탈 케이스와의 접합력이 약한 단점이 있다. 이로 인해 접촉단자와 결합부위에 약 10㎛ 두께의 점착코팅을 하여 용접을 하고 있으나, 용접 공정에서 발생하는 제품 불량 및 손실로 인한 문제가 발생하고 있다.
본 발명은 접촉단자로서의 내식성과 내마모성이 우수하며, 알루미늄 및 알루미늄 합금과의 접합 특성이 우수한 특성을 갖는 안테나용 도금 박막 시트의 제조 및 처리방법을 제공함을 목적으로 한다.
본 발명은 일 견지로서, 안테나용 접촉 단자 박막 시트에 대한 것으로서, 동박, 상기 동박의 일면에 주석 또는 주석 함유 합금으로 된 주석도금층, 상기 동박의 다른 일면에 니켈 도금층 및 상기 니켈 도금층 상에 형성된 금 또는 금 합금의 금도금층을 포함하는 안테나용 접촉 단자 박막 시트를 제공한다.
상기 주석도금층은 1 내지 5㎛의 두께를 갖는 것이 바람직하다.
상기 주석 함유 합금은 주석 및 비스무스의 합금이거나 또는 주석, 비스무스 및 인듐의 합금일 수 있다.
상기 주석 함유 합금은 주석 40~80중량%, 비스무스 20~60중량% 및 인듐 15중량% 이하일 수 있다.
상기 니켈 도금층은 두께가 4 내지 8㎛이고, 상기 금도금층은 두께가 0.05 내지 0.2㎛인 것이 바람직하다.
상기 금합금 도금층은 금과 인듐, 코발트 및 니켈 중 적어도 하나의 금속과의 합금일 수 있다.
상기 금합금 도금층은 금 함량이 99중량% 이상인 것이 바람직하다.
상기 동박은 상기 주석도금층 상에 카르복실기나 에폭시기를 갖는 아크릴 점착제로 된 0.1 내지 5㎛ 두께의 점착제층을 포함할 수 있다.
본 발명은 다른 견지로서 안테나용 접촉 단자 박막 시트 제조방법을 제공하며, 상기 방법은 동박의 제1면에 전해도금에 의해 니켈 도금층을 형성하는 니켈도금층 형성 단계, 상기 니켈 도금층 상에 전해도금에 의해 금 또는 금 합금의 금도금층을 형성하는 금도금층 형성 단계 및 상기 동박의 제2면에 전해도금에 의해 주석을 포함하는 도금액을 사용하여 주석 또는 주석 합금의 도금층을 형성하는 주석도금층 형성 단계를 포함한다.
상기 주석을 포함하는 도금액은 주석함유 화합물로서, 주석이온 농도로 5 내지 100g/l, 착화제 50 내지 250g/l 및 계면활성제 0.01 내지 20g/l를 포함하는 것일 수 있다.
상기 주석 함유 화합물은 황산주석, 염화주석, 설파민산주석, 메타술폰산주석 및 산화주석으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나일 수 있다.
상기 주석을 포함하는 도금액은 비스무스 이온 5~100g/l 농도의 비스무스 함유 화합물 및 인듐 이온 20g/l 농도의 인듐 함유 화합물을 더 포함할 수 있다.
상기 착화제는 구연산, 젖산, 글리콘산, 메타술폰산, 주석산, 옥살산 및 말릭산으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나를 사용할 수 있다.
상기 니켈 도금층 형성 단계는 니켈 이온 농도 50~100g/l의 설파민산니켈, 농도 20~50g/l의 염화니켈 및 붕산 20~50g/l을 포함하며, 온도 40-60℃이고, pH 3 내지 5인 도금액을 사용하여 전해도금에 의해 형성하는 것이다.
상기 금도금층 형성 단계는 시안화금칼륨 1 내지 10g/l, 구연산, 구연산소다 및 구연산칼륨으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나를 20 내지 100g/l 포함하며, 온도 40-60℃이고, pH 2 내지 5인 도금액을 사용하여 전해도금에 의해 형성하는 것일 수 있다.
상기 금도금층 형성단계의 도금액은 인듐, 코발트, 니켈 중 적어도 하나의 금속을 합계 0.1 내지 5g/l의 함량으로 더 포함할 수 있다.
상기 동박은 알칼리 탈지 및 황산 활성화 처리된 것으로서, 상기 알칼리 탈지는 가성소다 5 내지 20g/l, 탄산소다 20 내지 40g/l, 제3 인산소다 5 내지 20g/l, 메타규산소다 5-10g/l 및 계면활성제 1 내지 5g/l를 포함하는 50 내지 60℃의 온도를 갖는 알칼리 탈지액에 침지하여 수행하며, 상기 황산 활성화 처리는 황산 5-10중량%의 농도인 황산 수용액에 침지하여 수행할 수 있다.
상기 주석도금층 상에 카르복실기나 에폭시기를 갖는 아크릴 점착제를 적용하여 0.1 내지 5㎛ 두께의 점착제층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 접촉 단자는 상면에 내식성과 내마모성이 뛰어나며 전기전도성이 우수한 도금층을 구비함으로써 접촉에 의한 손실이 적다.
또한, 본 발명에 따른 접촉 단자는 하면에 알루미늄 및 알루미늄 합금과의 접합 특성이 우수한 주석 혹은 주석 비스무스 합금 도금 혹은 주석 비스무스 인듐의 합금도금층을 가짐으로써 용접으로 인한 신뢰성이 우수하다.
도 1의 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 단자용 박막 시트의 단면을 나타내는 도면이다.
본 발명은 안테나용 접촉단자를 제공하고자 하는 것으로서, 모재가 되는 동박의 양면에 다층의 도금처리를 하여 내식성과 내마모성 및 접합 특성이 우수한 안테나용 접촉 단자를 제공한다.
본 발명에 의해 제공되는 안테나용 접촉 단자는 동박의 양면에 다층의 도금층을 포함한다. 상기 동박은 접촉단자시트의 모재로서, 이에 한정하는 것은 아니지만, 전해동박을 사용할 수 있다. 상기 동박은 두께의 제한은 없으나 제품의 소형화 및 용접의 용이함에 적합하도록 8~20㎛ 두께를 갖는 시트를 사용할 수 있다. 8㎛ 미만인 경우에는 취급 중 제품의 절단이나, 용접 과정에서 쉽게 손상되는 등의 취급상 용이하지 않은 문제가 있으며, 20㎛를 초과하는 경우에는 제품의 두께가 두꺼워지며 용접 에너지가 많이 필요하여 용접성이 떨어진다.
상기 동박은 양면에 도금층을 형성하여, 동박에 대한 내식성 및 내마모성을 향상시키고자 한다. 이때, 상기 도금층을 형성하기 전에 필요에 따라 표면에 부착된 이물질 등을 제거하기 위하여 알칼리 탈지액을 사용하여 탈지하는 단계를 포함한다.
상기 알칼리 탈지액은 가성소다, 탄산소다, 제3 인산소다, 메타규산소다 및 계면활성제를 포함하는 용액을 사용할 수 있다.
상기 가성소다는 탈지액의 알칼리도 유지를 위하여 포함하는 것으로서, 5~20g/l의 함량으로 포함하는 것이 바람직하다. 5g/l 미만의 함량으로 포함되는 경우에는 알칼리이온의 소모에 의한 탈지 성능이 떨어지는 문제가 있으며, 20g/l를 초과하는 경우에는 알칼리도가 높아져서 소재를 부식케 하는 문제가 있다.
한편, 상기 탄산소다는 가수분해를 통해 탈지의 역할을 수행하는 것으로서, 20~40g/l의 함량으로 포함할 수 있다. 탄산소다의 함량이 20g/l 미만으로 포함되는 경우에는 탈지력이 약한 문제가 있으며, 40g/l를 초과하는 경우에는 알칼리도가 높아져서 소재를 부식케 하는 문제가 있다.
또한, 상기 제3 인산소다는 계면활성제의 역할 및 해교의 역할을 수행하는 것으로서, 5~20g/l의 함량으로 포함하는 것이 바람직하다. 상기 제3 인산소다의 함량이 5g/l 미만인 경우에는 탈지력이 약한 문제가 있으며, 20g/l를 초과하는 경우에는 알칼리도가 높아져서 소재를 부식케 하는 문제가 있다.
나아가, 상기 탈지액은 메타규산소다를 5~10g/l의 함량으로 포함할 수 있다. 상기 메타규산소다는 금속의 부속을 억제하는 역할을 하는 것으로 상기 메타규산소다의 함량이 5g/l 미만으로 포함된 경우에는 부식 억제능력이 떨어지는 문제가 있으며, 10g/l를 초과하는 경우에는 소재에 부착되어 얼룩을 발생시키는 문제가 있다.
또한, 상기 탈지액은 계면활성제를 1~5g/l 포함할 수 있다. 계면활성제로는 통상 사용되는 것이라면 특별히 한정하지 않고, 본 발명에서도 적용할 수 있는 것으로서, 양이온성 계면활성제, 음이온성 계면활성제, 양쪽성 계면활성제, 비이온성 계면활성제 등을 적용할 수 있다. 상기 계면활성제가 1g/l 미만으로 포함되는 경우에는 부분적으로 탈지가 되지 않는 문제가 있으며, 5g/l를 초과하는 경우에는 거품이 많이 발생하여 수세하기 어려운 문제가 있다.
상기와 같은 탈지액에 동박 시트를 침지함으로써 동박 표면에 부착된 이물질을 제거할 수 있다. 이때, 상기 탈지액은 온도가 낮을 시에는 탈지효과가 약하여 탈지 시간이 오래 걸리며, 온도가 높을 시에는 증발이 심하여 물의 보충을 자주 해야 하는 문제가 있으므로 50 내지 60℃의 온도범위를 갖는 것이 바람직하다. 탈지 시간은 소재의 상태에 따라 다르지만 보통 20 내지 60초 정도 침지하는 것이 바람직하다.
이와 같이 동박을 탈지액으로 처리한 다음, 상기 동박을 세척하여 동박 표면의 탈지액을 제거한 후, 상기 동박 표면을 활성화처리하는 단계를 포함한다. 상기 활성화 처리 단계는 동박 표면에 존재하는 산화층을 제거하여 동박 표면에 대한 도금성을 향상시키고자 하는 것이다. 이를 위해, 상기 동박을 황산으로 처리하는 단계를 포함한다.
상기 동박을 활성화하는 황산은 5~10중량%의 농도를 갖는 것이 바람직하다. 상기 황산 농도가 5중량% 미만이면 소재가 충분히 활성화되지 못하는 문제가 있으며, 10중량%를 초과하면 소재가 부식되어 손상되는 문제가 있다.
이어서, 상기 활성화처리된 동박 표면에 니켈 도금층을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 니켈 도금층은 상기 동박 표면에 대하여 전해 니켈 도금을 수행하여 니켈 금속을 도금한 후 수세하여 세척함으로써 형성할 수 있으며, 이에 의해 형성된 니켈 도금층은 동박에 대하여 내식성 및 경도를 향상시킨다.
상기 전해 니켈 도금은 니켈이온의 공급 및 착화제로서의 역할로서 설파민산니켈(니켈 금속으로 50~100g/l)을, 양극 용해를 돕는 성분으로 염화니켈 20~50g/l, pH 안정제의 역할을 하는 붕산 20~50g/l 및 광택제를 포함하는 도금액을 사용할 수 있다. 이때, 상기 도금액은 pH 3~5 및 40~60℃의 온도에서 음극전류밀도 1~10A/dm2로 유지되는 것이 바람직하다.
상기 니켈도금은 특별히 한정하지 않으며, 와트욕 또는 설파민산욕을 사용할 수 있으며, 보다 바람직하게는 설파민산욕이 도금 속도 및 균일성 면에서 보다 바람직하다.
상기와 같은 니켈 전해도금에 의해 동박 표면에 니켈 도금층을 형성할 수 있다. 이에 의해 동박 표면에 형성되는 상기 니켈 도금층은 4 내지 8㎛의 두께로 형성되는 것이 바람직하다. 두께가 너무 얇으면 제품의 강도 및 내식성이 떨어지는 문제가 있으며, 두께가 두꺼우면 비용이 높아지는 문제가 있다.
본 발명의 안테나용 접촉단자는 상기 니켈 도금층 상에 금 도금층을 또한 포함한다. 상기 금도금층은 전기전도성이 뛰어나며, 공기 중에서 쉽게 산화되지 않아서 산화에 의한 전기전도도의 변화가 적으므로 접점으로서 사용함에 있어서 중요한 역할을 한다.
상기 금 도금층은 필요에 따라 인듐, 코발트, 니켈 등의 금속을 더 포함하는 금합금 도금층일 수 있다. 상기 금합금 도금층은 순금에 비하여 경도가 높고 광택 등 기타 성질도 우수한 경질의 금합금 도금층으로서, 접촉 단자로서의 내마모성을 향상시킬 수 있어 보다 바람직하다.
상기 금 또는 금합금의 도금층의 형성은 전해 산성 금 도금액에 침적하여 표면에 금 또는 금합금 도금층을 형성한 후, 수세하여 세척함으로써 형성할 수 있다.
상기 금 도금 역시 전해 도금에 의해 수행할 수 있는 것으로서, 이를 위한 금도금액은 시안화금칼륨을 포함한다. 상기 시안화금칼륨은 금 이온의 공급원으로서, 1 내지 10g/l을 포함한다. 상기 시안화금칼륨을 1g/l 미만으로 포함하는 경우 석출 효율이 떨어지는 문제가 있으며, 10g/l를 초과하는 경우에는 비용적으로 불리하다.
또한 내마모성이 향상되는 경질 금도금층을 형성시키기 위해서는 인듐, 코발트, 니켈 중 적어도 하나의 금속을 이들을 합계량으로 0.1 내지 5g/l 포함할 수 있다.
또한 상기 금 도금액은 착화제 및 전도성 염의 역할을 하는 약품으로서 구연산, 구연산소다 및 구연산칼륨 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이들은 20 내지 100g/l를 포함하는 것이 바람직하다.
나아가, 도금액의 성능을 향상시키기 위한 소정의 첨가제를 필요에 따라 또한 포함할 수 있다.
상기 전해 도금액을 사용하여 도금을 수행하는 경우에는 pH 2 내지 5 및 온도 40 내지 60℃에서 음극전류밀도 0.5~5A/dm2의 도금조건 하에서 수행할 수 있다.
상기와 같은 금 또는 금합금의 전해도금에 의해 니켈도금층 상에 금 도금층 또는 금합금 도금층을 형성할 수 있다. 상기 니켈 도금층 상에 금합금 도금층을 형성하는 경우에는 금합금 도금층의 금 함량은 99중량% 이상인 것이 바람직하다. 금 성분이 99중량% 미만이면 합금성분의 함량 증대로 경도를 높일 수 있으나, 접촉 저항이 높아지고 내식성이 약해지는 문제가 발생한다.
이와 같은 니켈 도금층 표면에 형성되는 금 또는 금합금 도금층은 0.05 내지 0.2㎛의 두께를 갖는 것이 바람직하다. 상기 금 또는 금합금 도금층의 두께가 0.05㎛ 미만이면 접촉 저항 및 내식성이 저하되는 문제가 있으며, 0.2㎛를 초과하면 비용이 증가하는 문제가 있다.
한편, 상기 니켈 도금 및 금 또는 금합금 도금층이 형성되는 동박의 일면에 대하여 상기 동박의 다른 일면에는 주석 또는 주석합금 도금층을 포함한다. 상기 주석 또는 주석 합금 도금층을 포함하는 다른 일면은 이에 의해 얻어지는 접합단자가 금속 메탈케이스와 접합되는 표면이다. 따라서, 그 표면이 주석 또는 주석 합금의 도금층을 가짐으로써 메탈케이스 재질인 알루미늄 및 알루미늄 합금과의 높은 접합특성을 확보할 수 있다.
상기 주석 또는 주석 합금 도금은 상기 동박의 다른 일면에 주석 또는 주석 및 비스무스 합금 또는 주석, 비스무스 및 인듐 합금을 도금한 후 수세하여 세척함으로써 형성할 수 있다. 상기 주석 또는 주석 합금 도금층은 우수한 용접성을 제공하여, 메탈 케이스로 사용되는 알루미늄 및 알루미늄 합금과 본 발명의 접촉단자 사이의 접착성을 개선할 수 있다.
구체적으로, 상기 주석 도금층 또는 주석합금 도금층은 낮은 녹는점을 가지며, 특히, 합금 도금층은 그 합금 조성에 의해 녹는점이 낮다. 따라서, 용접시에 적은 에너지로도 우수한 용접성을 나타낼 수 있다.
상기 주석의 공급원으로서는 황산주석, 염화주석, 설파민산주석, 메타술폰산주석, 산화주석 등을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 이때, 도금액 중에 상기 주석 이온의 농도는 5~100g/l인 것이 바람직하며, 더 바람직하게는 10~50g/l이다. 주석 이온의 농도가 5g/l 미만인 경우에는 석출 효율이 저하되는 문제가 있으며, 100g/l을 초과하는 경우에는 비용이 증가하는 문제가 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 접촉단자는 상기 다른 일면에 주석과 함께 비스무스 및 인듐 중에서 적어도 하나의 금속을 더 포함하는 합금으로 된 도금층이 형성될 수 있다.
상기 도금액 중의 비스무스 이온의 공급원으로서는 황산비스무스, 염화비스무스, 설파민산비스무스, 메타술폰산비스무스, 산화비스무스 등을 들 수 있으며, 이들을 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 비스무스 이온의 농도는 5~100g/l인 것이 바람직하며, 더 바람직하게는 10~50g/l이다.
이에 의해 주석과 비스무스의 합금 도금층은 주석 40 내지 80중량%, 비스무스 20 내지 60중량%의 조성을 갖는 도금층을 형성할 수 있으며, 이에 의해 얻어진 주석과 비스무스 합금 도금층은 140~150의 녹는점을 가져, 양호한 접착성을 얻을 수 있다.
나아가, 상기 도금액은 상기 주석 및 비스무스와 함께 인듐을 또한 포함하여, 주석, 비스무스 및 인듐의 합금 도금층을 형성할 수 있다. 이를 위해 상기 도금액은 인듐 이온의 공급원을 또한 포함할 수 있다. 상기 인듐 이온의 공급원은 황산인듐, 염화인듐, 썰파민산인듐, 메타술폰산인듐, 산화인듐 등을 들 수 있으며, 이들을 단독으로 또는 2 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 인듐 이온의 농도는 1~20g/l인 것이 바람직하며, 더 바람직하게는 2~10g/l이다.
이에 의해 동박 표면에는 주석, 비스무스 및 인듐의 합금 도금층으로서, 주석 40~80중량%, 비스무스 20~60중량% 및 인듐 15중량% 이하(단, 0중량%는 제외한다)의 조성을 갖는 합금도금층을 얻을 수 있다. 이에 의해 얻어진 합금도금층은 120~140℃의 보다 낮은 녹는점을 가지며, 따라서, 보다 양호한 접착성을 확보할 수 있다.
상기 주석 또는 주석 합금 도금액은 상기 동박 표면에 도금층이 용이하게 형성될 수 있도록 하기 위해 착화제를 포함할 수 있다. 상기 착화제로는 구연산, 젖산, 글리콘산, 메타술폰산, 주석산, 옥살산, 말릭산 등을 사용할 수 있으며, 이들 중 어느 하나를 단독으로 사용할 수 있음은 물론, 둘 이상의 착화제를 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 사용한 착화제의 함량은 50~250g/l인 것이 바람직하며, 더 바람직하게는 100~200g/l이다. 착화제의 양이 충분하지 못하면 금속이 착화되지 못하여 도금 외관이 불량해지는 문제가 발생한다.
나아가, 상기 주석 또는 주석합금 도금액은 필요에 따라 계면활성제를 추가하여 사용할 수 있다. 상기 계면활성제는 예를 들어, 비이온성, 양이온성, 음이온성, 양쪽성 계면활성제 등의 다양한 종류의 계면활성제를 필요에 따라 사용할 수 있다. 이때, 도금 액에서 상기 계면활성제의 농도는 0.01~20g/l인 것이 바람직하며, 더 바람직하게는 0.5~10g/l의 범위이다.
상기 도금액은 이외에도 도금 성질을 개선하기 위하여 산화방지제, 광택제 등의 첨가제를 필요에 따라 첨가하여 사용할 수 있으며, 이러한 산화방지제, 광택제 등의 첨가제는 본 분야에서 일반적으로 사용되는 것이라면 본 발명에서도 적합하게 사용할 수 있다.
상기 주석 또는 주석합금도금액은 20 내지 50℃의 온도를 유지하는 것이 바람직하며, 바람직한 음극 전류밀도는 1 내지 10A/dm2이다.
이러한 도금액을 사용하여 전해도금을 수행함으로써 동박의 일 표면에 주석 또는 주석합금을 형성함으로써 메탈 케이스 등과의 접착성을 향상시킬 수 있다. 이와 같은 접착성 향상을 위해 상기 주석 또는 주석합금 도금층은 1 내지 5㎛ 범위의 두께로 형성되는 것이 바람직하다. 1㎛ 미만의 경우에는 제품의 용접성이 떨어지며, 5㎛ 을 초과하는 경우에는 비용적으로 바람직하지 못하다.
이에 의해 본 발명에 의해 제공되는 접촉단자는 일 예로서, 도 1에 나타낸 바와 같이, 동박(110)의 일면에 니켈 도금층(120) 및 금 또는 금합금 도금층(130)을 포함하여, 우수한 내식성 및 내마모성을 제공하며, 또한, 상기 동박(110)의 다른 일면에 주석 또는 주석 합금 도금층(140)을 포함하며, 이에 의해 본 발명의 접촉단자(100)가 부착되는 금속, 특히 알루미늄 또는 알루미늄 합금(150)과의 접착성이 우수한 접촉단자(100)를 얻을 수 있다.
본 발명의 안테나용 접촉 단자 박막 시트를 제조하는 방법에 있어서, 동박의 일면에 니켈 도금층과 금도금층을 형성하고, 다른 일면에 주석도금층을 형성하는 순서로 기재하였으나, 도금층의 형성 순서는 변경될 수 있는 것으로서, 동박의 일면에 주석도금층을 먼저 형성하고, 타면에 니켈 도금층과 금도금층을 형성할 수 있으며, 또한, 동박의 일면에 니켈 도금층을 형성하고, 타면에 주석도금층을 형성한 후에 상기 니켈도금층 상에 금도금층을 형성할 수 있는 등, 그 순서는 필요에 따라 다양하게 설정할 수 있다.
본 발명에 의해 제공되는 접촉단자는 복수의 도금층을 포함하는 총 두께가 10 내지 30㎛ 범위의 두께를 갖는 것이 바람직하며, 15 내지 25㎛의 두께를 갖는 것이 보다 바람직하다. 보다 구체적으로, 상기 동박의 일 표면에 형성되는 니켈 도금층, 금 또는 금합금 도금층, 동박의 다른 일 표면에 형성되는 주석 또는 주석 합금 도금층은 각각 전체 접촉단자 두께의 20 내지 40%, 0.001 내지 0.01% 그리고 10 내지 20%의 비율로 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 의해 제공되는 접촉단자는 상기 주석 또는 주석 합금도금층(140)과 알루미늄 및 알루미늄 합금(150)을 접촉한 후 초음파 용접, 레이저용접, 스포트용접 등의 방법에 의해 접합할 수 있다.
본 발명에 따른 도금층을 포함하는 동박은 동박의 일면에 형성된 주석 또는 주석 합금의 용융점이 낮아 알루미늄 또는 알루미늄 합금 소재의 메탈케이스와 용접성이 우수하여 용접을 통한 안테나용 접촉단자 시트로서 적합하게 사용될 수 있다. 또한 융점이 낮은 특성을 활용하여 200℃ 이하의 저온에서 열과 압력을 이용하여 접합하는 방법으로 사용될 수 있다.
한편, 본 발명에 의해 제공되는 접촉단자는 알루미늄 및 알루미늄 합금(150)과의 용접 및 가공을 용이하게 하기 위하여 카르복실기나 에폭시기를 갖는 아크릴 점착제로 된 점착제층을 상기의 주석 또는 주석 합금도금층(140) 상에 추가로 형성할 수 있다.
상기 점착체층의 형성 방법은 특별히 한정하지 않으며, 통상적인 방법에 의해 상기 안테나용 접촉 단자 시트의 주석도금층 상에 상기 점착제를 적용함으로써 형성할 수 있으며, 예를 들어, 점착제를 도포하거나, 스프레이, 롤코팅 등의 다양한 방법을 적용할 수 있다.
상기 점착제층은 제품의 가공 및 용접시에 제품을 고정하기 위해 적합하게 사용될 수 있다. 상기 점착제층의 두께는 0.1 내지 5㎛인 것이 적당하다. 0.1㎛ 미만인 경우에는 점착제로서의 제품을 고정하는 역할을 충분하지 못하며, 5㎛을 초과하는 경우에는 오히려 용접을 방해하는 요인으로 작용하여 용접성을 저하시키는 문제가 있다.
이하, 본 발명을 실시예를 들어 보다 구체적으로 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 본 발명에 대한 일 예로서, 이에 의해 본 발명을 한정하고자 하는 것은 아니다.
실시예 1 내지 8
12㎛ 두께의 전해동박을 가성소다 20g/l, 탄산소다 30g/l, 제3인산소다 10g/l, 메타규산소다 10g/l, 계면활성제 2g/l로 구성된 온도 55℃의 탈지액이 담지된 탈지조에 침적 후 수세하였다.
이어서, 상기 탈지된 동박을 7중량% 농도를 갖는 상온의 황산이 담지된 황산 활성화조에 침적하여 동박 표면의 산화물층을 제거하여 활성화한 후 수세하였다.
상기 알칼리 탈지 및 황산 활성화의 전처리를 완료한 후, 상기 동박을 썰파민산니켈(니켈금속으로 75g/l), 염화니켈 30g/l, 붕산 30g/l로 구성된 니켈도금액이 담지된 도금조에서 전해도금을 수행하여 동박의 일면에 니켈 도금층을 형성하였다.
이때, 상기 전해니켈도금액은 온도 50℃이고, pH 4.2이며, 전류밀도 5A/dm2의 조건으로 유지하여 도금하였다.
그 후, 시안화금칼륨 2g/l, 구연산 20g/l, 구연산소다 60g/l, 황산코발트 2g/l로 구성된 산성 금합금 도금액이 담지된 도금조에서 전해도금을 수행하여, 상기 동박의 니켈도금층 상에 금과 코발트의 합금 도금층을 형성하였다.
상기 산성 금합금 도금액은 온도 50℃이고, pH 4.5이며, 전류밀도 1A/dm2의 조건으로 유지하여 도금하였다.
일면에 니켈 도금층 및 금-코발트 합금 도금층이 형성된 동박에 대하여 다른 면에 주석 및 비스무스 합금도금 또는 주석, 비스무스 및 인듐 합금도금을 수행하였다.
상기 주석 및 비스무스 합금도금과 주석 및 비스무스 및 인듐 합금도금에 사용된 도금액은 금속 이온의 보급에 있어서 주석 이온으로서 염화주석, 비스무스 이온으로서 염화비스무스, 인듐 이온으로서 염화인듐을 사용하였다. 또한 착화제로서 구연산, 옥살산, 메타술폰산, 주석산을 사용하였으며, 계면활성제는 폴리에틸렌글리콜을 사용하였고, 광택제로서는 벤젠알데히드를 아래 표 1에 나타낸 바와 같은 조성을 갖는 것을 사용하였다.
얻어진 도금액에 대하여 용액의 안정성을 평가하고, 그 결과를 표 1에 나타내었다. 상기 도금액의 용액 안정성은 건욕 후 1주일간 방치하여 침전이 발생하는지 여부를 조사하고, 침전 발생 유무에 따라 불안정 및 안정으로 평가하고 기록하였다.
상기 얻어진 도금욕을 사용하여 표 1에 나타낸 바와 같이 도금욕 온도 조건하에서 표 1의 음극 전류밀도로 도금을 수행하였다.
얻어진 시편의 도금층 조성을 분석하고, 도금층 중에 존재하는 Bi 및 In 함유율을 표 1에 나타내었다.
한편, 상기 도금에 의해 시편의 일 표면에 형성된 주석합금 도금층에 대한 녹는점을 측정하고, 그 결과를 표 1에 나타내었다.
또한, 각 실시예에서 얻어진 시편에 대하여 주석 도금층이 형성된 면을 Al 판과 초음파 용접하였을 때 Al과 상기 시편의 접합력을 평가하고, 그 결과를 표 1에 나타내었다.
상기 용접성 테스트 및 평가는 다음과 같이 수행하였다.
상기 얻어진 시편을 Al 판에 용접한 후, 물리적 힘을 가하여 상기 Al 판으로부터 시편의 분리하였다.
이때, 시편이 찢어지면서 Al 판과 분리되는 경우는 용접성이 양호한 것으로 평가하였다. 반면, 용접부위에서 시편과 Al 판 간의 분리가 일어나는 경우는 용접성이 열악한 것으로 평가하였다.
이와 같은 용접성 평가 테스트를 동일한 시편에 대하여 10회 수행하고, 8회 이상 양호한 것으로 평가되는 경우를 최종적으로 양호로 기재하였다.
실시예
1 2 3 4 5 6 7 8
성분g/l Sn 이온 15 15 15 15 15 15 15 15
Bi 이온 20 20 20 20 20 20 20 20
In 이온 - - - - 3 3 3 3
구연산 120 120 - - 120 120 - -
옥살산 20 20 - - 20 20 - -
메타술폰산 - - 150 150 - - 150 150
주석산 - - 50 50 - - 50 50
계면활성제 5 5 5 5 5 5 5 5
광택제 1 1 1 1 1 1 1 1
조건 온도(℃) 25 25 25 25 25 25 25 25
음극전류밀도(A/dm2) 1 3 1 3 1 3 1 3
평가 녹는점(℃) 146 144 143 143 138 137 136 136
욕 안정성 안정 안정 안정 안정 안정 안정 안정 안정
Bi 함유율(중량%) 52.1 54.5 58.2 59.1 47.1 48.3 45.2 45.9
In 함유율(중량%) - - - - 10.2 11.3 13.4 14.1
용접성 양호 양호 양호 양호 양호 양호 양호 양호
상기 표 1로부터, 상기와 같은 실시예 1 내지 8의 조건으로 조성된 도금액은 용액 안정성이 우수하였다.
한편, 상기 도금액으로 도금한 도금층을 포함하는 시트의 경우, 주석 합금 도금층의 녹는점이 150℃ 이하로 낮은 결과를 나타내었으며, 용접성 또한 양호한 결과를 나타내었다. 이로부터, 본 발명에 따른 주석 또는 주석 합금의 도금층을 포함하는 경우에는 알루미늄과의 용접성이 양호하여 우수한 접합력을 확보할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 외관에 얼룩이나 줄무늬의 발생없이 도금 상태가 양호하였다.
또한 비교예 1의 도금을 하지 않은 시트와 비교하여 초음파용접을 통하여 용접성을 평가한 결과 용접성이 뛰어나며 알루미늄 및 알루미늄합금과의 접합력이 우수하였다.
본 발명의 실시예에 따라 제조되는 안테나용 접촉단자 시트는 알루미늄 및 알루미늄 합금 소재의 메탈 케이스와의 용접을 통하여 안테나용 접촉단자로 사용될 수 있다.
비교예 1
상기 실시예 1과 동일한 동박에 대하여 일면에 주석 또는 주석 합금의 도금을 수행하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 동박의 일 면에 니켈 도금을 수행하고, 상기 니켈도금 상에 금도금을 수행하여 시편을 제조하였다.
얻어진 시편에 대하여 실시예 1과 동일한 방법으로 용접하여 용접성을 평가하였다. 평가 결과, 시편이 Al판에서 분리되며 용접성은 불량하였다.
[도면의 부호에 대한 설명]
100: 접촉 단자 110: 동박
120: 니켈도금층 130: 금 또는 금합금 도금층
140: 주석 혹은 주석 합금 도금층
150: 알루미늄 또는 알루미늄 합금 기판

Claims (18)

  1. 동박;
    상기 동박의 일면에 주석 또는 주석 함유 합금으로 된 주석도금층;
    상기 동박의 다른 일면에 니켈 도금층; 및
    상기 니켈 도금층 상에 형성된 금 또는 금 합금의 금도금층;
    을 포함하는 안테나용 접촉 단자 박막 시트.
  2. 제1항에 있어서, 상기 주석도금층은 1 내지 5㎛의 두께를 갖는 것인 안테나용 접촉 단자 박막 시트.
  3. 제1항에 있어서, 상기 주석 함유 합금은 주석 및 비스무스의 합금이거나 또는 주석, 비스무스 및 인듐의 합금인 안테나용 접촉 단자 박막 시트.
  4. 제3항에 있어서, 상기 주석 함유 합금은 주석 40~80중량%, 비스무스 20~60중량% 및 인듐 15중량% 이하인 안테나용 접촉 단자 박막 시트.
  5. 제1항에 있어서, 상기 니켈 도금층은 두께가 4 내지 8㎛이고, 상기 금도금층은 두께가 0.05 내지 0.2㎛인 안테나용 접촉 단자 박막 시트.
  6. 제1항에 있어서, 상기 금합금 도금층은 금과 인듐, 코발트 및 니켈 중 적어도 하나의 금속과의 합금인 안테나용 접촉 단자 박막 시트.
  7. 제6항에 있어서, 상기 금합금 도금층은 금 함량이 99중량% 이상인 금속과의 합금인 안테나용 접촉 단자 박막 시트.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 동박은 상기 주석도금층 상에 카르복실기나 에폭시기를 갖는 아크릴 점착제로 된 0.1 내지 5㎛ 두께의 점착제층을 포함하는 안테나용 접촉 단자 박막 시트.
  9. 동박의 제1면에 전해도금에 의해 니켈 도금층을 형성하는 니켈도금층 형성 단계;
    상기 니켈 도금층 상에 전해도금에 의해 금 또는 금 합금의 금도금층을 형성하는 금도금층 형성 단계; 및
    상기 동박의 제2면에 전해도금에 의해 주석을 포함하는 도금액을 사용하여 주석 또는 주석 합금의 도금층을 형성하는 주석도금층 형성 단계
    를 포함하는 안테나용 접촉 단자 박막 시트 제조방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 주석을 포함하는 도금액은
    주석함유 화합물로서, 주석이온 농도로 5 내지 100g/l;
    착화제 50 내지 250g/l; 및
    계면활성제 0.01 내지 20g/l
    를 포함하는 것인 안테나용 접촉 단자 박막 시트 제조방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 주석 함유 화합물은 황산주석, 염화주석, 설파민산주석, 메타술폰산주석 및 산화주석으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나인 안테나용 접촉 단자 박막 시트 제조방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 주석을 포함하는 도금액은 비스무스 이온 5~100g/l 농도의 비스무스 함유 화합물 및 인듐 이온 20g/l 농도의 인듐 함유 화합물을 더 포함하는 것인 안테나용 접촉 단자 박막 시트 제조방법.
  13. 제10항에 있어서, 상기 착화제는 구연산, 젖산, 글리콘산, 메타술폰산, 주석산, 옥살산 및 말릭산으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것인 안테나용 접촉 단자 박막 시트 제조방법.
  14. 제9항에 있어서, 상기 니켈 도금층 형성 단계는 니켈 이온 농도 50~100g/l의 설파민산니켈, 농도 20~50g/l의 염화니켈 및 붕산 20~50g/l을 포함하며, 온도 40-60℃이고, pH 3 내지 5인 도금액을 사용하여 전해도금에 의해 형성하는 것인 안테나용 접촉 단자 박막 시트 제조방법.
  15. 제9항에 있어서, 상기 금도금층 형성 단계는 시안화금칼륨 1 내지 10g/l, 구연산, 구연산소다 및 구연산칼륨으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나를 20 내지 100g/l 포함하며, 온도 40-60℃이고, pH 2 내지 5인 도금액을 사용하여 전해도금에 의해 형성하는 것인 안테나용 접촉 단자 박막 시트 제조방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 금도금층 형성 단계의 도금액은 인듐, 코발트, 니켈 중 적어도 하나의 금속을 합계 0.1 내지 5g/l의 함량으로 더 포함하는 것인 안테나용 접촉 단자 박막 시트 제조방법.
  17. 제9항에 있어서, 상기 동박은 알칼리 탈지 및 황산 활성화 처리된 것으로서,
    상기 알칼리 탈지는 가성소다 5 내지 20g/l, 탄산소다 20 내지 40g/l, 제3 인산소다 5 내지 20g/l, 메타규산소다 5-10g/l 및 계면활성제 1 내지 5g/l를 포함하는 50 내지 60℃의 온도를 갖는 알칼리 탈지액에 침지하여 수행하며,
    상기 황산 활성화 처리는 황산 5-10중량%의 농도인 황산 수용액에 침지하여 수행하는 것인 안테나용 접촉 단자 박막 시트 제조방법.
  18. 제9항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 주석도금층 상에 카르복실기나 에폭시기를 갖는 아크릴 점착제를 적용하여 0.1 내지 5㎛ 두께의 점착제층을 형성하는 단계를 더 포함하는 안테나용 접촉 단자 박막 시트 제조방법.
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