KR100312285B1 - 약산성전해은도금박리조성물및이를이용하여은도금을선택적으로박리하는방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 동 또는 동 도금 합금 소재 및 철-니켈 합금 소재 상의 은도금된 부분을 선택적으로 박리하는 약산성 전해 은도금 박리 조성물 및 이를 이용한 박리 공정에 관한 것으로, 하나 이상의 유기산, 전도성염, 안정제 및 계면활성제를 함유하는 본 발명의 약산성 전해 은도금 박리 조성물은 기존의 알칼리성 은도금 박리제 보다 수명이 훨씬 길고, 상기 조성물을 이용하여 은도금을 박리하면 소재 침식이 거의 없이 안정적이고 지속적으로 박리시킬 수 있으며, 깨끗한 표면을 얻을 수 있다.

Description

약산성 전해 은도금 박리 조성물 및 이를 이용하여 은도금을 선택적으로 박리하는 방법{WEAK ACIDIC ELECTROLYTIC SILVER-PLATING PEELING COMPOSITION AND METHOD FOR PEELING SILVER-PLATE USING SAME}
본 발명은 동 또는 동 도금 합금 소재 및 철-니켈 합금 소재 상의 은도금된 부분을 선택적으로 박리하는 은도금 전해 박리 조성물에 관한 것이다.
일반적으로, 반드체 리드프레임, 인쇄회로 키판 및 커넥터와 같은 동 또는 동 도금 합금 소재 및 철-니켈 합금 소재 상에 은도금 한 후, 땜납(solder) 도금하는 공정은 다음과 같은 순서로 이루어진다.
전해탈지 단계 → 수세 단계 → 산처리 단계 → 수세 단계 → 동 스트라이크 도금 단계 → 수세 단계 → 은치환방지 처리 단계 → 수세 단계 → 은도금 단계 → 수세 단계 → 은도금 박리 단계 → 수세 단계 → 몰딩 단계 → 땜납(주석-납 합금) 도금 단계 → 수세 단계.
상기 단계 중 은 도금 박리 단계는 은 도금된 소재의 일부분, 예를 들어, 반도체 리드 프렘임의 가운데 부분인 패드(pad) 부분에 도금되어 있는 은 도금 만을선택적으로 박리시키는 것이다.
지금까지는 반도체 리드프레임의 은도금 박리제로 알칼리성 용액이 많이 사용되고 있으나, 액성이 강알칼리이기 때문에 전처리 및 후처리 공정에서 주의를 많이 요하며, 특히 온도에 매우 민감하여 액온이 조금만 높아도 용액의 수명이 단축되는 단점이 있어서 용액의 수명(bath life)이 매우 짧다. 또한, 용액이 노화될수록 반도체 리드프레임의 소재 침식율이 높으며, 용액 색상이 진한 청색으로 변하는 등의 문제점이 많다.
상기 문제점을 극복하기 위하여, 알칼리성이 아닌 약산성 타입의 전해 은도금 박리 용액(조성물)이 개발되고 있으나, 아직 큰 효과는 거두지 못한 실정이다.
가장 최근에 개발된 약산성 전해 은도금 박리 조성물은 대부분 젖산을 기본으로하여 제조된 것이 대부분이고, 용액의 점도가 상당히 높아 용액손실이 많고 수세하기 어려운 단점이 있으며, 특히 음극(스테인레스 스틸)에 박리된 은 금 속의 슬러지(sludge)가 많이 발생되어 이것이 용액 속에서 부유하기도 하고, 리드프레임상에 부유하기도 하고 리드프레임 사이에 부착되기도하여 도금 공정상의 여러 문제점을 유발시킨다. 또한, 박리된 은도금 슬러지가 낀 음극을 자주 수세해 주지 못하는 도금 공정상의 특성으로 인해 위와 같은 문제점이 더욱 더 축적된다.
따라서, 본 발명의 목적은 소재의 침식이 거의 없고, 용액의 수명이 길고 안정적이며 지속적으로 우수한 은도금 박리를 하는 유기산을 이용한 약산성 전해 음도금 박리 조성물 및 이를 이용한 박리 공정을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 하나 이상의 유기산, 전도성염, 안정제 및 계면활성제를 함유하는 은도금 박리 조성물을 제공한다.
이하 본 발명에 대하여 보다 상세히 설명한다.
본 발명의 은도금 박리 조성물은 동 또는 동합금 소재 및 철-니켈 합금 소재의 반도체 리드프레임에 적용할 수 있으며, 릴투릴(reel to reel) 장비와 컷스트립(cut-strip) 장비 모두에 적용가능하다.
본 발명의 은 도금 박리 조성물에 사용할 수 있는 유기산은 공급원으로는 주로 설폰산 계열, 호박산 계열, 사과산 계열, 젖산 계열 등의 염 또는 이들의 혼합물을 들 수 있으며, 메탄설폰산, 젖산, 호박산암모늄, DL-사과산 또는 이들의 혼합물이 바람직하다. 상기 유기산염은 10 내지 225g/ℓ, 바람직하게는 20 내지 100g/ℓ의 농도로 사용된다.
본 발명의 은 도금 박리 조성물에 사용할 수 있는 전도성염의 공급원으로는 주로 아민 계열, 암모늄 계열, 구연산 계열 등의 염 또는 이들의 혼합물을 들 수 있으며, 디메틸아민, 황산암모늄, 인산암모늄, 구연산암모늄, 구연산칼륨, 구연산나트륨 또는 이들의 혼합물이 바람직하다. 상기 전도성염은 10 내지 150g/ℓ, 바람직하게는 20 내지 100g/ℓ의 농도로 사용된다.
본 발명의 은 도금 박리 조성물에 사용할 수 있는 안정제로는 주로 우레아 계열, 알콜 계열, 이미드 계열, 아민 계열 등의 염 또는 이들의 혼합물을 들 수 있으며, 티오우레아, 디에틸 티오우레아, 티오아세트아미드, 에탄올아민, 트리에틸렌테트라아민, 이소프로필알콜 또는 이들의 혼합물이 바람직하다. 상기 안정제는 2 내지 30g/ℓ, 바람직하게는 5 내지 15g/ℓ의 농도로 사용된다.
본 발명의 은 도금 박리 조성물에 사용할 수 있는 계면활성제로는 설폰산 계열, 에톡실 계열, 아미노 계열 또는 이들의 혼합물을 들 수 있으며, 나프탈렌-1-설폰산(알파)나트륨, N,N-디에틸-1,3-디아미노프로판, 베타-나프톨에톡실레이트 또는 이들의 혼합물이 바람직하다. 상기 계면활성제는 0.05 내지 2g/ℓ, 바람직하게는 0.1 내지 1g/ℓ의 농도로 사용된다.
상기 유기산염, 전도성염, 안정제 및 계면활성제를 증류수에 순차적으로 용해시켜 본 발명의 약산성 전해 은도금 박리 조성물을 제조한다.
본 발명에 사용되는 약산성 전해 은도금 박리 조성물의 비중은 5 내지 8 Be(Baume), pH는 5 내지 7, 사용 온도는 20 내지 35℃, 음극 전류밀도는 0.3 내지 1.5 A/dm2이다.
상기 조건하에서, 은도금된 소재를 양극(+)으로 하고, 스텐레스 스틸 망 또는 판을 음극(-)으로하여 전도성 걸이에 걸고, 전류를 통해주어 은도금이 박리되도록 한다.
본 발명의 약산성 전해 은도금 박리 조성물은 다음과 같은 특징을 지닌다:
(1) 소재에 침식을 전혀 주지 않으면서 동 또는 동 합금 소재 및 철-니켈 합금 소재 상의 은도금된 부위를 선택적으로 박리시킬 수 있다;
(2) 시안화합물이나 과산화물을 전혀 포함하지 않으며, 용액이 매우 안정적이며 은 박리 용량이 높으며, 박리 슬러지가 거의 생성되지 않는다;
(3) 용액의 점성이 낮아 용액 손실이 적으므로 수세가 용이하다;
(4) 균일한 액성 및 박리속도가 유지되고, 용액 수명이 길며 전도성 염의 소모량이 균일하다;
(5) 박리된 소재 표면이 균일하고 약간 광택이 난다.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 단 본 발명의 범위가 하기 실시예만으로 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
하기 성분들을 순차적으로 증류수에 용해시켜, 비중이 7 Be이고 pH가 6.5인 약산성 전해 은도금 박리 조성물을 제조하였다.
메탄설폰산 100 g/ℓ
젖산 75 g/ℓ
DL-사과산 50 g/ℓ
디메틸아민 15 g/ℓ
티오우레아 2 g/ℓ
나프탈렌-1-설폰산(알파)나트륨 0.08 g/ℓ
상기 제조한 약산성 은도금 박리 조성물을 이용하여 온도 28℃, 음극전류밀도 1A/dm2의 조건에서 소재를 박리한 결과 소재 표면이 균일하고 깨끗한 박리효과를 나타내었다.
실시예 2
하기 성분들을 순차적으로 증류수에 용해시켜, 비중이 7 Be이고 pH가 6.5인약산성 전해 은도금 박리 조성물을 제조하였다.
메탄설폰산 100 g/ℓ
젖산 55 g/ℓ
호박산 50 g/ℓ
구연산칼륨 20 g/ℓ
트리에틸렌테트라아민 5 g/ℓ
N,N-디에틸-1,3-디아미노프로판 0.5 g/ℓ
상기 제조한 약산성 은도금 박리 조성물을 이용하여 온도 28℃, 음극전류밀도 1A/dm2의 조건에서 소재를 박리한 결과 소재 표면이 균일하고 깨끗한 박리효과를 나타내었다.
실시예 3
하기 성분들을 순차적으로 증류수에 용해시켜, 비중이 7 Be이고 pH가 6.5인약산성 전해 은도금 박리 조성물을 제조하였다.
메탄설폰산 120 g/ℓ
젖산 55 g/ℓ
호박산암모늄 30 g/ℓ
인산암모늄 25 g/ℓ
트리에탄올아민 5 g/ℓ
베타-나프톨에톡실레이트 0.7 g/ℓ
상기 제조한 약산성 은도금 박리 조성물을 이용하여 온도 28℃, 음극전류밀도 1A/dm2의 조건에서 소재를 박리한 결과 소재 표면이 균일하고 깨끗한 박리효과를 나타내었다.
실시예 4
하기 성분들을 순차적으로 증류수에 용해시켜, 비중이 7 Be이고 pH가 6.5인약산성 전해 은도금 박리 조성물을 제조하였다.
젖산 180 g/ℓ
호박산 25 g/ℓ
인산암모늄 40 g/ℓ
에틸렌디아민 15 g/ℓ
티오아세트이미드 7 g/ℓ
나프탈렌-1-설폰산(알파)나트륨 0.1 g/ℓ
상기 제조한 약산성 은도금 박리 조성물을 이용하여 온도 28℃, 음극전류밀도 1A/dm2의 조건에서 소재를 박리한 결과 소재 표면이 균일하고 깨끗한 박리효과를 나타내었다.
실시예 5
하기 성분들을 순차적으로 증류수에 용해시켜, 비중이 7 Be이고 pH가 6.5인약산성 전해 은도금 박리 조성물을 제조하였다.
메탄설폰산 180 g/ℓ
구연산암모늄 25 g/ℓ
호박산 15 g/ℓ
트리에틸렌테트라민 6 g/ℓ
폴리에틸렌글리콜올레일에테르 0.1 g/ℓ
상기 제조한 약산성 은도금 박리 조성물을 이용하여 온도 28℃, 음극전류밀도 1A/dm2의 조건에서 소재를 박리한 결과 소재 표면이 균일하고 깨끗한 박리효과를 나타내었다.
본 발명에서와 같이 하나 이상의 유기산, 전도성염, 안정제 및 계면활성제를 함유하는 약산성 전해 은도금 박리 조성물은 기존의 알칼리성 은도금 박리제 보다 수명이 훨씬 길고, 상기 조성물을 이용하여 은도금을 박리하면 소재 침식이 거의 없이 안정적이고 지속적으로 박리시킬 수 있으며, 깨끗한 표면을 얻을 수 있다.

Claims (8)

  1. 하나 이상의 유기산 10 내지 225g/ℓ, 전도성염 10 내지 150g/ℓ, 안정제 2 내지 30g/ℓ 및 계면활성제 0.05 내지 2g/ℓ를 포함하며, 비중 5 내지 8 Be 및 pH 5 내지 7의 범위를 갖는, 약산성 전해 은도금 박리 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기산으로서 메탄설폰산, 젖산, 호박산, 호박산암모늄, DL-사과산 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 유기산이 메탄설폰산, 젖산 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 전도성염으로서 디메틸아민, 황산암모늄, 인산암모늄, 구연산칼륨, 구연산암모늄, 구연산나트륨 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 안정제로서 티오우레아, 디에틸 티오우레아, 티오아세트아미드, 에탄올아민,트리에틸렌테트라아민, 이소프로필알콜 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 계면활성제로서 나프탈렌-1-설폰산(알파)나트륨, N,N-디에틸-1,3-디아미노프로판, 베타-나프톨에톡실레이트, 폴리에틸렌글리콜올레일에테르 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  7. 제 1 항의 조성물에, 양극(+)으로서의 은도금된 소재 및 음극(-)으로서의 스텐레스 스틸 망 또는 판을 담그고 온도 20 내지 35℃ 및 음극전류밀도 0.3 내지 1.5A/dm2에서 전류를 통해주어 은도금이 박리되도록 하는 단계를 포함하는, 약산성 전해 은도금 박리 조성물을 이용하여 은도금을 선택적으로 박리하는 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    릴투릴(reel to reel) 또는 컷스트립(cut-strip) 장비를 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
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