청동의 전기침착 방법 document_id A220623068411

다양한 종류의 전해질을 기초로 한 주석 및 주석 합금의 침착 방법은 당업계에 공지되어 있고 이미 실제로 널리 사용되고 있다. 시안화물 전해질로부터 주석 및/또는 주석 합금을 침착시키는 방법은 매우 일반적이다. 하지만, 이러한 전해질은 이의 사용이 환경적 관점에서 문제가 되는 맹독성이어서, 몇해전부터 시안화물 부재 전해질, 예컨대 pH 5 내지 9 범위에서 작용하는 피로인산염 또는 옥살산염을 주성분으로 하는 전해질을 개발하기 위한 연구가 추진되고 있다. 하지만, 이러한 방법들은 경제적 단점은 물론 기술적 단점을 갖고 있으며, 이러한 단점 중 비교적 느린 침착 속도는 여기서 언급되기도 한다. 이러한 이유로 인해, 개발은 현재 산 전해질로부터 주석 및/또는 주석 합금을 침착시키는 방법을 이용가능하게 하는 방향으로 대부분 진행되고 있는데, 이러한 이유는 첫째 2가 주석이 산전해질에서 금속성 주석으로 매우 쉽게 환원될 수 있고, 이 금속성 주석은 질적으로 동등한 코팅을 제공하면서 더 우수한 침착 속도를 유도하기 때문이며, 또 다른 이유는 세라믹 구조 부재와 같은 기판에 미치는 알칼리성 전해질의 불리한 효과가 이에 의해 방지되기 때문이다. 이에 따라, 산 전해질 및 질적으로 고급 주석 또는 주석 합금을 높은 침착 속도로 침착시키는 방법은 EP 1 111 097 A2 및 US 6,176,996 B1에 공지되어 있다. 이들은 유기 설폰산의 적어도 2종의 2가 금속 염을 함유하는 전해질로서, 이로부터 회로판 등의 제조를 위한 전자공학의 납함유 땜납성 코팅 대용물 등으로 사용될 수 있는 땜납성 내식성 코팅이 침착되는 전해질이다. 하지만, 이러한 방법들은 구리 함량이 높은 주석-구리 합금, 예컨대 구리 함량이 10% 이상인 소위 "진짜" 청동의 침착 시에는 단점이 있다. 예를 들어, 주석과 구리 사이의 높은 전위차로 인해, 2가 주석의 산화 속도가 더 높아질 수 있고, 이로 인해 산 전해질에서는 4가 주석으로 매우 쉽게 산화된다. 하지만, 이러한 형태에서 주석은 산에서 더 이상 전해 침착될 수 없고, 이에 따라 그 공정으로부터 배척되어, 두 금속의 불균일한 침착 및 침착 속도의 저하를 유도한다. 또한, 4가 주석으로의 산화는 슬러지 형성을 증가시키고, 이것은 산 전해질의 안정한 작용과 장기간의 수명을 방해할 수 있다. 더욱이, 이와 같은 오염으로 인해 확고한 결합 및 소공 무함유 코팅은 더 이상 보장되지 않는다. 이와 같은 기술 공정의 단점으로 인해, 현재 전해 침착된 청동 코팅의 사용 분야는 더 이상 많지 않다. 때로, 청동 코팅은 고가 은 또는 알러지 유인성 니켈의 대용품으로서 보석류 산업에 사용되기도 한다. 마찬가지로, 청동의 전기침착 방법도 몇몇 기술 분야, 예컨대 전자 부품 코팅용 전자공학, 기계 공학 및/또는 베어링 금속피복(overlay) 및 마찰층을 코팅하기 위한 공정 기술에 중요성이 증대되고 있다. 하지만, 이 경우에는 주로 구리 함량이 공정 조건때문에 상당히 낮게 유지될 수 있는 백색 청동 또는 "가짜 청동"이 니켈 대용물로서 침착된다.