기판 도금 공정 (전기동도금 2)

전기동도금의 mechanism, 첨가제에 대해 알아보겠습니다.

 

전기동도금 mechanism

도금하고자 하는 제품에 음극을 걸어 Cu를 석출

 

Soluble anode vs Insoluble anode 비교

 

Soluble anode

- reaction : Cu -> Cu2+ + 2e-

- by product : need to management with lever less donate system

- cost : cheap

- current distribution : poor

- anode film issue : sensitive

 

Insoluble anode

- reaction : 2H2O -> O2 + 4H+ 2e-

- by product : less care for active by product

cost : expensive

current distribution : good

anode film issue : no

 

전기동 주요 성분 - 무기물

CuSO4*5H2O : Cu 이온의 공급원이며 황산과 같이 도금액의 전도성을 증가시킵니다.

H2SO4 : 전기전도성이 향상됩니다. throwing power와 도금 두께 편차 개선이 향상됩니다.

Cl- : Carrier와 함께 도금 환원의 억제를 돕습니다. Brighter와 함께 Cu2+로부터 Cu+의 환원 반응을 돕습니다.

 

전기동 주요 성분 - 유기물

Brightener 촉진제 : Cu 이온의 환원 반응의 진행 때에 필요한 기본 중간 전도체입니다. Leveler와는 상호 보조적으로 작용해 전체적인 도금의 품질을 개선시킵니다. 또한, 도금 입자를 작게 만들어 도금 표면에 광택이 나게 하는 역할을 합니다.

Carrier 운반제 : Cu의 환원 반응에 필요한 Brightener, Leveler, Cl- 등을 운반하거나 조절합니다. 또한, Cathode 근방에서 Cu 이온의 공급을 저해합니다. (균일 전착성을 개선합니다.)

Leveler 억제제 : 전류 분포를 개선시키고 Cu 이온의 공급을 저해합니다. 전기적 특성으로 전류 밀도는 튀어나온 뾰족한 부분에 많으므로, 도금 증착량을 균일하게 하기 위하여 Leveler의 흡착은 전류 밀도가 높은 凸 부분에 많고, 凹 부분에는 적습니다.

 

첨가제를 첨가하지 않을 경우 : 동의 석출 시 음극면에 방해하는 Ion이 없으므로 용이하게 활성점에 확산하고 결정핵을 만들어 결정이 성장합니다. 따라서 거친 결정이 되고 광택이 없고 열처리 시 부서지기 쉬운 표면이 생성됩니다.

첨가제를 첨가할 경우 : 음극면에 흡착하여 음극 표면의 반응을 방해, 결정의 다핵화를 방해합니다. 따라서 결정의 미세화, 광택화, 균일전착성이 좋은 표면이 형성됩니다.

 

 

오늘은 전기동 mechanism과 첨가제에 대해 알아보았습니다.