• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.18 no.4
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• pp.43-48
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• 2011

Electroless nickel platings on carbon substrate were investigated for porous MCFC electrode applications. Acidic bath and alkaline bath were used in electroless nickel plating on carbon substrates. The rate of electroless plating in alkaline bath was faster than that in acidic bath. As pH was increased, the deposition rate was increased in both baths and the content of phosphorus in nickel deposit was decreased. The residual stresses of nickel deposit from acidic bath showed the compressive stress and on the other hand those from alkaline bath showed the high tensile stress. High tensile internal stress in nickel deposit caused the cracks over pH 11. Thiourea was added to both acidic and alkaline bath. The deposition rate of nickel was increased upto 0.5 ppm of thiourea and decreased. The maximum concentration of thiourea for the electroless nickel plating on carbon substrate was 1.5 ppm in both acidic and alkaline bath. Succinic acid was added to acidic bath. Addition of succinic acid up to 5 g/L increased the deposition rate of nickel and beyond which the deposition rate was decreased and maintained.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2016.11a
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• pp.112-112
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• 2016

인체접촉시 니켈도금의 알러지 반응을 억제하기 위한 대체 도금기술인 비 시안계 Cu-Sn 합금도금을 개발함에 있어서, 황산구리5수화물과 황산제일주석을 금속염으로 하여 황산 및 계면활성제, 유화제 등을 포함한 각종 유기첨가제를 포함하였고 특히 은백색조의 외관 색상과 안정적인 Cu-Sn 합금전착을 위해 2종의 착화제인 EDTP($C_{14}H_{32}N_2O_4$)와 TEA(Triethanolamine)를 첨가한 비 시안계 Cu-Sn 합금 도금액을 도출하였다. Cu-Sn 합금도금 피막 조성의 균일화를 도모하기 위해서는 합금 도금액중의 Cu와 Sn 금속이온 농도를 일정하게 유지하는 것이 필요하다. 그러나 합금 도금액중 2가 주석이온($Sn^{2+}$)은 수용액중에서 4가 주석이온($Sn^{4+}$)으로 산화됨으로써 도금액 색상이 백탁이 되고 Stannic Hydroxide($Sn(OH)_4$, $SnO_2{\cdot}2H_2O$)이 생성되어 대량의 침전물이 침강하는 문제점이 발생되는 등 시간 경과에 따른 도금액의 경시 변화가 발생되었다. 상기 침전물은 연속여과에 의해 제거 가능하나 합금 도금액중 $Sn^{2+}$ 농도가 지속적으로 감소하게 된다. 이는 합금 도금액중 금속이온 비율이 변동함으로써 합금도금 피막의 조성비를 일정하게 유지하는 것이 곤란해진다. 이에 $Sn^{4+}$ 침전물 생성을 방지하기 위한 산화방지제를 개발하고 또한 산화방지제의 첨가에 따른 도금 피막 외관에 미치는 영향을 평가하여 외관 개선을 위한 광택제를 개발하고자 한다. 본 연구의 결과를 토대로 니켈도금과 동등 이상의 기능 특성을 갖는 비시안계 Cu-Sn 합금도금액을 개발하여 실용화하는 것을 목적으로 하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2017.05a
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• pp.68.2-68.2
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• 2017

인체접촉시 니켈도금의 알러지 반응을 억제하기 위한 대체 도금기술인 비 시안계 Cu-Sn 합금도금을 개발함에 있어서, 황산구리5수화물과 황산제일주석을 금속염으로 하여 황산 및 계면활성제, 유화제 등을 포함한 각종 유기첨가제를 포함하였고 특히 은백색조의 외관 색상과 안정적인 Cu-Sn 합금전착을 위해 2종의 착화제인 EDTP (Ethylenediaminetetrapropanol, $C_{14}H_{32}N_2O_4$)와 TEA (Triethanolamine)를 첨가한 비 시안계 Cu-Sn 합금 도금액을 도출하였다. Cu-Sn 합금도금 피막 조성의 균일화를 도모하기 위해서는 합금 도금액중의 Cu와 Sn 금속이온 농도를 일정하게 유지하는 것이 필요하다. 그러나 합금 도금액 중 2가 주석이온($Sn^{2+}$)은 수용액 중에서 4가 주석이온($Sn^{4+}$)으로 산화됨으로써 도금액 색상이 백탁이 되고 Stannic Hydroxide($Sn(OH)_4$, $SnO_2{\cdot}2H_2O$)이 생성되어 대량의 침전물이 침강하는 문제점이 발생되는 등시간 경과에 따른 도금액의 경시 변화가 발생되었다. 상기 침전물은 연속여과에 의해 제거 가능하나 합금 도금액 중 $Sn^{2+}$ 농도가 지속적으로 감소하게 된다. 이는 합금 도금액 중 금속이온 비율이 변동함으로써 합금도금 피막의 조성비를 일정하게 유지하는 것이 곤란해진다. 이에 $Sn^{4+}$ 침전물 생성을 방지하기 위한 산화방지제를 개발하고 또한 산화방지제의 첨가에 따른 도금 피막 외관에 미치는 영향을 평가하여 외관 개선을 위한 광택제를 개발하고자 한다. 본 연구의 결과를 토대로 니켈도금과 동등 이상의 기능 특성을 갖는 비 시안계 Cu-Sn 합금도금액을 개발하여 실용화하는 것을 목적으로 하였다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.30 no.2
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• pp.212-218
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• 2019

To investigate the effect of the oxyfluorination of carbon nanotubes (OF-CNTs) on electroless Ni deposition and electromagnetic interference shielding efficiency (EMI SE), CNTs were treated with a mixture of oxygen and fluorine gases and sequentially deposited with nickel. These samples were then manufactured into thin films on a polyimide film to evaluate their EMI SE. The surface chemical property of OF-CNTs was investigated by X-ray photoelectron spectroscopy. From the results of thermogravimetric and scanning electron microscopic analyses, it was found that both the amount of deposited Ni and the surface morphology changed depending on oxyfluorination. Moreover, the Ni-deposited CNTs pretreated with $O_2:F_2=1:9vol%$ exhibited the maximum EMI SE as approximately 19.4 dB at 1 GHz. These results were attributed to the formation of oxygen and fluorine functional groups on the surface of CNTs due to the oxyfluorination, and the functional groups enabled to deposit a suitable amount of Ni and improve the dispersion in the deposited solution.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.27 no.3
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• pp.29-34
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• 2020

The behavior of brittle fracture of electroless nickel immersion gold (ENIG) /Sn-3.0wt.%Ag-0.5wt.%Cu (SAC305) solder joints was evaluated. The pH of the electroless nickel plating solution for ENIG surface treatment was changed from 4.0 to 5.5. As the pH of the Ni plating solution increased, pin hole in the Ni-P layer increased. The thickness of the interfacial intermetallic compound (IMC) of the solder joint increased with pH of Ni plating solution. The high speed shear strength of the SAC305 solder joint on ENIG surface finish decreased with the pH of the Ni plating solution. In addition, the brittle fracture rate of the solder joint was the highest when the pH of the Ni plating solution was 5.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.30-30
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• 2018

스마트 도금공장을 구축하기 위해서는 도금액 내부의 화학 물질 농도 변화를 측정할 수 있는 화학 센서 기술이 필수적으로 요구된다. 와트욕은 대표적인 고속 니켈 도금액 중 하나로 기본적으로 황산니켈, 염화니켈, 보릭산의 염과 함께 케리어(type-1 광택제), 광택제(type 2-광택제), 응력 제어제 등의 유기 첨가제로 구성되어 있다. 이러한 유기 첨가제는 전차된 니켈층의 두께 균일도, 조도, 미세 구조, 내부 응력 등 다양한 특성을 제어하며, 정밀한 농도 관리가 필수적으로 요구되나, 분석 기술의 부재로 인하여 지금까지도 대부분의 액관리는 할셀법이나 작업자의 경험에 의존하고 있다. Cyclic voltammetry stripping(CVS) 방법은 전기화학 분석 과정에서 나타나는 첨가제의 가속, 감속 특성 등과 여기에 수반되는 stripping peak의 변화를 이용하여 개별 첨가제의 농도를 측정하는 방법이며, 지금까지 인쇄회로기판의 비아필 공정, 전해 동박 제조, 반도체 배선 등 구리도금 산업 전반에 걸쳐 첨가제 관리에 효과적으로 적용되고 있다. 그러나 수소 발생으로 인한 stripping 효율 문제로 인하여 니켈, 주석, 아연 등 표준 환원 전위가 높은 금속 도금액 내부 첨가제 농도 측정은 아직 어려운 상황이다. 본 연구에서는 이 문제를 극복하기 위해 염소를 과량 첨가한 구리 도금액을 CVS 분석의 base 용액으로 이용하여 니켈 도금액 내부 여러 광택제 (polyetylene glycol(PEG) 계열, thiourea 계열, 2-butyne-1,4-diol 등) 농도를 측정하는 법을 제시하였다. 제시된 방법은 CVS 분석 과정에서 구리-염소 사이의 상호 작용으로 인해 생성되는 3가지 stripping peak의 상대적인 크기 변화가 첨가제 농도에 따라 영향을 받는다는 사실에 기반하였다. 본 연구에서는 여기에 관한 원인에 대해 고찰하였으며, 제시된 방법을 통해 광택제 계열 첨가제 농도 측정을 선택적으로 할 수 있다는 것을 증명하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2013.05a
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• pp.130-131
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• 2013

최근 연구에서는 상용 통계분석 프로그램인 Minitab을 사용하여 실험 요소 설계 및 최적 공정조건을 구하는데 많이 이용하고 있다. 본 연구에서는 도금 제품의 Peeling 최적화를 위해 도금 전처리 공정인 에칭 및 화학 니켈 공정 시간을 인자로 설정하였다. 또한 2인자 2수준(2 factor 2 Level)의 직교 배열표를 구성하고 도금 제품의 밀착성을 만족하는 범위 내에서 설계변수에 의한 반응표면법(Response surface analysis)을 사용하여 최적 조건을 설정하였다. 실험 결과, 에칭 및 화학니켈 공정 시간의 주효과도에서 에칭 공정시간이 낮을수록, 화학니켈 공정시간이 높을수록 Peeling 값이 향상된다는 결과를 얻었다. 그리고 최적 조건을 도출하기 위한 방법으로 반응표면 설계법 중의 중심합성법을 사용하여 에칭(10min 15sec)및, 화학니켈(10min 15sec)의 최적 공정 시간을 도출하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2015.05a
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• pp.133-133
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• 2015

최근 인쇄회로기판의 실장용 표면처리 개발에서 전도성이 우수하며, 또한 실장성도 우수한 치환형 무전해 은도금의 개발이 진행되고 있다. KENNY 등은 인쇄회로기판에서 가장 우수한 실장용 표면처리의 치환형무전해 은도금기술을 발견하였다. 이 기술은 무전해 니켈도금/치환금도금과 비교하여 비교적 낮은 비용으로 양산이 가능하며, 우수한 솔더링 특성과 신뢰성이 높은 것이 특징이다. 개발한 치환형 무전해 은도금은 무전해 니켈도금/치환금도금에 비해서 저온에서 처리가 가능하며, 처리시간도 짧은 것이 특징이다. 특히 대량생산과 미세한 블라인드 비어홀(BVH, Blind Via Hole) 내부로의 균일 석출을 위한 수평컨베이어나 수직침적라인 등에 모두 적용이 가능하다.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.13 no.4
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• pp.270-276
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• 2010

Nickel-copper foam electrodes with pore gradient micro framework and nano-ramified wall have been prepared by using an electrochemical deposition process. Growth habit of nickel-copper co-deposits was quite different from that of pure nickel deposit. In particular, the ramified structure of the individual particles was getting clear with chloride ion content in the electrolyte. The ratio of nickel to copper in the deposits decreased with the distance away from the substrate and the more chloride ions in the electrolyte led to the more nickel content throughout the deposits. Compositional analysis for the cross section of a ramified branch, together with tactical selective copper etching, proved that the copper content increased with approaching central region of the cross section. Such a composition gradient actually disappeared after heat treatment. It is anticipated that the pore gradient nickel-copper nanostructured foams presented in this work might be a promising option for the high-performance electrode in functional electrochemical devices.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2011.05a
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• pp.137-138
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• 2011

구리 이온은 -0.40V (vs. SCE)에서 전기화학적 환원이 일어나는 반면, 니켈 이온은 -1.19V (vs. SCE)에서 전착이 발생한다. 따라서, 단일 도금욕조 내에서 Ni-Cu 합금도금층을 제조하기 위해서는 두 금속 이온종 간의 전위차를 줄여주어야 하는데, 이를 위해 본 연구에서는 $Na_3C_6H_5O_7{\cdot}2H_2O$를 착화제로 사용하였다. 다양한 Ni-Cu 합금 도금층의 조성을 얻기 위하여 기본 도금욕 내 황산니켈과 황산구리의 비율을 10:1로 설정하였다. 도금 공정 조건에 따른 합금 도금층 조성 변화를 관찰하기 위하여 도금액 pH와 교반 속도에 따른 도금층 조성 변화를 분석하였으며, 도금액의 UV-VIS과 도금층의 XRD 와 SEM 측정을 통하여 도금욕과 도금층 간의 상관 관계를 유추하였다. 본 도금액에 사용된 $Na_3C_6H_5O_7{\cdot}2H_2O$ 착화제의 효과는 pH3에서 가장 현저하였으며, pH 변화 및 교반 속도 변화를 이용하여 다양한 합금 조성을 얻을 수 있었다.