일반적으로 서로의 장단점을 보완하는 관계에 있다. Table 8은 금속도금에 있어서 전기 도금과 무전해 도금을 비교한 것이다. 일반적으로 전기 도금은 비교적 장비가 간단하고 도금액의 수명이 길며 관리가 쉬우며 도금 속도가 빠르고 기지와의 밀착력이 좋으나 기지층이 전도체이어야 하며 전류밀도의 영양으로 기지층의 표면형상에 따라 두께가 불균일하고 복잡한 형상에 균일한 도금이 어려운 단점이 있다.
무전해 도금은 외부 전원이 필요 없고, 전류 분포의 문제가 없이 균일한 두께의 도금이
가능하다. 한번에 대량 생산이 가능하며 부도체상의 도금 역시 가능하다. 반면에 금속이온의 공급이 약품에 의존하여 생산 단가가 높으며 반응부 생산물의 축적으로 액의 노화가 빠르게 나타난다. 이와 같이 두 도금 방법은 장단점이 서로 교차하는 특성이 있으므로 용도에 따라 두 방법을 선택적으로 사용하거나 혹은 병행 사용하여 장점만을 취할 수 경우 원하는 특성을 가진 도금층을 얻을 수 있다.
8. 무전해 도금과 전기 도금의 현재와 미래
현재 무전해 도금은 그 사용에 있어서 응용과 생산의 증가로 전자산업의 발달과 더불어 많은 발전을 하였으며 현재도 많은 응용으로 용도 넓게 사용되고 있다. 한 예로 발포 우레탄에 Ni-P/Ni 도금은 Ni-MH 2차 전지의 정극제로 사용된다.
ITO에의 Ni-P/Au 도금은 액정디스플레이 패널로, 포리스틸렌 구슬에 NI-P/Au도금은 LSI 의 실장의 전도재로 사용되며 Ni-P와 동 등의 복합도금을 이용한 열기전력차를 이용한 온도 센서 등이 사용되고 있다. 한층 무전해 도금 방법은 초기에 비하여 많은 기술의 진보로 생산비 절감, 가격 및 품질의 안정성 등의 많은 개량으로 생산원가의 절감으로 이어졌다. 그러나 무전해 도금은 전기를 사용하지 않고, 약품에 의한 금속염의 공급으로 사용액은 산화생성물, 기타 보급염의 축적으로 인한 노화와 강한 착염제로 인한 금속의 착염이 쉽게 이루어지는 문제가 있다.
현재는 많은 학자들의 연구로 열산화 방법, 전해 방법등의 재활용 방법의 진척이 있어, 한층 사용하기 쉬운 무전해 도금으로 습식도금의 하이테크의 한 분야로 자리하게 될 것이다.
현재 반도체에 사용되고 있는 구리 도금은 전기 도금이 사용되고 있다. 이는 구리는 종전에 사용되던 알루미늄보다 비저항 값이 작고 electromigration에 대한 저항이 크므로 배선의 수명을 연장시킬 수 있는 장점이 있기 때문이다.13) 그러나 구리는 플라즈마 에칭에 의한 식각이 어려우므로 종래의 알루미늄 제작공정을 사용할 수 없다. ULSI의 배선은 선폭이 180㎚로 매우 작은 trench에 구리 도금을 하게 된다. 여기에서 기존의 전기 도금 방법으로는 trench 입구가 먼저 도금되어 배선내에 void가
생기는 문제가 발생한다. 일정한 두께로 도금이 되는 경우에도 배선 가운데에 seam이 발생하는 문제가 발생한다.
그러나 최근 superfilling이라고 불리우는 새로운 방법으로 구리를 trench의 바닥으로부터 채워나가는 방법이 개발되었다. 이 superfilling은 trench의 표면 형상에 따라 첨가제의 흡착 농도가 틀려짐과 펄스전류의 주기를 조절하여 구리를 도금하는 방법이다. Fig. 16은 구리배선 도금에 있어서 superfilling에 대한 그림이다.14)
9. 결론
무전해 도금과 전기 도금에 대한 간단한 원리를 알아 본 뒤 니켈을 이용한 도금 실험을 하여 각각의 특성과 현재와 미래에 대해 알아봤다.
니켈 도금은 앞으로 핵심 기술이 될 나노기술(NT)에 있어서 많은 영향력을 미칠 것으로 기대 된다. 최근 반도체 산업과 초소형 소자의 산업이 급속도로 발전함에 따라 이에 대한 관심이 증폭되고 있고 이미 산업 분야에서 대체 기술로 활용되고 있다.
이렇듯 니켈의 무전해 도금과 전기 도금은 각각의 특성에 따라 앞으로 무궁무진하게 활용이 가능하며 서로의 장단점을 보완해 신기술의 탄생도 기대할 수 있다. 또한 이에 대한 연구도 지속적으로 이뤄져 세계 나노기술(NT)에 뒤지지 않는 기술력을 갖춰야 할 것이다. 하지만 도금으로 인한 환경오염의 해결도 풀어야할 과제이다.
참고문헌
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