도금? Ni(니켈)/Au(금) 도금!
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❗전해 골드비아 니켈의 종류별 특성 비교
오늘은 니켈(Ni), 금(Au) 도금에 대해 알아보고자 합니다!
❗ 니켈(Ni)/금(Au) 도금은 왜 하는가?
: 표면 보호, 산화 방지, 전기적 접촉 특성 확보를 위해 합니다. 특히, 금(Au)의 경우 전기 전도성이 뛰어나고 시간이 지나도 산화되지 않아 고신뢰성(Pad)등에 자주 쓰입니다.
도금 순서
: 동 도금된 회로 &rarr니켈 도금 &rarr금도금
???? 실무 팁
- 금도금은 BGA, FPCB, SMT 패드 같은 고신뢰성 접촉부 및 표면 처리에 적합. 단, Au가 너무 얇으면 골드비아 산화 발생 가능성 있음
- 도금 두께는 신호 특성, 전류량, 비용 등을 고려해 결정해야 합니다
❗ 도금 종류 및 특징
방식
특징
ENIG (Electroless Nickel Immersion Gold)
화학적 도금 (자기촉매 방식)평탄하고 얇게 도금됨고신뢰성 / 고가
Hard Gold
전해 도금 방식으로 두껍게 도금접촉 마모에 강함커넥터 등 사용
Flash Gold
매우 얇은 금층주로 저가형 제품용
❗ 도금 종류 및 특징
방식
설명
전해 도금 (Electroplating)
외부 전원을 이용한 도금패턴 내부에 선택적으로 도금
무전해 도금 (Electroless)
전기 없이 화학 반응으로 도금복잡한 골드비아 구조에 균일하게 가능
???? 니켈(Ni)/금(Au) 도금은 왜 함께 쓰이나요?
: Au과 Cu는 상대적으로 확산 계수가 높은 금속입니다.
즉, Ni은 Au과 Cu사이에 위치해 Cu의 확산을 차단해 주는 역할을 하죠!또한 자기 촉매(Self-Catalytic) 역할도 함께 수행합니다. 특히 무전해 도금 공정에서 이 역할이 매우 중요합니다
: Ni은 확산 계수가 낮은 금속이고 Au과도 잘 접착되면서 화학적으로 안정적입니다.
[* 확산 계수:확산계수(D)는 물질이 농도 구배에 따라 확산되는 속도를 정량화한 계수]
???? 니켈(Ni)의 자기 촉매(Self-Catalytic) 골드비아 역할 이란?
-무전해 도금은 전기를 사용하지 않고화학반응만으로 금속을 기판 위에 도금하는 방식입니다. 이때 도금이 일어나려면 금속이 반응을 시작할 수 있는 표면이 있어야 합니다. 즉, Ni은 자기가 자기를 도금할 수 있는 "자기 촉매" 금속입니다.
???? 니켈의 자기 촉매가 중요한 이유
- 도금 유지: Ni 위에는 Ni이 균일하게 도금될 수 있음 (두께 제어 용이)
❓ 만약, Au가 Ni 없이 Cu 위에 도금이 된다면?
: 표면에 산화막이 형성되어 접촉 골드비아 불량이 생길 수 있고, 접촉 저항 증가로 전기 신호에 왜곡이 발생할 수도 있습니다.
참고로, 은과 팔라듐(Pd)도 구리 위에 도금할 때 비슷한 문제를 피하기 위해 중간 금속층을 넣는 경우가 있어요 = ENEPIG 공정
이야기를 하다 보니 Ni에 대한 이야기가 많아졌는데요.
Ni이 어떻게 도금되느냐에 따라 역할과 쓰임새도 조금 다릅니다.
❗ 전해 도금에서의 니켈(Ni) vs 무전해 도금에서의 니켈(Ni)
: 무전해 도금에서 Ni은 확산 방지막, 자기 촉매, 금도금 전처리 층 등 핵심 골드비아 역할을 했다면, 전해 도금에서는 기계적 강도 향상과 자성 제어, 식각 마스크 또는 내식성 보호층으로 사용됩니다.
???? 전해 도금 Ni - 기계적 강도 향상
- 일반적으로 경도가 높고 마모 저항성이 좋습니다. 그래서 반복적인 접촉이 많은 부위(커넷터 단자, USB 포트, 카드 접점, 금속 핀)등에 사용됩니다. 이때, 도금 순서는 Cu &rarr전해 Ni &rarr전해 Au로 진행됩니다.
???? 자성 제어(전자파 차폐용)
- Ni는 약한 자성을 띠기 때문에 전자파 차폐(EMI Shelding)용 구조에 골드비아 사용되기도 합니다. 특히 FPCB나 RF 회로에서 외부 간섭을 줄이기 위해 구리 &rarr니켈 &rarr주석(Sn) 또는 금(Au) 조합으로 사용합니다.
❗전해 니켈의 종류별 특성 비교
종류
설명
적용 예
Sulfamate Ni
응력 낮고 연성 좋음
금형, 고두께 도금
Watts Ni
가장 일반적, 적당한 경도
커넥터, 패드
Hard Ni (with S, Co, etc.)
첨가제로 경도 ↑
Hard Gold용 하부층
Bright Ni
광택제 첨가 &rarr외관 향상
외부 노출 표면, 버튼, 커버류
???? 결론 요약
도금 방식
Ni의 역할
핵심 기능
무전해 도금
확산 방지막 + 자기촉매 + 금 도금 골드비아 기반층
금 도금에 필수, ENIG 핵심
전해 도금
경도 강화, 내마모성, EMI 차폐, 내식성
커넥터, 하드골드, 산업용 표면
+ 아! 참고로 동 도금은 현재 비아 내부 도전성 확보에만 사용하고 있어요 :)
❗동(Cu Plating) 도금은 왜 하는가?
:전기 신호를 흐르게 만드는주 도체 재료로 회로 형성의 기본이 됩니다.
 PCB의 배선 대부분은 동(Copper)로 되어있고, 다층 회로나 비아(Via) 내부 도전성 확보에도필수입니다.
???? 요약
- 동 도금은 라인 배선, 비아 연결, 전류 흐름이 많은 부분에 최적. 단, 골드비아 과도한 두께는 에칭에 어려움이 있습니다!
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