가끔 “귀사의 황산암모늄 인듐 도금욕을 사용해 플레이트에 20 µm 두께의 인듐을 도금하는 데 얼마나 걸리나요?”와 같은 질문을 받곤 합니다. 사실, 이 질문에 대한 답을 알면 고객님께서 훨씬 수월하게 작업하실 수 있을 것입니다. 이것을 쉽게 계산하는 방법을 알려드리겠습니다. 이 글에서는 누구나 활용할 수 있는 간단하고 쉬운 공식을 도출해 보겠습니다. 믿어 주세요, 정말 쉽습니다. 고등학교 때 배운 몇 가지 기본 공식만 활용하면 됩니다. 먼저, In³⁺ 이온을 In 원자로 환원시키는 데 필요한 전자 수가 몇 개인지부터 시작해 봅시다. 3개 맞죠!
그렇다면 요금은 얼마인가요 - 3e!
이 데 걸리는 시간은, 그 모든 인듐 이온을 환원시키기 위해 공급해야 하는 전하량이 얼마나 되는지와, 그 전하를 어떤 속도로 공급할 수 있는지에 직접적으로 달려 있습니다. 바로 이것이 “전류”입니다!
이 유명한 전류-전하 관계식, 즉 i = q/t에 대해 들어보신 적이 있다면, 네, 바로 그걸 말하는 겁니다.
이제 기본으로 돌아가 보겠습니다,
음극(인듐이 전기침전되는 곳)의 효율이 100%가 아니라면, 시간이 조금 더 걸릴 것입니다. 효율을 σ라고 가정해 봅시다. 그러면 소요 시간은 1/σ배 더 길어집니다. 예를 들어, 효율이 50%라면 소요 시간은 1/0.5 = 2배 더 길어집니다. 따라서 효율을 고려하면, 소요 시간에 대한 방정식은 다음과 같이 됩니다:
위의 방정식에 이 모든 값을 입력하면 다음과 같은 결과를 얻을 수 있습니다:
자, 정답은 20µm를 증착하는 데 걸리는 예상 시간이 34분이며, 어떤 요인들이 이 시간을 바꿀 수 있는지 알고 계실 겁니다.
다음은 가장 널리 사용되는 두께 및 전류 밀도 단위에 대해 시간을 분 단위로 계산하는 간단한 공식입니다:
좋아요, 이 숫자를 30.676 "시탈의 인플레이트 상수"라고 부르면 어떨까요?
인듐 코퍼레이션(Indium Corporation)의 인듐 설파메이트 도금욕은 90%의 음극 효율을 자랑합니다. 효율이 높을수록 소요 시간이 단축됩니다! 일반적인 전류 밀도는 약 10~20mA/cm²이지만, 도금욕 온도를 20~25°C로 유지하면서최대 100 mA/cm²까지 높일 수 있습니다. 전류 밀도를20 mA/cm²에서100 mA/cm²로높이면 증착 시간을 5분의 1로 단축할수 있습니다. 즉, 동일한 20 µm 두께를 7분 만에 증착할 수 있게 됩니다.
오늘날 인듐 도금이 널리 사용되는 것은 1930년대로 거슬러 올라가며, 당시 인듐 코퍼레이션 ( Indium Corporation )의 창립자들이 최초로 상용 인듐 도금욕을 개발했습니다. 최근 반도체 기술 및 플립칩 본딩 분야의 발전에서는 웨이퍼 층 간 상호 연결을 형성하기 위해 인듐이 활용되고 있습니다. 인듐은 웨이퍼 기판에 전기 도금되어 고밀도, 저피치, 고종횡비의 인듐 범프를 형성합니다. 인듐의 연성, 가단성 및 습윤성은 두 표면이 완벽하게 평평하거나 정렬되어 있지 않더라도 강력하고 신뢰할 수 있는 연결을 보장합니다. 또한, 인듐은 영도에 가까운 온도에서도 안정성을 유지하므로, 우주와 같이 극한 환경에서 작동하는 반도체 응용 분야에 사용하기에 매우 적합합니다.
인듐 코팅이 된 골동품 금속 제품의 복원 및 수리를 포함한 소규모 전기 도금 프로젝트를 생각하고 있다면 여기에서 제공하는 것과 같이 사용하기 쉬운 전기 도금 키트로 시작할 수 있습니다.
인듐 전기 도금, 인듐 설파메이트 배스 및 인듐 범프 전기 도금에 대해 자세히 알아보려면 다음 문서를 참조하세요.
- 황산인듐 도금조를 사용하여 더 미세한 입자 구조 달성하기
- 인듐 범프 전기 도금
- 도금, 인듐 도포의 대체 방법
- 인듐 도금을 위한 적절한 표면 준비
- 황산인듐 도금조를 사용한 프로토타입 도금
- 황산인듐 도금 수조 용액의 회수 및 폐기
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