JP2000026994A - 電気・電子回路部品 - Google Patents
電気・電子回路部品Info
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Abstract
路を接合するのに適した錫−銅合金めっきを施した電気
・電子回路部品を提供する。 【解決手段】 鉛を含まない錫合金のはんだではんだ接
合することを目的として、非シアン系の錫−銅合金めっ
き浴から得られる光沢又は半光沢を有する錫−銅合金め
っき皮膜をあらかじめ被覆したことを特徴とする電気・
電子回路部品である。
Description
に関し、特に、鉛を含まない錫合金のはんだで電気・電
子回路を接合するに適した錫−銅合金めっきを施した電
気・電子回路部品に関する。
によって回路を形成する方法は不可欠の技術であり、従
来、素材の熱損傷を避けるためにごく低温で接合しなけ
ればならないなどの特殊な例を除き、ほとんどの場合に
ろう材としては錫−鉛系合金が、また、はんだ接合に先
立って接合対象物に予め施されるはんだ付け性皮膜とし
ても錫−鉛系合金めっきが利用されてきた。
鉛の健康・環境への影響が懸念され、有害な鉛を含む錫
−鉛はんだを規制しようとする考えが急速に広まりつつ
あり、実質的に鉛を含まない錫合金のはんだ、即ち鉛フ
リーの代替はんだを開発する必要に迫られている。錫−
鉛系はんだの代替となりうるような錫との合金における
第2成分となる金属元素の条件は、毒性が低くかつ錫合
金とした際に融点が低くなければならず、候補になりう
る可能性がある元素は、銀、ビスマス、銅、インジウ
ム、アンチモン、亜鉛などに限定されざるを得ず、いま
のところ錫−鉛系はんだに代替できるような鉛フリーの
はんだで工業的に採用し得る性能を満足するものはな
く、日米欧を中心として研究開発が行われているところ
である。
して、錫−銀系及び錫−亜鉛系のはんだが有力な候補と
されており、将来、工業的にはそれらにさらに第3、第
4の元素を添加した系が用いられる可能性が高いと考え
られている。
を行う場合、接合を迅速かつ確実に行うために、部品を
はんだ接合工程に供する以前に、はんだ接合されやすい
めっき皮膜を施しておくことが行われており、はんだ付
け性皮膜と呼ばれている。あらかじめ施されるはんだ付
け性めっき皮膜としては、錫、金、銀、パラジウムなど
のめっき皮膜も利用されているが、ほとんどの場合は錫
−鉛合金が利用されている。したがって、はんだに含有
される鉛が規制されれば、同時に前処理としての錫−鉛
合金めっき皮膜もまたその使用を制限されざるを得な
い。
だに対しては錫−銀の合金めっき皮膜を、錫−亜鉛系の
はんだに対しては錫−亜鉛の合金めっきの皮膜を用いよ
うとされており、それらを得るための浴について盛んに
研究が行われている。
うようにはんだの種類が異なるごとにそれぞれに対応し
た錫−銀合金めっき、錫−亜鉛合金めっきというよう
に、部品のめっき皮膜を変更することは生産工程上合理
的でなく、どのような鉛フリーのはんだに対しても使用
できるめっき皮膜が施されている電気・電子部品が望ま
れている。
て、鉛フリーのはんだに対して適用可能な皮膜として、
前述の金、銀、パラジウム、錫などを利用する方法も考
えられているが、錫単独の皮膜はウィスカーの発生とい
う観点から、また、金、銀、パラジウムなどは技術的に
は可能であり一部の部品には適用され得るが、コストの
観点からこれらを工業的に全面的に採用することはでき
ず、これらより安価な皮膜が求められている。
用いるという考えもあるが、錫−銅の二元合金系の共晶
点は銅の含有率がおよそ1wt%付近の組成であり、事
実上、銅の添加とともに融点が増大し、錫よりも融点の
低い皮膜が得られないので、はんだ付け性が低いと考え
られ、鉛フリー問題が解決されていなかった。
は、同一組成のめっき皮膜であっても、外観的に光沢ま
たは半光沢状態までその結晶を微細化させることによっ
て、はんだ付け性が著しく向上することを見い出し、こ
のようなめっき皮膜を施した表面においては、鉛を含ま
ないはんだであっても、迅速かつ確実なはんだ接合が可
能であるという研究成果を得て、はんだ接合工程ならび
に電気・電子製品における鉛規制問題を解決するに至っ
た。
接合することを目的として、非シアン系の錫−銅合金電
気めっき浴から得られる光沢又は半光沢を有する錫−銅
合金めっき皮膜であらかじめ被覆しておくことによっ
て、鉛フリーのはんだで接合する際にも良好なはんだ付
け性を示す電気・電子回路部品を提供するものであり、
さらに、上記のような条件の錫−銅合金めっきを施すに
先立って、さらに電気めっき又は無電解めっきによって
ニッケル又はニッケル合金の下層めっきを施したことを
特徴とする電気・電子回路部品を提供するものである。
また、特別にはんだ付け性の良好な皮膜を必要とする場
合には、上記のような条件の錫−銅合金めっきの上に、
さらに、金、銀、パラジウム、ビスマス、アンチモン、
インジウム及び(又は)それらを主成分とする合金の中
から選ばれる1種又は2種以上の金属のめっきを、電気
めっき又は無電解めっきによって上層めっきとして施し
たことを特徴とする電気・電子回路部品を提供するもの
である。
うに、およそ1wt%−Cuの付近に共晶点があるが、
電気めっき法においては、0.1%の精度で合金めっき
の組成を制御することは困難であり、また、ウィスカー
の発生を防止するという観点から最低1%の銅を含有さ
せることが必要であると考えられることから、事実上錫
−銅の合金めっき皮膜の融点は錫単独と同等か若しくは
それよりも高くなる。したがって、錫−銅めっき皮膜を
可融性はんだ付け性皮膜として用いることはできず、可
溶性はんだ付け性皮膜として使用することとなる。
け性皮膜の場合には、その表面状態に多少の差があって
も、その融点以上になれば、皮膜は融解してしまうの
で、無光沢皮膜であってもかなり良好なはんだ付け性を
示す。また、はんだ付け工程で皮膜が加熱されたときに
皮膜中に吸蔵された有機物が悪影響を及ぼす可能性があ
るために、錫−鉛皮膜のような可融性はんだ付け性皮膜
の場合には添加剤をできるだけ含まないめっき浴からめ
っきすることが望まれる。
はんだ付け温度で可融でない皮膜をはんだ付け性皮膜と
して用いる場合には、被膜中に吸蔵された有機物による
悪影響よりも、多少の有機物を吸蔵していても、むしろ
めっき皮膜の結晶粒子を外観的に光沢または半光沢状態
まで微細化させた場合に、その濡れ性が大きく改善され
ることを見い出し、はんだ付け性の良好な電気・電子部
品を得ることに成功した。
ためには、公知の酸性浴或いは錯化剤を添加した錯塩浴
が利用できる。それらの浴をそれぞれめっき浴の種類に
応じて、適宜、金属濃度、遊離酸濃度(又はpH)、添
加剤の種類及び濃度、温度、電流密度等の条件を選定し
て、光沢又は半光沢の錫−銅合金めっき皮膜が得られる
条件に限定して用いられる。
的にはシアン浴を用いることもできるが、環境問題を解
決するための技術であることに鑑み、酸性浴や非シアン
の錯化剤を添加した錯塩浴等を用いることが望ましい。
は錯化剤としては、非シアンの化合物が用いられる。即
ち、例えば硫酸、ハロゲン化水素酸、ホウフッ酸、ケイ
フッ化酸、スルファミン酸、リン酸、ピロリン酸やトリ
ポリリン酸などの縮合リン酸等の無機酸、例えば酢酸、
コハク酸、蓚酸、マロン酸、グリコール酸、酒石酸、ク
エン酸、グルコン酸、グリシン等のカルボン酸、ヒドロ
キシカルボン酸、アミノ酸或いはそれらの誘導体等、例
えばエチレンジアミンテトラ酢酸、イミノジ酢酸、ニト
リロトリ酢酸、ジエチレントリアミンペンタ酢酸等のア
ミンカルボン酸、例えば1−ヒドロキシエタン−1,1
−ビスホスホン酸等のヒドロキシアルカンビスホスホン
酸、例えばメタンスルホン酸、2−ヒドロキシプロパン
スルホン酸、1−カルボキシエタンスルホン酸、アリー
ルスルホン酸、スルホコハク酸、スルホフマル酸、ベン
ゼンスルホン酸、トルエンスルホン酸、フェノールスル
ホン酸等の脂肪族或いは芳香族の有機スルホン酸、例え
ばチオグリコール酸、アセチルシステイン、メルカプト
コハク酸等のメルカプト化合物、例えばチオ尿素、トリ
メチルチオ尿素、エチレンチオ尿素、2−メルカプトベ
ンゾチアゾール等の含硫黄化合物等が好適に用いられ
る。
給源としても、非シアンの錫化合物或いは非シアンの銅
化合物が用いられる。即ち、それらの錫又は銅の化合物
としては、上記の酸又は錯化剤と錫又は銅の塩又は錯体
が用いられる。さらに、錫又は銅の酸化物を上記の酸或
いは錯化剤等の溶液に溶解して用いてもよい。
類やめっき対象物によって増減することが望ましいが、
概ね1〜100g/lが適当であり、好ましくは5〜8
0g/l程度とする。
沢又は半光沢状の錫−銅合金めっき皮膜を用いるが、必
須の成分ではないが、浴の種類に応じて界面活性剤を添
加することが望ましい場合が多く、該界面活性剤として
は、非イオン系、カチオン系、アニオン系、両性の界面
活性剤を適宜単独又は混合して用いることができる。
を利用することができ、公知のカチオン系界面活性剤、
アニオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、両性界
面活性剤を、適宜単独又は併用して用いられる。即ち、
効果のある界面活性剤の例として特に好適に用いられる
ものの例を列挙すれば、カチオン系界面活性剤には、テ
トラ低級アルキルアンモニウムハライド、アルキルトリ
メチルアンモニウムハライド、ヒドロキシエチルアルキ
ルイミダゾリン、ポリオキシエチレンアルキルメチルア
ンモニウムハライド、アルキルベンザルコニウムハライ
ド、ジアルキルジメチルアンモニウムハライド、アルキ
ルジメチルベンジルアンモニウムハライド、アルキルア
ミン塩酸塩、アルキルアミン酢酸塩、アルキルアミンオ
レイン酸塩、アルキルアミノエチルグリシン、アルキル
ピリジニウムハライドなどが含まれる。
はホルマリン縮合物)−β−ナフタレンスルホン酸
(塩)、脂肪酸セッケン系界面活性剤、アルキルスルホ
ン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、アルキルベンゼ
ンスルホン酸塩、アルキル(又はアルコキシ)ナフタレ
ンスルホン酸塩、アルキルジフェニルエーテルジスルホ
ン酸塩、アルキルエーテルスルホン酸塩、アルキル硫酸
エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸
エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルフェノールエ
ーテル硫酸エステル酸塩、高級アルコールリン酸モノエ
ステル塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルリン
酸(塩)、ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエー
テルリン酸塩、ポリオキシアルキレンフェニルエーテル
リン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸
塩、アルカノイルザルコシン、アルカノイルザルコシネ
ート、アルカノイルメチルアラニン塩、N−アシルスル
ホカルボン酸塩、アルキルスルホ酢酸塩、アシルメチル
タウリン酸塩、アルキル脂肪酸グリセリン硫酸エステル
塩、硬化ヤシ油脂肪酸グリセリル硫酸塩、アルキルスル
ホカルボン酸エステル塩、アルキルスルホコハク酸塩、
ジアルキルスルホコハク酸塩、アルキルポリオキシエチ
レンスルホコハク酸塩、アミドポリオキシエチレンスル
ホコハク酸塩、スルホコハク酸モノオレイルアミド塩等
がある。上記の塩にはアルカリ金属塩、トリエタノール
アミン塩、アンモニウム塩等が含まれる。
ルキレンアルキルエーテル(又はエステル)、ポリオキ
シアルキレンフェニル(又はアルキルフェニル)エーテ
ル、ポリオキシアルキレンナフチル(又はアルキルナフ
チル)エーテル、ポリオキシアルキレンスチレン化フェ
ニルエーテル(又は該フェニル基にさらにポリオキシア
ルキレン鎖を付加したポリオキシアルキレンスチレン化
フェニルエーテル)、ポリオキシアルキレンビスフェノ
ールエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレ
ンブロックポリマー、ポリオキシアルキレンソルビタン
脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレンソルビット脂肪
酸エステル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、
ポリオキシアルキレングリセリン脂肪酸エステル、ポリ
オキシアルキレンアルキルアミン、エチレンジアミンの
ポリオキシアルキレン縮合物付加物、ポリオキシアルキ
レン脂肪酸アミド、ポリオキシアルキレンヒマシ(又は
/及び硬化ヒマシ油)油、ポリオキシアルキレンアルキ
ルフェニルホルマリン縮合物、グリセリン(又はポリグ
リセリン)脂肪酸エステル、ペンタエリスリトール脂肪
酸エステル、ソルビタンモノ(セスキ、トリ)脂肪酸エ
ステル、高級脂肪酸モノ(ジ)エタノールアミド、アル
キル・アルキロールアミド、オキシエチレンアルキルア
ミン等が含まれる。
カルボキシメチル(又はエチル)−N−ヒドロキシエチ
ル(又はメチル)イミダゾリニウムベタイン、2−アル
キル−N−カルボキシメチル(又はエチル)−N−カル
ボキシメチルオキシエチルイミダゾリニウムベタイン、
2−アルキル−N−カルボキシメチル(又はエチル)−
N−ヒドロキシエチル(又はメチル)イミダゾリン、ジ
メチルアルキルベタイン、N−アルキル−β−アミノプ
ロピオン酸(又はその塩)、アルキル(ポリ)アミノエ
チルグリシン、N−アルキル−N−メチル−β−アラニ
ン(又はその塩)、脂肪酸アミドプロピルジメチルアミ
ノ酢酸ベタイン、等がある。上記の塩にはアルカリ金属
塩、トリエタノールアミン塩、アンモニウム塩等が含ま
れる。
は、0.01〜50g/lで、さらに好適には0.01
〜30g/lが使用される。使用量の不足は平滑で緻密
な錫−銅合金皮膜を得るという前述の効果が期待できな
いこともある。過剰の添加は、電流効率を低下させたり
皮膜組成の均一性を低下させるなどの悪影響を及ぼす可
能性がある。
を得るために、析出物の結晶を微細化するために、結晶
微細化剤を使用することができる。結晶微細化剤は一般
に平滑化剤或いは光沢剤としてめっき浴に添加されてい
る公知の物質が利用できるが、効果のあるものの例とし
て、下記(1)〜(19)等を挙げることができる。こ
れらは単独又は適宜併用添加して使用できる。使用量は
下記(1)の高分子化合物を用いる場合は0.5〜50
g/lが適当であり、好ましくは、1〜20g/lであ
る。下記(2)〜(19)の群の添加剤に対しては、
0.005〜30g/lが適当であり、さらに好適には
0.02〜20g/lが添加される。
プトン、ポリエチレングリコール、ポリアクリルアミ
ド、ポリエチレンイミン、ポリビニルピロリドン。
表し、Rbは水素、アルキル(C1 〜C4 )又はフェニ
ル基を表し、Rcは水素又は水酸基を表し、Aは単結
合、アルキレン、ベンジリデン又はフェニレン基を表
す。]で表されるスルファニル酸誘導体及びその塩。
表し、Rbは水素又はメチル基を表し、nは2〜15の
整数を表す。]で表されるキノリン類。
4 )、アセチル、アミノ基、水酸基又はカルボキシル基
を表し、Yは水素又は水酸基を表し、nは0〜12の整
数を表す。]で表されるトリアゾール及びその誘導体。
同一又は異なってもよく、−H、−SH、−OH、−O
R(Rは所望により−COOHで置換されていてもよい
C1 〜C6 のアルキル基)、ハロゲン、−COOH、−
COCOOH、アリール、−SR(Rは所望により−C
OOHにて置換されていてもよいC1 〜C 6 のアルキル
基)、
キル基又は一緒になって環を形成してもよい)、−NH
COR(RはC1 〜C6 のアルキル基)、−NHCOア
リール、−NHNH2 、−NO2 、−CONHアリー
ル、−CSNHアリール、−CN、−CHO、−SO3
H、−SO2 NH2 又は−SO2 NRR’(R及びR’
はC1 〜C6 のアルキル基又は一緒になって環を形成し
てもよい)を表す。]で表されるベンゾチアゾール及び
その誘導体。
を表し、Ra及びRbは、それぞれ独立にアルキル基
(C1 〜C5 )を表す。]で表されるイミン類。
C18)を表し、Yは水素、水酸基又はアルキル基(C1
〜C18)を表す。]で表されるトリアジン類。
く水素、アルキル(C1〜C18)、アルコキシ(C1 〜
C18)又はシクロアルキル基(C3 〜C7 )を表し、A
は低級アルキレン基を表す。]で表されるトリアジン
類。
基を表す。]で表される芳香族オキシカルボン酸のエス
テル類。
ル、キノリル、チエニル、フリル、ピロニル、アミノ、
水酸基又は水素から選ばれた基であり、該基はアルキル
(C1 〜C6 )、アルキルオキシ(C1 〜C6 )、アシ
ル(C1 〜C6 )、アルキルチオ(C1 〜C6 )、水酸
基、ハロゲン、カルボキシル基、ニトロ基及び−NRd
Re(Rd及びReは、同一又は異なってよく、各々水
素又はアルキル基(C1 〜C4 )を表す)から選ばれた
同一又は異なる置換基を1〜4個有してもよく、或いは
RaとRcは結合して環状となってもよく、或いは、R
cはRa−CRb=CH−CO−に等しくてもよい。X
は単結合もしくはメチレン基である。Rbは水素又はア
ルキル(C1 〜C4 )である。]で表されるC=Oと共
役の位置に二重結合を有する化合物。
(C2 〜C6 )、アルキニル(C2 〜C6 )、フェニ
ル、ナフチル、アセナフチル、ピリジル、キノリル、チ
エニル、フリル、インドール、ピロニル、アルデヒド基
又は水素から選ばれた基であり、該基はアルキル(C1
〜C6 )、フェニル、アルキルオキシ(C1 〜C6 )、
アシル(C1 〜C6 )、アルキルチオ(C1 〜C6 )、
水酸基、ハロゲン、ニトロ基及び−NRaRb(Ra及
びRbは、同一又は異なってよく、各々水素又はアルキ
ル(C1 〜C4 )を表す)から選ばれた同一又は異なる
置換基を1〜4個有してもよい。]で表されるアルデヒ
ド類。
水素、アルキル基(C1〜C6 )又は−C2 H4 −CO
−CO−C2 H5 を表し、nは0〜2の整数である。]
で表されるジケトン類。
(C1 〜C3 )、ハロゲン又はアミノ基で置換されても
よい。Rbは水素、アルキル基(C1 〜C3 )、−NH
−CS−N=N−φ、−CH2 又は−φ−NH2 を表
す。φはフェニル基を表す。]で表されるアニリン誘導
体。
アルキル、水酸基、ニトロ基、カルボキシル基又はスル
ホン酸基を表す。]で表されるニトロ化合物又はそのナ
トリウム、カリウム又はアンモニウム塩。
し、該アルキル基の水素はカルボキシル基で置換されて
いてもよい。]で表されるメルカプトカルボン酸類。
類:1,10−フェナントロリン、2−ビニルピリジ
ン、キノリン、インドール、イミダゾール、2−メルカ
プトベンゾイミダゾール、1,2,3−(又は1,2,
4−又は1,3,5−)トリアジン、1,2,3−ベン
ゾトリアジン、2−メルカプトベンゾオキサゾール、2
−シンナミルチオフェン。
セトフェノン。
素、メチル、エチル基又は(CH2 )n −CH(Rd)
(OH)を表し、Ra、Rb及びRcのうち少なくとも
一つは−(CH2 )n −CH(Rd)(OH)である。
Rdは水素又はメチル基を表し、nは1又は2の整数を
表す。]で表されるアミンアルコール類。
ヒド類と上記(13)から選ばれたアニリン誘導体又は
下記一般式(a)から選ばれたアミン類との反応生成
物: 一般式(a) Ra−NH−Rb [ここで、Ra及びRbは水素、アルキル(C1 〜C
6 )又はシクロアルキル基(C3 〜C8 )を表す。該R
a及びRbの水素は水酸基、アミノ基で置換されていて
よく、また、結合して又は−NH−又は−O−を介して
結合して環を形成してもよい。ただし、該Ra及びRb
は同時に水素であることはない。]で表される脂肪族一
級又は二級アミン類。
げると、前記式(2)で表わされるものとして、N−ブ
チリデンスルファニル酸、N−(3−ヒドロキシブチリ
デン)−p−スルファニル酸、アルドール、
−ヒドロキシキノリンに5モルの酸化プロピレンを付加
した生成物、
ンゾトリアゾール、4−ヒドロキシベンゾトリアゾー
ル、4−カルボキシベンゾトリアゾール、4−メチルベ
ンゾトリアゾール、
ンゾチアゾール、2−メチルベンゾチアゾール、2−メ
ルカプトベンゾチアゾール、2−アミノ−4−クロロベ
ンゾチアゾール、2−アミノ−6−メトキシベンゾチア
ゾール、2−ヒドロキシベンゾチアゾール、2−クロロ
ベンゾチアゾール、2−メチル−5−クロロベンゾチア
ゾール、2,5−ジメチルベンゾチアゾール、5−ヒド
ロキシ−2−メチルベンゾチアゾール、6−クロロ−2
−メチル−4−メトキシベンゾチアゾール、2−(n−
ブチル)メルカプト−6−アミノベンゾチアゾール、2
−ベンゾチアゾールチオ酢酸、2−ベンゾチアゾールオ
キシ酢酸、6−エトキシ−2−メルカプトベンゾチアゾ
ール、
N,N’−ジイソブチリデン−o−フェニレンジアミ
ン、
2,4−ジアミノ−6−[2’−メチルイミダゾリル
(1’)エチル−1,3,5−トリアジン、2,4−ジ
アミノ−6−[2’−エチルイミダゾリル(1’)エチ
ル−1,3,5−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−
[2’−ウンデシルイミダゾリル(1’)エチル−1,
3,5−トリアジン、
−N−ドデシルアミノプロピオグアナミン、β−N−ヘ
キシルアミノプロピオグアナミン、ピペリジンプロピオ
グアナミン、シクロヘキシルアミノプロピオグアナミ
ン、モルホリンプロピオグアナミン、β−N−(2−エ
チルヘキシロキシプロピルアミノ)プロピオグアナミ
ン、β−N−(ラウリルオキシプロピルアミノ)プロピ
オグアナミン、
−(又はm−又はp−)安息香酸メチル、サリチル酸フ
ェニル、
アクリル酸、メタクリル酸、エタクリル酸、アクリル酸
メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸メチル、メタ
クリル酸ブチル、クロトン酸、イタコン酸、プロピレン
−1,3−ジカルボン酸、桂皮酸、アクリルアミド、ジ
アセトンアクリルアミド、t−ブチルアクリルアミド、
N−メトキシジメチルアクリルアミド、クルクミン、イ
ソホロン、メシチルオキシド、ビニルフェニルケトン、
ビフェニルプロペニルケトン、フェニルイソブテニルケ
トン、フェニル−2−メチルプロペニルケトン、ベンジ
リデンアセチルアセトン、2−(ω−ベンゾイル)ビニ
ルフラン、p−フルオロ又はクロロフェニルプロペニル
ケトン、p−ヒドロキシフェニルプロペニルケトン、m
−ニトロフェニルプロペニルケトン、p−メチルフェニ
ルプロペニルケトン、2,4,6−トリメチルフェニル
プロペニルケトン、p−メトキシフェニルプロペニルケ
トン、p−メトキシフェニルブテニルケトン、p−メチ
ルフェニルプロペニルケトン、p−イソブチルフェニル
プロペニルケトン、α−ナフチル−1−メチルプロペニ
ルケトン、4−メトキシナフチルプロペニルケトン、2
−チエニルプロペニルケトン、2−フリルプロペニルケ
トン、1−メチルピロールプロペニルケトン、ベンジリ
デンメチルエチルケトン、ベンジリデンアセトンアルコ
ール、p−トルイデンアセトン、p−ヒドロキシベンジ
リデンアセトン、ベンジリデンメチルイソブチルケト
ン、3−クロロベンジリデンアセトン、ベンザルアセト
ン、sub,ピリジリデンアセトン、sub,フルフリ
ジンアセトン、sub,テニリデンアセトン、4−(1
−ナフチル)−3−ブテン−2−オン、4−(2−フリ
ル)−3−ブテン−2−オン、4−(2−チオフェニ
ル)−3−ブテン−2−オン、(2,4−又は3,4
−)ジクロロアセトフェノン、ベンジリデンアセトフェ
ノン、アクロレイン、アリルアルデヒド、クロトンアル
デヒド、シンナムアルデヒド、ベンジルクロトンアルデ
ヒド、テニリデンアセトン、
ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、パラアルデヒ
ド、ブチルアルデヒド、イソブチルアルデヒド、プロピ
オンアルデヒド、n−バレルアルデヒド、グリオキサー
ル、スクシンアルデヒド、カプロンアルデヒド、イソバ
レルアルデヒド、アリルアルデヒド、グルタルアルデヒ
ド、クロトンアルデヒド、プロパルギルアルデヒド、ベ
ンズアルデヒド、シンナムアルデヒド、o−フタルアル
デヒド、サリチルアルデヒド、p−ヒドロキシベンズア
ルデヒド、p−ニトロベンズアルデヒド、o−(又はm
−又はp−)メトキシベンズアルデヒド、o−バニリ
ン、ベラトルアルデヒド、2,5−ジメトキシベンズア
ルデヒド、(2,4−又は2,6−)ジクロロベンズア
ルデヒド、m−(o−又はp−)クロロベンズアルデヒ
ド、1−(又は2−)ナフトアルデヒド、2(又は4)
−ヒドロキシ−1−ナフトアルデヒド、2(又は4)−
クロル−1−ナフトアルデヒド、5−(又は2−)メト
キシナフトアルデヒド、ピコリンアルデヒド、3−アセ
ナフトアルデヒド、2(又は3)−チオフェンカルボキ
シアルデヒド、2(又は3)−フルアルデヒド、ピコリ
ンアルデヒド、3−インドールカルボキシアルデヒド、
1−ベンジリデン−7−ヘプテナール、2,4−ヘキサ
ジエナール、ベンジルクロトンアルデヒド、
グリオキサール、ジアセチル、3,4−ヘキサンジオ
ン、アセチルアセトン、3,4−ヘキサンジオンアセチ
ルアセトン、
アニリン、o−(又はm−又はp−)トルイジン、(o
−又はp−)アミノアニリン、(o−又はp−)クロル
アニリン、(2,5−又は3,4−)クロルメチルアニ
リン、N−モノメチルアニリン、4,4’−ジアミノジ
フェニルメタン、N−フェニル−(α−又はβ−)ナフ
チルアミン、ジチゾン、
p−ニトロフェノール、ニトロベンゼンスルホン酸、
2,4−ジニトロベンゼンスルホン酸、m−ニトロ安息
香酸、
チオグリコール酸、メルカプトコハク酸、
アセトフェノン、2,4−(又は3,4−)ジクロロア
セトフェノン、
トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、モノエタ
ノールアミン、N−メチルエタノールアミン、
アミン−アルデヒド縮合物、例えばピペラジン、ピペリ
ジン、モルホリン、シクロプロピルアミン、シクロヘキ
シルアミン、シクロオクチルアミン、エチレンジアミ
ン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミンなどの
式(a)で表わされる脂肪族第一若しくは第二アミン類
又は前記式(13)で表わされる芳香族アミン類と前記
式(11)で表わされるアルデヒド類との縮合物などを
挙げることができる。
は、めっき浴中で酸化され易いため、酸化防止剤を使用
することができる。酸化防止剤には公知のもの、例えば
レゾルシノール、ピロカテコール、ハイドロキノン、フ
ロログリシノール、ピロガロール、ヒドラジン、アスコ
ルビン酸などが、適宜、単独又は併用して用いられる。
酸化防止剤の使用量は、0.05〜50g/l程度が適
当であり、さらに好適には0.1〜10g/lが添加さ
れる。
明瞭な上下限はないが、ウィスカー防止という観点から
下限は概ね1wt%以上の銅を含有することが望まし
い。銅含有率が90%以上になっても光沢皮膜では銅素
地よりも良好なはんだ付け性を示すが、銅のそれに近づ
いてくるので、概略90wt%以下で用いるのが望まし
い。
が、一般に錫又は錫−鉛皮膜において行われている0.
1〜100μmの厚さが用いられる。概ね0.1μm以
下では好ましいはんだ付け性を有する皮膜が得られにく
く、また概ね100μm以上の厚さの皮膜も好ましい光
沢又は半光沢の均一な皮膜を得ることが難しくなる。本
発明の目的から最良の皮膜とするために、一層好適には
0.5〜20μmの厚さが用いられる。
属との拡散によるめっきの皮膜組成、皮膜構造の変化あ
るいは欠陥の発生を防止し、あるいはめっき皮膜が比較
的薄い場合にめっき皮膜の欠陥を通しての素地の腐食を
防止することによってはんだ付け性の経時劣化を抑制す
るという観点から、錫−鉛合金系めっき皮膜において採
用されていたようにニッケル又はニッケル合金めっきを
下地めっきとして施しておくという方法を採用する事も
できる。
は、電気めっき及び無電解めっきの何れもが効果があ
り、これらのめっき皮膜を得るためには、公知のめっき
浴・めっき条件を採用することができる。該めっき皮膜
のめっき厚さについては特に限定されないが、素地とめ
っき皮膜の間でお互いの元素が相互に拡散することを防
止又は抑制する効果若しくは素地の腐食を防止する効果
から、0.1〜30μmの皮膜厚さが望ましい。
光沢の錫−銅合金めっき皮膜の上に、さらに、金、銀、
パラジウム、ビスマス、アンチモン、インジウム及び
(又は)それらを主成分とする合金の中から選ばれる1
種又は2種以上の金属のめっきを、電気めっき又は無電
解めっきによって上層めっきとして施すことによって、
さらに濡れ性の良好なはんだ付け性を有した電気・電子
部品が得られることを見いだした。
モン、インジウム及び(又は)それらを主成分とする合
金のめっきは、電気めっき及び無電解めっき(還元型及
び置換型を含む)の何れもが用いられ、これらのめっき
皮膜を得るためには、公知のめっき浴・めっき条件を採
用することができる。めっき厚さについては特に限定さ
れず、極めて薄い皮膜であってもその効果を示し、明瞭
な限界点はないが、概ね0.001μmから5μmの範
囲で、また、一層好適には0.01μmから3μmの範
囲で用いられる。
んだとは、実質的に鉛を含まないという意味であって、
通常の工程で製造される不純物としての鉛まで除去した
はんだという意味ではなく、錫に対してパーセント以下
の鉛を不純物として含有しているはんだを用いることは
許容される。鉛フリーのはんだとしては、銀、ビスマ
ス、銅、アンチモン、インジウム、あるいは亜鉛等と錫
の二元以上の合金が用いられるが、これらの元素以外に
も微量元素が添加されていても差し支えない。
はんだ接合個所を有した電気・電子回路部品には、例え
ば、IC半導体等の電子デバイス等、抵抗器、コンデン
サ等の受動部品等、コネクタ、スイッチ、プリント配線
板等の接続部品等、などが挙げられる。
めっき浴には、浴を安定化させるために酸及び/又はキ
レート剤及び/又はアルカリを添加することができる。
いる浴の種類やめっき対象物によって適宜選択される
が、浴中金属成分の1モルに対して、0.5〜20モル
程度が適当であり、好ましくは1〜15モル程度であ
る。
る場合には、錫イオンの酸化を防止又は抑制するために
酸化防止剤を用いることができる。
に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定さ
れるものではなく、前述した目的に沿って特許請求の範
囲に記載した範囲内で、めっき皮膜組成、膜厚、めっき
浴の構成、下層めっき、上層めっきなどのめっき条件を
適宜、任意に変更し、該電気・電子回路部品を製作する
ことができる。
5cm×2.5cmに切断後、定法に従って予備処理と
して、ベンジン脱脂、電解脱脂、水洗を施して試料とし
た。めっきを施す場合には、引き続き酸洗を施し、水洗
の後にめっきを施した。
い錫合金をはんだ浴としてメニスコグラフ法を用いてゼ
ロクロスタイムを測定し、はんだ付け性の評価を行った。
光沢錫−銅合金めっき皮膜を施した。 浴A 硫酸銅 30 g/l 硫酸錫 30 g/l 硫酸 98 g/l クレゾールスルホン酸 10 g/l エマルゲン409p (花王石鹸(株)) 2 g/l ベンザルアセトン 0.3g/l 浴温 25 ℃ 電流密度 2 A/dm2 錫−銀(3.5%)の合金をはんだ浴として用い、浴温
270℃、浸漬時間5秒で測定した。比較として用いた
銅板試料と同じくゼロクロスタイムは5秒以上となり、
外観も満足すべきものではなかった。すなわち、無光沢
の皮膜は良好なはんだ付け性を示さなかった。
錫−銅合金めっき皮膜を施した。下地として通常のワッ
ト浴から約5μのニッケルめっきを施した。 浴B 硫酸銅 1 g/l 硫酸錫 60 g/l 硫酸 98 g/l クレゾールスルホン酸 10 g/l 市販半光沢剤 513Y−D (石原薬品(株)) 50 ml/l 浴温 25 ℃ 電流密度 3 A/dm2 錫−銀(3.5%)の合金をはんだ浴として用い、浴温
270℃、浸漬時間5秒で測定した。比較として同じ条
件で測定した銅板試料のゼロクロスタイムは5秒以上で
あったのに対して、該錫−銅合金めっき試料のゼロクロ
スタイムは2.1秒と良好であり、はんだ付け後の外観
も満足すべきものであった。
沢に近い半光沢の錫−銅合金めっき皮膜を施した。下地
として通常の無電解ニッケル−リン浴から約5μのニッ
ケルめっきを施した。 浴C 硫酸銅 0.045 mol/l 硫酸第一錫 0.055 mol/l トリポリリン酸ナトリウム 0.5 mol/l 酒石酸アンモニウム 0.15 mol/l ペプトン 1 g/l 浴温 50 ℃ pH 8 電流密度 0.5 A/dm2 錫−銀(3.5%)−ビスマス(6%)−銅(0.5
%)の合金をはんだ浴として用い、浴温260℃、浸漬
時間5秒で測定した。比較として同じ条件で測定した銅
板試料のゼロクロスタイムは4.8秒であったのに対し
て、該錫−銅合金めっき試料のゼロクロスタイムは2.
3秒と良好であり、はんだ付け後の外観も満足すべきも
のであった。
沢に近い半光沢の錫−銅合金めっき皮膜を施した。 浴D 硫酸銅 0.045 mol/l 硫酸第一錫 0.055 mol/l トリポリリン酸ナトリウム 0.5 mol/l 酒石酸アンモニウム 0.15 mol/l ペプトン 1 g/l 浴温 50 ℃ pH 8 電流密度 1 A/dm2 錫−ビスマス(10%)の合金をはんだ浴として用い、
浴温250℃、浸漬時間5秒で測定した。比較として同
じ条件で測定した銅板試料のゼロクロスタイムは4.5
秒であったのに対して、該錫−銅合金めっき試料のゼロ
クロスタイムは2.9秒と良好であり、はんだ付け後の
外観も満足すべきものであった。
沢の錫−銅合金めっき皮膜を施した。下地として通常の
ワット浴から約5μのニッケルめっきを施した。 浴E メタンスルホン酸銅 4 g/l メタンスルホン酸錫 60 g/l メタンスルホン酸 100 g/l クレゾールスルホン酸 10 g/l 市販半光沢剤 513Y−D (石原薬品(株)) 50 ml/l 浴温 30 ℃ 電流密度 3 A/dm2 錫−銀(0.2%)−銅(5%)−アンチモン(0.8
%)の合金をはんだ浴として用い、浴温270℃、浸漬
時間5秒で測定した。比較として同じ条件で測定した銅
板試料のゼロクロスタイムは4.9秒であったのに対し
て、該錫−銅合金めっき試料のゼロクロスタイムは2.
1秒と良好であり、はんだ付け後の外観も満足すべきも
のであった。
光沢の錫−銅合金めっき皮膜を施した。下地として通常
の無電解ニッケル−リン浴から約5μのニッケルめっき
を施し、上層めっきとして浴Gから約0.1μの電気金
めっきを施した。 浴F メタンスルホン酸銅 8 g/l アルカノールスルホン酸錫 60 g/l メタンスルホン酸 100 g/l クレゾールスルホン酸 10 g/l 市販半光沢剤 513Y−D (石原薬品(株)) 50 ml/l 浴温 30 ℃ 電流密度 3 A/dm2 浴G メルカプトコハク酸金 (金として) 10 g/l メルカプトコハク酸 20 g/l pH 6 温度 50 ℃ 電流密度 1 A/dm2 錫−銀(3.5%)の合金をはんだ浴として用い、浴温
270℃、浸漬時間5秒で測定した。比較として同じ条
件で測定した銅板試料のゼロクロスタイムは5秒以上で
あったのに対して、該錫−銅合金めっき試料のゼロクロ
スタイムは1.8秒と良好であり、はんだ付け後の外観
も満足すべきものであった。
沢の錫−銅合金めっき皮膜を施した。下地として通常の
無電解ニッケル−リン浴から約5μのニッケルめっきを
施し、上層めっきとして浴Iから約0.1μの無電解パ
ラジウムめっきを施した。 浴H 硫酸銅 60 g/l 硫酸錫 60 g/l 硫酸 98 g/l クレゾールスルホン酸 10 g/l マルゲン409p (花王石鹸(株)) 2 g/l ベンザルアセトン 0.3g/l 浴温 25 ℃ 電流密度 3 A/dm2 浴I 市販浴(石原薬品)APP浴 温度 50 ℃ めっき時間 6 分 錫−亜鉛(9%)の合金をはんだ浴として用い、浴温2
70℃、浸漬時間5秒で測定した。比較として同じ条件
で測定した銅板試料のゼロクロスタイムは5秒以上であ
ったのに対して、該錫−銅合金めっき試料のゼロクロス
タイムは2.3秒と良好であり、はんだ付け後の外観も
満足すべきものであった。
鉛のはんだ接合材を用いる際に良好なはんだ接合性を有
した電子・電気回路部品を提供するものであり、電子・
電気回路部品のはんだ接合工程から鉛を追放することを
可能とするものである。
Claims (3)
- 【請求項1】 鉛を含まない錫合金のはんだではんだ接
合することを目的として、非シアン系の錫−銅合金めっ
き浴から得られる光沢又は半光沢を有する錫−銅合金め
っき皮膜をあらかじめ被覆したことを特徴とする電気・
電子回路部品。 - 【請求項2】 錫−銅合金めっき皮膜を施すに先立っ
て、さらに電気めっき又は無電解めっきによってニッケ
ル又はニッケル合金の下層めっきを施したことを特徴と
する請求項1に記載の電気・電子回路部品。 - 【請求項3】 錫−銅合金めっき皮膜の上に、さらに、
金、銀、パラジウム、ビスマス、アンチモン、インジウ
ム及び(又は)それらを主成分とする合金の中から選ば
れる1種又は2種以上の金属のめっきを、電気めっき又
は無電解めっきによって上層めっきとして施したことを
特徴とする請求項1又は2に記載の電気・電子回路部
品。
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- 1998-07-09 JP JP19416998A patent/JP4132247B2/ja not_active Expired - Fee Related
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