JP2001040498A - 錫−銅合金めっき皮膜で被覆された電子部品 - Google Patents
錫−銅合金めっき皮膜で被覆された電子部品Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 錫−鉛合金めっき皮膜に代替することができ
る、加熱処理後のハンダ付け性に優れた錫−銅合金皮膜
及び該皮膜で被覆された電子部品を提供する。 【解決手段】 炭素含有量が0.3重量%以下である錫
−銅合金皮膜及び該皮膜で被覆された電子部品。
る、加熱処理後のハンダ付け性に優れた錫−銅合金皮膜
及び該皮膜で被覆された電子部品を提供する。 【解決手段】 炭素含有量が0.3重量%以下である錫
−銅合金皮膜及び該皮膜で被覆された電子部品。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、優れたハンダ付け
性を有する錫−銅合金めっき皮膜で被覆された電子部品
に関する。
性を有する錫−銅合金めっき皮膜で被覆された電子部品
に関する。
【0002】
【従来の技術】電子工業の分野では電子部品をハンダで
接合することが行われている。また、ハンダ接合を良好
に行うためにハンダ接合に先立って、電子部品にハンダ
下地として、ハンダめっきを施すことが行われている。
接合することが行われている。また、ハンダ接合を良好
に行うためにハンダ接合に先立って、電子部品にハンダ
下地として、ハンダめっきを施すことが行われている。
【0003】これらのハンダ接合やハンダめっきの材料
には、従来より錫−鉛合金が広く用いられてきた。ハン
ダめっき材料には錫も用いられてきたが、めっき皮膜に
ホイスカーが発生するため、ハンダ下地としては不適切
である。錫−鉛合金は優れたハンダ付け性を有している
が、有害な鉛が含まれているため、鉛を含まないハンダ
めっきが要望されてきた。
には、従来より錫−鉛合金が広く用いられてきた。ハン
ダめっき材料には錫も用いられてきたが、めっき皮膜に
ホイスカーが発生するため、ハンダ下地としては不適切
である。錫−鉛合金は優れたハンダ付け性を有している
が、有害な鉛が含まれているため、鉛を含まないハンダ
めっきが要望されてきた。
【0004】近年、鉛を含まないハンダめっきとして、
錫−銀合金めっき、錫−インジウム合金めっき及び錫−
亜鉛合金めっきが提案された。しかし、錫−銀合金めっ
きは、該合金めっき浴に合金めっき析出のために強力な
錯化剤を使用するので、浴管理が煩雑であり、また高価
な銀を用いるので、得られる皮膜が高価であるという欠
点があった。また錫−インジウム合金めっきは、皮膜の
融点が低いため、ハンダ接合したときの接合強度が低
く、価格も高いという欠点があった。さらに錫−亜鉛合
金めっきは、皮膜が酸化し易いため、空気中でのハンダ
付けが困難であるという欠点があった。このような状況
から、鉛を含まないハンダめっきとして錫−銅合金めっ
きが要望されている。
錫−銀合金めっき、錫−インジウム合金めっき及び錫−
亜鉛合金めっきが提案された。しかし、錫−銀合金めっ
きは、該合金めっき浴に合金めっき析出のために強力な
錯化剤を使用するので、浴管理が煩雑であり、また高価
な銀を用いるので、得られる皮膜が高価であるという欠
点があった。また錫−インジウム合金めっきは、皮膜の
融点が低いため、ハンダ接合したときの接合強度が低
く、価格も高いという欠点があった。さらに錫−亜鉛合
金めっきは、皮膜が酸化し易いため、空気中でのハンダ
付けが困難であるという欠点があった。このような状況
から、鉛を含まないハンダめっきとして錫−銅合金めっ
きが要望されている。
【0005】錫−銅合金めっき皮膜を得るためのめっき
浴としては、特開昭58-48689号公報、特開昭58-56089号
公報、特開昭58-61295号公報、特公昭60-12435号公報、
特公平1-33557号公報、特公平4-13434号公報、特開平5-
287578号公報、特開平8-27590号公報及び特開平8-27591
号公報に記載のシアン浴が知られている。また、錫−銅
合金めっき皮膜を得るためのシアンを含まないめっき浴
として、特開昭57-177987号公報に芳香族スルホン酸
浴、特開昭61-272394号公報にピロリン酸浴が開示され
ている。
浴としては、特開昭58-48689号公報、特開昭58-56089号
公報、特開昭58-61295号公報、特公昭60-12435号公報、
特公平1-33557号公報、特公平4-13434号公報、特開平5-
287578号公報、特開平8-27590号公報及び特開平8-27591
号公報に記載のシアン浴が知られている。また、錫−銅
合金めっき皮膜を得るためのシアンを含まないめっき浴
として、特開昭57-177987号公報に芳香族スルホン酸
浴、特開昭61-272394号公報にピロリン酸浴が開示され
ている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記め
っき浴から得られる皮膜は、装飾に用いられる金めっき
皮膜やニッケルめっき皮膜に代替することを目的として
おり、いずれの文献もハンダめっき用として利用するこ
とについて何ら言及していない。一般的に、めっき皮膜
のハンダ付け性は、皮膜の金属組成、結晶サイズ、平滑
性、不純物に影響される。ハンダ付けの信頼性の目安と
される加熱処理後のハンダ付け性は、ハンダ付け性に優
れている錫−鉛合金めっき皮膜の場合、皮膜に光沢があ
るからといって良いとは限らない。
っき浴から得られる皮膜は、装飾に用いられる金めっき
皮膜やニッケルめっき皮膜に代替することを目的として
おり、いずれの文献もハンダめっき用として利用するこ
とについて何ら言及していない。一般的に、めっき皮膜
のハンダ付け性は、皮膜の金属組成、結晶サイズ、平滑
性、不純物に影響される。ハンダ付けの信頼性の目安と
される加熱処理後のハンダ付け性は、ハンダ付け性に優
れている錫−鉛合金めっき皮膜の場合、皮膜に光沢があ
るからといって良いとは限らない。
【0007】本発明の目的は、錫−鉛合金めっき皮膜に
代替することができる、加熱処理後のハンダ付け性に優
れた錫−銅合金めっき皮膜で被覆された電子部品を提供
することにある。
代替することができる、加熱処理後のハンダ付け性に優
れた錫−銅合金めっき皮膜で被覆された電子部品を提供
することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成するため鋭意検討を重ねた結果、錫−銅合金めっき
皮膜中の不純物炭素の含有量がハンダ付け性に重要な影
響を及ぼすことを見出し、本発明を完成した。すなわち
本発明は、炭素含有量が0.3重量%以下である錫−銅
合金めっき皮膜で被覆された電子部品を提供する。
達成するため鋭意検討を重ねた結果、錫−銅合金めっき
皮膜中の不純物炭素の含有量がハンダ付け性に重要な影
響を及ぼすことを見出し、本発明を完成した。すなわち
本発明は、炭素含有量が0.3重量%以下である錫−銅
合金めっき皮膜で被覆された電子部品を提供する。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明の錫−銅合金めっき皮膜で
被覆された電子部品は、リードフレーム、コネクター、
チップコンデンサー、チップ抵抗器等の電子部品に電気
めっきにより錫−銅合金めっき皮膜を形成することによ
り製造される。こうして形成される錫−銅合金めっき皮
膜は、炭素含有量が0.3重量%以下であればよい。銅
含有量は好ましくは0.1〜2.5重量%、さらに好ま
しくは0.5〜2.0重量%である。なお、残部は錫で
ある。
被覆された電子部品は、リードフレーム、コネクター、
チップコンデンサー、チップ抵抗器等の電子部品に電気
めっきにより錫−銅合金めっき皮膜を形成することによ
り製造される。こうして形成される錫−銅合金めっき皮
膜は、炭素含有量が0.3重量%以下であればよい。銅
含有量は好ましくは0.1〜2.5重量%、さらに好ま
しくは0.5〜2.0重量%である。なお、残部は錫で
ある。
【0010】めっき法で形成される錫−銅合金めっき皮
膜中には不純物として炭素が含有されている。めっき直
後では、炭素は皮膜表面にほとんど存在しないためハン
ダ付け性を阻害しない。しかし、室温で長期間保存した
場合やハンダ付けの信頼性を評価するための加熱処理後
では、室温での拡散や加熱による熱拡散が起こり、炭素
が皮膜表面に浮上し、ハンダ付け性を著しく阻害する。
本発明者は、錫−銅合金めっき皮膜中の炭素含有量を
0.3重量%以下にすると、皮膜のハンダ付け性が格段
に向上することを見出した。
膜中には不純物として炭素が含有されている。めっき直
後では、炭素は皮膜表面にほとんど存在しないためハン
ダ付け性を阻害しない。しかし、室温で長期間保存した
場合やハンダ付けの信頼性を評価するための加熱処理後
では、室温での拡散や加熱による熱拡散が起こり、炭素
が皮膜表面に浮上し、ハンダ付け性を著しく阻害する。
本発明者は、錫−銅合金めっき皮膜中の炭素含有量を
0.3重量%以下にすると、皮膜のハンダ付け性が格段
に向上することを見出した。
【0011】錫−銅合金めっき皮膜の合金組成は、ハン
ダ下地として用いられる限り特に制限はない。錫−鉛合
金めっき皮膜に代替すること、及び電子部品間のハンダ
接合強度やハンダ付け温度が250〜300℃であるこ
とを考慮すると、皮膜中の銅含有量は0.1〜2.5重
量%であることが好ましく、0.5〜2.0重量%であ
ることがさらに好ましい。すなわち、銅含有量が0.1
重量%より少ないと、錫のホイスカーが発生し易くな
り、回路短絡の原因となる。また銅含有量が2.5重量
部より多くなると、めっき皮膜の融点が300℃を超
え、良好なハンダ付けができないことがある。
ダ下地として用いられる限り特に制限はない。錫−鉛合
金めっき皮膜に代替すること、及び電子部品間のハンダ
接合強度やハンダ付け温度が250〜300℃であるこ
とを考慮すると、皮膜中の銅含有量は0.1〜2.5重
量%であることが好ましく、0.5〜2.0重量%であ
ることがさらに好ましい。すなわち、銅含有量が0.1
重量%より少ないと、錫のホイスカーが発生し易くな
り、回路短絡の原因となる。また銅含有量が2.5重量
部より多くなると、めっき皮膜の融点が300℃を超
え、良好なハンダ付けができないことがある。
【0012】上記錫−銅合金めっき皮膜の厚さは、ハン
ダ下地としての目的に適っていれば特に制限はないが、
1〜30μmが好ましい。厚さが1μmより小さいと、
ハンダ付け性が低下し易くなり、30μmを超えると、
それに見合うハンダ付け性の向上が得られず不経済であ
る。
ダ下地としての目的に適っていれば特に制限はないが、
1〜30μmが好ましい。厚さが1μmより小さいと、
ハンダ付け性が低下し易くなり、30μmを超えると、
それに見合うハンダ付け性の向上が得られず不経済であ
る。
【0013】錫−銅合金めっき皮膜を電気めっきにより
形成する際のめっき方法としては、ラック式めっき法、
バレル式めっき法、オーバーフロー式めっき法、ジェッ
ト式めっき法等慣用の方法を用いることができる。
形成する際のめっき方法としては、ラック式めっき法、
バレル式めっき法、オーバーフロー式めっき法、ジェッ
ト式めっき法等慣用の方法を用いることができる。
【0014】用いられるめっき浴も、本発明の上記錫−
銅合金めっき皮膜が得られる限り特に制約はないが、炭
素含有量を0.3重量%以下に抑えるとともに、結晶組
織が緻密で、めっきムラやめっきヤケがなく、かつハン
ダ付け性がいっそう向上した皮膜を得るためには、例え
ば(A)アルカンスルホン酸第一錫塩及びアルカノールス
ルホン酸第一錫塩から選ばれる少なくとも1種、(B)ア
ルカンスルホン酸銅塩及びアルカノールスルホン酸銅塩
から選ばれる少なくとも1種、(C)アルカンスルホン酸
及びアルカノールスルホン酸よりなる群から選ばれる少
なくとも1種、(D)非イオン性界面活性剤及び(E)上記錫
塩の酸化防止剤等を含む浴を用いることが好ましい。上
記のめっき浴において、(A)〜(E)成分の具体例は
次のとおりである。
銅合金めっき皮膜が得られる限り特に制約はないが、炭
素含有量を0.3重量%以下に抑えるとともに、結晶組
織が緻密で、めっきムラやめっきヤケがなく、かつハン
ダ付け性がいっそう向上した皮膜を得るためには、例え
ば(A)アルカンスルホン酸第一錫塩及びアルカノールス
ルホン酸第一錫塩から選ばれる少なくとも1種、(B)ア
ルカンスルホン酸銅塩及びアルカノールスルホン酸銅塩
から選ばれる少なくとも1種、(C)アルカンスルホン酸
及びアルカノールスルホン酸よりなる群から選ばれる少
なくとも1種、(D)非イオン性界面活性剤及び(E)上記錫
塩の酸化防止剤等を含む浴を用いることが好ましい。上
記のめっき浴において、(A)〜(E)成分の具体例は
次のとおりである。
【0015】(A)アルカンスルホン酸第一錫塩・アル
カノールスルホン酸第一錫塩:アルカンスルホン酸第一
錫塩としては、例えばメタンスルホン酸第一錫、エタン
スルホン酸第一錫、プロパンスルホン酸第一錫、2−プ
ロパンスルホン酸第一錫等が挙げられる。またアルカノ
ールスルホン酸第一錫塩としては、例えばヒドロキシメ
タンスルホン酸第一錫、2−ヒドロキシエタン−1−ス
ルホン酸第一錫、2−ヒドロキシブタン−1−スルホン
酸第一錫等が挙げられる。これらは1種単独で用いても
よいし、2種以上混合して用いてもよい。これらの塩の
めっき浴中の含有量は、金属錫として、好ましくは5〜
100g/L(リットル、以下同じ)、さらに好ましく
は10〜60g/Lである。
カノールスルホン酸第一錫塩:アルカンスルホン酸第一
錫塩としては、例えばメタンスルホン酸第一錫、エタン
スルホン酸第一錫、プロパンスルホン酸第一錫、2−プ
ロパンスルホン酸第一錫等が挙げられる。またアルカノ
ールスルホン酸第一錫塩としては、例えばヒドロキシメ
タンスルホン酸第一錫、2−ヒドロキシエタン−1−ス
ルホン酸第一錫、2−ヒドロキシブタン−1−スルホン
酸第一錫等が挙げられる。これらは1種単独で用いても
よいし、2種以上混合して用いてもよい。これらの塩の
めっき浴中の含有量は、金属錫として、好ましくは5〜
100g/L(リットル、以下同じ)、さらに好ましく
は10〜60g/Lである。
【0016】(B)アルカンスルホン酸銅塩・アルカノ
ールスルホン酸銅塩:アルカンスルホン酸銅塩として
は、例えばメタンスルホン酸銅、エタンスルホン酸銅、
プロパンスルホン酸銅、2−プロパンスルホン酸銅等が
挙げられる。またアルカノールスルホン酸銅塩として
は、例えば、ヒドロキシメタンスルホン酸銅、2−ヒド
ロキシエタン−1−スルホン酸銅、2−ヒドロキシブタ
ン−1−スルホン酸銅等が挙げられる。これらは1種単
独で用いてもよいし、2種以上混合して用いてもよい。
これらの塩のめっき浴中の含有量は、得られる皮膜中の
銅含有量が好ましくは0.1〜2.5重量%、さらに好
ましくは0.5〜2.0重量%となるような量であれば
よく、具体的には、金属銅として、好ましくは0.01
〜30g/L、さらに好ましくは0.1〜10g/Lで
ある。
ールスルホン酸銅塩:アルカンスルホン酸銅塩として
は、例えばメタンスルホン酸銅、エタンスルホン酸銅、
プロパンスルホン酸銅、2−プロパンスルホン酸銅等が
挙げられる。またアルカノールスルホン酸銅塩として
は、例えば、ヒドロキシメタンスルホン酸銅、2−ヒド
ロキシエタン−1−スルホン酸銅、2−ヒドロキシブタ
ン−1−スルホン酸銅等が挙げられる。これらは1種単
独で用いてもよいし、2種以上混合して用いてもよい。
これらの塩のめっき浴中の含有量は、得られる皮膜中の
銅含有量が好ましくは0.1〜2.5重量%、さらに好
ましくは0.5〜2.0重量%となるような量であれば
よく、具体的には、金属銅として、好ましくは0.01
〜30g/L、さらに好ましくは0.1〜10g/Lで
ある。
【0017】(C)アルカンスルホン酸・アルカノール
スルホン酸:アルカンスルホン酸またはアルカノールス
ルホン酸は、上記錫塩および銅塩の錯化剤として、ま
た、浴中の電気伝導成分としての役割を果たす。アルカ
ンスルホン酸としては、例えばメタンスルホン酸、エタ
ンスルホン酸、プロパンスルホン酸、2−プロパンスル
ホン酸等が挙げられる。またアルカノールスルホン酸と
しては、ヒドロキシメタンスルホン酸、2−ヒドロキシ
エタン−1−スルホン酸、2−ヒドロキシブタン−1−
スルホン酸等が挙げられる。これらは1種単独で用いて
もよいし、2種以上混合して用いてもよい。これらのめ
っき浴中の含有量は特に限定されないが、好ましくは3
0〜500g/L、さらに好ましくは100〜250g
/Lである。
スルホン酸:アルカンスルホン酸またはアルカノールス
ルホン酸は、上記錫塩および銅塩の錯化剤として、ま
た、浴中の電気伝導成分としての役割を果たす。アルカ
ンスルホン酸としては、例えばメタンスルホン酸、エタ
ンスルホン酸、プロパンスルホン酸、2−プロパンスル
ホン酸等が挙げられる。またアルカノールスルホン酸と
しては、ヒドロキシメタンスルホン酸、2−ヒドロキシ
エタン−1−スルホン酸、2−ヒドロキシブタン−1−
スルホン酸等が挙げられる。これらは1種単独で用いて
もよいし、2種以上混合して用いてもよい。これらのめ
っき浴中の含有量は特に限定されないが、好ましくは3
0〜500g/L、さらに好ましくは100〜250g
/Lである。
【0018】(D)非イオン性界面活性剤:非イオン性
界面活性剤としては公知の非イオン性界面活性剤、例え
ばC1〜C20のアルカノール、フェノール、ナフトー
ル、ビスフェノール類、C1〜C25のアルキルフェノ
ール、アリールアルキルフェノール、C1〜C25のア
ルキルナフトール、C1〜C25のアルコキシル化リン
酸またはその塩、ソルビタンエステル、スチレン化フェ
ノール、ポリアルキレングリコール、C1〜C22の脂
肪族アミン、C1〜C22の脂肪族アミド等に、エチレ
ンオキサイド(EO)および/またはプロピレンオキサ
イド(PO)を2〜300モル付加縮合させたもの;C
1〜C25のアルコキシル化リン酸またはその塩;一般
式(1): RN(R’)2→O (1) 〔式中、RはC5〜C25のアルキル基または−CON
HR"(R"はC1〜C5のアルキレン基を表す)を表
し、R’はC1〜C5のアルキル基で同一でもよいし、
異なっていてもよい。〕で表されるアミンオキサイド等
が挙げられる。
界面活性剤としては公知の非イオン性界面活性剤、例え
ばC1〜C20のアルカノール、フェノール、ナフトー
ル、ビスフェノール類、C1〜C25のアルキルフェノ
ール、アリールアルキルフェノール、C1〜C25のア
ルキルナフトール、C1〜C25のアルコキシル化リン
酸またはその塩、ソルビタンエステル、スチレン化フェ
ノール、ポリアルキレングリコール、C1〜C22の脂
肪族アミン、C1〜C22の脂肪族アミド等に、エチレ
ンオキサイド(EO)および/またはプロピレンオキサ
イド(PO)を2〜300モル付加縮合させたもの;C
1〜C25のアルコキシル化リン酸またはその塩;一般
式(1): RN(R’)2→O (1) 〔式中、RはC5〜C25のアルキル基または−CON
HR"(R"はC1〜C5のアルキレン基を表す)を表
し、R’はC1〜C5のアルキル基で同一でもよいし、
異なっていてもよい。〕で表されるアミンオキサイド等
が挙げられる。
【0019】市販の非イオン性界面活性剤としては、商
品名で例示すると、エマルゲン911(花王製)、エマ
ルゲン950(花王製)、レオドールTWP12(花王
製)、ニッサンナイミーンS−220(日本油脂製)、
ノイゲンET−147(第一工業製薬製)、ノイゲンE
A−157(第一工業製薬製)、エパン485(第一工
業製薬製)、ラミゲンES60(第一工業製薬製)、プ
ライサーフ215C(第一工業製薬製)、ノニポールソ
フトDO−70(三洋化成製)、ニューポールPE−7
8(三洋化成製)、ファスファノールLE−500(東
邦化学工業製)等が挙げられる。これらの非イオン性界
面活性剤は1種単独で用いてもよいし、2種以上混合し
て用いてもよい。非イオン性界面活性剤のめっき浴中の
含有量は特に限定されないが、好ましくは0.5〜50
g/L、さらに好ましくは1〜10g/Lである。
品名で例示すると、エマルゲン911(花王製)、エマ
ルゲン950(花王製)、レオドールTWP12(花王
製)、ニッサンナイミーンS−220(日本油脂製)、
ノイゲンET−147(第一工業製薬製)、ノイゲンE
A−157(第一工業製薬製)、エパン485(第一工
業製薬製)、ラミゲンES60(第一工業製薬製)、プ
ライサーフ215C(第一工業製薬製)、ノニポールソ
フトDO−70(三洋化成製)、ニューポールPE−7
8(三洋化成製)、ファスファノールLE−500(東
邦化学工業製)等が挙げられる。これらの非イオン性界
面活性剤は1種単独で用いてもよいし、2種以上混合し
て用いてもよい。非イオン性界面活性剤のめっき浴中の
含有量は特に限定されないが、好ましくは0.5〜50
g/L、さらに好ましくは1〜10g/Lである。
【0020】(E)酸化防止剤:酸化防止剤としては、
例えばアスコルビン酸またはその塩(塩の種類として
は、例えばナトリウム、カリウム等のアルカリ金属塩
等)、ハイドロキノン、クレゾールスルホン酸またはそ
の塩(塩の種類としては、例えばナトリウム、カリウム
等のアルカリ金属塩等)、フェノールスルホン酸または
その塩(塩の種類としては、例えばナトリウム、カリウ
ム等のアルカリ金属塩等)、ピロカテコール、レゾルシ
ン、フロログルシン等が挙げられる。これらは1種単独
で用いてもよいし、2種以上混合して用いてもよい。酸
化防止剤のめっき浴中の含有量は特に限定されないが、
好ましくは0.1〜25g/L、さらに好ましくは0.
5〜10g/Lである。
例えばアスコルビン酸またはその塩(塩の種類として
は、例えばナトリウム、カリウム等のアルカリ金属塩
等)、ハイドロキノン、クレゾールスルホン酸またはそ
の塩(塩の種類としては、例えばナトリウム、カリウム
等のアルカリ金属塩等)、フェノールスルホン酸または
その塩(塩の種類としては、例えばナトリウム、カリウ
ム等のアルカリ金属塩等)、ピロカテコール、レゾルシ
ン、フロログルシン等が挙げられる。これらは1種単独
で用いてもよいし、2種以上混合して用いてもよい。酸
化防止剤のめっき浴中の含有量は特に限定されないが、
好ましくは0.1〜25g/L、さらに好ましくは0.
5〜10g/Lである。
【0021】また上記のめっき浴は、浴安定剤(例えば
グルコン酸、酒石酸、フマル酸等の有機カルボン酸)、
光沢剤[例えばベンザルアセトン、グルタルアルデヒ
ド、ベンズアルデヒド等]や、皮膜の合金組成安定化等
のためにアニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両
性界面活性剤等を、本発明の効果を損なわない範囲の量
で含有してもよい。
グルコン酸、酒石酸、フマル酸等の有機カルボン酸)、
光沢剤[例えばベンザルアセトン、グルタルアルデヒ
ド、ベンズアルデヒド等]や、皮膜の合金組成安定化等
のためにアニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両
性界面活性剤等を、本発明の効果を損なわない範囲の量
で含有してもよい。
【0022】電気めっきに使用される陽極、及び陰極電
流密度、浴温等のめっき条件は、用いる浴の種類や所望
する皮膜厚さ等に応じて適宜選定すればよい。例えば陽
極としては、錫や錫−銅合金等の可溶性陽極の他に、白
金、ロジウムやこれらの金属で被覆されたチタンまたは
タンタル等の不溶性陽極を使用することができる。な
お、陰極は電子部品である。めっき浴の温度(以下、浴
温という)は10〜70℃、好ましくは20〜50℃で
ある。
流密度、浴温等のめっき条件は、用いる浴の種類や所望
する皮膜厚さ等に応じて適宜選定すればよい。例えば陽
極としては、錫や錫−銅合金等の可溶性陽極の他に、白
金、ロジウムやこれらの金属で被覆されたチタンまたは
タンタル等の不溶性陽極を使用することができる。な
お、陰極は電子部品である。めっき浴の温度(以下、浴
温という)は10〜70℃、好ましくは20〜50℃で
ある。
【0023】陰極電流密度は、通常0.1〜100A/
dm2の範囲であり、好ましくはバレル式めっきでは
0.2〜1A/dm2、ラック式めっきでは0.5〜4
A/dm2、オーバーフロー式めっきでは4〜30A/
dm2、ジエツト式めっきでは30〜60A/dm2であ
る。
dm2の範囲であり、好ましくはバレル式めっきでは
0.2〜1A/dm2、ラック式めっきでは0.5〜4
A/dm2、オーバーフロー式めっきでは4〜30A/
dm2、ジエツト式めっきでは30〜60A/dm2であ
る。
【0024】本発明に使用される錫−銅合金めっき皮膜
は電子部品のみならず、他の分野でのハンダ下地用とし
ても用いることができる。以上のようにして、有害な鉛
を含まない、安価で優れたハンダ付け性を有する錫−銅
合金めっき皮膜で被覆された電子部品を得ることができ
る。
は電子部品のみならず、他の分野でのハンダ下地用とし
ても用いることができる。以上のようにして、有害な鉛
を含まない、安価で優れたハンダ付け性を有する錫−銅
合金めっき皮膜で被覆された電子部品を得ることができ
る。
【0025】
【実施例】次に実施例を挙げて本発明をより具体的に説
明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。
明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。
【0026】実施例1 42アロイ(鉄58重量%、ニッケル42重量%)製D
IP(Dual Inline Packageの略称)24ピン(板厚0.2
5mm)リードフレームを、アルカリ脱脂、水洗、アル
カリ電解脱脂、水洗、10重量%硫酸浸漬、水洗の順で
処理したものを試料とした。この試料に下記のめっき浴
およびめっき条件でめっきした。 めっき浴: メタンスルホン酸第一錫(錫として) 55g/L メタンスルホン酸銅(銅として) 1.8g/L メタンスルホン酸 250g/L ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル 5g/L ピロカテコール 5g/L めっき条件: 浴温 40℃ 陰極電流密度 12A/dm2 得られた皮膜は厚さが10μmであり、皮膜の銅含有量
は0.7重量%、炭素含有量は0.008重量%であっ
た。
IP(Dual Inline Packageの略称)24ピン(板厚0.2
5mm)リードフレームを、アルカリ脱脂、水洗、アル
カリ電解脱脂、水洗、10重量%硫酸浸漬、水洗の順で
処理したものを試料とした。この試料に下記のめっき浴
およびめっき条件でめっきした。 めっき浴: メタンスルホン酸第一錫(錫として) 55g/L メタンスルホン酸銅(銅として) 1.8g/L メタンスルホン酸 250g/L ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル 5g/L ピロカテコール 5g/L めっき条件: 浴温 40℃ 陰極電流密度 12A/dm2 得られた皮膜は厚さが10μmであり、皮膜の銅含有量
は0.7重量%、炭素含有量は0.008重量%であっ
た。
【0027】実施例2 実施例1と同様の試料に、下記のめっき浴およびめっき
条件でめっきした。 めっき浴: メタンスルホン酸第一錫(錫として) 20g/L メタンスルホン酸銅(銅として) 1.0g/L メタンスルホン酸 120g/L ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル 5g/L ピロカテコール 3g/L めっき条件: 浴温 30℃ 陰極電流密度 2A/dm2 得られた皮膜は厚さが10μmであり、皮膜の銅含有量
は1.8重量%、炭素含有量は0.06重量%であっ
た。
条件でめっきした。 めっき浴: メタンスルホン酸第一錫(錫として) 20g/L メタンスルホン酸銅(銅として) 1.0g/L メタンスルホン酸 120g/L ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル 5g/L ピロカテコール 3g/L めっき条件: 浴温 30℃ 陰極電流密度 2A/dm2 得られた皮膜は厚さが10μmであり、皮膜の銅含有量
は1.8重量%、炭素含有量は0.06重量%であっ
た。
【0028】実施例3 実施例1と同様の試料に、下記のめっき浴およびめっき
条件でめっきした。 めっき浴: 2−ヒドロキシエタン−1−スルホン酸第一錫(錫として) 36g/L 2−ヒドロキシエタン−1−スルホン酸銅(銅として) 1.0g/L 2−ヒドロキシエタン−1−メタンスルホン酸 120g/L ポリオキシエチレンアルキルアミン 5g/L アスコルビン酸 3g/L ベンザルアセトン 0.2g/L めっき条件: 浴温 25℃ 陰極電流密度 4A/dm2 得られた皮膜は厚さが1.5μmであり、皮膜の銅含有
量は1.2重量%、炭素含有量は0.15重量%であっ
た。
条件でめっきした。 めっき浴: 2−ヒドロキシエタン−1−スルホン酸第一錫(錫として) 36g/L 2−ヒドロキシエタン−1−スルホン酸銅(銅として) 1.0g/L 2−ヒドロキシエタン−1−メタンスルホン酸 120g/L ポリオキシエチレンアルキルアミン 5g/L アスコルビン酸 3g/L ベンザルアセトン 0.2g/L めっき条件: 浴温 25℃ 陰極電流密度 4A/dm2 得られた皮膜は厚さが1.5μmであり、皮膜の銅含有
量は1.2重量%、炭素含有量は0.15重量%であっ
た。
【0029】実施例4 実施例1と同様の試料に、下記のめっき浴およびめっき
条件でめっきした。 めっき浴: メタンスルホン酸第一錫(錫として) 45g/L メタンスルホン酸銅(銅として) 1.2g/L メタンスルホン酸 100g/L ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル 8g/L ハイドロキノン 3g/L めっき条件: 浴温 30℃ 陰極電流密度 9A/dm2 得られた皮膜は厚さが25μmであり、皮膜の銅含有量
は1.2重量%、炭素含有量は0.008重量%であっ
た。
条件でめっきした。 めっき浴: メタンスルホン酸第一錫(錫として) 45g/L メタンスルホン酸銅(銅として) 1.2g/L メタンスルホン酸 100g/L ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル 8g/L ハイドロキノン 3g/L めっき条件: 浴温 30℃ 陰極電流密度 9A/dm2 得られた皮膜は厚さが25μmであり、皮膜の銅含有量
は1.2重量%、炭素含有量は0.008重量%であっ
た。
【0030】実施例5 実施例1において、42アロイ製DIP24ピンリード
フレームの代わりに、厚さ2μmのニッケルめっきを施
したオーリン195(銅)製24ピンリードフレームを用
いた他は実施例1と同様に処理して試料を作製した。こ
の試料に下記のめっき浴およびめっき条件でめっきし
た。 めっき浴: メタンスルホン酸第一錫(錫として) 55g/L メタンスルホン酸銅(銅として) 2.5g/L メタンスルホン酸 200g/L ポリオキシエチレンソルビタンエステル 8g/L ピロカテコール 0.3g/L めっき条件: 浴温 45℃ 陰極電流密度 20A/dm2 得られた皮膜は厚さが10μmであり、皮膜の銅含有量
は1.2重量%、炭素含有量は0.005重量%であっ
た。
フレームの代わりに、厚さ2μmのニッケルめっきを施
したオーリン195(銅)製24ピンリードフレームを用
いた他は実施例1と同様に処理して試料を作製した。こ
の試料に下記のめっき浴およびめっき条件でめっきし
た。 めっき浴: メタンスルホン酸第一錫(錫として) 55g/L メタンスルホン酸銅(銅として) 2.5g/L メタンスルホン酸 200g/L ポリオキシエチレンソルビタンエステル 8g/L ピロカテコール 0.3g/L めっき条件: 浴温 45℃ 陰極電流密度 20A/dm2 得られた皮膜は厚さが10μmであり、皮膜の銅含有量
は1.2重量%、炭素含有量は0.005重量%であっ
た。
【0031】実施例6 実施例5と同様の試料に、下記のめっき浴およびめっき
条件でめっきした。 めっき浴: メタンスルホン酸第一錫(錫として) 35g/L メタンスルホン酸銅(銅として) 2.5g/L メタンスルホン酸 150g/L ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル 0.5g/L ピロカテコール 1.0g/L ベンザルアセトン 0.2g/L グルタルアルデヒド 5g/L めっき条件: 浴温 35℃ 陰極電流密度 6A/dm2 得られた皮膜は厚さが10μmであり、皮膜の銅含有量
は0.8重量%、炭素含有量は0.13重量%であっ
た。
条件でめっきした。 めっき浴: メタンスルホン酸第一錫(錫として) 35g/L メタンスルホン酸銅(銅として) 2.5g/L メタンスルホン酸 150g/L ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル 0.5g/L ピロカテコール 1.0g/L ベンザルアセトン 0.2g/L グルタルアルデヒド 5g/L めっき条件: 浴温 35℃ 陰極電流密度 6A/dm2 得られた皮膜は厚さが10μmであり、皮膜の銅含有量
は0.8重量%、炭素含有量は0.13重量%であっ
た。
【0032】比較例1 実施例1と同様の試料に、下記のめっき浴およびめっき
条件でめっきした。 めっき浴: 錫酸ナトリウム 100g/L シアン化銅 2g/L シアン化ナトリウム 12g/L 水酸化ナトリウム 10g/L チオシアン酸ナトリウム 40g/L ポリエチレンイミン 0.1g/L 硫酸ニッケル(ニッケルとして) 0.1g/L めっき条件: 浴温 65℃ 陰極電流密度 2A/dm2 得られた皮膜は厚さが10μmであり、皮膜の銅含有量
は0.8重量%、炭素含有量は0.63重量%であっ
た。
条件でめっきした。 めっき浴: 錫酸ナトリウム 100g/L シアン化銅 2g/L シアン化ナトリウム 12g/L 水酸化ナトリウム 10g/L チオシアン酸ナトリウム 40g/L ポリエチレンイミン 0.1g/L 硫酸ニッケル(ニッケルとして) 0.1g/L めっき条件: 浴温 65℃ 陰極電流密度 2A/dm2 得られた皮膜は厚さが10μmであり、皮膜の銅含有量
は0.8重量%、炭素含有量は0.63重量%であっ
た。
【0033】比較例2 実施例1と同様の試料に、下記のめっき浴およびめっき
条件でめっきした。 めっき浴: ピロリン酸錫 30g/L ピロリン酸銅 1.5g/L ピロリン酸カリウム 270g/L ニトリロトリアセテート 1.5g/L ベンズアルデヒド 0.2g/L めっき条件: 浴温 30℃ 陰極電流密度 1A/dm2 得られた皮膜は厚さが10μmであり、皮膜の銅含有量
は1.8重量%、炭素含有量は0.45重量%であっ
た。
条件でめっきした。 めっき浴: ピロリン酸錫 30g/L ピロリン酸銅 1.5g/L ピロリン酸カリウム 270g/L ニトリロトリアセテート 1.5g/L ベンズアルデヒド 0.2g/L めっき条件: 浴温 30℃ 陰極電流密度 1A/dm2 得られた皮膜は厚さが10μmであり、皮膜の銅含有量
は1.8重量%、炭素含有量は0.45重量%であっ
た。
【0034】比較例3 実施例1と同様の試料に、下記のめっき浴およびめっき
条件でめっきした。 めっき浴: メタンスルホン酸第一錫(錫として) 40g/L メタンスルホン酸銅(銅として) 7.8g/L メタンスルホン酸 150g/L ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル 5g/L ベンザルアセトン 0.2g/L グルタルアルデヒド 10g/L めっき条件: 浴温 30℃ 陰極電流密度 12A/dm2 得られた皮膜は厚さが10μmであり、皮膜の銅含有量
は0.7重量%、炭素含有量は0.33重量%であっ
た。
条件でめっきした。 めっき浴: メタンスルホン酸第一錫(錫として) 40g/L メタンスルホン酸銅(銅として) 7.8g/L メタンスルホン酸 150g/L ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル 5g/L ベンザルアセトン 0.2g/L グルタルアルデヒド 10g/L めっき条件: 浴温 30℃ 陰極電流密度 12A/dm2 得られた皮膜は厚さが10μmであり、皮膜の銅含有量
は0.7重量%、炭素含有量は0.33重量%であっ
た。
【0035】性能評価例 各実施例および比較例で得られためっき皮膜について、
次の方法でハンダ付け性を評価した。めっきを施したリ
ードフレームを熱風炉で150℃で168時間加熱した
後、リードフレームの外部リード部を5mmの長さに切
断し試料とした。
次の方法でハンダ付け性を評価した。めっきを施したリ
ードフレームを熱風炉で150℃で168時間加熱した
後、リードフレームの外部リード部を5mmの長さに切
断し試料とした。
【0036】エコソルダーM31(千住金属工業製ハン
ダの商品名、組成は錫:95.8重量%、銀:3.5重
量%、銅:0.7重量%)を溶融して260℃に保持し
たハンダ浴に、ラピックスR(ニホンハンダ製、非活性
タイプのロジンフラックス)を塗布した上記試料を10
秒間浸漬し、メニスコグラフ法によるゼロクロスタイム
(ハンダ付け性評価用試料を溶融ハンダ槽に浸漬し始め
た後、溶融ハンダ液による浮力と引力とが同一となるま
での時間で、この時間が短いほど、ハンダ付け性が良好
と判断する。)を測定した。また、10秒間浸漬した上
記試料を40倍の顕微鏡で観察し、次の基準でハンダ濡
れ外観を評価した。
ダの商品名、組成は錫:95.8重量%、銀:3.5重
量%、銅:0.7重量%)を溶融して260℃に保持し
たハンダ浴に、ラピックスR(ニホンハンダ製、非活性
タイプのロジンフラックス)を塗布した上記試料を10
秒間浸漬し、メニスコグラフ法によるゼロクロスタイム
(ハンダ付け性評価用試料を溶融ハンダ槽に浸漬し始め
た後、溶融ハンダ液による浮力と引力とが同一となるま
での時間で、この時間が短いほど、ハンダ付け性が良好
と判断する。)を測定した。また、10秒間浸漬した上
記試料を40倍の顕微鏡で観察し、次の基準でハンダ濡
れ外観を評価した。
【0037】 ◎:濡れ面積100%で鏡面外観を呈す。 ○:濡れ面積95%以上100%未満で一部ピットあ
り。 △:濡れ面積70%以上95%未満でピット多数あり。 結果を表1に示す。
り。 △:濡れ面積70%以上95%未満でピット多数あり。 結果を表1に示す。
【0038】
【表1】
【0039】表1より、各実施例で得られた錫−銅合金
めっき皮膜被覆電子部品の皮膜は、めっきムラやめっき
ヤケがなく、緻密で、かつ炭素含有量が0.3重量%以
下と低いため、加熱処理後であってもゼロクロスタイム
が短く、ハンダ濡れ外観も良好であり、優れたハンダ付
け性を示した。一方、各比較例で得られた錫−銅合金め
っき皮膜被覆電子部品の皮膜は、炭素含有量が0.3重
量%を超えているため、ゼロクロスタイムが実施例の平
均値の4倍以上であり、ハンダ濡れ外観も劣悪で、ハン
ダ付け性が劣っていた。
めっき皮膜被覆電子部品の皮膜は、めっきムラやめっき
ヤケがなく、緻密で、かつ炭素含有量が0.3重量%以
下と低いため、加熱処理後であってもゼロクロスタイム
が短く、ハンダ濡れ外観も良好であり、優れたハンダ付
け性を示した。一方、各比較例で得られた錫−銅合金め
っき皮膜被覆電子部品の皮膜は、炭素含有量が0.3重
量%を超えているため、ゼロクロスタイムが実施例の平
均値の4倍以上であり、ハンダ濡れ外観も劣悪で、ハン
ダ付け性が劣っていた。
【0040】
【発明の効果】本発明に使用される錫−銅合金めっき皮
膜は、皮膜の結晶が緻密で、めっきムラやめっきヤケが
なく、炭素含有量が0.3重量%以下と低いため、長期
間の保存後や加熱処理後、さらにスチームエージング後
でも優れたハンダ付け性を有している。このため、有害
な鉛を含むハンダめっき皮膜に代替することができ、人
体に対する安全面およびコスト面から産業上極めて有用
である。したがって本発明に使用される錫−銅合金めっ
き皮膜は、特に電子部品の被覆に好適である。
膜は、皮膜の結晶が緻密で、めっきムラやめっきヤケが
なく、炭素含有量が0.3重量%以下と低いため、長期
間の保存後や加熱処理後、さらにスチームエージング後
でも優れたハンダ付け性を有している。このため、有害
な鉛を含むハンダめっき皮膜に代替することができ、人
体に対する安全面およびコスト面から産業上極めて有用
である。したがって本発明に使用される錫−銅合金めっ
き皮膜は、特に電子部品の被覆に好適である。
Claims (3)
- 【請求項1】 炭素含有量が0.3重量%以下である錫
−銅合金めっき皮膜で被覆された電子部品。 - 【請求項2】 皮膜中の銅含有量が0.1〜2.5重量
%である請求項1に記載の電子部品。 - 【請求項3】 皮膜の厚さが1〜30μmである請求項
1又は2に記載の電子部品。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21275599A JP2001040498A (ja) | 1999-07-27 | 1999-07-27 | 錫−銅合金めっき皮膜で被覆された電子部品 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21275599A JP2001040498A (ja) | 1999-07-27 | 1999-07-27 | 錫−銅合金めっき皮膜で被覆された電子部品 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001040498A true JP2001040498A (ja) | 2001-02-13 |
Family
ID=16627886
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21275599A Pending JP2001040498A (ja) | 1999-07-27 | 1999-07-27 | 錫−銅合金めっき皮膜で被覆された電子部品 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001040498A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003082499A (ja) * | 2001-09-11 | 2003-03-19 | Kobe Steel Ltd | 錫−銅金属間化合物分散錫めっき端子 |
JP2006009102A (ja) * | 2004-06-25 | 2006-01-12 | Bunsei Ko | フェロ−マンガン−アルミ合金の表面めっき処理方法 |
JP2006193778A (ja) * | 2005-01-13 | 2006-07-27 | Fujitsu Ltd | 電子部品のSnめっき皮膜 |
JP2009299123A (ja) * | 2008-06-12 | 2009-12-24 | Rohm & Haas Electronic Materials Llc | 電気錫めっき液および電気錫めっき方法 |
USRE45987E1 (en) | 2003-09-11 | 2016-04-26 | Renesas Electronics Coporation | Electronic component and method of manufacturing the same |
CN114990651A (zh) * | 2022-04-29 | 2022-09-02 | 沈阳飞机工业(集团)有限公司 | 一种镀铜镀镉镀锡的多重电镀工艺方法 |
WO2024022535A1 (zh) * | 2022-07-29 | 2024-02-01 | 元心科技(深圳)有限公司 | 一种电镀件及其制备方法和制备用夹具、设备 |
-
1999
- 1999-07-27 JP JP21275599A patent/JP2001040498A/ja active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003082499A (ja) * | 2001-09-11 | 2003-03-19 | Kobe Steel Ltd | 錫−銅金属間化合物分散錫めっき端子 |
JP4753502B2 (ja) * | 2001-09-11 | 2011-08-24 | 株式会社神戸製鋼所 | 錫−銅金属間化合物分散錫めっき端子 |
USRE45987E1 (en) | 2003-09-11 | 2016-04-26 | Renesas Electronics Coporation | Electronic component and method of manufacturing the same |
JP2006009102A (ja) * | 2004-06-25 | 2006-01-12 | Bunsei Ko | フェロ−マンガン−アルミ合金の表面めっき処理方法 |
JP2006193778A (ja) * | 2005-01-13 | 2006-07-27 | Fujitsu Ltd | 電子部品のSnめっき皮膜 |
JP2009299123A (ja) * | 2008-06-12 | 2009-12-24 | Rohm & Haas Electronic Materials Llc | 電気錫めっき液および電気錫めっき方法 |
CN114990651A (zh) * | 2022-04-29 | 2022-09-02 | 沈阳飞机工业(集团)有限公司 | 一种镀铜镀镉镀锡的多重电镀工艺方法 |
WO2024022535A1 (zh) * | 2022-07-29 | 2024-02-01 | 元心科技(深圳)有限公司 | 一种电镀件及其制备方法和制备用夹具、设备 |
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Legal Events
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