JP2001098396A - スズ又はスズ合金メッキを施した表面被覆材料、並びに当該被覆材料を利用した電子部品 - Google Patents
スズ又はスズ合金メッキを施した表面被覆材料、並びに当該被覆材料を利用した電子部品Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 鉛を含まないスズ合金皮膜の潤滑性を改善す
る。 【解決手段】 スズと、銀、ビスマス、インジウム、亜
鉛、ニッケル、コバルト、銅、アンチモンよりなる群か
ら選ばれた金属の少なくとも一種とのスズ合金メッキ皮
膜を素地上に形成した表面被覆材料において、メッキ皮
膜中のβ−スズ結晶のＸ線回折パターンから特定方式で
算出された配向性指数の最大値が２以上であり、上記β
−スズの結晶格子におけるミラー指数の〈００１〉方向
が素地表面の法線方向に対して５０.７〜９０度の高角
度を成すように配向させる。鉛を含まないスズ合金皮膜
中のβ−スズ結晶の〈００１〉方向を素地表面の法線方
向に対して特定条件で配向するため、素地表面に沿う変
形力の向きに滑り易くなってメッキ皮膜の潤滑性が改善
され、上記メッキを施した線材の伸線作業などが容易に
なる。
る。 【解決手段】 スズと、銀、ビスマス、インジウム、亜
鉛、ニッケル、コバルト、銅、アンチモンよりなる群か
ら選ばれた金属の少なくとも一種とのスズ合金メッキ皮
膜を素地上に形成した表面被覆材料において、メッキ皮
膜中のβ−スズ結晶のＸ線回折パターンから特定方式で
算出された配向性指数の最大値が２以上であり、上記β
−スズの結晶格子におけるミラー指数の〈００１〉方向
が素地表面の法線方向に対して５０.７〜９０度の高角
度を成すように配向させる。鉛を含まないスズ合金皮膜
中のβ−スズ結晶の〈００１〉方向を素地表面の法線方
向に対して特定条件で配向するため、素地表面に沿う変
形力の向きに滑り易くなってメッキ皮膜の潤滑性が改善
され、上記メッキを施した線材の伸線作業などが容易に
なる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はスズ及びスズ合金メ
ッキによる表面被覆材料、並びにこの被覆材料を利用し
た電子部品に関し、スズ或はスズ合金メッキ皮膜中のβ
−スズの結晶の配向性を制御することにより、メッキ皮
膜の摩擦係数を低減し、或は加工時のバリやクラックの
発生などを低減できるものを提供する。
ッキによる表面被覆材料、並びにこの被覆材料を利用し
た電子部品に関し、スズ或はスズ合金メッキ皮膜中のβ
−スズの結晶の配向性を制御することにより、メッキ皮
膜の摩擦係数を低減し、或は加工時のバリやクラックの
発生などを低減できるものを提供する。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子、ＩＣ、抵抗、コンデンサ、
コネクタ等の電子部品は、ハンダ付け性の向上などを主
目的に、スズ又はスズ合金の電着皮膜で表面被覆される
が、これらのメッキ部品は、振動方式のパーツフィーダ
に載せて生産ラインに供給されることが多いが、メッキ
皮膜の潤滑性が充分でないために、供給に支障を来して
生産効率を低くするという弊害が少なくなかった。ま
た、メッキを施した線材の伸線作業においても、メッキ
皮膜の潤滑性などのために、作業効率が向上しない場合
が多かった。
コネクタ等の電子部品は、ハンダ付け性の向上などを主
目的に、スズ又はスズ合金の電着皮膜で表面被覆される
が、これらのメッキ部品は、振動方式のパーツフィーダ
に載せて生産ラインに供給されることが多いが、メッキ
皮膜の潤滑性が充分でないために、供給に支障を来して
生産効率を低くするという弊害が少なくなかった。ま
た、メッキを施した線材の伸線作業においても、メッキ
皮膜の潤滑性などのために、作業効率が向上しない場合
が多かった。
【０００３】一方、これらの電子部品の製造過程におい
ては(具体的には、半導体基板に実装する目的などで)、
電気メッキしたリード、電極などを金型を用いて曲げ加
工したり、切削、或は切断などの各種の機械加工を施す
場合が多い。しかしながら、切削、切断などの後加工を
施すと、加工部分から皮膜の切断屑やクラックが発生し
てしまい、従来では、これを防止する有効な手段がない
というのが実情であった。
ては(具体的には、半導体基板に実装する目的などで)、
電気メッキしたリード、電極などを金型を用いて曲げ加
工したり、切削、或は切断などの各種の機械加工を施す
場合が多い。しかしながら、切削、切断などの後加工を
施すと、加工部分から皮膜の切断屑やクラックが発生し
てしまい、従来では、これを防止する有効な手段がない
というのが実情であった。
【０００４】本出願人は、特開平１０−７２６９４号公
報で、素地金属表面上にスズ或はスズ−鉛合金メッキ皮
膜を施した表面被覆材料において、当該メッキ皮膜中の
β−スズの結晶格子におけるミラー指数の〈００１〉方
向が、表面被覆材料に加える外力方向に対して９０〜３
５度の高角度をなすように、β−スズの結晶を優先配向
させることを開示した。皮膜中のβ−スズの結晶を外力
方向に対して特定方向に優先配向するため、メッキ皮膜
はこの外力に沿う方向には塑性変形し難くなり、加工時
の削れ屑の発生量を抑制できる。
報で、素地金属表面上にスズ或はスズ−鉛合金メッキ皮
膜を施した表面被覆材料において、当該メッキ皮膜中の
β−スズの結晶格子におけるミラー指数の〈００１〉方
向が、表面被覆材料に加える外力方向に対して９０〜３
５度の高角度をなすように、β−スズの結晶を優先配向
させることを開示した。皮膜中のβ−スズの結晶を外力
方向に対して特定方向に優先配向するため、メッキ皮膜
はこの外力に沿う方向には塑性変形し難くなり、加工時
の削れ屑の発生量を抑制できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術を出発点として、スズ皮膜、或はスズ合金皮膜中のス
ズ結晶の配向性を制御して、第一には、鉛を含まないス
ズ合金皮膜の潤滑性を改善し、第二には、スズ皮膜、或
は鉛を含んでも良いスズ合金皮膜の物性の異方性を解消
して、加工時のバリやクラックの発生などを抑制するこ
とを技術的課題とする。
術を出発点として、スズ皮膜、或はスズ合金皮膜中のス
ズ結晶の配向性を制御して、第一には、鉛を含まないス
ズ合金皮膜の潤滑性を改善し、第二には、スズ皮膜、或
は鉛を含んでも良いスズ合金皮膜の物性の異方性を解消
して、加工時のバリやクラックの発生などを抑制するこ
とを技術的課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、メッキ皮
膜中のスズの配向性を制御すると皮膜物性が変化するこ
とに着目して、上記従来技術を鉛を含まないスズ合金に
拡張することを鋭意研究し、第一に、スズ−銀合金、ス
ズ−ビスマス合金、スズ−銅合金などのスズ合金皮膜に
あっても、皮膜中のβ−スズの結晶格子におけるミラー
指数の〈００１〉方向が素地表面に対して特定条件を満
たすと、皮膜の摩擦係数が低減することを見い出した。
また、第二に、スズ皮膜、或は鉛を含んでも良いスズ合
金皮膜においては、β−スズの結晶を配向性のない状態
にすると、物性の異方性の少ない皮膜が得られることを
見い出し、本発明を完成した。
膜中のスズの配向性を制御すると皮膜物性が変化するこ
とに着目して、上記従来技術を鉛を含まないスズ合金に
拡張することを鋭意研究し、第一に、スズ−銀合金、ス
ズ−ビスマス合金、スズ−銅合金などのスズ合金皮膜に
あっても、皮膜中のβ−スズの結晶格子におけるミラー
指数の〈００１〉方向が素地表面に対して特定条件を満
たすと、皮膜の摩擦係数が低減することを見い出した。
また、第二に、スズ皮膜、或は鉛を含んでも良いスズ合
金皮膜においては、β−スズの結晶を配向性のない状態
にすると、物性の異方性の少ない皮膜が得られることを
見い出し、本発明を完成した。
【０００７】即ち、本発明１は、スズと、銀、ビスマ
ス、インジウム、亜鉛、ニッケル、コバルト、銅、アン
チモンよりなる群から選ばれた金属の少なくとも一種と
のスズ合金メッキ皮膜を素地上に形成した表面被覆材料
において、メッキ皮膜中のβ−スズの結晶面のＸ線回折
パターンに基づいて次式(Ａ)により算出した各結晶面の
配向性指数Ｘhklの最大値が２以上であり、 Ｘhkl＝｛(ΣＡＳＴＭのＩ／Ｉ1)×(測定された(ｈｋｌ)面のＩ／Ｉ1)｝÷ ｛(Σ測定されたＩ／Ｉ1)×(ＡＳＴＭ(ｈｋｌ)面のＩ／Ｉ1)｝…(Ａ) （式(Ａ)において、 Ｘhkl：特定の(ｈｋｌ)面の配向性指数。測定された(ｈ
ｋｌ)面のＩ／Ｉ1：配向性指数を求めようとしているβ
−スズの特定の(ｈｋｌ)面の測定された回折強度を、そ
の測定されたＸ線回折パターンのβ−スズの回折ピーク
の中で最も強いピークの回折強度で除した数値。 ΣＡＳＴＭのＩ／Ｉ1：粉末法によるβ−スズのＸ線回
折パターン(例えば、ＡＳＴＭカード等)における｛２０
０｝面、｛１０１｝面、｛２２０｝面、｛２１１｝面、
｛３０１｝面、｛１１２｝面、｛４００｝面、｛３２
１｝面、｛４２０｝面、｛４１１｝面、｛３１２｝面、
｛５０１｝面の各回折強度を、その回折パターン中で最
も強い回折ピーク(即ち、｛２００｝面)の回折強度で除
した数値の総和。 Σ測定されたＩ／Ｉ1：測定されたＸ線回折パターンに
おけるβ−スズの｛２００｝面、｛１０１｝面、｛２２
０｝面、｛２１１｝面、｛３０１｝面、｛１１２｝面、
｛４００｝面、｛３２１｝面、｛４２０｝面、｛４１
１｝面、｛３１２｝面、｛５０１｝面の各回折強度を、
その回折パターン中のβ−スズの回折ピークのうち、最
も強い回折ピークの回折強度で除した数値の総和。 ＡＳＴＭ(ｈｋｌ)面のＩ／Ｉ1：粉末法によるβ−スズ
のＸ線回折パターン(例えば、ＡＳＴＭカード等)におけ
る配向性指数を求めようとしているβ−スズの特定の
(ｈｋｌ)面の回折強度を、その回折パターン中の最も強
い回折ピーク(即ち、｛２００｝面)の回折強度で除した
数値。） メッキ皮膜中のβ−スズの結晶格子におけるミラー指数
の〈００１〉方向が素地表面の法線方向に対して５０.
７〜９０度の角度を成すように配向させたことを特徴と
するスズ合金メッキを施した表面被覆材料である。
ス、インジウム、亜鉛、ニッケル、コバルト、銅、アン
チモンよりなる群から選ばれた金属の少なくとも一種と
のスズ合金メッキ皮膜を素地上に形成した表面被覆材料
において、メッキ皮膜中のβ−スズの結晶面のＸ線回折
パターンに基づいて次式(Ａ)により算出した各結晶面の
配向性指数Ｘhklの最大値が２以上であり、 Ｘhkl＝｛(ΣＡＳＴＭのＩ／Ｉ1)×(測定された(ｈｋｌ)面のＩ／Ｉ1)｝÷ ｛(Σ測定されたＩ／Ｉ1)×(ＡＳＴＭ(ｈｋｌ)面のＩ／Ｉ1)｝…(Ａ) （式(Ａ)において、 Ｘhkl：特定の(ｈｋｌ)面の配向性指数。測定された(ｈ
ｋｌ)面のＩ／Ｉ1：配向性指数を求めようとしているβ
−スズの特定の(ｈｋｌ)面の測定された回折強度を、そ
の測定されたＸ線回折パターンのβ−スズの回折ピーク
の中で最も強いピークの回折強度で除した数値。 ΣＡＳＴＭのＩ／Ｉ1：粉末法によるβ−スズのＸ線回
折パターン(例えば、ＡＳＴＭカード等)における｛２０
０｝面、｛１０１｝面、｛２２０｝面、｛２１１｝面、
｛３０１｝面、｛１１２｝面、｛４００｝面、｛３２
１｝面、｛４２０｝面、｛４１１｝面、｛３１２｝面、
｛５０１｝面の各回折強度を、その回折パターン中で最
も強い回折ピーク(即ち、｛２００｝面)の回折強度で除
した数値の総和。 Σ測定されたＩ／Ｉ1：測定されたＸ線回折パターンに
おけるβ−スズの｛２００｝面、｛１０１｝面、｛２２
０｝面、｛２１１｝面、｛３０１｝面、｛１１２｝面、
｛４００｝面、｛３２１｝面、｛４２０｝面、｛４１
１｝面、｛３１２｝面、｛５０１｝面の各回折強度を、
その回折パターン中のβ−スズの回折ピークのうち、最
も強い回折ピークの回折強度で除した数値の総和。 ＡＳＴＭ(ｈｋｌ)面のＩ／Ｉ1：粉末法によるβ−スズ
のＸ線回折パターン(例えば、ＡＳＴＭカード等)におけ
る配向性指数を求めようとしているβ−スズの特定の
(ｈｋｌ)面の回折強度を、その回折パターン中の最も強
い回折ピーク(即ち、｛２００｝面)の回折強度で除した
数値。） メッキ皮膜中のβ−スズの結晶格子におけるミラー指数
の〈００１〉方向が素地表面の法線方向に対して５０.
７〜９０度の角度を成すように配向させたことを特徴と
するスズ合金メッキを施した表面被覆材料である。
【０００８】本発明２は、スズ、或は、スズと、鉛、
銀、ビスマス、インジウム、亜鉛、ニッケル、コバル
ト、銅、アンチモンよりなる群から選ばれた金属の少な
くとも一種とのスズ合金メッキ皮膜を素地上に形成した
表面被覆材料において、メッキ皮膜中のβ−スズの結晶
面のＸ線回折パターンに基づいて次式(Ａ)により算出し
た各結晶面の配向性指数Ｘhklの最大値が１〜２である
ようにして、 Ｘhkl＝｛(ΣＡＳＴＭのＩ／Ｉ1)×(測定された(ｈｋｌ)面のＩ／Ｉ1)｝÷ ｛(Σ測定されたＩ／Ｉ1)×(ＡＳＴＭ(ｈｋｌ)面のＩ／Ｉ1)｝…(Ａ) （式(Ａ)において、 Ｘhkl：特定の(ｈｋｌ)面の配向性指数。測定された(ｈ
ｋｌ)面のＩ／Ｉ1：配向性指数を求めようとしているβ
−スズの特定の(ｈｋｌ)面の測定された回折強度を、そ
の測定されたＸ線回折パターンのβ−スズの回折ピーク
の中で最も強いピークの回折強度で除した数値。 ΣＡＳＴＭのＩ／Ｉ1：粉末法によるβ−スズのＸ線回
折パターン(例えば、ＡＳＴＭカード等)における｛２０
０｝面、｛１０１｝面、｛２２０｝面、｛２１１｝面、
｛３０１｝面、｛１１２｝面、｛４００｝面、｛３２
１｝面、｛４２０｝面、｛４１１｝面、｛３１２｝面、
｛５０１｝面の各回折強度を、その回折パターン中で最
も強い回折ピーク(即ち、｛２００｝面)の回折強度で除
した数値の総和。 Σ測定されたＩ／Ｉ1：測定されたＸ線回折パターンに
おけるβ−スズの｛２００｝面、｛１０１｝面、｛２２
０｝面、｛２１１｝面、｛３０１｝面、｛１１２｝面、
｛４００｝面、｛３２１｝面、｛４２０｝面、｛４１
１｝面、｛３１２｝面、｛５０１｝面の各回折強度を、
その回折パターン中のβ−スズの回折ピークのうち、最
も強い回折ピークの回折強度で除した数値の総和。 ＡＳＴＭ(ｈｋｌ)面のＩ／Ｉ1：粉末法によるβ−スズ
のＸ線回折パターン(例えば、ＡＳＴＭカード等)におけ
る配向性指数を求めようとしているβ−スズの特定の
(ｈｋｌ)面の回折強度を、その回折パターン中の最も強
い回折ピーク(即ち、｛２００｝面)の回折強度で除した
数値。） メッキ皮膜中のβ−スズの結晶格子におけるミラー指数
の〈００１〉方向をランダムに方位付けたことを特徴と
するスズ又はスズ合金メッキを施した表面被覆材料であ
る。
銀、ビスマス、インジウム、亜鉛、ニッケル、コバル
ト、銅、アンチモンよりなる群から選ばれた金属の少な
くとも一種とのスズ合金メッキ皮膜を素地上に形成した
表面被覆材料において、メッキ皮膜中のβ−スズの結晶
面のＸ線回折パターンに基づいて次式(Ａ)により算出し
た各結晶面の配向性指数Ｘhklの最大値が１〜２である
ようにして、 Ｘhkl＝｛(ΣＡＳＴＭのＩ／Ｉ1)×(測定された(ｈｋｌ)面のＩ／Ｉ1)｝÷ ｛(Σ測定されたＩ／Ｉ1)×(ＡＳＴＭ(ｈｋｌ)面のＩ／Ｉ1)｝…(Ａ) （式(Ａ)において、 Ｘhkl：特定の(ｈｋｌ)面の配向性指数。測定された(ｈ
ｋｌ)面のＩ／Ｉ1：配向性指数を求めようとしているβ
−スズの特定の(ｈｋｌ)面の測定された回折強度を、そ
の測定されたＸ線回折パターンのβ−スズの回折ピーク
の中で最も強いピークの回折強度で除した数値。 ΣＡＳＴＭのＩ／Ｉ1：粉末法によるβ−スズのＸ線回
折パターン(例えば、ＡＳＴＭカード等)における｛２０
０｝面、｛１０１｝面、｛２２０｝面、｛２１１｝面、
｛３０１｝面、｛１１２｝面、｛４００｝面、｛３２
１｝面、｛４２０｝面、｛４１１｝面、｛３１２｝面、
｛５０１｝面の各回折強度を、その回折パターン中で最
も強い回折ピーク(即ち、｛２００｝面)の回折強度で除
した数値の総和。 Σ測定されたＩ／Ｉ1：測定されたＸ線回折パターンに
おけるβ−スズの｛２００｝面、｛１０１｝面、｛２２
０｝面、｛２１１｝面、｛３０１｝面、｛１１２｝面、
｛４００｝面、｛３２１｝面、｛４２０｝面、｛４１
１｝面、｛３１２｝面、｛５０１｝面の各回折強度を、
その回折パターン中のβ−スズの回折ピークのうち、最
も強い回折ピークの回折強度で除した数値の総和。 ＡＳＴＭ(ｈｋｌ)面のＩ／Ｉ1：粉末法によるβ−スズ
のＸ線回折パターン(例えば、ＡＳＴＭカード等)におけ
る配向性指数を求めようとしているβ−スズの特定の
(ｈｋｌ)面の回折強度を、その回折パターン中の最も強
い回折ピーク(即ち、｛２００｝面)の回折強度で除した
数値。） メッキ皮膜中のβ−スズの結晶格子におけるミラー指数
の〈００１〉方向をランダムに方位付けたことを特徴と
するスズ又はスズ合金メッキを施した表面被覆材料であ
る。
【０００９】本発明３は、上記本発明１又は２におい
て、スズと合金を形成する金属の当該合金中の含有率が
０.００５〜５０重量％であることを特徴とするもので
ある。
て、スズと合金を形成する金属の当該合金中の含有率が
０.００５〜５０重量％であることを特徴とするもので
ある。
【００１０】本発明４は、上記本発明１〜３のいずれか
において、スズ又はスズ合金メッキ皮膜の膜厚が０.１
〜１００μｍであることを特徴とするものである。
において、スズ又はスズ合金メッキ皮膜の膜厚が０.１
〜１００μｍであることを特徴とするものである。
【００１１】本発明５は、上記本発明１〜４のいずれか
の表面被覆材料がリード、電極などであることを特徴と
する電子部品である。
の表面被覆材料がリード、電極などであることを特徴と
する電子部品である。
【００１２】本発明６は、上記本発明５の電子部品が半
導体デバイス、コネクタ、スイッチ、抵抗、可変抵抗、
コンデンサ、フィルタ、インダクタ、サーミスタ、水晶
振動子、リード線などであることを特徴とするものであ
る。
導体デバイス、コネクタ、スイッチ、抵抗、可変抵抗、
コンデンサ、フィルタ、インダクタ、サーミスタ、水晶
振動子、リード線などであることを特徴とするものであ
る。
【００１３】
【発明の実施の態様】上記表面被覆の対象となる素地は
４２合金、銅合金、コバールを初め、任意の材質を選択
でき、特定の材質に限定されない。素地の表面には、ニ
ッケル又は銅等の下地メッキ層が存在しても良い。上記
素地表面のスズ、或はスズ合金は、基本的に電気メッ
キ、無電解メッキにより施される。本発明１は鉛を含ま
ないスズ合金メッキ皮膜であり、スズと合金を形成する
Ａｇ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｓｂの当
該合金中の組成比は、β−Ｓｎ本来の特性を保持する見
地から、スズ含有量が減少しすぎない範囲である０.０
０５〜５０重量％が好ましい。また、本発明２はスズ皮
膜、並びに鉛を含んでも良いスズ合金メッキ皮膜を対象
とするが、スズと合金を形成するＰｂ、Ａｇ、Ｂｉ、Ｉ
ｎ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｓｂの当該合金中の組成
比は、基本的に上記本発明１と同様で差し支えない。上
記スズ皮膜、或はスズ合金皮膜の膜厚は０.１〜１００
μｍである。メッキ膜厚としては、３０〜５０μｍ程度
が通常の厚みの上限の目安であるが、本発明ではこれ以
上の膜厚であっても差し支えない。
４２合金、銅合金、コバールを初め、任意の材質を選択
でき、特定の材質に限定されない。素地の表面には、ニ
ッケル又は銅等の下地メッキ層が存在しても良い。上記
素地表面のスズ、或はスズ合金は、基本的に電気メッ
キ、無電解メッキにより施される。本発明１は鉛を含ま
ないスズ合金メッキ皮膜であり、スズと合金を形成する
Ａｇ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｓｂの当
該合金中の組成比は、β−Ｓｎ本来の特性を保持する見
地から、スズ含有量が減少しすぎない範囲である０.０
０５〜５０重量％が好ましい。また、本発明２はスズ皮
膜、並びに鉛を含んでも良いスズ合金メッキ皮膜を対象
とするが、スズと合金を形成するＰｂ、Ａｇ、Ｂｉ、Ｉ
ｎ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｓｂの当該合金中の組成
比は、基本的に上記本発明１と同様で差し支えない。上
記スズ皮膜、或はスズ合金皮膜の膜厚は０.１〜１００
μｍである。メッキ膜厚としては、３０〜５０μｍ程度
が通常の厚みの上限の目安であるが、本発明ではこれ以
上の膜厚であっても差し支えない。
【００１４】通常、スズ合金メッキ皮膜は多結晶体であ
るが、本発明１では、スズ合金メッキ皮膜中のβ−スズ
の結晶組織を特定条件で制御し、具体的には、Ｘ線回折
法によるβ−スズの結晶面の回折パターンから特定方式
で算出した配向性指数の最大値が２以上であり、上記β
−スズの結晶格子の〈００１〉方向を素地表面の法線方
向に対して５０.７〜９０度の高角度に配向したもので
ある。β−スズの結晶を特定条件で配向するとは、β−
スズの結晶の全てが特定の方位に揃っているのではな
く、ランダムな方位の結晶が部分的に含まれるのを許容
しながら、大多数の結晶が統計的に特定の方位に揃うよ
うに配向していることを意味する。
るが、本発明１では、スズ合金メッキ皮膜中のβ−スズ
の結晶組織を特定条件で制御し、具体的には、Ｘ線回折
法によるβ−スズの結晶面の回折パターンから特定方式
で算出した配向性指数の最大値が２以上であり、上記β
−スズの結晶格子の〈００１〉方向を素地表面の法線方
向に対して５０.７〜９０度の高角度に配向したもので
ある。β−スズの結晶を特定条件で配向するとは、β−
スズの結晶の全てが特定の方位に揃っているのではな
く、ランダムな方位の結晶が部分的に含まれるのを許容
しながら、大多数の結晶が統計的に特定の方位に揃うよ
うに配向していることを意味する。
【００１５】上記Ｘ線回折法では、Ｘ線回折パターンに
よりβ−スズの各結晶面の回折ピーク高さを求め、各結
晶面の回折ピークＩをその最大ピークＩ1で除して、各
(ｈｋｌ)面のＩ／Ｉ1、或はΣ測定されたＩ／Ｉ1を求め
るとともに、標準の回折パターンであるＡＳＴＭカード
における夫々の対応値を求め、次式(Ａ)に基づいて夫々
の結晶面の配向性指数Ｘhklを算出するのである(当該算
出式は金属表面技術協会 第７６回講演大会 要旨集第２
００〜２０１頁(１９８７年)を参照)。 Ｘhkl＝｛(ΣＡＳＴＭのＩ／Ｉ1)×(測定された(ｈｋｌ)面のＩ／Ｉ1)｝÷ ｛(Σ測定されたＩ／Ｉ1)×(ＡＳＴＭ(ｈｋｌ)面のＩ／Ｉ1)｝…(Ａ) （式(Ａ)において、 Ｘhkl：特定の(ｈｋｌ)面の配向性指数。測定された(ｈ
ｋｌ)面のＩ／Ｉ1：配向性指数を求めようとしているβ
−スズの特定の(ｈｋｌ)面の測定された回折強度を、そ
の測定されたＸ線回折パターンのβ−スズの回折ピーク
の中で最も強いピークの回折強度で除した数値。 ΣＡＳＴＭのＩ／Ｉ1：粉末法によるβ−スズのＸ線回
折パターン(例えば、ＡＳＴＭカード等)における｛２０
０｝面、｛１０１｝面、｛２２０｝面、｛２１１｝面、
｛３０１｝面、｛１１２｝面、｛４００｝面、｛３２
１｝面、｛４２０｝面、｛４１１｝面、｛３１２｝面、
｛５０１｝面の各回折強度を、その回折パターン中で最
も強い回折ピーク(即ち、｛２００｝面)の回折強度で除
した数値の総和。 Σ測定されたＩ／Ｉ1：測定されたＸ線回折パターンに
おけるβ−スズの｛２００｝面、｛１０１｝面、｛２２
０｝面、｛２１１｝面、｛３０１｝面、｛１１２｝面、
｛４００｝面、｛３２１｝面、｛４２０｝面、｛４１
１｝面、｛３１２｝面、｛５０１｝面の各回折強度を、
その回折パターン中のβ−スズの回折ピークのうち、最
も強い回折ピークの回折強度で除した数値の総和。 ＡＳＴＭ(ｈｋｌ)面のＩ／Ｉ1：粉末法によるβ−スズ
のＸ線回折パターン(例えば、ＡＳＴＭカード等)におけ
る配向性指数を求めようとしているβ−スズの特定の
(ｈｋｌ)面の回折強度を、その回折パターン中の最も強
い回折ピーク(即ち、｛２００｝面)の回折強度で除した
数値。） 上記標準となる粉末法によるＸ線回折パターン、即ち、
ＡＳＴＭカード(又はＪＣＰＤＳカード)では、スズは皮
膜を形成せずに粉末状であるため、β−スズの結晶は、
当然ながらランダムに方位付けられて配向性がない状態
にある。このＡＳＴＭカード(粉末法)では、｛２００｝
面の回折強度が最も強い強度を示す。また、測定された
Ｘ線回折パターンには、β−スズの回折ピークだけでは
なく、合金化した他の金属の回折ピークも含まれるが、
上式(Ａ)に関係するのはあくまでも、β−スズの回折ピ
ークだけである。但し、ΣＡＳＴＭのＩ／Ｉ1でのＩ
1と、Σ測定されたＩ／Ｉ1でのＩ1は同じものを意味せ
ず、上述の式(Ａ)の説明でも示したように、前者のＩ1
は、ＡＳＴＭカードの回折パターン中で最も強い回折ピ
ークの回折強度であるのに対して、後者のＩ1は、測定
された回折パターン中のβ−スズの回折ピークのうち、
最も強い回折ピークの回折強度である。
よりβ−スズの各結晶面の回折ピーク高さを求め、各結
晶面の回折ピークＩをその最大ピークＩ1で除して、各
(ｈｋｌ)面のＩ／Ｉ1、或はΣ測定されたＩ／Ｉ1を求め
るとともに、標準の回折パターンであるＡＳＴＭカード
における夫々の対応値を求め、次式(Ａ)に基づいて夫々
の結晶面の配向性指数Ｘhklを算出するのである(当該算
出式は金属表面技術協会 第７６回講演大会 要旨集第２
００〜２０１頁(１９８７年)を参照)。 Ｘhkl＝｛(ΣＡＳＴＭのＩ／Ｉ1)×(測定された(ｈｋｌ)面のＩ／Ｉ1)｝÷ ｛(Σ測定されたＩ／Ｉ1)×(ＡＳＴＭ(ｈｋｌ)面のＩ／Ｉ1)｝…(Ａ) （式(Ａ)において、 Ｘhkl：特定の(ｈｋｌ)面の配向性指数。測定された(ｈ
ｋｌ)面のＩ／Ｉ1：配向性指数を求めようとしているβ
−スズの特定の(ｈｋｌ)面の測定された回折強度を、そ
の測定されたＸ線回折パターンのβ−スズの回折ピーク
の中で最も強いピークの回折強度で除した数値。 ΣＡＳＴＭのＩ／Ｉ1：粉末法によるβ−スズのＸ線回
折パターン(例えば、ＡＳＴＭカード等)における｛２０
０｝面、｛１０１｝面、｛２２０｝面、｛２１１｝面、
｛３０１｝面、｛１１２｝面、｛４００｝面、｛３２
１｝面、｛４２０｝面、｛４１１｝面、｛３１２｝面、
｛５０１｝面の各回折強度を、その回折パターン中で最
も強い回折ピーク(即ち、｛２００｝面)の回折強度で除
した数値の総和。 Σ測定されたＩ／Ｉ1：測定されたＸ線回折パターンに
おけるβ−スズの｛２００｝面、｛１０１｝面、｛２２
０｝面、｛２１１｝面、｛３０１｝面、｛１１２｝面、
｛４００｝面、｛３２１｝面、｛４２０｝面、｛４１
１｝面、｛３１２｝面、｛５０１｝面の各回折強度を、
その回折パターン中のβ−スズの回折ピークのうち、最
も強い回折ピークの回折強度で除した数値の総和。 ＡＳＴＭ(ｈｋｌ)面のＩ／Ｉ1：粉末法によるβ−スズ
のＸ線回折パターン(例えば、ＡＳＴＭカード等)におけ
る配向性指数を求めようとしているβ−スズの特定の
(ｈｋｌ)面の回折強度を、その回折パターン中の最も強
い回折ピーク(即ち、｛２００｝面)の回折強度で除した
数値。） 上記標準となる粉末法によるＸ線回折パターン、即ち、
ＡＳＴＭカード(又はＪＣＰＤＳカード)では、スズは皮
膜を形成せずに粉末状であるため、β−スズの結晶は、
当然ながらランダムに方位付けられて配向性がない状態
にある。このＡＳＴＭカード(粉末法)では、｛２００｝
面の回折強度が最も強い強度を示す。また、測定された
Ｘ線回折パターンには、β−スズの回折ピークだけでは
なく、合金化した他の金属の回折ピークも含まれるが、
上式(Ａ)に関係するのはあくまでも、β−スズの回折ピ
ークだけである。但し、ΣＡＳＴＭのＩ／Ｉ1でのＩ
1と、Σ測定されたＩ／Ｉ1でのＩ1は同じものを意味せ
ず、上述の式(Ａ)の説明でも示したように、前者のＩ1
は、ＡＳＴＭカードの回折パターン中で最も強い回折ピ
ークの回折強度であるのに対して、後者のＩ1は、測定
された回折パターン中のβ−スズの回折ピークのうち、
最も強い回折ピークの回折強度である。
【００１６】β−スズの各結晶面と上記〈００１〉方向
との面間角は空間上一義的に決まるため、当該〈００
１〉方向が素地表面の法線方向に対して高角度をなす本
発明１の配向条件(逆言すると、〈００１〉方向が素地
表面に対して低角度になる条件)では、β−スズの｛２
００｝面、｛２２０｝面、｛４１１｝面、｛２１１｝面
の少なくともいずれかの結晶面が素地表面に平行或はそ
れに近い状態に沿う。ちなみに、配向性指数が最大(Ｘ
hkl(ｍａｘ))になる結晶面が統計的に素地に対して平行
になるように配向するため、上記配向条件では、粉末法
による回折パターンにおいて、｛２００｝面、｛２２
０｝面などの特定の結晶面に相対的に強いピークが現れ
る。この場合、配向性指数の最大値Ｘhkl(ｍａｘ)が２
以上であると、スズ合金中のβ−スズの結晶は配向性を
有して統計的に特定の方位に揃った状態にあるが、後述
するように、Ｘhkl(ｍａｘ)が２〜１であるとβ−スズ
の結晶はランダムに方位付けられて配向性がない状態に
ある。本発明１のメッキ皮膜は鉛を含まないスズ合金で
あり、スズ−銀合金、スズ−ビスマス合金、スズ−イン
ジウム合金、スズ−亜鉛合金、スズ−ニッケル合金、ス
ズ−コバルト合金、スズ−銅合金、スズ−アンチモン合
金などの２成分系のスズ合金皮膜を初め、スズ−銀−ニ
ッケル、スズ−銀−銅などの３成分系のスズ合金皮膜な
どが挙げられる。
との面間角は空間上一義的に決まるため、当該〈００
１〉方向が素地表面の法線方向に対して高角度をなす本
発明１の配向条件(逆言すると、〈００１〉方向が素地
表面に対して低角度になる条件)では、β−スズの｛２
００｝面、｛２２０｝面、｛４１１｝面、｛２１１｝面
の少なくともいずれかの結晶面が素地表面に平行或はそ
れに近い状態に沿う。ちなみに、配向性指数が最大(Ｘ
hkl(ｍａｘ))になる結晶面が統計的に素地に対して平行
になるように配向するため、上記配向条件では、粉末法
による回折パターンにおいて、｛２００｝面、｛２２
０｝面などの特定の結晶面に相対的に強いピークが現れ
る。この場合、配向性指数の最大値Ｘhkl(ｍａｘ)が２
以上であると、スズ合金中のβ−スズの結晶は配向性を
有して統計的に特定の方位に揃った状態にあるが、後述
するように、Ｘhkl(ｍａｘ)が２〜１であるとβ−スズ
の結晶はランダムに方位付けられて配向性がない状態に
ある。本発明１のメッキ皮膜は鉛を含まないスズ合金で
あり、スズ−銀合金、スズ−ビスマス合金、スズ−イン
ジウム合金、スズ−亜鉛合金、スズ−ニッケル合金、ス
ズ−コバルト合金、スズ−銅合金、スズ−アンチモン合
金などの２成分系のスズ合金皮膜を初め、スズ−銀−ニ
ッケル、スズ−銀−銅などの３成分系のスズ合金皮膜な
どが挙げられる。
【００１７】一方、本発明２はスズ、或は鉛を含んでも
良いスズ合金メッキ皮膜のβ−スズの結晶組織を特定条
件で制御し、具体的には、Ｘ線回折法によるβ−スズの
結晶面の回折パターンから上記(Ａ)式で算出した配向性
指数の最大値が１〜２の範囲内になるようにして、スズ
又はスズ合金中のβ−スズの結晶の〈００１〉方向をラ
ンダムに方位付けたものである。従って、本発明２は配
向性がない状態にした点で、β−スズ結晶を特定条件で
配向させた本発明１とは対照的である。ちなみに、配向
性がないメッキ皮膜をＸ線回折法で調べると、各結晶面
の配向性指数の中に突出して大きな数値は現れずに全体
が平準化されるため、上述のように、配向性指数の最大
値(Ｘhkl(max))は２〜１の範囲内に収まるのである。本
発明２のメッキ皮膜はスズ、並びに鉛を含んでも良いス
ズ合金であり、スズ合金皮膜としては、スズ−鉛合金、
スズ−銀合金、スズ−ビスマス合金、スズ−インジウム
合金、スズ−亜鉛合金、スズ−ニッケル合金、スズ−コ
バルト合金、スズ−銅合金、スズ−アンチモン合金など
が挙げられる。従って、本発明２のメッキ皮膜は、スズ
皮膜及びスズ−鉛合金皮膜を含む点で、本発明１のメッ
キ皮膜より適用範囲が広い。
良いスズ合金メッキ皮膜のβ−スズの結晶組織を特定条
件で制御し、具体的には、Ｘ線回折法によるβ−スズの
結晶面の回折パターンから上記(Ａ)式で算出した配向性
指数の最大値が１〜２の範囲内になるようにして、スズ
又はスズ合金中のβ−スズの結晶の〈００１〉方向をラ
ンダムに方位付けたものである。従って、本発明２は配
向性がない状態にした点で、β−スズ結晶を特定条件で
配向させた本発明１とは対照的である。ちなみに、配向
性がないメッキ皮膜をＸ線回折法で調べると、各結晶面
の配向性指数の中に突出して大きな数値は現れずに全体
が平準化されるため、上述のように、配向性指数の最大
値(Ｘhkl(max))は２〜１の範囲内に収まるのである。本
発明２のメッキ皮膜はスズ、並びに鉛を含んでも良いス
ズ合金であり、スズ合金皮膜としては、スズ−鉛合金、
スズ−銀合金、スズ−ビスマス合金、スズ−インジウム
合金、スズ−亜鉛合金、スズ−ニッケル合金、スズ−コ
バルト合金、スズ−銅合金、スズ−アンチモン合金など
が挙げられる。従って、本発明２のメッキ皮膜は、スズ
皮膜及びスズ−鉛合金皮膜を含む点で、本発明１のメッ
キ皮膜より適用範囲が広い。
【００１８】上記メッキ浴を用いて電気メッキを行う場
合、メッキ浴の組成やメッキ条件などの多くの因子によ
りスズ皮膜、或はスズ合金皮膜中のβ−スズの結晶の配
向性が変化する。しかしながら、これらのメッキ浴の組
成やメッキ条件と、得られるスズ又はスズ合金メッキ皮
膜のβ−スズの配向性との間には、多くの因子が介在す
ることから一般的な(或は明解な)法則性を導き出すには
至らないが、経験則によってβ−スズの結晶の配向性を
概ね制御できる。
合、メッキ浴の組成やメッキ条件などの多くの因子によ
りスズ皮膜、或はスズ合金皮膜中のβ−スズの結晶の配
向性が変化する。しかしながら、これらのメッキ浴の組
成やメッキ条件と、得られるスズ又はスズ合金メッキ皮
膜のβ−スズの配向性との間には、多くの因子が介在す
ることから一般的な(或は明解な)法則性を導き出すには
至らないが、経験則によってβ−スズの結晶の配向性を
概ね制御できる。
【００１９】当該メッキ浴の組成の因子としては、スズ
及びスズと合金を生成する他の金属の可溶性塩の種類と
組成比、酸の濃度と種類、ｐＨの調整、界面活性剤、光
沢剤、光沢助剤、半光沢剤、平滑剤、錯化剤、緩衝剤な
どの各種添加剤の濃度と種類などが挙げられる。スズ又
はスズ合金メッキ浴の基本組成としては、有機スルホン
酸、脂肪族カルボン酸などの有機酸、及びホウフッ化水
素酸、ケイフッ化水素酸、スルファミン酸、硫酸、塩酸
などの無機酸のメッキ浴が挙げられるが、金属の溶解性
や排水処理の容易性の見地から、有機スルホン酸浴が好
ましい。上記界面活性剤は、ノニオン系、両性、カチオ
ン系、アニオン系などの各種の活性剤が使用できる。上
記光沢剤としては、ｐ−クロロベンズアルデヒド、ｏ−
クロルアニリンなどのアニリン誘導体、１−ナフトアル
デヒド、ベンザルアセトン、アセチルアセトン、アニス
アルデヒド、ｏ−トルイジンとアセトアルデヒドの反応
生成物、ｏ−インドール、バニリン、ゼラチン、ピリジ
ン誘導体などが挙げられる。上記光沢助剤としては、ア
クリル酸、メタクリル酸、或はこれらのメチル、エチル
などのエステル、ケイ皮酸、ホルマリンなどが挙げられ
る。上記半光沢剤としては、ベンゾチアゾール、２−メ
ルカプトベンゾチアゾール、２−アミノベンゾチアゾー
ルなどのベンゾチアゾール類、スルファニル酸類、トリ
アジン類、フェノール誘導体などが挙げられる。上記錯
化剤は、例えば、スズ−銀合金メッキ浴などに関し、銀
イオンなどを浴中に安定化させるためのものであり、チ
オ尿素などのチオアミド化合物、チオグリコール酸など
のメルカプタン類、２,２′−ジチオジアニリン、チオ
ビス(ドデカエチレングリコール)などが挙げられる。
及びスズと合金を生成する他の金属の可溶性塩の種類と
組成比、酸の濃度と種類、ｐＨの調整、界面活性剤、光
沢剤、光沢助剤、半光沢剤、平滑剤、錯化剤、緩衝剤な
どの各種添加剤の濃度と種類などが挙げられる。スズ又
はスズ合金メッキ浴の基本組成としては、有機スルホン
酸、脂肪族カルボン酸などの有機酸、及びホウフッ化水
素酸、ケイフッ化水素酸、スルファミン酸、硫酸、塩酸
などの無機酸のメッキ浴が挙げられるが、金属の溶解性
や排水処理の容易性の見地から、有機スルホン酸浴が好
ましい。上記界面活性剤は、ノニオン系、両性、カチオ
ン系、アニオン系などの各種の活性剤が使用できる。上
記光沢剤としては、ｐ−クロロベンズアルデヒド、ｏ−
クロルアニリンなどのアニリン誘導体、１−ナフトアル
デヒド、ベンザルアセトン、アセチルアセトン、アニス
アルデヒド、ｏ−トルイジンとアセトアルデヒドの反応
生成物、ｏ−インドール、バニリン、ゼラチン、ピリジ
ン誘導体などが挙げられる。上記光沢助剤としては、ア
クリル酸、メタクリル酸、或はこれらのメチル、エチル
などのエステル、ケイ皮酸、ホルマリンなどが挙げられ
る。上記半光沢剤としては、ベンゾチアゾール、２−メ
ルカプトベンゾチアゾール、２−アミノベンゾチアゾー
ルなどのベンゾチアゾール類、スルファニル酸類、トリ
アジン類、フェノール誘導体などが挙げられる。上記錯
化剤は、例えば、スズ−銀合金メッキ浴などに関し、銀
イオンなどを浴中に安定化させるためのものであり、チ
オ尿素などのチオアミド化合物、チオグリコール酸など
のメルカプタン類、２,２′−ジチオジアニリン、チオ
ビス(ドデカエチレングリコール)などが挙げられる。
【００２０】前記メッキ条件の因子としては、陰極電流
密度、メッキ浴温、メッキ浴の撹拌速度、メッキ時間、
メッキ膜厚、印加する電圧波形、通電する電流波形など
が挙げられる。
密度、メッキ浴温、メッキ浴の撹拌速度、メッキ時間、
メッキ膜厚、印加する電圧波形、通電する電流波形など
が挙げられる。
【００２１】そこで、本発明１〜２の各皮膜の制御手段
を述べると、先ず、本発明１は鉛を含まないスズ合金メ
ッキ皮膜のβ−スズの結晶構造を制御して特定の配向性
を付与することを特徴とするが、主に、上記メッキ浴の
組成、例えば、Ｃ1〜Ｃ20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アルキルフ
ェノール、アリールアルキルフェノール、Ｃ1〜Ｃ25ア
ルキルナフトール、Ｃ1〜Ｃ25アルコキシル化リン酸、
ソルビタンエステル、ポリアルキレングリコール、Ｃ1
〜Ｃ22脂肪族アミン、Ｃ1〜Ｃ22脂肪族アミドなどのエ
チレンオキシド及び／又はプロピレンオキシドの付加物
であるノニオン系界面活性剤を初めとする上記界面活性
剤、或は平滑剤を選択することなどにより、β−スズの
結晶格子の〈００１〉方向を素地表面の法線方向に対し
て高角度に配向できる。一方、本発明２はスズメッキ皮
膜、或は鉛を含んでも良いスズ合金メッキ皮膜を配向性
のない状態で形成することを特徴とするが、主に、上記
メッキ浴の組成、例えば、界面活性剤と半光沢剤の組み
合わせ(例えば、ノニオン系界面活性剤と２−メルカプ
トベンゾチアゾールなど)、或は、光沢助剤の不存在下
での界面活性剤と光沢剤の組み合わせ(例えば、ノニオ
ン系界面活性剤とｏ−ナフトアルデヒド、ｏ−クロルア
ニリン、又はｏ−トルイジンなど)を特定化することに
より、皮膜を無配向の状態に制御できる。
を述べると、先ず、本発明１は鉛を含まないスズ合金メ
ッキ皮膜のβ−スズの結晶構造を制御して特定の配向性
を付与することを特徴とするが、主に、上記メッキ浴の
組成、例えば、Ｃ1〜Ｃ20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アルキルフ
ェノール、アリールアルキルフェノール、Ｃ1〜Ｃ25ア
ルキルナフトール、Ｃ1〜Ｃ25アルコキシル化リン酸、
ソルビタンエステル、ポリアルキレングリコール、Ｃ1
〜Ｃ22脂肪族アミン、Ｃ1〜Ｃ22脂肪族アミドなどのエ
チレンオキシド及び／又はプロピレンオキシドの付加物
であるノニオン系界面活性剤を初めとする上記界面活性
剤、或は平滑剤を選択することなどにより、β−スズの
結晶格子の〈００１〉方向を素地表面の法線方向に対し
て高角度に配向できる。一方、本発明２はスズメッキ皮
膜、或は鉛を含んでも良いスズ合金メッキ皮膜を配向性
のない状態で形成することを特徴とするが、主に、上記
メッキ浴の組成、例えば、界面活性剤と半光沢剤の組み
合わせ(例えば、ノニオン系界面活性剤と２−メルカプ
トベンゾチアゾールなど)、或は、光沢助剤の不存在下
での界面活性剤と光沢剤の組み合わせ(例えば、ノニオ
ン系界面活性剤とｏ−ナフトアルデヒド、ｏ−クロルア
ニリン、又はｏ−トルイジンなど)を特定化することに
より、皮膜を無配向の状態に制御できる。
【００２２】上記表面被覆材料は、具体的には、半導体
デバイス、抵抗、可変抵抗、コネクタ、スイッチ、コン
デンサ、フィルタ、インダクタ、サーミスタ、水晶振動
子などのチップ部品、或はフープ材、線材(例えば、リ
ード材)などである。また、上記電子部品には、ベアリ
ングなどの機構部品を含み、これらの機構部品には、潤
滑性改善の見地から、特に、本発明１の適用が有効であ
る。
デバイス、抵抗、可変抵抗、コネクタ、スイッチ、コン
デンサ、フィルタ、インダクタ、サーミスタ、水晶振動
子などのチップ部品、或はフープ材、線材(例えば、リ
ード材)などである。また、上記電子部品には、ベアリ
ングなどの機構部品を含み、これらの機構部品には、潤
滑性改善の見地から、特に、本発明１の適用が有効であ
る。
【００２３】
【発明の効果】(1)β−スズは体心正方晶の結晶形態を
とり、単位結晶格子におけるａ軸は５.８３１７Åであ
るのに対し、ｃ軸は３.１８１５Åであるため、機械的
性質の異方性が強いと推定できる。即ち、このβ−スズ
の結晶の塑性変形は結晶中の特定の結晶面がずれること
により起こり、中でも、主にミラー指数の｛１１０｝
面、｛１００｝面、｛１０１｝面、｛１２１｝面などの
結晶面が〈００１〉方向に沿って滑ることにより生じ
る。そこで、本発明１のように、メッキ皮膜中のβ−ス
ズの結晶格子の〈００１〉方向を素地表面の法線方向に
対して５０.７〜９０度の高角度をなすように配向する
と、当該〈００１〉方向はβ−スズの結晶の滑り方向で
もあるため、素地表面に沿う変形力が働いた場合、上記
所定の結晶面はこの変形力の向きに滑り易くなると推定
できる。このため、後述の試験例に示すように、スズ−
銀合金、スズ−ビスマス合金、スズ−インジウム合金な
どの鉛を含まないスズ合金のメッキ皮膜は摩擦係数が低
減し、潤滑性が改善される。通常、例えば、コネクタ、
抵抗、コンデンサ、インダクタなどのチップ部品は、前
述したように、振動方式のパーツフィーダで供給される
が、本発明１を適用したメッキ部品をこのパーツフィー
ダに載せると、潤滑性の改善に伴って供給がより円滑化
し、生産効率が高まる。また、本発明１の技術は、ベア
リングなどの機構部材にも好適である。一方、素地表面
に沿ってβ−スズの所定の結晶面が滑り易くなる結晶構
造では、素地表面に沿って変形力が働くと、その向きに
塑性変形し易くなることを意味するため、本発明１の鉛
を含まないスズ合金皮膜では、加工容易性、或は快削性
が改善される。この結果、本発明１を各種の電子部品、
例えば、半導体チップのリード、その他の線材の伸線作
業に適用すると、上述の皮膜潤滑性の改善と相俟って、
摩擦抵抗が低減して伸線作業の効率が向上し、加工面を
美しく仕上げることができるうえ、加工機械にかかる負
荷を軽減できる。尚、本発明１のスズ合金皮膜は鉛を含
まないため、人体や環境への影響が少ない。
とり、単位結晶格子におけるａ軸は５.８３１７Åであ
るのに対し、ｃ軸は３.１８１５Åであるため、機械的
性質の異方性が強いと推定できる。即ち、このβ−スズ
の結晶の塑性変形は結晶中の特定の結晶面がずれること
により起こり、中でも、主にミラー指数の｛１１０｝
面、｛１００｝面、｛１０１｝面、｛１２１｝面などの
結晶面が〈００１〉方向に沿って滑ることにより生じ
る。そこで、本発明１のように、メッキ皮膜中のβ−ス
ズの結晶格子の〈００１〉方向を素地表面の法線方向に
対して５０.７〜９０度の高角度をなすように配向する
と、当該〈００１〉方向はβ−スズの結晶の滑り方向で
もあるため、素地表面に沿う変形力が働いた場合、上記
所定の結晶面はこの変形力の向きに滑り易くなると推定
できる。このため、後述の試験例に示すように、スズ−
銀合金、スズ−ビスマス合金、スズ−インジウム合金な
どの鉛を含まないスズ合金のメッキ皮膜は摩擦係数が低
減し、潤滑性が改善される。通常、例えば、コネクタ、
抵抗、コンデンサ、インダクタなどのチップ部品は、前
述したように、振動方式のパーツフィーダで供給される
が、本発明１を適用したメッキ部品をこのパーツフィー
ダに載せると、潤滑性の改善に伴って供給がより円滑化
し、生産効率が高まる。また、本発明１の技術は、ベア
リングなどの機構部材にも好適である。一方、素地表面
に沿ってβ−スズの所定の結晶面が滑り易くなる結晶構
造では、素地表面に沿って変形力が働くと、その向きに
塑性変形し易くなることを意味するため、本発明１の鉛
を含まないスズ合金皮膜では、加工容易性、或は快削性
が改善される。この結果、本発明１を各種の電子部品、
例えば、半導体チップのリード、その他の線材の伸線作
業に適用すると、上述の皮膜潤滑性の改善と相俟って、
摩擦抵抗が低減して伸線作業の効率が向上し、加工面を
美しく仕上げることができるうえ、加工機械にかかる負
荷を軽減できる。尚、本発明１のスズ合金皮膜は鉛を含
まないため、人体や環境への影響が少ない。
【００２４】(2)本発明２では、メッキ皮膜中のβ−ス
ズの結晶格子の〈００１〉方向をランダムに方位付け
て、いわば無配向にするため、スズ皮膜、或はスズ−鉛
合金、スズ−ビスマス合金、スズ−インジウム合金など
の鉛を含んでも良いスズ合金皮膜には異方性がなく、偏
った性質が改善されると推定できる。異方性の少ない物
性とは、例えば、メッキ皮膜を切断した場合、配向性の
ある皮膜ではバリッと割れてクズが出易いが、無配向の
皮膜では靭性的な性質を帯びて、ネバリがある。このた
め、本発明２のメッキ皮膜では外力負荷時の損耗度合を
低減でき、例えば、本発明２を適用した電子部品などを
後加工しても、メッキ部品から切断屑やクラックが発生
することを抑制できる。
ズの結晶格子の〈００１〉方向をランダムに方位付け
て、いわば無配向にするため、スズ皮膜、或はスズ−鉛
合金、スズ−ビスマス合金、スズ−インジウム合金など
の鉛を含んでも良いスズ合金皮膜には異方性がなく、偏
った性質が改善されると推定できる。異方性の少ない物
性とは、例えば、メッキ皮膜を切断した場合、配向性の
ある皮膜ではバリッと割れてクズが出易いが、無配向の
皮膜では靭性的な性質を帯びて、ネバリがある。このた
め、本発明２のメッキ皮膜では外力負荷時の損耗度合を
低減でき、例えば、本発明２を適用した電子部品などを
後加工しても、メッキ部品から切断屑やクラックが発生
することを抑制できる。
【００２５】(3)鉛を含まないスズ合金皮膜におけるβ
−スズの結晶の〈００１〉方向を特定条件で配向し、或
は、スズ皮膜、或は鉛を含んでも良いスズ合金皮膜にお
けるβ−スズの結晶を配向性のない状態にして、いわば
スズ、或はスズ合金皮膜の結晶レベルでの物性を制御す
ることにより、各種用途に合致したスズ又はスズ合金皮
膜、例えば、本発明１では潤滑性に優れた皮膜、また、
本発明２では異方性のない物性に改善して加工時に切断
屑やクラックの発生量が少ない皮膜などを高い実効性で
作り分けることができる。
−スズの結晶の〈００１〉方向を特定条件で配向し、或
は、スズ皮膜、或は鉛を含んでも良いスズ合金皮膜にお
けるβ−スズの結晶を配向性のない状態にして、いわば
スズ、或はスズ合金皮膜の結晶レベルでの物性を制御す
ることにより、各種用途に合致したスズ又はスズ合金皮
膜、例えば、本発明１では潤滑性に優れた皮膜、また、
本発明２では異方性のない物性に改善して加工時に切断
屑やクラックの発生量が少ない皮膜などを高い実効性で
作り分けることができる。
【００２６】
【実施例】以下、各種のスズ、或はスズ合金メッキ浴及
び当該浴を用いた電気メッキの実施例を述べるととも
に、得られた各種のスズ合金の電着皮膜の潤滑性、外力
負荷時の損耗度合などの各種試験例を説明する。尚、本
発明は下記の実施例、試験例などに拘束されるものでは
なく、本発明の技術的思想の範囲内で任意の変形をなし
得ることは勿論である。
び当該浴を用いた電気メッキの実施例を述べるととも
に、得られた各種のスズ合金の電着皮膜の潤滑性、外力
負荷時の損耗度合などの各種試験例を説明する。尚、本
発明は下記の実施例、試験例などに拘束されるものでは
なく、本発明の技術的思想の範囲内で任意の変形をなし
得ることは勿論である。
【００２７】以下の実施例及び比較例においては、皮膜
配向性の制御用のメッキ浴をＡグループとし、無配向皮
膜形成用の浴をＢグループとして区別した。この場合、
潤滑性や外力負荷時の損耗度合などの比較試験は同じ種
類の合金の間での対比においてその意義が明らかになる
ため、各Ａ・Ｂグループの同種類の合金の実施例と比較
例の間では、同様の組成比の合金メッキ皮膜が得られる
ようにメッキ浴の可溶性金属塩の組成比を調整した。
配向性の制御用のメッキ浴をＡグループとし、無配向皮
膜形成用の浴をＢグループとして区別した。この場合、
潤滑性や外力負荷時の損耗度合などの比較試験は同じ種
類の合金の間での対比においてその意義が明らかになる
ため、各Ａ・Ｂグループの同種類の合金の実施例と比較
例の間では、同様の組成比の合金メッキ皮膜が得られる
ようにメッキ浴の可溶性金属塩の組成比を調整した。
【００２８】(1)Ａグループ：皮膜の配向性制御用の鉛
を含まないスズ合金メッキ浴 《実施例１Ａ》下記の組成でスズ−銀合金メッキ浴を建
浴した。 メタンスルホン酸第一スズ(Ｓｎ2+として) ３０ｇ／Ｌ メタンスルホン酸銀(Ａｇ+として) ０.３６ｇ／Ｌ メタンスルホン酸 １５０ｇ／Ｌ チオビス(ペンタデカグリセロール) ５０ｇ／Ｌ オクチルフェノールポリエトキシレート(EO12) ２０ｇ／Ｌ ヒドロキノン ０.５ｇ／Ｌ
を含まないスズ合金メッキ浴 《実施例１Ａ》下記の組成でスズ−銀合金メッキ浴を建
浴した。 メタンスルホン酸第一スズ(Ｓｎ2+として) ３０ｇ／Ｌ メタンスルホン酸銀(Ａｇ+として) ０.３６ｇ／Ｌ メタンスルホン酸 １５０ｇ／Ｌ チオビス(ペンタデカグリセロール) ５０ｇ／Ｌ オクチルフェノールポリエトキシレート(EO12) ２０ｇ／Ｌ ヒドロキノン ０.５ｇ／Ｌ
【００２９】《実施例２Ａ》下記の組成でスズ−銀合金
メッキ浴を建浴した。 メタンスルホン酸第一スズ(Ｓｎ2+として) ６０ｇ／Ｌ メタンスルホン酸銀(Ａｇ+として) ２.２５ｇ／Ｌ メタンスルホン酸 １２５ｇ／Ｌ ２,２′−ジチオジアニリン ７.５ｇ／Ｌ トリスチレン化フェノールポリエトキシレート(EO15)１５ｇ／Ｌ
メッキ浴を建浴した。 メタンスルホン酸第一スズ(Ｓｎ2+として) ６０ｇ／Ｌ メタンスルホン酸銀(Ａｇ+として) ２.２５ｇ／Ｌ メタンスルホン酸 １２５ｇ／Ｌ ２,２′−ジチオジアニリン ７.５ｇ／Ｌ トリスチレン化フェノールポリエトキシレート(EO15)１５ｇ／Ｌ
【００３０】《実施例３Ａ》下記の組成でスズ−ビスマ
ス合金メッキ浴を建浴した。 ２−プロパノールスルホン酸第一スズ(Ｓｎ2+として)６０ｇ／Ｌ 硫酸ビスマス(Ｂｉ3+として) ４.８ｇ／Ｌ ２−プロパノールスルホン酸 １４０ｇ／Ｌ ラウリルアルコールポリエトキシレート(EO15) ８ｇ／Ｌ
ス合金メッキ浴を建浴した。 ２−プロパノールスルホン酸第一スズ(Ｓｎ2+として)６０ｇ／Ｌ 硫酸ビスマス(Ｂｉ3+として) ４.８ｇ／Ｌ ２−プロパノールスルホン酸 １４０ｇ／Ｌ ラウリルアルコールポリエトキシレート(EO15) ８ｇ／Ｌ
【００３１】《実施例４Ａ》下記の組成でスズ−インジ
ウム合金メッキ浴を建浴した。 硫酸第一スズ(Ｓｎ2+として) １０ｇ／Ｌ 塩化インジウム(Ｉｎ3+として) ０.５６ｇ／Ｌ 硫酸ナトリウム ５０ｇ／Ｌ クエン酸ナトリウム １５０ｇ／Ｌ ラウリルトリメチルアンモニウムクロリド ３ｇ／Ｌ ｐＨ＝２.０ (アンモニアで調整)
ウム合金メッキ浴を建浴した。 硫酸第一スズ(Ｓｎ2+として) １０ｇ／Ｌ 塩化インジウム(Ｉｎ3+として) ０.５６ｇ／Ｌ 硫酸ナトリウム ５０ｇ／Ｌ クエン酸ナトリウム １５０ｇ／Ｌ ラウリルトリメチルアンモニウムクロリド ３ｇ／Ｌ ｐＨ＝２.０ (アンモニアで調整)
【００３２】《実施例５Ａ》下記の組成でスズ−亜鉛合
金メッキ浴を建浴した。 硫酸第一スズ(Ｓｎ2+として) ２０ｇ／Ｌ 硫酸亜鉛(Ｚｎ2+として) １.２５ｇ／Ｌ スルホコハク酸 ８０ｇ／Ｌ ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル(EO15) １５ｇ／Ｌ
金メッキ浴を建浴した。 硫酸第一スズ(Ｓｎ2+として) ２０ｇ／Ｌ 硫酸亜鉛(Ｚｎ2+として) １.２５ｇ／Ｌ スルホコハク酸 ８０ｇ／Ｌ ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル(EO15) １５ｇ／Ｌ
【００３３】《実施例６Ａ》下記の組成でスズ−ニッケ
ル合金メッキ浴を建浴した。 硫酸第一スズ(Ｓｎ2+として) ３０ｇ／Ｌ 硫酸ニッケル(Ｎｉ2+として) ０.７５ｇ／Ｌ グルコン酸ナトリウム ２００ｇ／Ｌ チオビス(ドデカエチレングリコール) ２０ｇ／Ｌ 硫酸ナトリウム ５０ｇ／Ｌ ｐＨ＝４.０ (ＮａＯＨで調整)
ル合金メッキ浴を建浴した。 硫酸第一スズ(Ｓｎ2+として) ３０ｇ／Ｌ 硫酸ニッケル(Ｎｉ2+として) ０.７５ｇ／Ｌ グルコン酸ナトリウム ２００ｇ／Ｌ チオビス(ドデカエチレングリコール) ２０ｇ／Ｌ 硫酸ナトリウム ５０ｇ／Ｌ ｐＨ＝４.０ (ＮａＯＨで調整)
【００３４】《実施例７Ａ》下記の組成でスズ−コバル
ト合金メッキ浴を建浴した。 硫酸第一スズ(Ｓｎ2+として) ３０ｇ／Ｌ 硫酸コバルト(Ｃｏ2+として) ０.８２ｇ／Ｌ グルコン酸ナトリウム ３００ｇ／Ｌ チオビス(ドデカエチレングリコール) ２０ｇ／Ｌ 硫酸ナトリウム ５０ｇ／Ｌ ｐＨ＝４.０ (ＮａＯＨで調整)
ト合金メッキ浴を建浴した。 硫酸第一スズ(Ｓｎ2+として) ３０ｇ／Ｌ 硫酸コバルト(Ｃｏ2+として) ０.８２ｇ／Ｌ グルコン酸ナトリウム ３００ｇ／Ｌ チオビス(ドデカエチレングリコール) ２０ｇ／Ｌ 硫酸ナトリウム ５０ｇ／Ｌ ｐＨ＝４.０ (ＮａＯＨで調整)
【００３５】《実施例８Ａ》下記の組成でスズ−銅合金
メッキ浴を建浴した。 硫酸第一スズ(Ｓｎ2+として) ５０ｇ／Ｌ 硫酸銅(Ｃｕ2+として) ０.７６ｇ／Ｌ 硫酸 １５０ｇ／Ｌ β−ナフトール １ｇ／Ｌ
メッキ浴を建浴した。 硫酸第一スズ(Ｓｎ2+として) ５０ｇ／Ｌ 硫酸銅(Ｃｕ2+として) ０.７６ｇ／Ｌ 硫酸 １５０ｇ／Ｌ β−ナフトール １ｇ／Ｌ
【００３６】《実施例９Ａ》下記の組成でスズ−アンチ
モン合金メッキ浴を建浴した。 ホウフッ化第一スズ(Ｓｎ2+として) ４０ｇ／Ｌ 塩化アンチモン(Ｓｂ3+として) １.１ｇ／Ｌ ホウフッ酸 １００ｇ／Ｌ ラウリルアミンポリエトキシレート(EO10) ５ｇ／Ｌ
モン合金メッキ浴を建浴した。 ホウフッ化第一スズ(Ｓｎ2+として) ４０ｇ／Ｌ 塩化アンチモン(Ｓｂ3+として) １.１ｇ／Ｌ ホウフッ酸 １００ｇ／Ｌ ラウリルアミンポリエトキシレート(EO10) ５ｇ／Ｌ
【００３７】《比較例１Ａ》下記の組成でスズ−銀合金
メッキ浴を建浴した。 硫酸第一スズ(Ｓｎ2+として) ６０ｇ／Ｌ 酢酸銀(Ａｇ+として) １.６ｇ／Ｌ 硫酸 １００ｇ／Ｌ チオ尿素 ５０ｇ／Ｌ α−ナフトールポリエトキシレート(EO10) １０ｇ／Ｌ
メッキ浴を建浴した。 硫酸第一スズ(Ｓｎ2+として) ６０ｇ／Ｌ 酢酸銀(Ａｇ+として) １.６ｇ／Ｌ 硫酸 １００ｇ／Ｌ チオ尿素 ５０ｇ／Ｌ α−ナフトールポリエトキシレート(EO10) １０ｇ／Ｌ
【００３８】《比較例２Ａ》下記の組成でスズ−銀合金
メッキ浴を建浴した。 メタンスルホン酸第一スズ(Ｓｎ2+として) ２０ｇ／Ｌ メタンスルホン酸銀(Ａｇ+として) ３.１ｇ／Ｌ メタンスルホン酸 １００ｇ／Ｌ ２,２′−ジチオジアニリン ８ｇ／Ｌ トリスチレン化フェノールポリエトキシレート(EO15)１５ｇ／Ｌ
メッキ浴を建浴した。 メタンスルホン酸第一スズ(Ｓｎ2+として) ２０ｇ／Ｌ メタンスルホン酸銀(Ａｇ+として) ３.１ｇ／Ｌ メタンスルホン酸 １００ｇ／Ｌ ２,２′−ジチオジアニリン ８ｇ／Ｌ トリスチレン化フェノールポリエトキシレート(EO15)１５ｇ／Ｌ
【００３９】《比較例３Ａ》下記の組成でスズ−ビスマ
ス合金メッキ浴を建浴した。 硫酸第一スズ(Ｓｎ2+として) ３０ｇ／Ｌ 硫酸ビスマス(Ｂｉ3+として) １.３ｇ／Ｌ メタンスルホン酸 １００ｇ／Ｌ ビスフェノールＡポリエトキシレート(EO30) １０ｇ／Ｌ １−ナフトアルデヒド ０.１ｇ／Ｌ メタクリル酸 ２ｇ／Ｌ カテコール １ｇ／Ｌ
ス合金メッキ浴を建浴した。 硫酸第一スズ(Ｓｎ2+として) ３０ｇ／Ｌ 硫酸ビスマス(Ｂｉ3+として) １.３ｇ／Ｌ メタンスルホン酸 １００ｇ／Ｌ ビスフェノールＡポリエトキシレート(EO30) １０ｇ／Ｌ １−ナフトアルデヒド ０.１ｇ／Ｌ メタクリル酸 ２ｇ／Ｌ カテコール １ｇ／Ｌ
【００４０】《比較例４Ａ》下記の組成でスズ−インジ
ウム合金メッキ浴を建浴した。 メタンスルホン酸第一スズ(Ｓｎ2+として) ４０ｇ／Ｌ メタンスルホン酸インジウム(Ｉｎ3+として) ７.８ｇ／Ｌ クエン酸ナトリウム １４０ｇ／Ｌ スルファミン酸 ４０ｇ／Ｌ セチルジメチルベンジルアンモニウム −メタンスルホネート １ｇ／Ｌ ｐＨ＝３ (ＮａＯＨで調整)
ウム合金メッキ浴を建浴した。 メタンスルホン酸第一スズ(Ｓｎ2+として) ４０ｇ／Ｌ メタンスルホン酸インジウム(Ｉｎ3+として) ７.８ｇ／Ｌ クエン酸ナトリウム １４０ｇ／Ｌ スルファミン酸 ４０ｇ／Ｌ セチルジメチルベンジルアンモニウム −メタンスルホネート １ｇ／Ｌ ｐＨ＝３ (ＮａＯＨで調整)
【００４１】《比較例５Ａ》下記の組成でスズ−亜鉛合
金メッキ浴を建浴した。 硫酸第一スズ(Ｓｎ2+として) ２０ｇ／Ｌ 硫酸亜鉛(Ｚｎ2+として) ３ｇ／Ｌ スルホコハク酸 ８０ｇ／Ｌ ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル(EO15) １５ｇ／Ｌ
金メッキ浴を建浴した。 硫酸第一スズ(Ｓｎ2+として) ２０ｇ／Ｌ 硫酸亜鉛(Ｚｎ2+として) ３ｇ／Ｌ スルホコハク酸 ８０ｇ／Ｌ ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル(EO15) １５ｇ／Ｌ
【００４２】《比較例６Ａ》下記の組成でスズ−ニッケ
ル合金メッキ浴を建浴した。 硫酸第一スズ(Ｓｎ2+として) ３０ｇ／Ｌ 硫酸ニッケル(Ｎｉ2+として) １.２ｇ／Ｌ グルコン酸ナトリウム ２００ｇ／Ｌ チオビス(ドデカエチレングリコール) ２０ｇ／Ｌ 硫酸ナトリウム ５０ｇ／Ｌ ｐＨ＝４ (ＮａＯＨで調整)
ル合金メッキ浴を建浴した。 硫酸第一スズ(Ｓｎ2+として) ３０ｇ／Ｌ 硫酸ニッケル(Ｎｉ2+として) １.２ｇ／Ｌ グルコン酸ナトリウム ２００ｇ／Ｌ チオビス(ドデカエチレングリコール) ２０ｇ／Ｌ 硫酸ナトリウム ５０ｇ／Ｌ ｐＨ＝４ (ＮａＯＨで調整)
【００４３】《比較例７Ａ》下記の組成でスズ−コバル
ト合金メッキ浴を建浴した。 硫酸第一スズ(Ｓｎ2+として) ３０ｇ／Ｌ 硫酸コバルト(Ｃｏ2+として) １.５ｇ／Ｌ グルコン酸ナトリウム ３００ｇ／Ｌ チオビス(ドデカエチレングリコール) ２０ｇ／Ｌ 硫酸ナトリウム ５０ｇ／Ｌ ｐＨ＝４ (ＮａＯＨで調整)
ト合金メッキ浴を建浴した。 硫酸第一スズ(Ｓｎ2+として) ３０ｇ／Ｌ 硫酸コバルト(Ｃｏ2+として) １.５ｇ／Ｌ グルコン酸ナトリウム ３００ｇ／Ｌ チオビス(ドデカエチレングリコール) ２０ｇ／Ｌ 硫酸ナトリウム ５０ｇ／Ｌ ｐＨ＝４ (ＮａＯＨで調整)
【００４４】《比較例８Ａ》下記の組成でスズ−銅合金
メッキ浴を建浴した。 硫酸第一スズ(Ｓｎ2+として) ５０ｇ／Ｌ 硫酸第二銅(Ｃｕ2+として) ０.５ｇ／Ｌ 硫酸 １５０ｇ／Ｌ ベンジルトリブチルアンモニウムヒドロキシド ２ｇ／Ｌ α−ナフトールポリエトキシレート(EO10) 1０ｇ／Ｌ ベンザルアセトン ０.５ｇ／Ｌ メタクリル酸 ３ｇ／Ｌ ヒドロキノン ０.５ｇ／Ｌ
メッキ浴を建浴した。 硫酸第一スズ(Ｓｎ2+として) ５０ｇ／Ｌ 硫酸第二銅(Ｃｕ2+として) ０.５ｇ／Ｌ 硫酸 １５０ｇ／Ｌ ベンジルトリブチルアンモニウムヒドロキシド ２ｇ／Ｌ α−ナフトールポリエトキシレート(EO10) 1０ｇ／Ｌ ベンザルアセトン ０.５ｇ／Ｌ メタクリル酸 ３ｇ／Ｌ ヒドロキノン ０.５ｇ／Ｌ
【００４５】《比較例９Ａ》下記の組成でスズ−アンチ
モン合金メッキ浴を建浴した。 硫酸第一スズ(Ｓｎ2+として) ２５ｇ／Ｌ 塩化アンチモン(Ｓｂ3+として) ０.８７ｇ／Ｌ 硫酸 １００ｇ／Ｌ フッ化アンモニウム ５ｇ／Ｌ にかわ(ゼラチン) ０.５ｇ／Ｌ フェノール ５ｇ／Ｌ
モン合金メッキ浴を建浴した。 硫酸第一スズ(Ｓｎ2+として) ２５ｇ／Ｌ 塩化アンチモン(Ｓｂ3+として) ０.８７ｇ／Ｌ 硫酸 １００ｇ／Ｌ フッ化アンモニウム ５ｇ／Ｌ にかわ(ゼラチン) ０.５ｇ／Ｌ フェノール ５ｇ／Ｌ
【００４６】(2)Ｂグループ：無配向皮膜形成用のス
ズ、或は鉛を含んでも良いスズ合金メッキ浴 《実施例１Ｂ》下記の組成でスズメッキ浴を建浴した。 硫酸第一スズ(Ｓｎ2+として) ２０ｇ／Ｌ 硫酸 １００ｇ／Ｌ α−ナフトールポリエトキシレート(EO15) １１ｇ／Ｌ ラウリルトリメチルアンモニウムクロリド ２ｇ／Ｌ
ズ、或は鉛を含んでも良いスズ合金メッキ浴 《実施例１Ｂ》下記の組成でスズメッキ浴を建浴した。 硫酸第一スズ(Ｓｎ2+として) ２０ｇ／Ｌ 硫酸 １００ｇ／Ｌ α−ナフトールポリエトキシレート(EO15) １１ｇ／Ｌ ラウリルトリメチルアンモニウムクロリド ２ｇ／Ｌ
【００４７】《実施例２Ｂ》下記の組成でスズメッキ浴
を建浴した。 硫酸第一スズ(Ｓｎ2+として) ２０ｇ／Ｌ 硫酸 １００ｇ／Ｌ α−ナフトールポリエトキシレート(EO15) １０ｇ／Ｌ １−ナフトアルデヒド ０.１ｇ／Ｌ
を建浴した。 硫酸第一スズ(Ｓｎ2+として) ２０ｇ／Ｌ 硫酸 １００ｇ／Ｌ α−ナフトールポリエトキシレート(EO15) １０ｇ／Ｌ １−ナフトアルデヒド ０.１ｇ／Ｌ
【００４８】《実施例３Ｂ》下記の組成でスズ−鉛合金
メッキ浴を建浴した。 メタンスルホン酸第一スズ(Ｓｎ2+として) ４０ｇ／Ｌ メタンスルホン酸鉛(Ｐｂ2+として) ３.８ｇ／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(EO20) ２０ｇ／Ｌ １−ナフトアルデヒド ０.１ｇ／Ｌ カテコール ０.８ｇ／Ｌ
メッキ浴を建浴した。 メタンスルホン酸第一スズ(Ｓｎ2+として) ４０ｇ／Ｌ メタンスルホン酸鉛(Ｐｂ2+として) ３.８ｇ／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(EO20) ２０ｇ／Ｌ １−ナフトアルデヒド ０.１ｇ／Ｌ カテコール ０.８ｇ／Ｌ
【００４９】《実施例４Ｂ》下記の組成でスズ−鉛合金
メッキ浴を建浴した。 メタンスルホン酸第一スズ(Ｓｎ2+として) ５０ｇ／Ｌ メタンスルホン酸鉛(Ｐｂ2+として) ４.２ｇ／Ｌ メタンスルホン酸 １００ｇ／Ｌ α−ナフトールポリエトキシレート(EO15) ７ｇ／Ｌ ２−メルカプトベンゾチアゾール ０.３ｇ／Ｌ ハイドロキノン ０.５ｇ／Ｌ
メッキ浴を建浴した。 メタンスルホン酸第一スズ(Ｓｎ2+として) ５０ｇ／Ｌ メタンスルホン酸鉛(Ｐｂ2+として) ４.２ｇ／Ｌ メタンスルホン酸 １００ｇ／Ｌ α−ナフトールポリエトキシレート(EO15) ７ｇ／Ｌ ２−メルカプトベンゾチアゾール ０.３ｇ／Ｌ ハイドロキノン ０.５ｇ／Ｌ
【００５０】《実施例５Ｂ》下記の組成でスズ−銀合金
メッキ浴を建浴した。 メタンスルホン酸第一スズ(Ｓｎ2+として) ６０ｇ／Ｌ メタンスルホン酸銀(Ａｇ+として) １.１ｇ／Ｌ メタンスルホン酸 １２５ｇ／Ｌ チオ尿素 ５０ｇ／Ｌ トリスチレン化フェノールポリエトキシレート(EO15)１０ｇ／Ｌ ベンゾチアゾール ０.１ｇ／Ｌ カテコール ５ｇ／Ｌ
メッキ浴を建浴した。 メタンスルホン酸第一スズ(Ｓｎ2+として) ６０ｇ／Ｌ メタンスルホン酸銀(Ａｇ+として) １.１ｇ／Ｌ メタンスルホン酸 １２５ｇ／Ｌ チオ尿素 ５０ｇ／Ｌ トリスチレン化フェノールポリエトキシレート(EO15)１０ｇ／Ｌ ベンゾチアゾール ０.１ｇ／Ｌ カテコール ５ｇ／Ｌ
【００５１】《実施例６Ｂ》下記の組成でスズ−ビスマ
ス合金メッキ浴を建浴した。 メタンスルホン酸第一スズ(Ｓｎ2+として) ２０ｇ／Ｌ メタンスルホン酸ビスマス(Ｂｉ3+として) ２.１ｇ／Ｌ メタンスルホン酸 １００ｇ／Ｌ ラウリルアルコールポリエトキシレート(EO15) ８ｇ／Ｌ ｏ−トルイジンとアセトアルデヒドの反応生成物 ３ｇ／Ｌ
ス合金メッキ浴を建浴した。 メタンスルホン酸第一スズ(Ｓｎ2+として) ２０ｇ／Ｌ メタンスルホン酸ビスマス(Ｂｉ3+として) ２.１ｇ／Ｌ メタンスルホン酸 １００ｇ／Ｌ ラウリルアルコールポリエトキシレート(EO15) ８ｇ／Ｌ ｏ−トルイジンとアセトアルデヒドの反応生成物 ３ｇ／Ｌ
【００５２】《実施例７Ｂ》下記の組成でスズ−インジ
ウム合金メッキ浴を建浴した。 硫酸第一スズ(Ｓｎ2+として) １０ｇ／Ｌ 塩化インジウム(Ｉｎ3+として) ０.４３ｇ／Ｌ 硫酸ナトリウム ５０ｇ／Ｌ クエン酸ナトリウム ２００ｇ／Ｌ ラウリルトリメチルアンモニウムクロリド ４ｇ／Ｌ アニスアルデヒド ０.２ｇ／Ｌ カテコール １ｇ／Ｌ ｐＨ＝２.０ (ＮａＯＨで調整)
ウム合金メッキ浴を建浴した。 硫酸第一スズ(Ｓｎ2+として) １０ｇ／Ｌ 塩化インジウム(Ｉｎ3+として) ０.４３ｇ／Ｌ 硫酸ナトリウム ５０ｇ／Ｌ クエン酸ナトリウム ２００ｇ／Ｌ ラウリルトリメチルアンモニウムクロリド ４ｇ／Ｌ アニスアルデヒド ０.２ｇ／Ｌ カテコール １ｇ／Ｌ ｐＨ＝２.０ (ＮａＯＨで調整)
【００５３】《実施例８Ｂ》下記の組成でスズ−亜鉛合
金メッキ浴を建浴した。 硫酸第一スズ(Ｓｎ2+として) ２０ｇ／Ｌ 硫酸亜鉛(Ｚｎ2+として) ０.９５ｇ／Ｌ スルホコハク酸 ８０ｇ／Ｌ ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル(EO15) １０ｇ／Ｌ アニスアルデヒド ０.３ｇ／Ｌ カテコール １.２ｇ／Ｌ
金メッキ浴を建浴した。 硫酸第一スズ(Ｓｎ2+として) ２０ｇ／Ｌ 硫酸亜鉛(Ｚｎ2+として) ０.９５ｇ／Ｌ スルホコハク酸 ８０ｇ／Ｌ ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル(EO15) １０ｇ／Ｌ アニスアルデヒド ０.３ｇ／Ｌ カテコール １.２ｇ／Ｌ
【００５４】《実施例９Ｂ》下記の組成でスズ−ニッケ
ル合金メッキ浴を建浴した。 硫酸第一スズ(Ｓｎ2+として) ３０ｇ／Ｌ 硫酸ニッケル(Ｎｉ2+として) ０.６０ｇ／Ｌ グルコン酸ナトリウム ２５０ｇ／Ｌ チオビス(ドデカエチレングリコール) ２０ｇ／Ｌ 硫酸ナトリウム ５０ｇ／Ｌ ｏ−クロルアニリン ０.５ｇ／Ｌ カテコール １ｇ／Ｌ ｐＨ＝４.０ (ＮａＯＨで調整)
ル合金メッキ浴を建浴した。 硫酸第一スズ(Ｓｎ2+として) ３０ｇ／Ｌ 硫酸ニッケル(Ｎｉ2+として) ０.６０ｇ／Ｌ グルコン酸ナトリウム ２５０ｇ／Ｌ チオビス(ドデカエチレングリコール) ２０ｇ／Ｌ 硫酸ナトリウム ５０ｇ／Ｌ ｏ−クロルアニリン ０.５ｇ／Ｌ カテコール １ｇ／Ｌ ｐＨ＝４.０ (ＮａＯＨで調整)
【００５５】《実施例１０Ｂ》下記の組成でスズ−コバ
ルト合金メッキ浴を建浴した。 硫酸第一スズ(Ｓｎ2+として) ５０ｇ／Ｌ 硫酸コバルト(Ｃｏ2+として) ０.５５ｇ／Ｌ グルコン酸ナトリウム ３００ｇ／Ｌ チオビス(ドデカエチレングリコール) ２０ｇ／Ｌ 硫酸ナトリウム ５０ｇ／Ｌ ｏ−クロルアニリン ０.５ｇ／Ｌ カテコール １ｇ／Ｌ ｐＨ＝４.０ (ＮａＯＨで調整)
ルト合金メッキ浴を建浴した。 硫酸第一スズ(Ｓｎ2+として) ５０ｇ／Ｌ 硫酸コバルト(Ｃｏ2+として) ０.５５ｇ／Ｌ グルコン酸ナトリウム ３００ｇ／Ｌ チオビス(ドデカエチレングリコール) ２０ｇ／Ｌ 硫酸ナトリウム ５０ｇ／Ｌ ｏ−クロルアニリン ０.５ｇ／Ｌ カテコール １ｇ／Ｌ ｐＨ＝４.０ (ＮａＯＨで調整)
【００５６】《実施例１１Ｂ》下記の組成でスズ−銅合
金メッキ浴を建浴した。 硫酸第一スズ(Ｓｎ2+として) ５０ｇ／Ｌ 硫酸銅(Ｃｕ2+として) ０.２３ｇ／Ｌ 硫酸 １５０ｇ／Ｌ ラウリル硫酸ナトリウム ５ｇ／Ｌ ｏ−トルイジン １ｇ／Ｌ
金メッキ浴を建浴した。 硫酸第一スズ(Ｓｎ2+として) ５０ｇ／Ｌ 硫酸銅(Ｃｕ2+として) ０.２３ｇ／Ｌ 硫酸 １５０ｇ／Ｌ ラウリル硫酸ナトリウム ５ｇ／Ｌ ｏ−トルイジン １ｇ／Ｌ
【００５７】《実施例１２Ｂ》下記の組成でスズ−アン
チモン合金メッキ浴を建浴した。 ホウフッ化第一スズ(Ｓｎ2+として) ４０ｇ／Ｌ 塩化アンチモン(Ｓｂ3+として) １.１ｇ／Ｌ ホウフッ酸 １００ｇ／Ｌ ラウリルアミンポリエトキシレート(EO10) ５ｇ／Ｌ ｏ−トルイジン １ｇ／Ｌ
チモン合金メッキ浴を建浴した。 ホウフッ化第一スズ(Ｓｎ2+として) ４０ｇ／Ｌ 塩化アンチモン(Ｓｂ3+として) １.１ｇ／Ｌ ホウフッ酸 １００ｇ／Ｌ ラウリルアミンポリエトキシレート(EO10) ５ｇ／Ｌ ｏ−トルイジン １ｇ／Ｌ
【００５８】《比較例１Ｂ》下記の組成でスズメッキ浴
を建浴した。 硫酸第一スズ(Ｓｎ2+として) ２０ｇ／Ｌ 硫酸 １００ｇ／Ｌ クレゾールスルホン酸 ２０ｇ／Ｌ ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル(EO15) １０ｇ／Ｌ ｏ−トルイジンとアセトアルデヒドの反応生成物 ５ｇ／Ｌ ホルマリン(３７％) ５ｍｌ／Ｌ
を建浴した。 硫酸第一スズ(Ｓｎ2+として) ２０ｇ／Ｌ 硫酸 １００ｇ／Ｌ クレゾールスルホン酸 ２０ｇ／Ｌ ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル(EO15) １０ｇ／Ｌ ｏ−トルイジンとアセトアルデヒドの反応生成物 ５ｇ／Ｌ ホルマリン(３７％) ５ｍｌ／Ｌ
【００５９】《比較例２Ｂ》下記の組成でスズメッキ浴
を建浴した。 硫酸第一スズ(Ｓｎ2+として) ３０ｇ／Ｌ 硫酸 １５０ｇ／Ｌ ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル(EO15) １５ｇ／Ｌ ベンザルアセトン ０.５ｇ／Ｌ メタクリル酸 ２ｇ／Ｌ
を建浴した。 硫酸第一スズ(Ｓｎ2+として) ３０ｇ／Ｌ 硫酸 １５０ｇ／Ｌ ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル(EO15) １５ｇ／Ｌ ベンザルアセトン ０.５ｇ／Ｌ メタクリル酸 ２ｇ／Ｌ
【００６０】《比較例３Ｂ》下記の組成でスズ−鉛合金
メッキ浴を建浴した。 メタンスルホン酸第一スズ(Ｓｎ2+として) ２０ｇ／Ｌ メタンスルホン酸鉛(Ｐｂ2+として) １.８ｇ／Ｌ メタンスルホン酸 １５０ｇ／Ｌ α−ナフトールポリエトキシレート(EO15) ５ｇ／Ｌ ジブチルナフタレンスルホン酸 ２ｇ／Ｌ カテコール １ｇ／Ｌ
メッキ浴を建浴した。 メタンスルホン酸第一スズ(Ｓｎ2+として) ２０ｇ／Ｌ メタンスルホン酸鉛(Ｐｂ2+として) １.８ｇ／Ｌ メタンスルホン酸 １５０ｇ／Ｌ α−ナフトールポリエトキシレート(EO15) ５ｇ／Ｌ ジブチルナフタレンスルホン酸 ２ｇ／Ｌ カテコール １ｇ／Ｌ
【００６１】《実施例４Ｂ》下記の組成でスズ−鉛合金
メッキ浴を建浴した。 ２−プロパノールスルホン酸第一スズ(Ｓｎ2+として)４０ｇ／Ｌ ２−プロパノールスルホン酸鉛(Ｐｂ2+として) ３.７ｇ／Ｌ ２−プロパノールスルホン酸 １８０ｇ／Ｌ トリスチレン化フェノールポリエトキシレート(EO15)１０ｇ／Ｌ
メッキ浴を建浴した。 ２−プロパノールスルホン酸第一スズ(Ｓｎ2+として)４０ｇ／Ｌ ２−プロパノールスルホン酸鉛(Ｐｂ2+として) ３.７ｇ／Ｌ ２−プロパノールスルホン酸 １８０ｇ／Ｌ トリスチレン化フェノールポリエトキシレート(EO15)１０ｇ／Ｌ
【００６２】《比較例５Ｂ》下記の組成でスズ−銀合金
メッキ浴を建浴した。 硫酸第一スズ(Ｓｎ2+として) ６０ｇ／Ｌ 酢酸銀(Ａｇ+として) １.６ｇ／Ｌ 硫酸 １００ｇ／Ｌ チオ尿素 ５０ｇ／Ｌ α−ナフトールポリエトキシレート(EO10) １０ｇ／Ｌ
メッキ浴を建浴した。 硫酸第一スズ(Ｓｎ2+として) ６０ｇ／Ｌ 酢酸銀(Ａｇ+として) １.６ｇ／Ｌ 硫酸 １００ｇ／Ｌ チオ尿素 ５０ｇ／Ｌ α−ナフトールポリエトキシレート(EO10) １０ｇ／Ｌ
【００６３】《比較例６Ｂ》下記の組成でスズ−銀合金
メッキ浴を建浴した。 メタンスルホン酸第一スズ(Ｓｎ2+として) ３０ｇ／Ｌ メタンスルホン酸銀(Ａｇ+として) ０.３６ｇ／Ｌ メタンスルホン酸 １５０ｇ／Ｌ チオビス(ペンタデカグリセロール) ５０ｇ／Ｌ オクチルフェノールポリエトキシレート(EO12) ２０ｇ／Ｌ ヒドロキノン ０.５ｇ／Ｌ
メッキ浴を建浴した。 メタンスルホン酸第一スズ(Ｓｎ2+として) ３０ｇ／Ｌ メタンスルホン酸銀(Ａｇ+として) ０.３６ｇ／Ｌ メタンスルホン酸 １５０ｇ／Ｌ チオビス(ペンタデカグリセロール) ５０ｇ／Ｌ オクチルフェノールポリエトキシレート(EO12) ２０ｇ／Ｌ ヒドロキノン ０.５ｇ／Ｌ
【００６４】《比較例７Ｂ》下記の組成でスズ−ビスマ
ス合金メッキ浴を建浴した。 硫酸第一スズ(Ｓｎ2+として) ３０ｇ／Ｌ 硫酸ビスマス(Ｂｉ3+として) １.３ｇ／Ｌ メタンスルホン酸 １００ｇ／Ｌ ビスフェノールＡポリエトキシレート(EO30) １０ｇ／Ｌ １−ナフトアルデヒド ０.１ｇ／Ｌ メタクリル酸 ２ｇ／Ｌ カテコール １ｇ／Ｌ
ス合金メッキ浴を建浴した。 硫酸第一スズ(Ｓｎ2+として) ３０ｇ／Ｌ 硫酸ビスマス(Ｂｉ3+として) １.３ｇ／Ｌ メタンスルホン酸 １００ｇ／Ｌ ビスフェノールＡポリエトキシレート(EO30) １０ｇ／Ｌ １−ナフトアルデヒド ０.１ｇ／Ｌ メタクリル酸 ２ｇ／Ｌ カテコール １ｇ／Ｌ
【００６５】《比較例８Ｂ》下記の組成でスズ−ビスマ
ス合金メッキ浴を建浴した。 ２−プロパノールスルホン酸第一スズ(Ｓｎ2+として)６０ｇ／Ｌ 硫酸ビスマス(Ｂｉ3+として) ４.８ｇ／Ｌ ２−プロパノールスルホン酸 １４０ｇ／Ｌ ラウリルアルコールポリエトキシレート(EO15) ８ｇ／Ｌ
ス合金メッキ浴を建浴した。 ２−プロパノールスルホン酸第一スズ(Ｓｎ2+として)６０ｇ／Ｌ 硫酸ビスマス(Ｂｉ3+として) ４.８ｇ／Ｌ ２−プロパノールスルホン酸 １４０ｇ／Ｌ ラウリルアルコールポリエトキシレート(EO15) ８ｇ／Ｌ
【００６６】そこで、先ず、上記Ａグループの実施例１
Ａ〜９Ａ並びに比較例１Ａ〜９Ａの鉛を含まない各スズ
合金メッキ浴を使用して、２５×２５×０.２ｍｍの大
きさで４２合金を材質とする素地金属表面上に、陰極電
流密度、浴温、撹拌速度及びメッキ時間を次の条件に設
定して電気メッキを施した。 電流密度 浴温 撹拌速度 メッキ時間 実施例１Ａ 1.5A/dm2 25℃ 500rpm 14分10秒 実施例２Ａ 25A/dm2 45℃ 1200rpm 63秒 実施例３Ａ 5A/dm2 25℃ 750rpm 4分 実施例４Ａ 0.5A/dm2 25℃ 350rpm 45分 実施例５Ａ 0.1A/dm2 30℃ 1000rpm 215分 実施例６Ａ 0.25A/dm2 25℃ 350rpm 85分 実施例７Ａ 0.25A/dm2 25℃ 350rpm 85分 実施例８Ａ 1A/dm2 20℃ 300rpm 20分30秒 実施例９Ａ 3A/dm2 45℃ 350rpm 7分15秒 比較例１Ａ 15A/dm2 35℃ 1000rpm 1分25秒 比較例２Ａ 3A/dm2 25℃ 500rpm 6分50秒 比較例３Ａ 5A/dm2 20℃ 750rpm 4分15秒 比較例４Ａ 7A/dm2 25℃ 1000rpm 3分25秒 比較例５Ａ 2A/dm2 20℃ 500rpm 10分25秒 比較例６Ａ 3A/dm2 30℃ 1000rpm 7分 5秒 比較例７Ａ 3A/dm2 30℃ 1000rpm 7分10秒 比較例８Ａ 10A/dm2 40℃ 1000rpm 2分10秒 比較例９Ａ 3A/dm2 45℃ 350rpm 7分10秒
Ａ〜９Ａ並びに比較例１Ａ〜９Ａの鉛を含まない各スズ
合金メッキ浴を使用して、２５×２５×０.２ｍｍの大
きさで４２合金を材質とする素地金属表面上に、陰極電
流密度、浴温、撹拌速度及びメッキ時間を次の条件に設
定して電気メッキを施した。 電流密度 浴温 撹拌速度 メッキ時間 実施例１Ａ 1.5A/dm2 25℃ 500rpm 14分10秒 実施例２Ａ 25A/dm2 45℃ 1200rpm 63秒 実施例３Ａ 5A/dm2 25℃ 750rpm 4分 実施例４Ａ 0.5A/dm2 25℃ 350rpm 45分 実施例５Ａ 0.1A/dm2 30℃ 1000rpm 215分 実施例６Ａ 0.25A/dm2 25℃ 350rpm 85分 実施例７Ａ 0.25A/dm2 25℃ 350rpm 85分 実施例８Ａ 1A/dm2 20℃ 300rpm 20分30秒 実施例９Ａ 3A/dm2 45℃ 350rpm 7分15秒 比較例１Ａ 15A/dm2 35℃ 1000rpm 1分25秒 比較例２Ａ 3A/dm2 25℃ 500rpm 6分50秒 比較例３Ａ 5A/dm2 20℃ 750rpm 4分15秒 比較例４Ａ 7A/dm2 25℃ 1000rpm 3分25秒 比較例５Ａ 2A/dm2 20℃ 500rpm 10分25秒 比較例６Ａ 3A/dm2 30℃ 1000rpm 7分 5秒 比較例７Ａ 3A/dm2 30℃ 1000rpm 7分10秒 比較例８Ａ 10A/dm2 40℃ 1000rpm 2分10秒 比較例９Ａ 3A/dm2 45℃ 350rpm 7分10秒
【００６７】得られた各スズ合金メッキ皮膜について、
膜厚、スズと合金を形成する金属の皮膜組成比を測定す
るとともに、各スズ合金皮膜におけるβ−スズの結晶の
配向性をＸ線回折法で調べた。但し、Ｘ線回折条件は次
の通りである。 Ｘ線：Ｃｕ−Ｋα線(回転対陰極) 管電圧：５０ｋＶ 管電流：２００ｍＡ ２θ：２０〜１００度 発散スリット：１度 散乱スリット：１度 受光スリット：０.３ｍｍ サンプリング角度：０.０２度 スキャンスピード：２.０度／分 モノクロメータ：使用
膜厚、スズと合金を形成する金属の皮膜組成比を測定す
るとともに、各スズ合金皮膜におけるβ−スズの結晶の
配向性をＸ線回折法で調べた。但し、Ｘ線回折条件は次
の通りである。 Ｘ線：Ｃｕ−Ｋα線(回転対陰極) 管電圧：５０ｋＶ 管電流：２００ｍＡ ２θ：２０〜１００度 発散スリット：１度 散乱スリット：１度 受光スリット：０.３ｍｍ サンプリング角度：０.０２度 スキャンスピード：２.０度／分 モノクロメータ：使用
【００６８】上記Ｘ線回折法によりβ−スズの各結晶面
のＸ線回折パターンが得られると、その回折ピーク高さ
などから前記(Ａ)式に基づいて、夫々の結晶面の配向性
指数Ｘhklが算出される。この場合、最も大きな配向性
指数(Ｘhkl(ｍａｘ))をとる結晶面が、素地表面に対し
て統計的に平行に沿う配向面となる。但し、スズ合金皮
膜が配向性のない状態で形成された場合にも配向性指数
は算出されるが、基本的に、本発明１の配向条件ではＸ
hkl(ｍａｘ)≧２になり、無配向の状態ではＸhkl(ｍａ
ｘ)＝１〜２になるため、両者は区別できる。上記配向
面が決定されると、〈００１〉方向が素地表面の法線方
向に対して成す角度θは、〈００１〉方向と配向面の法
線方向との成す角度に相当することになる。そして、β
−スズの結晶格子内の空間関係から、〈００１〉方向と
この配向面の法線方向のなす角度θは、配向面が｛００
１｝面に対してとる面間角に等しいのである。ちなみ
に、所定の結晶面である｛ｈｋｌ｝面が基準となる｛ｈ
0ｋ0ｌ0｝面に対してとる面間角φは次式(Ｂ)で与えら
れる。 ｃｏｓφ＝｛(ｈ・ｈ0＋ｋ・ｋ0／ａ2)＋(ｌ・ｌ0／ｃ2)｝÷〔｛(ｈ1 2＋ｋ1 2／ ａ2)＋(ｌ1 2／ｃ2)｝×｛(ｈ0 2＋ｋ0 2／ａ2)＋(ｌ0 2／ｃ2)｝〕1/2 …(Ｂ) 式(Ｂ)中のａ：β−スズの結晶のａ軸長＝５.８３１７Å ｃ：β−スズの結晶のｃ軸長＝３.１８１５Å そこで、配向面である｛ｈｋｌ｝面が｛００１｝面に対
してとる面間角φは、上記(Ｂ)式に、具体的な｛ｈｋ
ｌ｝の数値と、｛ｈ0ｋ0ｌ0｝＝｛００１｝を代入する
ことにより求めることができる。しかも、上述のよう
に、この面間角φが、〈００１〉方向と素地表面の法線
方向との成す角度θに等しいため、β−スズ結晶の配向
面が明らかになると、角度θも上記(Ｂ)式で直ちに算出
できるのである。
のＸ線回折パターンが得られると、その回折ピーク高さ
などから前記(Ａ)式に基づいて、夫々の結晶面の配向性
指数Ｘhklが算出される。この場合、最も大きな配向性
指数(Ｘhkl(ｍａｘ))をとる結晶面が、素地表面に対し
て統計的に平行に沿う配向面となる。但し、スズ合金皮
膜が配向性のない状態で形成された場合にも配向性指数
は算出されるが、基本的に、本発明１の配向条件ではＸ
hkl(ｍａｘ)≧２になり、無配向の状態ではＸhkl(ｍａ
ｘ)＝１〜２になるため、両者は区別できる。上記配向
面が決定されると、〈００１〉方向が素地表面の法線方
向に対して成す角度θは、〈００１〉方向と配向面の法
線方向との成す角度に相当することになる。そして、β
−スズの結晶格子内の空間関係から、〈００１〉方向と
この配向面の法線方向のなす角度θは、配向面が｛００
１｝面に対してとる面間角に等しいのである。ちなみ
に、所定の結晶面である｛ｈｋｌ｝面が基準となる｛ｈ
0ｋ0ｌ0｝面に対してとる面間角φは次式(Ｂ)で与えら
れる。 ｃｏｓφ＝｛(ｈ・ｈ0＋ｋ・ｋ0／ａ2)＋(ｌ・ｌ0／ｃ2)｝÷〔｛(ｈ1 2＋ｋ1 2／ ａ2)＋(ｌ1 2／ｃ2)｝×｛(ｈ0 2＋ｋ0 2／ａ2)＋(ｌ0 2／ｃ2)｝〕1/2 …(Ｂ) 式(Ｂ)中のａ：β−スズの結晶のａ軸長＝５.８３１７Å ｃ：β−スズの結晶のｃ軸長＝３.１８１５Å そこで、配向面である｛ｈｋｌ｝面が｛００１｝面に対
してとる面間角φは、上記(Ｂ)式に、具体的な｛ｈｋ
ｌ｝の数値と、｛ｈ0ｋ0ｌ0｝＝｛００１｝を代入する
ことにより求めることができる。しかも、上述のよう
に、この面間角φが、〈００１〉方向と素地表面の法線
方向との成す角度θに等しいため、β−スズ結晶の配向
面が明らかになると、角度θも上記(Ｂ)式で直ちに算出
できるのである。
【００６９】即ち、β−スズの結晶の塑性変形は結晶中
の｛１１０｝面などの所定の結晶面が〈００１〉方向に
沿って滑ることによって生じると推定できるため、β−
スズの結晶中の配向面が判明すると、この配向面の滑り
方向である〈００１〉方向と素地表面の法線方向との成
す角度θも明らかになり、その角度の大小によって塑性
変形の難易性、或は、逆に、潤滑性、加工容易性、快削
性の度合を表現することができる。
の｛１１０｝面などの所定の結晶面が〈００１〉方向に
沿って滑ることによって生じると推定できるため、β−
スズの結晶中の配向面が判明すると、この配向面の滑り
方向である〈００１〉方向と素地表面の法線方向との成
す角度θも明らかになり、その角度の大小によって塑性
変形の難易性、或は、逆に、潤滑性、加工容易性、快削
性の度合を表現することができる。
【００７０】そこで、上記実施例１Ａ〜９Ａ及び比較例
１Ａ〜９Ａから得られた各スズ合金皮膜について、測定
した膜厚、スズと合金を形成する他の金属の皮膜組成
比、或は、Ｘ線回折結果による配向性指数の最大値(Ｘ
hkl(ｍａｘ))、配向面、角度θを示すと、次の通りであ
った。 膜厚 組成比 Ｘhkl(max) 配向面 角度θ 実施例１Ａ 10μｍ Ag 3.5％ 12.1 ｛２２０｝ ９０ 実施例２Ａ 10μｍ Ag 3.5％ 10.5 ｛２２０｝ ９０ 実施例３Ａ 10μｍ Bi 3.0％ 11.4 ｛２２０｝ ９０ 実施例４Ａ 10μｍ In 5.0％ 8.7 ｛２２０｝ ９０ 実施例５Ａ 10μｍ Zn10.0％ 8.8 ｛２００｝ ９０ 実施例６Ａ 10μｍ Ni 1.0％ 6.3 ｛２００｝ ９０ 実施例７Ａ 10μｍ Co 1.0％ 2.6 ｛４１１｝ ６６.０ 実施例８Ａ 10μｍ Cu 1.0％ 7.3 ｛２００｝ ９０ 実施例９Ａ 10μｍ Sb 2.0％ 2.8 ｛２１１｝ ５０.７ 比較例１Ａ 10μｍ Ag 3.5％ 2.446 ｛１０１｝ ２８.６ 比較例２Ａ 10μｍ Ag 3.5％ 3.76 ｛１１２｝ ２１.１ 比較例３Ａ 10μｍ Bi 3.0％ 10.4 ｛１１２｝ ２１.１ 比較例４Ａ 10μｍ In 5.0％ 8.65 ｛１１２｝ ２１.１ 比較例５Ａ 10μｍ Zn10.0％ 7.45 ｛１０１｝ ２８.６ 比較例６Ａ 10μｍ Ni 1.0％ 9.83 ｛１０１｝ ２８.６ 比較例７Ａ 10μｍ Co 1.0％ 12.01 ｛１１２｝ ２１.１ 比較例８Ａ 10μｍ Cu 1.0％ 6.15 ｛１１２｝ ２１.１ 比較例９Ａ 10μｍ Sb 2.0％ 3.02 ｛３１２｝ ４０.８
１Ａ〜９Ａから得られた各スズ合金皮膜について、測定
した膜厚、スズと合金を形成する他の金属の皮膜組成
比、或は、Ｘ線回折結果による配向性指数の最大値(Ｘ
hkl(ｍａｘ))、配向面、角度θを示すと、次の通りであ
った。 膜厚 組成比 Ｘhkl(max) 配向面 角度θ 実施例１Ａ 10μｍ Ag 3.5％ 12.1 ｛２２０｝ ９０ 実施例２Ａ 10μｍ Ag 3.5％ 10.5 ｛２２０｝ ９０ 実施例３Ａ 10μｍ Bi 3.0％ 11.4 ｛２２０｝ ９０ 実施例４Ａ 10μｍ In 5.0％ 8.7 ｛２２０｝ ９０ 実施例５Ａ 10μｍ Zn10.0％ 8.8 ｛２００｝ ９０ 実施例６Ａ 10μｍ Ni 1.0％ 6.3 ｛２００｝ ９０ 実施例７Ａ 10μｍ Co 1.0％ 2.6 ｛４１１｝ ６６.０ 実施例８Ａ 10μｍ Cu 1.0％ 7.3 ｛２００｝ ９０ 実施例９Ａ 10μｍ Sb 2.0％ 2.8 ｛２１１｝ ５０.７ 比較例１Ａ 10μｍ Ag 3.5％ 2.446 ｛１０１｝ ２８.６ 比較例２Ａ 10μｍ Ag 3.5％ 3.76 ｛１１２｝ ２１.１ 比較例３Ａ 10μｍ Bi 3.0％ 10.4 ｛１１２｝ ２１.１ 比較例４Ａ 10μｍ In 5.0％ 8.65 ｛１１２｝ ２１.１ 比較例５Ａ 10μｍ Zn10.0％ 7.45 ｛１０１｝ ２８.６ 比較例６Ａ 10μｍ Ni 1.0％ 9.83 ｛１０１｝ ２８.６ 比較例７Ａ 10μｍ Co 1.0％ 12.01 ｛１１２｝ ２１.１ 比較例８Ａ 10μｍ Cu 1.0％ 6.15 ｛１１２｝ ２１.１ 比較例９Ａ 10μｍ Sb 2.0％ 3.02 ｛３１２｝ ４０.８
【００７１】上記各スズ合金皮膜のＸ線回折結果を見る
と、実施例１Ａ〜９Ａ及び比較例１Ａ〜９Ａのスズ合金
皮膜は共にβ−スズ結晶の配向性が制御された皮膜であ
るが、当該実施例１Ａ〜９Ａと比較例１Ａ〜９Ａでは皮
膜のβ−スズ結晶中の配向面が異なっていた。このこと
から、実施例の皮膜ではβ−スズ結晶の〈００１〉方向
と素地表面の法線方向のなす角度θが５０.７〜９０度
の高角度であるのに対して、比較例の皮膜では０〜４
０.８度の低角度を示す点で明らかな差異が確認され
た。
と、実施例１Ａ〜９Ａ及び比較例１Ａ〜９Ａのスズ合金
皮膜は共にβ−スズ結晶の配向性が制御された皮膜であ
るが、当該実施例１Ａ〜９Ａと比較例１Ａ〜９Ａでは皮
膜のβ−スズ結晶中の配向面が異なっていた。このこと
から、実施例の皮膜ではβ−スズ結晶の〈００１〉方向
と素地表面の法線方向のなす角度θが５０.７〜９０度
の高角度であるのに対して、比較例の皮膜では０〜４
０.８度の低角度を示す点で明らかな差異が確認され
た。
【００７２】そこで、実施例１Ａ〜９Ａ及び比較例１Ａ
〜９Ａの鉛を含まない各スズ合金メッキ皮膜について、
このβ−スズ結晶の配向性の差異が皮膜物性に及ぼす影
響を明らかにするために、各メッキ皮膜の潤滑性を試験
した。 《スズ合金メッキ皮膜の潤滑性試験例》実施例及び比較
例の各スズ合金メッキ皮膜を表面性試験機(新東科学社
製；トライボキア型１４ＤＲ)にかけて次の条件で静・
動摩擦係数を測定し、皮膜潤滑性の指標とした。 荷重：１００ｇｆ 移動速度：１０ｍｍ／秒 ストローク：２０ｍｍ 相手材：１０ｍｍ径の鋼球
〜９Ａの鉛を含まない各スズ合金メッキ皮膜について、
このβ−スズ結晶の配向性の差異が皮膜物性に及ぼす影
響を明らかにするために、各メッキ皮膜の潤滑性を試験
した。 《スズ合金メッキ皮膜の潤滑性試験例》実施例及び比較
例の各スズ合金メッキ皮膜を表面性試験機(新東科学社
製；トライボキア型１４ＤＲ)にかけて次の条件で静・
動摩擦係数を測定し、皮膜潤滑性の指標とした。 荷重：１００ｇｆ 移動速度：１０ｍｍ／秒 ストローク：２０ｍｍ 相手材：１０ｍｍ径の鋼球
【００７３】図１はその試験結果を示す。前述したよう
に、合金の種類、或は組成比が異なると、そのことに起
因して皮膜物性が大きく変化するため、同種類及び同組
成比の合金の間で、実施例と比較例のスズ合金皮膜の結
果を比較したが、それによると、実施例の方が比較例よ
り静・動摩擦係数ともに低かった。例えば、スズ−銀合
金メッキ皮膜に着目すると、実施例１Ａ〜２Ａでは静摩
擦係数は０.５６〜０.５３、動摩擦係数は０.１９〜０.
１８であるのに対して、比較例１Ａ〜２Ａでは静摩擦係
数は０.７６〜０.７４、動摩擦係数は０.３１〜０.３２
を示し、また、スズ−ビスマス合金メッキ皮膜に関し
て、実施例３Ａでは静摩擦係数は０.５９、動摩擦係数
は０.１６であるのに対して、比較例３Ａでは静摩擦係
数は０.７１、動摩擦係数は０.２８を示した。このこと
は、スズ−インジウム合金、スズ−ニッケル合金、スズ
−銅合金などの他のスズ合金メッキ皮膜でも、同様の結
果であった。従って、β−スズ結晶の配向性を制御する
ことが鉛を含まないスズ合金メッキ皮膜の物性、具体的
には、皮膜の潤滑性に影響を及ぼし、β−スズの結晶格
子の〈００１〉方向を素地表面の法線方向に対して５
０.７〜９０度の高角度に配向したスズ合金皮膜は、当
該〈００１〉方向を素地表面の法線方向に対して０〜４
０.８度の低角度に配向した皮膜に比べて、摩擦係数が
より低減することから、皮膜潤滑性(ひいては、被メッ
キ物の加工容易性、或は快削性)の点で明らかな優位性
が確認できた。
に、合金の種類、或は組成比が異なると、そのことに起
因して皮膜物性が大きく変化するため、同種類及び同組
成比の合金の間で、実施例と比較例のスズ合金皮膜の結
果を比較したが、それによると、実施例の方が比較例よ
り静・動摩擦係数ともに低かった。例えば、スズ−銀合
金メッキ皮膜に着目すると、実施例１Ａ〜２Ａでは静摩
擦係数は０.５６〜０.５３、動摩擦係数は０.１９〜０.
１８であるのに対して、比較例１Ａ〜２Ａでは静摩擦係
数は０.７６〜０.７４、動摩擦係数は０.３１〜０.３２
を示し、また、スズ−ビスマス合金メッキ皮膜に関し
て、実施例３Ａでは静摩擦係数は０.５９、動摩擦係数
は０.１６であるのに対して、比較例３Ａでは静摩擦係
数は０.７１、動摩擦係数は０.２８を示した。このこと
は、スズ−インジウム合金、スズ−ニッケル合金、スズ
−銅合金などの他のスズ合金メッキ皮膜でも、同様の結
果であった。従って、β−スズ結晶の配向性を制御する
ことが鉛を含まないスズ合金メッキ皮膜の物性、具体的
には、皮膜の潤滑性に影響を及ぼし、β−スズの結晶格
子の〈００１〉方向を素地表面の法線方向に対して５
０.７〜９０度の高角度に配向したスズ合金皮膜は、当
該〈００１〉方向を素地表面の法線方向に対して０〜４
０.８度の低角度に配向した皮膜に比べて、摩擦係数が
より低減することから、皮膜潤滑性(ひいては、被メッ
キ物の加工容易性、或は快削性)の点で明らかな優位性
が確認できた。
【００７４】次いで、前記Ｂグループの実施例１Ｂ〜１
２Ｂ並びに比較例１Ｂ〜８Ｂの各スズメッキ浴、或は鉛
を含んでも良い各スズ合金メッキ浴を使用して、２５×
２５×０.２ｍｍの大きさで４２合金を材質とする素地
金属表面上に、陰極電流密度、浴温、撹拌速度及びメッ
キ時間を次の条件に設定して電気メッキを施した。ちな
みに、比較例５Ｂ〜８Ｂは前記Ａグループの実施例、或
は比較例に対応したものであり、具体的には、比較例５
Ｂは比較例１Ａ、比較例６Ｂは実施例１Ａ、比較例７Ｂ
は比較例３Ａ、比較例８Ｂは実施例３Ａに各々対応す
る。 電流密度 浴温 撹拌速度 メッキ時間 実施例１Ｂ 2A/dm2 25℃ 300rpm 10分 実施例２Ｂ 2A/dm2 20℃ 300rpm 10分50秒 実施例３Ｂ 5A/dm2 20℃ 500rpm 4分15秒 実施例４Ｂ 10A/dm2 25℃ 1000rpm 2分10秒 実施例５Ｂ 10A/dm2 45℃ 1000rpm 2分10秒 実施例６Ｂ 2A/dm2 20℃ 300rpm 10分15秒 実施例７Ｂ 2A/dm2 20℃ 300rpm 10分30秒 実施例８Ｂ 2A/dm2 20℃ 300rpm 10分40秒 実施例９Ｂ 3A/dm2 20℃ 300rpm 7分 実施例10Ｂ 3A/dm2 20℃ 300rpm 7分 実施例11Ｂ 10A/dm2 35℃ 1000rpm 2分 実施例12Ｂ 3A/dm2 45℃ 350rpm 7分 比較例１Ｂ 2A/dm2 18℃ 300rpm 11分 比較例２Ｂ 2A/dm2 18℃ 300rpm 10分30秒 比較例３Ｂ 2A/dm2 25℃ 300rpm 10分 比較例４Ｂ 8A/dm2 40℃ 750rpm 2分30秒 比較例５Ｂ 15A/dm2 35℃ 1000rpm 1分25秒 比較例６Ｂ 1.5A/dm2 25℃ 500rpm 14分10秒 比較例７Ｂ 5A/dm2 20℃ 750rpm 4分15秒 比較例８Ｂ 5A/dm2 25℃ 750rpm 4分
２Ｂ並びに比較例１Ｂ〜８Ｂの各スズメッキ浴、或は鉛
を含んでも良い各スズ合金メッキ浴を使用して、２５×
２５×０.２ｍｍの大きさで４２合金を材質とする素地
金属表面上に、陰極電流密度、浴温、撹拌速度及びメッ
キ時間を次の条件に設定して電気メッキを施した。ちな
みに、比較例５Ｂ〜８Ｂは前記Ａグループの実施例、或
は比較例に対応したものであり、具体的には、比較例５
Ｂは比較例１Ａ、比較例６Ｂは実施例１Ａ、比較例７Ｂ
は比較例３Ａ、比較例８Ｂは実施例３Ａに各々対応す
る。 電流密度 浴温 撹拌速度 メッキ時間 実施例１Ｂ 2A/dm2 25℃ 300rpm 10分 実施例２Ｂ 2A/dm2 20℃ 300rpm 10分50秒 実施例３Ｂ 5A/dm2 20℃ 500rpm 4分15秒 実施例４Ｂ 10A/dm2 25℃ 1000rpm 2分10秒 実施例５Ｂ 10A/dm2 45℃ 1000rpm 2分10秒 実施例６Ｂ 2A/dm2 20℃ 300rpm 10分15秒 実施例７Ｂ 2A/dm2 20℃ 300rpm 10分30秒 実施例８Ｂ 2A/dm2 20℃ 300rpm 10分40秒 実施例９Ｂ 3A/dm2 20℃ 300rpm 7分 実施例10Ｂ 3A/dm2 20℃ 300rpm 7分 実施例11Ｂ 10A/dm2 35℃ 1000rpm 2分 実施例12Ｂ 3A/dm2 45℃ 350rpm 7分 比較例１Ｂ 2A/dm2 18℃ 300rpm 11分 比較例２Ｂ 2A/dm2 18℃ 300rpm 10分30秒 比較例３Ｂ 2A/dm2 25℃ 300rpm 10分 比較例４Ｂ 8A/dm2 40℃ 750rpm 2分30秒 比較例５Ｂ 15A/dm2 35℃ 1000rpm 1分25秒 比較例６Ｂ 1.5A/dm2 25℃ 500rpm 14分10秒 比較例７Ｂ 5A/dm2 20℃ 750rpm 4分15秒 比較例８Ｂ 5A/dm2 25℃ 750rpm 4分
【００７５】得られた各スズ、或はスズ合金メッキ皮膜
について、膜厚、スズと合金を形成する金属の皮膜組成
比を測定し、次の結果を得た。 膜厚 組成比 実施例１Ｂ １０μｍ −−− 実施例２Ｂ １０μｍ −−− 実施例３Ｂ １０μｍ Ｐｂ １０.０％ 実施例４Ｂ １０μｍ Ｐｂ １０.０％ 実施例５Ｂ １０μｍ Ａｇ ３.５％ 実施例６Ｂ １０μｍ Ｂｉ ３.０％ 実施例７Ｂ １０μｍ Ｉｎ ５.０％ 実施例８Ｂ １０μｍ Ｚｎ １０.０％ 実施例９Ｂ １０μｍ Ｎｉ １.０％ 実施例10Ｂ １０μｍ Ｃｏ １.０％ 実施例11Ｂ １０μｍ Ｃｕ １.０％ 実施例12Ｂ １０μｍ Ｓｂ ２.０％ 比較例１Ｂ １０μｍ −−− 比較例２Ｂ １０μｍ −−− 比較例３Ｂ １０μｍ Ｐｂ １０.０％ 比較例４Ｂ １０μｍ Ｐｂ １０.０％ 比較例５Ｂ １０μｍ Ａｇ ３.５％ 比較例６Ｂ １０μｍ Ａｇ ３.５％ 比較例７Ｂ １０μｍ Ｂｉ ３.０％ 比較例８Ｂ １０μｍ Ｂｉ ３.０％
について、膜厚、スズと合金を形成する金属の皮膜組成
比を測定し、次の結果を得た。 膜厚 組成比 実施例１Ｂ １０μｍ −−− 実施例２Ｂ １０μｍ −−− 実施例３Ｂ １０μｍ Ｐｂ １０.０％ 実施例４Ｂ １０μｍ Ｐｂ １０.０％ 実施例５Ｂ １０μｍ Ａｇ ３.５％ 実施例６Ｂ １０μｍ Ｂｉ ３.０％ 実施例７Ｂ １０μｍ Ｉｎ ５.０％ 実施例８Ｂ １０μｍ Ｚｎ １０.０％ 実施例９Ｂ １０μｍ Ｎｉ １.０％ 実施例10Ｂ １０μｍ Ｃｏ １.０％ 実施例11Ｂ １０μｍ Ｃｕ １.０％ 実施例12Ｂ １０μｍ Ｓｂ ２.０％ 比較例１Ｂ １０μｍ −−− 比較例２Ｂ １０μｍ −−− 比較例３Ｂ １０μｍ Ｐｂ １０.０％ 比較例４Ｂ １０μｍ Ｐｂ １０.０％ 比較例５Ｂ １０μｍ Ａｇ ３.５％ 比較例６Ｂ １０μｍ Ａｇ ３.５％ 比較例７Ｂ １０μｍ Ｂｉ ３.０％ 比較例８Ｂ １０μｍ Ｂｉ ３.０％
【００７６】一方、実施例１Ｂ〜１２Ｂ及び比較例１Ｂ
〜８Ｂの各スズ、或はスズ合金皮膜における結晶構造を
Ｘ線回折法で調べた。Ｘ線回折条件は前記Ａグループの
ときと同様に設定した。上記Ｘ線回折の結果によると、
実施例１Ｂ〜１２Ｂのスズ、或はスズ合金メッキ皮膜で
は、いずれも配向性指数の最大値Ｘhkl(ｍａｘ)は１〜
２を示し、各結晶面のピークは全体として平準化されて
おり、メッキ皮膜は概ねランダムに方位して配向性がな
い状態である(無配向性を呈している)ことが確認でき
た。これに対して、比較例１Ｂ〜８Ｂの各メッキ皮膜で
は、配向性指数の最大値Ｘhkl(ｍａｘ)が２以上を示し
て、配向性を有する通常の結晶構造を具備していること
が確認できた。この場合の各比較例の配向面を示すと次
の通りであった。 このことは、前述したように、概ねメッキ浴の組成やメ
ッキ条件を特定化すると、所定のスズ皮膜、或はスズ合
金皮膜の結晶構造における配向性に影響を及ぼすことを
示している。
〜８Ｂの各スズ、或はスズ合金皮膜における結晶構造を
Ｘ線回折法で調べた。Ｘ線回折条件は前記Ａグループの
ときと同様に設定した。上記Ｘ線回折の結果によると、
実施例１Ｂ〜１２Ｂのスズ、或はスズ合金メッキ皮膜で
は、いずれも配向性指数の最大値Ｘhkl(ｍａｘ)は１〜
２を示し、各結晶面のピークは全体として平準化されて
おり、メッキ皮膜は概ねランダムに方位して配向性がな
い状態である(無配向性を呈している)ことが確認でき
た。これに対して、比較例１Ｂ〜８Ｂの各メッキ皮膜で
は、配向性指数の最大値Ｘhkl(ｍａｘ)が２以上を示し
て、配向性を有する通常の結晶構造を具備していること
が確認できた。この場合の各比較例の配向面を示すと次
の通りであった。 このことは、前述したように、概ねメッキ浴の組成やメ
ッキ条件を特定化すると、所定のスズ皮膜、或はスズ合
金皮膜の結晶構造における配向性に影響を及ぼすことを
示している。
【００７７】そこで、実施例１Ｂ〜１２Ｂ及び比較例１
Ｂ〜８Ｂの各スズメッキ皮膜、或は鉛を含んでも良い各
スズ合金メッキ皮膜について、このβ−スズの結晶構造
における配向性の有無が皮膜物性に及ぼす影響を明らか
にするために、各メッキ皮膜に外力を加えた場合の損耗
度合を試験した。 《スズ、或はスズ合金メッキ皮膜の外力負荷時の損耗試
験例》本試験例にあっては、皮膜を折り曲げた際のクラ
ックの発生状況、並びに皮膜を切断した際の屑の発生状
況を観察して、各メッキ皮膜の外力負荷時の損耗度合の
指標とした。従って、先ず、実施例１Ｂ〜１２Ｂ及び比
較例１Ｂ〜８Ｂの各スズ、或はスズ合金メッキ皮膜に９
０度の折り曲げ操作を１回加えて、引っ張り力が集中負
荷される折り曲げ部の外側表面について、クラック発生
状況を走査型電子顕微鏡により微視観察した。上記折り
曲げ試験の評価基準は次の通りである。 ○：クラックの幅の平均値が０.５μｍ未満であった。 ×：クラックの幅の平均値が０.５μｍ以上であった。
Ｂ〜８Ｂの各スズメッキ皮膜、或は鉛を含んでも良い各
スズ合金メッキ皮膜について、このβ−スズの結晶構造
における配向性の有無が皮膜物性に及ぼす影響を明らか
にするために、各メッキ皮膜に外力を加えた場合の損耗
度合を試験した。 《スズ、或はスズ合金メッキ皮膜の外力負荷時の損耗試
験例》本試験例にあっては、皮膜を折り曲げた際のクラ
ックの発生状況、並びに皮膜を切断した際の屑の発生状
況を観察して、各メッキ皮膜の外力負荷時の損耗度合の
指標とした。従って、先ず、実施例１Ｂ〜１２Ｂ及び比
較例１Ｂ〜８Ｂの各スズ、或はスズ合金メッキ皮膜に９
０度の折り曲げ操作を１回加えて、引っ張り力が集中負
荷される折り曲げ部の外側表面について、クラック発生
状況を走査型電子顕微鏡により微視観察した。上記折り
曲げ試験の評価基準は次の通りである。 ○：クラックの幅の平均値が０.５μｍ未満であった。 ×：クラックの幅の平均値が０.５μｍ以上であった。
【００７８】次いで、上記各メッキ皮膜を押し切りで垂
直方向に切断し、切断部の屑の発生状況を目視観察し
た。上記切断試験の評価基準は次の通りである。 ○：切断屑は認められなかった。 ×：切断屑が発生した。
直方向に切断し、切断部の屑の発生状況を目視観察し
た。上記切断試験の評価基準は次の通りである。 ○：切断屑は認められなかった。 ×：切断屑が発生した。
【００７９】図２はその試験結果を示す。前述したよう
に、同種類及び同組成比の合金の間で、実施例１Ｂ〜１
２Ｂと比較例１Ｂ〜８Ｂのスズ、或はスズ合金皮膜の結
果を比較すると、折り曲げ時のクラックの発生度合、並
びに切断時の屑の発生度合ともに、実施例の評価は全て
○であったが、比較例では全て×であって、実施例のメ
ッ皮膜では、外力負荷時の皮膜の損耗度合を顕著に低減
できることが判った。
に、同種類及び同組成比の合金の間で、実施例１Ｂ〜１
２Ｂと比較例１Ｂ〜８Ｂのスズ、或はスズ合金皮膜の結
果を比較すると、折り曲げ時のクラックの発生度合、並
びに切断時の屑の発生度合ともに、実施例の評価は全て
○であったが、比較例では全て×であって、実施例のメ
ッ皮膜では、外力負荷時の皮膜の損耗度合を顕著に低減
できることが判った。
【００８０】従って、所定のスズ、或は鉛を含んでも良
いスズ合金皮膜では、β−スズの結晶構造の配向性の有
無を制御することがメッキ皮膜の物性、具体的には、外
力負荷時の損耗度合に影響を及ぼし、配向性がないメッ
キ皮膜は異方性が少なく、配向性のある皮膜に比べて、
靭性的な性質を帯びてネバリがあり、外力負荷を受けた
ときの損耗度合が小さかった。即ち、折り曲げ時のクラ
ックや切断時の屑を顕著に低減できることから、皮膜の
加工容易性、或は快削性などの点で明らかな優位性が確
認できた。
いスズ合金皮膜では、β−スズの結晶構造の配向性の有
無を制御することがメッキ皮膜の物性、具体的には、外
力負荷時の損耗度合に影響を及ぼし、配向性がないメッ
キ皮膜は異方性が少なく、配向性のある皮膜に比べて、
靭性的な性質を帯びてネバリがあり、外力負荷を受けた
ときの損耗度合が小さかった。即ち、折り曲げ時のクラ
ックや切断時の屑を顕著に低減できることから、皮膜の
加工容易性、或は快削性などの点で明らかな優位性が確
認できた。
【００８１】尚、Ａグループの各実施例の鉛を含まない
スズ合金皮膜は、前述したように、摩擦係数が低くて潤
滑性に富むものであり、このことは逆言すると、折り曲
げや切断などの加工が容易で、快削性に優れることでも
あり、外力負荷時における皮膜損耗の抑制には限界があ
る。即ち、Ａグループの鉛を含まないスズ合金皮膜とＢ
グループのスズ、或は鉛を含んでも良いスズ合金皮膜で
は、結晶構造の相違によって物性に差異があるために、
その物性に適合した用途に使用することが重要であり、
本試験結果の意義もそのことに帰するのである。
スズ合金皮膜は、前述したように、摩擦係数が低くて潤
滑性に富むものであり、このことは逆言すると、折り曲
げや切断などの加工が容易で、快削性に優れることでも
あり、外力負荷時における皮膜損耗の抑制には限界があ
る。即ち、Ａグループの鉛を含まないスズ合金皮膜とＢ
グループのスズ、或は鉛を含んでも良いスズ合金皮膜で
は、結晶構造の相違によって物性に差異があるために、
その物性に適合した用途に使用することが重要であり、
本試験結果の意義もそのことに帰するのである。
【図１】鉛を含まないスズ合金メッキ皮膜の潤滑性試験
の結果を示す図表である。
の結果を示す図表である。
【図２】スズ、並びに鉛を含んでも良いスズ合金メッキ
皮膜における外力負荷時の損耗度合の試験結果を示す図
表である。
皮膜における外力負荷時の損耗度合の試験結果を示す図
表である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小幡 惠吾 兵庫県明石市二見町南二見21番地の８ 株 式会社大和化成研究所内 (72)発明者 武内 孝夫 兵庫県明石市二見町南二見21番地の８ 株 式会社大和化成研究所内 Ｆターム(参考） 4K023 AA17 AB34 BA06 BA08 BA13 BA14 BA15 BA21 BA29 CA04 CB04 CB13 CB21 CB28 CB32 CB33
Claims (6)
- 【請求項１】 スズと、銀、ビスマス、インジウム、亜
鉛、ニッケル、コバルト、銅、アンチモンよりなる群か
ら選ばれた金属の少なくとも一種とのスズ合金メッキ皮
膜を素地上に形成した表面被覆材料において、 メッキ皮膜中のβ−スズの結晶面のＸ線回折パターンに
基づいて次式(Ａ)により算出した各結晶面の配向性指数
Ｘhklの最大値が２以上であり、 Ｘhkl＝｛(ΣＡＳＴＭのＩ／Ｉ1)×(測定された(ｈｋｌ)面のＩ／Ｉ1)｝÷ ｛(Σ測定されたＩ／Ｉ1)×(ＡＳＴＭ(ｈｋｌ)面のＩ／Ｉ1)｝…(Ａ) （式(Ａ)において、 Ｘhkl：特定の(ｈｋｌ)面の配向性指数。測定された(ｈ
ｋｌ)面のＩ／Ｉ1：配向性指数を求めようとしているβ
−スズの特定の(ｈｋｌ)面の測定された回折強度を、そ
の測定されたＸ線回折パターンのβ−スズの回折ピーク
の中で最も強いピークの回折強度で除した数値。 ΣＡＳＴＭのＩ／Ｉ1：粉末法によるβ−スズのＸ線回
折パターン(例えば、ＡＳＴＭカード等)における｛２０
０｝面、｛１０１｝面、｛２２０｝面、｛２１１｝面、
｛３０１｝面、｛１１２｝面、｛４００｝面、｛３２
１｝面、｛４２０｝面、｛４１１｝面、｛３１２｝面、
｛５０１｝面の各回折強度を、その回折パターン中で最
も強い回折ピーク(即ち、｛２００｝面)の回折強度で除
した数値の総和。 Σ測定されたＩ／Ｉ1：測定されたＸ線回折パターンに
おけるβ−スズの｛２００｝面、｛１０１｝面、｛２２
０｝面、｛２１１｝面、｛３０１｝面、｛１１２｝面、
｛４００｝面、｛３２１｝面、｛４２０｝面、｛４１
１｝面、｛３１２｝面、｛５０１｝面の各回折強度を、
その回折パターン中のβ−スズの回折ピークのうち、最
も強い回折ピークの回折強度で除した数値の総和。 ＡＳＴＭ(ｈｋｌ)面のＩ／Ｉ1：粉末法によるβ−スズ
のＸ線回折パターン(例えば、ＡＳＴＭカード等)におけ
る配向性指数を求めようとしているβ−スズの特定の
(ｈｋｌ)面の回折強度を、その回折パターン中の最も強
い回折ピーク(即ち、｛２００｝面)の回折強度で除した
数値。） メッキ皮膜中のβ−スズの結晶格子におけるミラー指数
の〈００１〉方向が素地表面の法線方向に対して５０.
７〜９０度の角度を成すように配向させたことを特徴と
するスズ合金メッキを施した表面被覆材料。 - 【請求項２】 スズ、或は、スズと、鉛、銀、ビスマ
ス、インジウム、亜鉛、ニッケル、コバルト、銅、アン
チモンよりなる群から選ばれた金属の少なくとも一種と
のスズ合金メッキ皮膜を素地上に形成した表面被覆材料
において、 メッキ皮膜中のβ−スズの結晶面のＸ線回折パターンに
基づいて次式(Ａ)により算出した各結晶面の配向性指数
Ｘhklの最大値が１〜２であるようにして、 Ｘhkl＝｛(ΣＡＳＴＭのＩ／Ｉ1)×(測定された(ｈｋｌ)面のＩ／Ｉ1)｝÷ ｛(Σ測定されたＩ／Ｉ1)×(ＡＳＴＭ(ｈｋｌ)面のＩ／Ｉ1)｝…(Ａ) （式(Ａ)において、 Ｘhkl：特定の(ｈｋｌ)面の配向性指数。測定された(ｈ
ｋｌ)面のＩ／Ｉ1：配向性指数を求めようとしているβ
−スズの特定の(ｈｋｌ)面の測定された回折強度を、そ
の測定されたＸ線回折パターンのβ−スズの回折ピーク
の中で最も強いピークの回折強度で除した数値。 ΣＡＳＴＭのＩ／Ｉ1：粉末法によるβ−スズのＸ線回
折パターン(例えば、ＡＳＴＭカード等)における｛２０
０｝面、｛１０１｝面、｛２２０｝面、｛２１１｝面、
｛３０１｝面、｛１１２｝面、｛４００｝面、｛３２
１｝面、｛４２０｝面、｛４１１｝面、｛３１２｝面、
｛５０１｝面の各回折強度を、その回折パターン中で最
も強い回折ピーク(即ち、｛２００｝面)の回折強度で除
した数値の総和。 Σ測定されたＩ／Ｉ1：測定されたＸ線回折パターンに
おけるβ−スズの｛２００｝面、｛１０１｝面、｛２２
０｝面、｛２１１｝面、｛３０１｝面、｛１１２｝面、
｛４００｝面、｛３２１｝面、｛４２０｝面、｛４１
１｝面、｛３１２｝面、｛５０１｝面の各回折強度を、
その回折パターン中のβ−スズの回折ピークのうち、最
も強い回折ピークの回折強度で除した数値の総和。 ＡＳＴＭ(ｈｋｌ)面のＩ／Ｉ1：粉末法によるβ−スズ
のＸ線回折パターン(例えば、ＡＳＴＭカード等)におけ
る配向性指数を求めようとしているβ−スズの特定の
(ｈｋｌ)面の回折強度を、その回折パターン中の最も強
い回折ピーク(即ち、｛２００｝面)の回折強度で除した
数値。） メッキ皮膜中のβ−スズの結晶格子におけるミラー指数
の〈００１〉方向をランダムに方位付けたことを特徴と
するスズ又はスズ合金メッキを施した表面被覆材料。 - 【請求項３】 スズと合金を形成する金属の当該合金中
の含有率が０.００５〜５０重量％であることを特徴と
する請求項１又は２に記載のスズ合金メッキを施した表
面被覆材料。 - 【請求項４】 スズ又はスズ合金メッキ皮膜の膜厚が
０.１〜１００μｍであることを特徴とする請求項１〜
３のいずれか１項に記載のスズ又はスズ合金メッキを施
した表面被覆材料。 - 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか１項に記載の表
面被覆材料がリード、電極などであることを特徴とする
電子部品。 - 【請求項６】 請求項５に記載の電子部品が、半導体デ
バイス、コネクタ、スイッチ、抵抗、可変抵抗、コンデ
ンサ、フィルタ、インダクタ、サーミスタ、水晶振動
子、リード線などであることを特徴とするもの。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27027499A JP4547583B2 (ja) | 1999-09-24 | 1999-09-24 | スズ合金メッキを施した表面被覆材料、並びに当該被覆材料を利用した電子部品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27027499A JP4547583B2 (ja) | 1999-09-24 | 1999-09-24 | スズ合金メッキを施した表面被覆材料、並びに当該被覆材料を利用した電子部品 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001098396A true JP2001098396A (ja) | 2001-04-10 |
| JP4547583B2 JP4547583B2 (ja) | 2010-09-22 |
Family
ID=17483977
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27027499A Expired - Fee Related JP4547583B2 (ja) | 1999-09-24 | 1999-09-24 | スズ合金メッキを施した表面被覆材料、並びに当該被覆材料を利用した電子部品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4547583B2 (ja) |
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| WO2014208204A1 (ja) * | 2013-06-26 | 2014-12-31 | 株式会社Ｊｃｕ | スズまたはスズ合金用電気メッキ液およびその用途 |
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