JP2002241987A - Sn-Cu ALLOY PLATING BATH AND Sn-Cu ALLOY PLATING METHOD - Google Patents

Sn-Cu ALLOY PLATING BATH AND Sn-Cu ALLOY PLATING METHOD

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JP2002241987A
JP2002241987A JP2001044959A JP2001044959A JP2002241987A JP 2002241987 A JP2002241987 A JP 2002241987A JP 2001044959 A JP2001044959 A JP 2001044959A JP 2001044959 A JP2001044959 A JP 2001044959A JP 2002241987 A JP2002241987 A JP 2002241987A
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JP
Japan
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plating
sulfuric acid
bath
plating film
alloy plating
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JP2001044959A
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Japanese (ja)
Inventor
Norio Kaneko
紀男 金子
Susumu Arai
進 新井
Naoyuki Shinohara
直行 篠原
Shinichi Wakabayashi
信一 若林
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Shinko Electric Industries Co Ltd
Original Assignee
Shinko Electric Industries Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an Sn-Cu alloy plating bath which is a sulfuric acid bath consisting of sulfuric acid, a tin compound and a copper compound, and which enables the deposition of a dense Sn-Cu alloy plating film having good adhesion by electroplating. SOLUTION: The Sn-Cu alloy plating film enables the deposition of an Sn-Cu alloy plating film which does not substantially contain lead on the object to be plated by electroplating. The plating bath is compounded with sulfuric acid, a tin compound, a copper compound and an N,N-bis(polyoxyethylene)alkylamine compound shown by the formula: CnH2n+1[(CH2CH2O)mH]2 (wherein, n=10, to 20, and m=2 to 10).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はSn−Cu合金めっ
き浴及びSn−Cu合金めっき方法に関し、更に詳細に
はめっき対象物に実質的に鉛を含まないSn−Cu合金
めっき皮膜を電解めっきによって形成できるSn−Cu
合金めっき浴、及びそのSn−Cu合金めっき浴を用い
たSn−Cu合金めっき方法を提供することにある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a Sn-Cu alloy plating bath and a Sn-Cu alloy plating method, and more particularly, to a plating object containing substantially no lead on a plating object by electrolytic plating. Sn-Cu that can be formed
An object of the present invention is to provide an alloy plating bath and a Sn-Cu alloy plating method using the Sn-Cu alloy plating bath.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、鉛フリーのはんだ(以下、鉛フリ
ーはんだと称することがある)は、環境保全等の関連か
らも開発が急がれており、Sn−Cu合金はんだも鉛フ
リーはんだの候補の一つである。かかるSn−Cu合金
はんだを半導体装置等の実装に用いる場合には、実装面
にSn−Cu合金から成るはんだめっき皮膜を形成する
ことが行われている。しかし、Sn−Cu合金から成る
はんだめっき皮膜を、めっき対象物に電解めっきによっ
て形成する場合、銅イオン(Cu2+)と錫イオン(Sn
2+)との電位差が大きいため、両者の電位差を実質的に
解消することが必要である。このため、電解めっき浴
に、両者の電位差を実質的に解消し得る添加物、具体的
にはアルカンスルホン酸、グルコン酸、クエン酸、酒石
酸、スルホコハク酸、ピロリン酸等の銅イオンと錯体を
形成し得る添加物が添加されている。
2. Description of the Related Art In recent years, lead-free solder (hereinafter sometimes referred to as lead-free solder) has been rapidly developed from the viewpoint of environmental protection and the like. One of the candidates. When such a Sn—Cu alloy solder is used for mounting a semiconductor device or the like, a solder plating film made of a Sn—Cu alloy is formed on a mounting surface. However, when a solder plating film made of a Sn—Cu alloy is formed on a plating target by electrolytic plating, copper ions (Cu 2+ ) and tin ions (Sn
2+ ), it is necessary to substantially eliminate the potential difference between the two. For this reason, a complex is formed in the electrolytic plating bath with an additive capable of substantially eliminating the potential difference between them, specifically, copper ions such as alkanesulfonic acid, gluconic acid, citric acid, tartaric acid, sulfosuccinic acid, and pyrophosphoric acid. Possible additives have been added.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】この様に、Sn−Cu
合金めっき用の電解めっき浴に、銅イオンと錯体を形成
し得る添加物を添加することによって、銅イオン(Cu
2+)と錫イオン(Sn2+)との電位差を実質的に解消で
きる。しかし、この様な錯化合物を形成するめっき浴の
排水処理は困難であり、添加物のコストも比較的高価で
あるため、Sn−Cu合金めっきのランニングコストが
高くなる。一方、硫酸、錫化合物及び銅化合物から成る
硫酸浴は、簡単な中和処理によって排水処理を行うこと
ができるものの、電解めっきによって緻密で密着性が良
好のSn−Cu合金めっき皮膜を形成できず、到底、実
用に供し得ないのものである。そこで、本発明の課題
は、硫酸、錫化合物及び銅化合物から成る硫酸浴であっ
て、電解めっきによって緻密で密着性が良好のSn−C
u合金めっき皮膜を形成し得るSn−Cu合金めっき浴
及びSn−Cu合金めっき方法を提供することにある。
As described above, Sn-Cu
By adding an additive capable of forming a complex with copper ions to an electrolytic plating bath for alloy plating, copper ions (Cu
2+ ) and a tin ion (Sn 2+ ) can be substantially eliminated. However, the drainage treatment of the plating bath that forms such a complex compound is difficult, and the cost of the additive is relatively high, so that the running cost of Sn—Cu alloy plating increases. On the other hand, a sulfuric acid bath composed of sulfuric acid, a tin compound, and a copper compound can perform a drainage treatment by a simple neutralization treatment, but cannot form a dense Sn—Cu alloy plating film having good adhesion by electrolytic plating. It cannot be put to practical use at all. Therefore, an object of the present invention is to provide a sulfuric acid bath composed of sulfuric acid, a tin compound and a copper compound, which is dense and has good adhesion by electrolytic plating.
An object of the present invention is to provide a Sn-Cu alloy plating bath and a Sn-Cu alloy plating method capable of forming a u-alloy plating film.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明者等は、前記課題
を解決すべく検討した結果、硫酸、錫化合物及び銅化合
物から成る硫酸浴に、N,N-ビス(ポリオキシエチレン)
アルキルアミン化合物を添加することによって、銅イオ
ン(Cu2+)と錫イオン(Sn2+)との電位差を実質的
に解消できることを見出し、本発明に到達した。すなわ
ち、本発明は、めっき対象物に実質的に鉛を含まないS
n−Cu合金めっき皮膜を電解めっきによって形成でき
るSn−Cu合金めっき浴において、該めっき浴には、
硫酸、錫化合物、銅化合物及び下記[化3]に示すN,N-
ビス(ポリオキシエチレン)アルキルアミン化合物が配
合されていることを特徴とするSn−Cu合金めっき浴
にある。また、本発明は、めっき対象物に実質的に鉛を
含まないSn−Cu合金めっき皮膜を電解めっきによっ
て形成する際に、該電解めっきを施すめっき浴として、
硫酸、錫化合物、銅化合物及び下記[化3]に示すN,N-
ビス(ポリオキシエチレン)アルキルアミン化合物が配
合されているめっき浴を用いることを特徴とするSn−
Cu合金めっきのめっき方法である。
Means for Solving the Problems The present inventors have studied to solve the above problems, and as a result, N, N-bis (polyoxyethylene) was added to a sulfuric acid bath composed of sulfuric acid, a tin compound and a copper compound.
It has been found that by adding an alkylamine compound, the potential difference between copper ions (Cu 2+ ) and tin ions (Sn 2+ ) can be substantially eliminated, and the present invention has been achieved. That is, according to the present invention, the plating object contains substantially no lead.
In a Sn-Cu alloy plating bath capable of forming an n-Cu alloy plating film by electrolytic plating, the plating bath includes:
Sulfuric acid, tin compounds, copper compounds and N, N-
An Sn-Cu alloy plating bath characterized in that a bis (polyoxyethylene) alkylamine compound is blended. Further, the present invention, when forming a Sn-Cu alloy plating film containing substantially no lead on the plating object by electrolytic plating, as a plating bath for performing the electrolytic plating,
Sulfuric acid, tin compounds, copper compounds and N, N-
Sn- characterized by using a plating bath containing a bis (polyoxyethylene) alkylamine compound.
This is a plating method of Cu alloy plating.

【化3】 Embedded image

【0005】かかる本発明において、N,N-ビス(ポリオ
キシエチレン)アルキルアミン化合物として、C1837
N[(CH2CH2O)4H]2又はC1837N[(CH2
CH2O)10H]2を好適に用いることができる。また、
めっき浴として、得られるめっき皮膜の銅含有量が1.
3〜9.3原子%となるように調整されているめっき浴
を用いることによって、Sn−Cu共晶合金から成るめ
っき皮膜を得ることができ、鉛フリーのはんだめっきと
して好適に用いることができる。更に、電解めっきを施
す際に、電流密度を1A/dm2以上とすることによっ
て、緻密で密着性が良好のSn−Cu合金めっき皮膜を
容易に形成できる。
In the present invention, C 18 H 37 is used as the N, N-bis (polyoxyethylene) alkylamine compound.
N [(CH 2 CH 2 O) 4 H] 2 or C 18 H 37 N [(CH 2
CH 2 O) 10 H] 2 can be suitably used. Also,
As a plating bath, the copper content of the plating film obtained is 1.
By using a plating bath adjusted to be 3 to 9.3 atomic%, a plating film made of a Sn-Cu eutectic alloy can be obtained, which can be suitably used as a lead-free solder plating. . Further, when the electrolytic plating is performed, by setting the current density to 1 A / dm 2 or more, a dense Sn—Cu alloy plating film having good adhesion can be easily formed.

【0006】硫酸、錫化合物及び銅化合物から成る硫酸
浴では、銅イオン(Cu2+)の還元電位は0.0V近傍
に存在し、錫イオン(Sn2+)の還元電位は−0.45
V近傍に存在している。この点、本発明に係るめっき浴
では、かかる硫酸浴に、N,N-ビス(ポリオキシエチレ
ン)アルキルアミン化合物を配合することによって、−
0.45V近傍の錫イオン(Sn2+)の還元電流を抑制
することなく、銅イオン(Cu2+)の0.0Vから−
0.4V近傍の還元電流を抑制することができた。その
結果、硫酸浴において、銅イオン(Cu2+)と錫イオン
(Sn2+)との電位差を実質的に解消でき、電解めっき
によってめっき対象物にSn−Cu合金めっき皮膜を形
成できる。
In a sulfuric acid bath composed of sulfuric acid, a tin compound and a copper compound, the reduction potential of copper ions (Cu 2+ ) is around 0.0 V, and the reduction potential of tin ions (Sn 2+ ) is -0.45.
It exists near V. In this regard, in the plating bath according to the present invention, by adding an N, N-bis (polyoxyethylene) alkylamine compound to the sulfuric acid bath,-
Without suppressing the reduction current of tin ions (Sn 2+ ) in the vicinity of 0.45 V, 0.0-V of copper ions (Cu 2+ )
The reduction current in the vicinity of 0.4 V could be suppressed. As a result, in a sulfuric acid bath, the potential difference between copper ions (Cu 2+ ) and tin ions (Sn 2+ ) can be substantially eliminated, and a Sn—Cu alloy plating film can be formed on a plating target by electrolytic plating.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】本発明において、電解めっきを施
すめっき浴として、硫酸、錫化合物、銅化合物及び下記
[化4]に示すN,N-ビス(ポリオキシエチレン)アルキ
ルアミン化合物が配合されているめっき浴を用いること
が肝要である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the present invention, a plating bath for electrolytic plating contains a sulfuric acid, a tin compound, a copper compound and an N, N-bis (polyoxyethylene) alkylamine compound shown in the following [Chemical Formula 4]. It is important to use a suitable plating bath.

【化4】 かかるめっき浴に配合される錫化合物及び銅化合物とし
ては、硫酸塩を好適に用いることができ、具体的にはS
nSO4及びCuSO4を挙げることができる。また、N,
N-ビス(ポリオキシエチレン)アルキルアミン化合物と
しては、C1837N[(CH2CH2O)4H]2又はC18
37N[(CH2CH2O)10H]2を好適に使用でき
る。
Embedded image As the tin compound and the copper compound to be mixed in the plating bath, a sulfate can be suitably used.
mention may be made of nSO 4 and CuSO 4. Also, N,
Examples of the N-bis (polyoxyethylene) alkylamine compound include C 18 H 37 N [(CH 2 CH 2 O) 4 H] 2 and C 18
H 37 N [(CH 2 CH 2 O) 10 H] 2 can be suitably used.

【0008】かかるN,N-ビス(ポリオキシエチレン)ア
ルキルアミン化合物のめっき浴中での挙動について、先
ず、ポーラログラフ装置を用い、2モルの硫酸溶液中に
おいて求めた電気毛管曲線を図1に示す。図1におい
て、横軸は電位を示し、縦軸は水銀の滴下量を示す。更
に、図1では、図中の曲線1は2モルの硫酸溶液のみの
水準、曲線2は2モルの硫酸溶液中にC1837N[(C
2CH2O)4H]2(以下、POOA−4と称すること
がある)を1ミリモル添加した水準、曲線3は2モルの
硫酸溶液中にC1837N[(CH2CH2O)10H]
2(以下、POOA−10と称することがある)を1ミ
リモル添加した水準の電気毛管曲線を示す。図1から明
らかな様に、POOA−4及びPOOA−10を添加し
た水準(曲線2,3)では、硫酸溶液のみの水準(曲線
1)に比較して、負側の電位領域において水銀の滴下量
が著しく減少しており、POOA−4及びPOOA−1
0が電極上に吸着していることが判る。
Regarding the behavior of the N, N-bis (polyoxyethylene) alkylamine compound in a plating bath, first, an electrocapillary curve obtained in a 2 mol sulfuric acid solution using a polarographic apparatus is shown in FIG. . In FIG. 1, the horizontal axis represents the potential, and the vertical axis represents the amount of mercury dropped. Further, in FIG. 1, curve 1 in figure levels only 2 moles of sulfuric acid solution, the curve 2 is 2 moles of the sulfuric acid solution C 18 H 37 N [(C
The level at which 1 mmol of H 2 CH 2 O) 4 H] 2 (hereinafter sometimes referred to as POOA-4) was added. Curve 3 shows C 18 H 37 N [(CH 2 CH 2 ) in a 2 mol sulfuric acid solution. O) 10 H]
2 shows an electrocapillary curve at a level of 1 mmol (hereinafter sometimes referred to as POOA-10). As is apparent from FIG. 1, mercury was dropped in the negative potential region at the level to which POOA-4 and POOA-10 were added (curves 2 and 3) as compared to the level of sulfuric acid solution alone (curve 1). The amount was significantly reduced, and POOA-4 and POOA-1
It can be seen that 0 is adsorbed on the electrode.

【0009】この様に、負側の電位領域において、電極
上に吸着するPOOA−4又はPOOA−10を添加し
ためっき液中の銅イオン(Cu2+)及び錫イオン(Sn
2+)の還元電位について、ポーラログラフ装置を用いて
測定した結果を図2に示す。図2において、横軸は電位
を示すと共に、縦軸は電流値を示す。図2では、基準硫
酸浴[H2SO4(2モル)+CuSO4(5ミリモル)
+SnSO4(5ミリモル)](曲線10)、対象硫酸
浴[基準硫酸浴+POOA−4(1ミリモル)](曲線
12)、対象硫酸浴[基準硫酸浴+POOA−10(1
ミリモル)](曲線14)の各々のCu2+及びSn2+
還元電位を示す。図2に示すめっき液のうち、POOA
−4又はPOOA−10が無添加の基準硫酸浴(曲線1
0)では、銅イオン(Cu2+)は、0.0V近傍に半波
電位を持つ一段還元波を呈し、錫イオン(Sn2+)は、
―0.45V近傍に半波電位を持つ一段還元波を呈す
る。これに対し、基準硫酸浴にPOOA−4又はPOO
A−10が添加された対象硫酸浴(曲線12,14)で
は、銅イオン(Cu2+)の0.0Vから−0.4V近傍
の還元電流が抑制され、−0.4Vよりも負側で銅イオ
ン(Cu2+)及び錫イオン(Sn2+)の還元に基づいて
電流値が緩やかに上昇する。かかる現象は、図1に示す
電気毛管曲線から明らかなように、電極上にPOOA−
4又はPOOA−10が吸着し、銅イオン(Cu2+)の
還元に対しては強い抑制効果を示すが、錫イオン(Sn
2+)の還元に対しては大きな抑制効果を示さないことに
起因している。尚、図2に示す曲線12と曲線14との
比較から、銅イオン(Cu2+)及び錫イオン(Sn2+
の還元に対する抑制効果は、POOA−4よりもPOO
A−10が大きい。
As described above, in the negative potential region, copper ions (Cu 2+ ) and tin ions (Sn) in the plating solution to which POOA-4 or POOA-10 adsorbed on the electrode are added.
FIG. 2 shows the results of measuring the reduction potential of 2+ ) using a polarographic apparatus. In FIG. 2, the horizontal axis indicates the potential, and the vertical axis indicates the current value. In FIG. 2, the reference sulfuric acid bath [H 2 SO 4 (2 mol) + CuSO 4 (5 mmol)]
+ SnSO 4 (5 mmol)] (curve 10), target sulfuric acid bath [reference sulfuric acid bath + POOA-4 (1 mmol)] (curve 12), target sulfuric acid bath [reference sulfuric acid bath + POOA-10 (1)
(Millimol)] (curve 14) shows the respective reduction potentials of Cu 2+ and Sn 2+ . Among the plating solutions shown in FIG.
-4 or POOA-10 without reference sulfuric acid bath (curve 1)
0), the copper ion (Cu 2+ ) exhibits a one-step reduction wave having a half-wave potential near 0.0 V, and the tin ion (Sn 2+ )
A single-stage reduction wave having a half-wave potential near −0.45 V is exhibited. On the other hand, POOA-4 or POO was added to the standard sulfuric acid bath.
In the target sulfuric acid bath to which A-10 was added (curves 12 and 14), the reduction current of copper ions (Cu 2+ ) in the range of 0.0V to -0.4V was suppressed, and the negative current was lower than -0.4V. , The current value gradually increases based on the reduction of copper ions (Cu 2+ ) and tin ions (Sn 2+ ). This phenomenon is apparent from the electrocapillary curve shown in FIG.
4 or POOA-10 is adsorbed and has a strong inhibitory effect on the reduction of copper ions (Cu 2+ ), but tin ions (Sn
2+ ) does not show a significant inhibitory effect on the reduction. In addition, from the comparison between the curves 12 and 14 shown in FIG. 2, copper ions (Cu 2+ ) and tin ions (Sn 2+ )
Is more effective in reducing POO than POOA-4.
A-10 is large.

【0010】以上、説明してきた図1に示す電気毛管曲
線及び図2に示すポーラログラムは、希釈溶液について
検討したものであるため、実用めっき浴でのカソード分
極曲線について、自動分極装置を使用して測定した結果
を図3に示す。このカソード分極曲線の測定の際に、陰
極には表面積が1cm2の純銅板を用い、陽極には白金
巻線を用いた。図3において、横軸は電位を示すと共
に、縦軸(対数目盛)は電流値を示す。図3では、基準
硫酸浴[H2SO4(2モル)+CuSO4(0.008
モル)+SnSO4(0.2モル)](曲線20)、対
象硫酸浴[基準硫酸浴+POOA−4(1ミリモル)]
(曲線22)、対象硫酸浴[基準硫酸浴+POOA−1
0(1ミリモル)](曲線24)の各々のカソード分極
曲線を示す。図3に示す硫酸浴のうち、POOA−4又
はPOOA−10が無添加の基準硫酸浴(曲線20)で
は、0.0V近傍から、銅イオン(Cu2+)の還元に基
づく電流が流れ、−0.2Vから−0.45Vの電位範
囲において、一段の限界電流(5×10-2A/dm2
を示す。更に、−0.45V近傍からは、錫イオン(S
2+)の還元に基づく電流値が急激に増加する。一方、
基本硫酸浴にPOOA−4又はPOOA−10が添加さ
れた対象硫酸浴(曲線22,24)では、0.0V近傍
からの銅イオン(Cu2+)の還元が抑制され、電流密度
2A/dm2近傍において、−0.45Vから−1.0
Vの広い電位範囲に亘って主に錫イオン(Sn2+)の還
元に基づく一段の限界電流が見られる。この限界電流
は、POOA−4又はPOOA−10の吸着層を通して
の錫イオン(Sn2+)の拡散過程が律速となって出現す
る現象である。尚、図3に示す曲線22,24では、電
位―1.0V近傍から電流値が上昇しているが、水素イ
オンの還元に基づくものである。
The above-described electrocapillary curve shown in FIG. 1 and the polarogram shown in FIG. 2 are obtained by examining a diluted solution. Therefore, the cathode polarization curve in a practical plating bath is measured using an automatic polarizer. FIG. 3 shows the measurement results. In measuring the cathode polarization curve, a pure copper plate having a surface area of 1 cm 2 was used for the cathode, and a platinum winding was used for the anode. In FIG. 3, the horizontal axis indicates the potential, and the vertical axis (log scale) indicates the current value. In FIG. 3, the reference sulfuric acid bath [H 2 SO 4 (2 mol) + CuSO 4 (0.008)
Mol) + SnSO 4 (0.2 mol)] (curve 20), target sulfuric acid bath [reference sulfuric acid bath + POOA-4 (1 mmol)]
(Curve 22), target sulfuric acid bath [reference sulfuric acid bath + POOA-1]
0 (1 mmol)] (curve 24). Among the sulfuric acid baths shown in FIG. 3, in the standard sulfuric acid bath to which POOA-4 or POOA-10 is not added (curve 20), a current based on the reduction of copper ions (Cu 2+ ) flows from around 0.0V, One-stage limit current (5 × 10 −2 A / dm 2 ) in a potential range of −0.2 V to −0.45 V
Is shown. Further, from the vicinity of -0.45 V, tin ions (S
The current value based on the reduction of n 2+ ) sharply increases. on the other hand,
In the target sulfuric acid bath (curves 22 and 24) in which POOA-4 or POOA-10 was added to the basic sulfuric acid bath, reduction of copper ions (Cu 2+ ) from around 0.0 V was suppressed, and the current density was 2 A / dm. In the vicinity of 2 , from -0.45V to -1.0
Over a wide potential range of V, there is a one-step limiting current mainly due to the reduction of tin ions (Sn 2+ ). This limiting current is a phenomenon in which the diffusion process of tin ions (Sn 2+ ) through the adsorption layer of POOA-4 or POOA-10 is rate-limiting. In the curves 22 and 24 shown in FIG. 3, the current value increases from around the potential −1.0 V, but is based on the reduction of hydrogen ions.

【0011】かかる図3に示す対象硫酸浴(曲線22,
24)を用いることによって、銅イオン(Cu2+)の限
界電流である5×10-2A/dm2以上の電流密度で電
解めっきを施すことにより、Sn−Cu合金めっき皮膜
を形成できる。このことを、図3に示す各硫酸浴(曲線
20,22,24)において、電流密度を2A/dm2
に調整してめっき対象物に電解めっきを施して形成した
めっき皮膜の各々のX線回折を行い、その結果を図4に
示す。基本硫酸浴(曲線20)を用いて形成されためっ
き皮膜では、強度の比較的強い(200)面と(10
1)面に基づく回折線が認められた。これに対し、基本
硫酸浴にPOOA−4又はPOOA−10が添加された
対象硫酸浴(曲線22,24)では、形成されためっき
皮膜の(200)面の回折線強度は強くなったが、(1
01)面の回折線強度は低下した。また、図4には示さ
なかったが、銅の含有量が比較的多くなるように低電流
密度で電解めっきを施して形成されためっき皮膜のX線
回折では、強度が弱いものの、金属間化合物(η相)に
基づくCu6Sn5の回折線も認められた。このX線回折
の結果から、対象硫酸浴(曲線22,24)を用いて形
成されためっき皮膜は、Sn−Cu合金であって、β―
Sn相とη相(Cu6Sn5)との共晶構造であると推察
される。
The target sulfuric acid bath shown in FIG.
By using (24), an Sn—Cu alloy plating film can be formed by performing electrolytic plating at a current density of 5 × 10 −2 A / dm 2 or more, which is the limit current of copper ions (Cu 2+ ). This means that the current density was 2 A / dm 2 in each of the sulfuric acid baths (curves 20, 22, and 24) shown in FIG.
X-ray diffraction was performed on each of the plating films formed by subjecting the plating target to electrolytic plating and the results are shown in FIG. In the plating film formed using the basic sulfuric acid bath (curve 20), the relatively strong (200) surface and the (10)
1) Diffraction lines based on the plane were observed. On the other hand, in the target sulfuric acid bath in which POOA-4 or POOA-10 was added to the basic sulfuric acid bath (curves 22 and 24), the diffraction line intensity of the (200) plane of the formed plating film was increased. (1
The diffraction line intensity of the 01) plane decreased. Although not shown in FIG. 4, the X-ray diffraction of the plating film formed by performing the electrolytic plating at a low current density so that the copper content becomes relatively large, although the strength is weak, the intermetallic compound A diffraction line of Cu 6 Sn 5 based on (η phase) was also observed. From the results of the X-ray diffraction, the plating film formed using the target sulfuric acid bath (curves 22 and 24) is a Sn-Cu alloy and has a β-
It is presumed to be a eutectic structure of Sn phase and η phase (Cu 6 Sn 5).

【0012】図2及び図3に示す様に、硫酸、錫化合
物、銅化合物から成る基本硫酸浴に、POOA−4又は
POOA−10を添加することによって、銅イオン(C
2+)の0.0Vから−0.4V近傍の還元電流を抑制
し、銅イオン(Cu2+)と錫イオン(Sn2+)との電位
差を実質的に解消でき、電解めっきによってめっき対象
物にSn−Cu合金めっき皮膜を形成できる。この様に
して形成したSn−Cu合金めっき皮膜中の銅含有量に
ついて、電解めっきでの電流密度及び硫酸浴中の銅イオ
ン(Cu2+)量の影響を検討し、その結果を図5に示
す。図5において、横軸は電解めっきの電流密度であ
り、縦軸はSn−Cu合金めっき皮膜中の銅含有量を示
す。図5では、図中の曲線30は、硫酸浴組成が[H2
SO4(2モル)+CuSO4(0.008モル)+Sn
SO4(0.2モル)+POOA−10(1ミリモ
ル)]についてのものであり、曲線32は、硫酸浴組成
が[H2SO4(2モル)+CuSO4(0.016モ
ル)+SnSO4(0.2モル)+POOA−10(1
ミリモル)]についてのものである。図5の曲線30、
32から明らかなように、電流密度が0.5A/dm2
のときに、めっき皮膜中の銅含有量が最大となり、電流
密度が1.0A/dm2以上では、めっき皮膜中の銅含
有量は若干増加傾向となるものの、略一定組成のSn−
Cu合金めっき皮膜を得ることができる。かかる電流密
度の上限を7A/dm 2とすることが好ましい。また、
曲線30のめっき皮膜を形成した硫酸浴中の銅の含有量
は3.8原子%(以下、at%と示すことがある)に対
し、形成されためっき皮膜中の銅の含有量は、電流密度
が1A/dm2以上では2.8〜3.7at%である。ま
た、曲線32のめっき皮膜を形成した硫酸浴中の銅の含
有量は7.4at%に対し、形成されためっき皮膜中の銅
の含有量は、電流密度が1A/dm2以上では5.8〜
6.9at%であった。この結果からPOOA−10を添
加した硫酸浴では、電流密度が1.0A/dm2以上に
おいて、硫酸浴中の銅濃度に略比例した銅の含有量で且
つ略一定組成のSn−Cu合金めっき皮膜を安定して得
ることができる。ここで、POOA−10に代えてPO
OA−4を添加した硫酸浴によって、形成されためっき
皮膜中の銅の含有量を測定したところ、めっき皮膜中の
銅の含有量は3.2〜6.0at%であった。これに対
し、同一添加量のPOOA−10を添加した硫酸浴によ
って、形成されためっき皮膜中の銅の含有量を測定した
ところ、めっき皮膜中の銅の含有量は2.8〜5.3a
t%と、POOA−4を添加した硫酸浴よって形成した
めっき皮膜中の銅の含有量よりも少ない。これは、銅イ
オン(Cu2+)の還元に対する抑制効果がPOOA−4
よりもPOOA−10が大きいことに因るものと推察さ
れる。
As shown in FIGS. 2 and 3, sulfuric acid and tin compound
Product, a basic sulfuric acid bath composed of a copper compound, POOA-4 or
By adding POOA-10, copper ions (C
u2+) Suppresses the reduction current in the vicinity of -0.4V from 0.0V
And copper ions (Cu2+) And tin ions (Sn2+) And potential
Substantially eliminates the difference and can be plated by electrolytic plating
An Sn—Cu alloy plating film can be formed on the object. Like this
Copper content in Sn-Cu alloy plating film formed by
The current density in electrolytic plating and copper ion in sulfuric acid bath
(Cu2+) The effect of the amount was examined, and the results are shown in FIG.
You. In FIG. 5, the horizontal axis represents the current density of electrolytic plating.
The vertical axis shows the copper content in the Sn-Cu alloy plating film.
You. In FIG. 5, a curve 30 in the figure indicates that the sulfuric acid bath composition is [HTwo
SOFour(2 mol) + CuSOFour(0.008 mol) + Sn
SOFour(0.2 mol) + POOA-10 (1 mmol)
Curve 32 shows the sulfuric acid bath composition.
Is [HTwoSOFour(2 mol) + CuSOFour(0.016 m
+) SnSOFour(0.2 mol) + POOA-10 (1
Mmol)]. Curve 30, FIG.
32, the current density is 0.5 A / dm.Two
When the copper content in the plating film is maximized and the current
Density is 1.0 A / dmTwoAbove, the copper content in the plating film
Although the amount increased slightly, the Sn-
A Cu alloy plating film can be obtained. Such current density
The upper limit of the degree is 7 A / dm TwoIt is preferable that Also,
Copper content in sulfuric acid bath with plating film of curve 30
Corresponds to 3.8 at% (hereinafter sometimes referred to as at%).
The content of copper in the formed plating film depends on the current density
Is 1A / dmTwoAbove is 2.8 to 3.7 at%. Ma
In addition, copper contained in the sulfuric acid bath on which the plating film of curve 32 was formed.
The content is 7.4at%, compared to the copper in the formed plating film.
The current density is 1 A / dmTwoAbove is 5.8 ~
It was 6.9 at%. From this result, POOA-10 was added.
In the added sulfuric acid bath, the current density is 1.0 A / dm.Twomore than
The copper content is approximately proportional to the copper concentration in the sulfuric acid bath.
Stably obtains Sn-Cu alloy plating film of almost constant composition
Can be Here, instead of POOA-10, PO
Plating formed by sulfuric acid bath with OA-4 added
When the content of copper in the film was measured,
The copper content was 3.2-6.0 at%. Against this
And a sulfuric acid bath to which the same amount of POOA-10 was added.
Therefore, the content of copper in the formed plating film was measured.
However, the content of copper in the plating film is 2.8 to 5.3a.
formed by a sulfuric acid bath with t% and POOA-4
Less than the copper content in the plating film. This is a copper
ON (Cu2+) Is POOA-4
Presumed to be due to POOA-10 being larger than
It is.

【0013】また、POOA−10が添加された硫酸浴
を用いて電解めっきして形成したSn−Cu合金めっき
皮膜の融点を、示差走査熱量計(DSC)を用いて測定
した結果を図6に示す。図6に示す曲線40は、鋳造法
によって形成した銅含有量が1.3at%のSn−Cu
共晶合金のDSC曲線である。また、曲線42,44
は、POOA−10(1ミリモル)が添加された硫酸浴
を用いて電解めっきして形成したSn−Cu合金めっき
皮膜であって、硫酸浴中の銅イオン(Cu2+)含有量を
変更して得た、銅含有量が3.2at%(曲線42)の
Sn−Cu合金めっき皮膜のDSC曲線と、銅含有量が
9.3at%(曲線44)のSn−Cu合金めっき皮膜
のDSC曲線である。曲線42,44のいずれも、鋳造
法によって形成した銅含有量が1.3at%のSn−C
u共晶合金が融解した227℃の近傍で融解しているこ
とから、Sn−Cu共晶合金と同じ融解特性を持ってい
る。以上、述べてきた様に、電解めっきを施すめっき浴
として、硫酸、錫化合物、銅化合物及びN,N-ビス(ポリ
オキシエチレン)アルキルアミン化合物が配合されてい
るめっき浴を用いることによって、電解めっきにより緻
密で密着性が良好なSn−Cu合金めっき皮膜を形成で
き、鉛フリーのはんだめっきとして使用できる。このた
め、半導体装置等の実装面に、Sn−Cu合金から成る
鉛フリーのはんだめっき皮膜を容易に形成できる。更
に、錯体化合物等を添加しないため、中和処理等の簡単
な排水処理で廃棄でき、Sn−Cu合金めっきのランニ
ングコストの低減を図ることもできる。
FIG. 6 shows the results of measuring the melting point of a Sn—Cu alloy plating film formed by electrolytic plating using a sulfuric acid bath to which POOA-10 was added using a differential scanning calorimeter (DSC). Show. A curve 40 shown in FIG. 6 represents a Sn—Cu alloy formed by a casting method and having a copper content of 1.3 at%.
It is a DSC curve of a eutectic alloy. Also, curves 42 and 44
Is a Sn—Cu alloy plating film formed by electrolytic plating using a sulfuric acid bath to which POOA-10 (1 mmol) is added, in which the content of copper ions (Cu 2+ ) in the sulfuric acid bath is changed. Curve of the Sn-Cu alloy plating film having a copper content of 3.2 at% (curve 42) and the DSC curve of the Sn-Cu alloy plating film having a copper content of 9.3 at% (curve 44) It is. Both curves 42 and 44 show Sn—C formed by casting and having a copper content of 1.3 at%.
Since the u-eutectic alloy is melted in the vicinity of the melting point of 227 ° C, it has the same melting characteristics as the Sn-Cu eutectic alloy. As described above, by using a plating bath containing sulfuric acid, a tin compound, a copper compound and an N, N-bis (polyoxyethylene) alkylamine compound as a plating bath for performing electrolytic plating, By plating, a dense Sn—Cu alloy plating film having good adhesion can be formed, and can be used as a lead-free solder plating. Therefore, a lead-free solder plating film made of a Sn—Cu alloy can be easily formed on a mounting surface of a semiconductor device or the like. Furthermore, since no complex compound or the like is added, it can be discarded by simple drainage treatment such as neutralization treatment, and the running cost of Sn-Cu alloy plating can be reduced.

【0014】[0014]

【実施例】以下、実施例によって本発明を更に詳細に説
明する。 参照例 めっき浴として、H2SO4(2モル)、CuSO
4(0.008モル)及びSnSO4(0.2モル)が添
加されためっき浴を調整した。かかるめっき浴に、めっ
き対象物としての低炭素鋼(SPCCS)から成るテス
トピースを陰極とし、陽極に白金巻線を使用して電解め
っきを施した。この電解めっきの際には、無攪拌で浴温
を25±1℃に調整とし、電流密度が1A/dm2とな
るように調整してめっきを施してめっき皮膜を形成し
た。更に、同様にして、電流密度が2A/dm2、3A
/dm2となるように各々調整して電解めっきを施し、
各電流密度に対応するめっき皮膜を各々形成した。次い
で、電流密度を変えて電解めっきを施して得られためっ
き皮膜表面の各々の電子顕微鏡写真(倍率500倍)を
撮影した。この顕微鏡写真を模写した模写図を図7
(a)〜(c)に示す。図7(a)は、電流密度を1A
/dm2に調整して形成しためっき皮膜表面の状態を示
し、図7(b)は、電流密度を2A/dm2に調整して
形成しためっき皮膜表面の状態を示す。また、図7
(c)は、電流密度を3A/dm2に調整して形成した
めっき皮膜表面の状態を示す。かかる図7(a)〜
(c)に示すめっき皮膜では、電流方向に成長した大き
な塊状の結晶が形成されており、電流密度を3A/dm
2に調整して形成しためっき皮膜[図7(c)]では、
樹枝状の結晶が形成される。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. Reference Example As a plating bath, H 2 SO 4 (2 mol), CuSO
4 (0.008 mol) and a plating bath to which SnSO 4 (0.2 mol) was added. Electroplating was performed on such a plating bath using a test piece made of low-carbon steel (SPCCS) as a plating object as a cathode and a platinum winding as an anode. In this electrolytic plating, the bath temperature was adjusted to 25 ± 1 ° C. without stirring and the current density was adjusted to 1 A / dm 2, and plating was performed to form a plating film. Further, similarly, the current density is 2 A / dm 2 , 3 A
/ Dm 2, and electroplating them respectively.
Plating films corresponding to each current density were formed. Next, electron micrographs (magnification: 500 times) of the surface of the plating film obtained by performing electrolytic plating while changing the current density were taken. FIG. 7 is a mimic diagram of this micrograph.
(A) to (c) are shown. FIG. 7A shows that the current density is 1A.
/ Dm 2 to indicate the status of adjustment to form the plating film surface, FIG. 7 (b) shows the state of the plating film surface formed by adjusting the current density 2A / dm 2. FIG.
(C) shows the state of the plating film surface formed by adjusting the current density to 3 A / dm 2 . FIG.
In the plating film shown in (c), large massive crystals grown in the current direction are formed, and the current density is 3 A / dm.
In the plating film [FIG. 7 (c)] formed by adjusting to 2 ,
Dendritic crystals are formed.

【0015】実施例1 めっき浴として、H2SO4(2モル)、CuSO
4(0.008モル)、SnSO4(0.2モル)及びP
OOA−4(1ミリモル)が添加されためっき浴を調整
した。ここで、POOA−4とは、C1837N[(CH
2CH2O)4H]2をいう。かかるめっき浴に、めっき対
象物としての低炭素鋼板(SPCCS)を陰極とし、陽
極に白金巻線を使用して電解めっきを施した。この電解
めっきの際には、無攪拌で浴温を25±1℃に調整し、
電流密度が1A/dm2となるように調整してめっきを
施してめっき皮膜を形成した。更に、同様にして、電流
密度が2A/dm2、3A/dm2となるように調整して
電解めっきを施してめっき皮膜を各々形成した。次い
で、電流密度を変えて電解めっきを施して得られためっ
き皮膜表面の各々の電子顕微鏡写真(倍率500倍)を
撮影した。この電子顕微鏡写真を模写した模写図を図8
(a)〜(c)に示す。図8(a)は、電流密度を1A
/dm2に調整して形成しためっき皮膜表面の状態を示
し、図8(b)は、電流密度を2A/dm2に調整して
形成しためっき皮膜表面の状態を示す。また、図8
(c)は、電流密度を3A/dm2に調整して形成した
めっき皮膜表面の状態を示す。図8(a)〜(c)から
明らかな様に、参照例のめっき皮膜と異なり、形成され
ためっき皮膜には、樹枝状の結晶が形成されることな
く、小径の粒状又はブロック状の結晶が全面に一様に析
出し、緻密なめっき皮膜が形成されている。
Example 1 As a plating bath, H 2 SO 4 (2 mol), CuSO
4 (0.008 mol), SnSO 4 (0.2 mol) and P
A plating bath to which OOA-4 (1 mmol) was added was prepared. Here, POOA-4 is C 18 H 37 N [(CH
2 CH 2 O) 4 H] 2 . The plating bath was subjected to electrolytic plating using a low-carbon steel plate (SPCCS) as a plating target as a cathode and a platinum winding as an anode. During this electrolytic plating, the bath temperature was adjusted to 25 ± 1 ° C. without stirring,
The plating was performed by adjusting the current density to be 1 A / dm 2 to form a plating film. Further, similarly, the current density was formed respectively plating film is subjected to adjustment to electroless plating so as to 2A / dm 2, 3A / dm 2. Next, electron micrographs (magnification: 500 times) of the surface of the plating film obtained by performing electrolytic plating while changing the current density were taken. FIG. 8 shows a mimic diagram of this electron micrograph.
(A) to (c) are shown. FIG. 8A shows that the current density is 1A.
/ Dm 2 to indicate the status of adjustment to form the plating film surface, FIG. 8 (b) shows the state of the plating film surface formed by adjusting the current density 2A / dm 2. FIG.
(C) shows the state of the plating film surface formed by adjusting the current density to 3 A / dm 2 . As is clear from FIGS. 8A to 8C, unlike the plating film of the reference example, the formed plating film does not have dendritic crystals and has small-diameter granular or block-like crystals. Are uniformly deposited on the entire surface, and a dense plating film is formed.

【0016】実施例2 実施例1において、POOA−4に代えてPOOA−1
0を用いた他は実施例1と同様にしてめっき皮膜を形成
した。ここで、POOA−10とは、C1837N[(C
2CH2O)10H]2をいう。次いで、実施例1と同様
にして、得られためっき皮膜表面の各々の電子顕微鏡写
真(倍率500倍)を撮影した。この電子顕微鏡写真を
模写した模写図を図9(a)〜(c)に示す。図9
(a)は、電流密度を1A/dm2に調整して形成した
めっき皮膜表面の状態を示し、図9(b)は、電流密度
を2A/dm2に調整して形成しためっき皮膜表面の状
態を示す。また、図9(c)は、電流密度を3A/dm
2に調整して形成しためっき皮膜表面の状態を示す。図
9(a)〜(c)から明らかな様に、参照例のめっき皮
膜と異なり、形成されためっき皮膜には、樹枝状の結晶
が形成されることなく、小径の粒状又はブロック状の結
晶が全面に一様に析出し、緻密なめっき皮膜が形成され
ている。更に、図9(a)〜(c)に示すめっき皮膜で
は、図8(a)〜(c)に示す実施例1のめっき皮膜に
比較して、結晶粒が微細化している。
Example 2 In Example 1, POOA-1 was used instead of POOA-4.
A plating film was formed in the same manner as in Example 1 except that 0 was used. Here, POOA-10 is C 18 H 37 N [(C
H 2 CH 2 O) 10 H] 2 . Next, in the same manner as in Example 1, an electron micrograph (magnification: 500 times) of each surface of the obtained plating film was taken. FIGS. 9 (a) to 9 (c) show mimic views of the electron micrographs. FIG.
9A shows the state of the surface of the plating film formed by adjusting the current density to 1 A / dm 2 , and FIG. 9B shows the state of the surface of the plating film formed by adjusting the current density to 2 A / dm 2 . Indicates the status. FIG. 9C shows that the current density is 3 A / dm.
2 shows the state of the surface of the plating film formed by adjustment. As is clear from FIGS. 9A to 9C, unlike the plating film of the reference example, the formed plating film has no small-diameter granular or block-like crystals without dendritic crystals. Are uniformly deposited on the entire surface, and a dense plating film is formed. Further, in the plating films shown in FIGS. 9A to 9C, the crystal grains are finer than in the plating films of Example 1 shown in FIGS. 8A to 8C.

【0017】実施例3 実施例2において、電流密度を0.2〜7A/dm2
した他は実施例2と同様にしてめっき皮膜を得た。得ら
れためっき皮膜中の銅の含有量を、原子吸光光度計によ
って測定したところ、めっき皮膜中の銅の含有量は2.
8〜9.3at%であった。このめっき皮膜を示差走査
熱量計(DSC)を用いて測定した結果、Sn−Cu共
晶合金と同様に、227℃近傍で融解した。
Example 3 A plating film was obtained in the same manner as in Example 2 except that the current density was changed from 0.2 to 7 A / dm 2 . When the content of copper in the obtained plating film was measured by an atomic absorption spectrophotometer, the content of copper in the plating film was 2.
It was 8 to 9.3 at%. As a result of measuring this plating film using a differential scanning calorimeter (DSC), it melted at around 227 ° C. as in the case of the Sn—Cu eutectic alloy.

【0018】実施例4 めっき浴として、H2SO4(2モル)、CuSO4、S
nSO4(0.2モル)及びPOOA−10(1ミリモ
ル)が添加されためっき浴を調整した。かかるめっき浴
に、めっき対象物としての低炭素鋼(SPCCS)から
成るテストピースを陰極とし、陽極に白金巻線を使用し
て電解めっきを施した。この際の電流密度を2A/dm
2に調整し、CuSO4の配合量を0,004〜0.01
6モルの間で変化させた。得られためっき皮膜中の銅含
有量は、1.6〜5.8at%であった。めっき皮膜が
形成されたテストピースのはんだ濡れ性を、メニスコグ
ラフ法によって測定した。かかるメニスコグラフ法で
は、はんだとして、Sn−Ag(3.5wt%)―Cu
(0.7wt%)のはんだを用い、250℃に保持された
はんだ浴に、フラックス[ロジン(25%)−ジエチル
アミン塩酸塩(0.5%)]が塗布されたテストピース
を、浸漬速度2mm/sec、浸漬深さ2mm、浸漬時間
10秒の条件下で浸漬してはんだ濡れ時間を測定した。
このテストピースの濡れ時間は、めっき皮膜中の銅含有
量に関係なく2.4secであった。一方、めっき浴とし
て、H2SO4(2モル)、SnSO4(0.2モル)及
びPOOA−10(1ミリモル)が添加されたSnめっ
き用めっき浴を調整し、電解めっきによってテストピー
スの表面にSnめっき皮膜を形成した。かかるSnめっ
き皮膜が形成されたテストピースについても、同様にし
てはんだ濡れ性を測定したところ、2.54secであ
った。また、市販のSn―Cu合金めっき用めっき液を
用い、電解めっきによってSn―Cu合金めっき皮膜が
形成されたテストピースについても、同様にしてはんだ
濡れ性を測定したところ、2.66secであった。こ
の様に、POOA−10が添加された硫酸浴を用い、電
解めっきによって形成したSn―Cu合金めっき皮膜の
はんだ濡れ性は良好であった。
Example 4 As a plating bath, H 2 SO 4 (2 mol), CuSO 4 , S
A plating bath to which nSO 4 (0.2 mol) and POOA-10 (1 mmol) was added was prepared. Electroplating was performed on such a plating bath using a test piece made of low-carbon steel (SPCCS) as a plating object as a cathode and a platinum winding as an anode. The current density at this time is 2 A / dm
2 and adjust the blending amount of CuSO 4 to 0.004 to 0.01.
It varied between 6 moles. The copper content in the obtained plating film was 1.6 to 5.8 at%. The solder wettability of the test piece on which the plating film was formed was measured by a meniscograph method. In the meniscograph method, Sn—Ag (3.5 wt%) — Cu is used as solder.
(0.7 wt%) solder, a test piece coated with a flux [rosin (25%)-diethylamine hydrochloride (0.5%)] in a solder bath maintained at 250 ° C. was immersed at a speed of 2 mm. / Sec, the immersion depth was 2 mm, and the immersion time was 10 seconds, and the solder wetting time was measured.
The wetting time of this test piece was 2.4 sec regardless of the copper content in the plating film. On the other hand, as a plating bath, a plating bath for Sn plating to which H 2 SO 4 (2 mol), SnSO 4 (0.2 mol) and POOA-10 (1 mmol) were added was prepared, and the test piece was subjected to electrolytic plating. An Sn plating film was formed on the surface. When the solder wettability of the test piece on which the Sn plating film was formed was measured in the same manner, it was 2.54 sec. The solder wettability of a test piece having a Sn—Cu alloy plating film formed by electrolytic plating using a commercially available plating solution for Sn—Cu alloy plating was measured to be 2.66 sec. . As described above, the Sn—Cu alloy plating film formed by electrolytic plating using the sulfuric acid bath to which POOA-10 was added had good solder wettability.

【0019】[0019]

【発明の効果】本発明によれば、電解めっきによって緻
密で密着性が良好のSn−Cu合金めっき皮膜を形成で
き、鉛フリーのはんだめっきとして使用できる。このた
め、半導体装置等の実装面に、Sn−Cu合金から成る
鉛フリーのはんだめっき皮膜を容易に形成できる。更
に、めっき浴に錯体化合物等が含有されていないため、
めっき浴の排水処理としては、中和処理等の簡単な排水
処理で対処でき、Sn−Cu合金めっきのランニングコ
ストの低減を図ることもできる。
According to the present invention, a dense Sn--Cu alloy plating film having good adhesion can be formed by electrolytic plating, and can be used as a lead-free solder plating. Therefore, a lead-free solder plating film made of a Sn—Cu alloy can be easily formed on a mounting surface of a semiconductor device or the like. Furthermore, since the plating bath does not contain a complex compound or the like,
The drainage treatment of the plating bath can be dealt with by simple drainage treatment such as neutralization treatment, and the running cost of Sn-Cu alloy plating can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】N,N-ビス(ポリオキシエチレン)アルキルアミ
ン化合物の硫酸溶液中での挙動を説明する電気毛管曲線
のグラフである。
FIG. 1 is a graph of an electrocapillary curve illustrating the behavior of an N, N-bis (polyoxyethylene) alkylamine compound in a sulfuric acid solution.

【図2】ポーラログラフ装置を用いて測定した、めっき
液中の銅イオン(Cu2+)及び錫イオン(Sn2+)の還
元電位についてのグラフである。
[Figure 2] was measured using a polarographic device, a graph of the reduction potential of the copper ions in the plating solution (Cu 2+) and tin ions (Sn 2+).

【図3】実用めっき浴でのカソード分極曲線についての
グラフである。
FIG. 3 is a graph showing a cathode polarization curve in a practical plating bath.

【図4】得られためっき皮膜のX線回折図である。FIG. 4 is an X-ray diffraction diagram of the plating film obtained.

【図5】得られためっき皮膜中の銅の含有量と電流密度
との関係を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the content of copper in the obtained plating film and the current density.

【図6】得られためっき皮膜の熱特性を示差走査熱量計
(DSC)を用いて測定した結果を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing the results of measuring the thermal characteristics of the obtained plating film using a differential scanning calorimeter (DSC).

【図7】参照例で得られためっき皮膜表面の電子顕微鏡
写真を模写した模写図である。
FIG. 7 is a simulated view of an electron micrograph of the surface of a plating film obtained in a reference example.

【図8】実施例1で得られためっき皮膜表面の電子顕微
鏡写真を模写した模写図である。
FIG. 8 is a simulated view of an electron micrograph of the surface of the plating film obtained in Example 1.

【図9】実施例2で得られためっき皮膜表面の電子顕微
鏡写真を模写した模写図である。
9 is a simulated view of an electron micrograph of the surface of the plating film obtained in Example 2. FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 2モルの硫酸溶液のみの水準 2 2モルの硫酸溶液中にPOOA−4を1ミリモル添
加した水準 3 2モルの硫酸溶液中にPOOA−10を1ミリモル
添加した水準 10、20 基準硫酸浴[H2SO4+CuSO4+Sn
SO4] 12、22 対象硫酸浴[基準硫酸浴+POOA−4] 14、24、30、32 対象硫酸浴[基準硫酸浴+P
OOA−10] 40 鋳造法によって形成したSn−Cu共晶合金 42、44 対象硫酸浴[基準硫酸浴+POOA−1
0]
12 Level of only 2 mol of sulfuric acid solution 2 Level of 1 mmol of POOA-4 added to 22 mol of sulfuric acid solution 3 Level of 1 mmol of POOA-10 added to 22 mol of sulfuric acid solution 10, 20 Standard sulfuric acid bath [ H 2 SO 4 + CuSO 4 + Sn
SO 4 ] 12,22 Target sulfuric acid bath [Standard sulfuric acid bath + POOA-4] 14,24,30,32 Target sulfuric acid bath [Standard sulfuric acid bath + P
OOA-10] 40 Sn-Cu eutectic alloy formed by casting method 42, 44 Sulfuric acid bath [Standard sulfuric acid bath + POOA-1]
0]

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 若林 信一 長野県長野市大字栗田字舎利田711番地 新光電気工業株式会社内 Fターム(参考) 4K023 AB34 BA06 CA01 CB13 CB33 DA06 DA07 DA08  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing from the front page (72) Inventor Shinichi Wakabayashi 711, Rita, Kurita-sha, Nagano-shi, Nagano F-term in Shinko Electric Industries Co., Ltd. 4K023 AB34 BA06 CA01 CB13 CB33 DA06 DA07 DA08

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 めっき対象物に実質的に鉛を含まないS
n−Cu合金めっき皮膜を電解めっきによって形成でき
るSn−Cu合金めっき浴において、 該めっき浴には、硫酸、錫化合物、銅化合物及び下記
[化1]に示すN,N-ビス(ポリオキシエチレン)アルキ
ルアミン化合物が配合されていることを特徴とするSn
−Cu合金めっき浴。 【化1】
1. An object to be plated that does not substantially contain lead.
In an Sn-Cu alloy plating bath capable of forming an n-Cu alloy plating film by electrolytic plating, the plating bath includes sulfuric acid, a tin compound, a copper compound, and N, N-bis (polyoxyethylene) shown in the following [Chemical Formula 1]. A) an alkylamine compound,
-Cu alloy plating bath. Embedded image
【請求項2】 N,N-ビス(ポリオキシエチレン)アルキ
ルアミン化合物が、C1837N[(CH2CH2O)
4H]2又はC1837N[(CH2CH2O)10H] 2であ
る請求項1記載のSn−Cu合金めっき浴。
2. N, N-bis (polyoxyethylene) alkyl
Luamine compound is C18H37N [(CHTwoCHTwoO)
FourH]TwoOr C18H37N [(CHTwoCHTwoO)TenH] TwoIn
The Sn-Cu alloy plating bath according to claim 1.
【請求項3】 めっき浴中の銅含有量が、得られるめっ
き皮膜の銅含有量が1.3〜9.3原子%となるように
調整されている請求項1又は請求項2記載のSn−Cu
合金めっき浴。
3. The Sn according to claim 1, wherein the copper content in the plating bath is adjusted so that the copper content of the obtained plating film is 1.3 to 9.3 atomic%. -Cu
Alloy plating bath.
【請求項4】 めっき対象物に実質的に鉛を含まないS
n−Cu合金めっき皮膜を電解めっきによって形成する
際に、 該電解めっきを施すめっき浴として、硫酸、錫化合物、
銅化合物及び下記[化2]に示すN,N-ビス(ポリオキシ
エチレン)アルキルアミン化合物が配合されているめっ
き浴を用いることを特徴とするSn−Cu合金めっき方
法。 【化2】
4. An S-plating object which does not substantially contain lead.
When an n-Cu alloy plating film is formed by electrolytic plating, sulfuric acid, tin compound,
An Sn-Cu alloy plating method characterized by using a plating bath containing a copper compound and an N, N-bis (polyoxyethylene) alkylamine compound shown in the following [Chemical Formula 2]. Embedded image
【請求項5】 N,N-ビス(ポリオキシエチレン)アルキ
ルアミン化合物として、C1837N[(CH2CH2O)
4H]2又はC1837N[(CH2CH2O)10H]2を用
いる請求項4記載のSn−Cu合金めっき方法。
5. An N, N-bis (polyoxyethylene) alkylamine compound comprising C 18 H 37 N [(CH 2 CH 2 O)
4 H] 2 or C 18 H 37 N [(CH 2 CH 2 O) 10 H] Sn-Cu alloy plating method as claimed in claim 4, wherein the use of 2.
【請求項6】 めっき浴として、得られるめっき皮膜の
銅含有量が1.3〜9.3原子%となるように調整され
ているめっき浴を用いる請求項4又は請求項5記載のS
n−Cu合金めっき方法。
6. The plating bath according to claim 4, wherein the plating bath is a plating bath adjusted so that the copper content of the plating film obtained is 1.3 to 9.3 atomic%.
n-Cu alloy plating method.
【請求項7】 電解めっきを施す際に、電流密度を1A
/dm2以上とする請求項4〜6のいずれか一項記載の
Sn−Cu合金めっき方法。
7. The method according to claim 1, wherein the current density is 1 A when performing the electrolytic plating.
/ Dm 2 or more and Sn-Cu alloy plating method of any one of claims 4 to 6.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105200469A (en) * 2015-10-30 2015-12-30 无锡市嘉邦电力管道厂 Tin-copper alloy electroplate liquid and electroplating method thereof

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