JP2007197791A - めっき後処理剤組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ホスホン酸基が結合しているメチレン基を少なくとも2個以上有したアミノ窒素を有する化合物から選ばれる一種又は二種以上を含有する溶液、ならびに、当該溶液に複素環式含窒素化合物又はその塩、脂肪族又は芳香族のアミン、又は炭素数6〜24の直鎖又は分岐の脂肪族カルボン酸又は該カルボン酸と前記アミンとの塩から選ばれる一種又は二種以上を含有させ、溶液pHが7以下の酸性領域に調整された耐溶融接合性向上めっき後処理組成物を用いることによって、極めて効果的にすず又はすず合金めっき表面の溶融接合性を向上することができる。
【選択図】なし
Description
特開2005−206860には「次の成分(a)および(b):(a)ホスホン酸、アミノアルキレンホスホン酸、ヒドロキシアルキルホスホン酸、アルカンスルホン酸、アルカノールスルホン酸、硫酸、塩酸、硝酸、リン酸またはそれらの塩から選ばれる酸成分の一種または二種以上、(b)チオ尿素、アルキルチオ尿素、フェニルチオ尿素およびアリルチオ尿素から選ばれるチオ尿素誘導体の一種または二種以上、を含有するスズまたはスズ合金めっきの変色除去・防止剤。」が開示されている。
特開2005−240093には「リン酸を含有し、所望により、有機スルホン酸を含有する水溶液にグリコールエーテルを添加してなる錫系合金めっき皮膜のリフロー後の変色防止剤。上記変色防止剤浴に錫系合金めっき皮膜を浸漬し、水洗後乾燥する処理を行うことにより、リフロー性の良好なめっき皮膜が得られ、かつリフロー後変色を起こさないめっき皮膜を得ることが可能となる。」ことが開示されている。
(a)ホスホン酸基が結合しているメチレン基を少なくとも2個以上有したアミノ窒素を有する化合物及びそれらの塩から選ばれる一種又は二種以上を必須成分として含有し、溶液のpHが7以下の酸性領域に調整された、すず又はすず合金めっき表面の溶融接合性を向上させるめっき後処理剤組成物である。
(b−1)複素環式含窒素化合物又はその塩、
(b−2)脂肪族又は芳香族のアミン、
(b−3)炭素数6〜24の直鎖又は分岐の脂肪族カルボン酸又は該カルボン酸と前記(b−2)との塩
から選ばれる化合物の一種又は二種以上を必須の成分として含有するすず又はすず合金めっき表面の溶融接合性を向上させるめっき後処理剤組成物である。
本発明のすず又はすず合金めっき表面の溶融接合性を向上させるためのめっき後処理剤組成物は、下記成分(a):
(a)ホスホン酸基が結合しているメチレン基を少なくとも2個以上有したアミノ窒素を有する化合物及びそれらの塩から選ばれる一種又は二種以上、
を必須成分として含有し、溶液のpHが7以下の酸性領域に調整された、めっき後処理剤組成物である。
(CH2−PO3H2)2NR
(式中、Rは
H、
低級アルキル基、
CH2−PO3H2
(CH2)m−N(CH2−PO3H2)2基、又は
(CH2)n−N(CH2−PO3H2)−(CH2)m−N(CH2−PO3H2)2基
を表わし、
m及びnはそれぞれ1〜3の整数である。)
で表わされるもの及びそれらの塩、例えばアルカリ金属塩、アンモニウム塩、アミン塩等が挙げられる。これらのうちでも、特に、ニトリロトリス(メチレンホスホン酸)、エチレンジアミンテトラ(メチレンホスホン酸)、エチレンジアミンペンタ(メチレンホスホン酸)及びそれらの塩類等が好適に用いられ、それらの中でも、ニトリロトリス(メチレンホスホン酸)及びそれらの塩が一層好適に用いられる。
ピリジン類の中では、ニコチンアミド、ニコチン酸が挙げられ、極めて好適に用いられる。
上記カルボン酸、アミンあるいはそれらの塩の添加濃度は、0.1〜100g/Lが好適に用いられる。
ヒドロキシカルボン酸としては、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、グリコール酸、乳酸、グリセリン酸、グルコン酸が好適に用いられる。中でも溶解度の点からグルコン酸が一層好適に用いられる。加水分解によって溶液中でヒドロキシカルボン酸を生成するグルコノラクトン等を用いることもできる。
これら上記の酸類は、ナトリウムやカリウムなどのアルカリ金属塩の形で添加することもできる。
また、一層好適なpH3以下の領域を保つために、pH緩衝作用のある成分を更に添加することもできる。前述の錯化作用のあるヒドロキシカルボン酸塩を添加することによってpH緩衝作用を持たせることもできるが、更に別の緩衝剤、例えばほう酸、リン酸、酢酸等の塩類等を利用することもできる。
銅、亜鉛、銀、ビスマス、鉛から選ばれる金属の少なくとも一種とすずとの合金及びすずが一層好適に用いられる。本発明は鉛フリーはんだ付け皮膜用に発明されたものではあるが、すず−鉛系皮膜に対しても良好な効果を発揮するので、すず−鉛系皮膜に対しても極めて効果的に適用できる。
更に、めっきによって得られたそれらすず及びすず合金には一層好適に適用される。
以下の溶融接合性を向上させるめっき後処理剤組成物を調合した。全て残部はイオン交換水である。
組成例1
ニトリロトリス(メチレンホスホン酸) 15g/L
ニトリロトリス(メチレンホスホン酸) 100g/L
ニトリロトリ酢酸 5g/L
メタンスルホン酸 1g/L
エチレンジアミンテトラ(メチレンホスホン酸)ナトリウム 55g/L
インダゾール 0.1g/L
グルコン酸ナトリウム 5g/L
2−プロパノールスルホン酸にてpH3に調整。
ニトリロトリス(メチレンホスホン酸) 170g/L
ニコチン酸 25g/L
グルコン酸ナトリウム 60g/L
リン酸(85%) 10g/L
ニトリロトリス(メチレンホスホン酸) 70g/L
3−メチルピラゾール 0.3g/L
ニトリロトリ酢酸 5g/L
メタンスルホン酸 1g/L
エチレンジアミンテトラ(メチレンホスホン酸) 120g/L
酒石酸カリウムナトリウム 7g/L
2−プロパノールスルホン酸 3g/L
エチレンジアミンテトラ(メチレンホスホン酸) 18g/L
ベンズイミダゾール 0.2g/L
リン酸にてpH5に調整。
ニトリロトリス(メチレンホスホン酸) 200g/L
カプリル酸 1g/L
クエン酸ナトリウム 8g/L
硫酸にてpH6に調整。
エチレンジアミンテトラ(メチレンホスホン酸) 220g/L
エチレンジアミンペンタ(メチレンホスホン酸) 80g/L
トリス(2−ベンズイミダゾリルメチル)アミン 5g/L
グルコン酸ナトリウム 50g/L
リン酸にてpH2に調整。
ニトリロトリス(メチレンホスホン酸) 100g/L
オレイン酸のジシクロヘキシルアミン塩 5g/L
グルコン酸ナトリウム 50g/L
NaOHにてpH9に調整。
りん酸三ナトリウム 30g/L
処理液温度40℃にて、30秒間浸漬処理。
以下のめっき浴を用いてめっき試験片を作成した。
めっき浴(1)
下記の組成ですずめっき浴を建浴した。めっき条件も同時に示した。
硫酸第一すず(Sn2+として) 10g/L
フェノールスルホン酸 60g/L
ポリエチレンポリプロピレングリコールエーテル 2g/L
α−ナフトール 0.5g/L
浴温 20℃
陰極電流密度 0.4A/dm2
下記の組成ですず−銀合金めっき浴を建浴した。めっき条件も同時に示した。
エタンジスルホン酸すず(Snとして) 8g/L
スルホコハク酸銀(Agとして) 0.2g/L
EDTA2Na・2H2 O 30g/L
ピロリン酸K 80g/L
ヨウ化カリ 100g/L
ポリプロピレングリコールノニルフェニルエーテル 5g/L
ベンザルアセトン 0.005g/L
pH 4
浴温 20℃
陰極電流密度 0.1A/dm2
下記の組成ですず−金合金めっき浴を建浴した。めっき条件も同時に示した。
スルホプロピレン酸すず(Snとして) 2g/L
メルカプトコハク酸金(Auとして) 3g/L
酒石酸カリウム 40g/L
クエン酸 80g/L
pH(KOHにて) 4.5
浴温 40℃
陰極電流密度 0.7A/dm2
下記の組成ですず−ビスマス合金めっき浴を建浴した。めっき条件も同時に示した。
硫酸第一すず(Snとして) 10g/L
硫酸ビスマス(Biとして) 2g/L
キシレンスルホン酸 100g/L
ラウリルアルコールポリエトキシレート 5g/L
浴温 20℃
陰極電流密度 0.5A/dm2
下記の組成ですず−銅合金めっき浴を建浴した。めっき条件も同時に示した。
スルホコハク酸 100g/L
硫酸銅(Cuとして) 5g/L
スルホプロピオン酸すず(Snとして) 24g/L
C18H37N[(CH2CH2O)4H]2 0.6g/L
浴温 25℃
陰極電流密度 1A/dm2
下記の組成ですず−インジウム合金めっき浴を建浴した。めっき条件も同時に示した。
メタンスルホン酸錫(Snとして) 5g/L
スルファミン酸インジウム(Inとして) 5g/L
スルホコハク酸ナトリウム 80g/L
ポリオキシエチレンラウリルエーテル 3g/L
ベンズアルデヒド 0.05g/L
pH 2.7
浴温 30℃
陰極電流密度 0.75A/dm2
下記の組成ですず−亜鉛合金めっき浴を建浴した。めっき条件も同時に示した。
メタンスルホン酸錫(Snとして) 20g/L
スルホコハク酸亜鉛(Znとして) 6g/L
スルホコハク酸 300g/L
ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマー 15g/L
ブチルアルデヒドモルホリン縮合物 0.01g/L
ジアセチル 0.01g/L
pH 2.5
浴温 25℃
陰極電流密度 0.8A/dm2
試験試料は、厚さ0.3mm、10×30mmの銅板と直径550μmの銅球に上記めっき浴(1)〜(7)を用いて、銅板には5μm、銅球には15μmのめっきを施した後、所定の後処理を行い試験に供した。
溶融接合性向上のためのめっき後処理操作は、めっき後に水洗を行ない、30℃に加温した上記該組成物溶液に30秒間浸漬し、水洗・乾燥を行った。
溶融接合試験は、同等のめっき皮膜品種と後処理方法で作成した銅板上に銅球を搭載して、窒素ガス雰囲気550℃に設定した加熱炉に試料を挿入して溶融接合した。尚、接合に際しては市販のロジン系フラックスを使用した。次いで、接合した試料銅板を固定した後、銅球を治具に固定して引っ張る方法(デイジ社製プル強度試験機3000型)にて接合強度を測定した。
接合強度は、本測定から得られたプル強度で比較評価した。
また、本発明のめっき後処理該組成物溶液の処理効果が、経時後の接合強度に与える効果については、溶融接合試験前に、各試料を温度100℃、湿度100%RH、24時間の水蒸気エージング条件下に設置する加速経時を行った後に、溶融接合試験に供した。
Claims (12)
- 下記成分(a):
(a)ホスホン酸基が結合しているメチレン基を少なくとも2個以上有したアミノ窒素を有する化合物及びそれらの塩から選ばれる一種又は二種以上、
を必須成分として含有し、溶液のpHが7以下の酸性領域に調整された、すず又はすず合金めっき表面の溶融接合性を向上させるめっき後処理剤組成物。 - 更に下記成分(b−1)〜(b−3):
(b−1)複素環式含窒素化合物又はその塩、
(b−2)脂肪族又は芳香族のアミン、
(b−3)炭素数6〜24の直鎖又は分岐の脂肪族カルボン酸又は該カルボン酸と前記(b−2)との塩、
から選ばれる化合物の一種又は二種以上を必須の成分として含有する請求項1に記載のすず又はすず合金めっき表面の溶融接合性を向上させるめっき後処理剤組成物。 - 前記(b−1)複素環式含窒素化合物がイミダゾール類である請求項2に記載のすず又はすず合金めっき表面の溶融接合性を向上させるめっき後処理剤組成物。
- 前記(b−1)複素環式含窒素化合物がピラゾール類又はインダゾール類である請求項2に記載のすず又はすず合金めっき表面の溶融接合性を向上させるめっき後処理剤組成物。
- 前記(b−1)複素環式含窒素化合物がピリジン誘導体である請求項2に記載のすず又はすず合金めっき表面の溶融接合性を向上させるめっき後処理剤組成物。
- 前記(b−2)脂肪族又は芳香族のアミンがモノプロピルアミン、ジイソプロピルアミン、ベンジルアミン、シクロヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミン、モルホリン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジメチルエタノールアミン、ジエチルエタノールアミンである請求項2〜5のいずれかに記載のすず又はすず合金めっき表面の溶融接合性を向上させるめっき後処理剤組成物。
- 前記(b−3)炭素数6〜24の直鎖又は分岐の脂肪族カルボン酸がカプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、オレイン酸、ドデカン二酸、安息香酸である請求項2〜6のいずれかに記載のすず又はすず合金めっき表面の溶融接合性を向上させるめっき後処理剤組成物。
- 更に、(c)アミンカルボン酸又はヒドロキシカルボン酸及びそれらの塩の一種又は二種以上を含有する請求項1〜7のいずれかに記載のすず又はすず合金めっき表面の溶融接合性を向上させるめっき後処理剤組成物。
- 前記(c)のアミンカルボン酸がニトリロトリ酢酸である請求項8に記載のすず又はすず合金めっき表面の溶融接合性を向上させるめっき後処理剤組成物。
- 前記(c)のヒドロキシカルボン酸がグルコン酸である請求項8に記載のすず又はすず合金めっき表面の溶融接合性を向上させるめっき後処理剤組成物。
- 更に、アルコール類、グリコール類、ケトン類、アルコールエーテル類又は界面活性剤の少なくとも一種を含有する請求項1〜10のいずれかに記載のすず又はすず合金めっき表面の溶融接合性を向上させるめっき後処理剤組成物。
- 前記すず合金が、銅、亜鉛、銀、インジウム、アンチモン、金、ビスマス、鉛から選ばれる金属の少なくとも一種とすずとの合金である請求項1〜11のいずれかに記載のすず合金めっき表面の溶融接合性を向上させるめっき後処理剤組成物。
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