JP2015528066A - 錫アンチモンメッキのためのシステム及び方法 - Google Patents
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Abstract
錫アンチモンメッキのためのシステム及び方法が提供される。１つのメッキ方法は錫（Ｓｎ）メッキ溶液にアンチモン（Ｓｂ）をドープすることを含む。１つの方法はまた、アンチモンドープ錫メッキを用いて部品を電気メッキすることを含む。１つの方法によって形成されるアンチモンドープ錫メッキは、約１％から約３％の間のアンチモンを含む。【選択図】図１Ａ
Description
本発明は概して金属メッキに関し、特に錫メッキに関する。
鉛フリーエレクトロニクスへの移行により、電子部品供給業者は製品ラインを錫／鉛仕上げから鉛フリー仕上げに転換している。供給業者は多くの場合、鉛フリー仕上げとして、純粋な電気メッキされた錫を使用している。しかし、純錫メッキは錫ウィスカを形成する傾向を有する。例えば、多種多様な錫メッキ部品タイプに、様々な環境条件下で錫ウィスカが形成されることが知られている。これらのウィスカは、ほぼ純粋な錫から形成されるため導電性であり、電子機器の短絡を引き起こす可能性がある。ウィスカの成長は、錫でメッキされる部品を採用する電子機器システムに対する信頼性の問題を引き起こしてきており、今後も引き起こし続けるが、この問題には、例えば、高信頼性システムの製造業者及び政府ユーザーも含まれる。しかも、錫ウィスカに起因する現場故障は、数百万ドルの損失をもたらし、顧客の不満を招くことがある。
錫ウィスカの成長を引き起こす要因は十分にはわかっていないが、メッキ時の応力が主要な要因と考えられている。電流密度、温度、基板の前処理、基板材料、及び浴部品などのメッキプロセスパラメータの影響が研究されている。さらに、メッキの厚み、下層、メッキ後のアニーリング、メッキ構造物、及びウィスカ成長に関するアロイ化剤も調査されてきた。錫ウィスカの結晶構造も研究されている。
したがって、錫ウィスカ成長の問題に関しては、電子機器システムから純粋な錫の成長を取り除くことが望ましいが、電子部品ベンダーによる錫の使用の増加、及び高信頼性システムでのＣＯＴＳ（民生品）部品の使用の増加により、このような除去を実行に移すのは難しくなっている。
別のアプローチとして、すべての錫メッキ部品を溶融錫／鉛に（部品本体まで）浸漬する方法がある。しかしながら、この方法は部品のパッケージを損傷し、パッケージ内への水分の浸入を引き起こすことがある。加えて、浸漬操作は高価である。
したがって、錫ウィスカの成長を制御する既知の方法を実行することは困難となる、及び／又は悪影響を引き起こす可能性がある。
本開示の一態様によれば、メッキ方法が提供される。本方法は、錫（Ｓｎ）メッキ溶液にアンチモン（Ｓｂ）をドープすること、及びアンチモンドープ錫メッキを用いて部品を電気メッキすることを含む。有利には、アンチモンドープ錫メッキは、約１％から約３％の間のアンチモンを含む。有利には、アンチモンドープ錫メッキは、約２％から約３％の間のアンチモンを含む。有利には、アンチモンドープ錫メッキは、約３％未満のアンチモンを含む。有利には、アンチモンドープ錫メッキは、メッキ後の錫ウィスカ形成を低減する。有利には、アンチモンドープ錫メッキは、９７．６％の錫及び２．４％のアンチモンを含む。
本開示のさらなる態様により、部品を錫メッキする方法が提供される。方法は、脱イオン水に硫酸錫を溶解すること、静置すると白濁する澄明な溶液を得るために硫酸錫溶液をろ過すること、澄明な溶液を提供するために白濁溶液にある量の硫酸を加えて攪拌すること、溶液に界面活性剤を加えて攪拌すること、溶液にホルムアルデヒド溶液を加えて攪拌すること、澄明な無色の溶液を得るために溶液にベンジルアルコールを加えて攪拌すること、及び溶液を水浴中で約７５℃まで加熱すること、によって電解液を生成することを含む。方法はまた、硫酸にある量のアンチモン粉末を溶解し、加熱及び攪拌してアンチモン溶液を調製すること、及び約７５℃に維持したまま当該電解液にある量のアンチモン溶液を添加することを含む。
有利には、アンチモン溶液は三硫化アンチモンを含む。有利には、電解液によって形成される錫アンチモンメッキは、約１％から約３％の間のアンチモンを含む。有利には、電解液によって形成される錫アンチモンメッキは、約２％から約３％の間のアンチモンを含む。有利には、電解液によって形成される錫アンチモンメッキは、約３％未満のアンチモンを含む。有利には、電解液によって形成される錫アンチモンメッキは、９７．６％の錫及び２．４％のアンチモンを含む。有利には、電解液によって形成される錫アンチモンメッキは、メッキ後に錫ウィスカを低減する。有利には、方法は、静置すると白濁する澄明な溶液を得るために脱イオン水３０ミリリットルに硫酸錫（ＩＩ）（９９．６％）１．５０グラムを溶解してろ紙でろ過すること、澄明な電解溶液を得るために白濁溶液に濃硫酸（９８％）１．３０グラムを添加して攪拌すること、電解溶液に界面活性剤０．０６０９グラムを溶解して攪拌すること、電解溶液に３７％ホルムアルデヒド溶液０．１９８グラムを溶解して攪拌すること、さらに、澄明な無色の溶液を得るために電解溶液にベンジルアルコール０．１８２グラムを溶解して激しく攪拌すること、を含む。
本開示のさらなる態様により、約１％から約３％の間のアンチモン（Ｓｂ）がドープされた錫（Ｓｎ）メッキが提供される。有利には、メッキは、錫（Ｓｎ）メッキ溶液にアンチモン（Ｓｂ）をドープすること、及びアンチモンドープ錫メッキにより部品を電気メッキすることによって形成されている。有利には、メッキは、９７．６％の錫及び２．４％のアンチモンを有する。有利には、メッキは、静置すると白濁する澄明な溶液を得るために脱イオン水３０ミリリットルに溶解されろ紙でろ過される硫酸錫（ＩＩ）（９９．６％）１．５０グラム、澄明な電解溶液を得るために白濁溶液に添加され攪拌される濃硫酸（９８％）１．３０グラム、攪拌して当該電解溶液に溶解される界面活性剤０．０６０９グラム、当該電解溶液に溶解され攪拌される３７％ホルムアルデヒド溶液０．１９８グラム、澄明な無色の溶液を得るために当該電解溶液に溶解され激しく攪拌されるベンジルアルコール０．１８２グラム、及び水浴中で約７５℃まで加熱される当該溶液を含む、電気メッキ浴から形成される。有利には、ドーピングは、メッキ後の錫ウィスカ形成を低減する。有利には、メッキは、硫酸にある量のアンチモン粉末を溶解し、加熱及び攪拌してアンチモン溶液を調製すること、及び約７５℃に維持したまま電解液にある量のアンチモン溶液を添加することによって形成される。
上述の特徴、機能及び利点は、様々な実施形態において独立に実現することが可能であり、また別の実施形態において組み合わせることも可能である。これらの実施形態について、以下の説明および添付図面を参照してさらに詳細に説明する。
ある実施形態の以下の詳細な記述は、添付図面を参照して読むことで、よりよく理解されるであろう。種々の実施形態は、図面に示されている配置及び手段には限定されないことを理解されたい。
本明細書で使用しているように、「１つの」という語から始まって単数形で記載されている要素又はステップは、複数の前記要素又はステップを除外することが明示的に記載されていない限り、複数の要素又はステップを除外しないと理解されたい。さらに、「一実施形態」への言及は、記載されている特徴も取り込む他の付加的な実施形態の存在を除外するように解釈されることを意図していない。さらに、逆に明示的に記載されていない場合には、特定の性質を有する要素又は複数の要素を「備える」又は「有する」実施形態は、その性質を有していない付加的な要素を含むことがある。
本明細書に記載及び／又は図解されている様々な実施形態は、例えば、電子機器に使用されることがあり、メッキ後の錫ウィスカの成長を低減又は防止する錫メッキのためのシステム及び方法を提供する。幾つかの実施形態は、ウィスカの成長を抑制するため、純錫メッキにアンチモンを添加することを含む。様々な実施形態は、例えば、地上、航空、海上及び宇宙の応用（例えば、航空宇宙用又は民生用電子機器）などの様々な応用で使用されることがある。例えば、一又は複数の実施形態は、医学応用（例えば、心臓ペースメーカー）、軍事応用（例えば、レーダーシステム又はミサイル）、宇宙応用（例えば、人工衛星）或いはエネルギー応用（例えば、核エネルギーシステム）で使用されることがある。しかしながら、様々な実施形態が、錫メッキされた部品（例えば、リレーなどの電気部品）を含む他の応用で使用されることがある。
様々な実施形態は、特定の温度、メッキの厚み、使用される材料の量、及びその他のパラメータなど、特定のパラメータを使用する方法及びプロセスを含むが、これらのパラメータは変化しうることに留意されたい。
様々な実施形態は、錫（Ｓｎ）とアンチモン（Ｓｂ）を含む電気メッキを生成する方法を提供する。例えば、本明細書に記載されている幾つかの実施形態は、アンチモンを錫に入れて錫アンチモンメッキでのウィスカ形成を低減又は防止するように、錫にアンチモンをドープする。一実施形態では、電気メッキは、１％から３％の間の任意の値或いは値の範囲となりうるアンチモンを含む。例えば、電気メッキは、特定の一実施形態では、９７．６％の錫と２．４％のアンチモンを含みうる。別の実施形態では、アンチモン含有量は、任意の値又は５％までの範囲の値となりうる。さらに別の実施形態では、アンチモン含有量は１％未満及び５％超で変化しうる。さらにまた別の実施形態では、アンチモン含有量は約３％未満である。したがって、以下で種々の実施例が説明されるが、これらの実施例は、様々な実施形態をさらに説明する非限定的な目的のために提示される。
様々な実施形態は、図１Ａ及び１Ｂで説明されるメッキ方法１００を提供する。メッキ方法１００は、例えば、約１％から約３％のアンチモンを錫メッキにドープするために使用されてもよい。しかしながら、方法１００は、より多い又はより少ないアンチモンを含有するメッキを生成するように修正されることがある。加えて、方法１００は、上述の種々の実施形態の構造又は態様を採用してもよい。様々な実施形態では、ある種のステップは除外又は追加されることがあり、ある種のステップは結合されることがあり、ある種のステップは同時に、又は並行して実行されることがあり、ある種のステップは複数のステップに分割されることがあり、ある種のステップは異なる順序で実行されることがあり、或いはある種のステップ又は一連のステップは繰り返す方法で再実行されることがある。
一実施形態では、方法１００は、電解液を生成する錫メッキ用の電気メッキ浴を提供する。方法１００は概して、１０２で脱イオン水に硫酸錫を溶解することを含む。例えば、一実施形態では、脱イオン水３０ミリリットルに硫酸錫（ＩＩ）（例えば、９９．６％、アルファ・エイサーから入手可）１．５０グラムが溶解される。他の実施形態では、硫酸錫の量は、１グラムから３グラムの間など、約１．５０グラム超又は未満の値或いは値の範囲を有するように、増量又は減量されることがある。さらに別の実施形態では、硫酸錫は５グラムまでの値或いは値の範囲を有する。また別の実施形態では、１グラム未満より少ない、また５グラム超より多い量或いは量の範囲の硫酸錫が使用されることがある。加えて、脱イオン水の量は約３０ミリリットルを上回ること、或いは下回ることがある。硫酸錫の溶解は、任意の好適な技術プロセスを用いて実行されてもよいことに留意されたい。
方法１００はまた、１０４で、静置すると（例えば、決められた時間、又は定義された時間の後に）白濁する澄明な溶液を得るために硫酸錫溶液をろ過することを含む。一実施形態では、溶解した及び／又は懸濁した硫酸錫を有する溶液は、静置すると白濁する澄明な溶液を得るために、ろ紙（例えば、ワットマンろ紙Ｎｏ．１）でろ過される。
方法１００はまた、澄明な溶液を提供するため、１０６で白濁溶液に硫酸を攪拌することを含む。例えば、一実施形態では、溶液に濃硫酸（例えば、９８％、ＡＣＳ試薬、インテグラ・ケミカルより入手可）が添加され、澄明な溶液を得るために攪拌される。他の実施形態では、硫酸の量は、１グラムから３グラムの間など、約１．３０グラム超又は未満の値或いは値の範囲を有するように、増量又は減量されることがある。さらに別の実施形態では、硫酸は５グラムまでの値或いは値の範囲を有する。また別の実施形態では、１グラム未満より少ない、また５グラム超より多い量或いは量の範囲の硫酸が使用されることがある。加えて、硫酸の濃度レベルは、９８％超又は９８％未満など、変動することがある。
方法１００はさらに、１０８で溶液に界面活性剤を攪拌することを含む。例えば、Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ−１００（ダウ・ケミカルから入手可）０．０６０９グラムが攪拌により上記の電解液に溶解される。しかしながら、他のタイプ及び種類の界面活性剤が使用されてもよい。例えば、他の実施形態では、異なるタイプの非イオン界面活性剤が使用されることがある。加えて、０．０１グラムから０．１グラムのＴｒｉｔｏｎ Ｘ−１００など、異なる量の界面活性剤が溶液に攪拌されることがある。他の実施形態では、量は０．０１グラム未満、又は０．１グラム超であってもよい。
方法１００は追加的に、１１０で上述のように調製された溶液にホルムアルデヒド溶液を攪拌することを含む。例えば、一実施形態では、３７％ホルムアルデヒド溶液（アルファ・エイサーから入手可）０．１９８グラムが攪拌により上記の電解液に溶解される。他の実施形態では、ホルムアルデヒド溶液の量は、０．０１グラムから０．３グラムの間など、約０．１９８グラム超又は未満の値或いは値の範囲を有するように、増量又は減量されることがある。さらに別の実施形態では、添加されるホルムアルデヒドは０．５グラムまでの値或いは値の範囲を有する。また別の実施形態では、０．０１グラム未満より少ない、また０．５グラム超より多い量或いは量の範囲の硫酸が使用されることがある。加えて、ホルムアルデヒド溶液の濃度レベルは、３７％超又は未満のホルムアルデヒド溶液にように、例えば、２５％から５０％の間で変動しうる。
方法１００はまた、１１２で溶液にベンジルアルコールを攪拌することを含む。例えば、一実施形態では、ベンジルアルコール０．１８２グラム（ＡＣＳ試薬、インテグラ・ケミカルより入手可）が上記の電解液に溶解され、澄明な無色の溶液を得るために激しく攪拌される。他の実施形態では、ベンジルアルコールの量は、０．０１グラムから０．３グラムの間など、約０．１８２グラム超又は未満の値或いは値の範囲を有するように、増量又は減量されることがある。さらに別の実施形態では、添加されるベンジルアルコールは０．５グラムまでの値或いは値の範囲を有する。また別の実施形態では、０．０１グラム未満より少ない、また０．５グラム超より多い量或いは量の範囲のベンジルアルコールが使用されることがある。
方法１００はさらに、１１４で溶液を加熱することを含む。例えば、一実施形態では、上述のように生成される電解溶液は、７５℃の温度を有する水浴中で加熱される。しかしながら、他の実施形態では、温度は約７５℃である。さらに別の実施形態では、温度は７０℃から８０℃の間の値或いは値の範囲を有する。さらに別の実施形態では、温度は７０℃未満又は８０℃超の値或いは値の範囲を有する。
方法は、アンチモン溶液を調製するため、１１６でアンチモン粉末を硫酸に溶解して加熱及び攪拌することを含む。例えば、一実施形態では、三硫化アンチモンＳｂ２（ＳＯ４）３溶液は、濃硫酸（９８％、ＡＣＳ試薬、インテグラ・ケミカルより入手可）８．１グラムにアンチモン粉末（例えば、３２５メッシュ、９９．５％、アルファ・エイサーから入手可）０．０４３１グラムを溶解し、異なる温度で加熱することを含みうる技術での加熱及び攪拌方法などで、加熱及び攪拌することによって調製される。他の実施形態では、アンチモン粉末の量は、０．０１グラムから０．１グラムの間など、０．０４３１グラム超又は未満の値或いは値の範囲を有するように、増量又は減量されることがあり、さらに、硫酸の量は、５グラムから１０グラムの間など、約８．１グラム超又は未満の値或いは値の範囲を有するように、増量又は減量されることがある。さらに別の実施形態では、アンチモン粉末の量は、０．０１グラムから０．３グラムの間の値或いは値の範囲を有するように、増量又は減量されることがあり、さらに、硫酸の量は、１グラムから２０グラムの間の値或いは値の範囲を有するように、増量又は減量されることがある。また別の実施形態では、０．０１グラム未満より少ない、また０．３グラム超より多い範囲のアンチモン粉末、並びに１グラム未満より少ない、また２０グラム超より多い範囲の硫酸が使用されることがある。加えて、硫酸の濃度レベルは、９８％超又は９８％未満など、変動することがある。
方法は、１１８で電解液にアンチモン溶液を添加することを含む。例えば、一実施形態では、温度７５℃で保持している間に、上述のように調製される加熱硫酸錫（ＩＩ）電解液に、加熱したＳｂ２（ＳＯ４）３溶液１．４０グラムが滴加され攪拌される。他の実施形態では、Ｓｂ２（ＳＯ４）３溶液の量は、１グラムから３グラムの間など、約１．４０グラム超又は未満の値或いは値の範囲を有するように、増量又は減量されることがある。さらに別の実施形態では、添加されるＳｂ２（ＳＯ４）３溶液は５グラムまでの値或いは値の範囲を有する。また別の実施形態では、１グラム未満より少ない、また５グラム超より多い量或いは量の範囲のＳｂ２（ＳＯ４）３溶液が使用されることがある。また、種々の実施形態では、温度は約７５℃である。他の実施形態では、温度は７５℃未満又は７５℃超の値或いは値の範囲である。
上記の様々な実施例で説明したように調製されるアンチモンが添加される電解液を用いて、一又は複数の実施形態で、約１％から約３％のアンチモンがドープされた錫が錫アンチモンメッキのために提供されうる。しかしながら、幾つかの実施形態では約２％から約３％の間、あるいは他の実施形態では３％未満など、錫へのアンチモンドープが他のパーセンテージで提供されることがある。
例えば、幾つかの実施形態では、５０ミリリットルガラスビーカー内で７１℃の上記電解液３０ミリリットルを使用して、攪拌しながら直ちにメッキを実行（例えば、即座に実行）した。しかしながら、他の実施形態では、電解液量の値或いは値の範囲は約１０ミリリットルから５０ミリリットルの間であってもよい。さらに別の実施形態では、電解液量の値或いは値の範囲は約１０ミリリットル未満又は５０ミリリットル超であってもよい。また、温度は、幾つかの実施形態では、６５℃から７５℃の間の値或いは値の範囲であってもよい。さらに別の実施形態では、温度は６５℃未満又は７５℃超の値であってもよい。
したがって、本明細書に記載されているメッキパラメータは単なる実施例であり、本明細書に記載されているようにアンチモンドープ錫メッキを生成するために異なるパラメータが使用されうることを理解されたい。
様々な実施形態の一実施例として、陽極がＳｎＳｂシート（１７．９％アンチモン）から製造されうる。しかしながら、シート中のアンチモンのパーセンテージは、１５％から２５％の間のように、異なる値或いは値の範囲を取りうる。他の実施形態では、アンチモン含有量の値或いは値の範囲は、１５％未満或いは２５％超であってもよい。具体的に、一実施例では、電気メッキされた試験片（陰極）は、面積が１ｃｍ×２．５４ｃｍで、厚みが０．０４１ｃｍであった。陰極は１１０で、片面が研磨された銅シートから切り出された。メッキの直前に、各銅試験片は洗剤で洗浄され、酸化物層を取り除くため１０％の硫酸に１５秒間浸漬された。次に、１ｃｍ×１ｃｍの領域のみがメッキされるように各試験片をマスクするため、メッキ用テープを使用した。
ドープした錫サンプルも電気メッキに使用した陽極は、面積が２ｃｍ２であった（１個の銅陰極の２倍の面積）。この実施例では、試料は、自動レンジ調節マルチメータ（アンペア数モニタ用）Ｋｅｉｔｈｌｙ １７５に直列接続されたＤＣ電源ＨＰ６０３３Ａを用いて電気メッキされた。電気メッキ中に使用したアンペア数は、一定の電流密度を維持するよう手動で調整された。ポテンショスタットなど、電気メッキ用の他のシステムが使用しうることに留意されたい。
電気メッキ浴は、例えば、方法１００に記載されているように、以下のパラメータを使用して調製又は作成されてもよい。
硫酸錫（ＩＩ）（９９．６％）１．５０グラムを脱イオン水３０ミリリットルに溶解する。静置すると白濁する澄明な溶液を得るためにワットマンろ紙Ｎｏ．１でろ過する。
澄明な溶液を得るために濃硫酸（９８％）１．３０グラムを上記の溶液に添加して攪拌する。
Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ−１００（ダウ・ケミカル）０．０６０９グラムを上記の電解液に溶解して攪拌する。
３７％ホルムアルデヒド溶液０．１９８グラムを上記の電解液に溶解して攪拌する。
澄明な無色の溶液を得るためにベンジルアルコール０．１８２グラムを上記の電解液に溶解して激しく攪拌する。
上記電解液を水浴中で７５℃まで加熱する。
濃硫酸（９８％）８．１グラムにアンチモン粉末（３２５メッシュ、９９．５％）０．０４３１グラムを溶解し、加熱及び攪拌してＳｂ２（ＳＯ４）３溶液を調製する。温度７５℃で保持している間に、上記で調製した加熱硫酸錫（ＩＩ）電解液に、この加熱したＳｂ２（ＳＯ４）３溶液１．４０グラムを滴加して攪拌する。
この実施例では、５０ミリリットルガラスビーカー内で７１℃の上記電解液３０ミリリットルを使用して、攪拌しながら直ちにメッキを実行した。陽極はＳｎＳｂシート（１７．９％アンチモン）で構成した。一度に２つの試験片をメッキした（総表面積＝２ｃｍ２）。０．１７５Ｖ、２２ミリアンペアで６分間のメッキを行い、灰色の光沢のないメッキを得た。各試料の組をメッキする前に、ＳｎＳｂ陽極は５００グリットの炭化ケイ素（ＳｉＣ）ペーパーを用いて清浄にした。
ドーパントのパーセンテージとメッキプロセスの均一性を判断するため、メッキされる第１及び第７の試料をＩＣＰスペクトロスコピーで解析した。この実施例でのＩＣＰの結果を図２の表２００に示す。
典型的に、小さなビーカーに４ｍｌの塩酸を添加した１：１硝酸溶液８ｍｌを用いて、試験片からメッキを完全に溶解した。次にこの溶液を容量１００ｍｌのフラスコに移し、脱イオン水で規定の容量まで希釈し、ＩＣＰスペクトロメータを用いて注目している元素を解析した。メッキの表面粗度はケーエルエー・テンコールのＡｌｐｈａ−Ｓｔｅｐ ２００プロファイラメータを用いて測定した。平均表面粗度（Ｒａ）及び谷からピークまでの最大粗度（ＴＩＲ）を測定した（表２００の列２０２及び２０４に示す）。
集束イオンビーム（ＦＩＢ）薄切片を用いてメッキ厚及び粒子形態を決定し、また、電子後方散乱回折（ＥＢＳＤ）を用いて平均粒子サイズを決定した（表２００の列２０６、２０８、及び２１０に示す）。メッキ直後に、ウィスカの形成と成長を加速するため、試料を５０℃／相対湿度５０％のチャンバに移した。純錫でメッキした試料も、対照として使用するため試験チャンバに移した。
チャンバ内で約６カ月間経過した後、走査型電子顕微鏡を用いて試料を検査した。図３及び４の画像３００及び４００に示すように、純錫メッキには多数のノジュール３０２及び成長中の短いウィスカ３０４があった。対照的に、アンチモン２．４％をドープした錫メッキには（図５の画像５００に示すように）ウィスカ及びノジュールがなかった。
したがって、錫メッキにある量のアンチモン（例えば、１％から３％の間などの少量のアンチモン）を添加する一又は複数の実施形態を用いることは、ウィスカ形成を低減又は除去する予想外の結果をもたらした。
そのため、様々な実施形態を用いて、図６の画像６００に示した錫ウィスカ６０２などの、錫ウィスカ形成を低減又は除去する錫アンチモンメッキが提供されうる。
様々な実施形態は、種々のメッキ方法を用いて錫アンチモンメッキを提供しうる。例えば、メッキは、電解液を生成して電解液にアンチモン溶液を添加することなど、本明細書でより詳細に記載されているように形成された電気メッキ浴７００を用いて実行されうる。そのため、電気メッキ浴７００は、本明細書に記載されているように生成される溶液７０２を、（制御装置７１０に接続されうる）電源７０８に接続された溶液７０２に浸漬される陰極７０４及び陽極７０６と共に収容することができ、メッキは本明細書に記載されているように陰極上で実行される。したがって、部品は、例えば、一又は複数のリードなどの、電子部品がメッキされることがある。
そのため、少なくとも１つの実施形態は、メッキ後のウィスカ形成に強い錫メッキされた電子部品に対して使用されうるように、錫メッキに対して安価なウィスカ抑制法を提供する。
様々な実施形態がハードウェア、ソフトウェア又はこれらの組み合わせに実装されうることに留意されたい。様々な実施形態及び／又は部品は、例えば、そのモジュール、又は部品及び制御装置はまた、一又は複数の部品又はプロセッサの一部として実装されうる。コンピュータ又はプロセッサは、計算装置、入力装置、表示ユニット及び、例えば、インターネットへアクセスするためのインターフェースを含みうる。コンピュータ又はプロセッサは、マイクロプロセッサを含みうる。マイクロプロセッサは、通信バスに接続されてもよい。コンピュータ又はプロセッサは、メモリを含みうる。メモリは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及びリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）を含みうる。コンピュータ又はプロセッサはさらに記憶装置を含むことがあり、記憶装置は、半導体ドライブ、光ディスクドライブなどのハードディスクドライブ又は着脱式記憶ドライブであってもよい。記憶装置はまた、コンピュータプログラム又は他の命令をコンピュータ又はプロセッサに読み込むための他の同様な手段であってもよい。
本明細書で使用されているように、「コンピュータ」又は「モジュール」という用語は、マイクロコントローラ、縮小命令セットコンピュータ（ＲＩＳＣ）、ＡＳＩＣ、論理回路、及び本明細書に記載されている機能を実行することができる他の任意の回路又はプロセッサを使用するシステムを含む、任意のプロセッサベースの又はマイクロプロセッサベースのシステムを含みうる。上述の例は例示的なものにすぎず、したがって、「コンピュータ」という用語の定義及び／又は意味を何らかの方法で限定することを意図していない。
コンピュータ又はプロセッサは、入力データを処理するため、一又は複数の記憶素子に保存される一連の命令を実行する。記憶素子はまた、要望又は必要に応じて、データ又は他の情報を保存することができる。記憶素子は情報ソースの形態にあってもよく、あるいは処理マシン内の物理的なメモリ素子であってもよい。
一連の命令は、コンピュータ又はプロセッサに指示を与えて、処理マシンとして様々な実施形態の方法及びプロセスなどの特定の操作を実行させる様々なコマンドを含みうる。一連の命令はソフトウェアプログラムの形態にあってもよい。ソフトウェアは、システムソフトウェア又はアプリケーションソフトウェアなどの様々な形態にあってもよく、有形かつ非一過性のコンピュータ可読媒体として具現化されうる。さらに、ソフトウェアは、分離されたプログラム又はモジュールの集合、より大きなプログラム内のプログラムモジュール、或いはプログラムモジュールの一部の形態にあってもよい。ソフトウェアはまた、オブジェクト指向プログラミングの形態のモジュラープログラミングを含みうる。処理マシンによる入力データの処理はオペレータコマンドに応答してもよく、或いは前の処理の結果に応答してもよく、或いは別の処理マシンによって行われる要求に応答してもよい。
本明細書で使用されているように、「ソフトウェア」及び「ファームウェア」という用語は置き換え可能であり、ＲＡＭメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、及び不揮発性ＲＡＭ（ＮＶＲＡＭ）を含む、コンピュータによる実行のためのメモリに保存される任意のコンピュータプログラムを含む。上記のメモリのタイプは例示的なものにすぎず、コンピュータプログラムの記憶に使用可能なメモリのタイプを限定するものではない。
上記の説明は例示的であって、限定的でないように意図されていることを理解されたい。例えば、上述の実施形態（及び／又はその態様）は、相互に組み合わせて使用されてもよい。加えて、本開示の範囲から逸脱することなく、多数の修正を加えて特定の状況又は材料を様々な実施形態の教示に適応させることが可能である。寸法、材料のタイプ、様々な部品の配向、及び本明細書に記載されている様々な部品の数及び位置は、ある実施形態のパラメータを定義するように意図されており、決して限定的なものではなく、単なる例示的な実施形態である。請求項に記載の理念及び範囲内での他の多くの実施形態及び修正は、上記の説明を検討することにより当業者には明らかであろう。したがって、様々な実施形態の範囲は、添付の特許請求の範囲に加えて、このような特許請求の範囲が権利を与えられる均等物のあらゆる範囲を参照して決定されるべきである。添付の特許請求の範囲では、平易な英語として使われる「〜を含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」及び「〜で（ｉｎ ｗｈｉｃｈ）」の表現は、それぞれ「〜を備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」及び「〜において（ｗｈｅｒｅｉｎ）」と同等である。さらに、以下の特許請求の範囲では、「第１の」「第２の」及び「第３の」などの表現は、単なる標識として使用されるものであり、それらの対象物の数値的要件を課すことを意図していない。
Claims (14)
- メッキ方法（１００）であって、
錫（Ｓｎ）メッキ溶液にアンチモン（Ｓｂ）をドープすること；
前記アンチモンドープ錫メッキを用いて部品を電気メッキすること
を含む方法。 - 前記アンチモンドープ錫メッキは、約１％から約３％の間のアンチモンを含む、請求項１に記載のメッキ方法（１００）。
- 前記アンチモンドープ錫メッキは、約２％から約３％の間のアンチモンを含む、請求項１に記載のメッキ方法（１００）。
- 前記アンチモンドープ錫メッキは、約３％未満のアンチモンを含む、請求項１に記載のメッキ方法（１００）。
- 前記アンチモンドープ錫メッキは、９７．６％の錫及び２．４％のアンチモンを含む、請求項１に記載のメッキ方法（１００）。
- ドーピングは、
脱イオン水に硫酸錫を溶解すること；
静置すると白濁する澄明な溶液を得るために、前記硫酸錫溶液をろ過すること；
澄明な溶液を提供するために、前記白濁溶液にある量の硫酸を加えて攪拌すること；
前記溶液に界面活性剤を加えて攪拌すること；
前記溶液にホルムアルデヒド溶液を加えて攪拌すること；
澄明な無色の溶液を得るために、前記溶液にベンジルアルコールを加えて攪拌すること；及び
前記溶液を水浴中で約７５℃まで加熱すること；
によって電解液を生成することと、
硫酸にある量のアンチモン粉末を溶解し、加熱及び攪拌してアンチモン溶液を調製することと；
約７５℃に維持されている前記電解液にある量の前記アンチモン溶液を添加することとを含む、請求項１に記載のメッキ方法（１００）。 - 前記アンチモン溶液は三硫化アンチモン含む、請求項１に記載の方法。
- 前記方法は、
静置すると白濁する澄明な溶液を得るために、脱イオン水３０ミリリットルに硫酸錫（ＩＩ）（９９．６％）１．５０グラムを溶解してろ紙でろ過すること；
澄明な電解溶液を得るために、前記白濁溶液に濃硫酸（９８％）１．３０グラムを添加して攪拌すること；
前記電解溶液に界面活性剤０．０６０９グラムを溶解して攪拌すること；
前記電解溶液に３７％ホルムアルデヒド溶液０．１９８グラムを溶解して攪拌すること；及び
澄明な無色の溶液を得るために、前記電解溶液にベンジルアルコール０．１８２グラムを溶解して激しく攪拌すること
を含む、請求項６に記載の方法。 - 約１％から約３％の間のアンチモン（Ｓｂ）がドープされる錫（Ｓｎ）メッキ。
- 前記メッキは、錫（Ｓｎ）メッキ溶液（７０２）にアンチモンをドープすること、及び部品を前記アンチモンドープ錫メッキによって電気メッキすることによって形成される、請求項９に記載のメッキ。
- ９７．６％の錫及び２．４％のアンチモンを有する請求項９に記載のメッキ。
- 静置すると白濁する澄明な溶液を得るために、脱イオン水３０ミリリットルに硫酸錫（ＩＩ）（９９．６％）１．５０グラムを溶解してろ紙でろ過すること；
澄明な電解溶液を得るために、前記白濁溶液に濃硫酸（９８％）１．３０グラムを添加して攪拌すること；
前記電解溶液に界面活性剤０．０６０９グラムを溶解して攪拌すること；
前記電解溶液に３７％ホルムアルデヒド溶液０．１９８グラムを溶解して攪拌すること；
澄明な無色の溶液を得るために、前記電解溶液にベンジルアルコール０．１８２グラムを溶解して激しく攪拌すること；及び
前記溶液を水浴中で約７５℃まで加熱すること
を含む電気メッキ浴（７００）から形成される、請求項９に記載のメッキ。 - 前記ドーピングはメッキ後の錫ウィスカ形成を低減する、請求項９に記載のメッキ。
- 前記メッキは、硫酸にある量のアンチモン粉末を溶解し、加熱及び攪拌してアンチモン溶液を調製すること、及び約７５℃に維持されている前記電解液にある量の前記アンチモン溶液を添加することによって形成される、請求項９に記載のメッキ。
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