JP2016113695A - 銅合金材のスズめっき方法 - Google Patents
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Abstract
Description
スズめっきを施した鋼板は、食品缶などに広く使用されている。
観不良をもたらす。
よると、酸化防止剤をスズめっき表面に塗布することによって、酸化物である黒い粉の生成を抑制または制御し、光沢度低下、半田付け性低下及びウィスカー防止に効果がある。また、めっきされる対象に酸化防止剤が長時間適用されたとしても、これによる汚染が起こらないだけでなく、2次汚染を防止することができ、スズめっき設備の非稼動が発生しない。
どの不良が発生する。電解脱脂の方法は、一般的な電解脱脂方法であればよいが、例えば、陰極電解脱脂、陽極電解脱脂、PR電解脱脂などを含むことができる。本発明では、好ましくは、陽極電解脱脂を、加熱(heating、ヒーティング)システムを適用して50℃の条件で実施することができる。
る銅下地めっき薬品をきれいに除去し、スズめっき薬品に対する互換性を極大化するステップである。以前のステップで収得された銅合金材は、予備浸漬液に予備浸漬される。前記予備浸漬液は、スズめっき液として使用される酸化防止剤薬品のうち、スズめっき液の汚染に影響を及ぼさない限り、当業者が選択して使用することができる。例えば、以前のステップで収得された銅合金材を、有機酸、例えば、メタンスルホン酸(MSA)10体積%に約1秒〜5秒間浸漬することが好ましい。しかし、予備浸漬が確実に行われず、銅イオンが原素材の表面に残存した状態で原素材がスズめっき薬品に流入すると、前記スズめっき薬品の酸化がさらに速く進められ、スズめっきの品質及びスズめっきの薬品寿命に影響を及ぼし得るので注意が必要である。
面の再酸化、及びスプレーまたは沈積工程自体の限界により、スズめっき表面がリフローステップに導入する前まで空気中に露出することによって発生するスズめっきの酸化物再生性などの問題を発生させる一方、薬品老化による交替必要性によって設備稼動中断(設備非稼動発生)などの問題を発生させた。しかし、本発明のミスト方式は、素材の表面に酸化防止剤を噴射して適用した状態で直ぐリフロー工程に通過されるので、工程過程における空気中の露出が最小化され、使用された酸化防止剤が薬品保管タンクに流入せず、これによって薬品内への酸化物の流入を防止し、酸化防止剤自体の老化も防止することができる。
量が少ないので黒い粉の発生抑制効果が不十分であり、前記ミスト噴射圧力が2kg/cm2より大きい場合は、薬品供給量が過度に多いので、リフロー工程の通過時に光沢不良
が発生するという点で不利である。
属素材の表面から水気を除去するステップである。
めっきされる母材である銅合金材は、上工程の大幅(600幅以上)において、幅は310Wに、長さは2,800m以上に切断して準備した。前記銅合金材を陽極電解脱脂方式で電解脱脂し、硫酸10%に10秒間浸漬した後、酸浸漬及び活性化処理によって酸洗した。続いて、硫酸銅の銅含量40g/L及び硫酸110g/Lの銅下地めっき混合液に銅合金材を4分間浸漬して銅下地めっきし、前記の銅下地めっきされた銅合金材をメタンスルホン酸(MSA)6体積%に3秒間予備浸漬した。
記のスズめっきされた銅合金材をフラックス処理した。
フラックスステップで使用される酸化防止剤として10体積%のメタンスルホン酸(MSA)を使用し、前記酸化防止剤の噴射方式としてスプレー噴射方式を使用した点を除いては、実施例1と同一の方式でスズめっきされた銅合金材の試料を収得し、これを試料2とした。
酸化防止剤(10体積%のポリグリコールエーテル)の噴射方式としてスプレー噴射方式を使用した点を除いては、実施例1と同一の方式でスズめっきされた銅合金材の試料を収得し、これを試料3とした。
フラックスステップで酸化防止剤(10体積%のポリグリコールエーテル)適用方式として沈積方式を使用した点を除いては、実施例1と同一の方式でスズめっきされた銅合金材の試料を収得し、これを試料4とした。
銅合金材は、実施例1で準備した銅合金材と同一に準備した。フラックスステップにおいて、ミスト噴射方式の代わりにスプレー噴射方式を使用し、酸化防止剤であるポリグリコールエーテルを0.1体積%〜5体積%の濃度勾配で噴射した点を除いては、実施例1でスズめっきした方式と同一の方式でスズめっきを完了した。収得された試料を試料5とした。
フラックスステップにおいて、ミスト噴射時、酸化防止剤であるポリグリコールエーテルの含量を8体積%とし、空気と二流体噴射を通じてスズめっきされた銅合金材上に酸化防止剤を直接塗布した点を除いては、前記実施例1と同一の方式で準備した。収得された試料を試料6とした。
フラックスステップにおいて、ミスト噴射時、酸化防止剤(ポリグリコールエーテル)を12体積%とし、空気と二流体噴射を通じてスズめっきされた銅合金材上に酸化防止剤を直接塗布した点を除いては、前記実施例1と同一の方式で準備した。収得された試料を試料7とした。
上述した実施例1及び比較例1〜6によって収得されたスズめっきされた銅合金材の試料1〜7の光沢及びスポットの発生有無を確認した。各スズめっき表面層上に発生する光沢度及びスポット程度を比較し、その結果を下記の表1及び図2に開示した。
銅合金材としてPMC26を使用した点を除いては、実施例1と同一の方式でスズめっきされた銅合金材の試料を収得した。収得された試料を試料8とした。
銅合金材としてPMC26を使用し、酸化防止剤としてMSA10体積%を8秒間20℃の温度条件でスプレー方式でフラックス処理した。収得された試料を試料9とした。
前記実施例2及び比較例7によって製造された各試料に対してそれぞれ光沢度、半田付け性、スマット発生量、塩水噴霧、耐熱剥離、めっき組織観察などを順次実施した。
180℃で1時間焼鈍し、90度に曲げた後、テーパー剥離テストで評価した。めっき組織観察は、5000倍SEMイメージで評価した。
めっきされる銅合金材としてPMC26(厚さ:0.2T)を準備し、前記実施例1と同一の方式でスズめっきした。収得された試料を試料10とした。
めっきされる銅合金材としてBA―H(厚さ:0.64T)を準備した。比較例1と同一の方式でスズめっきされた銅合金材試料を準備し、これを試料11とした。
JX日鉱日石金属(株)で生産するスズめっきされた銅合金材を入手し、これを試料12とした。使用された銅合金材はB1(厚さ:0.64T)であった。
本試験例では、本発明に係るスズめっき方法で製造された実施例3の試料10と、既存のスズめっき方法によって製造されたスズめっきされた比較例8の試料10、そして、市販中のスズめっきされた銅合金材の参考例1の試料11のスズめっき層の表面における黒い粉の発生程度を比較した。黒い粉発生試験は、JX日鉱日石金属(株)(日本、東京所在)の表面性測定機を使用して13mm/s(ギアボックス:40DS/min)の条件で、スズめっきされた表面を20回繰り返して摩擦する方式で行われた。
Claims (11)
- 銅合金材のスズめっき方法であって、
スズめっきされる銅合金材を電解脱脂する電解脱脂ステップ、
電解脱脂された銅合金材を酸洗する酸洗ステップ、
酸洗された銅合金材を銅下地めっき液に浸漬して銅下地めっきするステップ、
銅下地めっきされた銅合金材を予備浸漬液に予備浸漬する予備浸漬ステップ、
予備浸漬された銅合金材をスズめっきするステップ、
スズめっきされた銅合金材を5℃〜30℃で5秒〜10秒間酸化防止剤でフラックス処理するフラックスステップ、
収得された銅合金材を500℃〜600℃で1分〜3分間リフロー処理するリフローステップ、及び
収得された銅合金材を100℃〜300℃で1分〜5分間乾燥する乾燥ステップ
を含み、前記フラックスステップにおいて、酸化防止剤はミスト噴射方式で噴射される銅合金材のスズめっき方法。 - 前記乾燥ステップ後、乾燥した銅合金材を自動的に検査するステップをさらに含む、請求項1に記載の銅合金材のスズめっき方法。
- 前記銅合金材は、純銅、黄銅、燐青銅、LF材、P―194、PMC26、またはPMC102から選ばれる、請求項1または2に記載の銅合金材のスズめっき方法。
- 前記電解脱脂は、陽極電解脱脂方式で行われる、請求項1〜3のいずれか1項に記載の銅合金材のスズめっき方法。
- 前記酸洗ステップは、酸浸漬及び活性化処理方式で行われる、請求項1〜4のいずれか1項に記載の銅合金材のスズめっき方法。
- 前記銅下地めっき液は、硫酸銅及び硫酸が1:1〜1:2の比率である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の銅合金材のスズめっき方法。
- 前記フラックスステップにおいて、酸化防止剤は、リン酸、三リン酸ソーダー、亜硫酸、メタンスルホン酸、またはポリグリコールエーテルから選ばれる、請求項1〜6のいずれか1項に記載の銅合金材のスズめっき方法。
- 前記酸化防止剤はポリグリコールエーテルである、請求項7に記載の銅合金材のスズめっき方法。
- 前記酸化防止剤の濃度は、8g/L〜12g/Lの範囲である、請求項7または8に記載の銅合金材のスズめっき方法。
- 前記ミスト噴射では、酸化防止剤及び空気が二流体ノズルを介して1kg/cm2〜2
kg/cm2の圧力で噴射される、請求項1〜9のいずれか1項に記載の銅合金材のスズ
めっき方法。 - 前記ミスト噴射は、フラックスが起こるセル内に酸化防止剤雰囲気を形成して行われる、請求項1〜10のいずれか1項に記載の銅合金材のスズめっき方法。
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