JP2518118B2 - 無電解錫又は錫・鉛合金めっき液及び無電解錫又は錫・鉛合金めっき方法 - Google Patents

無電解錫又は錫・鉛合金めっき液及び無電解錫又は錫・鉛合金めっき方法

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雅之 木曽
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徹 上玉利
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、エッチングレジストや
半田付け性等の向上を目的として電子部品の銅回路など
に錫又は錫・鉛合金層を形成するために好適に用いられ
る酸性タイプの無電解錫又は無電解錫・鉛合金めっき液
及び該めっき液を用いためっき方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、プリント配線板等の電子部品
の回路を形成する銅又は銅合金部分に半田付け性向上な
どの点から無電解錫又は錫・鉛合金めっきを施すことが
行われているが、電子装置の小型化に伴って部品や回路
等も微小化又は複雑化し、電気めっき法ではめっきでき
ない部分も生じている。そこで、これら部分にもめっき
可能な無電解錫又は錫・鉛合金めっき法が検討されてい
る。例えば、特開平1−184279号公報には、有機
スルホン酸、有機スルホン酸の錫及び鉛塩、次亜リン酸
ナトリウム(還元剤)及びチオ尿素(錯化剤)を主成分
とする無電解錫・鉛合金めっき浴を用いる方法が提案さ
れている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】その一方で、最近にお
いては、集積回路パッケージ等の電子部品の実装技術が
DIPタイプパッケージの挿入実装方式(VMT)から
フラットパッケージの表面実装方式(SMT)へと移行
しつつあり、このためプリント配線板としては集積回路
パッケージ等の被実装品との接触面が滑らかなもの、即
ち均一性の高い錫又は錫鉛合金めっき皮膜が形成された
ものが望まれるようになってきている。
【0004】しかしながら、従来の無電解錫又は錫・鉛
合金めっき液によるめっき皮膜は析出粒子が粗く、皮膜
の均一性に劣るもので、このためリフロー性に劣り、半
田供給性が悪く、ファインピッチSMT対応プリント配
線板へのめっきが困難なものであった。
【0005】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、浴安定性に優れ、析出粒子が細かく、均一性なめっ
き皮膜が得られ、SMT対応のファインピッチプリント
配線板へのめっきにも良好に対応し得る酸性タイプの無
電解錫又は錫・鉛合金めっき液及び無電解錫又は錫・鉛
合金めっき方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明者は、上
記目的を達成するため、析出粒子の細かい均一なめっき
皮膜を与えることができる無電解錫又は錫・鉛合金めっ
き液の組成について、鋭意検討を重ねた結果、可溶性の
第一錫塩又は第一錫塩と鉛塩との混合物からなる金属塩
成分と、酸と、チオ尿素又はチオ尿素誘導体と、還元剤
とを含む無電解錫又は錫・鉛合金めっき液中にアンモニ
アイオン及び/又は4級アンモニウムイオンを含有させ
ることにより、析出粒子が細かく均一で、リフロー性の
良好なめっき皮膜が得られ、ファインピッチSMT対応
プリント配線板へのめっきにも十分に対応し得ることを
見出し、本発明を完成したものである。
【0007】従って、本発明は、可溶性の第一錫塩又は
第一錫塩と鉛塩との混合物からなる金属塩成分と、酸
と、チオ尿素又はチオ尿素誘導体と、還元剤とを含む無
電解錫又は錫・鉛合金めっき液において、アンモニアイ
オン及び/又は4級アンモニウムイオンを含有すること
を特徴とする無電解錫又は錫・鉛合金めっき液、及び該
無電解めっき液に被めっき物を浸漬して、該被めっき物
上に錫又は錫・鉛合金めっき膜を形成することを特徴と
する無電解錫又は錫・鉛合金めっき方法を提供する。
【0008】以下、本発明について更に詳しく説明する
と、本発明の無電解錫・鉛合金めっき液は、上述したよ
うに、可溶性の第一錫塩又は第一錫塩と鉛塩を含むが、
この場合めっき液中に第一錫イオン(2価の錫イオン)
を供給する錫源としては、特に制限はなく種々選択し
得、例えばメタンスルホン酸第一錫等の有機スルホン酸
錫、ホウフッ化第一錫、酢酸錫、塩化錫、有機カルボン
酸錫、酸化錫などを挙げることができる。なお、めっき
液中の第一錫イオン量は1〜50g/L、特に5〜25
g/Lとすることが好ましい。
【0009】また、錫・鉛合金めっき液とする場合の鉛
イオン源としては、塩化鉛、酢酸鉛、有機スルホン酸
鉛、ホウフッ化鉛、酸化鉛等の上記錫塩と同様の塩を用
いることができる。めっき液中の鉛イオンの量は合金比
率等に応じて適宜選定されるが、通常は0.1〜50g
/L、特に0.5〜10g/L程度とすることができ
る。
【0010】これら金属塩を溶解する酸成分としては、
有機スルホン酸、過塩素酸、ホウフッ酸、リン酸、ピロ
リン酸,ポリリン酸等の縮合リン酸、塩酸、次亜リン
酸、有機カルボン酸などが挙げられ、これらの1種又は
2種以上を使用することができる。これらのうち有機ス
ルホン酸としては、アルカンスルホン酸、ヒドロキシア
ルカンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、ナフタレンス
ルホン酸やこれらの水素原子の一部が水酸基、ハロゲン
原子、アルキル基、カルボキシル基、ニトロ基、メルカ
プト基、アミノ基、スルホン酸基などで置換されたもの
が使用され、より具体的には、本発明に好適に使用し得
る有機スルホン酸として、メタンスルホン酸、エタンス
ルホン酸、プロパンスルホン酸、2−プロパンスルホン
酸、ブタンスルホン酸、2−ブタンスルホン酸、ペンタ
ンスルホン酸、クロルプロパンスルホン酸、2−ヒドロ
キシエタン−1−スルホン酸、2−ヒドロキシプロパン
−1−スルホン酸、2−ヒドロキシブタン−1−スルホ
ン酸、2−ヒドロキシペンタンスルホン酸、アリルスル
ホン酸、2−スルホ酢酸、2−又は3−スルホプロピオ
ン酸、スルホコハク酸、スルホマレイン酸、スルホフマ
ル酸、ベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン酸、キシ
レンスルホン酸、ニトロベンゼンスルホン酸、スルホ安
息香酸、スルホサリチル酸、ベンズアルデヒドスルホン
酸、p−フェノールスルホン酸などを挙げることができ
る。なお、これら酸の使用量は、特に制限されないが、
10〜200g/L、特に50〜150g/Lとするこ
とが好ましく、また酸と金属イオンとの割合は1:1〜
1:20、特に1:3〜1:10とすることが好まし
い。
【0011】本発明のめっき液には、チオ尿素又はチオ
ホルムアミド、チオアセトアミド等のチオ尿素誘導体
(チオアミド類)が配合され、このチオ尿素類の存在に
より錫又は錫・鉛合金の析出が可能になる。このチオ尿
素の配合量は特に制限されるものではないが、通常めっ
き液1リットル当り10〜200g、特に50〜150
g程度とすることが好ましい。更に、このチオ尿素と共
に酒石酸、リンゴ酸、クエン酸、EDTAなどを錯化剤
として併用することもできる。
【0012】また、本発明めっき液には還元剤が配合さ
れるが、この還元剤としては、次亜リン酸や次亜リン酸
ナトリウム,次亜リン酸カリウム等の次亜リン酸塩など
が好適に使用される。この還元剤の配合量は、通常量と
することができ、具体的には10〜200g/L、特に
50〜150g/L程度とすることが好ましい。
【0013】更に、本発明のめっき液にはポリオキシノ
ニルフェニルエーテル,ポリオキシラウリルフェニルエ
ーテル等のポリオキシアルキルエーテル系界面活性剤、
ポリオキシステアリルアミドエーテル等のポオキシアル
キルアミドエーテル系界面活性剤、ポリオキシオレイル
アミンエーテル等のポリオキシアルキルアミンエーテル
系界面活性剤、ポリオキシエチレン・プロピレンブロッ
クポリマーなどの非イオン性界面活性剤やアルキルアミ
ン塩、アルキルトリメチルアミン塩、アルキルジメチル
ベンジルアミン塩などの陽イオン界面活性剤を添加する
ことができ、これにより皮膜の均一性、リフロー性をよ
り良好にすることができる。
【0014】なお、上記各成分からなる錫又は錫・鉛合
金めっき液は酸性とされ、特にpH2以下であることが
好ましい。
【0015】本発明のめっき液は、上記各成分を含有し
てなる無電解錫又は錫・鉛合金めっき液中にアンモニア
イオン及び/又は4級アンモニウムイオンを含有するよ
うにしたものであり、これらアンモニアイオン及び/又
は4級アンモニウムイオンの存在により、pHが調整さ
れると共に、金属塩の溶解性向上が図られ、これにより
得られるめっき皮膜の均一性が向上するものである。
【0016】このアンモニアイオン及び/又は4級アン
モニウムイオンの含有量は、特に制限されるものではな
いが、0.1〜50g/L、特に1〜20g/L程度と
することが好ましい。含有量が0.1g/L未満である
と、均一性やリフロー性の良好なめっき皮膜が得られな
い場合がある。なお、これらアンモニアイオン及び/又
は4級アンモニウムイオンは、めっき液中の錫イオン、
鉛イオン及び水素イオン以外のカチオン成分の全部であ
っても、一部であってもよい。
【0017】これらカチオン成分は、通常これらカチオ
ンを塩基成分とする塩としてめっき液中に添加される。
この場合、塩を構成するアニオンとしては、有機スルホ
ン酸、過塩素酸、ホウフッ酸、リン酸、ピロリン酸,ポ
リリン酸等の縮合リン酸、塩酸、次亜リン酸、有機カル
ボン酸、次亜リン酸などが好適であり、特にめっき液中
の上記酸成分と同様の酸とすることが好ましい。上記カ
チオンを含んだ塩として具体的には、ホウフッ化アンモ
ニウム塩、塩化アンモニウム塩、次亜リン酸アンモニウ
ム塩、次亜リン酸テトラメチルアンモニウムなどを例示
することができる。
【0018】本発明のめっき液を用いて無電解錫又は錫
・鉛合金めっきを行う場合、本発明めっき液に銅又は銅
合金等の被めっき物を浸漬することにより行われるが、
その際の温度は50〜90℃、特に60〜80℃とする
ことが好ましい。また、必要により撹拌を行うこともで
きる。なお、本発明のめっき液及びめっき方法は、プリ
ント配線板等の電子部品のめっきに好適に使用されるも
のであるが、その他の銅、銅合金などの無電解めっきに
も好適に使用し得るものである。
【0019】
【実施例】以下、実施例,比較例を示して本発明を具体
的に説明するが、本発明は下記実施例に制限されるもの
ではない。
【0020】[実施例]下記組成(1)〜(7)のめっ
き液を調製し、室温での経時変化を調べ、液の濁りを確
認することにより浴の安定性を評価した。結果を表1に
示す。
【0021】次に、これらのめっき液に銅回路が形成さ
れたプリント配線テスト基板を70℃で6分間浸漬し
て、該基板の銅回路上に膜厚5μmの錫又は錫・鉛合金
めっき層を形成し、得られためっき皮膜の外観を目視に
より調べた。結果を表1に示す。
【0022】更に、この基板をリフロー装置に仕込み、
210℃で15秒間処理し、めっき皮膜の外観を観察す
ることによりリフロー性を評価した。結果を表1に示
す。なお、上記浴安定性及びリフロー性の評価基準は下
記の通りである。めっき液組成 めっき液(1) メタンスルホン酸 30g/L メタンスルホン酸第一錫 20g/L メタンスルホン酸鉛 13g/L チオ尿素 75g/L 次亜リン酸アンモニウム塩 80g/L クエン酸 15g/L EDTA 3g/L pH 1.5 めっき液(2) メタンスルホン酸アンモニウム塩 50g/L メタンスルホン酸第一錫 20g/L メタンスルホン酸鉛 13g/L チオ尿素 75g/L 次亜リン酸アンモニウム塩 70g/L クエン酸 15g/L EDTA 3g/L pH 1.8 めっき液(3) ホウフッ化水素酸 20g/L ホウフッ化第一錫 20g/L ホウフッ化鉛 50g/L チオ尿素 80g/L ピロリン酸アンモニウム塩 200g/L 次亜リン酸テトラメチルアンモニウム 50g/L pH 1.0 めっき液(4) 塩化アンモニウム塩 60g/L ホウフッ化第一錫 20g/L ホウフッ化鉛 50g/L チオ尿素 80g/L ピロリン酸メチルアミン塩 200g/L 次亜リン酸 50g/L pH 1.0 めっき液(5) 塩化化第一錫 20g/L 酢酸鉛 10g/L 次亜リン酸 200g/L チオ尿素 50g/L 次亜リン酸アンモニウム塩 30g/L pH 0.9 めっき液(6) ホウフッ化第一錫 50g/L ホウフッ酸 200g/L チオ尿素 50g/L 次亜リン酸テトラメチルアンモニウム 30g/L pH 0.8 めっき液(7) メタンスルホン酸 90g/L メタンスルホン酸第一錫 20g/L チオ尿素 120g/L 次亜リン酸 80g/L 次亜リン酸テトラメチルアンモニウム 40g/L pH 1.1浴安定性及びリフロー性評価基準 ◎ 非常によい ○ よい △ やや不良 × 不良
【0023】[比較例]下記組成(8)〜(10)のめ
っき液を調製し、これらのめっき液に銅回路が形成され
たプリント配線テスト基板を70℃で6分間浸漬して、
該基板の銅回路上に膜厚5μmの錫又は錫・鉛合金めっ
き層を形成し、この基板をリフロー装置に仕込み、23
5℃で15秒間処理し、めっき皮膜の外観を観察するこ
とにより実施例と同様にリフロー性を評価した。また、
浴の安定性及びめっき皮膜の外観についても実施例と同
様に評価した。結果を表1に示す。めっき液組成 めっき液(8) メタンスルホン酸 70g/L メタンスルホン酸第一錫 20g/L メタンスルホン酸鉛 13g/L チオ尿素 75g/L 次亜リン酸ナトリウム 80g/L クエン酸 15g/L EDTA 3g/L pH 2.0 めっき液(9) ホウフッ化水素酸 20g/L ホウフッ化第一錫 20g/L ホウフッ化鉛 50g/L チオ尿素 80g/L ピロリン酸 200g/L 次亜リン酸 50g/L 次亜リン酸ナトリウム 50g/L pH 0.5 めっき液(10) ホウフッ化水素酸 20g/L ホウフッ化水素酸ナトリウム 10g/L ホウフッ化第一錫 20g/L ホウフッ化鉛 50g/L チオ尿素 80g/L ピロリン酸 200g/L 次亜リン酸ナトリウム 50g/L pH 0.9
【0024】
【表1】
【0025】表1の結果から明らかなように、本発明の
無電解錫又は錫・鉛合金めっき液によれば、析出粒子の
細かい均一なめっき皮膜を形成することができ、本発明
めっき液により、めっきしたプリント配線板はリフロー
性等に優れ、ファインピッチSMTにも十分に対応し得
ることが確認された。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の無電解錫
又は錫・鉛合金めっき液及びめっき方法によれば、析出
粒子が細かく、均一で、リフロー性に優れためっき皮膜
が得られ、SMT対応のファインピッチプリント配線板
へのめっきにも良好に対応し得る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀田 輝幸 大阪府枚方市出口1丁目5番1号 上村 工業株式会社 中央研究所内 (72)発明者 上玉利 徹 大阪府枚方市出口1丁目5番1号 上村 工業株式会社 中央研究所内 (56)参考文献 特開 平1−184279(JP,A) 特公 昭57−2784(JP,B2) 特公 昭61−48586(JP,B2)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 可溶性の第一錫塩又は第一錫塩と鉛塩と
    の混合物からなる金属塩成分と、酸と、チオ尿素又はチ
    オ尿素誘導体と、還元剤とを含む無電解錫又は錫・鉛合
    金めっき液において、アンモニアイオン及び/又は4級
    アンモニウムイオンを含有することを特徴とする無電解
    錫又は錫・鉛合金めっき液。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の無電解めっき液に被めっ
    き物を浸漬して、該被めっき物上に錫又は錫・鉛合金め
    っき膜を形成することを特徴とする無電解錫又は錫・鉛
    合金めっき方法。
JP3224944A 1991-07-04 1991-08-09 無電解錫又は錫・鉛合金めっき液及び無電解錫又は錫・鉛合金めっき方法 Expired - Lifetime JP2518118B2 (ja)

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