JP3014814B2 - スズメッキホイスカーの抑制方法 - Google Patents
スズメッキホイスカーの抑制方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、銅又は銅合金の微細パ
ターン上にスズメッキを施す場合にショートの原因とな
るスズメッキホイスカーを抑制する方法に関する。
ターン上にスズメッキを施す場合にショートの原因とな
るスズメッキホイスカーを抑制する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及びその問題点】一般に、スズメッキ皮膜
は光沢のある外観を有し、耐食性及びハンダ付け性に優
れていることから、電子、電気機器等に広範に使用され
ている。これらスズメッキ皮膜にはいわゆる真正スズホ
イスカーが発生することが知られており、特に線幅及び
ギャップ幅が小さいフィルムキャリアーのインナーリー
ド部等の微細パターンでは、ホイスカーの発生がショー
トの原因となるため、従来から種々の対策が講じられて
いる。
は光沢のある外観を有し、耐食性及びハンダ付け性に優
れていることから、電子、電気機器等に広範に使用され
ている。これらスズメッキ皮膜にはいわゆる真正スズホ
イスカーが発生することが知られており、特に線幅及び
ギャップ幅が小さいフィルムキャリアーのインナーリー
ド部等の微細パターンでは、ホイスカーの発生がショー
トの原因となるため、従来から種々の対策が講じられて
いる。
【０００３】スズホイスカーの抑制手段として、例え
ば、Ｃｕ，Ｎｉ，Ｐｂ，Ｓｎ−Ｐｂ，Ｓｎ−Ｎｉ，Ｓ
ｎ−Ｃｕ等の下地メッキを施す、メッキ後にリフロー
処理を施す、メッキ後にアニール処理を施す、スズ
メッキを他の金属又は合金メッキに代える、スズメッ
キを鉛を数％以上含む半田メッキに代える、等が知られ
ている。
ば、Ｃｕ，Ｎｉ，Ｐｂ，Ｓｎ−Ｐｂ，Ｓｎ−Ｎｉ，Ｓ
ｎ−Ｃｕ等の下地メッキを施す、メッキ後にリフロー
処理を施す、メッキ後にアニール処理を施す、スズ
メッキを他の金属又は合金メッキに代える、スズメッ
キを鉛を数％以上含む半田メッキに代える、等が知られ
ている。
【０００４】しかしながら、の方法は下地メッキ処理
工程が付加されるので、その分工程が長くなり、コスト
アップとなる。の方法は最初に厚くメッキを施してお
かないと、銅−スズ拡散により、純スズのメッキ厚が減
ってしまい、最初に均一なメッキを施したとしても、リ
フロー後は、メッキ厚に偏りが生じてしまい、さらには
スズメッキ皮膜表面が酸化してしまうという問題点を有
する。の方法は短期間のホイスカー発生防止にはなる
が、２〜３ヶ月程度の長期間には完全なホイスカー発生
防止対策にはならない。及びの方法として金メッ
キ、半田メッキを行うことがあるが、金メッキは高価で
あり、またフィルムキャリアーの場合はＩＣとのボンデ
イング温度、圧力をスズメッキより高く設定しなければ
ならず、半田メッキの場合は、メッキ皮膜の組成、膜厚
をコントロールすることが難しいという問題点を有す
る。
工程が付加されるので、その分工程が長くなり、コスト
アップとなる。の方法は最初に厚くメッキを施してお
かないと、銅−スズ拡散により、純スズのメッキ厚が減
ってしまい、最初に均一なメッキを施したとしても、リ
フロー後は、メッキ厚に偏りが生じてしまい、さらには
スズメッキ皮膜表面が酸化してしまうという問題点を有
する。の方法は短期間のホイスカー発生防止にはなる
が、２〜３ヶ月程度の長期間には完全なホイスカー発生
防止対策にはならない。及びの方法として金メッ
キ、半田メッキを行うことがあるが、金メッキは高価で
あり、またフィルムキャリアーの場合はＩＣとのボンデ
イング温度、圧力をスズメッキより高く設定しなければ
ならず、半田メッキの場合は、メッキ皮膜の組成、膜厚
をコントロールすることが難しいという問題点を有す
る。
【０００５】本発明の目的は、下地メッキや合金メッキ
方法のようにスズ以外の金属をメッキ皮膜とすることな
く、安価で、しかも信頼性の高いスズメッキホイスカー
を抑制する方法を提供することにある。
方法のようにスズ以外の金属をメッキ皮膜とすることな
く、安価で、しかも信頼性の高いスズメッキホイスカー
を抑制する方法を提供することにある。
【０００６】
【問題点を解決するための手段】本発明は、銅又は銅合
金の微細パターン上にスズメッキを施すに際し、まず厚
さ０．１５μｍ以上のスズメッキを施し、次いで加熱処
理して該純スズ層をすべて銅素地とのＣｕ−Ｓｎ拡散層
とし、その上にスズメッキを施し、純スズメッキ厚を
０．１５〜０．８μｍとすることにより、前記問題点を
解決したものである。
金の微細パターン上にスズメッキを施すに際し、まず厚
さ０．１５μｍ以上のスズメッキを施し、次いで加熱処
理して該純スズ層をすべて銅素地とのＣｕ−Ｓｎ拡散層
とし、その上にスズメッキを施し、純スズメッキ厚を
０．１５〜０．８μｍとすることにより、前記問題点を
解決したものである。
【０００７】以下に本発明をその工程順に図面を参照し
て説明する。図１は本発明の工程説明図であり、この図
１において、（ａ）はポリイミド層１上に銅層２が形成
された銅素地フィルムキャリアーを示し、（ｂ）はこの
フィルムキャリアー上に、スズメッキ層３をメッキ処理
により形成した状態を示す。このスズメッキ層３は厚さ
０．１５μｍ以上とする。厚さが０．１５μｍ未満であ
ると、ホイスカー抑制効果が不十分となる。次いで、７
０℃〜２００℃で５分〜１時間の加熱処理を行い、スズ
メッキ層３を全て銅−スズ拡散層（合金層）４に変える
（ｃ）。この後、（ｄ）に示すように、このスズ拡散層
４の上に更に純スズ層５を施し、メッキ皮膜表面の純ス
ズ層５の厚さを０．１５〜０．８μｍ（メッキ厚はコク
ール膜厚計により測定）とする。メッキ厚が０．１５μ
ｍでボンディングが困難となり、０．８μｍ以上ではメ
ッキだれを生じ、短絡の原因となる。
て説明する。図１は本発明の工程説明図であり、この図
１において、（ａ）はポリイミド層１上に銅層２が形成
された銅素地フィルムキャリアーを示し、（ｂ）はこの
フィルムキャリアー上に、スズメッキ層３をメッキ処理
により形成した状態を示す。このスズメッキ層３は厚さ
０．１５μｍ以上とする。厚さが０．１５μｍ未満であ
ると、ホイスカー抑制効果が不十分となる。次いで、７
０℃〜２００℃で５分〜１時間の加熱処理を行い、スズ
メッキ層３を全て銅−スズ拡散層（合金層）４に変える
（ｃ）。この後、（ｄ）に示すように、このスズ拡散層
４の上に更に純スズ層５を施し、メッキ皮膜表面の純ス
ズ層５の厚さを０．１５〜０．８μｍ（メッキ厚はコク
ール膜厚計により測定）とする。メッキ厚が０．１５μ
ｍでボンディングが困難となり、０．８μｍ以上ではメ
ッキだれを生じ、短絡の原因となる。
【０００８】このような本発明に係るメッキと通常のメ
ッキ、すなわちスズメッキをアニール処理しただけのス
ズメッキ皮膜とが区別できるかどうかを、ｘ線回折、Ａ
ＥＳ分析等で調べたところ、Ｃｕ3ＳｎとＣｕ6Ｓｎ5の
ｘ線回折強度比の値が、本発明に係るメッキでは１：
０．３〜０．５であるのに対し、通常のメッキでは１：
１〜１．５であった。さらに、本発明に係るメッキ表面
付近は純スズ層であるのに対し、通常メッキでは銅が表
面医付近まで拡散しており（ＡＥＳ分析）、両メッキ皮
膜は明瞭に区別できることが判明した。
ッキ、すなわちスズメッキをアニール処理しただけのス
ズメッキ皮膜とが区別できるかどうかを、ｘ線回折、Ａ
ＥＳ分析等で調べたところ、Ｃｕ3ＳｎとＣｕ6Ｓｎ5の
ｘ線回折強度比の値が、本発明に係るメッキでは１：
０．３〜０．５であるのに対し、通常のメッキでは１：
１〜１．５であった。さらに、本発明に係るメッキ表面
付近は純スズ層であるのに対し、通常メッキでは銅が表
面医付近まで拡散しており（ＡＥＳ分析）、両メッキ皮
膜は明瞭に区別できることが判明した。
【０００９】本発明において、メッキ皮膜からスズホイ
スカーが発生しないのは次のような理由によるものと思
われる。すなわち、スズホイスカーの成長の駆動力の１
つは、銅−スズ拡散層（合金層）の成長（メッキ皮膜の
内部応力が増加する）であると言われている。しかる
に、本発明では、銅−スズ拡散層を積極的に形成したた
め、その上に再スズメッキ層をつけても、それ以上の銅
−スズ拡散が進まない、もしくは進み難いため、スズホ
イスカーが生長し難くなっているのだと考えられる。ま
た、再スズメッキによる下地メッキ表面の整面効果によ
り、スズホイスカーの芽が出難くなり、スズホイスカー
が発生し難くなっているのだと考えられる。
スカーが発生しないのは次のような理由によるものと思
われる。すなわち、スズホイスカーの成長の駆動力の１
つは、銅−スズ拡散層（合金層）の成長（メッキ皮膜の
内部応力が増加する）であると言われている。しかる
に、本発明では、銅−スズ拡散層を積極的に形成したた
め、その上に再スズメッキ層をつけても、それ以上の銅
−スズ拡散が進まない、もしくは進み難いため、スズホ
イスカーが生長し難くなっているのだと考えられる。ま
た、再スズメッキによる下地メッキ表面の整面効果によ
り、スズホイスカーの芽が出難くなり、スズホイスカー
が発生し難くなっているのだと考えられる。
【００１０】本発明において、スズメッキは電解メッキ
及び無電解メッキのいずれの方法で形成してもよいが、
メッキ厚のバラツキが少ないことから無電解メッキとす
ることが好ましい。また、銅−スズ拡散層の形成は、ア
ニール処理で行っても、リフロー処理で行っても良い。
及び無電解メッキのいずれの方法で形成してもよいが、
メッキ厚のバラツキが少ないことから無電解メッキとす
ることが好ましい。また、銅−スズ拡散層の形成は、ア
ニール処理で行っても、リフロー処理で行っても良い。
【００１１】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、下地メッ
キや合金メッキ方法のように、スズ以外の金属をメッキ
皮膜として導入すること無く、比較的安価な手段でスズ
ホイスカーを抑制することができ、微細パターンにおけ
る信頼性の高いスズメッキのみのメッキ皮膜が得られ
る。
キや合金メッキ方法のように、スズ以外の金属をメッキ
皮膜として導入すること無く、比較的安価な手段でスズ
ホイスカーを抑制することができ、微細パターンにおけ
る信頼性の高いスズメッキのみのメッキ皮膜が得られ
る。
【００１２】
【実施例１】フィルムキャリアー（ＩＬ数、１５２本）
上に無電解スズメッキ液として、ＴＩＮＰＯＳＴｊＬＴ
−３４（シプレイ・ファーイースト（株）製）を使用
し、６０℃、７分間の下地無電解スズメッキを施した。
１３０℃〜２００℃で１〜２時間のアニール処理を施し
た後に、再び無電解スズメッキを６０℃で１分行い、サ
ンプルとした。これらスズメッキのアニール処理条件、
スズメッキ厚（螢光ｘ線膜厚計、コクール膜厚計により
測定）等を表１に示し、１〜５ヶ月後にＩＬ部（インナ
ーリード部）に発生したスズホイスカー数を表２に示
す。ここで、スズメッキ厚は螢光ｘ線膜厚計を用い、こ
の場合Ｃｕ−Ｓｎ拡散層中のＳｎは測定値に入ることに
なる。また、純スズメッキ厚はコクール膜厚計を用い測
定したが、この場合Ｃｕ−Ｓｎ拡散層中のＳｎは測定値
に入らないことになる。
上に無電解スズメッキ液として、ＴＩＮＰＯＳＴｊＬＴ
−３４（シプレイ・ファーイースト（株）製）を使用
し、６０℃、７分間の下地無電解スズメッキを施した。
１３０℃〜２００℃で１〜２時間のアニール処理を施し
た後に、再び無電解スズメッキを６０℃で１分行い、サ
ンプルとした。これらスズメッキのアニール処理条件、
スズメッキ厚（螢光ｘ線膜厚計、コクール膜厚計により
測定）等を表１に示し、１〜５ヶ月後にＩＬ部（インナ
ーリード部）に発生したスズホイスカー数を表２に示
す。ここで、スズメッキ厚は螢光ｘ線膜厚計を用い、こ
の場合Ｃｕ−Ｓｎ拡散層中のＳｎは測定値に入ることに
なる。また、純スズメッキ厚はコクール膜厚計を用い測
定したが、この場合Ｃｕ−Ｓｎ拡散層中のＳｎは測定値
に入らないことになる。
【００１３】
【表１】
【００１４】
【表２】
【００１５】上表の結果より、下地スズメッキ後のアニ
ール処理により、メッキ皮膜中に純スズ層が残らないよ
うなメッキ皮膜を作製し（アニール温度１８０℃以
上）、さらにスズメッキを行ったサンプルからは、スズ
ホイスカーの発生は見られていない（メッキ後５ヶ月経
過）。また、２回目のスズメッキ後のＣｕ−Ｓｎ拡散層
厚が厚ければ厚いほど、スズホイスカーの発生を抑える
傾向があることがわかる。これに対し、Ｎｏ．１〜５の
サンプルのように、アニール処理後に純スズ層が残って
しまうと、その後の再スズメッキ後に、ホイスカーが発
生してきていることがわかる。
ール処理により、メッキ皮膜中に純スズ層が残らないよ
うなメッキ皮膜を作製し（アニール温度１８０℃以
上）、さらにスズメッキを行ったサンプルからは、スズ
ホイスカーの発生は見られていない（メッキ後５ヶ月経
過）。また、２回目のスズメッキ後のＣｕ−Ｓｎ拡散層
厚が厚ければ厚いほど、スズホイスカーの発生を抑える
傾向があることがわかる。これに対し、Ｎｏ．１〜５の
サンプルのように、アニール処理後に純スズ層が残って
しまうと、その後の再スズメッキ後に、ホイスカーが発
生してきていることがわかる。
【００１６】
【実施例２】フィルムキャリアー（ＩＬ数、１５２本）
上に無電解スズメッキ液として、ＴＩＮＰＯＳＴｊＬＴ
−３４（シプレイ・ファーイースト（株）製）を使用
し、６０℃で０．５〜７分間の下地無電解スズメッキを
施した。１１０℃〜１８０℃で１時間のアニール処理を
施した後に、再び無電解スズメッキを６０℃で１分行
い、サンプルとした。これらスズメッキのアニール処理
条件、スズメッキ厚（螢光ｘ線膜厚計、コクール膜厚計
により測定）等を表３に示し、メッキ直後〜９０日後に
ＩＬ部に発生したスズホイスカー数を表４に示す。
上に無電解スズメッキ液として、ＴＩＮＰＯＳＴｊＬＴ
−３４（シプレイ・ファーイースト（株）製）を使用
し、６０℃で０．５〜７分間の下地無電解スズメッキを
施した。１１０℃〜１８０℃で１時間のアニール処理を
施した後に、再び無電解スズメッキを６０℃で１分行
い、サンプルとした。これらスズメッキのアニール処理
条件、スズメッキ厚（螢光ｘ線膜厚計、コクール膜厚計
により測定）等を表３に示し、メッキ直後〜９０日後に
ＩＬ部に発生したスズホイスカー数を表４に示す。
【００１７】
【表３】
【００１８】
【表４】
【００１９】この結果、下地スズメッキの厚さが薄くて
も、アニール処理により、メッキ皮膜中に純スズ層が残
らないようなメッキ皮膜を作製し、再スズメッキを行え
ば、メッキ後９０日後でもスズホイスカーの発生は見ら
れなかった。これに対し、Ｎｏ．８のサンプルのよう
に、アニール処理後に純スズ層が残ってしまうと、その
後の再スズメッキ後にホイスカーが発生してきているこ
とがわかる。
も、アニール処理により、メッキ皮膜中に純スズ層が残
らないようなメッキ皮膜を作製し、再スズメッキを行え
ば、メッキ後９０日後でもスズホイスカーの発生は見ら
れなかった。これに対し、Ｎｏ．８のサンプルのよう
に、アニール処理後に純スズ層が残ってしまうと、その
後の再スズメッキ後にホイスカーが発生してきているこ
とがわかる。
【図１】本発明に係るメッキ処理工程を示す説明図であ
る。
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/60 ３１１ Ｈ０１Ｌ 21/60 ３１１Ｗ (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C23C 18/52 C25D 3/30,5/10 C25D 5/50,7/00 H01L 21/60 311
Claims (1)
- 【請求項１】 銅又は銅合金の微細パターン上にスズメ
ッキを施すに際し、まず厚さ０．１５μｍ以上のスズメ
ッキを施し、次いで加熱処理して該純スズ層をすべて銅
素地とのＣｕ−Ｓｎ拡散層とし、その上にスズメッキを
施し、純スズメッキ厚を０．１５〜０．８μｍとするこ
とを特徴とするスズメッキホイスカーの抑制方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3207236A JP3014814B2 (ja) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | スズメッキホイスカーの抑制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3207236A JP3014814B2 (ja) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | スズメッキホイスカーの抑制方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0533187A JPH0533187A (ja) | 1993-02-09 |
| JP3014814B2 true JP3014814B2 (ja) | 2000-02-28 |
Family
ID=16536481
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3207236A Expired - Lifetime JP3014814B2 (ja) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | スズメッキホイスカーの抑制方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3014814B2 (ja) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11135226A (ja) * | 1997-10-27 | 1999-05-21 | Harness Syst Tech Res Ltd | 嵌合型接続端子の製造方法 |
| JP4603812B2 (ja) * | 2003-05-12 | 2010-12-22 | ローム・アンド・ハース・エレクトロニック・マテリアルズ，エル．エル．シー． | 改良されたスズめっき方法 |
| DE102004030930A1 (de) * | 2004-06-25 | 2006-02-23 | Ormecon Gmbh | Zinnbeschichtete Leiterplatten mit geringer Neigung zur Whiskerbildung |
| JP4228234B2 (ja) * | 2004-07-08 | 2009-02-25 | 株式会社フジクラ | フレキシブルプリント配線基板端子部或いはフレキシブルフラットケーブル端子部 |
| US7488408B2 (en) * | 2004-07-20 | 2009-02-10 | Panasonic Corporation | Tin-plated film and method for producing the same |
| JP2006032851A (ja) * | 2004-07-21 | 2006-02-02 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 被覆銅、ホイスカの発生抑制方法、プリント配線基板および半導体装置 |
| JP2006165426A (ja) * | 2004-12-10 | 2006-06-22 | Ishihara Chem Co Ltd | フィルムキャリアなどの製造方法 |
| JP2007103586A (ja) * | 2005-10-03 | 2007-04-19 | Nitto Denko Corp | 配線回路基板の製造方法 |
| JP4617254B2 (ja) * | 2005-12-26 | 2011-01-19 | 株式会社フジクラ | 残存錫めっき層の測定方法およびフレキシブルプリント配線基板端子部或いはフレキシブルフラットケーブル端子部の製造方法 |
| JP4868892B2 (ja) * | 2006-03-02 | 2012-02-01 | 富士通株式会社 | めっき処理方法 |
| WO2009002343A1 (en) * | 2007-06-28 | 2008-12-31 | Agere Systems Inc. | Inhibition of copper dissolution for lead-free soldering |
| JP2009141292A (ja) * | 2007-12-11 | 2009-06-25 | Taiyo Kagaku Kogyo Kk | 外部端子電極具備電子部品、その搭載電子用品及び外部端子電極具備電子部品の製造方法 |
| JP2009231065A (ja) | 2008-03-24 | 2009-10-08 | Fujikura Ltd | 錫系めっき平角導体およびフレキシブルフラットケーブル |
| JP2010126766A (ja) * | 2008-11-27 | 2010-06-10 | Toyota Motor Corp | Ｓｎめっき層を有するめっき基材およびその製造方法 |
| JP2016023347A (ja) * | 2014-07-23 | 2016-02-08 | イビデン株式会社 | プリント配線板 |
| CN110592515B (zh) * | 2019-09-30 | 2022-06-17 | 凯美龙精密铜板带（河南）有限公司 | 一种热浸镀锡铜材及其制造方法 |
-
1991
- 1991-07-25 JP JP3207236A patent/JP3014814B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0533187A (ja) | 1993-02-09 |
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