JP3021602B2 - 耐熱剥離性に優れた電子機器部品用リフローすず合金めっき材の製造方法 - Google Patents
耐熱剥離性に優れた電子機器部品用リフローすず合金めっき材の製造方法Info
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- JP3021602B2 JP3021602B2 JP2285128A JP28512890A JP3021602B2 JP 3021602 B2 JP3021602 B2 JP 3021602B2 JP 2285128 A JP2285128 A JP 2285128A JP 28512890 A JP28512890 A JP 28512890A JP 3021602 B2 JP3021602 B2 JP 3021602B2
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- tin alloy
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- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
- H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
- H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
- H05K3/3457—Solder materials or compositions; Methods of application thereof
- H05K3/3473—Plating of solder
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- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は耐熱剥離性に優れた電子機器部品用リフロー
すず合金めっき材の製造方法に関し、更に詳しくは、母
材が銅または銅合金で、リフローめっき層がすず合金か
ら成り、前記リフローめっき層の耐熱剥離性が優れてい
るリフローすず合金めっき材の製造方法に関する。
すず合金めっき材の製造方法に関し、更に詳しくは、母
材が銅または銅合金で、リフローめっき層がすず合金か
ら成り、前記リフローめっき層の耐熱剥離性が優れてい
るリフローすず合金めっき材の製造方法に関する。
（従来の技術） 従来から、端子，コネクター，リードフレーム，スイ
ッチ，その他電子部品のリードなどにはリフローめっき
材が使用されている。このリフローめっき材は、通常、
導電性，バネ性，加工性，耐食性，熱放散性および強度
が優れている銅または銅合金を母材とし、この母材の表
面に、直接電気めっき法ですずまたは半田のようなすず
合金から成るめっき層を形成したのち、全体を、すずま
たはすず合金の融点以上の温度に加熱して前記めっき層
を溶融して滑らかなリフローめっき層が形成されている
材料である。
ッチ，その他電子部品のリードなどにはリフローめっき
材が使用されている。このリフローめっき材は、通常、
導電性，バネ性，加工性，耐食性，熱放散性および強度
が優れている銅または銅合金を母材とし、この母材の表
面に、直接電気めっき法ですずまたは半田のようなすず
合金から成るめっき層を形成したのち、全体を、すずま
たはすず合金の融点以上の温度に加熱して前記めっき層
を溶融して滑らかなリフローめっき層が形成されている
材料である。
ところで、上記したリフローめっき材を電子機器に組
込んで使用する場合、通常、これら部品は100〜180℃程
度の高温に曝される。
込んで使用する場合、通常、これら部品は100〜180℃程
度の高温に曝される。
このような高温下で長時間曝されていると、すずまた
はすず合金から成るリフローめっき層が母材の表面から
剥離することがある。例えば、リフローめっき層がすず
合金から成る場合、105℃の大気中に400時間程度曝して
おくと、このめっき層は母材から剥離してしまう。この
ような事態が起こると、電子機器の回路障害、例えば信
号の停止や回路間の短絡などが引き起こされ、電子機器
としての信頼性が著しく低下する。
はすず合金から成るリフローめっき層が母材の表面から
剥離することがある。例えば、リフローめっき層がすず
合金から成る場合、105℃の大気中に400時間程度曝して
おくと、このめっき層は母材から剥離してしまう。この
ような事態が起こると、電子機器の回路障害、例えば信
号の停止や回路間の短絡などが引き起こされ、電子機器
としての信頼性が著しく低下する。
このような問題への対策として、銅または銅合金から
成る母材とリフローめっき層との間に下地層を介在させ
るという方法が提案されている。
成る母材とリフローめっき層との間に下地層を介在させ
るという方法が提案されている。
例えば、青化銅浴を用いためっきによって銅の下地層
を形成する方法（特開昭59−93898号公報参照），亜鉛
または亜鉛合金をめっきして下地層とする方法（特開昭
60−169589号公報参照），またはニッケルめっきにより
下地層を形成する方法などが提案されている。
を形成する方法（特開昭59−93898号公報参照），亜鉛
または亜鉛合金をめっきして下地層とする方法（特開昭
60−169589号公報参照），またはニッケルめっきにより
下地層を形成する方法などが提案されている。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、青化銅浴で形成した銅下地層は、すず
またはすず合金のめっき層が母材から剥離することを充
分有効に防止できないばかりではなく、下地層の形成に
青化銅浴を用いるため、公害対策を施すことが必要であ
る。
またはすず合金のめっき層が母材から剥離することを充
分有効に防止できないばかりではなく、下地層の形成に
青化銅浴を用いるため、公害対策を施すことが必要であ
る。
また、亜鉛または亜鉛合金の下地層は、すずまたはす
ず合金めっき層の剥離防止という点では有効であるが、
しかし、めっき層への亜鉛の拡散がおこり、めっき層の
半田付け性の低下が引き起こされる。
ず合金めっき層の剥離防止という点では有効であるが、
しかし、めっき層への亜鉛の拡散がおこり、めっき層の
半田付け性の低下が引き起こされる。
更にニッケルめっきの下地層の場合は、例えば曲げ加
工すると、すずまたはすず合金のめっき層が下地層から
剥離してしまい、加工性の低下を招く。
工すると、すずまたはすず合金のめっき層が下地層から
剥離してしまい、加工性の低下を招く。
本発明は、従来の下地層の上記した不充分性を解決
し、耐熱剥離性や加工性が優れ、製造時に特別に公害対
策を施すことも不要であるリフローすず合金めっき材及
び製造方法の提供を目的とする。
し、耐熱剥離性や加工性が優れ、製造時に特別に公害対
策を施すことも不要であるリフローすず合金めっき材及
び製造方法の提供を目的とする。
（課題を解決するための手段・作用） 母材が銅または銅合金であって、この上に直接すず合
金めっき層を形成したリフローすず合金めっき材におい
ては、電子機器内で発生する高熱の影響を受けて、母材
中の銅成分とリフローめっき層内のすず成分との間で相
互拡散反応が起こり、両者の金属間化合物が生成する。
金めっき層を形成したリフローすず合金めっき材におい
ては、電子機器内で発生する高熱の影響を受けて、母材
中の銅成分とリフローめっき層内のすず成分との間で相
互拡散反応が起こり、両者の金属間化合物が生成する。
そのとき、銅成分のリフローめっき層内への拡散速度
とすず成分の母材への拡散速度は同一ではないので、そ
の差に基づくカーケンダールボイドが発生し、これが原
因となってリフローめっき層の剥離が起こるものと考え
られる。
とすず成分の母材への拡散速度は同一ではないので、そ
の差に基づくカーケンダールボイドが発生し、これが原
因となってリフローめっき層の剥離が起こるものと考え
られる。
ところで、リフローめっき層がすず単体である場合と
半田のようなすず合金である場合を比べると、後者の方
が耐熱剥離性が低い。このことは、半田中の鉛成分が銅
に拡散しないかまたはすずに比べて拡散速度が著しく小
さいため、リフローめっき層がすず単体のときよりもカ
ーケンダールボイドの発生が多くなる結果であると推定
される。
半田のようなすず合金である場合を比べると、後者の方
が耐熱剥離性が低い。このことは、半田中の鉛成分が銅
に拡散しないかまたはすずに比べて拡散速度が著しく小
さいため、リフローめっき層がすず単体のときよりもカ
ーケンダールボイドの発生が多くなる結果であると推定
される。
本発明者は、リフローめっき層の熱剥離は、上記知見
に基づけば、銅成分とすず成分の相互間の拡散速度の差
に起因するのであるから、この拡散速度の差を小さくす
れば、熱剥離を防止することができるものと着想した。
そして、この着想に基づき鋭意研究を重ね、下地層とし
てすず層を介在させることが極めて有効であるとの事実
を見出し本発明方法を開発するに至った。
に基づけば、銅成分とすず成分の相互間の拡散速度の差
に起因するのであるから、この拡散速度の差を小さくす
れば、熱剥離を防止することができるものと着想した。
そして、この着想に基づき鋭意研究を重ね、下地層とし
てすず層を介在させることが極めて有効であるとの事実
を見出し本発明方法を開発するに至った。
すなわち、本発明の耐熱剥離性に優れた電子機器部品
用リフローすず合金めっき材の製造方法は、銅または銅
合金から成る母材の表面にすずめっきを施して厚みが0.
05〜0.5μｍの下地層を形成したのち、前記下地層の上
にすず合金めっきを施し、ついでリフロー処理を施すこ
とを特徴とする。
用リフローすず合金めっき材の製造方法は、銅または銅
合金から成る母材の表面にすずめっきを施して厚みが0.
05〜0.5μｍの下地層を形成したのち、前記下地層の上
にすず合金めっきを施し、ついでリフロー処理を施すこ
とを特徴とする。
本発明方法においては、まず、母材の表面にすずめっ
きを施してすずの下地層が形成される。
きを施してすずの下地層が形成される。
母材としては、従来から用いられている銅または各種
の銅合金であれば何であってもよく、格別限定されるも
のではない。
の銅合金であれば何であってもよく、格別限定されるも
のではない。
下地層の厚みは0.05〜0.5μｍに設定される。この厚
みが0.05μｍより薄い場合は、下地層としての効果が発
揮されず、耐熱剥離性の向上効果が得られない。また0.
5μｍより厚くしても、効果は飽和するだけではなく、
徒らにすずめっきを行うのみであって経済的な不利益を
招く。好ましくは0.1〜0.3μｍである。
みが0.05μｍより薄い場合は、下地層としての効果が発
揮されず、耐熱剥離性の向上効果が得られない。また0.
5μｍより厚くしても、効果は飽和するだけではなく、
徒らにすずめっきを行うのみであって経済的な不利益を
招く。好ましくは0.1〜0.3μｍである。
この下地層を形成したのち、つづけて、この上に常法
に従って所定厚みのすず合金めっき層を形成したのち、
全体にリフロー処理を施す。
に従って所定厚みのすず合金めっき層を形成したのち、
全体にリフロー処理を施す。
このときに用いるすず合金は、鉛との合金、いわゆる
半田を代表的なものとしてあげることができるが、その
他にも、ビスマス，アンチモンなどとの合金で、低融点
でリフロー可能なものをあげることができる。
半田を代表的なものとしてあげることができるが、その
他にも、ビスマス，アンチモンなどとの合金で、低融点
でリフロー可能なものをあげることができる。
また、リフロー処理後の条件は、格別限定されるもの
ではなく、形成されているすず合金のめっき層が溶融す
る温度で行えばよい。
ではなく、形成されているすず合金のめっき層が溶融す
る温度で行えばよい。
（発明の実施例） 実施例１ すず６重量％，リン0.07重量％，残部が銅から成るリ
ン青銅の板（厚み0.25mm）に通常の前処理を施した。
ン青銅の板（厚み0.25mm）に通常の前処理を施した。
ついで、この板に下記のめっき浴を用いた下記の条件
下ですずめっきを行い、厚み0.1μｍのすず下地層を形
成した。
下ですずめっきを行い、厚み0.1μｍのすず下地層を形
成した。
めっき浴 ：硫酸第一すず 40g/，硫酸100g/，
クレゾールスルホン酸 30g/，光沢剤（石原薬品社
製、商品名、No.2）10ml/。
クレゾールスルホン酸 30g/，光沢剤（石原薬品社
製、商品名、No.2）10ml/。
めっき条件：浴温15℃，電流密度3A/dm2。
このすず下地層の上に、下記のめっき浴を用いた下記
のめっき条件の下で、厚みが1.3μｍであり、すず90
％，鉛10％から成る半田のめっき層を形成した。
のめっき条件の下で、厚みが1.3μｍであり、すず90
％，鉛10％から成る半田のめっき層を形成した。
めっき浴 ：ホウフッ化第一すず（45％）200g/，
ホウフッ化鉛（45％）20g/，ホウフッ化水素酸（42
％）240g/，光沢剤（前記と同じ）30ml/。
ホウフッ化鉛（45％）20g/，ホウフッ化水素酸（42
％）240g/，光沢剤（前記と同じ）30ml/。
めっき条件：浴温15℃，電流密度4A/dm2。
最後に、板を700℃の電気炉中で15秒間保持し、リフ
ロー処理を行った。
ロー処理を行った。
得られたリフローめっき材は、その前面が均一な光沢
面になっていて濡れ不良は認められなかった。また、MI
L−STD−202E−208Cの条件で半田付け試験を行ったとこ
ろ、半田付け浸漬面の全面は良好な濡れを示した。
面になっていて濡れ不良は認められなかった。また、MI
L−STD−202E−208Cの条件で半田付け試験を行ったとこ
ろ、半田付け浸漬面の全面は良好な濡れを示した。
得られたリフローめっき材を、150℃の大気中で、200
時間,400時間,600時間,1000時間それぞれ加熱処理した
のち、曲げ半径0.4mmで90゜折り曲げ、その部分のめっ
きの剥離状態を観察した。
時間,400時間,600時間,1000時間それぞれ加熱処理した
のち、曲げ半径0.4mmで90゜折り曲げ、その部分のめっ
きの剥離状態を観察した。
その結果を、剥離なし：○，わずかに剥離：△，剥
離：×と評価し、その結果を第１表に示した。
離：×と評価し、その結果を第１表に示した。
実施例２ 実施例１におけるすずめっきの時間を変えて、厚み0.
5μｍのすず下地層を形成したことを除いては、実施例
１と同様にしてリフローめっき材を製造した。このリフ
ローめっき材につき、実施例１と同様にして熱剥離試験
を行い、その結果を第１表に示した。
5μｍのすず下地層を形成したことを除いては、実施例
１と同様にしてリフローめっき材を製造した。このリフ
ローめっき材につき、実施例１と同様にして熱剥離試験
を行い、その結果を第１表に示した。
比較例１ すず下地層を形成することなく、板の上に実施例と同
じ条件で半田めっき層を形成した。実施例１と同様にし
て熱剥離試験を行い、その結果を第１表に示した。
じ条件で半田めっき層を形成した。実施例１と同様にし
て熱剥離試験を行い、その結果を第１表に示した。
比較例２ すず下地層の厚みが0.03μｍであったことを除いて
は、実施例１と同様にしてリフローめっき材を製造し
た。このリフローめっき材につき、実施例１と同様にし
て熱剥離試験を行い、その結果を第１表に示した。
は、実施例１と同様にしてリフローめっき材を製造し
た。このリフローめっき材につき、実施例１と同様にし
て熱剥離試験を行い、その結果を第１表に示した。
比較例３ すず下地層の厚みが1.0μｍであったことを除いて
は、実施例１と同様にしてリフローめっき材を製造し
た。この材料の場合は、リフローめっき処理時に半田の
流れ模様が発生した。
は、実施例１と同様にしてリフローめっき材を製造し
た。この材料の場合は、リフローめっき処理時に半田の
流れ模様が発生した。
このリフローめっき材につき、実施例１と同様にして
熱剥離試験を行い、その結果を第１表に示した。
熱剥離試験を行い、その結果を第１表に示した。
比較例４ すず下地層に変えて、銅イオン50g/，硫酸80g/の
めっき浴、浴温50℃，電気密度6A/dm2のめっき条件によ
って厚み0.5μｍの銅下地層を形成したことを除いて
は、実施例１と同様にしてリフローめっき材を製造し
た。実施例１と同様にして熱剥離試験を行い、その結果
を第１表に示した。
めっき浴、浴温50℃，電気密度6A/dm2のめっき条件によ
って厚み0.5μｍの銅下地層を形成したことを除いて
は、実施例１と同様にしてリフローめっき材を製造し
た。実施例１と同様にして熱剥離試験を行い、その結果
を第１表に示した。
実施例３ 半田めっきを下記の条件で行なって、すず下地層の上
に、すず60％，鉛40％の半田めっき層を形成したことを
除いては、実施例１と同様にしてリフローめっき材を製
造した。
に、すず60％，鉛40％の半田めっき層を形成したことを
除いては、実施例１と同様にしてリフローめっき材を製
造した。
めっき浴 ：ホウフッ化第一すず82g/，ホウフッ化
鉛40g/，ホウフッ酸520g/，ホウ酸26g/，添加剤
（住友スリーエム社製、商品名:RTLNo.327）40ml/。
鉛40g/，ホウフッ酸520g/，ホウ酸26g/，添加剤
（住友スリーエム社製、商品名:RTLNo.327）40ml/。
めっき条件：浴温19℃，電流密度2A/dm2。
このリフローめっき材につき、実施例１と同様にして
熱剥離試験を行い、その結果を第１表に示した。
熱剥離試験を行い、その結果を第１表に示した。
（発明の効果） 以上の説明で明らかなように、本発明方法で製造した
リフローすず合金めっき材は、その曲げ加工性と耐熱剥
離性が従来のものに比べて極めて優れているので、電子
機器に組込んで高温下に曝された場合であっても長期に
亘ってリフローめき層の剥離は起こらず、その電子機器
は高い信頼性を確保することができる。
リフローすず合金めっき材は、その曲げ加工性と耐熱剥
離性が従来のものに比べて極めて優れているので、電子
機器に組込んで高温下に曝された場合であっても長期に
亘ってリフローめき層の剥離は起こらず、その電子機器
は高い信頼性を確保することができる。
また、本発明方法では、青化浴のようなものを使用し
ないので、公害対策も不要となり、経済的メリットも大
きくなる。
ないので、公害対策も不要となり、経済的メリットも大
きくなる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０５Ｋ 3/34 Ｈ０５Ｋ 3/34 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C25D 5/00 - 7/00 H01L 23/50 H05K 3/24 - 3/34
Claims (1)
- 【請求項１】銅または銅合金から成る母材の表面にすず
めっきを施して厚みが0.05〜0.5μｍの下地層を形成し
たのち、前記下地層の上にすず合金めっきを施し、つい
でリフロー処理を施すことを特徴とする、耐熱剥離性に
優れた電子機器部品用リフローすず合金めっき材の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2285128A JP3021602B2 (ja) | 1990-10-23 | 1990-10-23 | 耐熱剥離性に優れた電子機器部品用リフローすず合金めっき材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2285128A JP3021602B2 (ja) | 1990-10-23 | 1990-10-23 | 耐熱剥離性に優れた電子機器部品用リフローすず合金めっき材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04160196A JPH04160196A (ja) | 1992-06-03 |
| JP3021602B2 true JP3021602B2 (ja) | 2000-03-15 |
Family
ID=17687477
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2285128A Expired - Lifetime JP3021602B2 (ja) | 1990-10-23 | 1990-10-23 | 耐熱剥離性に優れた電子機器部品用リフローすず合金めっき材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3021602B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1464731A4 (en) * | 2001-12-12 | 2007-03-21 | Sanyo Electric Co | ELECTRODEPOSITION APPARATUS, ELECTRODEPOSITION METHOD, AND METHOD FOR PRODUCING SEMICONDUCTOR DEVICE |
-
1990
- 1990-10-23 JP JP2285128A patent/JP3021602B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 日本プレーティング協会編、「現場技術者のための実用メッキ（▲ＩＩＩ▼）」，初版，槇書店，１９８８年 ５月２５日，第１３４頁 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04160196A (ja) | 1992-06-03 |
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