JP4305699B2 - 電子部品用錫系めっき条材とその製造法 - Google Patents
電子部品用錫系めっき条材とその製造法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、比較的厚い表面めっき層を下地めっき上にほぼ平滑に形成する電子部品用錫系めっき条材に関し、コンデンサ、リードフレーム、コネクタ、リードピンなどの電子部品に用いると、鉛フリーはんだを用いた実装時のはんだ付けが確実になるための鉛フリーした錫系めっき条材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品用条材は、一般にスタンピングをした後に、電子部品のリード端子の電極材などに広く用いられ、銅または銅系合金の母材の上に、電気めっき浴に光沢剤を添加した光沢錫めっきまたは光沢はんだ（錫−鉛合金）めっきを施したものが主流であった。近年では、人体に有毒である鉛を含むはんだめっきを排除する運動が盛んになり、電子部品の電極端子にも鉛を含むはんだめっきを使用せず、鉛フリーの錫または錫系合金のめっきを施すようになっている。
【０００３】
光沢錫めっきを施した電子部品用条材は、高温高湿（例えば６０℃、９５％ＲＨ）での放置において、ウイスカーの発生を殆ど防止できず、特に薄めっきではウイスカーの発生が著しくなるという問題があった。この問題を回避するために、錫めっき層を溶融めっき法で形成したり、めっき後に加熱溶融するリフロー処理法などが用いられている。これらの改良法において、溶融めっき法で錫または錫合金層を形成すると、該錫または錫合金層の厚みの偏肉が大きくなって均質性を欠いてしまう。
【０００４】
一方、リフロー処理法を実施すると、厚さが３μｍ未満の錫めっき層であると、めっき表面が平滑になるうえにウイスカーの発生を防止できるので好ましい。しかしながら、錫めっき層の厚さが３μｍを超えると、めっき厚が増すにつれて錫めっき表面の平滑さが失われてしまう。つまり、厚さ３μｍを超えるような表面積の大きい錫めっき層では、リフロー処理において加熱の際に酸化錫などの酸化物の生成が多くなり、加熱で溶融した錫の流動が妨げられ、めっき表面において平滑さを得られなくなってしまう。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
電子部品用条材では、表面の錫めっき層の厚みを３μｍ以上にし、可能ならば４μｍ程度に厚くすることが、後加工の表面酸化などで錫めっき層が消失する分を見込むと絶対に必要である。表面の錫めっき層をこの程度まで厚くしておかないと、電子部品用条材としては、最終の実装時のはんだ付け加工で接合不良を発生する恐れがある。
【０００６】
特開昭６２−２０８９５号では、表面の錫めっき層を厚くするために、まず無光沢錫めっきを施してから２μｍ以下の光沢錫めっき層を形成し、この後にリフロー処理を行っている。このような２段階めっき法は、めっき回数が増えることによってコスト高になるうえに、リフロー処理時に酸素濃度が高く且つ急冷になっていないので酸化皮膜が厚く、錫めっき表面の凹凸差を２μｍ未満に下げることが実際上困難であり、めっき表面の平滑さが多少とも失われることによってはんだ付け性とはんだ濡れ性が低下している。
【０００７】
本発明は、表面に錫めっき層を形成した電子部品用部品に関する前記の問題点を改善するために提案されたものであり、厚さ３〜１０μｍの表面めっき層における偏肉や表面の凹凸差が小さく、はんだ付け性およびはんだ濡れ性が良好な電子部品用錫めっき条材を提供することを目的としている。本発明の他の目的は、リフロー処理時に酸素濃度が低く且つほぼ急冷であるので、溶融処理の際に錫めっき層の酸化膜の生成を抑制できる電子部品用錫めっき条材の製造法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る電子部品用錫系めっき条材は、平坦な金属基材の上に下地めっきを施し、さらに表面めっき層を条材の全面または帯状に形成する。この錫系めっき条材では、表面めっき層は厚さ３〜１０μｍの錫または錫系合金からなり、該条材における表面めっき層の凹凸差が約２μｍ以下であって平滑性が高くなっている。
【０００９】
本発明の錫系めっき条材において、金属基材は例えば鉄、銅、アルミニウム、ニッケルまたはこれらの合金であり、好ましくは鉄−ニッケル合金である。下地めっき層は例えば厚さ０．５〜２．０μｍであって錫以外の金属からなり、好ましくはニッケルまたは銅からなる。表面めっき層は好ましくは厚さ４〜１０μｍの錫からなり、該表面めっき層として、錫−銅合金めっきをしたり、錫めっきの上にさらに銀、ビスマス、銅、アンチモンまたはインジウムめっきを形成してもよい。これらの２層めっきは、リフロー処理で錫を拡散させることにより、表面めっき層は実質的に鉛フリーの錫系合金に相当する。
【００１０】
この錫系めっき条材を製造するには、平坦な金属基材の上に下地めっきを施し、さらに電気めっき法で厚さ３〜１０μｍの錫または錫系合金の表面めっきを施し、得ためっき素材を溶融炉に導き、該溶融炉内で昇温させながら少なくとも２台のバ−ナによって該条材の表裏面を直接加熱して溶融した後に、直ちに冷却液へ送り込む。このリフロー処理により、平滑性が優れた表面めっき層を形成するものである。
【００１１】
前記の製造法において、めっき素材を１００ｐｐｍ以下の低酸素濃度の雰囲気下で溶融することにより、めっき表面における酸化膜の生成を抑制すると好ましい。また、めっき素材を加熱する直火型バーナを冷却液の真上に設置することにより、溶融から凝固までの時間を短縮してめっき表面の平滑性を保たせると好ましい。なお、冷却液としては、上水、純水、イオン交換水あるいは１０〜２０％濃度のエチールアルコール液などの液体を用いたものであり、この時の液温度としては１５〜４０℃であればよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明に係る電子部品用錫系めっき条材１では、図１に示すように、金属基材２の上に下地めっき層３を形成し、さらに厚さ３〜１０μｍの表面めっき層５をに形成している。金属基材２は、図示のように平坦な帯状であり、例えばスタンピング可能な幅１５〜８０ｍｍ前後であればよい。金属基材２に対して、めっき層３，５は全面または部分的に形成し、部分的な場合は一般に基材２の長手方向に沿って帯状に設ける。
【００１３】
金属基材２は、鉄、鉄系合金、銅、銅系合金、アルミニウム、アルミニウム系合金、ニッケル、ニッケル系合金であり、鉄系合金には炭素鋼，ステンレス鋼などを含み、銅系合金としてはリン青銅，黄銅（真鍮）などが例示できる。金属基材２として鉄材や鋼材を使用する場合には、該鋼材の前処理が必要であり、少なくとも鋼材を陽極としてアルカリ電解脱脂洗浄と酸電解洗浄とを行い、さらに該鋼線を陰極としてアルカリ電解脱脂洗浄した後に酸浸漬洗浄し、各洗浄工程の終了後にはその都度水洗することを要する。
【００１４】
下地めっき層３は、例えば、表面めっき層５の錫から発生しうるウイスカーを抑制するために設け、このために錫以外の金属であると好ましい。下地めっき層３において、ウイスカー発生の抑制効果を発揮できる最低のめっき厚が０．５μｍであり、厚みが２．０μｍを超えると条材１の曲げ加工などで障害を生じる可能性が高くなる。下地めっき層３がニッケルであると、金属基材２が銅や銅系合金である場合に、その銅が表面めっき層５の錫と拡散反応を起こすことを抑制する作用があるので好ましい。また、下地めっき層３が銅であると、金属基材２が鉄や鉄系合金である際に、その鉄の熱伝導性が低いことをカバーし、溶融の際に錫が短時間で溶融することを促進する作用がある。
【００１５】
表面めっき層５は、環境保全の面から鉛フリーの錫または錫系合金からなると好ましい。表面めっき層５は厚さ３〜１０μｍの錫または錫系合金からなり、錫系合金としてＳｎ−Ｃｕ、Ｓｎ−Ａｇ、Ｓｎ−Ｂｉ、Ｓｎ−Ｓｂ、Ｓｎ−Ｉｎ、Ｓｎ−Ｓｂ−Ｃｕなどが例示できる。錫めっきの表面めっき層５において、条材１の接合効果を発揮できる最低のめっき厚が３μｍであり、厚みが１０μｍを超えると、折り曲げ加工時のヒビ割れが発生する可能性が高くなる。さらに好ましくは、錫めっき層の厚さは３．５〜１０μｍであり、この範囲内であると条材１の接合効果を十分発揮でき、しかもウイスカー発生の恐れがないうえに経済的でもある。
【００１６】
表面めっき層５は、その表面の凹凸差が約２μｍ以下であることを要する。条材１の表面の凹凸差が２μｍを超えると、後加工の多いリード端子電極材などに使用した際の組立精度が確保できず、めっき表面の平滑性が低くなって所定のはんだ濡れ性を得ることができない。
【００１７】
表面めっき層５として、厚さ３〜８μｍの錫めっきを形成し、ついで厚さ０．５〜２μｍの銀、ビスマス、銅、アンチモンまたはインジウムめっきを形成してもよい。この場合、表面めっき層５中の錫は、常温でも多少拡散するけれども、めっき後にリフロー処理で加熱することによって効果的に拡散し、銀、ビスマス、銅、アンチモンまたはインジウムと所定の合金を形成する。これらの合金において、Ｓｎ−ＢｉやＳｎ−Ａｇは耐疲労性に優れ、Ｓｎ−Ｓｂは強度、耐高温クリープ性が共晶はんだよりも優れ、Ｓｎ−Ｉｎは強度、耐クリープ性に問題がない。錫めっきの上に銀、ビスマス、銅、アンチモンまたはインジウムめっきを形成することにより、錫めっきにおけるウィスカーの発生を未然に防止できる。所望に応じて、銀、ビスマス、銅、アンチモンまたはインジウムめっきの上に、さらに１μｍ以下の錫めっきを形成してもよく、この場合には表面の錫めっきは非常に薄いのでウィスカーの影響は殆どない。
【００１８】
錫系めっき条材１を製造するには、めっき素材７（図２）を用い、該めっき素材は前記のように平坦な金属基材２の上にまず薄い下地めっきを施し、さらに電気めっき法で厚さ３〜１０μｍの表面めっき層５を形成している。めっき素材７は、図２に例示する溶融炉８に導入し、該溶融炉内で昇温させながら２台のバ−ナ１０，１０（太矢印で図示）によってめっき素材７の表裏面を８００〜９００℃に直接加熱する。この加熱で表面めっき層５が溶融した後に、これを直ちに冷却液１２の中へ送り込んで実質的に急冷することを要する。
【００１９】
溶融炉８は、一般に縦長の筒形形状であり、その内部下方にバ−ナ１０，１０を対向設置し、両バーナは高さ方向で異なった位置に配置する。溶融炉８には、その上方に筒形延長部１２を垂直に取り付け、該延長部の上方部に排気孔１４を設ける。めっき素材７は、筒形延長部１２を通して垂直方向下向きに溶融炉８へ送り込む。排気孔１４は、吸引排気によって溶融炉８内の酸素濃度を１００ｐｐｍ以下、好ましくは５０ｐｐｍ前後に調整するとともに、可変式で温度分布を作ることにより、めっき素材７が排気口の位置を通過すると次第に昇温させる。めっき素材７を１００ｐｐｍ以下の低酸素濃度の雰囲気下で溶融することにより、めっき表面における酸化膜の生成を抑制する。
【００２０】
冷却液１２を収納する水槽（図示しない）は、溶融炉８の直下に配置し、該水槽を通過した条材１をローラ１４によって上方へ送り、ロール（図示しない）に巻き取る。条材１は、直火型バーナ１０，１０で溶融された後に冷却液１２で実質的に急冷されることにより、溶融からから凝固までの時間を短縮してめっき表面の平滑性を保つ。
【００２１】
【実施例】
次に、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
【００２２】
実施例１
図１に示すように、幅２５ｍｍ、厚み０．１ｍｍの基材２は４２%ニッケル−鉄合金（４２アロイ）であり、該基材を陰極電解脱脂（ＮａＯＨ：１５％）ついで酸浸漬（Ｈ２ＳＯ４：１０%）によって洗浄する。洗浄した基材２にニッケル下地めっき層３を形成するため、下記の浴組成の電気めっき浴に浸漬する。この浴条件は液温４０℃および陰極電流密度１０Ａ／ｄｍ2であり、強攪拌しながら８０秒間めっきすることにより、基材２に厚さ１．０μｍのニッケル下地めっき層３を形成する。
スルファミン酸ニッケル ３２０ｇ／ｌ
ホウ酸 ３０ｇ／ｌ
【００２３】
次に、ニッケル下地めっきした基材２を下記の浴組成の電気めっき浴に浸漬し、液温２５℃および陰極電流密度１０Ａ／ｄｍ２において、強攪拌しながら６０秒間めっきすることにより、厚さ５μｍの錫表面めっき層５を形成する。
アルカノールスルホン酸第一錫（商品名：UTB AS-S、石原薬品製）６００ｇ／ｌ
アルカノールスルホン酸（商品名：UTB MS-A、石原薬品製） ５０ｇ／ｌ
添加剤（品名：UTB 519M、石原薬品製） ５０ｍｌ／ｌ
【００２４】
得ためっき素材７を第三燐酸ソーダに浸漬して洗浄してから乾燥する。めっき素材７を溶融炉８（図２）の上方から導入し、該溶融炉内の酸素濃度は５０ｐｐｍである。めっき素材７を溶融炉８内で昇温させながら、約２秒後に２台の直火バ−ナ１０，１０によってその表裏を８５０℃に直接加熱する。この加熱で表面めっき層５が溶融した後に、これを３秒後に冷却液１２の中へ送り込んで実質的に急冷する。
【００２５】
リフロー処理した条材１について、下記の表１および表２に示すように、表面めっき層５のめっき厚さおよびはんだ濡れ性などを測定する。得た条材１は、リフロー処理時に酸素濃度を低くし且つ急冷に近いので、リフロー処理後において酸化皮膜の厚さが薄く、錫表面めっき層５の凹凸差が２μｍ以下であって、平坦な５μｍの厚い錫めっき層の形成が可能である。また、条材１ははんだ付け性とはんだ濡れ性が良好である。
【００２６】
比較例
実施例１でニッケル下地めっきした基材２を下記の浴組成の電気めっき浴に浸漬し、液温４０℃および陰極電流密度８Ａ／ｄｍ２において、強攪拌しながら６０秒間めっきすることにより、厚さ３μｍの錫表面めっき層５を形成する。
硫酸第一錫 ６０ｇ／ｌ
硫酸 ４０ｇ／ｌ
添加剤（市販の硫酸浴用の添加剤） ７５ｍｌ／ｌ
【００２７】
得ためっき素材を第三燐酸ソーダに浸漬して洗浄してから乾燥する。このめっき素材を公知の溶融炉に導入し、該溶融炉内の酸素濃度は２００ｐｐｍである。このめっき素材を溶融炉内で加熱し、この加熱で表面めっき層５が溶融した後に、これを５秒後に水の中へ送り込む。
【００２８】
比較例では、厚さ３μｍの錫表面めっき層を形成し、これに公知のリフロー処理を施している。得た条材は、リフロー処理時に酸素濃度が高く且つ急冷になっていないので、リフロー処理後において酸化皮膜が厚く、表面めっき層の凹凸差が３μｍを超えている。この条材は、錫表面めっき層の膜厚にかなりの凹凸が生じ、はんだ付け性とはんだ濡れ性が悪い。
【００２９】
実施例２
実施例１でニッケル下地めっきした基材２を下記の浴組成の電気めっき浴に浸漬し、液温２５℃および陰極電流密度５Ａ／ｄｍ２において、強攪拌しながら１３０秒間めっきすることにより、厚さ５μｍの錫−銅合金の表面めっき層５を形成する。
ソフトアロイＧＳＣ（上村工業製） １１６ｍｌ／ｌ
ソフトアロイＧＣＣ（上村工業製） １０ｍｌ／ｌ
ソフトアロイＧＡＣ（上村工業製） ２００ｍｌ／ｌ
ソフトアロイＧＴＣ−ＲＳ（上村工業製） １００ｍｌ／ｌ
ソフトアロイＧＴＣ−ＲＡ（上村工業製） ９０ｍｌ／ｌ
【００３０】
得ためっき素材７を第三燐酸ソーダに浸漬して洗浄してから乾燥する。めっき素材７を溶融炉８（図２）の上方から導入し、該溶融炉内の酸素濃度は５０ｐｐｍである。めっき素材７を溶融炉８内で昇温させながら、約２秒後に２台の直火バ−ナ１０，１０によってその表裏面を８５０℃に直接加熱する。この加熱で表面めっき層５が溶融した後に、これを３秒後に冷却液１２の中へ送り込んで実質的に急冷する。
【００３１】
実施例２で得た条材１について、下記の表１および表２に示すように、表面めっき層５のめっき厚さおよびはんだ濡れ性などを測定する。得た条材１は、リフロー処理後において酸化皮膜の厚さが薄く、錫−銅合金の表面めっき層５の凹凸差が２μｍ以下であって、はんだ付け性が良好である。
【００３２】
実施例３
実施例１でニッケル下地めっきした基材２を実施例１と同様に錫めっきする。ついで下記の浴組成の電気めっき浴に浸漬し、液温２５℃および陰極電流密度４Ａ／ｄｍ２において、強攪拌しながら３０秒間めっきすることにより、厚さ２μｍのビスマスめっき層を形成する。
アルカンスルホン酸ビスマス（品名：UTB PF-Bi、石原薬品製） ２００ｇ／ｌ
アルカンスルホン酸（品名：UTB PF-Acid、石原薬品製） ５０ｇ／ｌ
添加剤（品名：UTB 05M、石原薬品製） ３０ｍｌ／ｌ
【００３３】
得ためっき素材７を第三燐酸ソーダに浸漬して洗浄してから乾燥し、その後、めっき素材７を溶融炉８（図２）の上方から導入し、該溶融炉内の酸素濃度は５０ｐｐｍである。めっき素材７を溶融炉８内で昇温させながら、約２秒後に２台の直火バ−ナ１０，１０によってその表裏を８５０℃に直接加熱する。この加熱で表面めっき層５が溶融した後に、これを３秒以内に冷却液１２の中へ送り込んで実質的に急冷する。
【００３４】
実施例３では、表面めっき層５として、錫めっき５μｍの上にさらにビスマスめっきを２μｍ形成した２層めっきとし、この後にリフロー処理している。表面めっき層５は、実質的に錫−ビスマス合金めっきである。実施例３で得た条材１について、下記の表１および表２に示すように、表面めっき層５のめっき厚さおよびはんだ濡れ性などを測定する。得た条材１は、リフロー処理後において酸化皮膜の厚さが薄く、錫−ビスマス合金の表面めっき層５の凹凸差が２μｍ以下であって、はんだ付け性が良好である。
【００３５】
実施例４
幅３５ｍｍ、厚み０．１ｍｍの基材２は４２%ニッケル−鉄合金（４２アロイ）であり、該基材を陰極電解脱脂（ＮａＯＨ：１５％）ついで酸浸漬（Ｈ２ＳＯ４：１０%）によって洗浄する。洗浄した基材２に銅下地めっき層３を形成するため、下記の浴組成の電気めっき浴に浸漬する。この浴条件は液温３０℃および陰極電流密度２０Ａ／ｄｍ2であり、強攪拌しながら３０秒間めっきすることにより、基材２に厚さ１．０μｍの銅下地めっき層３を形成する。
シアン化第１銅 ６０ｇ／ｌ
シアン化ナトリウム ８０ｇ／ｌ
酒石酸カリウムナトリウム ５０ｇ／ｌ
チオシアン酸カリウム １０ｇ／ｌ
水酸化カリウム １０ｇ／ｌ
【００３６】
次に、銅下地めっきした基材２を下記の浴組成の電気めっき浴に浸漬し、液温２５℃および陰極電流密度１０Ａ／ｄｍ２において、強攪拌しながら５０秒間めっきすることにより、厚さ４μｍの錫表面めっき層５を形成する。
アルカノールスルホン酸第一錫（商品名：UTB AS-S、石原薬品製）６００ｇ／ｌ
アルカノールスルホン酸（商品名：UTB MS-A、石原薬品製） ５０ｇ／ｌ
添加剤（品名：UTB 519M、石原薬品製） ５０ｍｌ／ｌ
【００３７】
ついで下記の浴組成の電気めっき浴に浸漬し、液温２５℃および陰極電流密度１．０Ａ／ｄｍ２において、強攪拌しながら１２０秒間めっきすることにより、厚さ１μｍの銀めっき層を形成する。
シアン化銀 ５０ｇ／ｌ
シアン化ナトリウム ５０ｇ／ｌ
炭酸カリウム ３０ｍｌ／ｌ
【００３８】
得ためっき素材７を第三燐酸ソーダに浸漬して洗浄してから乾燥する。めっき素材７を溶融炉８（図２）の上方から導入し、該溶融炉内の酸素濃度は５０ｐｐｍである。めっき素材７を溶融炉８内で昇温させながら、約２秒後に２台の直火バ−ナ１０，１０によってその表裏面を８５０℃に直接加熱する。この加熱で表面めっき層５が溶融した後に、これを３秒以内に冷却液１２の中へ送り込んで実質的に急冷する。
【００３９】
実施例４では、表面めっき層５として、錫めっき４μｍの上にさらに銀めっきを１μｍ形成した２層めっきとし、この後に低酸素濃度雰囲気中でリフロー処理している。表面めっき層５は、実質的に錫−銀合金めっきである。実施例４で得た条材１について、下記の表１および表２に示すように、表面めっき層５のめっき厚さおよびはんだ濡れ性などを測定する。得た条材１は、リフロー処理後において酸化皮膜の厚さが薄く、錫−銀合金の表面めっき層５の凹凸差が２μｍ以下であって、はんだ付け性が良好である。
【００４０】
【表１】
【００４１】
表１において、めっき厚分布は、蛍光Ｘ線膜厚計を用いて条材１の長手方向へ２ｍｍ間隔で測定する。
【００４２】
【表２】
【００４３】
表２において、測定条件において、「常態」とはリフロー処理直後に測定し、「大気加熱後」とは温度１５５℃で１６時間の大気加熱を施した後に測定し、「加湿後」とは温度６０℃×湿度９５％で１６８時間の加湿処理を施した後に測定し、「ＰＣＴ（プレッシャークッカーテスト）後」とは温度１２１℃×湿度１００％で２気圧 ×５時間の処理を施した後に測定する。
【００４４】
また、測定項目について、「はんだ付け性」とは、２０ｍｍ幅に切断した試料を用い、この試料を溶融した錫−鉛合金に浸漬して引き上げた後に、その表面がどれくらい新しいはんだで蔽われているかを面積比で表し、１００％で完全である。この場合、溶融した錫−鉛合金は、Ｓｎ３７％−Ｐｂの共晶はんだであり、２３０℃に加熱し、ロジン２５％のフラックスを使用する。「はんだ濡れ性」とは、溶融した錫−鉛合金に試料を浸漬し、はんだが濡れはじめるまでの時間をゼロクロスタイムとして測定する。専用の測定器（ＳＡＴ５０００、レスカ製）を使用し、数値は短いものほどよい。「硬度」とは、マイクロビッカース硬度計による測定値であり、数値が大きいものほど硬い。
【００４５】
【発明の効果】
本発明の電子部品用錫系めっき条材は完全に鉛フリーであり、有毒な鉛を全く含有していないので、鉛による環境汚染の問題が生じることもない。しかも、本発明の錫系めっき条材は、１００ｐｐｍ以下の低酸素濃度の雰囲気下でリフロー処理によって酸化膜が薄く、はんだ付け性とはんだ濡れ性が良好になり、その保管状態が高温高湿での放置、例えば６０℃、９５％ＲＨに達しても、ウィスカーの発生による短絡事故を発生することはない。
【００４６】
本発明の錫系めっき条材は、厚さ３〜１０μｍという厚い表面めっき層が下地めっき上に形成されることにより、後加工の表面酸化などで錫めっき層が一部消失しても、電子部品用条材として最終のはんだ付け加工で接合不良を発生することがない。本発明の錫系めっき条材は、表面めっきを一般に電気めっき法で連続的に形成するので比較的コスト安であり、条材表面の凹凸差が約２μｍ以下であって表面の平滑さが高く、はんだ付け性およびはんだ濡れ性が優れている。
【００４７】
本発明の錫系めっき条材の製造法では、リフロー処理において、溶融した後に直ちに冷却液へ送り込んで実質的に急冷することにより、表面めっき層の平滑性が優れ、条材のはんだ付け性および滑り性が良好になる。リフロー処理の際には、めっき素材を１００ｐｐｍ以下の低酸素濃度の雰囲気下で溶融し、めっき表面における酸化膜の生成を抑制している。また、表面に鉛フリーの錫または錫系めっきを施こすと、そのめっきが厚くてもめっき時間が比較的掛からずに大量生産に向いている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の錫系めっき条材を例示する拡大断面図である。
【図２】 本発明の錫系めっき条材の製造装置を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１ 電子部品用錫系めっき条材
２ 金属基材
３ 下地めっき層
５ 表面めっき層
８ 低酸素濃度雰囲気の溶融炉
１０，１０ バ−ナ
１２ 冷却液
【発明の属する技術分野】
本発明は、比較的厚い表面めっき層を下地めっき上にほぼ平滑に形成する電子部品用錫系めっき条材に関し、コンデンサ、リードフレーム、コネクタ、リードピンなどの電子部品に用いると、鉛フリーはんだを用いた実装時のはんだ付けが確実になるための鉛フリーした錫系めっき条材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品用条材は、一般にスタンピングをした後に、電子部品のリード端子の電極材などに広く用いられ、銅または銅系合金の母材の上に、電気めっき浴に光沢剤を添加した光沢錫めっきまたは光沢はんだ（錫−鉛合金）めっきを施したものが主流であった。近年では、人体に有毒である鉛を含むはんだめっきを排除する運動が盛んになり、電子部品の電極端子にも鉛を含むはんだめっきを使用せず、鉛フリーの錫または錫系合金のめっきを施すようになっている。
【０００３】
光沢錫めっきを施した電子部品用条材は、高温高湿（例えば６０℃、９５％ＲＨ）での放置において、ウイスカーの発生を殆ど防止できず、特に薄めっきではウイスカーの発生が著しくなるという問題があった。この問題を回避するために、錫めっき層を溶融めっき法で形成したり、めっき後に加熱溶融するリフロー処理法などが用いられている。これらの改良法において、溶融めっき法で錫または錫合金層を形成すると、該錫または錫合金層の厚みの偏肉が大きくなって均質性を欠いてしまう。
【０００４】
一方、リフロー処理法を実施すると、厚さが３μｍ未満の錫めっき層であると、めっき表面が平滑になるうえにウイスカーの発生を防止できるので好ましい。しかしながら、錫めっき層の厚さが３μｍを超えると、めっき厚が増すにつれて錫めっき表面の平滑さが失われてしまう。つまり、厚さ３μｍを超えるような表面積の大きい錫めっき層では、リフロー処理において加熱の際に酸化錫などの酸化物の生成が多くなり、加熱で溶融した錫の流動が妨げられ、めっき表面において平滑さを得られなくなってしまう。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
電子部品用条材では、表面の錫めっき層の厚みを３μｍ以上にし、可能ならば４μｍ程度に厚くすることが、後加工の表面酸化などで錫めっき層が消失する分を見込むと絶対に必要である。表面の錫めっき層をこの程度まで厚くしておかないと、電子部品用条材としては、最終の実装時のはんだ付け加工で接合不良を発生する恐れがある。
【０００６】
特開昭６２−２０８９５号では、表面の錫めっき層を厚くするために、まず無光沢錫めっきを施してから２μｍ以下の光沢錫めっき層を形成し、この後にリフロー処理を行っている。このような２段階めっき法は、めっき回数が増えることによってコスト高になるうえに、リフロー処理時に酸素濃度が高く且つ急冷になっていないので酸化皮膜が厚く、錫めっき表面の凹凸差を２μｍ未満に下げることが実際上困難であり、めっき表面の平滑さが多少とも失われることによってはんだ付け性とはんだ濡れ性が低下している。
【０００７】
本発明は、表面に錫めっき層を形成した電子部品用部品に関する前記の問題点を改善するために提案されたものであり、厚さ３〜１０μｍの表面めっき層における偏肉や表面の凹凸差が小さく、はんだ付け性およびはんだ濡れ性が良好な電子部品用錫めっき条材を提供することを目的としている。本発明の他の目的は、リフロー処理時に酸素濃度が低く且つほぼ急冷であるので、溶融処理の際に錫めっき層の酸化膜の生成を抑制できる電子部品用錫めっき条材の製造法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る電子部品用錫系めっき条材は、平坦な金属基材の上に下地めっきを施し、さらに表面めっき層を条材の全面または帯状に形成する。この錫系めっき条材では、表面めっき層は厚さ３〜１０μｍの錫または錫系合金からなり、該条材における表面めっき層の凹凸差が約２μｍ以下であって平滑性が高くなっている。
【０００９】
本発明の錫系めっき条材において、金属基材は例えば鉄、銅、アルミニウム、ニッケルまたはこれらの合金であり、好ましくは鉄−ニッケル合金である。下地めっき層は例えば厚さ０．５〜２．０μｍであって錫以外の金属からなり、好ましくはニッケルまたは銅からなる。表面めっき層は好ましくは厚さ４〜１０μｍの錫からなり、該表面めっき層として、錫−銅合金めっきをしたり、錫めっきの上にさらに銀、ビスマス、銅、アンチモンまたはインジウムめっきを形成してもよい。これらの２層めっきは、リフロー処理で錫を拡散させることにより、表面めっき層は実質的に鉛フリーの錫系合金に相当する。
【００１０】
この錫系めっき条材を製造するには、平坦な金属基材の上に下地めっきを施し、さらに電気めっき法で厚さ３〜１０μｍの錫または錫系合金の表面めっきを施し、得ためっき素材を溶融炉に導き、該溶融炉内で昇温させながら少なくとも２台のバ−ナによって該条材の表裏面を直接加熱して溶融した後に、直ちに冷却液へ送り込む。このリフロー処理により、平滑性が優れた表面めっき層を形成するものである。
【００１１】
前記の製造法において、めっき素材を１００ｐｐｍ以下の低酸素濃度の雰囲気下で溶融することにより、めっき表面における酸化膜の生成を抑制すると好ましい。また、めっき素材を加熱する直火型バーナを冷却液の真上に設置することにより、溶融から凝固までの時間を短縮してめっき表面の平滑性を保たせると好ましい。なお、冷却液としては、上水、純水、イオン交換水あるいは１０〜２０％濃度のエチールアルコール液などの液体を用いたものであり、この時の液温度としては１５〜４０℃であればよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明に係る電子部品用錫系めっき条材１では、図１に示すように、金属基材２の上に下地めっき層３を形成し、さらに厚さ３〜１０μｍの表面めっき層５をに形成している。金属基材２は、図示のように平坦な帯状であり、例えばスタンピング可能な幅１５〜８０ｍｍ前後であればよい。金属基材２に対して、めっき層３，５は全面または部分的に形成し、部分的な場合は一般に基材２の長手方向に沿って帯状に設ける。
【００１３】
金属基材２は、鉄、鉄系合金、銅、銅系合金、アルミニウム、アルミニウム系合金、ニッケル、ニッケル系合金であり、鉄系合金には炭素鋼，ステンレス鋼などを含み、銅系合金としてはリン青銅，黄銅（真鍮）などが例示できる。金属基材２として鉄材や鋼材を使用する場合には、該鋼材の前処理が必要であり、少なくとも鋼材を陽極としてアルカリ電解脱脂洗浄と酸電解洗浄とを行い、さらに該鋼線を陰極としてアルカリ電解脱脂洗浄した後に酸浸漬洗浄し、各洗浄工程の終了後にはその都度水洗することを要する。
【００１４】
下地めっき層３は、例えば、表面めっき層５の錫から発生しうるウイスカーを抑制するために設け、このために錫以外の金属であると好ましい。下地めっき層３において、ウイスカー発生の抑制効果を発揮できる最低のめっき厚が０．５μｍであり、厚みが２．０μｍを超えると条材１の曲げ加工などで障害を生じる可能性が高くなる。下地めっき層３がニッケルであると、金属基材２が銅や銅系合金である場合に、その銅が表面めっき層５の錫と拡散反応を起こすことを抑制する作用があるので好ましい。また、下地めっき層３が銅であると、金属基材２が鉄や鉄系合金である際に、その鉄の熱伝導性が低いことをカバーし、溶融の際に錫が短時間で溶融することを促進する作用がある。
【００１５】
表面めっき層５は、環境保全の面から鉛フリーの錫または錫系合金からなると好ましい。表面めっき層５は厚さ３〜１０μｍの錫または錫系合金からなり、錫系合金としてＳｎ−Ｃｕ、Ｓｎ−Ａｇ、Ｓｎ−Ｂｉ、Ｓｎ−Ｓｂ、Ｓｎ−Ｉｎ、Ｓｎ−Ｓｂ−Ｃｕなどが例示できる。錫めっきの表面めっき層５において、条材１の接合効果を発揮できる最低のめっき厚が３μｍであり、厚みが１０μｍを超えると、折り曲げ加工時のヒビ割れが発生する可能性が高くなる。さらに好ましくは、錫めっき層の厚さは３．５〜１０μｍであり、この範囲内であると条材１の接合効果を十分発揮でき、しかもウイスカー発生の恐れがないうえに経済的でもある。
【００１６】
表面めっき層５は、その表面の凹凸差が約２μｍ以下であることを要する。条材１の表面の凹凸差が２μｍを超えると、後加工の多いリード端子電極材などに使用した際の組立精度が確保できず、めっき表面の平滑性が低くなって所定のはんだ濡れ性を得ることができない。
【００１７】
表面めっき層５として、厚さ３〜８μｍの錫めっきを形成し、ついで厚さ０．５〜２μｍの銀、ビスマス、銅、アンチモンまたはインジウムめっきを形成してもよい。この場合、表面めっき層５中の錫は、常温でも多少拡散するけれども、めっき後にリフロー処理で加熱することによって効果的に拡散し、銀、ビスマス、銅、アンチモンまたはインジウムと所定の合金を形成する。これらの合金において、Ｓｎ−ＢｉやＳｎ−Ａｇは耐疲労性に優れ、Ｓｎ−Ｓｂは強度、耐高温クリープ性が共晶はんだよりも優れ、Ｓｎ−Ｉｎは強度、耐クリープ性に問題がない。錫めっきの上に銀、ビスマス、銅、アンチモンまたはインジウムめっきを形成することにより、錫めっきにおけるウィスカーの発生を未然に防止できる。所望に応じて、銀、ビスマス、銅、アンチモンまたはインジウムめっきの上に、さらに１μｍ以下の錫めっきを形成してもよく、この場合には表面の錫めっきは非常に薄いのでウィスカーの影響は殆どない。
【００１８】
錫系めっき条材１を製造するには、めっき素材７（図２）を用い、該めっき素材は前記のように平坦な金属基材２の上にまず薄い下地めっきを施し、さらに電気めっき法で厚さ３〜１０μｍの表面めっき層５を形成している。めっき素材７は、図２に例示する溶融炉８に導入し、該溶融炉内で昇温させながら２台のバ−ナ１０，１０（太矢印で図示）によってめっき素材７の表裏面を８００〜９００℃に直接加熱する。この加熱で表面めっき層５が溶融した後に、これを直ちに冷却液１２の中へ送り込んで実質的に急冷することを要する。
【００１９】
溶融炉８は、一般に縦長の筒形形状であり、その内部下方にバ−ナ１０，１０を対向設置し、両バーナは高さ方向で異なった位置に配置する。溶融炉８には、その上方に筒形延長部１２を垂直に取り付け、該延長部の上方部に排気孔１４を設ける。めっき素材７は、筒形延長部１２を通して垂直方向下向きに溶融炉８へ送り込む。排気孔１４は、吸引排気によって溶融炉８内の酸素濃度を１００ｐｐｍ以下、好ましくは５０ｐｐｍ前後に調整するとともに、可変式で温度分布を作ることにより、めっき素材７が排気口の位置を通過すると次第に昇温させる。めっき素材７を１００ｐｐｍ以下の低酸素濃度の雰囲気下で溶融することにより、めっき表面における酸化膜の生成を抑制する。
【００２０】
冷却液１２を収納する水槽（図示しない）は、溶融炉８の直下に配置し、該水槽を通過した条材１をローラ１４によって上方へ送り、ロール（図示しない）に巻き取る。条材１は、直火型バーナ１０，１０で溶融された後に冷却液１２で実質的に急冷されることにより、溶融からから凝固までの時間を短縮してめっき表面の平滑性を保つ。
【００２１】
【実施例】
次に、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
【００２２】
実施例１
図１に示すように、幅２５ｍｍ、厚み０．１ｍｍの基材２は４２%ニッケル−鉄合金（４２アロイ）であり、該基材を陰極電解脱脂（ＮａＯＨ：１５％）ついで酸浸漬（Ｈ２ＳＯ４：１０%）によって洗浄する。洗浄した基材２にニッケル下地めっき層３を形成するため、下記の浴組成の電気めっき浴に浸漬する。この浴条件は液温４０℃および陰極電流密度１０Ａ／ｄｍ2であり、強攪拌しながら８０秒間めっきすることにより、基材２に厚さ１．０μｍのニッケル下地めっき層３を形成する。
スルファミン酸ニッケル ３２０ｇ／ｌ
ホウ酸 ３０ｇ／ｌ
【００２３】
次に、ニッケル下地めっきした基材２を下記の浴組成の電気めっき浴に浸漬し、液温２５℃および陰極電流密度１０Ａ／ｄｍ２において、強攪拌しながら６０秒間めっきすることにより、厚さ５μｍの錫表面めっき層５を形成する。
アルカノールスルホン酸第一錫（商品名：UTB AS-S、石原薬品製）６００ｇ／ｌ
アルカノールスルホン酸（商品名：UTB MS-A、石原薬品製） ５０ｇ／ｌ
添加剤（品名：UTB 519M、石原薬品製） ５０ｍｌ／ｌ
【００２４】
得ためっき素材７を第三燐酸ソーダに浸漬して洗浄してから乾燥する。めっき素材７を溶融炉８（図２）の上方から導入し、該溶融炉内の酸素濃度は５０ｐｐｍである。めっき素材７を溶融炉８内で昇温させながら、約２秒後に２台の直火バ−ナ１０，１０によってその表裏を８５０℃に直接加熱する。この加熱で表面めっき層５が溶融した後に、これを３秒後に冷却液１２の中へ送り込んで実質的に急冷する。
【００２５】
リフロー処理した条材１について、下記の表１および表２に示すように、表面めっき層５のめっき厚さおよびはんだ濡れ性などを測定する。得た条材１は、リフロー処理時に酸素濃度を低くし且つ急冷に近いので、リフロー処理後において酸化皮膜の厚さが薄く、錫表面めっき層５の凹凸差が２μｍ以下であって、平坦な５μｍの厚い錫めっき層の形成が可能である。また、条材１ははんだ付け性とはんだ濡れ性が良好である。
【００２６】
比較例
実施例１でニッケル下地めっきした基材２を下記の浴組成の電気めっき浴に浸漬し、液温４０℃および陰極電流密度８Ａ／ｄｍ２において、強攪拌しながら６０秒間めっきすることにより、厚さ３μｍの錫表面めっき層５を形成する。
硫酸第一錫 ６０ｇ／ｌ
硫酸 ４０ｇ／ｌ
添加剤（市販の硫酸浴用の添加剤） ７５ｍｌ／ｌ
【００２７】
得ためっき素材を第三燐酸ソーダに浸漬して洗浄してから乾燥する。このめっき素材を公知の溶融炉に導入し、該溶融炉内の酸素濃度は２００ｐｐｍである。このめっき素材を溶融炉内で加熱し、この加熱で表面めっき層５が溶融した後に、これを５秒後に水の中へ送り込む。
【００２８】
比較例では、厚さ３μｍの錫表面めっき層を形成し、これに公知のリフロー処理を施している。得た条材は、リフロー処理時に酸素濃度が高く且つ急冷になっていないので、リフロー処理後において酸化皮膜が厚く、表面めっき層の凹凸差が３μｍを超えている。この条材は、錫表面めっき層の膜厚にかなりの凹凸が生じ、はんだ付け性とはんだ濡れ性が悪い。
【００２９】
実施例２
実施例１でニッケル下地めっきした基材２を下記の浴組成の電気めっき浴に浸漬し、液温２５℃および陰極電流密度５Ａ／ｄｍ２において、強攪拌しながら１３０秒間めっきすることにより、厚さ５μｍの錫−銅合金の表面めっき層５を形成する。
ソフトアロイＧＳＣ（上村工業製） １１６ｍｌ／ｌ
ソフトアロイＧＣＣ（上村工業製） １０ｍｌ／ｌ
ソフトアロイＧＡＣ（上村工業製） ２００ｍｌ／ｌ
ソフトアロイＧＴＣ−ＲＳ（上村工業製） １００ｍｌ／ｌ
ソフトアロイＧＴＣ−ＲＡ（上村工業製） ９０ｍｌ／ｌ
【００３０】
得ためっき素材７を第三燐酸ソーダに浸漬して洗浄してから乾燥する。めっき素材７を溶融炉８（図２）の上方から導入し、該溶融炉内の酸素濃度は５０ｐｐｍである。めっき素材７を溶融炉８内で昇温させながら、約２秒後に２台の直火バ−ナ１０，１０によってその表裏面を８５０℃に直接加熱する。この加熱で表面めっき層５が溶融した後に、これを３秒後に冷却液１２の中へ送り込んで実質的に急冷する。
【００３１】
実施例２で得た条材１について、下記の表１および表２に示すように、表面めっき層５のめっき厚さおよびはんだ濡れ性などを測定する。得た条材１は、リフロー処理後において酸化皮膜の厚さが薄く、錫−銅合金の表面めっき層５の凹凸差が２μｍ以下であって、はんだ付け性が良好である。
【００３２】
実施例３
実施例１でニッケル下地めっきした基材２を実施例１と同様に錫めっきする。ついで下記の浴組成の電気めっき浴に浸漬し、液温２５℃および陰極電流密度４Ａ／ｄｍ２において、強攪拌しながら３０秒間めっきすることにより、厚さ２μｍのビスマスめっき層を形成する。
アルカンスルホン酸ビスマス（品名：UTB PF-Bi、石原薬品製） ２００ｇ／ｌ
アルカンスルホン酸（品名：UTB PF-Acid、石原薬品製） ５０ｇ／ｌ
添加剤（品名：UTB 05M、石原薬品製） ３０ｍｌ／ｌ
【００３３】
得ためっき素材７を第三燐酸ソーダに浸漬して洗浄してから乾燥し、その後、めっき素材７を溶融炉８（図２）の上方から導入し、該溶融炉内の酸素濃度は５０ｐｐｍである。めっき素材７を溶融炉８内で昇温させながら、約２秒後に２台の直火バ−ナ１０，１０によってその表裏を８５０℃に直接加熱する。この加熱で表面めっき層５が溶融した後に、これを３秒以内に冷却液１２の中へ送り込んで実質的に急冷する。
【００３４】
実施例３では、表面めっき層５として、錫めっき５μｍの上にさらにビスマスめっきを２μｍ形成した２層めっきとし、この後にリフロー処理している。表面めっき層５は、実質的に錫−ビスマス合金めっきである。実施例３で得た条材１について、下記の表１および表２に示すように、表面めっき層５のめっき厚さおよびはんだ濡れ性などを測定する。得た条材１は、リフロー処理後において酸化皮膜の厚さが薄く、錫−ビスマス合金の表面めっき層５の凹凸差が２μｍ以下であって、はんだ付け性が良好である。
【００３５】
実施例４
幅３５ｍｍ、厚み０．１ｍｍの基材２は４２%ニッケル−鉄合金（４２アロイ）であり、該基材を陰極電解脱脂（ＮａＯＨ：１５％）ついで酸浸漬（Ｈ２ＳＯ４：１０%）によって洗浄する。洗浄した基材２に銅下地めっき層３を形成するため、下記の浴組成の電気めっき浴に浸漬する。この浴条件は液温３０℃および陰極電流密度２０Ａ／ｄｍ2であり、強攪拌しながら３０秒間めっきすることにより、基材２に厚さ１．０μｍの銅下地めっき層３を形成する。
シアン化第１銅 ６０ｇ／ｌ
シアン化ナトリウム ８０ｇ／ｌ
酒石酸カリウムナトリウム ５０ｇ／ｌ
チオシアン酸カリウム １０ｇ／ｌ
水酸化カリウム １０ｇ／ｌ
【００３６】
次に、銅下地めっきした基材２を下記の浴組成の電気めっき浴に浸漬し、液温２５℃および陰極電流密度１０Ａ／ｄｍ２において、強攪拌しながら５０秒間めっきすることにより、厚さ４μｍの錫表面めっき層５を形成する。
アルカノールスルホン酸第一錫（商品名：UTB AS-S、石原薬品製）６００ｇ／ｌ
アルカノールスルホン酸（商品名：UTB MS-A、石原薬品製） ５０ｇ／ｌ
添加剤（品名：UTB 519M、石原薬品製） ５０ｍｌ／ｌ
【００３７】
ついで下記の浴組成の電気めっき浴に浸漬し、液温２５℃および陰極電流密度１．０Ａ／ｄｍ２において、強攪拌しながら１２０秒間めっきすることにより、厚さ１μｍの銀めっき層を形成する。
シアン化銀 ５０ｇ／ｌ
シアン化ナトリウム ５０ｇ／ｌ
炭酸カリウム ３０ｍｌ／ｌ
【００３８】
得ためっき素材７を第三燐酸ソーダに浸漬して洗浄してから乾燥する。めっき素材７を溶融炉８（図２）の上方から導入し、該溶融炉内の酸素濃度は５０ｐｐｍである。めっき素材７を溶融炉８内で昇温させながら、約２秒後に２台の直火バ−ナ１０，１０によってその表裏面を８５０℃に直接加熱する。この加熱で表面めっき層５が溶融した後に、これを３秒以内に冷却液１２の中へ送り込んで実質的に急冷する。
【００３９】
実施例４では、表面めっき層５として、錫めっき４μｍの上にさらに銀めっきを１μｍ形成した２層めっきとし、この後に低酸素濃度雰囲気中でリフロー処理している。表面めっき層５は、実質的に錫−銀合金めっきである。実施例４で得た条材１について、下記の表１および表２に示すように、表面めっき層５のめっき厚さおよびはんだ濡れ性などを測定する。得た条材１は、リフロー処理後において酸化皮膜の厚さが薄く、錫−銀合金の表面めっき層５の凹凸差が２μｍ以下であって、はんだ付け性が良好である。
【００４０】
【表１】
表１において、めっき厚分布は、蛍光Ｘ線膜厚計を用いて条材１の長手方向へ２ｍｍ間隔で測定する。
【００４２】
【表２】
表２において、測定条件において、「常態」とはリフロー処理直後に測定し、「大気加熱後」とは温度１５５℃で１６時間の大気加熱を施した後に測定し、「加湿後」とは温度６０℃×湿度９５％で１６８時間の加湿処理を施した後に測定し、「ＰＣＴ（プレッシャークッカーテスト）後」とは温度１２１℃×湿度１００％で２気圧 ×５時間の処理を施した後に測定する。
【００４４】
また、測定項目について、「はんだ付け性」とは、２０ｍｍ幅に切断した試料を用い、この試料を溶融した錫−鉛合金に浸漬して引き上げた後に、その表面がどれくらい新しいはんだで蔽われているかを面積比で表し、１００％で完全である。この場合、溶融した錫−鉛合金は、Ｓｎ３７％−Ｐｂの共晶はんだであり、２３０℃に加熱し、ロジン２５％のフラックスを使用する。「はんだ濡れ性」とは、溶融した錫−鉛合金に試料を浸漬し、はんだが濡れはじめるまでの時間をゼロクロスタイムとして測定する。専用の測定器（ＳＡＴ５０００、レスカ製）を使用し、数値は短いものほどよい。「硬度」とは、マイクロビッカース硬度計による測定値であり、数値が大きいものほど硬い。
【００４５】
【発明の効果】
本発明の電子部品用錫系めっき条材は完全に鉛フリーであり、有毒な鉛を全く含有していないので、鉛による環境汚染の問題が生じることもない。しかも、本発明の錫系めっき条材は、１００ｐｐｍ以下の低酸素濃度の雰囲気下でリフロー処理によって酸化膜が薄く、はんだ付け性とはんだ濡れ性が良好になり、その保管状態が高温高湿での放置、例えば６０℃、９５％ＲＨに達しても、ウィスカーの発生による短絡事故を発生することはない。
【００４６】
本発明の錫系めっき条材は、厚さ３〜１０μｍという厚い表面めっき層が下地めっき上に形成されることにより、後加工の表面酸化などで錫めっき層が一部消失しても、電子部品用条材として最終のはんだ付け加工で接合不良を発生することがない。本発明の錫系めっき条材は、表面めっきを一般に電気めっき法で連続的に形成するので比較的コスト安であり、条材表面の凹凸差が約２μｍ以下であって表面の平滑さが高く、はんだ付け性およびはんだ濡れ性が優れている。
【００４７】
本発明の錫系めっき条材の製造法では、リフロー処理において、溶融した後に直ちに冷却液へ送り込んで実質的に急冷することにより、表面めっき層の平滑性が優れ、条材のはんだ付け性および滑り性が良好になる。リフロー処理の際には、めっき素材を１００ｐｐｍ以下の低酸素濃度の雰囲気下で溶融し、めっき表面における酸化膜の生成を抑制している。また、表面に鉛フリーの錫または錫系めっきを施こすと、そのめっきが厚くてもめっき時間が比較的掛からずに大量生産に向いている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の錫系めっき条材を例示する拡大断面図である。
【図２】 本発明の錫系めっき条材の製造装置を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１ 電子部品用錫系めっき条材
２ 金属基材
３ 下地めっき層
５ 表面めっき層
８ 低酸素濃度雰囲気の溶融炉
１０，１０ バ−ナ
１２ 冷却液
Claims (5)
- 平坦な金属基材の上に無鉛化の下地めっきを施し、さらに無鉛化した表面めっき層を全面または帯状に形成する電子部品用錫系めっき条材であって、表面めっき層は厚さ３〜１０μｍの錫または錫系合金からなり、１００ｐｐｍ以下の低酸素濃度の雰囲気下でめっき条材を８００〜９００℃に直接加熱して溶融した後に、直ちに冷却液に送り込むリフロー処理により、該リフロー処理後に表面めっき層の凹凸差が２μｍ以下になっている平滑性が高い電子部品用錫系めっき条材。
- 金属基材が鉄、銅、アルミニウム、ニッケルまたはこれらの合金であり、下地めっき層はニッケル、銅またはこれらの合金からなり、且つ表面めっき層は厚さ４〜１０μｍの無鉛化した錫または錫合金からなる請求項１記載の錫系めっき条材。
- 表面めっき層として、錫めっきの上にさらに銀、ビスマス、アンチモンまたはインジウムめっきを形成し、さらにリフロー処理で錫を溶融させることにより、該表面めっき層が実質的に無鉛化した錫系合金である請求項１記載の錫系めっき条材。
- 平坦な金属基材の上に無鉛化の下地めっきを施し、さらに電気めっき法で厚さ３〜１０μｍの錫または錫系合金の表面めっきを施し、得ためっき素材を溶融炉に導き、１００ｐｐｍ以下の低酸素濃度の雰囲気下において、該溶融炉内で昇温させながら少なくとも２台のバ−ナによって該条材の表裏面を８００〜９００℃に直接加熱して溶融した後に、直ちに冷却液へ送り込むことにより、平滑性が優れた表面めっき層を形成する電子部品用錫系めっき条材の製造法。
- めっき素材を１００ｐｐｍ以下の低酸素濃度の雰囲気下で溶融することにより、めっき表面における酸化膜の生成を抑制し、且つめっき素材を加熱する直火型バーナを冷却液の真上に設置することにより、溶融から凝固までの時間を短縮してめっき表面の平滑性を保たせる請求項４記載の製造法。
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| JP5410154B2 (ja) * | 2008-12-24 | 2014-02-05 | 三菱伸銅株式会社 | めっき付銅条材の製造方法及び製造装置 |
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| JP2012140678A (ja) * | 2010-12-28 | 2012-07-26 | Kyowa Densen Kk | 曲げ加工部のウィスカ発生を防止するめっき被膜部材、これを用いた電気電子部品、並びにめっき被膜部材の製造方法とめっき皮膜部材のウィスカ発生防止方法 |
| JP5949291B2 (ja) * | 2012-08-03 | 2016-07-06 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | コネクタ端子及びコネクタ端子用材料 |
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