JP5410201B2 - 銅合金板への高電流密度Snめっき用硫酸浴及びSnめっき方法 - Google Patents
銅合金板への高電流密度Snめっき用硫酸浴及びSnめっき方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5410201B2 JP5410201B2 JP2009195170A JP2009195170A JP5410201B2 JP 5410201 B2 JP5410201 B2 JP 5410201B2 JP 2009195170 A JP2009195170 A JP 2009195170A JP 2009195170 A JP2009195170 A JP 2009195170A JP 5410201 B2 JP5410201 B2 JP 5410201B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plating
- current density
- sulfuric acid
- bath
- alloy plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
Description
特許文献1には、主成分として5〜50g/lの硫酸、40〜100g/lの錫(II)、光沢添加剤およびスラッジ抑制剤を含む高電流密度用錫めっき浴が記載され、このめっき浴を用いて温度30〜70℃、50A/dm2以上の電流密度で鋼ストリップに錫を電析させている。
上記のいずれの特許文献にも、めっき浴のスラッジ発生を抑制する対策については記載されているが、泡の発生防止には触れられていない。
酸化防止剤としてはピロガロール或いはハイドロキノンを選定した。その理由は、曇点(界面活性剤相が水から分離し溶液が白濁する温度)を下げないためである。曇点は50℃以上が好ましく、曇点が操業温度以下になると材料に油分が吸着しリフロー時に変色する不都合が起き易くなる。通常の親油性の高い酸化防止剤は曇点を下げるので、親水性ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマーと相性の良い親水性のピロガロール或いはハイドロキノンを選んだ。また、ピロガロール或いはハイドロキノンは本浴組成においてスラッジ対策にも充分な効果を発揮することがわかった。
消泡剤も曇点を低下させず親水性ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマーと相性の良い疎水性ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマーを選んだ。
硫酸錫の濃度を30〜150g/lとしたのは、30g/l未満ではめっき時の電流密度が上がらず、150g/lを超えても効果は飽和して意味がないからである。より好ましくは60〜120g/lがよい。
エチレンジアミンEO−PO付加物の濃度を0.025〜2.5g/lとしたのは、0.025g/l未満ではめっき焼けが起こり、2.5g/lを超えると泡の発生が多くなるからである。より好ましくは0.1〜1.0g/lがよい。
アルキルアミン化合物EO付加物の濃度を0.025〜2.5g/lとしたのは、0.025g/l未満ではめっき焼けが起こり、2.5g/lを超えると泡の発生が多くなるからである。より好ましくは0.1〜1.0g/lがよい。
疎水性ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマーの濃度を0.05〜1g/lとしたのは、0.05g/l未満では消泡剤としての効果がなく、1g/lを超えると曇点が50℃以下に低下するからである。より好ましくは0.1〜0.5g/lがよい。
各成分を上記の通り配合したSnめっき用硫酸浴を用いることで、めっき時の泡立ちやスラッジの発生が抑えられ、めっき焼けも防止できる。
本実施形態のSnめっき浴は、銅合金板にSnめっきを含む複数層のめっきを施した後にリフロー処理することによって製造されるめっき付き銅合金板のSnめっき処理に用いられる。
硫酸の濃度は、30g/l未満ではめっき時の電流密度が上がらず、120g/lを超えるとSnが溶解しなくなる。より好ましい濃度としては60〜90g/lである。
硫酸錫の濃度は、30g/l未満ではめっき時の電流密度が上がらず、150g/lを超えても効果は飽和して意味がない。より好ましい濃度としては60〜120g/lである。
この親水性ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマーの濃度は、0.5g/l未満では光沢不足で効果がなく、5g/lを超えると泡の発生が多くなる。より好ましい濃度としては1〜3g/lである。
このエチレンジアミンEO−PO付加物の濃度は、0.025g/l未満ではめっき焼けが起こり、2.5g/lを超えると泡の発生が多くなる。より好ましい濃度としては0.1〜1.0g/lである。
このアルキルアミン化合物EO付加物の濃度は、0.025g/l未満ではめっき焼けが起こり、2.5g/lを超えると泡の発生が多くなる。より好ましい濃度としては0.1〜1.0g/lである。
このブロックポリマーの濃度は、0.05g/l未満では消泡剤としての効果がなく、1g/lを超えると曇点が50℃以下になる。より好ましい濃度としては0.1〜0.5g/lである。
Niめっき浴は、硫酸を主成分とする硫酸浴である。このNiめっき浴中の硫酸濃度は、0.5〜5g/lの範囲内に設定され、Niめっき浴中のNi濃度(NiSO4・6H2O濃度)は、150〜400g/lの範囲内に設定されている。
また、Niめっき液のpHを1.0〜2.0とするのが好都合である。これにより、めっき時の水素発生により生成する水酸化ニッケルを溶解し、次工程でのCu,Snめっきの付着性を良くことが可能である。
Cuめっき浴は、硫酸を主成分とする硫酸浴である。このCuめっき浴中の硫酸濃度は、10〜100g/lの範囲内に設定され、Cuめっき浴中のCu濃度(CuSO4・5H2O濃度)は、100〜300g/lの範囲内に設定されている。
なお、銅合金板11としては、板厚が0.25mm程度の条材とされてコイル状に巻き取られており、後述するようにめっき浴中を連続的に通過させられるようになっている。
この図1に示すめっき装置21は、銅合金板の条材(銅条材と称す)11に3層めっきした後、リフロー処理まで実施する装置である。すなわち、このめっき装置21は、脱脂・洗浄槽22、Niめっき槽23、Cuめっき槽24、Snめっき槽25、各めっき槽23〜25の後に配置される洗浄槽26〜28が連続して配置され、銅条材11を脱脂・洗浄槽22、Niめっき槽23、Cuめっき槽24、Snめっき槽25の順に連続的に搬送しながらめっきするようになっている。脱脂・洗浄槽22は、さらに脱脂槽22a、洗浄槽22b、酸洗槽22c、洗浄槽22dによって構成されている。
この場合、いずれのめっき槽23〜25も、図2に示すように、連続的に走行する銅条材11の両面と対向するように一対の電極板29を配置しためっきタンク30を備えている。各電極板29は、チタン(Ti)に酸化イリジウム(IrO2)がコーティングされた不溶性電極板とされている。
そして、めっき液は、図2に白抜き矢印で示したように、各めっきタンク30内を銅条材11の走行方向(実線矢印で示す)とは逆方向に流通させられる構成とされ、銅条材11の走行とめっき液の流通とにより、各めっきタンク30内で各電極板29と銅条材11との間に形成されるめっき液の流れ場におけるレイノルズ数が1×104〜5×105となるように、銅条材11とめっき液とが相対移動されるようになっている。
また、各めっき槽23〜25内のめっき液は、循環タンク(図1にはSnめっき槽25の循環タンクのみ示している)33との間でポンプ34により循環させられる構成とされている。
また、各めっき浴における電流密度は、15〜50A/dm2の範囲内に設定されている。電流密度の適正範囲は、めっき浴の組成、温度等によって変化することになる。本実施形態においては、電流密度の適正範囲が高電流密度側となるようにめっき浴の組成、温度を設定している。
このめっき浴におけるレイノルズ数Reは、めっき液と銅条材との相対速度U(m/s)とめっき槽内のめっき液の流れ場の相当直径De(m)と、めっき液の動粘性係数ν(m2/s)との関係から、Re=UDe/νによって求められる。めっき液の流れ場の相当直径Deは、図3に示す電極板29の幅a、電極板29と銅条材11との間の間隔bとの関係から、De=2ab/(a+b)により求められる。
このため、いずれのめっき処理も、めっき液の流れ場をレイノルズ数1×104〜5×105にて乱流として、発生した水素ガスを連続的かつ効率的に排除し、処理板の表面に新鮮なめっき液を速やかに供給し、高電流密度によって均質なめっき層を短時間で形成することができる。なお、このレイノルズ数でのめっき処理を可能とするため、めっき液と銅条材11との相対流速としては例えば0.5〜3m/secとされる。このため、高速のめっきラインとすることができ、銅条材11の走行速度(ライン速度)としては、例えば35m/分以上とすることが可能である。
このとき、Niめっき工程、Cuめっき工程およびSnめっき工程において、Niめっき浴、Cuめっき浴およびSnめっき浴におけるレイノルズ数が1×104〜5×105となるように設定されているので、高電流密度条件下での電流効率を向上させて効率良くNiめっき、CuめっきおよびSnめっきを行うことができるとともに、めっき焼けを防止して均一なNiめっき層12、Cuめっき層13およびSnめっき層14を形成することができる。
さらに、Snめっき浴における硫酸錫濃度が20〜150g/lの範囲内に設定されているので、めっき焼けの発生及びスラッジの発生を抑えることができる。
また、光沢剤として、親水性ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマーに加えて、高電流密度のめっき処理に好適なエチレンジアミンEO−PO付加物、アルキルアミン化合物EO付加物を選択して、これら3種類の光沢剤を前述した添加量で添加したことにより、泡の発生を抑制しつつ高電流密度下でのめっき処理を実施することができる。
また、その場合に、酸化防止剤として親水性のピロガロール或いはハイドロキノン、及び消泡剤として疎水性ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマーをそれぞれ選択したことにより、光沢剤との相性が良く、曇点を低下させることがないので、スラッジや泡の抑制効果に優れるめっき浴となっている。
更に、硫酸浴のFe濃度が0.5g/l以下とされているので、よりめっき焼けがおきにくくなっている。
そして、このSnめっき浴温度が15〜50℃の範囲内に設定されているので、高い電流密度でも均一なSnめっき層14を得ることができる一方、めっきむらの発生を防止できるとともに、泡やスラッジの発生を抑制できる。
この場合、高速ラインにより給電ロールへの負荷が大きくなるが、給電ロールをSUS316の耐食性、耐摩耗性に優れるステンレス鋼とし、その表面粗さを粗さ曲線の最大断面高さRtで6μm以下としたことから、摩耗や銅条材による押し跡等が生じることがなく、めっき表面の品質を劣化させることがない。
したがって、この製造装置によれば、銅条材の幅が例えば670mm以上、ライン速度が例えば35m/分以上の大型で高速のめっき処理を実現することができる。
例えば、銅条材の表面に、Niめっき層、Cuめっき層およびSnめっき層を有する3層構造のめっき層を備えためっき付銅条材を製造するものとして説明したが、これに限定されることはなく、例えば、銅条材の表面に、直接、Snめっき層を形成するものであってもよい。また、銅条材の表面にCuめっき層を形成し、このCuめっき層の上にSnめっき層を形成してもよい。さらに、銅条材の表面にNiめっき層を形成し、このNiめっき層の上にSnめっき層を形成してもよい。
また、Snめっき槽に泡除去手段及びスラッジ除去手段を設けたが、前述したように、めっき浴の構成により泡やスラッジの発生を抑制できるので、泡除去手段及びスラッジ除去手段は必ずしも必要ではない。
Niめっき浴については硫酸濃度を0.5〜5g/l、Ni濃度を150〜400g/l、pHを1.0〜2.0に調整し、浴温30〜60℃とした。Cuめっき浴については硫酸濃度を10〜100g/l、Cu濃度を100〜300g/lとし、浴温を20〜70℃とした。これらNiめっき、Cuめっきにおける電流密度は15〜50A/dm2とした。
Snめっき浴の組成については、表1に示すように、硫酸、硫酸錫、各光沢剤、酸化防止剤、消泡剤の添加量を変えて複数種類の浴を構成し、それぞれ表1に示す温度、電流密度条件とした。また、Fe濃度についても表1に示す通りであった。表1中、Aは親水性ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマー、BはエチレンジアミンEO−PO付加物、Cはアルキルアミン化合物EO付加物、Dはピロガロール或いはハイドロキノン、Eは疎水性ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマーを示す。
いずれのめっき浴においても、アノードとしては、酸化イリジウム被覆チタンを使用し、レイノルズ数が1×104〜5×105となるように銅条材及びめっき液を相対移動させた。
泡立ちについては、JIS K 3362に準拠したロスマイルス法により、25℃で5分後の泡高さを測定し、35mm以下のものを○、35mmを超えたものを×とした。
めっき焼けについては、リフロー後のめっき処理材の表面を目視により観察し、めっき焼けが認めらないものを○、めっき焼けが認められたものを×とした。
スラッジについては、Snめっき槽に100A・h/l通電した後にめっき液を遠心分離してスラッジの量を測定し、スラッジ量が5g/l未満であったものを○、5g/l以上を×とした。
これらの結果を表2に示す。
11 銅条材(銅合金板)
12 Niめっき層
13 Cuめっき層
14 Snめっき層
15 Cu−Sn金属間化合物層
16 めっき付銅条材(めっき付き銅合金板)
21 製造装置
23〜25 めっき槽
29 電極板
30 めっきタンク
31 給電ロール
33 循環タンク
35 液戻り配管
36 泡除去手段
37 スラッジ除去手段
42 リフロー炉
Claims (2)
- 主成分として硫酸:30〜120g/l、硫酸錫:30〜150g/lを含有するとともに、光沢剤として親水性ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマー:0.5〜5g/l、エチレンジアミンEO−PO付加物:0.025〜2.5g/l、アルキルアミン化合物EO付加物:0.025〜2.5g/l、酸化防止剤としてピロガロール或いはハイドロキノン:0.3〜10g/l、消泡剤として疎水性ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマー:0.05〜1g/lを含有することを特徴とする銅合金板への高電流密度Snめっき用硫酸浴。
- 請求項1記載の高電流密度Snめっき用硫酸浴を用いて銅合金板へSnめっきを施す方法であって、前記高電流密度Snめっき用硫酸浴中にて不溶性アノードを使用し、浴温15〜50℃、電流密度15〜50A/dm2で銅合金板にSnを電析させることを特徴とする銅合金板へのSnめっき方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009195170A JP5410201B2 (ja) | 2009-08-26 | 2009-08-26 | 銅合金板への高電流密度Snめっき用硫酸浴及びSnめっき方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009195170A JP5410201B2 (ja) | 2009-08-26 | 2009-08-26 | 銅合金板への高電流密度Snめっき用硫酸浴及びSnめっき方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011046991A JP2011046991A (ja) | 2011-03-10 |
JP5410201B2 true JP5410201B2 (ja) | 2014-02-05 |
Family
ID=43833612
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009195170A Active JP5410201B2 (ja) | 2009-08-26 | 2009-08-26 | 銅合金板への高電流密度Snめっき用硫酸浴及びSnめっき方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5410201B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20150122662A1 (en) * | 2013-11-05 | 2015-05-07 | Rohm And Haas Electronic Materials Llc | Plating bath and method |
CN104060309A (zh) * | 2014-06-13 | 2014-09-24 | 安徽省宁国天成电工有限公司 | 一种金属铜线的表面镀锡方法 |
CN115110126A (zh) * | 2022-06-14 | 2022-09-27 | 铜陵蔚屹新材料有限公司 | 一种甲基磺酸体系马口铁镀锡液 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61117297A (ja) * | 1984-11-13 | 1986-06-04 | Ebara Yuujiraito Kk | スズ属金属めつき液 |
JP3336621B2 (ja) * | 1991-12-17 | 2002-10-21 | ユケン工業株式会社 | めっき用組成液とめっき方法 |
JP3217259B2 (ja) * | 1996-01-30 | 2001-10-09 | 日本鋼管株式会社 | 高電流密度錫めっき用光沢剤及び高電流密度電解特性に優れた錫めっき浴 |
US6322686B1 (en) * | 2000-03-31 | 2001-11-27 | Shipley Company, L.L.C. | Tin electrolyte |
-
2009
- 2009-08-26 JP JP2009195170A patent/JP5410201B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2011046991A (ja) | 2011-03-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20070158204A1 (en) | Tin and tin alloy electroplating method with controlled internal stress and grain size of the resulting deposit | |
WO2010119489A1 (ja) | 導電部材及びその製造方法 | |
CN107099825B (zh) | 电子元器件用引线镀锡工艺的镀液配方及引线镀锡工艺 | |
JP5410201B2 (ja) | 銅合金板への高電流密度Snめっき用硫酸浴及びSnめっき方法 | |
EP2722419B1 (en) | Thin-tin tinplate | |
JP2017218662A (ja) | めっき液 | |
JP6818520B2 (ja) | 中性スズめっき液を用いたバレルめっきまたは高速回転めっき方法 | |
JPWO2013047340A1 (ja) | 電気ニッケルめっき液中の希土類不純物の除去方法 | |
JP2021523298A (ja) | 銅電解精製の改善 | |
JP5442316B2 (ja) | 導電部材の製造方法 | |
JP3150370U (ja) | 電解めっき装置 | |
TW201012970A (en) | Etchant for copper or copper alloy material, pre-plating treatment method, and method for forming member for electronic component | |
US10273591B2 (en) | Flux method for tin and tin alloys | |
JP5835001B2 (ja) | 電気ニッケルめっき液中の希土類不純物の除去方法 | |
JP5410154B2 (ja) | めっき付銅条材の製造方法及び製造装置 | |
KR101004681B1 (ko) | 도금 부착성, 내식성 및 납땜성이 우수한 표면실장용 점퍼 | |
JP6364920B2 (ja) | 電解精錬方法 | |
JP2016113695A (ja) | 銅合金材のスズめっき方法 | |
JP2012057214A (ja) | 銅合金板への高電流密度Snめっき用硫酸浴及びSnめっき方法 | |
JP5461124B2 (ja) | 高電流密度Snめっき用硫酸浴 | |
JP5747441B2 (ja) | 電気亜鉛めっき鋼板の製造方法 | |
CN101960544B (zh) | 电解电容器用铝电极板的制造方法 | |
JP6081224B2 (ja) | 表面処理鋼板の製造方法 | |
CN113463003A (zh) | 一种助镀剂及应用该助镀剂的热镀锌工艺 | |
CN111826690A (zh) | 一种立式高速连续镀锡的镀液配方及工艺 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120719 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130927 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20131029 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20131106 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5410201 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |