JPH01184279A - 無電解スズ一鉛合金めっき浴 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は銅または銅合金に無電解スズ−鉛合金めっきを
施す際に用いられる無電解スズ−鉛合金めっき浴に関す
るものである。

（従来の技術とその問題点） スズめっき、あるいはスズ−鉛合金めっきは、はんだ付
は性を向上させるので電子部品等に広く利用されている
。特にスズ−鉛合金めっきは、スズめっき特有のウィス
カーの発生もないので、小型化、複雑化、多ピン化の進
んでいる半導体装置用パッケージ等に有用である。

従来電解のスズ−鉛合金めっきに一般に用いられている
浴は、硫酸浴、塩酸浴等の鉱酸を用いた浴、およびフッ
化物浴である。しかしこれらの浴では鉱酸やフッ化物に
よる銅または銅合金素材への激しいアク、りが免かれず
、素材を損傷させる問題点がある。特にポリイミド等の
絶縁樹脂シート上に銅箔回路を形成したテープキャリア
等の電子部品にあっては、リード幅が１００μｍ程度の
極めて細かいものであるため、リードのっけ根等への鉱
酸等のアタックが大きく、断線等の悪影響を受は易い。

また鉱酸は、硫酸を用いた場合にはめっき外観に劣るた
め、主として塩酸を用いる場合が多いのであるが、電子
部品が半導体装置用部品の場合には、製品の清浄度の点
から塩素イオンが存在しないことが望ましく、塩酸浴も
好ましくない。

またこの種のめっき浴として取扱い等が簡便な無電解め
っき浴が望まれている。

そこで本発明は上記問題点を解消すべくなされたもので
あり、その目的とするところは、銅または銅合金の素材
へのアタックが緩やかであり、密着性が良好なスズ−鉛
合金めっき膜が得られ、また塩素イオンが存在しないの
で電子部品等への悪影響を回避しうる無電解スズ−鉛合
金めっき浴を提供するにある。

（問題点を解決するための手段） 上記目的による本発明に係る無電解スズ−鉛合金めっき
浴によれば、アルカンスルホン酸、アルカノールスルホ
ン酸、芳香族スルホン酸から選ばれた有機スルホン酸と
、これら有機スルホン酸の２価のスズ塩および鉛塩と、
還元剤としての次亜リン酸ナトリウムと、錯化剤として
のチオ尿素とを基本組成として含み、これに必要に応じ
て添加剤を添加して成ることを特徴とする。

本発明では、塩酸、硫酸等の鉱酸あるいはフン化物を用
いず、有機スルホン酸およびその２価のスズ塩、鉛塩を
用いる。有機スルホン酸は鉱酸やフッ化物に比べて、素
材の銅または銅合金に対するアタックは極めて緩やかで
ある。有機スルホン酸としては、アルカンスルホン酸、
アルカノールスルホン酸、芳香族スルホン酸から、単独
もしくは適宜組み合わせて選択する。また本発明では無
電解めっきの還元剤として次亜リン酸ナトリウムを含み
、置換により溶出する銅を溶液中で安定に保持する錯化
剤としてのチオ尿素を必須の組成として含む。

なお、有機スルホン酸の添加量は、特に限定されないが
５ｇ／ｎ〜２００ｇ／＃が好適範囲である。また有機ス
ルホン酸のスズ塩、鉛塩は５ｇ／ｉ〜２００ｇ／ｌ、次
亜リン酸ナトリウムは３０ｇ／　７！〜２００ｇ／ｌ、
チオ尿素は３０ｇ／　ｆｆ〜２００ｇ／ｊ＋が好適範囲
である。

ＰＩ（は２〜３程度が好適であり、また浴温はめっき速
度との関係で８０℃前後が好適である。

上記の基本浴によって、実用上有効な無電解スズ−鉛合
金めっき膜を得ることができる。

その他の添加剤としては、浴のＰＨを一定に保つための
緩衝剤、めっき膜表面の平滑化を満たすための界面活性
剤、スズ、鉛の析出、結晶化の促進剤および銅の溶出の
促進剤、また光沢剤を必要に応じて添加する。

上記の緩衝剤としては、クエン酸、酒石酸、リンゴ酸等
のオキシルカルボン酸が好適である。

また界面活性剤としてはカチオン性活性剤である塩化ラ
ウリルピリジニウム、アニオン性活性剤であるラウリル
硫酸ナトリウム、またはノニオン性活性剤であるトライ
トン−Ｘ（商品名、和光純薬工業■製）、ツイーン（商
品名、花王アトラス■製）等が好適であり、これらを単
独または併用して添加する。

スズ、鉛の析出、結晶化と銅の溶出の促進剤としては、
一般式、 （Ｒはアルキル基またはヘンゼン核）で示される、ＥＤ
ＴＡ、メチルＥＤＴＡ、、ＣＤＴＡ等の錯化剤を用いる
。

光沢剤としては、第１光沢剤として、スチレン、シンナ
ミルアルコール、シンナミックアシド、シンナムアルデ
ヒド、オルトメトキシシンナミックアシド、２−フリル
アクリツクアシド、ベンザルアセトン等のα、β−不飽
和ケトン、またはアルデヒドを単独または併用して、ま
た第２光沢剤として、ホルマリンまたはイミダシリン誘
導体を単独または併用して用いる。この第１光沢剤と第
２光沢剤とは併用して添加する。これら光沢剤を添加す
ると、充分な光沢を有する無電解スズ−鉛合金めっき膜
を得ることができる。

なお、緩衝剤としてのオキシカルボン酸の添加量は、特
に限定されないが、５ｇ／β〜１００ｇ／ｊ！が好適範
囲であり、界面活性剤は０．０１〜５０ｇ／ρ、錯化剤
は０．５〜１００ｇ／＃、光沢剤は０．０１〜５０ｇ／
βが好適範囲である。

また本発明に係るめっき浴は、界面活性剤添加による発
泡性が低く、また有機スズ、有機鉛および有機スルホン
酸を用いているために従来の硫酸系、塩酸系、フン化物
系のめっき浴に比べ低比重であり、液の粘度が低いため
めっき後の後処理において水洗が容易でかつ洗いもきれ
いである。従って製品の清浄度が高まる。

また、半導体用部品へのスズ−鉛合金めっきにおいては
塩素イオンが存在しないため製品の清浄度において満足
できる浴である。

以下に具体的な実施例を示す。

（実施例） 実施例１ メタンスルホン酸　　　　　　　　５０ｇ＃！メタンス
ルホン酸スズ　　　　　２０〃メタンスルホン酸鉛　　
　　　　１３〃チオ尿素　　　　　　　　　　　　７５
〃次亜リン酸ナトリウム　　　　　　８０〃クエン酸　
　　　　　　　　　　　１５〃塩化ラウリルピリジニウ
ム　　　　５〃ＥＤＴＡ　　　　　　　　　　　　３〃
上記組成の無電解スズ−鉛合金めっき浴を建浴した。こ
の浴はＰｌ＋が約２４０となる。この浴の浴温を約８０
℃にして、前記のテープキャリアを１ｏ分間浸漬したと
ころ、１．０　μｍの平滑で均一な無光沢スズ−鉛合金
めっきが得られた。膜中のスズー鉛比は浴中のスズー鉛
比とほぼ同じで６＝４であった。得られためっきの密着
性は良好で、顕微鏡観察でもピンホールは全く見られな
かった。また素材樹脂部分へのアタックは何ら認められ
ず、リードつけ根部分も良好なめっき外観であった。

実施例２ メタンスルホン酸　　　　　　　５０　　ｇ＃！メタン
スルホン酸スズ　　　　　２０〃メタンスルホン酸鉛　
　　　　　１３〃チオ尿素　　　　　　　　　　　７５
〃次亜リン酸ナトリウム　　　　　８０〃クエン酸　　
　　　　　　　　　１５〃塩化ラウリルピリジニウム　
　　５　〃ＥＤＴＡ　　　　　　　　　　、　　　　３
　　〃ベンザルアセトン　　　　　　　０．５〃ホルマ
リン　　　　　　　　　　１．０〃上記組成の無電解ス
ズ−鉛合金めっき浴を建浴した。この浴はＰＨが約２．
５となる。この浴の浴温を約８０℃にして、前記のテー
プキャリアを１０分間浸漬したところ、１．０μｍの平
滑で均一な６：４の光沢スズ−鉛合金めっきが得られた
。このめっきの密着性は良好でピンホールも全く見られ
なかった。素材樹脂部分へのアタックは認められず、ま
たリードつけ根部分も良好なめっき外観であった。

なおＥＤＴＡの代りに、メチルＥＤＴＡ、ＣＩ）ＴＡを
用いた場合、およびベンザルアセトンの代りにシンナミ
ックアシド、シンナムアルデヒドを用いた場合も良好な
光沢スズ−鉛合金めっきが得られた。

実施例１、実施例２において、被めっき物の前処理とし
ては、アルカリ脱脂−シアン電解処理−酸浸漬という通
常の工程で充分であり、被めっき物が均一に水に濡れて
いれば乾燥を行わなくてもめっきムラになることはなく
、均一なめっき外観が得られた。

また実施例１、実施例２において、メタンスルホン酸と
その２価のスズ塩、鉛塩の代りにアルカンスルホン酸と
その２価のスズ塩、鉛塩、またはアルカノールスルホン
酸とその２価のスズ塩、鉛塩を用いても同様の結果が得
られた。

また実施例１、実施例２において、塩化ラウリルピリジ
ニウムの代りにラウリル硫酸ナトリウム等前記した界面
活性剤を用いた場合にあっても、また実施例２において
、ヘンザルアセトンの代りにスチレン等の前記した第１
光沢剤を、さらにホルマリンの替わりにイミダシリン誘
導体を用いた場合にあっても、それぞれ外観的に優れた
光沢スズめっきが得られた。

また各実施例において、めっき後の後処理の水洗が容易
に行えた。

（発明の効果） 以上のように本発明に係る無電解スズ−鉛合金めっき浴
によれば、次のような特有の作用効果を奏する。

■　鉱酸やフッ化物を含まないため素材の銅または銅合
金へのアタックが緩やかであり、配線回路の腐食、断線
等の悪影響を回避できる。

■　ピンホールのない、均一で平滑な、かつ密着性に優
れる、所望の厚さの無電解スズ−鉛合金めっき膜を得る
ことができる。

■　めっき速度が大きく、作業性に優れる。

■　鉱酸やフッ化物を含有していないので、取り扱い上
安全であり、また作業雰囲気も良好となるばかりでなく
、低比重で粘性が低いのでめっき後の後処理において水
洗が容易に行える。

■　有機スルホン酸系のめっき浴であり、塩素イオンが
存在しないので電子部品用めっき浴として好適である。

■　上述した第１光沢剤、第２光沢剤を併用すれば、無
電解めっきでありながら優れた光沢を有するスズ−鉛合
金めっき膜を得ることができる。

以上、本発明について好適な実施例を挙げて種々説明し
たが本発明はこの実施例に限定されるものではなく、発
明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るの
はもちろんのことである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、アルカンスルホン酸、アルカノールスルホン酸、芳
   香族スルホン酸から選ばれた有機スルホン酸と、これら
   有機スルホン酸の２価のスズ塩および鉛塩と、還元剤と
   しての次亜リン酸ナトリウムと、錯化剤としてのチオ尿
   素とを基本組成として含み、これに必要に応じて添加剤
   を添加して成る無電解スズ−鉛合金めっき浴。 ２、添加剤が、クエン酸、酒石酸、リンゴ酸等のオキシ
   カルボン酸からなるＰＨ調整剤である特許請求の範囲第
   １項記載の無電解スズ−鉛合金めっき浴。 ３、添加剤が、塩化ラウリルピリジニウム等のピリジニ
   ウム塩、ラウリル硫酸ナトリウム等のアルキルスルホン
   酸塩、ツィーン（商品名）等のポリオキシエチレンゾル
   ビタン脂肪酸エステル、またはトライトン−Ｘ（商品名
   ）等のポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル
   の１種以上を含む界面活性剤である特許請求の範囲第１
   項記載の無電解スズ−鉛合金めっき浴。 ４、添加剤が、一般式、 ▲数式、化学式、表等があります▼ （Ｒはアルキル基またはベンゼン核）で示される錯化剤
   で、ＥＤＴＡ、メチルＥＤＴＡ、ＣＤＴＡ等のジアミノ
   酢酸のアルカリ金属塩からなる反応促進剤である特許請
   求の範囲第１項記載の無電解スズ−鉛合金めっき浴。 ５、添加剤が、スチレン、シンナミルアルコール、シン
   ナミックアシド、シンナムアルデヒド、０−メトキシシ
   ンナッミックアシド、２−フリルアクリックアシド、ベ
   ンザルアセトン等のα，β−不飽和ケトン、またはアル
   デヒドからなる第１光沢剤と、ホルマリンまたはイミダ
   ゾリン誘導体からなる第２光沢剤とからなる光沢剤であ
   る特許請求の範囲第１項記載の無電解スズ−鉛合金めっ
   き浴。