JPH02270986A - 光沢および耐ウィスカー性に優れた錫めっき金属板 - 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］ 本発明は光沢および耐ウィスカー性に優れた錫めっき金
属板に関し、さらに詳しくは、特に電子部品等に適した
光沢および耐ウィスカー性に優れた錫めっき金属板に関
するものである。

［従来技術ユ 従来から、錫めっき鋼板および錫めっき銅板は耐蝕性お
よびはんだ付は性が優れているので、母材料、家庭電気
製品、電子部品等の用途に広く使用されてきている。

特に、近年になって、硫酸酸性浴用光沢剤が開発された
ことにより光沢性およびめっき性が大いに改良されてき
ており、金めつき、カドミウムめっき、亜鉛めっき等に
代わって電子部品等への使用量が益々増加している。

しかし、光沢剤を使用した硫酸錫めっき浴により製造さ
れた光沢錫めっき層表面からは、錫の針状の単結晶であ
るウィスカーが発生する場合がある。このウィスカーは
直径数μｍ、長さ最大１０ｍｍ程度であるため、電子部
品等の光沢錫めっき層表面から発生し、成長した場合に
は回路間またば端子間において電気的に短絡してしまい
、絶縁不良やノイズ等の障害が生じる危険性を有してい
るという問題がある。

また、無光沢錫めっき層表面からはウィスカーの発生は
ないが、光沢錫めっき層に比較して耐蝕性およびはんだ
付は性には劣っている。

しかして、ウィスカーの発生する原因としては、■錫が
低融点金属であるから、比較的低温において原子が移動
して再結晶し易い。

■光沢剤が錫と共に共析して内部応力が大きくなったり
、或いは、結晶粒子が小さいので、めっき層中の格子欠
陥密度が極めて高く、内部歪エネルギーが大きく、かつ
、結晶粒界が多く、錫原子の短回路拡散通路が多い。

等のことが考えられるが、現在に至るも明確なことは解
明されていない。

また、錫めっき層からウィスカーの発生を防止する方法
として、以下説明する方法が提案されている。

■錫めっき後、１５０〜１８０℃程度の温度において、
熱処理を行なう方法。

■錫と他の金属、例えば、鉛、ニッケル、銅等の共析、
即ち、合金めっきを行なう方法。

■超音波エネルギーによってめっき層中の水素吸蔵量を
軽減する方法。

しかしながら、これらの方法は実際に行なう場合には、
以下説明するような実施上各種の問題が存在していた。

例えば、■の方法の場合には、加熱処理時間が長く、か
つ、光沢剤を添加した光沢めっき層は、変色、火ぶくれ
、亀裂等のめっき層の欠陥を生じる恐れがあり、■の方
法はめっき浴の品質管理が困難であり、また、めっき層
の耐蝕性、はんだ付は性および電気特性等のめっき性能
が低下するという恐れがあり、さらに、■の方法はウィ
スカーの発生、成長が水素吸蔵量によって支配されるな
ら効果は期待することができるが、ウィスカーの成長に
ついては、添加剤、めっき浴、めっき条件等の他の要因
が相乗して関与しているものと考えられるので、万全で
はない。

また、特開昭５１−１４３５３３号公報に記載されてい
るように、光沢めっき層の下地として結晶粒径が２〜１
０μｍと、光沢めっき層の粒径よりも粗大な無光沢めっ
き層を設けて、上記光沢めっき層中のウィスカーを防止
する方法が提案されているが、下地の無光沢めっき層の
無光沢性の方が光沢めっき層の光沢性を消してしまうと
いう結果になり、光沢めっきとしての商品価値を半減す
るという問題が存在する。

このように、上記の問題点からさらにめっき決勝粒径を
厳密に制御することにより、ウィスカーを防止でき、か
つ、光沢も保持できることを、先に提案したが、品質管
理を行なう上でめっき断面観察等の煩雑な作業を必要と
するという問題が発生した。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は上記に説明したように、従来における金属板上
に設けられている光沢錫めっき層の問題点に鑑み、本発
明者が鋭意研究を行ない、検討を重ねた結果、品質管理
が容易であり、かつ、めっき層が充分な光沢を有し、か
つ、めっき層にウィスカーの発生がない光沢および耐ウ
ィスカー性に優れた錫めっき金属板を開発したのである
。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係る光沢および耐ウィスカー性に優れた錫めっ
き金属板の特徴とするところは、錫めっき金属板の素材
界面のめっき層中の炭素含有量が０．２ｖｔ％以下であ
り、かつ、めっき層表面のめっき層中の炭素含有量が０
，２〜ｔ、ｏｗｔ％であることにある。

本発明に係る光沢および耐ウィスカー性に優れた錫めっ
き金属板について、以下詳細に説明する。

本発明に係る光沢および耐ウィスカー性に優れた錫めっ
き金属板において、錫めっきの光沢およびウィスカー発
生現象についてめっき結晶粒径以外の因子について考察
を行なった結果、めっき層中に含存される炭素含有量が
光沢やウィスカー発生に大きく影響していることが判明
した。

即ち、めっき層中の炭素含有量が増加するに伴って、め
っきの結晶成長が抑制されて結晶は微細化してめっき層
中の内部応力が増大し、優れた光沢は得られるが、ウィ
スカーは発生し易くなるという傾向があり、従って、本
発明に係る光沢および耐ウィスカー性に優れた錫めっき
金属板においては、上記の知見に基いてめっき層中の炭
素含有量を制御、例えば、素材界面およびめっき表面の
めっき層中の炭素含有量を適正とすることにより、光沢
、耐ウィスカー性共に満足する錫めっき金属板が得られ
ることがわかった。

先ず、鍋めっき金属板の素材界面のめっき層中の炭素含
有量については、０．２ｗｔ％未満であることが必要で
あり、含有量が０．２ｗｔ％を越えると内部応力が上昇
し、ウィスカーが発生し易くなる。

よって、錫めっき金属板の素材界面のめっき層中の炭素
含有量は０．２ｗｔ％以下とする。

また、めっき表面におけるめっき層中の炭素含有量につ
いては、充分な光沢を得る観点から０２ｗｔ％以上であ
ることが必要であり、はんだ付は性、変色等の面を合せ
考えると、炭素含有量は０．２〜１、Ｏｖｔ％とするの
がよい。

このように、めっき層において、錫めっき金属板の素材
界面とめっき表面のめっき層中の炭素含有量を厳密に制
御することが必須であり、めっき層内部の炭素分布は特
に規定する必要はない。

従って、錫めっき金属板の素材界面には炭素含有量が０
．２ｗｔ％以下の錫めっきを設け、その上に炭素含有量
０．２〜１．．０ｗｔ％の錫めっきを行なう二層あるい
は多層構造を有する場合や、或いは、めっき層中の炭素
含有量が素材界面からめっき層表面に向かって順次変化
しているような場合でも、素材界面およびめっき表面に
おいて、めっき層中の炭素含有量が上記の範囲であれば
、光沢、耐ウィスカー性に優れた錫めっきが得られるの
である。

なお、本発明に係る光沢および耐ウィスカー性に優れた
錫めっき金属板は、ＡＥＳ、ＩＭＡ等の分析法を使用す
ることにより、迅速な品質管理を行なうことが可能であ
る。

［実　施　例コ 本発明に係る光沢および耐ウィスカー性に優れた錫めっ
き金属板の実施例を説明する。

実施例 黄銅板上に光沢銅めっき層を厚さ０８μｍ施した後、そ
の上に、光沢剤濃度を変化させた錫めっき浴を用いて錫
めっきを行なった。

これらの試料について、ＩＭＡ（イオンマイクロアナラ
イザー）を用いてめっき層中の深さ方向の炭素含有量分
布を調査すると共に、表面の外観およびウィスカーの発
生状況について調査した。

第１表にその結果を示す。

この第１表から本発明に係る光沢および耐ウィスカー性
に優れた金属板は、表面外観および耐ウィスカー性に優
れたものであり、それに反して比較例は表面外観が良好
であるとウィスカーの発生があり、耐ウィスカー性が良
好であると表面外観が不良であることがわかる。

第１表 ※　　○・外観良好、×：外観不良 ※※　Ｏｌめっき後１年間経過後ウィスカーの発生なし
×、めっき後１年間経過後つ、イスカーの発生あり［発
明の効果］ 以上説明したように、本発明に係る光沢および耐ウィス
カー性に優れた錫めっき金属板は上記の構成であるから
、表面外観に優れており、さらに、ウィスカーの発生も
ないという優れた効果を存しているものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 錫めっき金属板の素材界面のめっき層中の炭素含有量が
   ０．２ｗｔ％以下であり、かつ、めっき層表面のめっき
   層中の炭素含有量が０．２〜１．０ｗｔ％であることを
   特徴とする光沢および耐ウィスカー性に優れた錫めっき
   金属板。