JPH03193883A - 無電解スズめっき浴およびめっき方法 - 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） 本発明は無電解スズめっき浴および無電解スズめっき方
法、特に、セラミックやプラスチックなど非導電性基板
の表面に直接無電解スズめっき層を形成することができ
るめっき浴およびめっき方法に関するものである。

（従来の技術） 近年、エレクトロニクスの発展に伴い、電子機器のプラ
スチック基板やセラミック基板の導電部形成手段として
無電解めっき技術が着目され、銅およびニッケルの無電
解メツキが広く実用化されているが、半田ヌレ性、耐酸
化性および耐硫化性に欠けるという問題があった。この
ため、銅などに比べて、スズが半田ヌレ性のみならず、
耐酸化性および耐硫化性に優れていることに着目し、ス
ズの無電解めっきに関して多くの研究が行なわれている
。

しかしながら、スズは水素過電圧が高く、また、触媒活
性が低いため、銅やニッケルの無電解メツキに使用され
るホルマリン、次亜リン酸塩、ホウ素化合物などの還元
剤では、自己触媒による析出を行わせることは不可能で
あった。他方、実用的なスズ皮膜の形成方法としては、
置換反応あるいは不均化反応を利用して金属銅板に析出
させる方法が知られている。

また、ワーウィク（Ｍ、　　Ｅ、　Ｗａｒｖｉｃｋ）等
により、Ｔｉ３＋を還元剤とする自己触媒型無電解スズ
めっき浴、具体的には、クエン酸ナトリウム（ＮａｓＣ
ｓＨ＝Ｏ？）　０　、３４　ｍｏｌ／　１２、エチレン
ジアミンテトラ酢酸ジナトリウム（Ｎａ＊ＨｔＣ＋ｏＨ
＋ｔＯａＮ＊）０．０４ｍｏｌ／ｌ、塩化第一スズ（Ｓ
　ｎＣＩｍ）　０　、０４　ｓｏｌ／　Ｑ。

塩化チタン（Ｔ　ｉＣ１３）　０　、０２９　ｍｏｌ／
　Ｑ１酢酸ナト！Ｊ　ラム（ＣＨ，Ｃ００Ｎａ）０．１
２ｍｏｌ／ｌ．アル牛ルベンゼンスルホン酸０．０３２
ｇ／ｌからなるめっき浴を用い、ｐＨ８〜９、温度７０
〜９０℃の条件下でめっきする無電解スズめっき方法が
提案されている。

さらに、この方法における問題、即ち、析出速度が極め
て遅（、しかも、不安定であるという問題を解決する手
段として、前記自己触媒型無電解スズめっき浴にニトリ
ロ３酢酸を添加して安定化を図ることも提案されている
。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、前記いずれの方法も、無電解スズめっき
の対象が銅板など導電性材料に限られ、セラミックスや
プラスチックなどの非導電体に無電解スズめっきするこ
とは不可能であった。

従って、本発明は、導電性材料のみならず非導電性材料
の表面にも無電解スズめっきを行うことができるように
することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は、前記課題を解決するための手段として、無電
解スズめっき浴におけるスズ塩として塩化第一スズを、
錯化剤としてエチレンジアミンテトラ酢酸（ＥＤＴＡ）
を、還元剤としてホウ水素ナトリウムを必須成分として
含有させるようにしたものである。

本発明に係る無電解スズめっきは、塩化第一スズ０．０
１０．５ｏ＋ｏｌ／Ｑ、エチレンジアミンテトラ酢酸０
．０２〜０．２１１０１／ｌ、ホウ水素ナトリウムＯ，
ＯＯｌ　〜０．１ａ＋ｏｌ／ｌを主成分として含有し、
ｐＨが８．５以上であることを特徴とするものである。

なお、前記めっき浴におけるスズ化合物に対する錯化剤
のモル比、即ち、Ｅ　Ｄ　Ｔ　Ａ／　Ｓ　ｎＣｉｇは、
２．５以上とするのが好ましい。これは、ＥＤＴＡ　／
　Ｓ　ｎＣｌ　！のモル比が２．５未満では、めっき浴
が不安定となるからである。

前記組成の無電解スズめっき浴を用いて無電解スズめっ
きを行う場合、めっき浴の温度を５０℃以上、好ましく
は、６０℃以上の温度で行うのが適当である。

また、無電解スズめっきをするに際しては、被めっき材
料の表面に紫外線を照射しながら行うのが望ましい。紫
外線の照射方法としては、めっき浴中で照射する方法の
他、無電解めっき時、被めっき材料をめっき浴から取り
出して大気中で照射する方法など任意の手段を採用し得
る。

被めっき材料としては、銅その他の導電性金属材料のみ
ならず、ポリテトラフルオルエチレン、ポリイミド、エ
ポキシ樹脂、ナイロンなどの有機高分子化合物、並びに
Ａｌｔｏｓ、Ｔｉｅ、、Ｚｒ０ｔ。

ＢａＴｉＯｓなどの金属酸化物焼結体など任意の非導電
性材料を採用することができる。

（作用） 前記組成のめっき浴を用い、ｐＨ１温度などのめっき条
件を前記範囲で適宜設定すると、従来不可能であったセ
ラミック基板など非導電性材料の表面に実用的な析出速
度でスズめっき層を形成させることができる。

無電解スズめっき浴のｐＨを８．５以上としたのは、ｐ
Ｈが８．５未満ではめっきが停止し、浴の分解が進行す
るからである。

また、無電解スズめっき浴のめつき時の温度を５０℃以
上、好ましくは、６０℃以上としたのは、めっき浴の温
度が５０℃未満ではスズの析出が認められないからであ
る。また、温度が５０℃以上になると、スズが析出し始
め、温度の上昇と共に析出速度が速くなるが、６０℃以
上で実用的な析出速度となる。

無電解スズめっき時に被めっき材料に紫外線を照射する
と、スズの析出速度が一段と速められるが、これは析出
したスズ表面が活性化されて触媒活が付与されるためと
考えられる。なお、紫外線を液中照射しても十分な効果
が得られるのは、めっき浴が青色に着色している無電解
銅めっきや無電解ニッケルめっきと異なり、本発明に係
る無電解スズめっき液は無色透明であるためである。

以下、本発明の実施例を挙げて説明する。

（実施例１） 被めっき材料として、９６重量％α−アルミナセラミッ
ク基板（３２Ｘ３０Ｘ　１．３ａｕａ）を調製し、これ
に下記の前処理を行った後、無電解スズめっきを行った
。

前処理 まず、前記アルミナセラミック基板を５％中性洗浄液（
具体的には、アルカリベンゼンスルホン酸ナトリウム）
に浸漬し、４０℃で５分間洗浄した後、純水を流して５
分間リンスする。次に、塩酸で活性化した０、１％塩化
第一スズ（ＳｎＣ１＊）溶液に４０℃で５分間浸漬して
感受性化し、純水を流して５分間リンスする。さらに、
塩酸で活性化した０、１％塩化パラジウム（ＩＩ）（Ｐ
ｄＣＩ、）溶液に４０℃で５分間浸漬して活性化し、純
水を流して５分間リンスする。

制御脛五Ｘ泣ユ皇 底部にマグネットスターラーを備えた無電解めっき浴槽
に下記組成のめっき浴を入れた後、恒温槽中にセットし
、その中に前記活性化した基板を１０枚配置したテフロ
ン製基板ホルダーを浸漬し、マグネットスターラーで緩
やかに撹拌を行いながら、浴温５０〜７０℃、浴のｐＨ
８，５〜１０．５の条件下で無電解スズめっきを行う。

なお、無電解スズめっき中、ｌＯ％水酸化ナトリウム゛
水溶液を滴下し、めっき浴のｐＨを前記範囲内の値に維
持した。

吃ユｌ五惧戊 塩化第一スズ：　　０．０３　　ｍｏｌ／ｅＥＤＴＡ　
　　：　　０．０３−０．１０５　　ｍｏｌ／４ホウ水
素ナトリウム：　　　０．０１　　ｍｏｌ／ｌ無電解め
っき開始後、一定時間毎に基板をめっき浴から取り出し
、純水で洗浄した後、アセトンで減圧乾燥を行い、試料
とした。

各試料について、析出したスズ皮膜の厚さを測定し、ス
ズの析出速度を求めたところ、１μ／ｈｒであった。

なお、比較のため、前記組成のめっき浴において、スズ
化合物として塩化第二スズを用いた場合、錯化剤として
グルコン酸ナトリウムまたはビロリン酸ナトリウムを用
いた場合、還元剤としてジメチルアミンボランを用いた
場合、およびそれらを組合わせた場合について、それぞ
れ無電解スズめっきを試みたが、アルミナセラミック基
板上にスズの析出は認められなかった。

また、前記実施例において、アルミナセラミック基板の
代わりに、ポリテトラフルオルエチレン、ポリイミド、
エポキシ樹脂、ナイロンなどの有機高分子化合物製の基
板を用いた場合、並びにＴｉ０１、Ｚ　ｒｏ　！ｌ　Ｂ
　ａＴ　ｉ　Ｏａなどの金属酸化物を材料とするセラミ
ック基板を用いた場合も、同様な結果が得られた。

（実施例２） 実施例１で調製しためっき浴および活性化した基板を用
い、低圧水銀ランプ（ＩＩＯＶ、主波長１８４９人およ
び２５３７人）をめっき浴中に浸漬して基板に紫外線を
照射しながらめっきした以外は、実施例１と同様にして
無電解スズめっきを行った。

各試料について、析出したスズ皮膜の厚さを測定し、ス
ズの析出速度を求めたところ、２．１μ／ｈｒであった
。

また、これとは別に、所定時間毎に基板をめっき液から
取り出して大気中で紫外線を照射した後、再びめっき浴
に浸漬するという方法で無電解スズめっきを行ったとこ
ろ、同様な結果が得られた。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、スズ塩として塩
化第一スズを、錯化剤としてエチレンジアミンテトラ酢
酸（ＥＤＴＡ）を、還元剤としてホウ水素ナトリウムを
それぞれ用い、これらを必須成分とするめっき浴を用い
ることにより、従来不可能であったセラミックやプラス
チックなど非導電性材料の表面に直接無電解スズめっき
を行うことができる。

しかも、この無電解スズめっきは、半田ヌレ性のみなら
ず、耐酸化性および耐硫化性に優れているため、本発明
方法を電子機器の基板の導電部の形成に適用すれば、高
信頼性の半田付は層を形成でき、また、非導電性材料表
面にスズ皮膜を直接析出させることができるため、酸化
スズなどの透明導電膜を形成することも可能となる。

さらに、無電解スズめっき時に被めっき材料に紫外線を
照射することにより、めっき成長速度を照射しない場合
に比べて２倍以上に向上させることができ、従って、無
電解スズめっきの実用化を図ることができるなど、優れ
た効果が得られる。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）塩化第一スズ０．０１〜０．５ｍｏｌ／ｌ、エチ
   レンジアミンテトラ酢酸０．０２〜０．２ｍｏｌ／ｌ、
   ホウ水素ナトリウム０．００１〜０．１ｍｏｌ／ｌを主
   成分とし、ｐＨが８．５以上であることを特徴とする無
   電解スズめっき浴。
2. （２）塩化第一スズに対するエチレンジアミンテトラ酢
   酸のモル比、エチレンジアミンテトラ酢酸／塩化第一ス
   ズが２．５以上である請求項１記載の無電解スズめっき
   浴。
3. （３）塩化第一スズ０．０１〜０．５ｍｏｌ／ｌ、エチ
   レンジアミンテトラ酢酸０．０２〜０．２ｍｏｌ／ｌ、
   ホウ水素ナトリウム０．００１〜０．１ｍｏｌ／ｌを主
   成分とし、ｐＨが８．５以上であることを特徴とする無
   電解スズめっき浴に、被めっき材料を接触させつつ、該
   被めっき材料に紫外線を照射することを特徴とする無電
   解スズめっき方法。
4. （４）めっき浴の温度が６０℃以上である請求項３記載
   の無電解スズめっき方法。