JPH0328360A

JPH0328360A - 浸漬はんだめつき浴

Info

Publication number: JPH0328360A
Application number: JP13695789A
Authority: JP
Inventors: Shigefumi Nishimura; 茂文西村; Masao Fukuda; 服田　正雄; Yoshiji Shimizu; 清水　芳次
Original assignee: Shimizu Co Ltd
Current assignee: Shimizu Co Ltd
Priority date: 1989-05-29
Filing date: 1989-05-29
Publication date: 1991-02-06

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、各種電子回路部品などの＠極などとして用い
られる銅および銅合金上に、錫一鉛めっき被膜を形戒す
る際に好適に用いられる浸漬はんだめっき浴に関する．従来の技術各種電子回路部品を実装した印刷配線基板の各種電極や
回路配線の素材として、銅およびｆｉ４合金が広く用い
られている．このような電極や回路配線上に、絹めつき
を施す技術が知られている．しかし比較５４１に示すよ
うに錫めつきは経時変化でウイスカ一を発生することが
知られており、電気的短絡が発生し易くなるという問題
がある．一方、絹一鉛めつきはウイスカ一の発生を抑制
し、とりわけ鉛の含有率が５％を越えるとウイスカーは
ほとんど解消される．また錫一鉛めっき被膜は耐食性や
はんだ付け性に優れるため、上記各種電極や回路配線上
に形成され、これらの品質上の信頼性の向上や作業工程
の容易化に寄与している．従来では、このような錫一鉛めっき〈以下、はんだめっ
きと称する〉は電気めっき処理として行われている．す
なわち、彼処Ｆ！物を負極とし、他に正極となる電極を
設け、これらを錫イオンや鉛イオンを含有する電解液中
に浸漬し、通電してめっき被膜を形成するようにしてい
る．しかしながらこのような電気はんだめっきの技術では、
被処理物の部位により電流密度が変化するため、はんだ
めっき被膜の層厚が均一とならないという問題がある．
また電気絶縁性基板上には、このようなめつき被膜を形
威することができないのは勿論である．エレクトロニク
ス技術は、電気製品の軽薄短小化および多機能化および
高性能化が著しく、高度な技術が要求されているため回
路技術、半導体技術において本発明のような浸漬はんだ
めっき浴が望まれている．発明が解決しようとする課題このような課題を解決するために、いわゆる無電解めっ
き技術が採用されている．このような無電解めっき技術
では、披処ＦＪＴｈと電極との間に通電を行う必要がな
く、したがって被処理物の電気的導通性の有無を問わず
、またその形状に何等、制約がないことになる．このような無電解はんだめっきを行うためのはんだめっ
き浴として従来では塩化錫、酢酸鉛、ホウフツ化錫、ホ
ウフツ化鉛などにチオ尿素、ホウフツ化水素酸、キレー
ト剤、塩酸などを加え、酸性浸漬めっき浴を調製してい
た．このような従来例のめつき浴では比較５４２に示す
ように、含有される塩素イオンの濃度が比較的高い場き
、常温で難溶性の塩化鉛−チオ尿＃銘体の沈澱が発生し
てめっきが停止してしまうため、めつき浴を比較的高い
温度で保持する必要がある．低温になると、めっき浴が
前記錯体の発生により混濁してしまう．また、めっき浴
の寿命も短くなってしまう．また被めっき物が水溝れし
ている場合、付着した水滴によってめっき浴の浴温が部
分的に低下してしまい、前記銘体が発生し、めつきむら
となってしまうなどの問題があった．また錫に比べて鉛
の方が析出の程度が大きく、所望の組或のはんだめっき
被膜が得られないという問題があった．本発明の目的は
、上述の技術的Ｈ’Ｈｉを解消し、めっき品質が格段に
向上される浸漬はんだめっき浴を提供することである．！Ｉ！を解決するための手段本発明は、被処理物上にはんだめっき被膜を形成するに
当たって用いられる浸漬はんだめっき浴において、２価
の絹イオンと、２価の鉛イオンと、有機スルホ基と、鰭
化剤としてチオ尿素とを含むことを特徴とする浸漬はん
だめっき浴である。

本発明に用いられる２優の鍋イオンおよび鉛イオンを与
える材料としては、たとえばフェノールスルホンａ＃％
およびフェノールスルホン酸鉛や、錫や鉛を含む水溶性
無機化ｂ物などが用いられる．また酒石酸、コハク酸ま
たはクエン酸などのような有機酸、さらにアニオン系界
面活性剤などを添加することによって、本発明における
効力が発揮される量まで、チオ尿素を溶解することが可
能となる．本発明における有機スルホ基を提供する化合物としては
次の一般式（１）で表される構造を有する芳香種スルホ
ン酸およびアルカンスルホン酸、ヒドキシアルカンスル
ホン酸などがあげられる．（式中Ｒ１およびＲ２は、同
一または相異なって、水素原子、ヒドロキシ基、カルボ
キシル基、炭素数１〜・３の低級アルキル基を示す〉ア
ルカンスノレホン酸としては、メタンスルホン酸やエタ
ンスルホン酸などを用いることができ、ヒドロキシアル
カンスルホン酸としてはヒドロキシエチルスルホン酸や
ヒドロキシプロビルスルホン酸などを用いることができ
る．この他に遊離してスルホ基を提供できる化身物が含
まれる．本発明の浸漬はんだめっき浴は好ましくは３〜
５０ｇ／ｌの２価の絹と、３〜５　０　ｇ　／　ｌの２
価の鉛と３０〜２００ｇ／ｌのチオ尿素と、６〜４００
ｇ／ｌの有機スルホ基からなる．この組成において、他に塩素イオン源、ホウフッ化イオ
ン源を含むこともできる．塩素イオン源としては、（ａ
）塩酸、（ｂ）塩化亜鉛、塩化アルミニウム、塩化リチ
ウムまたは塩化ナトリウムなどの無機塩化物、（Ｃ）モ
ノトリエタノールアミン塩酸鉛またはトリエタノールア
ミン塩酸塩などのアミン類の塩酸塩ならびに（ｄ）カチ
オン型界面活性剤の塩酸塩などが使用される．塩素イオ
ン源の添加は，浸漬はんだめっき浴のｐＨを調製する手
段として用いられる．塩ｆヒアルミニウムは有機物に溶
解する性質を有しているため、チオ尿素の溶液に溶解し
やすく、沈澱の生成が格段に抑制される．また塩化アル
ミニウムを少量添加することにより、錫一鉛の析出速度
が向上され、めっきＴＩＫ膜の粒子径をｒＲ相にするｆ
Ｙ用が見られる．また塩化アルミニウムのアルミニウム
イオンＡｔ”は、めっき被膜を構成する鉛や錫よりも析
出電位が卑な金属であり、このようなアルミニウムイオ
ンが本発明によるめっき被膜中に混入する事態は防がれ
る．この塩化アルミニウムは０．０１〜０．２ｍｏｌ／
ｌの濃度で添加することが望ましい．ホウフツ化イオン
源としては、ホウフツ化水素、ホウフツ化鉛、ホウフツ
化錫などが使用される．ホウフツ化イオンは過剰となる
と例えばプリント配線板等の絶縁板を腐食する場きがあ
る．また、人体に有毒性があり、その廃棄にあたって＃
１密な廃棄夕き理施設を設置しなければならないのでこ
れらを考慮して上限が決められる．ただし、本発明の無電解はんだめっきは、塩素イオン、
ホウフツ化イオンを含まない組成であっても良好な外観
のはんだめっき面を形成することができる。

この他に本発明の浸漬はんだめっき浴には、ベプトン、
にかわ、ゼラチンなどの光沢剤を添加することができる
．また本発明では、被処理物表面の電荷の移動はなく、還
元剤は不要である．ただし、空気中の酸素による酸化を
防止するために次亜リン酸ナトリウムや塩酸ヒドラジン
などの還元剤を添加することができる．作　　用本発明に従う浸漬はんだめっき浴では、無電解はんだめ
っきを行う際に、チオ尿素が被処理物表面の金属と鰭化
し、錫および鉛の析出電位が上記表面金属より貴となり
、置換めっき現象が発生するものである．本発明では、浸漬はんだめっき洛中にチオ尿素溶解させ
ることにより，有機酸中における錫および鉛の析出速度
と、得られためつき戒膜中における鉛の含有率とを制御
することができる．また、本発明に従う浸漬はんだめっ
き浴では、無電解はんだめっきを行う際に、有機スルホ
基を含有させることにより、難溶姓のチオ尿素銘体を液
中に安定に溶解させておくことができて、従来の無電解
はんだめっきに比べ、めつき浴を高温で保持する必要も
なく安定なめつき浴を提供することができる．まためっ
き浴の寿命も長くなる．テープキャリア方式による半導
体チップの実装は、無電解錫めっきが多用されている．
本発明の浸漬はんだめっき浴を使用すると、この錫めつ
きより信頼性のあるはんだめっきが得られ、本発明は微
綱パターンを有する回路基板への使用にも好適である．また、サブトラクテイブ法における銅スルーホール基板
製造工程ではんだ剥離法が使用されている．このはんだ
剥離法で電気はんだめっきのかわりに本発明の無電解は
んだめっきが使用できる．特に小径かつ長寸スルーホー
ルに対して有効であり、本発明はプリント基板の製造工
程でメタルレジストを形戒するためにも使用できる．実
施５４１下記第１１に示す組成で無電解はんだめっき浴を調整し
た．第　　１１％このようにして得られた無電解はんだめっき浴を液温７
０℃に加熱し、銅板（５Ｘ５ｃｍ）を電解脱脂、酸中和
、水洗の前処理を行った後、１５分問浸漬した．４％ら
れためつき被膜は表面が平滑であり、０．６μｍの均一
な膜厚であることが確認された．またその組成は＃１５
４％、鉛４６％であることが確認された．実施例　２下記第２表に示す組成で無電界はんだめっき浴をｌｉＷ
Ｌた．（以下余白〉第　　２表第　　３表このようにして得られた無電解はんだめっき浴を液温７
０℃に加熱し、銅板（５ｘ５Ｃｍ）を電解脱脂、酸中和
、水洗の前処理を行った後、１５分間浸漬した．得られ
ためつき被膜は表面性状が平滑であり、結晶粒子も微細
であって、膜厚０．５μｍの均一なめつき被膜が得られ
ていることが確認された．またその組成はｎ６２％、鉛
３８％であることが確認された．実施例　３下記第３表に示す組成で無電解はんだめつき浴を調整し
た．《以下余白》このようにして得られた無電解はんだめっき浴を液温６
０℃に加熱し、銅板（５Ｘ５ｃｍ）を電解脱脂、酸中和
、水洗の前処理を行った後、１５分間浸漬した．得られ
ためつき被膜は表面が平滑であり、２．９μｍの均一な
膜厚であることが確認された．またその組成は＃Ｉ７０
％、鉛３０％であることが確認された．実施例　４下記第４表に示す組戒で無電解はんだめっき浴を調整し
た．（以下余白）第　　４　　表第　　５　　表このようにして得られた無電解はんだめっき浴を液温６
０℃に加熱し、銅板（　５　ｘ　５　ｃ　ｍ　）を電解
脱脂、酸中和，水洗の前処理を行った後、１５分間浸漬
した．得られためっき被膜は表面が平滑であり、２、１
μｍの均一な膜厚であることが確認された．またその組
成は＃ｉ７３％、鉛２７％であることが確認された．実施例　５下記第５表に示す組成で無電解はんだめっき浴を調整し
た．（以下余白）このようにして得られた＠＠解はんだめっき浴を加熱し
、銅板（５Ｘ５ｃｍ）を電解脱脂、酸中和、水洗の前処
理を行った後、浸漬した．第１図は、銅板を浸漬した処理時間とめっきの展厚との
関係を各めつき浴の液温ごとに示した図である．また下記の第６１１は、鋼板を浸漬した各処理時間にお
ける絹の組成比とめっきの膜厚とを各めっき洛の液温ご
とに示したものである．（以下余白）第　　６表第　　７表第１図および第６表から明らかなようにめつｔｃ洛の液
温が高くなるほど膜厚およびめっきのａｔ有盈は増加し
た．実施例　６下記第７表に示す組成で無電解はんだめつき浴を調整し
た．このようにして得られた無電解はんだめっき浴を液温７
０℃に加熱し、鋼板（５ｘ５ｃｍ）を電解脱脂、酸中和
、水洗の前処理を行った後、１５分間で浸漬した．％ら
れためつき被膜は表面が平滑であり、０．９μｍの膜厚
であることが確認された．またその組成はｎ５９％、鉛
４１％であることが確認された，実施例　７下記第８．ｌＩに示す組戒で無電解はんだめっき浴を調
整した．（以下余白）第　　８　　表第　　９　　表このようにして得られた無電解はんだめっき浴を液温６
０℃に加熱し、銅板＜５Ｘ５ｃｍ）を電解脱脂、酸中和
、水洗の前処理を行った後、１５分間で浸漬した．得ら
れためっき被膜は表面が平滑であり、３．２μｍの膜厚
であることが確認された．またその組戒は＃Ｓ６７％、
鉛３３％であることが確認された．比較例　１下記第９表に示す組或で、絹めっき浴をｌＩＩＩＬた，〈以下余白〉鍋めっきであるためはんだ付性がはんだめっきに比べ悪
く、また電子回路部品等に使用した場合、信頼佳に悪影
響がでる程度のウィスカ一の発生があった．比較例　２下記第１０表に示す組戒で、はんだめつき浴を１１ｔＬ
た．＃Ｉ７２％、鉛２８％の組成のめっき被膜が得られた．
この被膜はめつきむらが多く、また、めつき浴冷却時に
チオ尿素錯体の沈澱が非常に多く発生し、めっき浴の寿
命も短かった．発明の効果以上のように本発明に従えば、表面は平滑であって結晶
粒子は充分に微細であり、膜厚が均一なはんだめっき被
膜を得ることができた．

【図面の簡単な説明】

第１図は処理時間と膜厚との関係を各めつき浴の液温ご
とに示す図面である．

Claims

【特許請求の範囲】

被処理物上にはんだめつき被膜を形成するに当たつて用
いられる浸漬はんだめつき浴において、２価の錫イオン
と、２価の鉛イオンと、有機スルホ基と、錯化剤として
チオ尿素とを含むことを特徴とする浸漬はんだめつき浴
。