JPH04247893A - リフロー錫及びリフローはんだめっき材の製造方法 - Google Patents
リフロー錫及びリフローはんだめっき材の製造方法Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
ーはんだめっき材の製造方法に関するもので、特にリフ
ロー後に良好なめっき表面光沢を得、なおかつ広い電流
密度範囲を得るための方法に関する。
めっき材は、端子、コネクター等の弱電部品に多用され
ている。近年、電子機器の高密度実装化がいっそう進み
、回路間隔が非常にせまくなってきた。そのため回路短
絡の原因となりうる、光沢錫めっき材に発生するウィス
カーや、光沢はんだめっき材をプレス加工したときに発
生するヒゲバリ等の異常は、電子部品の信頼性の観点か
ら非常に問題である。リフロー錫及びリフローはんだめ
っき材には、ウィスカーやヒゲバリの発生は見られない
ことより、これらのリフローめっき材の需要は近年著し
い増加傾向を示している。
うふっ酸や硫酸を用いることが多かった。これらの浴か
らのリフロー錫およびはんだめっきは比較的容易に製造
できた。しかし、ほうふっ酸は毒性が高く廃水処理にコ
ストがかかるという欠点を、硫酸では浴を高温にすると
錫が酸化し多量のスライムが発生するという欠点を有し
ている。そのため近年、より毒性が低く、高温にしても
錫が酸化されにくい有機酸を用いることが多くなってき
た。有機酸にはアルカンスルホン酸やアルカノールスル
ホン酸、フェノールスルホン酸等が用いられることが多
い。また錫およびはんだめっき浴では、酸及び金属塩の
他に界面活性剤をめっき浴中に添加する。これは、界面
活性剤を添加しないとめっきがデンドライト状に成長し
てしまい、めっき皮膜を形成しないためである。界面活
性剤は主に非イオンの界面活性剤が用いられることが多
い。
および鉛塩からなる浴に単一の非イオン系界面活性剤を
添加しためっき浴では、電着面の平滑度が安定しないた
め、安定したリフローめっきは得られなかった。また、
これを改善するために、従来から錫およびはんだめっき
浴に使用されている光沢剤を添加すると、電着面の平滑
化は図れるが、リフロー処理においてめっき皮膜中に共
析した光沢剤が分解もしくは気化し、めっき表面にクレ
ータ状の異常や変化が発生してしまい、外観のみならず
、はんだ付け性の低下をまねくため、実用不可である。
低く、高効率のめっきを行なうには、高温にしたり、高
撹拌を行なう必要があった。
したリフロー後のめっき表面と、高い限界電流密度をも
つリフロー錫およびリフローはんだめっき材の製造方法
の開発が望まれていた。
、銅合金材に、酸性錫めっき浴及びはんだめっき浴とし
て前記一般式[1]で表わされる有機化合物[式中、R
は炭素数10〜20のアルキル基]を添加し、ノニオン
系界面活性剤を0.1〜50g/l添加しためっき浴を
用いてリフロー錫及びリフローはんだめっき材を製造す
ることにある。
一般式[2]〜[4]で表わされる界面活性剤の1種類
又は2種以上の混合物を添加しためっき浴を用いること
も包含する。
の主成分とする酸性めっき浴に[1]で示される化合物
を添加することにより、その得られるめっき材の電着表
面を平滑とし、リフロー処理後に良好な鏡面光沢とする
ものである。さらに、この化合物を添加した浴は、その
良好なめっきが得られる電流密度範囲が特に高電流密度
側に広くなり、結果として高効率のめっきが可能になる
。
リフロー処理を行なってもクレータ状の異常の発生や変
色の発生は見られない。
の炭素数は10以上20以下であることが必要である。 炭素数が10未満の場合はその添加効果が極端に低くな
り、溶解限界まで添加してもほとんど添加効果が認めら
れない。また炭素数が20を超えるとめっき状態が悪化
し、均一なめっきができなくなる。時には無めっきを発
生することもある。
が適当である。これは0.1g/l未満ではレベリング
効果が充分ではなく、良好なめっき表面を得られず、ま
た10g/lを超えると、未溶解の化合物[1]が材料
表面に付着し、無めっきが発生する可能性があるためで
ある。化合物[1]のめっき浴への溶解度は、Rで表わ
されるアルキル基の炭素数やめっき浴組成によって異な
るため、その上限は正確には不明であるが、10g/l
程度が上限であると考えられる。
どの様な界面活性剤が存在していても見られるが、特に
[2]〜[4]の界面活性剤が存在する場合に大きな効
果を示す。また、[2]〜[4]の界面活性剤は比較的
発泡性が低いため、浴を高撹拌させるジェットセル等に
用いても発泡による不具合は発生せず、化合物[1]の
効果と併せてきわめて高い電流効率を可能とする。
っき、およびニッケルめっきの条件は公知のことであり
、これらの中から適宜選択して実施することができる。
%または錫60wt%−鉛40wt%のものが多く用い
られる。この組成はめっき浴中の錫イオンと鉛イオンの
比率を調整することによって容易に調整できる。錫およ
びはんだめっきの厚さは通常0.5〜3μmである。リ
フロー処理には、プロパン、ブタン等の直火型の炉の他
、電気炉、赤外線炉、高周波加熱炉等いずれを用いても
よく、また、その炉内雰囲気についても特に規定しない
。ただし、炉内の酸素濃度が高い場合には、酸化による
光沢不良が発生するために均一な表面となりにくい。 そのため酸素濃度は低い方が好ましい。リフロー処理前
にフラックス処理、すなわち薄い酸もしくはめっき液に
浸漬してリフロー後の表面光沢をもたせる処理を行なう
ことがあるが、本めっき浴についてはこのフラックス処
理を施さなくても良好な表面光沢を持つめっき材が得ら
れる。又、めっき浴を高撹拌し、陰極電流密度が10A
/dm2 以上でめっきをすると特に有効である。
及びはんだめっきを行い、ついでリフロー処理を行なう
と、高効率で、外観、耐食性及びはんだ付け性等の品質
に優れたリフロー錫及びはんだめっき材を製造すること
ができる。
体的に説明する。0.2mm厚の銅およびバネ用りん青
銅(Sn8%)板をアルカリ脱脂及び電解脱脂を行い、
ついで酸洗中和した後、各例に示す条件で錫めっきを施
し、電気炉内(大気中)で700℃に5〜10秒保持す
る手順でリフロー処理を行った。又、上記によりリフロ
ー錫及びはんだめっきにして得られためっき材について
の評価は下記により判定した。
て、クレータ状の異常や変色のないめっきを良と判定し
た。
1時間エージング(MILSTD−202E 208
Cに準拠)した後、60Sn/40Pb(230±5℃
)のはんだ浴に浸漬し、メニスコグラフ法による濡れに
至るまでの時間t2 を測定して判定した。
1に準拠して行い、5時間の噴霧で白錆が発生しないも
のを良と判定した。又、各化合物はそれぞれ下記のもの
を用いた。式[1]では、RがC=11のアルキル基の
もの、式[2]では、n=25のもの、式[3]では、
x=5、y=5のもの、式[4]ではx=8、y=5の
ものを用いた。 実施例1 浴組成:SnSO4 56g/1、フェノールスルホン
酸50g/l、化合物[1]3g/l、界面活性剤[2
]10g/lのめっき浴を用い、電流密度30A/dm
2 で、銅材の表面に錫をめっきした。めっき品質は外
観良ではんだ付性1.7(秒)耐塩水噴霧性は良であっ
た。 実施例2 浴組成:SnSO4 56g/1、CH3 SO3 H
40g/1、化合物[1]3g/1、界面活性剤[
3]10g/1のめっき浴を用い、電流密度30A/d
m2 で、銅材の表面に錫をめっきした。めっき品質は
外観良で、はんだ付性1.6(秒)、耐塩水噴霧性は良
であった。 実施例3 浴組成:SnSO4 56g/l、C2 H5 SO3
H 45g/l、化合物[1]38/l、界面活性
剤[4]10g/lのめっき浴を用い、電流密度30A
/dm2 で、りん青銅材の表面に錫をめっきした。め
っき品質は外観良で、はんだ付性1.7(秒)、耐塩水
噴霧性は良であった。 実施例4 浴組成:SnSO4 56g/l、C3 H6 (OH
)SO3 H 45 g/l、化合物[1]3g/
l、界面活性剤[2]10g/lのめっき浴を用い、電
流密度30A/dm2 で、りん青銅材の表面に錫をめ
っきした。めっき品質は外観良で、はんだ付性1.7(
秒)、耐塩水噴霧性は良であった。 実施例5 浴組成:(CH3 SO3 )2 Sn 80g/l
、CH3 SO3 H 40g/l、化合物[1]3
g/l、界面活性剤[4]10g/lのめっき浴を用い
、電流密度30A/dm2で、りん青銅材の表面に錫を
めっきした。めっき品質は、外観良で、はんだ付性1.
6(秒)、耐塩水噴霧性は良であった。 実施例6 浴組成:SnSO4 56g/l、フェノールスルホン
酸50g/l、化合物[1]3g/l、界面活性剤[3
]10g/lのめっき浴を用い、電流密度30A/dm
2 で、銅材の表面に錫をめっきした。めっき品質は外
観良で、はんだ付性1.7(秒)、耐塩水噴霧性は良で
あった。 実施例7 浴組成:SnSO4 56g/l、CH3 SO3 H
40g/l、化合物[1]3g/l、界面活性剤[
2]と界面活性剤[3]各5g/lのめっき浴を用い、
電流密度30A/dm2 で、銅材の表面に錫をめっき
した。めっき品質は、外観良で、はんだ付性1.6(秒
)、耐塩水噴霧性は良であった。 実施例8 浴組成:SnSO4 56g/l、C2 H5 SO3
H 45g/l、化合物[1]3g/l、界面活性
剤[2]5g/lのめっき浴を用い、電流密度30A/
dm2 で、りん青銅材の表面に錫をめっきした。めっ
き品質は、外観良で、はんだ付性は1.7(秒)、耐塩
水噴霧性は良であった。 実施例9 浴組成:SnSO4 56g/l、C3 H6 (OH
)SO3 H 45g/l、化合物[1]3g/l、
界面活性剤[4]と界面活性剤[3]を各10g/lの
めっき浴を用い、電流密度30A/dm2 でりん青銅
材の表面に錫をめっきした。めっき品質は、外観良で、
はんだ付性は1.7(秒)、耐塩水噴霧性は良であった
。 実施例10 浴組成:フェノールスルホン酸錫100g/l、フェノ
ールスルホン酸鉛7g/l、フェノールスルホン酸50
g/l、化合物[1]3g/l、界面活性剤[2]10
g/lのめっき浴を用い、電流密度30A/dm2 で
、りん青銅材の表面に9/1はんだめっきをした。めっ
き品質は、外観良で、はんだ付性は1.1(秒)、耐塩
水噴霧性は良であった。 実施例11 浴組成:(CH3 SO3 )2 Sn 86g/l
、(CH3 SO3 )2 Pb 6g/l、CH3
SO3 H 40g/l、化合物[1]3g/l、
界面活性剤[3]10g/lの浴を用い、電流密度30
A/dm2 で、銅材の表面に9/1はんだをめっきし
た。めっき品質は外観良で、はんだ付性は1.2(秒)
、耐塩水噴霧性は良であった。 実施例12 浴組成:フェノールスルホン酸錫100g/l、フェノ
ールスルホン酸鉛7g/l、フェノールスルホン酸50
g/l、化合物[1]3g/l、界面活性剤[2]と界
面活性剤[4]を各5g/lのめっき浴を用い、電流密
度30A/dm2 で、りん青銅材の表面に9/1はん
だをめっきした。めっき品質は外観良で、はんだ付性は
1.1(秒)、耐塩水噴霧性は良であった。 実施例13 浴組成:(CH3 SO3 )2 Sn 86g/l
、(CH3 SO3 )2 Pb 24g/l、CH
3 SO3 H 40g/l、化合物[1]3g/l
、界面活性剤[3]10g/lの浴を用い、電流密度3
0A/dm2 で、銅材の表面に6/4はんをだめっき
した。めっき品質は外観良で、はんだ付性は1.0(秒
)、耐塩水噴霧性は良であった。 比較例1 浴組成:SnSO3 56g/l、CH3 SO3 H
40g/l、界面活性剤[3]10g/lの浴を用
い電流密度30A/dm2 で銅材の表面に錫をめっき
した。めっき品質は外観はこげが発生し、はんだ付性は
3.6(秒)、耐塩水噴霧性は不良であった。 比較例2 浴組成:SnSO4 56g/l、C2 H5 SO3
H 45g/l、界面活性剤[4]10g/lの浴
を用い、電流密度10A/dm2 で、銅材の表面に錫
をめっきした。めっき品質は、外観は光沢不良が発生し
、はんだ付性は2.7(秒)、耐塩水噴霧性は良であっ
た。 比較例3 浴組成:フェノールスルホン酸錫100g/l、フェノ
ールスルホン酸鉛7g/l、フェノールスルホン酸40
g/l、界面活性剤[2]と界面活性剤[4]を各5g
/lの浴を用い、電流密度30A/dm2 で、銅材の
表面に9/1はんだをめっきした。めっき品質は外観は
こげが発生し、はんだ付性は4.1(秒)、耐塩水噴霧
性は不良であった。 比較例4 浴組成:(CH3 SO3 )2 Sn 86g/l
、(CH3 SO3 )2 Pb 24g/l、CH
3 SO3 H 40g/l、界面活性剤[3]10
g/lの浴を用い、電流密度30A/dm2 で、銅材
の表面に6/4はんだをめっきした。めっき品質は、外
観はこげが発生し、はんだ付性は5(秒)以上、耐塩水
噴霧性は不良であった。 比較例5 浴組成:SnSO4 56g/l、フェノールスルホン
酸50g/l、光沢剤(アミンアルデヒド系)10ml
/l、界面活性剤[2]10g/1の浴を用い、電流密
度30A/dm2 で銅材の表面に錫をめっきした。め
っき品質は外観は、クレータ状の異常が発生し、はんだ
付性は5(秒)以上、耐塩水噴霧性は不良であった。 比較例6 浴組成:SnSO4 56g/l、フェノールスルホン
酸50g/l、化合物[1](RのC=1)30g/l
、界面活性剤[2]10g/lの浴を用い、電流密度3
0A/dm2 で、銅材の表面に錫をめっきした。めっ
き品質は、外観は、光沢不良が発生し、はんだ付性は1
.7(秒)、耐塩水噴霧性は良であった。 比較例7 浴組成:SnSO4 56g/l、フェノールスルホン
酸50g/l、化合物[1](RのC=30)30g/
l、界面活性剤[2]10g/lの浴を用い、電流密度
30A/dm2 で銅材の表面に錫をめっきした。
定したリフロー後のめっき表面と、高い限界電流密度を
もつリフロー錫及びリフローはんだめっき材の製造方法
が得られる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項1】 銅又は銅合金材に、有機酸を遊離酸の
主成分として含む酸性錫及びはんだめっき浴により電気
めっきを行った後、めっき層をその融点以上に加熱して
溶融させるリフロー処理を施して、リフロー錫及びリフ
ローはんだめっき材を製造する方法において、酸性錫め
っき浴及びはんだめっき浴として下記の一般式[1]で
表わされる有機化合物[式中、Rは炭素数10〜20の
アルキル基]を添加し、さらにノニオン系界面活性剤を
0.1〜50g/l添加しためっき浴を用いることを特
徴とするリフロー錫及びリフローはんだめっき材の製造
方法。 【化1】 【請求項2】 一般式[1]で示される有機化合物の
添加量が0.1〜10g/lである請求項1記載のリフ
ロー錫及びリフローはんだめっき材の製造方法。 【
請求項3】 ノニオン系界面活性剤が下記一般式[2
]〜[4]で表わされる界面活性剤の1種類又は2種以
上の混合物である請求項1記載のリフロー錫及びリフロ
ーはんだめっき材の製造方法。 【化2】 【請求項4】 めっき浴を高撹拌し、陰極電流密度が
10A/dm2 以上でめっきをする請求項1記載のリ
フロー錫及びリフローはんだめっき材の製造方法。
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JP2414089A JP2732947B2 (ja) | 1990-12-26 | 1990-12-26 | リフロー錫及びリフローはんだめっき材の製造方法 |
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JPH04247893A true JPH04247893A (ja) | 1992-09-03 |
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Citations (3)
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---|---|---|---|---|
JPS5967387A (ja) * | 1982-10-08 | 1984-04-17 | Hiyougoken | すず、鉛及びすず―鉛合金メッキ浴 |
JPS63161183A (ja) * | 1986-12-24 | 1988-07-04 | Nippon Mining Co Ltd | リフロ−処理錫めつき材の製造方法 |
JPS63161186A (ja) * | 1986-12-24 | 1988-07-04 | Nippon Mining Co Ltd | リフロ−処理錫−鉛合金めつき材の製造方法 |
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1990
- 1990-12-26 JP JP2414089A patent/JP2732947B2/ja not_active Expired - Fee Related
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