JPH046293A - 錫めっき亜鉛含有銅合金材 - Google Patents
錫めっき亜鉛含有銅合金材Info
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Landscapes
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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。
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、錫めっき亜鉛含有銅合金材に係り、さらに詳
しくは、亜鉛含有銅合金材の錫めっき層に発生するウィ
スカを抑制する錫めつき亜鉛含有銅合金材に関する。
しくは、亜鉛含有銅合金材の錫めっき層に発生するウィ
スカを抑制する錫めつき亜鉛含有銅合金材に関する。
［従来の技術］
一般に、端子、コネクター等の電子部品には錫めっきが
施されている。しかし、錫めっきには、ウィスカと呼ば
れる錫単結晶からなる針状結晶が発生することが知られ
ている。ウィスカは通常太さ１〜５μｍ、長さ最大数ｍ
ｍに達し、光沢剤（たとえば、βナフトール、木タール
、アミン−アルデヒド重合物）を添加した光沢錫めっき
に特に発生しやすい。ウィスカが発生すると回路や端子
間で短絡が生じ、絶縁不良の発生、あるいは、ノイズが
発生する原因にもなっていた。
施されている。しかし、錫めっきには、ウィスカと呼ば
れる錫単結晶からなる針状結晶が発生することが知られ
ている。ウィスカは通常太さ１〜５μｍ、長さ最大数ｍ
ｍに達し、光沢剤（たとえば、βナフトール、木タール
、アミン−アルデヒド重合物）を添加した光沢錫めっき
に特に発生しやすい。ウィスカが発生すると回路や端子
間で短絡が生じ、絶縁不良の発生、あるいは、ノイズが
発生する原因にもなっていた。
最近の電子部品は小型化、高密度化、微弱電流化の傾向
にあり、特に、ウィスカの発生によって短絡障害が起こ
り易くなっている。
にあり、特に、ウィスカの発生によって短絡障害が起こ
り易くなっている。
ウィスカの発生は、
（１）ウィスカの発生しやすい亜鉛めっき、カドミウム
めっきと同様に、錫が低融点金属であり、比較的低温（
２０〜１００℃）で原子が移動して再結晶し易いこと、 （２）光沢剤を添加した光沢錫めっきは光沢剤が共存し
て内部応力が大きくなり、ウィスカが発生しゃしすくな
ること、 （３）めフき時に発生する水素ガスがめつき層中に吸蔵
され、それによって生じた応力が緩和されるためにウィ
スカが発生すること、 等、考えられる要因は数多くあるが、はっきりした解明
はまだされていないのが実情である。
めっきと同様に、錫が低融点金属であり、比較的低温（
２０〜１００℃）で原子が移動して再結晶し易いこと、 （２）光沢剤を添加した光沢錫めっきは光沢剤が共存し
て内部応力が大きくなり、ウィスカが発生しゃしすくな
ること、 （３）めフき時に発生する水素ガスがめつき層中に吸蔵
され、それによって生じた応力が緩和されるためにウィ
スカが発生すること、 等、考えられる要因は数多くあるが、はっきりした解明
はまだされていないのが実情である。
ウィスカの発生を防止する方法は従来より幾つか提案さ
れている。例えば、 （１）錫めっき後、１５０〜１８０℃の温度において１
〜３時間加熱処理する方法、 （２）錫めっき後、真空中で電子線を照射する方法、 （３）錫めっき後、陽極酸化被膜を形成する方法、 （４）錫と鉛やニッケル等が共析する合金めフき方法、 （５）超音波エネルギーを与えてめっき等の水素吸蔵を
軽減する方法、 等である。しかし、いずれも連続的に処理するには問題
がある。即ち、（１）の方法は加熱に長時間を要する。
れている。例えば、 （１）錫めっき後、１５０〜１８０℃の温度において１
〜３時間加熱処理する方法、 （２）錫めっき後、真空中で電子線を照射する方法、 （３）錫めっき後、陽極酸化被膜を形成する方法、 （４）錫と鉛やニッケル等が共析する合金めフき方法、 （５）超音波エネルギーを与えてめっき等の水素吸蔵を
軽減する方法、 等である。しかし、いずれも連続的に処理するには問題
がある。即ち、（１）の方法は加熱に長時間を要する。
また、加熱するため、光沢めっきには火ぶくれ、変色等
の欠陥が発生する。（２）の方−法は真空中に保持しな
ければならないため、連続処理は困難である。（３）の
方法は連続処理には適するが、めっき後の加工において
酸化被膜が破壊される恐れがある。（４）の方法はめつ
き俗の品質管理が困難であると共に耐食性、はんだ付性
等に疑問がある。（５）の方法はウィスカがめつき時の
水素吸蔵によって、大きく支配されるならば効果は大き
いが、ウィスカの発生は添加剤、めっき浴、めっき条件
等多くの要因が関与していると考えられるため、万全で
はない。
の欠陥が発生する。（２）の方−法は真空中に保持しな
ければならないため、連続処理は困難である。（３）の
方法は連続処理には適するが、めっき後の加工において
酸化被膜が破壊される恐れがある。（４）の方法はめつ
き俗の品質管理が困難であると共に耐食性、はんだ付性
等に疑問がある。（５）の方法はウィスカがめつき時の
水素吸蔵によって、大きく支配されるならば効果は大き
いが、ウィスカの発生は添加剤、めっき浴、めっき条件
等多くの要因が関与していると考えられるため、万全で
はない。
［発明が解決しようとする課題］
本発明は、亜鉛含有銅合金材の錫めっき（特に光沢錫め
っき）に発生するウィスカを防止し、かつ、ウィスカの
成長が抑制された錫めっき亜鉛含有銅合金材を提供する
ことを目的とする。
っき）に発生するウィスカを防止し、かつ、ウィスカの
成長が抑制された錫めっき亜鉛含有銅合金材を提供する
ことを目的とする。
［課題を解決するための手段コ
本発明の錫めっき亜鉛含有銅合金材は、炭素を０．０１
〜０゜０２ｗｔ％含有する銅めっきを介して錫めっきが
形成されていることを特徴とする。
〜０゜０２ｗｔ％含有する銅めっきを介して錫めっきが
形成されていることを特徴とする。
［作用］
本発明に係わる亜鉛含有銅合金材について以下詳細に説
明する。
明する。
錫めっき（特に光沢錫めっき）に発生するウィスカは錫
めっき条件によって大きく支配されるが、種々研究を重
ねた結果、本発明者は、銅下地めっき条件によってウィ
スカの発生が左右されることを見出したものである。
めっき条件によって大きく支配されるが、種々研究を重
ねた結果、本発明者は、銅下地めっき条件によってウィ
スカの発生が左右されることを見出したものである。
すなわち、亜鉛含有合金材の耐食性、はんだ付は性を長
期間維持し、かつ経時的変色を抑制するために、錫めっ
きに際しては銅めっきを下地に設けるが、電子部品は軽
薄短小化され、錫めっき層の厚さは１μｍ前後と非常に
薄くなっており、そのために、この銅めっきは緻密な微
細結晶が得られる光沢銅めフきとしている。
期間維持し、かつ経時的変色を抑制するために、錫めっ
きに際しては銅めっきを下地に設けるが、電子部品は軽
薄短小化され、錫めっき層の厚さは１μｍ前後と非常に
薄くなっており、そのために、この銅めっきは緻密な微
細結晶が得られる光沢銅めフきとしている。
光沢銅めっき形成の条件には数多くのものがあるが、そ
の数多くの条件のうちから本発明者！よ銅めっき中の含
有成分に着目した。
の数多くの条件のうちから本発明者！よ銅めっき中の含
有成分に着目した。
含有成分というもまた多数の元素があり、本発明者はか
かる多数の元素につき多大な実験を重ねたところ炭素が
特有の作用を有していることを見い出した。
かる多数の元素につき多大な実験を重ねたところ炭素が
特有の作用を有していることを見い出した。
そこでさらに実験を重ねたところ、炭素の含有量が所定
の範囲内においてのみウィスカの発生が認められないこ
とがわかった。
の範囲内においてのみウィスカの発生が認められないこ
とがわかった。
つまり、光沢銅めっきの浴には一般に光沢を出すために
光沢剤が用いられる。そのために、銅めっき層にはめっ
き時の光沢剤の吸着あるいは共析によって有機物が含有
される。本発明者は、光沢銅めっき中の炭素量を０．０
１〜０．０２ｗｔ％とすればウィスカの発生がないこと
を見い出し本発明をなすにいたったのである。
光沢剤が用いられる。そのために、銅めっき層にはめっ
き時の光沢剤の吸着あるいは共析によって有機物が含有
される。本発明者は、光沢銅めっき中の炭素量を０．０
１〜０．０２ｗｔ％とすればウィスカの発生がないこと
を見い出し本発明をなすにいたったのである。
本発明は以上の知見に基づいてなされたものである。
次に、銅下地めっきの炭素の規制理由について説明する
。
。
光沢銅めっきを行うと、めっき浴の光沢剤からの炭素が
共析する。この炭素量をＯ，０１ｗｔ％未満になるよう
に光沢剤の量を調整すると、めっき光沢が低く、光沢錫
めっきを施しても光沢がでない。錫めっきの光沢を維持
する上から銅下地めっきの炭素量はＯ，０１ｗｔ％以上
にする必要がある。また、炭素量が０．０２ｗｔ％を越
えるとウィスカの抑制効果が低下する。
共析する。この炭素量をＯ，０１ｗｔ％未満になるよう
に光沢剤の量を調整すると、めっき光沢が低く、光沢錫
めっきを施しても光沢がでない。錫めっきの光沢を維持
する上から銅下地めっきの炭素量はＯ，０１ｗｔ％以上
にする必要がある。また、炭素量が０．０２ｗｔ％を越
えるとウィスカの抑制効果が低下する。
よって、銅めっぎ中の炭素量は０．０１ｗｊ％〜０．０
２ｗｔ％とする。
２ｗｔ％とする。
なお、本発明の銅下地めっき中の炭素量を規制すること
によって何故にウィスカを抑制する効果が生ずるかは現
在確認中であり、現時点では解明するに至ってはいない
。ただ、炭素量が多いと銅めっき応力が大きくなること
および炭素量が多いと共析炭素量が多くなりめっきの欠
陥が多くなり、その結果、Ｃｕ−３ｎの相互拡散が大き
くなり、その駆動力によって、ウィスカが発生しやすく
なるものと推定される。
によって何故にウィスカを抑制する効果が生ずるかは現
在確認中であり、現時点では解明するに至ってはいない
。ただ、炭素量が多いと銅めっき応力が大きくなること
および炭素量が多いと共析炭素量が多くなりめっきの欠
陥が多くなり、その結果、Ｃｕ−３ｎの相互拡散が大き
くなり、その駆動力によって、ウィスカが発生しやすく
なるものと推定される。
本発明の製造方法の一般的な工程例は次の通りである。
脱脂−水洗一酸洗一水洗一銅めフぎ一水洗一酸洗一水洗
一錫めっき一水洗一中和一水洗一乾燥光沢銅めっきの浴
は一般的な硫酸銅浴でよく、特に限定するものではない
。例えば、ピロリン酸銅浴またはホウ弗化銅浴でもよい
。
一錫めっき一水洗一中和一水洗一乾燥光沢銅めっきの浴
は一般的な硫酸銅浴でよく、特に限定するものではない
。例えば、ピロリン酸銅浴またはホウ弗化銅浴でもよい
。
光沢錫めっき浴は、例えば硫酸錫浴、ホウフッ化錫浴、
フェノールスルフォン酸浴等を用いればよい。ただ特に
これらに限定する必要はない。
フェノールスルフォン酸浴等を用いればよい。ただ特に
これらに限定する必要はない。
銅めっき層の厚さは０．３μｍ〜１．０μｍ程度とすれ
ばよい。光沢錫めっきを厚さは０．５〜１．５μｍ程度
とする。ただ、本発明では銅および錫めっきの厚みはと
くに限定するものではない。
ばよい。光沢錫めっきを厚さは０．５〜１．５μｍ程度
とする。ただ、本発明では銅および錫めっきの厚みはと
くに限定するものではない。
なお、光沢めっきとは、ＪＩＳＺ８７４１に規定する４
５°−４５”の鏡面反射率が４０ｗｔ％以上のものであ
る。
５°−４５”の鏡面反射率が４０ｗｔ％以上のものであ
る。
また、亜鉛含有銅合金としては、亜鉛の含有量が１〜４
５ｗｔ％のものが好ましい。
５ｗｔ％のものが好ましい。
また、錫めつきとしては、炭素を０．１〜０．５０ｗｔ
％含有する光沢錫めっきとしてもよい。この場合にはウ
ィスカの発生をより一層低減させることが可能となる。
％含有する光沢錫めっきとしてもよい。この場合にはウ
ィスカの発生をより一層低減させることが可能となる。
［実施例コ
（実施例１）
本発明に係わる亜鉛含有銅合金材の錫めっき方法の実施
例について説明する。
例について説明する。
・試験片の作製
黄銅（ＪＩＳ Ｃ２６００）ＨＯ，３ｔｘ５Ｐ ｘｉ（
１０’（ｍｍ）を用いて、脱脂−水洗一酸洗一水洗一銅
下地めフき一水洗一酸洗一水洗一錫めっき一水洗一中和
一水洗一乾燥を行いめっき試験片を作製した。
１０’（ｍｍ）を用いて、脱脂−水洗一酸洗一水洗一銅
下地めフき一水洗一酸洗一水洗一錫めっき一水洗一中和
一水洗一乾燥を行いめっき試験片を作製した。
ここで、脱脂は、アルカリ電解脱脂により行った。また
、酸洗は５ｋＨ２ＳＯ４でＲＴｘ ５ｓｅｃなる条件で
行った。さらに、中和は、５ｗｔ％；リン酸３ソーダで
７０℃Ｘ ５ｓｅｃなる条件で行った。
、酸洗は５ｋＨ２ＳＯ４でＲＴｘ ５ｓｅｃなる条件で
行った。さらに、中和は、５ｗｔ％；リン酸３ソーダで
７０℃Ｘ ５ｓｅｃなる条件で行った。
銅下地めっぎ（第１表）
・浴組成 ５ｎＳＯ＜ ・５Ｈｚ０ １９０ｇ／ｌ
Ｈ２ＳＯ４５０ｇ／Ｉ Ｃ１３０ｍｇ／ｌ ・めっき条件 温度 ２０〜３５℃ 電流密度 ２．５〜４．０ Ａ／ｄ１１１２めっ
き厚み ０．５〜１．０μｍ 錫めつき（Ｎ１表） ・浴組成 ５ｎＳＯ，４０ｇ／ｌ ）＋２５０４１ｏｏｇｈ クレゾールスルホン酸 ３０ｇ／ｌ ホルマリン ５ｍｇ／ｌ 光沢剤 （分散剤） ２０ｇ／ｌ＊（光沢剤）
１０ｍｆ ／１ ・めっき条件 温度 ２０℃ 電流密度 ２．５ Ａ／ｄｍ２ めっき厚み １．２ μｍ ウィスカ試験二室内放置によるウィスカ発生状況として
、実験顕微鏡（×４０倍）で ウィスカの最大長さおよび発生密度 として１ｃｍ”当たりに発生したつ イス力の本数を測定した。
Ｈ２ＳＯ４５０ｇ／Ｉ Ｃ１３０ｍｇ／ｌ ・めっき条件 温度 ２０〜３５℃ 電流密度 ２．５〜４．０ Ａ／ｄ１１１２めっ
き厚み ０．５〜１．０μｍ 錫めつき（Ｎ１表） ・浴組成 ５ｎＳＯ，４０ｇ／ｌ ）＋２５０４１ｏｏｇｈ クレゾールスルホン酸 ３０ｇ／ｌ ホルマリン ５ｍｇ／ｌ 光沢剤 （分散剤） ２０ｇ／ｌ＊（光沢剤）
１０ｍｆ ／１ ・めっき条件 温度 ２０℃ 電流密度 ２．５ Ａ／ｄｍ２ めっき厚み １．２ μｍ ウィスカ試験二室内放置によるウィスカ発生状況として
、実験顕微鏡（×４０倍）で ウィスカの最大長さおよび発生密度 として１ｃｍ”当たりに発生したつ イス力の本数を測定した。
ウィスカの測定結果を第１表に示す。本発明の実施例で
あるサンプルＮｏ、１〜６は室内放置１年後においても
ウィスカの発生は全くない。また、比較例であるサンプ
ルＮ０８７〜９はウィスカの成長が認められ、銅めっき
中の炭素量が多くなるにしたがってウィスカの発生が多
くなる。
あるサンプルＮｏ、１〜６は室内放置１年後においても
ウィスカの発生は全くない。また、比較例であるサンプ
ルＮ０８７〜９はウィスカの成長が認められ、銅めっき
中の炭素量が多くなるにしたがってウィスカの発生が多
くなる。
［発明の効果］
以上説明したように、本発明によれば、ウィスカの発生
を抑制する効果は極めて大きく、電子部品の材料として
使用される場合においても、信頼性が向上する。
を抑制する効果は極めて大きく、電子部品の材料として
使用される場合においても、信頼性が向上する。
Claims (3)
- （１）炭素を０．０１〜０．０２ｗｔ％含有する銅めっ
きを介して錫めっきが形成されていることを特徴とする
錫めっき亜鉛含有銅合金材。 - （２）前記光沢錫めっきは、炭素を０．１０〜０．５０
ｗｔ％含有することを特徴とする請求項１記載の錫めっ
き亜鉛含有銅合金材。 - （３）前記銅合金材は端子、コネクター等の電子部品用
の線条材であることを特徴とする請求項１又は２記載の
錫めっき亜鉛含有銅合金材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10929690A JPH046293A (ja) | 1990-04-25 | 1990-04-25 | 錫めっき亜鉛含有銅合金材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10929690A JPH046293A (ja) | 1990-04-25 | 1990-04-25 | 錫めっき亜鉛含有銅合金材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH046293A true JPH046293A (ja) | 1992-01-10 |
Family
ID=14506583
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10929690A Pending JPH046293A (ja) | 1990-04-25 | 1990-04-25 | 錫めっき亜鉛含有銅合金材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH046293A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004339605A (ja) * | 2003-05-12 | 2004-12-02 | Rohm & Haas Electronic Materials Llc | 改良されたスズめっき方法 |
-
1990
- 1990-04-25 JP JP10929690A patent/JPH046293A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004339605A (ja) * | 2003-05-12 | 2004-12-02 | Rohm & Haas Electronic Materials Llc | 改良されたスズめっき方法 |
| JP4603812B2 (ja) * | 2003-05-12 | 2010-12-22 | ローム・アンド・ハース・エレクトロニック・マテリアルズ，エル．エル．シー． | 改良されたスズめっき方法 |
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