JPH06306624A - 無電解はんだめっき液 - Google Patents
無電解はんだめっき液Info
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- JPH06306624A JPH06306624A JP9922193A JP9922193A JPH06306624A JP H06306624 A JPH06306624 A JP H06306624A JP 9922193 A JP9922193 A JP 9922193A JP 9922193 A JP9922193 A JP 9922193A JP H06306624 A JPH06306624 A JP H06306624A
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- plating solution
- lead
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- plating
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Abstract
(57)【要約】
【目的】適切な錫の還元剤を用いることで、無電解錫め
っき液に鉛成分を添加しためっき液でも、常に一定比率
のはんだ合金膜を析出させることができるとともに、組
立て温度を低温化する。 【構成】有機スルホン酸、有機スルホン酸錫、有機スル
ホン酸鉛、チオ尿素等から構成される無電解はんだめっ
き液を基本液とする。この基本液に、錫の還元剤とし
て、アスコルビン酸、没食子酸、カテコール、フェニレ
ンジアミンの少なくとも１種類以上を添加する。めっき
液組成は、はんだ中の錫と鉛の合金比率はほぼ８：２と
なるように決める。これにより、２４時間加熱後もカテ
コール及びフェニレンジアミンは、イオン濃度の変化が
少なく、特に錫の還元作用が良好となる。没食子酸及び
アスコルビン酸についても１２時間後までは、少なくと
も錫イオン酸化防止作用を示す。
っき液に鉛成分を添加しためっき液でも、常に一定比率
のはんだ合金膜を析出させることができるとともに、組
立て温度を低温化する。 【構成】有機スルホン酸、有機スルホン酸錫、有機スル
ホン酸鉛、チオ尿素等から構成される無電解はんだめっ
き液を基本液とする。この基本液に、錫の還元剤とし
て、アスコルビン酸、没食子酸、カテコール、フェニレ
ンジアミンの少なくとも１種類以上を添加する。めっき
液組成は、はんだ中の錫と鉛の合金比率はほぼ８：２と
なるように決める。これにより、２４時間加熱後もカテ
コール及びフェニレンジアミンは、イオン濃度の変化が
少なく、特に錫の還元作用が良好となる。没食子酸及び
アスコルビン酸についても１２時間後までは、少なくと
も錫イオン酸化防止作用を示す。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は無電解はんだめっき液に
係り、特に電子部品材料用はんだめっきに好適なものに
関する。
係り、特に電子部品材料用はんだめっきに好適なものに
関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子機器の小型化にともない、可
撓性有機フィルムに銅箔を張り付け、銅をエッチング加
工して、微細パターンを形成したＴＡＢ（Tape AutoMat
ed Bonding）テープと称するリードフレームが広く用い
られるようになった。そしてＴＡＢテープのインナリー
ド及びアウターリードは、半導体デバイス及び基板実装
の点から、錫、金、はんだめっき等が、電解又は無電解
法で設けられる。最も多い表面処理は無電解錫である。
撓性有機フィルムに銅箔を張り付け、銅をエッチング加
工して、微細パターンを形成したＴＡＢ（Tape AutoMat
ed Bonding）テープと称するリードフレームが広く用い
られるようになった。そしてＴＡＢテープのインナリー
ド及びアウターリードは、半導体デバイス及び基板実装
の点から、錫、金、はんだめっき等が、電解又は無電解
法で設けられる。最も多い表面処理は無電解錫である。
【０００３】無電解錫は、通常、有機スルホン酸錫及び
有機スルホン酸がベースの液に、チオ尿素を入れること
により、チオ尿素が被めっき面である銅板上に吸着し
て、銅の電位を錫より卑にして、錫を銅上に析出させる
一種の置換めっきである。
有機スルホン酸がベースの液に、チオ尿素を入れること
により、チオ尿素が被めっき面である銅板上に吸着し
て、銅の電位を錫より卑にして、錫を銅上に析出させる
一種の置換めっきである。
【０００４】無電解でめっきを行う理由は、最近のＴＡ
Ｂテープは内部リードの配線が微細な上に複雑なため、
全てのリードを電極リードと接続させられないからであ
る。無電解めっきであれば、複雑な引き回しによって電
極リードと繋げなくなったリード上にもめっき膜を形成
することができる。
Ｂテープは内部リードの配線が微細な上に複雑なため、
全てのリードを電極リードと接続させられないからであ
る。無電解めっきであれば、複雑な引き回しによって電
極リードと繋げなくなったリード上にもめっき膜を形成
することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】錫めっき膜の最大の欠
点はめっき後ウィスカと称するヒゲ状析出物が発生する
ことである。ウィスカの生成原理は未だ十分に解明され
ていないが、少なくとも純錫めっきにおいて発生する現
象である。
点はめっき後ウィスカと称するヒゲ状析出物が発生する
ことである。ウィスカの生成原理は未だ十分に解明され
ていないが、少なくとも純錫めっきにおいて発生する現
象である。
【０００６】ウィスカ防止方法としては、めっき膜を５
℃以下の低温に保つ方法や、めっき膜を１３０℃程度に
加熱する方法等が知られている。ところが、めっき後に
めっき膜を５℃以下の低温に保ったり、めっき膜を１３
０℃程度に加熱したりするのは、めっき後の作業を非常
に煩雑にする。
℃以下の低温に保つ方法や、めっき膜を１３０℃程度に
加熱する方法等が知られている。ところが、めっき後に
めっき膜を５℃以下の低温に保ったり、めっき膜を１３
０℃程度に加熱したりするのは、めっき後の作業を非常
に煩雑にする。
【０００７】そこで、純錫めっきに代えて、錫めっきに
鉛を２％以上添加する方法、すなわちはんだめっき膜と
する方法が考えられ、それなりに大きな効果があること
がわかった。
鉛を２％以上添加する方法、すなわちはんだめっき膜と
する方法が考えられ、それなりに大きな効果があること
がわかった。
【０００８】ところが、無電解はんだめっきは、鉛の析
出量の制御が難しく、無電解錫めっき液に鉛成分のみを
添加しただけでは、正常な反応が起きず、未だ実用化さ
れていないのが現状である。
出量の制御が難しく、無電解錫めっき液に鉛成分のみを
添加しただけでは、正常な反応が起きず、未だ実用化さ
れていないのが現状である。
【０００９】また、錫めっき液の最大の欠点は、錫イオ
ンが酸化されやすく、酸化されて生じた４価の錫が水酸
化物や酸化物として沈殿してしまうことである。そのた
めに錫めっき液では、酸化を防止する還元剤の選定が重
要なポイントとなっている。このことは錫イオンが主成
分であるはんだめっきにも言えることである。
ンが酸化されやすく、酸化されて生じた４価の錫が水酸
化物や酸化物として沈殿してしまうことである。そのた
めに錫めっき液では、酸化を防止する還元剤の選定が重
要なポイントとなっている。このことは錫イオンが主成
分であるはんだめっきにも言えることである。
【００１０】そこで、無電解はんだめっきの還元剤とし
て、無電解錫めっき液で効果を発揮する亜リン酸のよう
な還元剤を添加することが考えられるが、無電解はんだ
めっきの場合は、錫と鉛の適正な析出が起きずに、合金
めっきの生成に支障を来してしまう。
て、無電解錫めっき液で効果を発揮する亜リン酸のよう
な還元剤を添加することが考えられるが、無電解はんだ
めっきの場合は、錫と鉛の適正な析出が起きずに、合金
めっきの生成に支障を来してしまう。
【００１１】本発明の目的は、上述した従来技術の欠点
を解消して、常に一定比率のはんだ合金膜を析出させる
ことができ、しかも錫イオンの酸化劣化の少ない無電解
はんだめっき液を提供することにある。
を解消して、常に一定比率のはんだ合金膜を析出させる
ことができ、しかも錫イオンの酸化劣化の少ない無電解
はんだめっき液を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の無電解はんだめ
っき液は、有機スルホン酸、有機スルホン酸錫、有機ス
ルホン酸鉛、チオ尿素等から構成される無電解はんだめ
っき液において、錫の還元剤として、アスコルビン酸、
没食子酸、カテコール、フェニレンジアミンの少なくと
も１種類または２種以上を添加したものである。
っき液は、有機スルホン酸、有機スルホン酸錫、有機ス
ルホン酸鉛、チオ尿素等から構成される無電解はんだめ
っき液において、錫の還元剤として、アスコルビン酸、
没食子酸、カテコール、フェニレンジアミンの少なくと
も１種類または２種以上を添加したものである。
【００１３】この場合において、還元剤はＳｎ+ の酸化
防止剤であり、Ｓｎ+ 量に対する割合としてはメタンス
ルホン酸錫の３〜５０ｗｔ％を添加すると、長期にわた
り還元効果を発揮する上、めっき外観を阻害させないた
め好ましい。３ｗｔ％未満では長期性が悪く、５０ｗｔ
％を越えるとめっき外観が粗くなる。また、はんだ中の
錫と鉛の合金比率がほぼ８：２となるように、めっき液
組成が決められとよい。 めっき液組成は、金属イオン
供給源として、有機スルホン酸錫及び有機スルホン酸鉛
を用いる。また有機酸として有機スルホン酸が必要であ
る。錯化剤としては、チオ尿素が加えられる。金属イオ
ンの分散効果を示す界面活性剤としては、塩化ラウリル
ピリジニウム、ラウリルアミン等が良い。
防止剤であり、Ｓｎ+ 量に対する割合としてはメタンス
ルホン酸錫の３〜５０ｗｔ％を添加すると、長期にわた
り還元効果を発揮する上、めっき外観を阻害させないた
め好ましい。３ｗｔ％未満では長期性が悪く、５０ｗｔ
％を越えるとめっき外観が粗くなる。また、はんだ中の
錫と鉛の合金比率がほぼ８：２となるように、めっき液
組成が決められとよい。 めっき液組成は、金属イオン
供給源として、有機スルホン酸錫及び有機スルホン酸鉛
を用いる。また有機酸として有機スルホン酸が必要であ
る。錯化剤としては、チオ尿素が加えられる。金属イオ
ンの分散効果を示す界面活性剤としては、塩化ラウリル
ピリジニウム、ラウリルアミン等が良い。
【００１４】
【作用】無電解はんだめっき液の錫イオン酸化防止のた
めの還元剤として、アスコルビン酸、没食子酸、カテコ
ール、フェニレンジアミンの少なくとも１種類以上を添
加すると、浴中の錫イオンの酸化沈殿がほとんど起き
ず、イオン濃度の経時変化が生じにくくなる結果、一定
比率のはんだめっき膜を長時間にわたって、安定して得
られるようになる。
めの還元剤として、アスコルビン酸、没食子酸、カテコ
ール、フェニレンジアミンの少なくとも１種類以上を添
加すると、浴中の錫イオンの酸化沈殿がほとんど起き
ず、イオン濃度の経時変化が生じにくくなる結果、一定
比率のはんだめっき膜を長時間にわたって、安定して得
られるようになる。
【００１５】このように、無電解はんだめっき液を使用
することにより、ピン幅及びピンピッチが狭く、リード
の配線が複雑で、給電リードと接続できないリード上に
も、はんだめっきを設けることができる。また、錫では
なく、鉛を合金化したはんだめっき膜であるため、錫ウ
ィスカの発生の心配がなく、めっき後のウィスカ成長に
よるリードの短絡事故を防止することができる。無電解
錫めっきに代るはんだめっき液として実用化可能な組成
になっており、ホイスカ対策として簡便かつ有効な方法
である。
することにより、ピン幅及びピンピッチが狭く、リード
の配線が複雑で、給電リードと接続できないリード上に
も、はんだめっきを設けることができる。また、錫では
なく、鉛を合金化したはんだめっき膜であるため、錫ウ
ィスカの発生の心配がなく、めっき後のウィスカ成長に
よるリードの短絡事故を防止することができる。無電解
錫めっきに代るはんだめっき液として実用化可能な組成
になっており、ホイスカ対策として簡便かつ有効な方法
である。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。
【００１７】［実施例１］メタンスルホン酸錫１５ｇ／
ｌ、メタンスルホン酸鉛１８ｇ／ｌ、メタンスルホン酸
５０ｇ／ｌ、チオ尿素７５ｇ／ｌ、グリシン０．７５ｇ
／ｌ、塩化ラウリルピリジニウム１．０ｇ／ｌからなる
無電解はんだめっき液の基本液を準備した。 次に、錫
イオンの還元剤としてアスコルビン酸を用い、基本液に
対して０．０５Ｍ（モル／ｌ）添加した。こうして得た
無電解はんだめっきを２４時間、８０℃に加温し続け、
適当な時間毎に、清浄化した銅板を１０分間めっき液中
に浸漬した後、銅板を水洗、乾燥して、析出したはんだ
めっき膜の外観観察を行った。さらに還元剤の溶解した
無電解めっき液を、めっきを析出させる毎に少量分取
し、めっき液中の錫イオン量及び鉛イオン量を分析によ
り求めた。
ｌ、メタンスルホン酸鉛１８ｇ／ｌ、メタンスルホン酸
５０ｇ／ｌ、チオ尿素７５ｇ／ｌ、グリシン０．７５ｇ
／ｌ、塩化ラウリルピリジニウム１．０ｇ／ｌからなる
無電解はんだめっき液の基本液を準備した。 次に、錫
イオンの還元剤としてアスコルビン酸を用い、基本液に
対して０．０５Ｍ（モル／ｌ）添加した。こうして得た
無電解はんだめっきを２４時間、８０℃に加温し続け、
適当な時間毎に、清浄化した銅板を１０分間めっき液中
に浸漬した後、銅板を水洗、乾燥して、析出したはんだ
めっき膜の外観観察を行った。さらに還元剤の溶解した
無電解めっき液を、めっきを析出させる毎に少量分取
し、めっき液中の錫イオン量及び鉛イオン量を分析によ
り求めた。
【００１８】この結果、アスコルビン酸を添加しためっ
き液では、少なくとも１２時間程度までは、外観の良好
なはんだめっきが得られることが分かった。
き液では、少なくとも１２時間程度までは、外観の良好
なはんだめっきが得られることが分かった。
【００１９】［実施例２］錫イオンの還元剤として、没
食子酸を用いた点を除き実施例１と同じとした。この結
果、没食子酸を添加しためっき液では、少なくとも１２
時間程度までは、外観の良好なはんだめっきが得られる
ことが分かった。
食子酸を用いた点を除き実施例１と同じとした。この結
果、没食子酸を添加しためっき液では、少なくとも１２
時間程度までは、外観の良好なはんだめっきが得られる
ことが分かった。
【００２０】［実施例３］錫イオンの還元剤として、カ
テコールを用いた点を除き実施例１と同じとした。この
結果、カテコールを添加しためっき液では、２４時間連
続加熱後もはんだめっき膜の外観変化は少なく、これら
の還元剤ははんだめっき析出反応に及ぼす悪影響が少な
いことが分かった。
テコールを用いた点を除き実施例１と同じとした。この
結果、カテコールを添加しためっき液では、２４時間連
続加熱後もはんだめっき膜の外観変化は少なく、これら
の還元剤ははんだめっき析出反応に及ぼす悪影響が少な
いことが分かった。
【００２１】［実施例４］錫イオンの還元剤として、フ
ェニレンジアミンを用いた点を除き実施例１と同じとし
た。この結果、フェニレンジアミンを添加しためっき液
では、２４時間連続加熱後もはんだめっき膜の外観変化
は少なく、これらの還元剤ははんだめっき析出反応に及
ぼす悪影響が少ないことが分かった。
ェニレンジアミンを用いた点を除き実施例１と同じとし
た。この結果、フェニレンジアミンを添加しためっき液
では、２４時間連続加熱後もはんだめっき膜の外観変化
は少なく、これらの還元剤ははんだめっき析出反応に及
ぼす悪影響が少ないことが分かった。
【００２２】［比較例１〜３］錫イオンの還元剤とし
て、フェニレンジスルフィド、亜硫酸ナトリウム及びタ
ンニン酸を用意し、基本液に対してそれぞれ０．０５Ｍ
添加した点を除き、実施例１と同じとした。この結果、
フェニレンジスルフィド（比較例１）、亜硫酸ナトリウ
ム（比較例２）及びタンニン酸（比較例３）は、いずれ
も低濃度でもめっき液に溶解せず、建浴できないことが
分かった。
て、フェニレンジスルフィド、亜硫酸ナトリウム及びタ
ンニン酸を用意し、基本液に対してそれぞれ０．０５Ｍ
添加した点を除き、実施例１と同じとした。この結果、
フェニレンジスルフィド（比較例１）、亜硫酸ナトリウ
ム（比較例２）及びタンニン酸（比較例３）は、いずれ
も低濃度でもめっき液に溶解せず、建浴できないことが
分かった。
【００２３】めっき外観変化の結果を表１に示す。ま
た、連続加温時の錫及び鉛イオン量の経時変化を図１に
示す。
た、連続加温時の錫及び鉛イオン量の経時変化を図１に
示す。
【００２４】
【表１】
【００２５】既述したように、めっき液への溶解が可能
な還元剤を添加した液からの、析出物の外観変化を調査
すると、カテコール及びフェニレンジアミンを添加した
めっき液では、２４時間連続加熱後もはんだめっき膜の
外観変化は少なく、これらの還元剤ははんだめっき析出
反応に及ぼす悪影響が少ないことが分かった。没食子酸
及びアスコルビン酸については、少なくとも１２時間程
度までは、外観の良好なはんだめっきが得られることが
分かった。
な還元剤を添加した液からの、析出物の外観変化を調査
すると、カテコール及びフェニレンジアミンを添加した
めっき液では、２４時間連続加熱後もはんだめっき膜の
外観変化は少なく、これらの還元剤ははんだめっき析出
反応に及ぼす悪影響が少ないことが分かった。没食子酸
及びアスコルビン酸については、少なくとも１２時間程
度までは、外観の良好なはんだめっきが得られることが
分かった。
【００２６】また、図１のめっき液中の金属イオン量の
変化をみると、２４時間加熱後も外観の良好なカテコー
ル及びフェニレンジアミンでは、イオン濃度の変化が少
なく、特に錫の還元作用が良好であることが分かる。没
食子酸及びアスコルビン酸についても、析出物外観の良
好であった１２時間後までは、少なくとも錫イオン酸化
防止作用を示している。錫酸化防止のための還元剤を添
加しないと、加熱後１時間以内に、析出に必要な２価の
錫イオン量が激減することから、没食子酸及びアスコル
ビン酸も、還元剤として有効であることが確認された。
変化をみると、２４時間加熱後も外観の良好なカテコー
ル及びフェニレンジアミンでは、イオン濃度の変化が少
なく、特に錫の還元作用が良好であることが分かる。没
食子酸及びアスコルビン酸についても、析出物外観の良
好であった１２時間後までは、少なくとも錫イオン酸化
防止作用を示している。錫酸化防止のための還元剤を添
加しないと、加熱後１時間以内に、析出に必要な２価の
錫イオン量が激減することから、没食子酸及びアスコル
ビン酸も、還元剤として有効であることが確認された。
【００２７】なお、緻密で半光沢性のはんだめっきが得
られたものについて、はんだ中の錫と鉛の合金比率を原
子吸光分析法で測定したところ、どの場合もほぼ錫：鉛
が８０：２０程度の比率であった。
られたものについて、はんだ中の錫と鉛の合金比率を原
子吸光分析法で測定したところ、どの場合もほぼ錫：鉛
が８０：２０程度の比率であった。
【００２８】
（１）請求項１に記載の発明によれば、錫の還元剤とし
て、アスコルビン酸、没食子酸、カテコール、フェニレ
ンジアミンの少なくとも１種類以上を添加することによ
り、浴中の錫イオンの酸化沈殿を有効に防止しイオン濃
度の経時変化が生じにくくなるようにしたので、常に一
定比率のはんだ合金膜を析出させることができる。
て、アスコルビン酸、没食子酸、カテコール、フェニレ
ンジアミンの少なくとも１種類以上を添加することによ
り、浴中の錫イオンの酸化沈殿を有効に防止しイオン濃
度の経時変化が生じにくくなるようにしたので、常に一
定比率のはんだ合金膜を析出させることができる。
【００２９】（２）請求項２に記載の発明によれば、純
錫よりも８：２はんだとすることで、溶融温度が下がる
ため、組立て温度を低温化することができる。
錫よりも８：２はんだとすることで、溶融温度が下がる
ため、組立て温度を低温化することができる。
【図１】還元剤を添加しためっき液中の錫イオン量の経
時変化を示す特性図。
時変化を示す特性図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 湯浅 真 東京都新宿区神楽坂１丁目３番地 学校法 人 東京理科大学内
Claims (2)
- 【請求項１】有機スルホン酸、有機スルホン酸錫、有機
スルホン酸鉛、チオ尿素等から構成される無電解はんだ
めっき液において、錫の還元剤としてアスコルビン酸、
没食子酸、カテコール、フェニレンジアミンのうち１種
類または２種以上を添加したことを特徴とする無電解は
んだめっき液。 - 【請求項２】はんだ中の錫と鉛の合金比率がほぼ８：２
となるように、上記めっき液組成が決められた請求項１
に記載の無電解はんだめっき液。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9922193A JPH06306624A (ja) | 1993-04-26 | 1993-04-26 | 無電解はんだめっき液 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9922193A JPH06306624A (ja) | 1993-04-26 | 1993-04-26 | 無電解はんだめっき液 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06306624A true JPH06306624A (ja) | 1994-11-01 |
Family
ID=14241612
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9922193A Pending JPH06306624A (ja) | 1993-04-26 | 1993-04-26 | 無電解はんだめっき液 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06306624A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013014809A (ja) * | 2011-07-05 | 2013-01-24 | Nippon Kanizen Kk | 無電解ニッケルめっき皮膜および無電解ニッケルめっき液 |
| JP2013047385A (ja) * | 2011-08-17 | 2013-03-07 | Rohm & Haas Electronic Materials Llc | 無電解金属化のための安定な触媒 |
| JP2016536453A (ja) * | 2013-10-21 | 2016-11-24 | アトテツク・ドイチユラント・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツングＡｔｏｔｅｃｈ Ｄｅｕｔｓｃｈｌａｎｄ ＧｍｂＨ | 更なる金属の存在下で銅を選択的に処理する方法 |
-
1993
- 1993-04-26 JP JP9922193A patent/JPH06306624A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013014809A (ja) * | 2011-07-05 | 2013-01-24 | Nippon Kanizen Kk | 無電解ニッケルめっき皮膜および無電解ニッケルめっき液 |
| JP2013047385A (ja) * | 2011-08-17 | 2013-03-07 | Rohm & Haas Electronic Materials Llc | 無電解金属化のための安定な触媒 |
| JP2016536453A (ja) * | 2013-10-21 | 2016-11-24 | アトテツク・ドイチユラント・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツングＡｔｏｔｅｃｈ Ｄｅｕｔｓｃｈｌａｎｄ ＧｍｂＨ | 更なる金属の存在下で銅を選択的に処理する方法 |
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