JPH06330351A - 二層錫又は錫−鉛合金被覆形成方法 - Google Patents

二層錫又は錫−鉛合金被覆形成方法

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JPH06330351A
JPH06330351A JP15991693A JP15991693A JPH06330351A JP H06330351 A JPH06330351 A JP H06330351A JP 15991693 A JP15991693 A JP 15991693A JP 15991693 A JP15991693 A JP 15991693A JP H06330351 A JPH06330351 A JP H06330351A
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征夫 鈴木
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Kazuhisa Oiwa
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    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B20/00Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C04B20/10Coating or impregnating
    • C04B20/12Multiple coating or impregnating

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 半田付け性を目的として電子部品その他の用
途向けに,部品の信頼性を向上させるため,被覆膜の物
理適特性向上,特に耐熱性・耐湿性等の過酷な環境に耐
えて,安定した被覆外観と半田付け性を保つ金属被覆層
を得る。 【構成】 半田付け性を目的として電子部品その他の用
途向けに,錫または錫−鉛合金の被覆を,二層被覆構造
とし,二層のうち下層を半光沢または無光沢被覆層と
し,上層を光沢被覆層とすることによって,耐熱性・耐
湿性共に優れた被覆層を得る二層被覆形成方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,電子部品を製作する際
の手段としての錫,又は錫−鉛合金被覆方法に関し,特
にコネクタ,リードフレーム,スイッチ等の電子部品の
信頼性と密接に関わる半田付け特性を大輻に改善する二
層構造の錫,又は錫−鉛合金被覆形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来に於いて,各種配線の半田付けによ
る接続を目的とした錫,又は錫−鉛合金被覆層の形成方
法としては,電気めっき,無電解めっき等の電気化学的
或は化学的被覆法,溶融めっきによる被覆法等が行われ
ている。この外に,真空蒸着,スパッタリング,イオン
プレーティング等の物理的蒸着法(PVD)により被覆
することも不可能ではないにしても,合金比率コントロ
ールが困難で現実的ではない。
【0003】これらの手段の中で,従来,主流であった
のは電気めっき法であり,被覆対象の目的・用途によっ
て,光沢めっき,半光沢又は無光沢めっき等の浴種の特
徴を使い分けていた。
【0004】また,無電解めっき法は,現時点では錫被
覆に関しては厚付け方法が見いだされているが,無電解
錫−鉛合めっきについては,置換めっき法以外では実施
出来ないため,膜厚は均一に付着することが出来るが,
実質的に5μm以上の厚付けが不可能であり,また,溶
融めっき法は逆に薄付けが困難であって,それぞれ用途
が限定されてしまうのが実状である。
【0005】これらのうち,光沢めっきは,有機光沢剤
の作用により緻密な電析被膜が得られ,被膜中の炭素共
析量が比較的多く,その結果,被膜の硬さを増加させ
る。また被膜表面に撥水性を生じさせて環境湿度に対す
る抵抗性を増すが,被覆膜中に0.05重量%以上含ま
れ,多い時は0.2重量%以上含まれる場合があって,
高温中に長時間晒されると被膜の熱劣化を生じ,被膜の
変色や半田付け性の大幅低下を起こす。
【0006】一方,半光沢又は無光沢めっきは,積極的
に光沢付与する成分を浴中に微量含むか又は全く含まな
いので,被膜中の炭素共析量と析出応力が少なく,その
結果,得られた被膜が柔らかく耐熱性が有るので,長期
にわたる加熱処理に対して耐えるが,反面,析出被膜が
粗く被膜中に多数の微細な空孔が存在するので,環境湿
度に対する耐性が光沢被覆に比べて劣る欠点を持ってい
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】この様に,電気めっき
で形成した被覆膜は,互いに長所と短所は裏表一体であ
ったが,従来は浴種を使い分けることにより対応して来
た。しかし,今後は,更に部品の小型化と信頼性強化の
要求として,耐熱性・耐湿性を同時に満足するための対
応が必要となり,これまでの使用法では対応困難となっ
ていた。
【0008】また従来では,例えばコネクタ用のフープ
材に電気光沢半田めっきを施した後にプレス打ち抜きす
る様な場合,めっき浴の浴バランスが適正範囲からずれ
た状態のめっき浴から電析した被膜は,被膜表面に強い
摩擦が加わるとめっき被膜の中で剥離を生じるトラブル
が発生する。この場合,光沢めっき浴の中でも,めっき
被膜の物性と光沢外観が同時に良い種類のめっき浴を用
いた時に,この様な現象が出易い傾向があり,非常に対
応に困る課題であった。
【0009】これに対して,半光沢又は無光沢めっき浴
を用いて電析した被膜ではこの様な現象は発生しない
が,これらの被膜ではめっき表面の硬さが不足してその
後のアセンプリその他の一連の工程で取り扱われる際に
表面傷を生じ易く,また耐湿性が光沢タイプと比べて相
対的に劣り容易に外観低下を生じるので不適であった。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明者らは,上記の状
況を克服するために種々の方法を検討した結果,本発明
の方法とその効果を確認するに至った。
【0011】本発明者らは,上記に挙げた電気光沢めっ
きと電気半光沢又は無光沢めっきを組合せて二層構造の
被覆を形成すると,驚くべきことに両者の長所が発揮さ
れてそれぞれの短所が縮小・矯正され,単なる組合せに
よる予想効果を上回る効果が得られる事実を見いだし
た。
【0012】この本発明の方法を用いると,二層被覆し
た被膜全体の物性は非常に良好であるのと同時に,表面
層は比較的硬く緻密でしかも撥水性を持っているので腐
食環境に対する耐久性が得られ,耐熱性と耐湿性の両方
が得られる。
【0013】
【手段の詳細な説明】本発明の方法を具体的に説明する
と,以下の様になる。
【0014】被覆処理対象素材としては,鉄及び42合
金,ステンレス鋼等の鉄系合金,銅及び黄銅・リン青銅
・その他の各種銅合金などの,半田付けを要する電子部
品素材として一般的に使用される素材を,必要に応じて
銅下地めっきあるいはニッケル下地めっきを施したり,
そのまま洗浄,活性化して用いたりする。
【0015】二層被覆を形成する方法としては,上記の
必要なら下地めっき被膜形成された素材に対して,まず
半光沢又は無光沢タイプの錫または錫−鉛合金めっきを
施す。
【0016】この目的に使用出来る半光沢又は無光沢め
っき浴種としては,酸性タイプ,弱酸性〜弱アルカリ性
タイプ,強アルカリ性タイプの電気錫めっき浴;酸性タ
イプ,弱酸性〜弱アルカリ性タイプの電気錫−鉛合金め
っき浴;置換型またはアルカリ性不均化反応型無電解錫
めっき浴,置換型無電解錫−鉛合金めっき浴等の中の任
意の浴種を用いることが出来る。また,めっき方法は,
電気めっき・無電解めっき共に,バレルめっき,ラック
めっき,リール・ツー・リール等の連続めっきのいずれ
でもかまわない。
【0017】次に,この半光沢又は無光沢被覆膜上に,
引き続いて光沢被覆を形成するか,必要で有れば,この
間に酸による活性化工程を設けた上で光沢被覆を形成し
ても良い。
【0018】この目的に使用出来る光沢めっき浴種とし
ては,酸性タイプ,弱酸性〜弱アルカリ性タイプの電気
錫めっき浴;酸性タイプ,弱酸性〜弱アルカリ性タイプ
の電気錫−鉛合金めっき浴;置換型無電解錫めっき浴,
置換型無電解錫−鉛合金めっき浴等の中の任意の浴種を
用いることが出来る。また,めっき方法は,電気めっき
・無電解めっき共に,バレルめっき,ラックめっき,リ
ール・ツー・リール等の連続めっきのいずれでもかまわ
ない。
【0019】この場合,通常は,二層のうち下層錫被膜
上は上層錫被膜を形成し,下層錫−鉛合金被膜上には上
層錫−鉛合金被膜を形成するが,場合によっては,錫と
錫−鉛合金をクロスして使用して形成してもかまわな
い。
【0020】二層被覆構造とする際の,半光沢又は無光
沢被覆層と光沢被覆層の膜厚は,両者の合計として,
0.5〜30μmとし,望ましくは1〜20μmとす
る。0.5μm以下では膜厚が少な過ぎて充分な半田付
け性が得られず,また30μm以上では,これ以上膜厚
を増加しても特に半田付けの信頼性が向上せずメリット
がない。
【0021】また,半光沢又は無光沢被覆層と光沢被覆
層の膜厚比率は,錫又は錫−鉛合金の全めっき膜厚に対
して,半光沢又は無光沢層の膜厚は,10〜90%と
し,望ましくは,20〜75%とする。この場合,10
%以下では半光沢又は無光沢層の膜厚が不足して,全体
的な物性の確保が困難になり,90%以上になると光沢
層の膜厚が不足して充分な光沢外観や表面硬さ及び耐湿
性が得られなくなる。
【0022】なお,本発明の方法は,どちらかと言え
ば,ニッケル下地めっきが介在する場合よりも銅下地め
っきが介在している場合の方が遥かに効果的であるが,
ニッケル下地めっきが介在する場合であっても,光沢め
っき単層または半光沢又は無光沢めっき単層よりも優れ
た環境耐久性を示す。
【0023】
【実施例】次に,実施例を挙げて本発明の効果を詳細に
説明する。
【0024】<実施例1〜3,比較例1〜2>銅板(J
IS H3100:C1201を50mm×100mm
×0.2mmに切断したもの)に,アルカリ脱脂後,ア
ルカリ陰極電解洗浄,塩酸酸洗(35%塩酸 200m
l/L,室温,浸漬30秒)後に電気シアン化銅めっき
被覆を約2μm施した。
【0025】シアン化銅めっき浴組成: シアン化第一銅 25g/L シアン化ソーダ 45g/L 炭酸ソーダ 15g/L 苛性ソーダ 10g/L PH 12〜13 めっき温度 55℃ 電流密度 1A/dm
【0026】継いで,70%メタンスルホン酸 75m
l/Lの水溶液に室温で30秒浸漬し,酸活性を行っ
て,下記組成の電気半田めっきを,無光沢,光沢の順に
電着した。無光沢めっきと光沢めっきの処理時間は次の
様に変化させて実施した。
【0027】 <電気無光沢半田めっき浴組成> 70%有機スルホン酸(ユケン工業株式会社製: メタス・ソルデアAM) ・・・100ml/L 2価錫イオン(ユケン工業株式会社製:有機酸錫塩 メタス・ソルデアSM) ・・・350ml/L (Snとして,35g/L) 2価鉛イオン(ユケン工業株式会社製:有機酸鉛塩 メタス・ソルデアPM) ・・・12.5ml/L (Pbとして,2.5g/L) 添加剤(ユケン工業株式会社製: メタスNFJ) ・・・ 30ml/L めっき条件: 電流密度 ・・・10A/dm 浴温 ・・・30℃ カソードロッカーによる揺動 ・・・3m/分
【0028】 <電気光沢半田めっき浴組成> 70%有機スルホン酸(ユケン工業株式会社製: メタス・ソルデアAM) ・・・100ml/L 2価錫イオン(ユケン工業株式会社製:有機酸錫塩 メタス・ソルデアSM) ・・・350ml/L (Snとして,35g/L) 2価鉛イオン(ユケン工業株式会社製:有機酸鉛塩 メタス・ソルデアPM) ・・・17.5ml/L (Pbとして,3.5g/L) 添加剤(ユケン工業株式会社製: メタスBSA−S) ・・・ 20ml/L 添加剤(ユケン工業株式会社製: メタスBSA−M) ・・・ 20ml/L めっき条件: 電流密度 ・・・10A/dm 浴温 ・・・20℃ カソードロッカーによる揺動 ・・・3m/分
【0029】実施例1〜3の二層めっきと,比較例1〜
2の無光沢めっきまたは光沢めっき単層は各々約3μm
程度が得られ,二層被覆表面の外観は,光沢単層めっき
表面に比べて全く遜色ない光沢外観であった。
【0030】次に,得られためっき済みのテストピース
を150℃で8,24,48,96,168時間ベーキ
ングし,各時間後の外観変化を目視評価と,ロジン・フ
ラックスを用いて235℃の6/4溶融半田に5秒間浸
漬・引き上げした後の半田濡れ面積を評価して,次の結
果が得られた。
【0031】
【0032】実施例1〜3は,比較例1の光沢めっき単
層と対比して見て,耐熱性が格段に向上しているのが分
かる。
【0033】<実施例4〜6,比較例3〜4>実施例1
〜3,比較例1〜2と全く同じめっき済みテストピース
を作成し,今度は,相対湿度95%,40℃±1の恒温
恒湿槽中で,8,24,48,96,168時間の各放
置時間後に,外観変化の目視評価と,ロジン・フラック
スを用いて235℃の6/4溶融半田に5秒間浸漬・引
き上げした後の半田濡れ面積を評価して,次の結果が得
られた。
【0034】
【0035】実施例4〜6を比較例4の無光沢めっき単
層と対比すると,無光沢めっき単層では,直に湿度によ
り耐黄変色を生じるのに対し,耐変色性が明らかに向上
しているのが分かる。
【0036】<実施例7と比較例5>実施例1〜6,比
較例1〜4と同様に銅素材にシアン化銅めっきを約2μ
m施し,実施例7では下記のように無光沢錫めっき,そ
の上に光沢錫めっきを行い,比較例5では,シアン化銅
めっき上に光沢錫めっきの単層めっきだけを施し,各
々,耐熱ベーキング処理後に外観と半田付け性を評価し
た。
【0037】 <無光沢錫めっき浴> 硫酸第一錫 ・・・ 30g/L 精製98%硫酸 ・・・185g/L 添加剤 (ユケン工業株式会社製: メタスTinomat) ・・・ 20m/L めっき条件: 電流密度 ・・・ 1A/dm 浴温 ・・・ 30℃ カソードロッカーによる攪拌・・・ 2m/分
【0038】 <光沢錫めっき浴> 硫酸第一錫 ・・・ 30g/L 精製98%硫酸 ・・・185g/L 添加剤 (ユケン工業株式会社製: メタスSNV66A) ・・・ 80m/L 添加剤 (ユケン工業株式会社製: メタスSNV66B) ・・・ 8m/L めっき条件: 電流密度 ・・・ 1A/dm 浴温 ・・・ 15℃ カソードロッカーによる撹拌・・・ 2m/分
【0039】無光沢めっきと光沢めっきの処理時間は次
の様に変化させて実施した。
【0040】
【0041】実施例7の二層めっきと,比較例5の光沢
めっき単層は各々約9μm程度が得られ,二層被覆膜の
表面外観は,単層光沢錫めっき被膜と比べて,何ら遜色
がなかった。
【0042】耐熱テストは,恒温槽中200±1℃で,
3時間加熱し,放冷後に,外観変化を目視評価し,ロジ
ン・フラックスを用いて235℃の6/4溶融半田に5
秒間浸漬・引き上げした後の半田濡れ面積を評価して,
次の結果が得られた。
【0043】
【0044】200℃,3時間のベーキング処理は極め
て厳しいが,本発明の二層被覆処理は従来の単層光沢錫
めっき被膜に比べて,明らかに耐熱性が向上している。
【発明の効果】実施例,比較例の対比で詳細説明したよ
うに,本発発明の二層半田被覆処理を行うことにより,
従来では,比較的安価に処理が行える電気めっきによっ
て得られる半光沢又は無光沢半田被膜,光沢半田被膜に
は,各々の長所・短所として,半光沢又は無光沢半田被
膜では,耐熱性があるが耐湿性に難点があり,光沢半田
被膜では,耐湿性が有るが耐熱性に難点があって,一長
一短であるため,幅広い応用が制限されていたのに対し
て,本発明の二層半田被覆法によって,耐熱性・耐湿性
を兼ね備えた半田被覆が可能となり,電子部品としての
今後の品質要求,特に,作動環境で晒される熱・湿度に
対する耐久性が一層要求されるのに対して充分対応が出
来るものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の二層被覆の概念を図示したものであ
る。
【符号の説明】
1・・・光沢錫被覆層,または光沢錫−鉛合金被覆層 2・・・半光沢または無光沢錫被覆層,または半光沢ま
たは無光沢錫−鉛合金被覆層 3・・・金属下地層または金属素材
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年7月15日
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図1
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年7月15日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の詳細な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,電子部品を製作する際
の手段としての錫,又は錫−鉛合金被覆方法に関し,特
にコネクタ,リードフレーム,スイッチ等の電子部品の
信頼性と密接に関わる半田付け特性を大幅に改善する二
層構造の錫,又は錫−鉛合金被覆形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来に於いて,各種配線の半田付けによ
る接続を目的とした錫,又は錫−鉛合金被覆層の形成方
法としては,電気めっき,無電解めっき等の電気化学的
或は化学的被覆法,溶融めっきによる被覆法等が行われ
ている。この外に,真空蒸着,スパッタリング,イオン
プレーティング等の物理的蒸着法(PVD)により被覆
することも不可能ではないにしても,合金比率コントロ
ールが困難で現実的ではない。
【0003】これらの手段の中で,従来,主流であった
のは電気めっき法であり,被覆対象の目的・用途によっ
て,光沢めっき,半光沢又は無光沢めっき等の浴種の特
徴を使い分けていた。
【0004】また,無電解めっき法は,現時点では錫被
覆に関しては厚付け方法が見いだされているが,無電解
錫−鉛合めっきについては,置換めっき法以外では実施
出来ないため,膜厚は均一に付着することが出来るが,
実質的に5μm以上の厚付けが不可能であり,また,溶
融めっき法は逆に薄付けが困難であって,それぞれ用途
が限定されてしまうのが実状である。
【0005】これらのうち,光沢めっきは,有機光沢剤
の作用により緻密な電析被膜が得られ,被膜中の炭素共
析量が比較的多く,その結果,被膜の硬さを増加させ
る。また被膜表面に撥水性を生じさせて環境湿度に対す
る抵抗性を増すが,被覆膜中に0.05重量%以上含ま
れ,多い時は0.2重量%以上含まれる場合があって,
高温中に長時間晒されると被膜の熱劣化を生じ,被膜の
変色や半田付け性の大幅低下を起こす。
【0006】一方,半光沢又は無光沢めっきは,積極的
に光沢付与する成分を浴中に微量含むか又は全く含まな
いので,被膜中の炭素共析量と析出応力が少なく,その
結果,得られた被膜が柔らかく耐熱性が有るので,長期
にわたる加熱処理に対して耐えるが,反面,析出被膜が
粗く被膜中に多数の微細な空孔が存在するので,環境湿
度に対する耐性が光沢被覆に比べて劣る欠点を持ってい
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】この様に,電気めっき
で形成した被覆膜は,互いに長所と短所は裏表一体であ
ったが,従来は浴種を使い分けることにより対応して来
た。しかし,今後は,更に部品の小型化と信頼性強化の
要求として,耐熱性・耐湿性を同時に満足するための対
応が必要となり,これまでの使用法では対応困難となっ
ていた。
【0008】また従来では,例えばコネクタ用のフープ
材に電気光沢半田めっきを施した後にプレス打ち抜きす
る様な場合,めっき浴の浴バランスが適正範囲からずれ
た状態のめっき浴から電析した被膜は,被膜表面に強い
摩擦が加わるとめっき被膜の中で剥離を生じるトラブル
が発生する。この場合,光沢めっき浴の中でも,めっき
被膜の物性と光沢外観が同時に良い種類のめっき浴を用
いた時に,この様な現象が出易い傾向があり,非常に対
応に困る課題であった。
【0009】これに対して,半光沢又は無光沢めっき浴
を用いて電析した被膜ではこの様な現象は発生しない
が,これらの被膜ではめっき表面の硬さが不足してその
後のアセンブリその他の一連の工程で取り扱われる際に
表面傷を生じ易く,また耐湿性が光沢タイプと比べて相
対的に劣り容易に外観低下を生じるので不適であった。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明者らは,上記の状
況を克服するために種々の方法を検討した結果,本発明
の方法とその効果を確認するに至った。
【0011】本発明者らは,上記に挙げた電気光沢めっ
きと電気半光沢又は無光沢めっきを組合せて二層構造の
被覆を形成すると,驚くべきことに両者の長所が発揮さ
れてそれぞれの短所が縮小・矯正され,単なる組合せに
よる予想効果を上回る効果が得られる事実を見いだし
た。
【0012】この本発明の方法を用いると,二層被覆し
た被膜全体の物性は非常に良好であるのと同時に,表面
層は比較的硬く緻密でしかも撥水性を持っているので腐
食環境に対する耐久性が得られ,耐熱性と耐湿性の両方
が得られる。
【0013】
【手段の詳細な説明】本発明の方法を具体的に説明する
と,以下の様になる。
【0014】被覆処理対象素材としては,鉄及び42合
金,ステンレス鋼等の鉄系合金,銅及び黄銅・リン青銅
・その他の各種銅合金などの,半田付けを要する電子部
品素材として一般的に使用される素材を,必要に応じて
銅下地めっきあるいはニッケル下地めっきを施したり,
そのまま洗浄,活性化して用いたりする。
【0015】二層被覆を形成する方法としては,上記の
必要なら下地めっき被膜形成された素材に対して,まず
半光沢又は無光沢タイプの錫または錫−鉛合金めっきを
施す。
【0016】この目的に使用出来る半光沢又は無光沢め
っき浴種としては,酸性タイプ,弱酸性〜弱アルカリ性
タイプ,強アルカリ性タイプの電気錫めっき浴;酸性タ
イプ,弱酸性〜弱アルカリ性タイプの電気錫−鉛合金め
っき浴;置換型またはアルカリ性不均化反応型無電解錫
めっき浴,置換型無電解錫−鉛合金めっき浴等の中の任
意の浴種を用いることが出来る。また,めっき方法は,
電気めっき・無電解めっき共に,バレルめっき,ラック
めっき,リール・ツー・リール等の連続めっきのいずれ
でもかまわない。
【0017】次に,この半光沢又は無光沢被覆膜上に,
引き続いて光沢被覆を形成するか,必要で有れば,この
間に酸による活性化工程を設けた上で光沢被覆を形成し
ても良い。
【0018】この目的に使用出来る光沢めっき浴種とし
ては,酸性タイプ,弱酸性〜弱アルカリ性タイプの電気
錫めっき浴;酸性タイプ,弱酸性〜弱アルカリ性タイプ
の電気錫−鉛合金めっき浴;置換型無電解錫めっき浴,
置換型無電解錫−鉛合金めっき浴等の中の任意の浴種を
用いることが出来る。また,めっき方法は,電気めっき
・無電解めっき共に,バレルめっき,ラックめっき,リ
ール・ツー・リール等の連続めっきのいずれでもかまわ
ない。
【0019】この場合,通常は,二層のうち下層錫被膜
上は上層錫被膜を形成し,下層錫−鉛合金被膜上には上
層錫−鉛合金被膜を形成するが,場合によっては,錫と
錫−鉛合金をクロスして使用して形成してもかまわな
い。
【0020】二層被覆構造とする際の,半光沢又は無光
沢被覆層と光沢被覆層の膜厚は,両者の合計として,
0.5〜30μmとし,望ましくは1〜20μmとす
る。0.5μm以下では膜厚が少な過ぎて充分な半田付
け性が得られず,また30μm以上では,これ以上膜厚
を増加しても特に半田付けの信頼性が向上せずメリット
がない。
【0021】また,半光沢又は無光沢被覆層と光沢被覆
層の膜厚比率は,錫又は錫−鉛合金の全めっき膜厚に対
して,半光沢又は無光沢層の膜厚は,10〜90%と
し,望ましくは,20〜75%とする。この場合,10
%以下では半光沢又は無光沢層の膜厚が不足して,全体
的な物性の確保が困難になり,90%以上になると光沢
層の膜厚が不足して充分な光沢外観や表面硬さ及び耐湿
性が得られなくなる。
【0022】なお,本発明の方法は,どちらかと言え
ば,ニッケル下地めっきが介在する場合よりも銅下地め
っきが介在している場合の方が遥かに効果的であるが,
ニッケル下地めっきが介在する場合であっても,光沢め
っき単層または半光沢又は無光沢めっき単層よりも優れ
た環境耐久性を示す。
【0023】
【実施例】次に,実施例を挙げて本発明の効果を詳細に
説明する。
【0024】<実施例1〜3,比較例1〜2>銅板(J
IS H3100:C1201を50mm×100mm
×0.2mmに切断したもの)に,アルカリ脱脂後,ア
ルカリ陰極電解洗浄,塩酸酸洗(35%塩酸 200m
l/L,室温,浸漬30秒)後に電気シアン化銅めっき
被覆を約2μm施した。
【0025】シアン化銅めっき浴組成: シアン化第一銅 25g/L シアン化ソーダ 45g/L 炭酸ソーダ 15g/L 苛性ソーダ 10g/L PH 12〜13 めっき温度 55℃ 電流密度 1A/dm
【0026】継いで,70%メタンスルホン酸 75m
l/Lの水溶液に室温で30秒浸漬し,酸活性を行っ
て,下記組成の電気半田めっきを,無光沢,光沢の順に
電着した。無光沢めっきと光沢めっきの処理時間は次の
様に変化させて実施した。
【0027】
【0028】 <電気無光沢半田めっき浴組成> 70%有機スルホン酸(ユケン工業株式会社製: メタス・ソルデアAM) ・・・100ml/L 2価錫イオン(ユケン工業株式会社製:有機酸錫塩 メタス・ソルデアSM) ・・・350ml/L (Snとして,35g/L) 2価鉛イオン(ユケン工業株式会社製:有機酸鉛塩 メタス・ソルデアPM) ・・・12.5ml/L (Pbとして,2.5g/L) 添加剤(ユケン工業株式会社製: メタスNFJ) ・・・ 30ml/L めっき条件: 電流密度 ・・・10A/dm 浴温 ・・・30℃ カソードロッカーによる揺動 ・・・3m/分
【0029】 <電気光沢半田めっき浴組成> 70%有機スルホン酸(ユケン工業株式会社製: メタス・ソルデアAM) ・・・100ml/L 2価錫イオン(ユケン工業株式会社製:有機酸錫塩 メタス・ソルデアSM) ・・・350ml/L (Snとして,35g/L) 2価鉛イオン(ユケン工業株式会社製:有機酸鉛塩 メタス・ソルデアPM) ・・・17.5ml/L (Pbとして,3.5g/L) 添加剤(ユケン工業株式会社製: メタスBSA−S) ・・・ 20ml/L 添加剤(ユケン工業株式会社製: メタスBSA−M) ・・・ 20ml/L めっき条件: 電流密度 ・・・10A/dm 浴温 ・・・20℃ カソードロッカーによる揺動 ・・・3m/分
【0030】 実施例1〜3の二層めっきと,比較例1〜
2の無光沢めっきまたは光沢めっき単層は各々約3μm
程度が得られ,二層被覆表面の外観は,光沢単層めっき
表面に比べて全く遜色ない光沢外観であった。
【0031】 次に,得られためっき済みのテストピース
を150℃で8,24,48,96,168時間ベーキ
ングし,各時間後の外観変化を目視評価と,ロジン・フ
ラックスを用いて235℃の6/4溶融半田に5秒問浸
漬・引き上げした後の半田濡れ面積を評価して,次の結
果が得られた。
【0032】 <ベーキング後の外観,半田濡れ面積> 評価:外観 ○:変化なし △:変化あり(変色少)
×:変化あり(変色大)半田濡れ面積率 ○:95%以上,△:90%以上,×:90%未満
【0033】 実施例1〜3は,比較例1の光沢めっき単
層と対比して見て,耐熱性が格段に向上しているのが分
かる。
【0034】 <実施例4〜6,比較例3〜4>実施例1
〜3,比較例1〜2と全く同じめっき済みテストピース
を作成し,今度は,相対湿度95%,40℃±1の恒温
恒湿槽中で,8,24,48,96,168時間の各放
置時間後に,外観変化の目視評価と,ロジン・フラック
スを用いて235℃の6/4溶融半田に5秒間浸漬・引
き上げした後の半田濡れ面積を評価して,次の結果が得
られた。
【0035】 <恒温恒湿放置後の外観,半田濡れ面積> 評価:外観 ○:変化なし △:黄変(変色少) ×:
黄変(変色大) 半田濡れ面積率 ○:95%以上,△:90%以上,×:90%未満
【0036】 実施例4〜6を比較例4の無光沢めっき単
層と対比すると,無光沢めっき単層では,直に湿度によ
り耐黄変色を生じるのに対し,耐変色性が明らかに向上
しているのが分かる。
【0037】 <実施例7と比較例5>実施例1〜6,比
較例1〜4と同様に銅素材にシアン化銅めっきを約2μ
m施し,実施例7では下記のように無光沢錫めっき,そ
の上に光沢錫めっきを行い,比較例5では,シアン化銅
めっき上に光沢錫めっきの単層めっきだけを施し,各
々,耐熱ベーキング処理後に外観と半田付け性を評価し
た。
【0038】 <無光沢錫めっき浴> 硫酸第一錫 ・・・ 30g/L 精製98%硫酸 ・・・185g/L 添加剤 (ユケン工業株式会社製: メタスTinomat) ・・・ 20m/L めっき条件: 電流密度 ・・・ 1A/dm 浴温 ・・・ 30℃ カソードロッカーによる攪拌・・・ 2m/分
【0039】 <光沢錫めっき浴> 硫酸第一錫 ・・・ 30g/L 精製98%硫酸 ・・・185g/L 添加剤 (ユケン工業株式会社製: メタスSNV66A) ・・・ 80m/L 添加剤 (ユケン工業株式会社製: メタスSNV66B) ・・・ 8m/L めっき条件: 電流密度 ・・・ 1A/dm 浴温 ・・・ 15℃ カソードロッカーによる攪拌・・・ 2m/分
【0040】 無光沢めっきと光沢めっきの処理時間は次
の様に変化させて実施した。
【0041】
【0042】実施例7の二層めっきと,比較例5の光沢
めっき単層は各々約9μm程度が得られ,二層被覆膜の
表面外観は,単層光沢錫めっき被膜と比べて,何ら遜色
がなかった。
【0043】 耐熱テストは,恒温槽中200±1℃で,
3時間加熱し,放冷後に,外観変化を目視評価し,ロジ
ン・フラックスを用いて235℃の6/4溶融半田に5
秒間浸漬・引き上げした後の半田濡れ面積を評価して,
次の結果が得られた。
【0044】 評価:外観 ○:変化なし △:変化あり(変色少)
×:変化あり(変色大)半田濡れ面積率 ○:95%以上,△:90%以上,×:90%未満
【0045】 200℃,3時間のベーキング処理は極め
て厳しいが,本発明の二層被覆処理は従来の単層光沢錫
めっき被膜に比べて,明らかに耐熱性が向上している。
【0046】
【発明の効果】実施例,比較例の対比で詳細説明したよ
うに,本発発明の二層半田被覆処理を行うことにより,
従来では,比較的安価に処理が行える電気めっきによっ
て得られる半光沢又は無光沢半田被膜,光沢半田被膜に
は,各々の長所・短所として,半光沢又は無光沢半田被
膜では,耐熱性があるが耐湿性に難点があり,光沢半田
被膜では,耐湿性が有るが耐熱性に難点があって,一長
一短であるため,幅広い応用が制限されていたのに対し
て,本発明の二層半田被覆法によって,耐熱性・耐湿性
を兼ね備えた半田被覆が可能となり,電子部品としての
今後の品質要求,特に,作動環境で晒される熱・湿度に
対する耐久性が一層要求されるのに対して充分対応が出
来るものである。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属面上,または非金属索材表面上に導
    電性被膜した面上に,半光沢ないし無光沢錫被覆膜を形
    成し,引続き光沢錫被覆を形成して二層錫被覆を形成す
    る方法。
  2. 【請求項2】 金属面上,または非金属素材表面上に導
    電性被膜した面上に,半光沢ないし無光沢錫−鉛合金被
    覆膜を形成し,引続き光沢錫−鉛台金被覆を形成して二
    層錫一鉛台金被覆を形成する方法。
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