JPH0681156A - 無電解錫又は錫合金めっき方法 - Google Patents

無電解錫又は錫合金めっき方法

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JPH0681156A
JPH0681156A JP25414192A JP25414192A JPH0681156A JP H0681156 A JPH0681156 A JP H0681156A JP 25414192 A JP25414192 A JP 25414192A JP 25414192 A JP25414192 A JP 25414192A JP H0681156 A JPH0681156 A JP H0681156A
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廣記 内田
Masayuki Kiso
雅之 木曽
Teruyuki Hotta
輝幸 堀田
Tooru Kamitamari
徹 上玉利
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 膜厚や合金組成が均一な無電解錫又は錫合金
めっき皮膜を形成できる無電解錫又は錫合金めっき方法
を提供する。 【構成】 無電解錫又は錫合金めっき液中に被めっき物
を浸漬し、この被めっき物表面に無電解錫又は錫合金め
っき皮膜を形成するに際し、上記無電解錫又は錫合金め
っき液が収容されるめっき槽内の下部に上記被めっき物
の下方に存して多孔板を配設し、上記めっき液をめっき
槽から連続的に抜き出し、この抜き出しためっき液を上
記めっき槽の底面と多孔板との間に連続的に供給し、こ
のめっき液を上記多孔体の小孔を通して多孔板上方に返
送するめっき液連続循環を行うと共に、このめっき液連
続循環速度を5〜50cm/分の面速度とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、無電解錫又は錫合金め
っき皮膜の均一性の向上を可能とした無電解錫又は錫合
金めっき方法に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来よ
り、SMT対応のファインピッチプリント配線基板やT
ABなどの小物部品に無電解錫めっき液や無電解錫−鉛
合金めっき液を用いて無電解錫又は錫−鉛合金めっきを
施すことが行われているが、最近では得られるめっき皮
膜に対し、膜厚や錫−鉛合金めっきなどではその合金組
成を可及的に均一化することの要求が一般と厳しくなっ
ている。
【0003】即ち、無電解錫又は錫合金めっき法は、電
気めっき法に比べ、被めっき物表面に電流分布の濃淡が
生じないため比較的均一なめっき皮膜が得られるもので
あるが、それでもなお被めっき物表面において膜厚や合
金組成にばらつきが生じるものであり、このようなばら
つきを可及的になくすことが要望されている。
【0004】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
膜厚や合金組成のばらつきが少なく、均一な無電解錫又
は錫−鉛合金めっき皮膜を得ることができる無電解錫又
は錫合金めっき方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明者は、上
記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、無電解錫
又は錫合金めっきを行う場合に、めっき液の撹拌がめっ
き皮膜の均一性に大きな影響を与え、無電解錫又は錫合
金めっき法においては、無電解錫又は錫合金めっき液が
収容されるめっき槽内の下部に上記被めっき物の下方に
存して多孔板を配設し、上記めっき液をめっき槽から連
続的に抜き出し、この抜き出しためっき液を上記めっき
槽の底面と多孔板との間に連続的に供給し、このめっき
液を上記多孔体の小孔を通して多孔板上方に返送するめ
っき液連続循環を行うと共に、このめっき液連続循環速
度を5〜50cm/分の面速度とすること、この際、よ
り好ましくはロッキングによる被めっき物の撹拌を併用
することにより、膜厚や合金組成にばらつきのない均一
なめっき皮膜が得られることを知見した。
【0006】この場合、上記のような多孔板を用いず、
単にめっき液を循環撹拌するだけでは十分均一なめっき
皮膜が得られず、めっき液を多孔板の小孔を通して返送
すること、しかもめっき液の循環速度を面速度として5
〜50cm/分にコントロールすることにより、プリン
ト配線基板へのめっきにおいて要求される厳しいめっき
皮膜均一性の課題に応え得ることを見い出し、本発明を
なすに至ったものである。
【0007】以下、本発明につき図面を参照して更に詳
しく説明する。本発明で用いる無電解錫・鉛合金めっき
浴は、可溶性の第一錫塩又は第一錫塩と鉛塩とを含む
が、この場合めっき浴中に第一錫イオン(2価の錫イオ
ン)を供給する錫源としては、特に制限はなく種々選択
し得、例えば酸化錫、塩化錫、硫酸錫、有機スルホン酸
錫、有機カルボン酸錫、ホウフッ化錫等を挙げることが
できる。なお、めっき浴中の第一錫イオン量は0.5〜
50g/L、特に1〜20g/Lとすることが好まし
い。
【0008】また、錫・鉛合金めっき浴とする場合の鉛
イオン源としては、塩化鉛、硫酸鉛、有機スルホン酸
鉛、ホウフッ化鉛、酸化鉛等を用いることができる。こ
れらの鉛イオンの量は合金比率等に応じて適宜選定され
るが、通常は0.5〜50g/L、特に0.5〜10g
/L程度とすることができる。
【0009】これら金属塩を溶解する酸成分としては、
有機スルホン酸、過塩素酸、ホウフッ酸、リン酸、ピロ
リン酸,ポリリン酸等の縮合リン酸、塩酸などが挙げら
れ、これらの1種又は2種以上を使用することができ
る。これらのうち有機スルホン酸としては、アルカンス
ルホン酸、ヒドロキシアルカンスルホン酸、ベンゼンス
ルホン酸、ナフタレンスルホン酸やこれらの水素原子の
一部が水酸基、ハロゲン原子、アルキル基、カルボキシ
ル基、ニトロ基、メルカプト基、アミノ基、スルホン酸
基などで置換されたものが使用され、より具体的には、
本発明に好適に使用し得る有機スルホン酸として、メタ
ンスルホン酸、エタンスルホン酸、プロパンスルホン
酸、2−プロパンスルホン酸、ブタンスルホン酸、2−
ブタンスルホン酸、ペンタンスルホン酸、クロルプロパ
ンスルホン酸、2−ヒドロキシエタン−1−スルホン
酸、2−ヒドロキシプロパン−1−スルホン酸、2−ヒ
ドロキシブタン−1−スルホン酸、2−ヒドロキシペン
タンスルホン酸、アリルスルホン酸、2−スルホ酢酸、
2−又は3−スルホプロピオン酸、スルホコハク酸、ス
ルホマレイン酸、スルホフマル酸、ベンゼンスルホン
酸、トルエンスルホン酸、キシレンスルホン酸、ニトロ
ベンゼンスルホン酸、スルホ安息香酸、スルホサリチル
酸、ベンズアルデヒドスルホン酸、p−フェノールスル
ホン酸などを挙げることができる。なお、これら酸の使
用量は、特に制限されないが、50〜250g/L、特
に100〜200g/Lとすることが好ましく、また酸
と金属イオンとの割合は重量比として1:1〜1:2
0、特に1:3〜1:10とすることが好ましい。
【0010】本発明のめっき浴にはチオ尿素又はその誘
導体を配合することができる。このチオ尿素又はチオ尿
素誘導体の配合量は特に制限されるものではないが、通
常めっき浴1リットル当り50〜200g、特に50〜
150g程度とすることが好ましい。なお、チオ尿素誘
導体としては、チオホルムアミド,チオアセトアミド等
のチオアミド類が挙げられる。更に、このチオ尿素又は
チオ尿素誘導体と共に酒石酸、リンゴ酸、クエン酸、E
DTAなどを錯化剤として併用することもできる。
【0011】また、本発明めっき浴には還元剤が配合さ
れ得るが、この還元剤としては、次亜リン酸や次亜リン
酸ナトリウム,次亜リン酸カリウム等の次亜リン酸塩な
どが好適に使用される。この還元剤の配合量は、通常量
とすることができ、具体的には30〜300g/L、特
に50〜200g/L程度とすることが好ましい。
【0012】なお、上記各成分からなる錫又は錫・鉛合
金めっき浴は酸性とされ、特にpH0〜3であることが
好ましい。また、上記成分の他、通常使用される界面活
性剤等の添加剤を通常量添加することができる。
【0013】上記めっき浴を用いて無電解錫又は錫・鉛
合金めっきを行う場合は、このめっき浴に銅又は銅合金
等の被めっき物を浸漬することにより行われる。特に、
本発明のめっき方法は、プリント配線板等の電子部品の
めっきに好適に使用されるものであるが、その他の銅、
銅合金などの無電解めっきにも好適に使用し得るもので
ある。
【0014】本発明のめっき方法は、上記のように無電
解錫又は錫合金めっき液を用いて被めっき物の銅又は銅
合金部分上にめっき皮膜を形成するものであるが、この
場合、無電解錫又は錫合金めっき液が収容されるめっき
槽内の下部に上記被めっき物の下方に存して多孔板を配
設し、上記めっき液をめっき槽から連続的に抜き出し、
この抜き出しためっき液を上記めっき槽の底面と多孔板
との間に連続的に供給し、このめっき液を上記多孔体の
小孔を通して多孔板上方に返送するめっき液連続循環を
行うと共に、このめっき液連続循環速度を5〜50cm
/分の面速度としたものである。
【0015】ここで、このような方法にてめっきを行う
場合に用いる装置としては、図面に示すような装置が好
適に用いられる。
【0016】即ち、図中1は、無電解錫又は錫合金めっ
き液2が収容されるめっき槽で、このめっき槽1の一側
部にはめっき液2がオーバーフロー可能な仕切板3が立
設され、上記めっき槽1をめっき部1aとオーバーフロ
ー部1bとに区画している。
【0017】4は、上記めっき槽1のめっき部1aにそ
の内底面と所定間隔離間して配設された多孔板であり、
この多孔板には、直径1〜5mm、より好ましくは2〜
4mmの小孔5がピッチ5〜30mm、より好ましくは
7〜15mmにおいて形成されている。この場合、多孔
板4は、図2に示したように、このような小孔5が形成
されたプレート4a,4aを2枚又はそれ以上、互にそ
の小孔5をずらした状態で所定間隔離間(好ましくは5
〜50mm)して設け、めっき液が小孔5を通過する時
に直線状に流れないようにしたものを使用することが、
均一なめっき皮膜を得る点から好適である。
【0018】また、6は、循環ポンプ7、フィルター
8、流量計9がそれぞれ介装されためっき液循環パイプ
で、このパイプ6の一端はめっき槽1のオーバーフロー
部1bの下部に連結されていると共に、他端側部分(噴
出部)6aはめっき槽1のめっき部1a内底面と上記多
孔板4との間に挿入されている。このパイプ6の他端側
部分(噴出部)6aには、図2に示したように、該噴出
部6aの下部両側に複数列(図では2列)に亘って多数
の噴出孔10,10がそれぞれ互に所定間隔離間して形
成され、めっき液がこれら噴出孔10,10よりまずめ
っき槽底面1cに向かって噴出されるように構成されて
いる。なお、噴出孔10の直径は1〜5mm、噴出孔1
0のピッチは2〜50mmとすることが好ましい。
【0019】更に、11はロッキング装置で、このロッ
キング装置11は、被めっき物12が支持されるラック
13を吊下するブスバー14を往復動させることによ
り、被めっき物12を往復動(ロッキング)させるもの
である。この場合、ロッキング速度は50〜300m/
分であることが好ましい。
【0020】なお、図中15はめっき槽1のオーバーフ
ロー部1b内に挿入されたヒーター、16は温度センサ
ー、17はこれらヒーター15と温度センサー16がそ
れぞれ接続された温度調節器である。
【0021】図面に示す如き装置を用いて無電解錫又は
錫合金めっきを行う場合は、めっき槽1のめっき部1a
から仕切板2をオーバーフローしてオーバーフロー部1
bに流入しためっき液2を循環ポンプ7の作動で循環パ
イプ6を通してその他端側部分の噴出部6aの噴出孔1
0,10より噴出させ、この噴出しためっき液2を多孔
板4の小孔5を通してめっき槽1のめっき部1aに返送
するというめっき液の連続循環を行うと共に、ロッキン
グ装置11を作動させ、被めっき物12をロッキングさ
せながら、被めっき物12をめっきするものである。
【0022】この場合、めっき液2は、多孔板4を通し
てめっき部1aに返送されるため、流れが均一となり、
めっき液の撹拌が均一となって、めっき部1aにおいて
液流動に不均一部分が生じることはない。また、上記の
ようにめっき部1aのめっき液2をオーバーフローさ
せ、オーバーフロー部1bのめっき液2を循環ポンプ7
で吸引し、抜き出す場合は、めっき部1aのめっき液2
を直接循環ポンプで抜き出す場合に生じる抜き出し位置
付近における不均一な液流動を生じさせるおそれもな
く、またオーバーフローによるめっき液液面の流動は、
めっき部1aにおける液流動を乱すことがないものであ
る。
【0023】このため、被めっき物12は、その表面が
いずれの部分も均一にめっき液2に接触し、部分的にめ
っき液停滞が生じることもなく、析出皮膜が均一化され
るものである。この場合、めっき液2の循環速度は5〜
50cm/分、より好ましくは10〜30cm/分の面
速度とすることが必要であり、循環速度が上記範囲外で
は皮膜の均一化が低下し、本発明の目的を達成し得な
い。
【0024】また、上記のように被めっき物12をロッ
キングすることにより、更に析出皮膜の均一化が向上す
る。この場合、ロッキング速度は、上述したように50
〜300m/分とすることが好ましく、ロッキング速度
が小さいとロッキングの効果が十分発揮されず、ロッキ
ング速度が大きすぎるとかえってめっき皮膜の均一性が
阻害される。ここで、ロッキングに際しては、めっきが
施される部分がロッキングの往復動方向と直角方向に対
面するように被めっき物12を配置することが、析出皮
膜の均一化の点から推奨される。
【0025】なお、めっき温度、その他のめっき条件
は、めっき液組成等により相違するが、通常めっき温度
は50〜80℃である。
【0026】
【発明の効果】本発明の無電解錫又は錫合金めっき方法
によれば、膜厚や合金組成のばらつきが小さい均一な錫
又は錫合金めっき皮膜を形成することができる。
【0027】
【実施例】以下、実施例と比較例を示し、本発明を具体
的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるも
のではない。
【0028】〔実施例、比較例〕下記組成の無電解半田
めっき液No.1及びNo.2を調製し、図面に示す如
き装置を用いて下記条件で500×600mmサイズの
SMTプリント配線基板の銅配線部に無電解半田めっき
を施した。めっき液No.1 メタンスルフォン酸 30g/L メタンスルフォン酸アンモニウム塩 20g/L メタンスルフォン酸第一錫 20g/L メタンスルフォン酸鉛 13g/L チオ尿素 75g/L 次亜リン酸ナトリウム 80g/L クエン酸 15g/L EDTA 3g/L pH 2.0めっき液No.2 ホウフッ化第一錫 20g/L ホウフッ化鉛 10g/L ホウフッ酸 200g/L チオ尿素 50g/L 次亜リン酸アンモニウム塩 30g/L 次亜リン酸 150g/L pH 0.9 めっき条件 めっき温度 70℃ めっき槽浴量 100L 液循環量(面速度) 20cm/min. (液循環量を300L/Hr) ロッキング 200cm/min. (基板に面して前後にロッキングする) めっき時間 10min. 多孔板の構造 直径3mmの小孔が孔ピッチ7mmの間隔で形成された
2枚のプレートを15mm離間させて図2に示すように
配設した。 循環パイプの噴出部の構造 噴出部の下部両側にそれぞれ直径3mmの噴出孔をピッ
チ20mmの間隔で形成した。
【0029】比較のため、上記めっき液No.1及びN
o.2のめっき液を使用し、上記のように多孔板を通し
た液循環を行わず、多孔板を配設しない以外は図面と同
様の装置を使用し、液循環量300L/Hrで連続液循
環を行って同様のプリント配線基板に無電解半田めっき
を施した。
【0030】次に、得られためっき皮膜について、テス
ト基板における面内での膜厚及び合金組成のばらつきを
調べた。結果を表1に示す。
【0031】
【表1】 変動率(%)=(標準偏差値/平均値)×100 ばらつき(Sn%)=最大値−最小値
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施に用いるめっき装置の一例を示す
概略断面図である。
【図2】同装置のめっき部底面部における拡大断面図で
ある。
【符号の説明】
1 めっき槽 1a めっき部 1b オーバーフロー部 2 めっき液 4 多孔板 5 小孔 6 循環パイプ 6a 噴出部 10 噴出孔 11 ロッキング装置 12 被めっき物
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀田 輝幸 大阪府枚方市出口1丁目5番1号 上村工 業株式会社中央研究所内 (72)発明者 上玉利 徹 大阪府枚方市出口1丁目5番1号 上村工 業株式会社中央研究所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 無電解錫又は錫合金めっき液中に被めっ
    き物を浸漬し、この被めっき物表面に無電解錫又は錫合
    金めっき皮膜を形成するに際し、上記無電解錫又は錫合
    金めっき液が収容されるめっき槽内の下部に上記被めっ
    き物の下方に存して多孔板を配設し、上記めっき液をめ
    っき槽から連続的に抜き出し、この抜き出しためっき液
    を上記めっき槽の底面と多孔板との間に連続的に供給
    し、このめっき液を上記多孔体の小孔を通して多孔板上
    方に返送するめっき液連続循環を行うと共に、このめっ
    き液連続循環速度を5〜50cm/分の面速度としたこ
    とを特徴とする無電解錫又は錫合金めっき方法。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017128439B3 (de) * 2017-11-30 2019-05-02 AP&S International GmbH Vorrichtung zur stromlosen Metallisierung einer Zieloberfläche wenigstens eines Werkstücks

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