JPH07103477B2 - 電子部品用鋼材及びその製造方法 - Google Patents

電子部品用鋼材及びその製造方法

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JPH07103477B2
JPH07103477B2 JP5042219A JP4221993A JPH07103477B2 JP H07103477 B2 JPH07103477 B2 JP H07103477B2 JP 5042219 A JP5042219 A JP 5042219A JP 4221993 A JP4221993 A JP 4221993A JP H07103477 B2 JPH07103477 B2 JP H07103477B2
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誠宏 佐藤
正也 大西
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協和電線株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ニッケル又は銅の下地
めっきを施した半田めっきリード鋼線と同様に、半田め
っき後に長時間経過しても良好な半田付け性などを有す
る電子部品用鋼材及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】リード線,フレームやケースなどを包含
する電子部品用鋼材(通称は鉄材)は、銅線や銅覆鋼線
(CP又はEF線)などの銅材に比べて安価であるけれ
ども、伸線又は圧延の仕上げ加工時に乾式法では固形の
潤滑剤を使用することにより、その表面にカルシウム及
び油分などが残留し、これが焼鈍しによって炭化してい
る。一方、鋼素材の乾式法では、伸線又は圧延の仕上げ
加工時に液体潤滑剤を使用することにより、その表面に
主として油分が残留する。
【0003】 鋼材の表面に油分などの不純物が残留す
ることにより、鋼素材上に錫又は半田(錫−鉛合金)め
っきを形成するにはまず下地めっきを施すことが必要で
あり、これが銅素材と異なる。この下地めっきは、例え
ばウッド浴のニッケルストライクめっき、シアン浴やピ
ロリン酸浴の銅ストライクめっき又は無電解ニッケルめ
っきなどである。
【0004】 セラミック製などの抵抗器用として、ニ
ッケルの下地めっきを半田めっきリード鋼線に施した場
合、該ニッケルと錫との拡散層が脆くて剥がれやすいと
いう欠陥も生じる。一方、銅線や銅覆鋼線などは、比較
的高価な銅をベースにして価格を設定するために銅相場
に応じてリード線の価格が変動し、銅ベースが上昇する
とリード線の価格も上昇するという問題がある。
【0005】 最近では、特公平3−54405号のよ
うに、下地めっきとして錫ストライクめっき(フラッシ
ュめっき)の上に半田めっきを施す方法も開発されてい
る。この方法で製造したリード鋼線は、半田めっき後に
長時間経過しても比較的良好な半田付け性を有している
が、2度もめっきが必要である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】前記の諸方法で半田め
っきを施したリード鋼線は、従来の前処理工程である浸
漬脱脂→アルカリ電解脱脂→酸浸漬洗浄の後に下地めっ
きが必要であり、この下地めっきを省略すると鋼表面の
スケールが十分に除去されず、半田めっきの密着不良を
起こし、半田付け性が低下してしまう。半田めっきを施
す鋼素材の製造において、下地めっきを形成する工程を
加えると全体として工程数が増加し、鋼素材が銅線や銅
覆鋼線に比べて安価である利点が殆ど消失してしまう。
【0007】 本発明は、電子部品用リード鋼線の製造
に関する前記の問題点を改善するために提案されたもの
であり、加速劣化試験などにおいて半田付け性及び半田
濡れ性が良好である半田めっき単独のリード鋼材を提供
することを目的としている。本発明の他の目的は、めっ
き前処理をより改善することにより、電気めっき法で錫
又は半田めっきを鋼素材に直接施せる電子部品用鋼材の
製造方法を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る電子部品用鋼材例えばリード鋼線1
は、図1に示すように、電気めっき法によって鋼素材2
に厚さ1〜50μmの錫又は半田めっき層3を直接形成
する。この鋼材には、リード線に加えてリードフレー
ム,電子部品ケースなども包含する。
【0009】 錫又は半田めっき層3において、半田め
っき層の組成は錫約98〜5%,鉛約2〜95%であ
る。鋼素材2には、鉄又はその合金例えば炭素鋼,ステ
ンレス鋼などの製品を包含する。
【0010】 電子部品用鋼材1を製造するには、少な
くとも鋼素材2を陽極としてアルカリ電解脱脂洗浄と酸
電解洗浄とを行ない、さらに該鋼素材を陰極としてアル
カリ電解脱脂洗浄した後に酸浸漬洗浄する。各洗浄工程
の終了後にその都度水洗することを要する。
【0011】 鋼素材2を陰極とするアルカリ電解脱脂
洗浄は、該鋼素材を陽極とするアルカリ電解脱脂又は酸
電解洗浄と工程順を入替えてもよい。一般に、アルカリ
電解脱脂には水酸化ナトリウム,炭酸ナトリウム,ケイ
酸ナトリウム,リン酸ナトリウム、酸電解及び酸浸漬洗
浄には塩酸などを用い、各洗浄液に界面活性剤などを添
加してもよい。
【0012】 本発明方法では、電気めっき法によって
鋼素材2の表面に錫又は半田めっきを直接施している。
電気めっき法における錫又は半田めっき浴には、ホウフ
ッ酸浴,有機酸浴としてアルカノールスルホン酸浴,フ
ェノールスルホン酸浴,スルファミン酸浴などが使用可
能である。
【0013】
【作用】本発明方法では、鋼素材2を陽極とするアルカ
リ電解脱脂洗浄と酸電解洗浄により、該鋼素材の表面か
ら油脂分などを電気的にはぎ取る。この工程において、
鋼素材2は酸素ガスに覆われ、表面に酸化皮膜ができて
不導体化する。このため、鋼素材2を陰極としてアルカ
リ電解脱脂洗浄を行なって還元し、さらに酸浸漬洗浄に
よって酸化皮膜を除去する。
【0014】
【実施例】次に、本発明を実施例に基づいて説明する。 実施例1 直径0.5mmのリード鋼素線2を、図2に例示する工
程にしたがって前処理する。この前処理における洗浄液
と洗浄条件は下記の通りである。
【0015】1.アルカリ浸漬脱脂洗浄 水酸化ナトリウム 15% 界面活性剤 10% 液温 40〜50℃
【0016】2.アルカリ電解脱脂洗浄(+) 水酸化ナトリウム 15〜20% 界面活性剤 2〜5% 陽極 リード鋼素線2 陰極 鉄板
【0017】3.酸電解洗浄 塩酸 15〜20% 陽極 リード鋼素線2 陰極 鉄板
【0018】4.アルカリ電解脱脂洗浄(−) 水酸化ナトリウム 15〜20% 界面活性剤 2〜5% 陽極 鉄板 陰極 リード鋼素線2
【0019】5.酸浸漬洗浄 塩酸 20〜30%
【0020】 前処理したリード鋼素線2を下記の第1
又は第2浴組成の電気めっき浴に浸漬し、鉛3%,錫9
7%を有する厚さ12μmの半田めっき層3を形成す
る。 (第1浴組成) ホウフッ化第一錫 350g/l ホウフッ化鉛 30g/l ホウフッ化水素酸 220g/l 半光沢剤 65ml/l 分散剤 50g/l
【0021】(第2浴組成) アルカノールスルホン酸第一錫 360g/l アルカノールスルホン酸鉛 20g/l 遊離酸 100g/l 光沢剤及び分散剤 60ml/l
【0022】実施例2 実施例1と同様に前処理したリード鋼素線2を前記の浴
組成の電気めっき浴に浸漬し、鉛3%,錫97%を有す
る厚さ8μmの半田めっき層3を形成する。
【0023】比較例1 実施例1で用いたリード鋼素線を、従来と同様に、浸漬
脱脂→アルカリ電解脱脂(−)→酸浸漬によって洗浄す
る。前処理したリード鋼素線を実施例1と同様の電気め
っき浴に浸漬し、鉛3%,錫97%を有する厚さ12μ
mの半田めっき層を形成する。
【0024】比較例2 実施例1で用いたリード鋼素線を比較例1と同様に処理
し、鉛3%,錫97%を有する厚さ8μmの半田めっき
層を形成する。
【0025】比較例3 実施例1で用いたリード鋼素線を、従来と同様に、浸漬
脱脂→アルカリ電解脱脂(−)→酸浸漬によって洗浄す
る。前処理したリード鋼素線に1〜2μmの銅ストライ
クめっきを施し、さらに実施例1と同様に電気めっき浴
に浸漬し、鉛3%,錫97%を有する厚さ12μmの半
田めっき層を形成する。
【0026】比較例4 実施例1で用いたリード鋼素線を比較例3と同様に処理
し、鉛3%,錫97%を有する厚さ8μmの半田めっき
層を形成する。
【0027】両実施例及び各比較例で得た半田めっきリ
ード鋼線に関し、半田付け性を評価する。この半田付け
性は、各リード鋼線をロジン25重量%,IPA75重
量%のフラックス中に5秒間浸漬後、235℃の温度に
保持した錫62%,鉛38%の共晶半田浴中に5秒間浸
漬し、半田で濡れた面積を百分率(%)で表わす。
【0028】 下記の表1には、リード鋼線の常態及び
170℃の恒温槽中で24,48,72時間放置した後
の半田付け性を各5本の平均値で示す。
【0029】
【表1】
【0030】 また、85℃,85%RHの恒温恒湿試
験における各リード鋼線の半田付け性も開示する。下記
の表2は、恒温恒湿試験済みリード鋼線の常態及び25
0,500時間放置した後の半田付け性を示す各5本の
平均値である。
【0031】
【表2】
【0032】次に、各リード鋼線の半田濡れ性を評価す
る。この半田濡れ性は、長さ2mmのリード鋼線を前記
と同じフラックス中に5秒間浸漬した後、235℃に保
持した共晶半田浴中に7秒間浸漬し、半田液面が平行と
なる時間(ゼロクロスタイム)をソルダーグラフで測定
し、これを秒単位で表わす。
【0033】 半田濡れ性は、105℃,100%R
H,1.2気圧のプレッシャークッカー試験(以下、P
CTと称す)によって開示する。下記の表3には、リー
ド鋼線の常態及びPCT後に16,24,48時間放置
した後の半田濡れ性を各5本の平均値で示す。
【0034】
【表3】
【0035】 表1〜3から明らかなように、実施例1
及び2の半田めっきリード鋼線1は、比較例1及び2の
リード鋼線に比べて、加熱及び恒温恒湿試験後の半田付
け性が良好であり、PCTの加速劣化試験後の半田濡れ
性も優れている。また、実施例1及び2の半田めっきリ
ード鋼線1は、比較例3及び4における銅ストライク後
の半田めっきリード鋼線とほぼ同様の性能を有する。
【0036】 実施例1と2を比較すると、半田めっき
厚からくる傾向としてめっき厚が薄くなると品質が少し
低下し、これは比較例1と2又は比較例3と4でも同様
である。したがって、実施例1及び2の半田めっきリー
ド鋼線1は、電子部品として長期保存が可能であって電
子部品としての品位を十分に満足する。
【0037】
【発明の効果】本発明に係る電子部品用鋼材は、ニッケ
ルなどの下地めっきを施さなくても半田付け性が良好で
あって十分なめっき密着性を有し、PCT及び加熱試験
などの加速劣化試験後の半田濡れ速度も優れ、電子部品
として長期保存が可能である。本発明の半田めっき鋼材
は、銅ストライク後の半田めっきとほぼ同様の性能を有
することにより、リード線などの電子部品用素材におい
て安価な鋼材を使用でき、高価な銅を使用しなくてもよ
い。
【0038】 この結果、本発明の半田めっき鋼材は、
銅線や銅覆鋼線などのような銅相場と無関係になり、銅
相場に応じて価格が変動することがなく、安定した低価
格で電子部品業界に提供することができる。また、本発
明の半田めっき鋼材は、セラミック製などの抵抗器用と
して、ニッケルの下地めっきを施した場合のように脆く
て剥がれやすいという欠陥も解消する。
【0039】 また、本発明方法では、鋼素材を陽極と
するアルカリ電解脱脂洗浄と酸電解洗浄により、該鋼素
材の表面から油脂分などを電気的にはぎ取り、この工程
で表面に酸化皮膜ができて不導体化した鋼素材を次に陰
極とし、アルカリ電解脱脂洗浄を行なって還元する。本
発明方法では、最後に酸浸漬洗浄によって酸化皮膜を完
全に除去するとともに、通常、酸浸漬洗浄に塩酸を使用
して電気めっきの初期電着を助けている。
【0040】 本発明方法は、鋼材の製造において下地
めっきを形成する工程を省略して半田めっきを直接施す
ことができ、全体としてめっき工程数が少ない。それ故
に、本発明方法は、鋼素材が銅線や銅覆鋼線に比べて安
価である利点を確実に維持し、しかも品質的に現在とほ
ぼ同レベルである電子部品用鋼材を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る電子部品用鋼材を示す拡大断面
図である。
【図2】 本発明の電子部品用鋼材の製造工程を例示す
るフローチャートである。
【符号の説明】
1 リード鋼線 2 鋼素材 3 半田めっき層

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋼素材はリード線,リードフレーム又は
    電子部品ケース用であり、該鋼素材はカルシウム分及び
    油分をほぼ完全に除去した表面を有し、その表面に厚さ
    1〜50μmの錫又は半田めっき層が直接形成されてい
    170℃で72時間放置後の半田付け性が95%以上
    である電子部品用鋼材。
  2. 【請求項2】 鋼素材を陽極としてアルカリ電解脱脂洗
    浄と酸電解洗浄とを行ない、さらに該鋼素材を陰極とし
    てアルカリ電解脱脂洗浄した後に酸浸漬洗浄し、ついで
    電気めっき法によって鋼素材表面に錫又は半田めっきを
    直接施す電子部品用鋼材の製造方法。
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