JPH0813185A

JPH0813185A - 低融点錫合金めっき浴

Info

Publication number: JPH0813185A
Application number: JP16748994A
Authority: JP
Inventors: Kanji Ono; 寛二大野; Yoshiaki Muramatsu; 芳明村松; Kanae Doi; 香苗土井; Yoshihiko Yada; 佳彦矢田
Original assignee: Ebara Udylite Co Ltd
Current assignee: Ebara Udylite Co Ltd
Priority date: 1994-06-28
Filing date: 1994-06-28
Publication date: 1996-01-16
Anticipated expiration: 2017-04-15
Also published as: JP3274766B2

Abstract

(57)【要約】【構成】下記３成分（ａ）〜（ｃ）（ａ）Ｓｎ²⁺イオン（ｂ）Ａｇ⁺、Ｃｕ²⁺、Ｉｎ³⁺、Ｔｌ⁺およびＺｎ²⁺から
なる群から選ばれた金属イオンの１種またはそれ以上（ｃ）非イオン界面活性剤を含有し、鉛を含まないことを特徴とする低融点錫合金
めっき浴。【効果】本発明の鉛を含まない低融点錫合金めっき浴
により得られる錫合金被膜は、従来の錫・鉛合金と同等
のはんだ漏れ性を示すものである。そして、本発明の
低融点錫合金めっき浴は、人体に悪影響を及ぼす鉛を含
まないため、安全性や公害防止の面から従来の錫・鉛合
金浴に比べ有利なものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、低融点錫合金めっき浴
に関し、更に詳細には、鉛を使用しないにもかかわら
ず、優れたはんだ性を有する錫合金被膜を提供すること
のできる低融点錫合金めっき浴に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電気部品端子やプリント配線基板
のはんだ付け性を向上させるため、錫めっきや錫・鉛合
金めっきが広く用いられている。しかし、このうち錫
めっきは加工後の製品にウィスカーが発生するという欠
点や、融点が高く、はんだ付け時に材料に対する熱的な
弊害の恐れがある等の問題から、その利用は減少する傾
向にある。

【０００３】一方、錫・鉛合金（はんだ）めっきには、
ウィスカーの問題のない融点の低い被膜を与え、めっき
皮膜の外観およびはんだ付け性、浴管理の容易さ等極め
て優れたものであるが、浴中に使用される鉛が人体に悪
影響を与える有害物質であるという欠点が指摘されてお
り、この解決が求められていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従って、鉛を使用する
ことなく、錫・鉛合金めっき浴と同様の融点の低いめっ
き皮膜を与え、外観、はんだ付け性、浴管理の容易さな
どの点で従来の錫・鉛合金めっき浴と同等である錫合金
めっき浴の提供が求められていた。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記実情
に鑑み、錫・鉛合金めっき浴と同様に融点の低いめっき
皮膜を与える錫合金めっき浴について検討を行った結
果、錫イオンと特定の金属イオンおよび非イオン性界面
活性剤を含有する浴は、めっき皮膜の外観、はんだ付け
性、浴管理の容易さをなどの点で従来の錫鉛合金めっき
浴と同等であることを見出し本発明を完成した。

【０００６】すなわち本発明は、下記３成分（ａ）〜
（ｃ）（ａ）Ｓｎ²⁺イオン（ｂ）Ａｇ⁺、Ｃｕ²⁺、Ｉｎ³⁺、Ｔｌ⁺およびＺｎ²⁺から
なる群から選ばれた金属イオンの１種またはそれ以上（ｃ）非イオン界面活性剤を含有し、鉛を含まないことを特徴とする低融点錫合金
めっき浴を提供するものである。

【０００７】本発明の鉛を含まない低融点錫合金めっき
浴（以下、「鉛不含はんだ浴」と略称する）の（ａ）成
分であるＳｎ²⁺イオンは、メタンスルホン酸錫、エタン
スルホン酸錫等のアルカンスルホン酸錫塩、イソプロパ
ノールスルホン酸錫等のアルカノールスルホン酸錫塩、
塩化第一スズ、酸化第一スズ、酸化第二スズ、硫酸第一
スズ等の水溶性錫塩を水に溶解することにより得られ
る。好ましい水溶性錫塩としては、錫アルカンスルホ
ン酸塩および錫アルカノールスルホン酸塩が挙げられ
る。

【０００８】また、鉛不含はんだ浴の（ｂ）成分は、Ａ
ｇ⁺、Ｃｕ²⁺、Ｉｎ³⁺、Ｔｌ⁺およびＺｎ²⁺から選ばれた
金属（以下、これら金属を「合金成分」ということがあ
る）のイオンであり、合金成分の水溶性塩を水に溶解す
ることにより得られる。

【０００９】合金成分の水不溶性塩のうち、銀塩の例と
しては、メタンスルホン酸銀、エタンスルホン酸銀、イ
ソプロパノールスルホン酸銀、酸化銀、塩化銀、硝酸銀
等が、銅塩の例としては、メタンスルホン酸銅、エタン
スルホン酸銅、イソプロパノールスルホン酸銅、硫酸
銅、酸化第二銅、硝酸銅、塩化第一銅、塩化第二銅、炭
酸銅等が、インジウム塩の例としては、メタンスルホン
酸インジウム、エタンスルホン酸インジウム、イソプロ
パノールスルホン酸インジウム、インジウム等が、タリ
ウム塩の例としては、メタンスルホン酸タリウム、エタ
ンスルホン酸タリウム、イソプロパノールスルホン酸タ
リウム、酸化タリウム、硫酸タリウム、硝酸タリウム、
塩化タリウム、酢酸タリウム等が、亜鉛塩の例として
は、メタンスルホン酸亜鉛、エタンスルホン酸亜鉛、イ
ソプロパノールスルホン酸亜鉛、塩化亜鉛、硝酸亜鉛、
炭酸亜鉛、硫酸亜鉛等がそれぞれ挙げられる。

【００１０】更に、本発明の（ｃ）成分である非イオン
界面活性剤は、従来の錫および錫・鉛合金めっき浴にお
けるものと同様に密着性よく緻密で平滑なめっき面を得
るために使用されるものであり、本発明において本成分
を欠くと満足の行く錫合金めっき被膜が得られない。

【００１１】この（ｃ）成分の好ましい具体例として
は、下記一般式（１）〜（４）の何れかで表される化合
物を主成分とするものが挙げられる。

【００１２】

【化２】

【００１３】［式中、Ｒ₁は、炭素数８〜２２の脂肪族
アルコール、炭素数１〜２５のアルキル基で置換された
フェノール、炭素数１〜２５のアルキルで置換されたβ
−ナフトール、炭素数１〜２５のアルコキシル化リン
酸、炭素数８〜２２の脂肪酸でエステル化したソルビタ
ンもしくはスチレン化フェノール（そのフェノール核の
水素は炭素数１〜４のアルキル基またはフェニル基で置
換されてもよい）からそれらの水酸基の水素原子を除い
て得られる残基または水素原子を示し、Ｒ₂は炭素数８
〜１８のアルキル基を、Ｒ₃およびＲ₄は水素原子または
炭素数１〜５のアルキル基を示し、Ａは−ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ
−を、Ｂは−ＣＨ₂ＣＨ（ＣＨ₃）Ｏ−を示し、ｍ₁およ
びｎ₁は０〜３０の整数、ｍ₂、ｎ₂、ｍ₃およびｎ₃は０
〜４０の整数、ｍ₄およびｎ₄は０〜２０の整数をそれぞ
れ示す。但し、ｍ₁とｎ₁、ｍ₂とｎ₂、ｍ₃とｎ₃および
ｍ₄とｎ₄がそれぞれ同時に０となることはなく、ｍ₁〜
ｍ₄およびｎ₁〜ｎ₄は、置換基における総数を意味し、
ＡとＢの存在位置は限定されないものとする］

【００１４】これらの非イオン界面活性剤は、いずれも
対応する脂肪族アルコール、置換フェノール、アルキル
で置換β−ナフトール、アルコキシル化リン酸、エステ
ル化したソルビタン、スチレン化フェノール、エチレン
ジアミン、モノアルキルアミン、アルキル置換されてい
ても良いジフェノールにエチレンオキサイドおよび／ま
たはプロピレンオキサイドを所定のモル数付加させるこ
とによって調製できるものであるが、また、市販品とし
ても容易に入手できるものである。

【００１５】市販品の例としては、前記式（１）で表さ
れるものとして、プルラファックＬＦ４０１（ＢＡＳＦ
社製）等が、式（２）で表されるものとして、テトロニ
ックＴＲ−７０２（旭電化工業社製）等がそれぞれ挙げ
られ、また、式（３）で表されるものはナイミーンＬ−
２０７（日本油脂社製）等、式（４）で表されるもの
は、リポノックスＮＣ−１００（ライオン社製）等がそ
れぞれ挙げられる。

【００１６】本発明の鉛不含はんだ浴は、常法に従い、
酸性浴中に前記（ａ）成分〜（ｃ）成分を添加すること
により調製される。具体的には、硫酸や、アルカンスル
ホン酸、アルカノールスルホン酸等で酸性とした水溶液
中に、前記の水溶性錫塩および合金成分の水溶性塩を加
え、十分に溶解させた後、（ｃ）成分である非イオン界
面活性剤を添加することにより調製される。

【００１７】本発明の鉛不含はんだ浴においては、浴性
を酸性にするだけでなく、浴中の金属イオンを安定に保
つ作用もあるため、アルカンスルホン酸およびアルカノ
ールスルホン酸を用いることが好ましい。具体的に
は、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸等を用いるこ
とが好ましい。

【００１８】これらの酸は、水溶性錫塩や合金成分の水
溶性塩がアルカンスルホン酸塩またはアルカノールスル
ホン酸塩である場合は、それらの塩の酸基と共通のもの
であっても異なるものであってもよく、二種類以上を併
用してもよい。浴中のアルカンスルホン酸およびアルカ
ノールスルホン酸の濃度は、そのイオン濃度として約５
〜３００ｇ／ｌが適当である。

【００１９】本発明の鉛不含はんだ浴中における（ａ）
成分と（ｂ）成分の量は、目標とする合金組成に合せて
調製する必要があるが、一般には（ａ）成分は、Ｓｎ²⁺
として５〜２００ｇ／ｌ程度であることが好ましく、ま
た、（ｂ）成分は、合金成分イオンの種類によっても異
なるが、一般に０.１〜４０ｇ／ｌ程度であることが好
ましい。また、鉛不含はんだ浴中の全金属イオン濃度
は０.５〜２４０ｇ／ｌ程度とすることが適当である。
更に、（ｃ）成分の量は、密着性よく緻密で平滑なめっ
き面を得るのに十分な量で良く、一般には、０.５〜３
０ｇ／ｌ程度である。

【００２０】本発明の鉛不含はんだめっき浴には、上記
した成分の他、光沢剤、酸化防止剤、湿潤剤等を必要に
応じて添加することができる。光沢剤としては、ホルム
アルデヒド、アセトアルデヒド、パラアルデヒド等の低
級脂肪族アルデヒド、アクリル酸、メタアクリル酸、ア
クリル酸メチル、メタアクリル酸メチル、アクリルアミ
ド、メタクリルアミド、クロトン酸等のオレフィン化合
物、ベンズアルデヒド、ｏ−クロルベンズアルデヒド、
シンナムアルデヒド、アニスアルデヒド、１−ナフトア
ルデヒド等の芳香族アルデヒド、ベンザルアセトン等の
芳香族ケトン、ｏ−クロルアニリン等の芳香族アミン
や、酒石酸アンチモニルカリウム、酸化ビスマス、硝酸
ビスマス等の金属化合物が例示される。

【００２１】また、スズの酸化防止剤としては、フェノ
ール、カテコール、レゾルシン、ヒドロキノン、ピロガ
ロール等のヒドロキシフェニル化合物や、Ｌ−アスコル
ビン酸、ソルビトール等が例示される。

【００２２】かくして得られる本発明の鉛不含はんだ浴
を用い、従来の錫めっき浴や錫・鉛合金めっき浴を用い
る場合とほぼ同様の条件で電気めっきを行うことができ
る。

【００２３】例えば、めっき浴の浴温は約１０〜６０℃
程度、好ましくは約２０〜３０℃程度、陰極電流密度は
約０.０１〜１００Ａ／ｄｍ²程度、好ましくは約０.１
〜１０Ａ／ｄｍ²程度でめっきすることができる。ま
た、陽極としては、不溶解性電極、錫あるいは錫合金を
利用することができる。

【００２４】以上の鉛不含はんだ浴から得られる錫合金
めっき被膜は、従来の錫・鉛合金と同等の低融点を有
し、しかも後記するようにはんだ付け性も良いので、電
気部品端子やプリント配線基板のめっき浴として利用す
ることができるものである。

【００２５】

【実施例】以下、実施例、比較例および試験例を挙げ、
本発明を説明するが、本発明はこれら実施例等になんら
制約されるものではない。

【００２６】実施例１下記組成により、常法にしたがって酸性錫・銀合金めっ
き浴を調製した。（組成）メタンスルホン酸スズ（II）３０ｇ／ｌメタンスルホン酸銀（I）１ｇ／ｌメタンスルホン酸銀（遊離酸）１００ｇ／ｌノニルフェノールエトキシレートの８ｇ／ｌエチレンオキサイド１２モル付加物

【００２７】実施例２下記組成により、常法にしたがって酸性錫・銀合金めっ
き浴を調製した。（組成）イソプロパノールスルホン酸スズ（II）６５ｇ／ｌイソプロパノールスルホン酸銀（I）２ｇ／ｌイソプロパノールスルホン酸（遊離酸）８０ｇ／ｌエチレンジアミンのエチレンオキサイド５ｇ／ｌ４８モル、プロピレンオキサイド４４モル付加物

【００２８】実施例３下記組成により、常法にしたがって酸性錫・銅合金めっ
き浴を調製した。（組成）メタンスルホン酸スズ（II）４０ｇ／ｌメタンスルホン酸銅（II）０.２ｇ／ｌメタンスルホン酸（遊離酸）１２０ｇ／ｌオクチルフェノールエトキシレートの７ｇ／ｌエチレンオキサイド１０モル付加物

【００２９】実施例４下記組成により、常法にしたがって酸性錫・銅合金めっ
き浴を調製した。（組成）メタンスルホン酸スズ（II）２０ｇ／ｌメタンスルホン酸銅（II）０.１ｇ／ｌメタンスルホン酸（遊離酸）１５０ｇ／ｌラウリルアミンのエチレンオキサイド４ｇ／ｌ７モル付加物

【００３０】実施例５下記組成により、常法にしたがって酸性錫・インジウム
合金めっき浴を調製した。（組成）メタンスルホン酸スズ（II）７ｇ／ｌメタンスルホン酸インジウム（II）１０ｇ／ｌメタンスルホン酸（遊離酸）２００ｇ／ｌラウリルエーテルのエチレンオキサイド５ｇ／ｌ１５モル付加物オクタデシルアミンのエチレンオキサイド２ｇ／ｌ１０モル付加物

【００３１】実施例６下記組成により、常法にしたがって酸性錫・タリウム合
金めっき浴を調製した。（組成）メタンスルホン酸スズ（II）２５ｇ／ｌメタンスルホン酸タリウム（I）１０ｇ／ｌメタンスルホン酸（遊離酸）１４０ｇ／ｌノニルエーテルのエチレンオキサイド８ｇ／ｌ１０モル、プロピレンオキサイド３モル付加物

【００３２】実施例７下記組成により、常法にしたがって酸性錫・タリウム合
金めっき浴を調製した。（組成）エタンスルホン酸スズ（II）１０ｇ／ｌエタンスルホン酸タリウム（I）５ｇ／ｌエタンスルホン酸（遊離酸）１００ｇ／ｌエチレンジアミンのエチレンオキサイド１０ｇ／ｌ４８モル、プロピレンオキサイド４４モル付加物 β−ナフトールのエチレンオキサイド０.５ｇ／ｌ８モル付加物

【００３３】実施例８下記組成により、常法にしたがって酸性錫・亜鉛合金め
っき浴を調製した。（組成）メタンスルホン酸スズ（II）２０ｇ／ｌメタンスルホン酸亜鉛（I）３ｇ／ｌメタンスルホン酸（遊離酸）８０ｇ／ｌドデシルアミンのエチレンオキサイド１０ｇ／ｌ８モル付加物

【００３４】比較例１下記組成により、酸性錫・銀合金めっき浴を調製した。（組成）メタンスルホン酸スズ（II）３０ｇ／ｌメタンスルホン酸銀（I）１ｇ／ｌメタンスルホン酸銀（遊離酸）１００ｇ／ｌ

【００３５】比較例２下記組成により、酸性錫・銅合金めっき浴を調製した。（組成）メタンスルホン酸スズ（II）２０ｇ／ｌメタンスルホン酸銅（II）０.１ｇ／ラウリルアミンのエチレンオキサイド４ｇ／ｌ７モル付加物

【００３６】比較例３下記組成により、酸性錫・鉛合金めっき（はんだめっ
き）浴を調製した。（組成）メタンスルホン酸スズ（II）１４ｇ／ｌメタンスルホン酸鉛６ｇ／ｌメタンスルホン酸（遊離酸）７０ｇ／ｌドデシルアミンのエチレンオキサイド２ｇ／ｌ８モル付加物

【００３７】試験例上記の実施例１〜８および比較例１〜３のめっき浴を使
用し、下記の条件で３０ｍｍ×１０ｍｍの銅板にめっき
を行った。得られためっき済み銅板について、ソルダ
ーチェッカー（株式会社レスカ、ＳＴ−２０００）を用
い、はんだ槽温度２３０℃、浸漬時間５秒でロジン系フ
ラックスを使ってはんだ漏れ性試験を行った。この結
果を表１に示す。

【００３８】（めっき条件）陰極電流密度２Ａ／ｄｍ² 浴温２０℃ 撹拌ゆるやかなスターラー撹拌膜圧８μｍ

【００３９】

【００４０】* 評価基準 ◎ ：はじき、ざらつきなし ○ ：はじきはみられないがややざらつきあり × ：ほとんどはんだが漏れない

【００４１】

【発明の効果】本発明の鉛不含はんだ浴により得られる
錫合金被膜は、従来の錫・鉛合金と同等のはんだ漏れ性
を示すものである。そして、本発明の鉛不含はんだ浴
は、人体に悪影響を及ぼす鉛を含まないため、安全性や
公害防止の面から従来の錫・鉛合金（はんだ）浴に比べ
有利なものである。以上

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記３成分（ａ）〜（ｃ）（ａ）Ｓｎ²⁺イオン（ｂ）Ａｇ⁺、Ｃｕ²⁺、Ｉｎ³⁺、Ｔｌ⁺およびＺｎ²⁺から
なる群から選ばれた金属イオンの１種またはそれ以上（ｃ）非イオン界面活性剤を含有し、鉛を含まないことを特徴とする低融点錫合金
めっき浴。
【請求項２】更に少なくとも一種のアルカンスルホン
酸イオン又はアルカノールスルホン酸イオンを含有する
請求項１記載の低融点錫合金めっき浴。
【請求項３】非イオン界面活性剤が次の式（１）〜
（４）【化１】［式中、Ｒ₁は、炭素数８〜２２の脂肪族アルコール、
炭素数１〜２５のアルキル基で置換されたフェノール、
炭素数１〜２５のアルキルで置換されたβ−ナフトー
ル、炭素数１〜２５のアルコキシル化リン酸、炭素数８
〜２２の脂肪酸でエステル化したソルビタンもしくはス
チレン化フェノール（そのフェノール核の水素は炭素数
１〜４のアルキル基またはフェニル基で置換されてもよ
い）からそれらの水酸基の水素原子を除いて得られる残
基または水素原子を示し、Ｒ₂は炭素数８〜１８のアル
キル基を、Ｒ₃およびＲ₄は水素原子または炭素数１〜５
のアルキル基を示し、Ａは−ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ−を、Ｂは−
ＣＨ₂ＣＨ（ＣＨ₃）Ｏ−を示し、ｍ₁およびｎ₁は０〜３
０の整数、ｍ₂、ｎ₂、ｍ₃およびｎ₃は０〜４０の整数、
ｍ₄およびｎ₄は０〜２０の整数をそれぞれ示す。但
し、ｍ₁とｎ₁、ｍ₂とｎ₂、ｍ₃とｎ₃およびｍ₄とｎ₄がそ
れぞれ同時に０となることはなく、ｍ₁〜ｍ₄およびｎ₁
〜ｎ₄は、置換基における総数を意味し、ＡとＢの存在
位置は限定されないものとする］で表わされるものの何
れかである請求項第１項または第２項記載の低融点錫合
金めっき浴。