JPH0885900A

JPH0885900A - 鉄合金製リードフレームの電解研磨方法

Info

Publication number: JPH0885900A
Application number: JP25017594A
Authority: JP
Inventors: Yoshimaro Tezuka; 良麿手塚; Yasushi Kozuki; 靖神月; Masayoshi Mori; 政義森; Tadashi Nakano; 正中野
Original assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date: 1994-09-20
Filing date: 1994-09-20
Publication date: 1996-04-02
Anticipated expiration: 2017-12-09
Also published as: JP3355813B2

Abstract

(57)【要約】【目的】銅ストライキめっきを必要とせずに、鉄合金
製リードフレーム表面に直接に銀めっきを施すことが可
能なリードフレームの電解研磨方法。【構成】鉄合金製リードフレームの導入方向より、素
材供給ロール部、電解研磨部、素材排出ロール部が順に
隣接配置され、電解研磨部では、リードフレームの導入
方向より、陰極配置槽、第１処理液排出槽、陽極配置
槽、第２処理液排出槽、陽極配置槽、第３処理液排出
槽、陰極配置槽が順に隣接配置され、電解液が各陽極お
よび陰極配置槽にそれらの下部から入った後、リードフ
レーム通過用開口を介して各処理液排出槽に排出され、
特定の電解研磨液および電解条件で電解研磨する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、リードフレームに銀め
っきを施す方法に関して、特に銅ストライクめっきを不
要とするリードフレームの銀めっき方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子部品材料であるリードフレームは、
一般に圧延材料を加工して製造されている。例えば、圧
延材料を型抜きして基材を得て、この基材を化学研磨や
電解研磨して基材表面に付着している有機物などの汚
れ、酸化被膜そして凸状突起物、ヒゲ状突起物といった
異形物の除去などを行い、その後リード部等の必要部に
銅ストライクめっきを施し、その上に銀めっきを施して
製造している。

【０００３】リードフレームに銀めっきをする具体的な
方法を示すと以下のようになる。まず、リードフレーム
を脱脂液に浸漬して（溶剤浸漬工程）、表面の油脂を除
去する。次に電解研磨液中でアノード溶解し（電解研磨
工程）、リードフレーム表面の凹凸部を研磨し、凹部に
含まれていた油脂を除去する。次に、電解研磨後のリー
ドフレーム表面に存在する酸化膜を硫酸により溶解除去
し（酸化処理工程）、中和処理し（中和工程）、銅スト
ライクめっきをする（銅ストライクめっき工程）。そし
て、得られた銅層の上に銀めっきを施し（銀めっき工
程）、後処理を行う。

【０００４】従来の電解研磨工程では、リードフレーム
表面の凹凸の除去は不完全であり、このような表面に直
接銀めっきを施すと良好な銀めっきは得られない。この
ため上記銅ストライクめっき工程は不可欠なものとなっ
ている。しかし、この銅ストライクめっき工程には以下
のような問題点がある。（１）液の持ち出しや液加熱により生産中に浴組成変動
を来たし易い。（２）浴組成変動によりストライクめっき層の厚さが変
動し易い。（３）めっき前処理工程の影響を完全に抑えることがで
きないので、フクレ、ムラを完全になくすことができ
ず、従って銀めっき不良をなくすことはできない。よって、銅ストライクめっき工程を省略できれば、これ
らの問題点の解消ができるばかりでなく、大幅なコスト
ダウンが達成できるため、種々の検討が試みられてい
る。この一つに無接点式電解研磨装置を用いた電解研魔
方法がある。この方法は、電解液中を通過するリードフ
レーム自身が非接触方式で電極となる。この無接点式電
解研磨装置では、リードフレームが非接触で電解研磨さ
れるため、リードフレームが変形することなく、かつ結
果的に良好な研磨面が得られるとされている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】確かに、上記無接点式
電解研磨装置を用いると、研磨後のリードフレームの表
面は従来と比較にならいほど改善される。しかし、この
ようなリードフレームですら銅ストライクめっきを省略
することは難しい。本発明は、上記状況に鑑みてなされ
たものであり、銅ストライクめっきを必要とせず、リー
ドフレーム表面に直接に銀めっきを施することが可能と
なるリードフレームの電解研磨方法の提供を課題とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の方法は、鉄合金製リードフレームの電解研磨法にお
いて、リードフレームの導入方向より、素材供給ロール
部、電解研磨部、素材排出ロール部の順に隣接配置され
た電解研磨装置を少なくとも１単位とし、上記電解研磨
部には、リードフレームの導入方向より第１電極装置
槽、第１処理液排出槽、第２電極配置槽、第２処理液排
出槽、第３電極配置槽、第３処理液排出槽、第４電極配
置槽が順に隣接配置され、上記の各槽は電解研磨処理に
供されるリードフレームを通過させるための開口部を有
する隔壁によって仕切られ、また、第１及び第４の電極
配置槽には、開口部を結ぶ平面を境にして、その上下も
しくはその上下のいずれかの位置で、かつ、電解研磨液
に浸された位置に、電源の陰極または陽極に連なる電極
板が配置され、さらに、第２および第３の電極配置槽に
は開口部を結ぶ平面を境にして、その上下もしくはその
上下のいずれかの位置で、かつ、電解研磨液に浸された
位置に、電源の陽極または陰極に連なる電極板が配置さ
れ、また、第１および第４の電極配置槽並びに第２およ
び第３の電極配置槽にはそれぞれに電解研磨液の注入口
が設けられてあり、素材供給ロール部、第１ないし第３
の処理液排出槽、素材排出ロール部にはそれぞれに研磨
処理に供された電解研磨液の排出口が設けられてあり、
さらに、前記注入口から第１および第４の電極配置槽並
びに第２および第３の電極配置槽に注入された電解研磨
液は、素材供給ロール部、第１ないし第３の処理液排出
槽、素材排出ロール部を介して前記排出口より排出され
るように構成された無接点式電解研磨装置を用い、以下
に示す電解研磨液を用い、以下に示す電解条件で無電解
研磨を行うものである。電解研磨液硫酸２０〜４０ｇ／リットル塩化アンモニウム４０〜８０ｇ／リットルノニオン系界面活性剤０．０８〜０．２５ｇ／リッ
トル浴温度４５〜５０℃ 電解条件電流パターン周波数が４０〜１２０Ｈｚのリ
ップルを持つ直流電流を陽極側と陰極側に交互に、リー
ドフレームが陽極として作用する時間を陰極として作用
する時間の３．３倍以上とする電流密度０．２〜８．０Ａ／ｄｍ²

【０００７】

【作用】本発明の電解研磨方法の特徴は、無接点式電解
研磨装置において、特定の電解研磨液に対して、特定の
波形を持った電流を印加する点である。まず、本発明に
使用するのに好適な無接点式電解研磨装置について図１
を用いて説明する。図１の装置はリードフレーム１７の
導入方向（矢印Ａ）より、素材供給ロール部１、電解研
磨部２、素材排出ロール部３の順に配置された装置であ
る。上記電解研磨部２には、リードフレーム１７の導入
方向より第１陰極配置槽４、第１処理液排出槽５、第１
陽極配置槽６、第２処理液排出槽７、第２陽極配置槽
８、第３処理液排出槽９、第２陰極配置槽１０がこの順
に配置されている。さらに、上記の各層は電解研磨処理
に供されるリードフレーム１７を通過させるための開口
部１１を有する隔壁１２よって仕切られている。

【０００８】また、第１及び第２の陰極配置層４、１０
には、開口１１を結ぶ平面を境にして、その上下もしく
はその上下のいずれかの位置で、かつ、電解研磨液に浸
された位置に、電源の陰極に連なる陰極板１３が配置さ
れ、さらに、第１および第２の陽極配置層６、８には開
口部を結ぶ平面を境にして、その上下もしくはその上下
のいずれかの位置で、かつ、電解研磨液に浸された位置
に、電源の陽極に連なる陽極板１４が配置されている。
また、第１および第２の陰極配置槽４、１０並びに第１
および第２の陽極配置槽６、８の底部には、それぞれに
電解研磨液の注入口１５が設けれてあり、そのうえ、素
材供給ロール部１、第１ないし第３の処理液排出槽５、
７、８、素材排出ロール部３の底部には、それぞれに研
磨処理に供された電解研磨液の排出口１６が設けられて
ある。

【０００９】さらに、上記注入口１５から第１および第
２の陰極配置槽４、１０または第１および第２の陽極配
置槽６、８に向けて個別に注入された電解研磨液は、そ
れぞれの第１および第２の陰極配置槽４、１０、または
第１および第２の陽極配置槽６、８から、それらに隣接
する第１ないし第３のいずれかの処理液排出槽５、７、
９に入り、その底部に設けられた排出口１６より電解研
磨液循環部２０に向けて排出される。そして、電解研磨
液循環部２０にて回収された電解研磨液は、電解研磨液
循環部２０にて電解研磨液の性状を調整した後、上記電
解研磨液循環部２０よりそれぞれの第１および第２の陰
極配置槽４、１０または第１および第２の陽極配置槽
６、８に循環して供給されるものである。なお、リード
フレーム１７は、ロール対１８により送られ、矢印Ａに
示すように当該装置に入って、矢印Ｂに示すように出
る。

【００１０】次に本発明で用いる電解研磨液について説
明する。従来よりもっとも多用される電解研磨液はピロ
リン酸カリウム５０ｇ／リットル、クエン酸ナトリウム
３０ｇ／リットルのようなリン酸系電解研磨液を用いて
いる。この電解研磨液はリードフレームとして用いられ
鉄系部材の電解研磨液として長い実績があり、かつ安価
である。しかし、この電解研磨液を本発明の方法のよう
に用いた場合には、表面が確実に平坦となるように電解
研磨を行えなかった。本発明で用いる電解研磨液の基本
組成を硫酸浴としたのは以下の理由による。アルカリ浴
を用いると、比較的良好な研磨面は得られるものの、泡
立ちが多い等の問題があり、排水処理にかなり負担をか
けることになる。中性浴では十分な電解研磨は得られな
い。塩酸浴では良好な研磨面は得られるものの、臭気や
腐食などの問題があり、経済性を損なう。リン酸は排水
処理に負担がかかる。これらに対し、硫酸浴は、硫酸単
味では塩酸浴ほど良好な研磨面は得られないものの、添
加材を併用することにより塩酸浴より優れた平滑性を持
つ研磨面が得られる。また、硫酸浴であれば安価であ
り、かつ取扱いも容易である。

【００１１】本発明で用いる添加剤の一つは塩化アンモ
ニウムである。塩化アンモニウムの役割は主として鉄合
金製リードフレーム表面を腐食させることと思われる。
また、他の添加剤としてノニオン系海面活性剤を用い
る。これは、鉄合金製リードフレーム表面の油脂類を浴
中に容易に溶解させる目的と、リードフレーム表面に気
泡が付着しにくくする目的からである。用いることので
きるノニオン系界面活性材としては、ポリエチレングリ
コールアルキルエーテル、ポリエチレングリコール脂肪
酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、脂肪酸モノグ
リセリドなどがある。界面活性材の濃度が低すぎると、
電極面への発生ガスの付着を防止できず、高すぎると界
面活性剤自体が十分に溶解しないばかりでなく、電解液
の粘度が高くなりすぎ、同様に電極面へのガスの付着を
防止できなくなる。このため、ノニオン系界面活性剤の
濃度は０．０８〜０．２５ｇ／リットルとすることが必
要である。本発明の電解液の組成は幾多の試験の結果求
めたものであり、この範囲をはずれると銅ストライクめ
っきが不要になるほどの良好な電解研磨面は得られな
い。

【００１２】次に、電解研磨に用いる電流波形について
説明する。図２は陽極側または陰極側に印加するため
に、電流発生装置（図示せず）によって発生する電流の
基本波形を示すグラフであり、図３は、電流発生装置に
よって発生した電流を切り替えて陽極側および陰極側に
交互に印加する態様を示すグラフである。図２から明ら
かなように、印加する電流は、直流電流にリップル（脈
動部）を重畳した電流であり（以下「リップルを有する
直流電流」と呼ぶ）、このような波形の電流は交流を整
流し、平滑装置により平滑にすることにより得ることが
できる。なお、このような電流波形を得る装置は本発明
の部分を構成しないので、詳細な説明は省略する。図３
は、図２で示す電流波形を発生する装置（図示せず）を
用いて電解研磨を行う際の電流を印加する態様を示す例
であり、図示した例では陽極（＋）側に５個のリップル
（リップルの幅：１０ｍｓ）を有する直流電流を印加
し、その後陰極（−）側に１個のリップルを有する直流
電流を印加し、これを１サイクルとし、以下同様に電流
を印加することを示している。

【００１３】図３で示すようなリップルを有する直流電
流を用いることにより十分な電解研磨面が得られ、直接
リードフレームの表面に銀めっきを施することができ
る。また、電解研磨でこのようなリップルを有する直流
電流を用いる際、リップルの幅、言い替えるとリップル
の周波数と、陽極側および陰極側への電流の印加時間の
割合とが平滑な電解研磨面を得るのに重要である。具体
的には、リップルの周波数を４０〜１２０Ｈｚの範囲内
に選び、リードフレームが陽極として機能する時間が陰
極として機能する時間の３．３倍以上となるようにす
る。本発明の方法において、なぜ平滑な電解研磨画が得
られるのかの理論的解析は、現在のところ不明である。
無接点式電解研磨装置と、本発明の電解液とを用い、リ
ップルを有する直流電流を用いることにより、直流電流
に重畳されたリップル部分の電流の物理化学的効果が従
来より一層大きくなったためと本発明者らは思ってい
る。

【００１４】

【実施例】次に本発明の実施例について述べる。（実施例１）幅２３ｃｍ、長さ４５ｃｍ、深さ１５ｃｍ
の２基の電極配置槽を陰極槽とし、幅２３ｃｍ、長さ１
５ｃｍ、深さ１５ｃｍｍの２基の電極配置槽を陽極槽と
し、これらの電極配置槽と幅２３ｃｍ、長さ１５ｃｍ、
深さ１５ｃｍの４基の処理廃液槽と幅２３ｃｍ、長さ１
０ｃｍ、深さ１５ｃｍの１基の処理廃液槽を組み合わせ
て図１に示した無接点式電解研磨装置を組立て、以下の
電解研磨に使用した。なお、用いた陽極板は厚さ５ｍ
ｍ、幅１０ｃｍ、長さ１０ｃｍのＳＵＳ板であり、陰極
板は厚さ３ｍｍ、幅１０ｃｍ、長さ４０ｃｍの硬鉛板で
ある。４２合金材をプレス加工して得た、厚さ０．１８
ｍｍ、幅１０ｃｍの長尺のリードフレーム（上村工業株
式会社製ＳＫ−７）を５０ｇ／リットルの５０℃の脱脂
液に２０秒間浸漬し、次いで、上記無接点式電解研磨装
置において下記組成の電解液を用い、リードフレームの
陽極側への印加時間と陰極への印加時間とを変えつつ、
電解研磨を行った。＜電解液＞硫酸３０ｇ／リットル塩化アンモニウム６０ｇ／リットルＡＵ−１５０（上村工業株式会社製界面活性剤）０．１７ｇ／リットル液温度４５℃

【００１５】なお、リードフレームの搬送速度は３ｍ／
分とし、平均電流密度が２．５Ａ／ｄｍ² となるように
し、サイクルが１０ｍｓ（ミリ秒）のリップルを有する
直流電流を、図３に示すようなパターンで、リードフレ
ームに印加し電解研磨を行った。なお、１０ｍＳのリッ
プルの周波数は５０Ｈｚである。電解研磨後、リードフ
レームを水洗し、表面を目視観察した。その結果、素材
表面全体の水塗れ性は均一であり、水をはじいた部分は
見あたらず、かつリードフレームのパッド部分において
も同様であった。ちなみに、このリードフレームの表面
の粗さを東京精密株式会社製の粗さ計サーフコム５５４
Ａを用いて測定したところ、処理前の凹部の平均値が
０．８μｍ、凸部の平均値が０．４０μｍであったもの
が、処理後には凹部の平均値は０．２μｍ、凸部の平均
値が０．０８μｍとなっており、極めて平滑になってい
ることがわかった。

【００１６】次にリードフレームの表面を２５ｇ／リッ
トルの青酸カリ溶液に１０秒間浸漬し、中和処理を行
い、銀濃度６０ｇ／リットル、遊離シアン濃度５０ｇ／
リットル、温度６０℃の銀めっき液を２０秒間吹き当
て、電流密度５０Ａ／ｄｍ² で銀めっきを行った。得ら
れた銀めっき被膜の状態を観察し、その結果を表１に示
した。表１は、図３のパターンに示される１サイクルの
間に陽極として作用する時間を縦軸に採り、陰極として
作用する時間を横軸に採ったものである。

【００１７】

【表１】陽極作用時間（ｍＳ）２９０ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ △ △ ２６０ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ △ △ ２３０ ○ ○ ○ ○ ○ ○ △ △ △ ２００ ○ ○ ○ ○ ○ △ △ △ １５０ ○ ○ ○ ○ △ △ △ １００ ○ ○ ○ △ △ △ １０２０３０４０５０６０７０８０１００陽極作用時間（ｍＳ）

【００１８】表１において○は良好なめっき被膜が得ら
れたものであり、△は焼けが発生している不良品であ
る。

【００１９】（実施例２〜３）硫酸濃度を各々２０／ｇ
リットル、４０ｇ／リットルとした以外は実施例１と同
様にして電解研磨を行い、引き続き銀めっきを施した。
得られた銀めっき被膜の状態を観察し、１サイクルの間
に陽極として作用する時間と、陰極として作用する時間
と、銀めっき被膜の外観との関係を求めたところ実施例
１と同様であった。

【００２０】（実施例４〜５）塩化アンモニウム濃度を
各々４０ｇ／リットル、８０ｇ／リットルとした以外は
実施例１と同様にして電解研磨を行い、銀めっきを施し
た。得られた銀めっき被膜の状態を観察し、１サイクル
の間に陽極として作用する時間と、陰極として作用する
時間と、銀めっき被膜の外観との関係を求めたところ実
施例１と同様であった。

【００２１】（実施例６〜７）界面活性剤濃度を各々
０．０８ｇ／リットル、０．２ｇ／リットルとした以外
は実施例１と同様にして電解研磨を行い、銀めっきを施
した。得られた銀めっき被膜の状態を観察し、１サイク
ルの間に陽極として作用する時間と、陰極として作用す
る時間と、銀めっき被膜の外観との関係を求めたところ
実施例１と同様であった。なお、図示の例では、電極配
置槽の配列をリードフレームの導入方向より、陰極−陽
極−陽極−陰極となっているが、陽極−陰極−陰極−陽
極の配列により、前記電解研磨液と電解条件で電解研磨
を行ったが同様の結果を得ることができた。

【００２２】（比較例）電解液を温度５０度、濃度５０
ｇ／リットルのＥＣ−５６（デップソール株式会社製）
溶液を電解液とした以外は実施例１と同様にして電解研
磨を行い、銀めっきを施した。得られた銀めっき被膜の
状態を観察し、１サイクルの間に陽極として作用する時
間と、陰極として作用する時間と、銀めっき被膜の外観
との関係を求めたところ何れの条件でも良好なものは得
られなかった。そこで、電解研磨後、リードフレームを
水洗し、表面を目視観察したが、素材表面全体の水塗れ
性は均一であり、水をはじいた部分は見あたらず、かつ
リードフレームのパット部分においても同様であった。
次に、このリードフレームの表面粗さを用いて測定した
ところ、処理後の凹部の平均値は０．５μｍ、凸部の平
均値が０．２３μｍとなっており、本実施例ほど平滑で
ないことがわかった。また、電解研磨後のリードフレー
ムを従来法に従い銀めっき剥離防止のための銅ストライ
クめっきを施し、次いで銀めっきを施したところ良好な
めっき被膜が得られた。従って、比較例では、銅ストラ
イクめっきが必要不可欠であることがわかった。

【００２３】

【発明の効果】本発明の方法は、以上のように構成され
ているので、本発明の方法により得られるリードフレー
ムの表面は極めて平滑であり、該リードフレームに直接
銀めっきを施することができる。このため、銀めっき剥
離防止のための銅ストライク鍍金が不要となるので極め
て経済的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に使用した無接点式電解研磨装
置を示した概略説明図である。

【図２】陽極側または陰極側に印加する電流の基本波形
（リップル）を示すグラフである。

【図３】電流発生装置によって発生した電流を切り替え
て陽極側および陰極側に交互に印加する態様を示すグラ
フである。

【符号の説明】

１素材供給ロール部２電解研磨部３素材排出ロール部４第１陰極配置槽５第１処理液排出槽６第１陽極配置槽７第２処理液排出槽８第２陽極配置槽９第３処理液排出槽１０第２陰極配置槽１１開口部１２隔壁１３陰極板１４陽極板１５注入口１６排出口１７リードフレーム１８ロール対

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】リードフレームの導入方向より、素材供
給ロール部、電解研磨部、素材排出ロール部の順に隣接
配置された電解研磨装置を少なくとも１単位とし、上記
電解研磨部には、リードフレームの導入方向より第１電
極配置槽、第１処理液排出槽、第２電極配置槽、第２処
理液排出槽、第３電極配置槽、第３処理液排出槽、第４
電極配置槽が順に隣接配置され、上記の各槽は電解研磨
処理に供されるリードフレームを通過させるための開口
部を有する隔壁によって仕切られ、また、第１及び第４
の電極配置槽には、開口部を結ぶ平面を境にして、その
上下もしくはその上下のいずれかの位置で、かつ、電解
研磨液に浸された位置に、電源の陰極または陽極に連な
る電極板が配置され、さらに、第２および第３の電極配
置槽には開口部を結ぶ平面を境にして、その上下もしく
はその上下のいずれかの位置で、かつ、電解研磨液に浸
された位置に、電源の陽極または陰極に連なる電極板が
配置され、また、第１および第４の電極配置槽並びに第
２および第３の電極配置槽にはそれぞれに電解研磨液の
注入口が設けられてあり、素材供給ロール部、第１ない
し第３の処理液排出槽、および素材排出ロール部にはそ
れぞれに研磨処理に供された電解研磨液の排出口が設け
られてあり、さらに、前記注入口から第１および第４の
電極配置槽ならびに第２および第３の電極配置槽に注入
された電解研磨液は、開口部から素材供給ロール部、第
１ないし第３の処理液排出槽、素材排出ロール部に入っ
て、前記排出口より排出されるように構成された無接点
式電解研磨装置を用い、以下に示す電解研磨液および電
解条件により電解研磨を行うことを特徴とする鉄合金製
リードフレームの電解研磨方法。電解研磨液硫酸２０〜４０ｇ／リットル塩化アンモニウム４０〜８０ｇ／リットルノニオン系界面活性剤０．０８〜０．２５ｇ／リッ
トル浴温度４５〜５０℃ 電解条件電流パターン周波数が４０〜１２０Ｈｚのリ
ップルを持つ直流電流を陽極側と陰極側に交互に、リー
ドフレームが陽極として作用する時間を陰極として作用
する時間の３．３倍以上とする電流密度０．２〜８．０Ａ／ｄｍ²