JPH10102283A - 電気・電子回路部品 - Google Patents
電気・電子回路部品Info
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Abstract
部品を提供する。 【解決手段】 非シアンの錫−銀合金電気めっき浴か
ら、皮膜中の銀含有量が0.1%〜10%で、皮膜厚さ
が0.1〜100μmである光沢を有した錫−銀合金め
っき皮膜を施したことを特徴とする電気・電子回路部品
である。環境・衛生・公害上問題のある錫−鉛はんだを
代替することができる。
Description
はんだ接合技術に関し、特に、錫−銀系のはんだで電気
・電子回路を接合するに適した光沢錫−銀合金めっきを
施した電気・電子回路部品に関する。
るはんだ(ろう材)による接合は不可欠の技術として広
く行われている。はんだ付けを迅速かつ確実に行うため
に、はんだ付けしようとする部品に予めはんだ付け性の
良好な皮膜(はんだ付け性皮膜)を施しておくことが行
われるが、このはんだ付け性皮膜として錫−鉛合金めっ
き皮膜が一般に利用されている。
影響が懸念され、有害な鉛を含む錫−鉛はんだを規制し
ようとする考えが急速に広まりつつある。工業的な生産
条件並びに使用条件という観点から勘案すると、錫−鉛
はんだに代替できる特性を有するような鉛を含まないは
んだはいまのところなく、日欧米を中心として研究開発
が行われているところである。錫−鉛はんだの代替とし
ては第一元素としては錫が利用されると考えられるが、
第二元素としては銀、ビスマス、銅、インジウム、アン
チモン、亜鉛などが候補として挙げられており、それら
の二元合金あるいはさらに第三元素を添加した多元合金
が候補として挙げられている。その中で錫−銀系合金
は、最も有力な代替合金候補の一つである。
て、はんだ付け性めっき皮膜もまた鉛を含有しないもの
に代替しなければ意味がない。しかしながら、これまで
錫−銀系ろう材に対応できる、高信頼性を有し、大量生
産に適したはんだ付け性皮膜は十分な検討が行われてお
らず、錫−銀系ろう材を使用する際に工業的利用に十分
な性能を有したはんだ付け性皮膜を施した電気・電子回
路部品はなかった。
らも、ろう材とはんだ付け性皮膜の成分は同じことが望
ましく、鉛フリーのろう材として錫−銀系のはんだを使
用する場合には、はんだ付け性皮膜としても錫−銀系合
金めっき皮膜を使用することが望ましいと考えられる。
また、成分濃度も同一に近い方が管理上好都合な点が多
い。発明者らは、良好なはんだ付け性を有した電気・電
子回路部品を作成するために鋭意めっき皮膜の条件につ
いて検討した。
体は、シアン浴が古くから知られており、1971年に
松下はシアン−ピロリン酸混合浴(金属表面技術 2
2,60(1971))から錫−銀合金皮膜を得てい
る。しかし、シアンを用いることもまた環境衛生・公害
・毒劇物管理の観点から好ましくない。
としては、1983年に久保田らは非シアン浴としてピ
ロリン酸浴(金属表面技術 34,37(1983))
から錫−銀合金皮膜を得ている。しかし、これらも、銀
めっきの代替もしくは銀めっきの性能向上を主たる目的
に開発研究されたものであり、銀を主成分とした銀−錫
合金電気めっき皮膜を得るための浴であり、錫が主成分
となった場合に、平滑で緻密なめっきが得られるもので
はなく、目的とするはんだ付け性を有する電気・電子回
路部品の作成には満足すべきものではなかった。
性皮膜に関して、最近、伊勢らによってスズ酸カリ−硝
酸銀浴(表面技術協会第93回講演大会予講集 205
(1996))、また、新井らによってピロリン酸−ヨ
ウ化物浴(表面技術協会第93回講演大会予講集 19
5(1996))が報告されており、さらに発明者らは
より緻密で平滑ではんだ付け性に優れためっき皮膜を得
るため、鋭意研究を重ね、各種有機化合物の添加によっ
て皮膜の平滑性等が改善されることを見出し、特許を出
願(特願平8−143481号、特願平8−20768
3号)しており、これらの浴を用いてはんだ付け性皮膜
を施した電気・電子回路部品は、従来よりもはんだ付け
性に優れたものではあったが、なお不十分な点を残すも
のであった。
皮膜の金属組成に影響されるばかりでなく、皮膜の結晶
サイズ、平滑性にも大きく依存し、特に濡れの速さは、
錫−鉛合金めっき皮膜の場合でも、光沢めっきの方が一
般に優れている。すなわち、従来の錫−銀系はんだ付け
性皮膜において、はんだ付け性が満足されなかった原因
は皮膜の結晶の微細さ、平滑性が不十分であったことで
あり、これが、代替はんだ問題解決上の課題であった。
技術では不可能であった非シアン浴からの鏡面光沢錫−
銀合金電気めっきを初めて可能ならしめ、これを施すこ
とによって、錫−銀系はんだに対して優れたはんだ付け
性を有した電気・電子回路部品を完成し、錫−銀系はん
だ(ろう材)と錫−銀系めっき皮膜を組み合わせて利用
することを可能にし、よって環境・衛生・公害上問題の
ある錫−鉛はんだを代替することを可能とし、代替はん
だ問題を解決するに至った。
浴から、皮膜中の銀含有量が0.1%〜10%で、皮膜
厚さが0.1〜100μmの光沢を有し、錫−銀系はん
だを用いてはんだ接合を施す際に優れたはんだ付け性を
示す錫−銀合金めっき皮膜を施したことを特徴とする電
気・電子回路部品を提供するものである。
おいては、皮膜中の銀含有量が0.1%〜10%の錫−
銀合金電気めっき皮膜が使用される。はんだ付け性皮膜
を施した表面のはんだ付け性は、種々の要因に影響され
るが、皮膜組成もその一つである。
共晶組成であり、この組成のときに最も融点が低い。は
んだ付け性は、一般に融点が低い方が良好であるが、必
ずしも融点だけに左右されるわけではなく、成分金属の
性質にも依存する。
率が共晶組成を越えて増加してもはんだ付け性がそれほ
ど低下するわけではない。したがって、銀含有率につい
ての明確な上限はないけれども、10%を越えると融点
も300℃に近くなるためにはんだ付け性は低下してく
る。したがって、めっき皮膜中の銀含有量の上限は、概
ね10%と考えるべきである。
重要な検討要素であり、この点からも概ね10%を限度
とするのが望ましい。また、錫単独のめっき皮膜からは
ウィスカーが発生し、回路短絡の原因となるため、錫以
外の金属を含有させることが望ましい。錫−銀合金めっ
きについて詳細にウィスカーの発生を検討した報告は見
当たらないが、発明者が観察した範囲においては、錫単
独のめっき皮膜からは多量のウィスカーの発生が認めら
れたのに対して、微量の銀を含有させた場合でも、光沢
錫−銀めっきにおいては、明瞭なウィスカーの発生は観
察されなかったことから、概ね0.1%以上の銀を含有
させることが望ましい。
いては、光沢を有しためっき皮膜が使用される。前述し
たようにめっき皮膜のはんだ付け性は、皮膜の金属組成
だけではなく、皮膜の結晶サイズ、平滑性にも大きく影
響を受ける。
スタイム、平衡に達するまでの時間、はんだ付け後の表
面外観などから評価し、鋭意検討した結果、同一組成を
有する合金めっき皮膜を比較した場合、光沢めっき皮膜
は無光沢めっき皮膜に比較して、格段に優れたものであ
ることを見出した。
錫イオンおよび銀イオンを含み、さらにピロリン酸とヨ
ウ素をそれぞれ錫イオンおよび銀イオンの錯化剤とし、
浴中の銀比率が概ね0.2〜5%である浴にトリエタノ
ールアミンとサリチルアルデヒドオキシムを添加し、室
温にて2週間熟成させた浴から、電流密度2〜3A/d
m2 で得られる。
めのめっき浴は、鉛の環境、公害、健康への問題を解決
するという趣旨に沿って、当該特許において用いたよう
に非シアン浴が用いられるべきである。
っき皮膜を0.1〜100μmの厚さに施しておくこと
によって、初めて錫−銀系ろう材を使用する際にも良好
なはんだ付け性を示す電気・電子回路部品の作成が可能
となった。
に錫めっきや錫−鉛めっきを施すに先立って下地めっき
が利用されるように、該光沢錫−銀合金めっきの下地め
っきとして、電気めっき及び/又は無電解めっきによっ
て銅又はニッケル及びそれらの合金めっきを施すことが
できる。
る、はんだ接合個所を有した電気・電子回路部品には、
例えば、IC半導体等の電子デバイス等、抵抗器、コン
デンサ等の受動部品等、コネクタ、スイッチ、プリント
配線板等の接続部品等、などが挙げられる。
を使用する際に特に良好なはんだ付け性を示すものであ
るが、その他の系のろう材に対しても使用が可能なもの
である。
説明するが、本発明はこれら数例によって限定されるも
のではなく、前述した目的に沿ってめっき皮膜条件は適
宜、任意に変更することができる。
5mmに切断した銅板を試料として、バフ研磨→ベンジ
ン脱脂→電解脱脂→水洗→5%硫酸浸漬→水洗、の後、
ロジンフラックスを用いてメニスコグラフ法によっては
んだ付け性を測定した。
mの無光沢錫めっきを施し、比較例1と同様にはんだ付
け性を測定した。
mの無光沢錫−銀合金めっきを施し、比較例1と同様に
はんだ付け性を測定した。めっき皮膜中の銀含有率は、
溶解して原子吸光法で測定した平均値は概ね3%であっ
た。以下の例も実施例5を除き、同様に測定した。
mの光沢錫−銀合金めっきを施し、比較例1と同様には
んだ付け性を測定した。めっき皮膜中の銀含有率は概ね
3%であった。
mの光沢錫−銀合金めっきを施し、比較例1と同様には
んだ付け性を測定した。めっき皮膜中の銀含有率は概ね
5%であった。
mの光沢錫−銀合金めっきを施し、比較例1と同様には
んだ付け性を測定した。めっき皮膜中の銀含有率は概ね
9%であった。
mの光沢錫−銀合金めっきを施し、比較例1と同様には
んだ付け性を測定した。めっき皮膜中の銀含有率は概ね
0.2%であった。
後、下記の(C)の浴から概ね0.1μmの光沢錫−銀
合金めっきを施し、比較例1と同様にはんだ付け性を測
定した。めっき皮膜中の銀含有率はEDAXによって測
定した結果、概ね3%であった。
l pH 5 建浴後2週間の熟成 電流密度 2.5 A/dm2
μmの光沢錫−銀合金めっきを施し、比較例1と同様に
はんだ付け性を測定した。めっき皮膜中の銀含有率は概
ね3%であった。
られためっき皮膜のはんだ付け性を測定した結果を表1
に示した。
を施した試料の錫−銀はんだに対するはんだ付け性を、
比較例1の銅板、比較例2の錫めっき、比較例3の無光
沢錫−銀合金めっきと比較した結果を表1に示した。は
んだ付け性は、ゼロクロスタイム、平衡に達するまでの
時間、はんだ付け後の表面外観を総合的に評価した。い
ずれの評価項目も、無光沢錫−銀めっき皮膜を施した試
料は、錫めっき試料よりも優れていたが、光沢錫−銀め
っき被膜を施した試料は、無光沢錫−銀めっき皮膜を施
した試料よりもさらに優れていた。
非シアン浴からこれまで報告例のないきわめてはんだ付
け性の良好な光沢錫−銀合金めっきを施しなるものであ
り、これによって、環境・衛生・毒性問題から使用の削
減を求められている錫−鉛系はんだを用いるはんだ接合
に代わって、錫−銀系はんだを用いるはんだ接合の利用
を可能ならしめるものである。
Claims (1)
- 【請求項1】 非シアンの錫−銀合金電気めっき浴か
ら、皮膜中の銀含有量が0.1%〜10%で、皮膜厚さ
が0.1〜100μmである光沢を有した錫−銀合金め
っき皮膜を施したことを特徴とする電気・電子回路部
品。
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---|---|---|---|
JP27395496A JP3545549B2 (ja) | 1996-09-26 | 1996-09-26 | 電気・電子回路部品 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27395496A JP3545549B2 (ja) | 1996-09-26 | 1996-09-26 | 電気・電子回路部品 |
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JPH10102283A true JPH10102283A (ja) | 1998-04-21 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27395496A Expired - Fee Related JP3545549B2 (ja) | 1996-09-26 | 1996-09-26 | 電気・電子回路部品 |
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-
1996
- 1996-09-26 JP JP27395496A patent/JP3545549B2/ja not_active Expired - Fee Related
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