JPH1053891A - 電着浴 - Google Patents
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- JPH1053891A JPH1053891A JP9102912A JP10291297A JPH1053891A JP H1053891 A JPH1053891 A JP H1053891A JP 9102912 A JP9102912 A JP 9102912A JP 10291297 A JP10291297 A JP 10291297A JP H1053891 A JPH1053891 A JP H1053891A
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- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D3/00—Electroplating: Baths therefor
- C25D3/02—Electroplating: Baths therefor from solutions
- C25D3/56—Electroplating: Baths therefor from solutions of alloys
- C25D3/60—Electroplating: Baths therefor from solutions of alloys containing more than 50% by weight of tin
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
- H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
- H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
- H05K3/3457—Solder materials or compositions; Methods of application thereof
- H05K3/3473—Plating of solder
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- Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
- Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 Ｚｎ塩を含有するＣｕ基板上にＳｎ合金を付
着させるための電着浴を提供する。 【解決手段】 この浴は、Ｓｎ−Ｂｉ合金などの鉛を含
有しない合金に特に有用である。電着浴中にＺｎが存在
することは、Ｃｕ基板上にＺｎが共付着しなくても、浴
の挙動と付着した合金の特性に大きく影響を与える。
着させるための電着浴を提供する。 【解決手段】 この浴は、Ｓｎ−Ｂｉ合金などの鉛を含
有しない合金に特に有用である。電着浴中にＺｎが存在
することは、Ｃｕ基板上にＺｎが共付着しなくても、浴
の挙動と付着した合金の特性に大きく影響を与える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電着浴に関するも
のであり、さらに詳細には、スズ（Ｓｎ）を主体とする
合金の電着のための浴に関するものである。
のであり、さらに詳細には、スズ（Ｓｎ）を主体とする
合金の電着のための浴に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】スズを主体とするはんだ合金の使用は、
電子の応用分野、特に印刷回路板（ＰＣＢ）の製造にお
いて、回路板上への部品の組み立て時の機械的、電気的
接続のために広く用いられている。これらのスズはんだ
合金は、集積回路チップをチップ・キャリアおよび基板
に接続する際、チップ・キャリアを基板に接続する際、
および多層印刷回路板で回路形成ランドおよびパッドを
接続する際に有用である。
電子の応用分野、特に印刷回路板（ＰＣＢ）の製造にお
いて、回路板上への部品の組み立て時の機械的、電気的
接続のために広く用いられている。これらのスズはんだ
合金は、集積回路チップをチップ・キャリアおよび基板
に接続する際、チップ・キャリアを基板に接続する際、
および多層印刷回路板で回路形成ランドおよびパッドを
接続する際に有用である。
【０００３】超小型電子パッケージの製造では、たとえ
ばはんだ付けを利用した表面実装により、部品を印刷回
路板上に取り付けることが一般に行われている。この目
的のため、回路板は、接続のための第１の表面を構成す
るパッドを有する回路トレースを特徴とし、同様に、部
品は第２の表面、たとえば接点を有する。
ばはんだ付けを利用した表面実装により、部品を印刷回
路板上に取り付けることが一般に行われている。この目
的のため、回路板は、接続のための第１の表面を構成す
るパッドを有する回路トレースを特徴とし、同様に、部
品は第２の表面、たとえば接点を有する。
【０００４】相互接続法は、Ｃｕ基板上に、通常は印刷
回路板に含まれるパッドの上にはんだ合金を塗布する工
程を有する。
回路板に含まれるパッドの上にはんだ合金を塗布する工
程を有する。
【０００５】次に、回路板と接続する電子部品をはんだ
層と接触させる。はんだ合金を加熱して、溶融し、リフ
ローさせるが、加熱は気相リフロー、赤外線リフロー、
レーザ・リフローなどにより行う。冷却すると、はんだ
合金は再び固化し、基板に接着して接続が完了する。は
んだ接続は部品を回路板に物理的に取り付けるだけでな
く、回路板上のトレースと部品の接点とを電気的に接続
して、処理のため、部品との間で電流を導く。
層と接触させる。はんだ合金を加熱して、溶融し、リフ
ローさせるが、加熱は気相リフロー、赤外線リフロー、
レーザ・リフローなどにより行う。冷却すると、はんだ
合金は再び固化し、基板に接着して接続が完了する。は
んだ接続は部品を回路板に物理的に取り付けるだけでな
く、回路板上のトレースと部品の接点とを電気的に接続
して、処理のため、部品との間で電流を導く。
【０００６】ほとんどの電子部品のはんだ付け操作に
は、従来からスズ鉛（Ｓｎ−Ｐｂ）合金が使用されてい
る。これらの合金は、機械的強度があり、比較的低コス
トで、導電性があり、ぬれ特性が優れているために選択
されてきた。ぬれ特性とは、溶融したはんだがいかに完
全に、かつ急速に固体表面を被覆するかを示す指標であ
る。さらに、Ｓｎ−Ｐｂ合金は融点が低いが、このこと
は、多くの部品や印刷回路板が、製造または組み立て中
に高温に曝されることにより破損しやすい材料を使用し
ているため、電子応用分野で特に重要である。
は、従来からスズ鉛（Ｓｎ−Ｐｂ）合金が使用されてい
る。これらの合金は、機械的強度があり、比較的低コス
トで、導電性があり、ぬれ特性が優れているために選択
されてきた。ぬれ特性とは、溶融したはんだがいかに完
全に、かつ急速に固体表面を被覆するかを示す指標であ
る。さらに、Ｓｎ−Ｐｂ合金は融点が低いが、このこと
は、多くの部品や印刷回路板が、製造または組み立て中
に高温に曝されることにより破損しやすい材料を使用し
ているため、電子応用分野で特に重要である。
【０００７】しかし、鉛は作業者にも環境にも有毒であ
り、健康上有害であると認識されている。最近、各国政
府は電子産業に対して、電子産業に従事する労働者が鉛
に曝されることを減らし、環境に放出される鉛の量を減
少させるために、早期に鉛の代替材料を見いだすよう要
求し始めている。
り、健康上有害であると認識されている。最近、各国政
府は電子産業に対して、電子産業に従事する労働者が鉛
に曝されることを減らし、環境に放出される鉛の量を減
少させるために、早期に鉛の代替材料を見いだすよう要
求し始めている。
【０００８】はんだ合金中に鉛が存在することは、現世
代のほとんどのＣＭＯＳを生産する応用例の場合、特に
重要であり、事実、その細部は、この種の回路板では極
めて薄く、鉛中の放射性同位元素から発生するα線が装
置に重大な問題を引き起こすことがある。
代のほとんどのＣＭＯＳを生産する応用例の場合、特に
重要であり、事実、その細部は、この種の回路板では極
めて薄く、鉛中の放射性同位元素から発生するα線が装
置に重大な問題を引き起こすことがある。
【０００９】スズとビスマスとの（Ｓｎ−Ｂｉ）はんだ
合金が、Ｓｎ−Ｐｂはんだ合金の代替として研究され
た。このようなＳｎ−Ｂｉはんだ合金を各種の電解質か
ら、特にスルホン酸アルキル浴から電着させることは当
業界では周知であり、Ｙ．Ｎ．サナダ（Sanada）、Ｒ．
Ｎ．ジェダイ（Gedye）、Ｓ．アリ（Ali）、サーフェス
・アンド・コーティング・テクノロジー（Surf. & Coa
t. Tech.）、Ｖｏｌ．２７、ｐ．１５１−１６６、（１
９８６年）に記載されている。スルホン酸アルキル電解
質によるＰＣＢ上へのＳｎ−Ｂｉ合金の電着について
は、米国特許第５０３９５７６号明細書にも記載されて
いる。
合金が、Ｓｎ−Ｐｂはんだ合金の代替として研究され
た。このようなＳｎ−Ｂｉはんだ合金を各種の電解質か
ら、特にスルホン酸アルキル浴から電着させることは当
業界では周知であり、Ｙ．Ｎ．サナダ（Sanada）、Ｒ．
Ｎ．ジェダイ（Gedye）、Ｓ．アリ（Ali）、サーフェス
・アンド・コーティング・テクノロジー（Surf. & Coa
t. Tech.）、Ｖｏｌ．２７、ｐ．１５１−１６６、（１
９８６年）に記載されている。スルホン酸アルキル電解
質によるＰＣＢ上へのＳｎ−Ｂｉ合金の電着について
は、米国特許第５０３９５７６号明細書にも記載されて
いる。
【００１０】鉛を含有しない超小型電子装置に応用する
他のはんだ合金が、欧州特許出願第９４１０８６８４．
５号明細書に記載されている。同明細書には、９０重量
％を超えるスズ（Ｓｎ）と、有効量の銀（Ａｇ）および
ビスマス（Ｂｉ）、ならびに任意でアンチモン（Ｓｂ）
またはＳｂと銅（Ｃｕ）を含有するはんだ合金を開示し
ている。電着を含めて、上述の合金を得るための各種の
方法が記載されている。
他のはんだ合金が、欧州特許出願第９４１０８６８４．
５号明細書に記載されている。同明細書には、９０重量
％を超えるスズ（Ｓｎ）と、有効量の銀（Ａｇ）および
ビスマス（Ｂｉ）、ならびに任意でアンチモン（Ｓｂ）
またはＳｂと銅（Ｃｕ）を含有するはんだ合金を開示し
ている。電着を含めて、上述の合金を得るための各種の
方法が記載されている。
【００１１】しかし、現在当業界で周知の鉛を含有しな
いはんだ合金は、ある種の欠点を有する。これらははん
だ付けおよび冶金学的特性が良好ではなく、はく離強度
およびクリープ抵抗が低い。特に、使用中に超小型電子
パッケージが通常曝される温度では、機械特性が劣る。
たとえば、Ｓｎ−Ｂｉ合金は、スルホン酸アルキルまた
は他の電解質からＰＣＢ上に電着すると、ぬれ特性およ
び安定性に関係してある種の問題を生じる。
いはんだ合金は、ある種の欠点を有する。これらははん
だ付けおよび冶金学的特性が良好ではなく、はく離強度
およびクリープ抵抗が低い。特に、使用中に超小型電子
パッケージが通常曝される温度では、機械特性が劣る。
たとえば、Ｓｎ−Ｂｉ合金は、スルホン酸アルキルまた
は他の電解質からＰＣＢ上に電着すると、ぬれ特性およ
び安定性に関係してある種の問題を生じる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
の欠点を低減する方法を提供することにある。
の欠点を低減する方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、銅基板
上にスズ（Ｓｎ）はんだ合金を電着するための、亜鉛
（Ｚｎ）塩を含有する電着浴が提供される。
上にスズ（Ｓｎ）はんだ合金を電着するための、亜鉛
（Ｚｎ）塩を含有する電着浴が提供される。
【００１４】さらに、本発明によれば、亜鉛（Ｚｎ）塩
を含有する電着浴を使用して、銅基板上にスズ（Ｓｎ）
はんだ合金を電着する方法が提供される。
を含有する電着浴を使用して、銅基板上にスズ（Ｓｎ）
はんだ合金を電着する方法が提供される。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明の方法は、電子部品をＣｕ
基板にはんだ付けする必要がある場合、電子モジュール
の製造に特に有用である。好ましい実施例によれば、Ｓ
ｎ合金は鉛（Ｐｂ）を含有せず、スズ・ビスマス（Ｓｎ
−Ｂｉ）合金である。
基板にはんだ付けする必要がある場合、電子モジュール
の製造に特に有用である。好ましい実施例によれば、Ｓ
ｎ合金は鉛（Ｐｂ）を含有せず、スズ・ビスマス（Ｓｎ
−Ｂｉ）合金である。
【００１６】好ましい実施例によれば、たとえば印刷回
路板の製造において、はんだ合金はＣｕ基板上に、通常
は印刷回路板に含まれたパッド上に付着させる。代替方
法として、Ｃｕ基板に接続する部品、たとえば集積回路
チップの電気接点上にはんだ合金を付着させてもよい。
回路板を、適当な対電極（陽極）から離して浴に浸漬す
る。電流を陽極に供給して、浴中の塩（たとえばＳｎ、
Ｂｉ、Ｃｕ）を陰極還元してそれぞれの金属とし、これ
により回路板上に所期のはんだ合金を付着させる。導電
性基板は、所期の厚さおよび組成のはんだ合金のコーテ
ィングが基板上に付着するのに十分な時間、浸漬したま
まにする。次に、基板を電着浴から引き上げる。その
後、汚染を最少にするため、メッキされた導電性基板
を、できるだけ速く完全に洗浄する。
路板の製造において、はんだ合金はＣｕ基板上に、通常
は印刷回路板に含まれたパッド上に付着させる。代替方
法として、Ｃｕ基板に接続する部品、たとえば集積回路
チップの電気接点上にはんだ合金を付着させてもよい。
回路板を、適当な対電極（陽極）から離して浴に浸漬す
る。電流を陽極に供給して、浴中の塩（たとえばＳｎ、
Ｂｉ、Ｃｕ）を陰極還元してそれぞれの金属とし、これ
により回路板上に所期のはんだ合金を付着させる。導電
性基板は、所期の厚さおよび組成のはんだ合金のコーテ
ィングが基板上に付着するのに十分な時間、浸漬したま
まにする。次に、基板を電着浴から引き上げる。その
後、汚染を最少にするため、メッキされた導電性基板
を、できるだけ速く完全に洗浄する。
【００１７】本発明の好ましい実施例では、浴溶液は、
合金成分の沈殿を抑制、すなわち浴の安定性を維持する
のに十分な量の、メタンスルホン酸塩に代表されるアル
キルスルホン酸塩電解液を含んでいる。
合金成分の沈殿を抑制、すなわち浴の安定性を維持する
のに十分な量の、メタンスルホン酸塩に代表されるアル
キルスルホン酸塩電解液を含んでいる。
【００１８】導電性の基板上にはんだ合金を付着させる
のに十分な量の可溶性成分が、浴中に存在する。
のに十分な量の可溶性成分が、浴中に存在する。
【００１９】浴は陽極、たとえば白金をメッキしたチタ
ンで形成された不活性陽極と、電解質溶液に浸漬された
基板陰極と、はんだ合金を導電性基板上に電着させるた
めの電気エネルギー源とを有する。有力な代替方法とし
て、当業界で周知の可溶性陽極も使用することができ
る。
ンで形成された不活性陽極と、電解質溶液に浸漬された
基板陰極と、はんだ合金を導電性基板上に電着させるた
めの電気エネルギー源とを有する。有力な代替方法とし
て、当業界で周知の可溶性陽極も使用することができ
る。
【００２０】好ましい実施例では、市販の浴溶液を使用
している。これはリーロナル社（LeaRonal Inc., Freep
ort, NY, USA）が製造しているものである。リーロナル
浴溶液の組成および特性は下記のとおりである。 スズ（メタンスルホン酸第一スズとして） ８ｇ／ｌ ビスマス（メタンスルホン酸ビスマスとして） ２０ｇ／ｌ メタンスルホン酸 ５００ｍｌ／ｌ 仕上処理助剤 ６０ｍｌ／ｌ ｐＨ ０．３ 温度 ２０〜４０℃ 電流密度 ０．５〜４Ａ／ｄｍ2
している。これはリーロナル社（LeaRonal Inc., Freep
ort, NY, USA）が製造しているものである。リーロナル
浴溶液の組成および特性は下記のとおりである。 スズ（メタンスルホン酸第一スズとして） ８ｇ／ｌ ビスマス（メタンスルホン酸ビスマスとして） ２０ｇ／ｌ メタンスルホン酸 ５００ｍｌ／ｌ 仕上処理助剤 ６０ｍｌ／ｌ ｐＨ ０．３ 温度 ２０〜４０℃ 電流密度 ０．５〜４Ａ／ｄｍ2
【００２１】上記溶液に、メタンスルホン酸亜鉛をＺｎ
含有量が５〜３０ｇ／ｌの範囲になるように添加し、他
のパラメータはすべて不変に保つ。上述の浴を使用し
て、工業的に適した回数の電着により、５０μｍより厚
い付着物を得ることができた。得られた付着物は、均一
でほぼ共融組成物であり、良好なぬれ特性を有し、銅へ
の密着が良好であった。このことは、リフロー工程に重
要なことである。
含有量が５〜３０ｇ／ｌの範囲になるように添加し、他
のパラメータはすべて不変に保つ。上述の浴を使用し
て、工業的に適した回数の電着により、５０μｍより厚
い付着物を得ることができた。得られた付着物は、均一
でほぼ共融組成物であり、良好なぬれ特性を有し、銅へ
の密着が良好であった。このことは、リフロー工程に重
要なことである。
【００２２】浴にメタンスルホン酸亜鉛を添加すると、
亜鉛が陰極の表面に放出されなくても、浴の挙動に強い
影響を与えることが証明されている。たとえば、図１
は、電圧を作用電極と基準電極の間に印加し（標準水素
電極ＳＨＥに補正した）定電位装置を電圧の走査速度が
０．５ｍＶ／ｓ、温度が２５℃において使用して得た電
位力学挙動を示している。測定は、Ｓｎ−Ｂｉ合金を５
分間付着させた後行ったものである。Ｚｎ塩を添加しな
いリーロナルＳｎ−Ｂｉ（曲線１）、Ｚｎ濃度が５ｇ／
ｌになるようにメタンスルホン酸亜鉛を添加した同じ溶
液（曲線２）、およびＺｎ濃度が３０ｇ／ｌになるよう
にメタンスルホン酸亜鉛を添加した同じ溶液（曲線３）
の３種類の溶液について試験を行った。曲線を比較する
と、Ｚｎを浴に添加すると陰極電流密度が低い場合に良
好な挙動である休止電位の減少と、電着が通常行われる
電流密度における電圧の増大を観察することができる。
亜鉛が陰極の表面に放出されなくても、浴の挙動に強い
影響を与えることが証明されている。たとえば、図１
は、電圧を作用電極と基準電極の間に印加し（標準水素
電極ＳＨＥに補正した）定電位装置を電圧の走査速度が
０．５ｍＶ／ｓ、温度が２５℃において使用して得た電
位力学挙動を示している。測定は、Ｓｎ−Ｂｉ合金を５
分間付着させた後行ったものである。Ｚｎ塩を添加しな
いリーロナルＳｎ−Ｂｉ（曲線１）、Ｚｎ濃度が５ｇ／
ｌになるようにメタンスルホン酸亜鉛を添加した同じ溶
液（曲線２）、およびＺｎ濃度が３０ｇ／ｌになるよう
にメタンスルホン酸亜鉛を添加した同じ溶液（曲線３）
の３種類の溶液について試験を行った。曲線を比較する
と、Ｚｎを浴に添加すると陰極電流密度が低い場合に良
好な挙動である休止電位の減少と、電着が通常行われる
電流密度における電圧の増大を観察することができる。
【００２３】亜鉛は、はんだを撹拌すると優先的に酸化
されて大量の浮きかすを生成するため、スズ合金中に存
在すると有害であることが知られている。しかし、本発
明によれば、亜鉛が浴溶液中に存在しても、Ｓｎ−Ｂｉ
とともに基板上に付着することはない。
されて大量の浮きかすを生成するため、スズ合金中に存
在すると有害であることが知られている。しかし、本発
明によれば、亜鉛が浴溶液中に存在しても、Ｓｎ−Ｂｉ
とともに基板上に付着することはない。
【００２４】亜鉛塩が電着浴中に存在することによる主
な利点の一つは、はんだ合金のぬれ特性が大幅に強化さ
れることである。
な利点の一つは、はんだ合金のぬれ特性が大幅に強化さ
れることである。
【００２５】はんだ付着工程の後、回路を形成した基板
のリード線を、少なくとも一つの表面が電着されたはん
だ合金によってコーティングされた部品の接点と接触さ
せる。基板のリード線と部品との接触を保ちながら、は
んだ合金を加熱して、はんだ合金を溶融し、リフローさ
せる。加熱は、気相リフロー、赤外線リフロー、レーザ
・リフローなどにより行う。アセンブリは通常、１４０
℃を超える温度、好ましくは１６０℃を超える温度に加
熱する。冷却すると、はんだ合金は固化し、表面に接着
して接続が完成する。はんだ接続は、部品を回路板に物
理的に接着させるだけではなく、回路板のトレースと部
品の接点とを電気的に接続して、処理のため、部品との
間で電流を導通させる。
のリード線を、少なくとも一つの表面が電着されたはん
だ合金によってコーティングされた部品の接点と接触さ
せる。基板のリード線と部品との接触を保ちながら、は
んだ合金を加熱して、はんだ合金を溶融し、リフローさ
せる。加熱は、気相リフロー、赤外線リフロー、レーザ
・リフローなどにより行う。アセンブリは通常、１４０
℃を超える温度、好ましくは１６０℃を超える温度に加
熱する。冷却すると、はんだ合金は固化し、表面に接着
して接続が完成する。はんだ接続は、部品を回路板に物
理的に接着させるだけではなく、回路板のトレースと部
品の接点とを電気的に接続して、処理のため、部品との
間で電流を導通させる。
【００２６】研究室における試験中、銅基板上に２０ｍ
Ａ／ｃｍ2で５分間付着した後に、Ｎ2雰囲気の工業用オ
ーブン中で、２５０℃ではんだ付けした、元のリーロナ
ルＳｎ−Ｂｉ溶液から得たサンプルと、Ｚｎ濃度が１５
ｇ／ｌになるようにメタンスルホン酸亜鉛を添加したリ
ーロナルＳｎ−Ｂｉ溶液から得たサンプルを、ＸＰＳ−
ＥＳＣＡ分光光度計を用いて比較を行った。
Ａ／ｃｍ2で５分間付着した後に、Ｎ2雰囲気の工業用オ
ーブン中で、２５０℃ではんだ付けした、元のリーロナ
ルＳｎ−Ｂｉ溶液から得たサンプルと、Ｚｎ濃度が１５
ｇ／ｌになるようにメタンスルホン酸亜鉛を添加したリ
ーロナルＳｎ−Ｂｉ溶液から得たサンプルを、ＸＰＳ−
ＥＳＣＡ分光光度計を用いて比較を行った。
【００２７】亜鉛を添加しない浴から電着させたＳｎ−
Ｂｉ合金の場合、表面に大量（５４％）の酸素があり、
スパッタリングによる深さのプロファイルで観察する
と、深部でもそれが（水酸化物または塩基性塩）維持さ
れることが観察された。０．０４５μｍの深さでは、代
表的な組成は下記のようであった。 Ｓｎ ４７％、 Ｂｉ １１％、 Ｏ ４２％ ０．０９μｍでは、 Ｓｎ ５２％、 Ｂｉ １９％、 Ｏ ３０％ ０．１３５μｍでは、 Ｓｎ ６３％、 Ｂｉ ２３％、 Ｏ １４％
Ｂｉ合金の場合、表面に大量（５４％）の酸素があり、
スパッタリングによる深さのプロファイルで観察する
と、深部でもそれが（水酸化物または塩基性塩）維持さ
れることが観察された。０．０４５μｍの深さでは、代
表的な組成は下記のようであった。 Ｓｎ ４７％、 Ｂｉ １１％、 Ｏ ４２％ ０．０９μｍでは、 Ｓｎ ５２％、 Ｂｉ １９％、 Ｏ ３０％ ０．１３５μｍでは、 Ｓｎ ６３％、 Ｂｉ ２３％、 Ｏ １４％
【００２８】メタンスルホン酸亜鉛を添加した浴（Ｚｎ
１５ｇ／ｌ）から電着させたＳｎ−Ｂｉ合金の場合、
表面にのみ大量（４６％）の酸素があり、スパッタリン
グによる深さのプロファイルで観察すると、深部ではそ
れが減少することが観察された。０．０４５μｍの深さ
では、代表的な組成は下記のようであった。 Ｓｎ ３１％、 Ｂｉ ６５％、 Ｏ ４％ ０．０９μｍでは、 Ｓｎ ４９％、 Ｂｉ ４８％、 Ｏ ３％ ０．１３５μｍでは、 Ｓｎ ６４％、 Ｂｉ ３３％、 Ｏ ３％
１５ｇ／ｌ）から電着させたＳｎ−Ｂｉ合金の場合、
表面にのみ大量（４６％）の酸素があり、スパッタリン
グによる深さのプロファイルで観察すると、深部ではそ
れが減少することが観察された。０．０４５μｍの深さ
では、代表的な組成は下記のようであった。 Ｓｎ ３１％、 Ｂｉ ６５％、 Ｏ ４％ ０．０９μｍでは、 Ｓｎ ４９％、 Ｂｉ ４８％、 Ｏ ３％ ０．１３５μｍでは、 Ｓｎ ６４％、 Ｂｉ ３３％、 Ｏ ３％
【００２９】これらの数字は、電着浴にメタンスルホン
酸亜鉛を添加すると、Ｓｎ−Ｂｉ合金の電着の間に、水
酸化物または塩基性塩の共沈殿がかなり減少し、付着物
のぬれ特性が増大し、リフロー後のＳｎ−Ｂｉ合金の表
面における酸化が減少することを示している。
酸亜鉛を添加すると、Ｓｎ−Ｂｉ合金の電着の間に、水
酸化物または塩基性塩の共沈殿がかなり減少し、付着物
のぬれ特性が増大し、リフロー後のＳｎ−Ｂｉ合金の表
面における酸化が減少することを示している。
【００３０】また、本発明による浴を使用して電着させ
たＳｎ−Ｂｉはんだ合金の機械的特性も顕著に強化され
ることが、研究室での試験により証明されている。たと
えば、はんだ付けした接合部のはく離強度が増大した。
たＳｎ−Ｂｉはんだ合金の機械的特性も顕著に強化され
ることが、研究室での試験により証明されている。たと
えば、はんだ付けした接合部のはく離強度が増大した。
【００３１】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。
の事項を開示する。
【００３２】（１）銅（Ｃｕ）基板上にスズ（Ｓｎ）合
金を電着させる電着浴において、上記の電着浴が亜鉛
（Ｚｎ）塩からなることを特徴とする電着浴。 （２）Ｚｎ塩が、メタンスルホン酸亜鉛であることを特
徴とする、上記（１）に記載の電着浴。 （３）Ｚｎ含有量が、５ｇ／ｌないし３０ｇ／ｌである
ことを特徴とする、上記（２）に記載の電着浴。 （４）Ｓｎ合金が鉛（Ｐｂ）を含有しないことを特徴と
する、上記（１）ないし（３）のいずれか一項に記載の
電着浴。 （５）Ｐｂを含有しないＳｎ合金が、スズとビスマスの
（Ｓｎ−Ｂｉ）合金であることを特徴とする、上記
（４）に記載の電着浴。 （６）亜鉛（Ｚｎ）塩を含有する電着浴を使用して、銅
（Ｃｕ）基板上にスズ（Ｓｎ）合金を電着させる方法。 （７）Ｚｎ塩が、メタンスルホン酸亜鉛であることを特
徴とする、上記（６）に記載の方法。 （８）Ｚｎ含有量が、５ｇ／ｌないし３０ｇ／ｌである
ことを特徴とする、上記（７）に記載の方法。 （９）Ｓｎ合金が鉛（Ｐｂ）を含有しないことを特徴と
する、上記（６）、（７）、（８）のいずれか一項に記
載の方法。 （１０）Ｐｂを含有しないＳｎ合金が、スズとビスマス
の（Ｓｎ−Ｂｉ）合金であることを特徴とする、上記
（９）に記載の方法。 （１１）上記（６）、（７）、（８）、（９）、（１
０）のいずれか一項に記載の方法によりＣｕ基板上にＳ
ｎ合金を電着させる工程と、電子部品をＳｎ合金に接触
させる工程と、Ｓｎ合金をリフローさせて電子部品をＣ
ｕ基板に接合する工程とを含む、Ｓｎ合金を使用してＣ
ｕ基板上に電子部品をはんだ付けする方法。 （１２）上記（１１）の方法によりはんだ付けされた電
子部品を有する電子装置。
金を電着させる電着浴において、上記の電着浴が亜鉛
（Ｚｎ）塩からなることを特徴とする電着浴。 （２）Ｚｎ塩が、メタンスルホン酸亜鉛であることを特
徴とする、上記（１）に記載の電着浴。 （３）Ｚｎ含有量が、５ｇ／ｌないし３０ｇ／ｌである
ことを特徴とする、上記（２）に記載の電着浴。 （４）Ｓｎ合金が鉛（Ｐｂ）を含有しないことを特徴と
する、上記（１）ないし（３）のいずれか一項に記載の
電着浴。 （５）Ｐｂを含有しないＳｎ合金が、スズとビスマスの
（Ｓｎ−Ｂｉ）合金であることを特徴とする、上記
（４）に記載の電着浴。 （６）亜鉛（Ｚｎ）塩を含有する電着浴を使用して、銅
（Ｃｕ）基板上にスズ（Ｓｎ）合金を電着させる方法。 （７）Ｚｎ塩が、メタンスルホン酸亜鉛であることを特
徴とする、上記（６）に記載の方法。 （８）Ｚｎ含有量が、５ｇ／ｌないし３０ｇ／ｌである
ことを特徴とする、上記（７）に記載の方法。 （９）Ｓｎ合金が鉛（Ｐｂ）を含有しないことを特徴と
する、上記（６）、（７）、（８）のいずれか一項に記
載の方法。 （１０）Ｐｂを含有しないＳｎ合金が、スズとビスマス
の（Ｓｎ−Ｂｉ）合金であることを特徴とする、上記
（９）に記載の方法。 （１１）上記（６）、（７）、（８）、（９）、（１
０）のいずれか一項に記載の方法によりＣｕ基板上にＳ
ｎ合金を電着させる工程と、電子部品をＳｎ合金に接触
させる工程と、Ｓｎ合金をリフローさせて電子部品をＣ
ｕ基板に接合する工程とを含む、Ｓｎ合金を使用してＣ
ｕ基板上に電子部品をはんだ付けする方法。 （１２）上記（１１）の方法によりはんだ付けされた電
子部品を有する電子装置。
【図１】 本発明の好ましい実施例について、電流密度
と印可電圧の関係を、Ｚｎ濃度の関数として図示したグ
ラフである。
と印可電圧の関係を、Ｚｎ濃度の関数として図示したグ
ラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヴィットリオ・シルトーリ イタリア20136 ミラノ ヴィア・ピエト ロ・クストーディ 10 (72)発明者 ジョヴァンニ・ツァンガーリ アメリカ合衆国15232 ペンシルバニア州 ピッツバーグ フィフス・アベニュー 5537
Claims (12)
- 【請求項１】銅（Ｃｕ）基板上にスズ（Ｓｎ）合金を電
着させる電着浴において、 上記の電着浴が亜鉛（Ｚｎ）塩からなることを特徴とす
る電着浴。 - 【請求項２】Ｚｎ塩が、メタンスルホン酸亜鉛であるこ
とを特徴とする、請求項１に記載の電着浴。 - 【請求項３】Ｚｎ含有量が、５ｇ／ｌないし３０ｇ／ｌ
であることを特徴とする、請求項２に記載の電着浴。 - 【請求項４】Ｓｎ合金が鉛（Ｐｂ）を含有しないことを
特徴とする、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の
電着浴。 - 【請求項５】Ｐｂを含有しないＳｎ合金が、スズとビス
マスの（Ｓｎ−Ｂｉ）合金であることを特徴とする、請
求項４に記載の電着浴。 - 【請求項６】亜鉛（Ｚｎ）塩を含有する電着浴を使用し
て、銅（Ｃｕ）基板上にスズ（Ｓｎ）合金を電着させる
方法。 - 【請求項７】Ｚｎ塩が、メタンスルホン酸亜鉛であるこ
とを特徴とする、請求項６に記載の方法。 - 【請求項８】Ｚｎ含有量が、５ｇ／ｌないし３０ｇ／ｌ
であることを特徴とする、請求項７に記載の方法。 - 【請求項９】Ｓｎ合金が鉛（Ｐｂ）を含有しないことを
特徴とする、請求項６、７、８のいずれか一項に記載の
方法。 - 【請求項１０】Ｐｂを含有しないＳｎ合金が、スズとビ
スマスの（Ｓｎ−Ｂｉ）合金であることを特徴とする、
請求項９に記載の方法。 - 【請求項１１】請求項６、７、８、９、１０のいずれか
一項に記載の方法によりＣｕ基板上にＳｎ合金を電着さ
せる工程と、 電子部品をＳｎ合金に接触させる工程と、 Ｓｎ合金をリフローさせて電子部品をＣｕ基板に接合す
る工程とを含む、 Ｓｎ合金を使用してＣｕ基板上に電子部品をはんだ付け
する方法。 - 【請求項１２】請求項１１の方法によりはんだ付けされ
た電子部品を有する電子装置。
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- 1996-04-26 GB GB9608665A patent/GB2312438A/en not_active Withdrawn
-
1997
- 1997-04-01 DE DE69705349T patent/DE69705349T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-04-01 EP EP97302203A patent/EP0803592B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-04-21 JP JP10291297A patent/JP3229239B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1997-04-22 US US08/837,860 patent/US5783059A/en not_active Expired - Lifetime
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| JP4787410B2 (ja) * | 1999-02-25 | 2011-10-05 | イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー | カソード電着塗料、その製造および使用 |
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