JPH11302874A - Stripping liquid for stripping tin or tin alloy on copper alloy - Google Patents

Stripping liquid for stripping tin or tin alloy on copper alloy

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JPH11302874A
JPH11302874A JP12400798A JP12400798A JPH11302874A JP H11302874 A JPH11302874 A JP H11302874A JP 12400798 A JP12400798 A JP 12400798A JP 12400798 A JP12400798 A JP 12400798A JP H11302874 A JPH11302874 A JP H11302874A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a stripping liquid capable of surely stripping not only a tin layer or a tin alloy layer on a copper alloy but a copper-tin alloy layer on the under part thereof by preparing the stripping liquid containing at least ferric nitrate, an alkanesulfonic acid and chlorine respectively in a specific concentration. SOLUTION: The stripping liquid containing at least 30-300 g/l, preferably 30-120 g/l ferric nitrate (ferric nitrate.9-hydrate or the like), 120-200 g/l, preferably <140-235 g/l alkanesulfonic acid (methane; sulfonic acid, ethane, sulfonic acid or the like, >=20 mg/l, preferably 20-60 mg/l chlorine (hydrochloric acid, sodium chloride) is prepared. And if necessary, 1.0-200 g/l acetic acid and 0.05-2 wt.% additives such as a surfactant can be contained and the use temp. of the stripping liquid is controlled to 15-40 deg.C. As a result, the solubility of the copper alloy is held remarkably low and the surface of the copper alloy after stripping is made flat.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明が属する技術分野】本発明は、銅合金上のスズま
たはスズ合金剥離用の剥離液に係り、特に銅合金上にめ
っきにより設けられたスズ層またはスズ合金層やその下
に存在する銅−スズ合金層を剥離するための剥離液に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a stripping solution for stripping tin or tin alloy on a copper alloy, and more particularly to a tin layer or tin alloy layer provided on a copper alloy by plating, and a copper layer existing thereunder. A stripper for stripping the tin alloy layer;

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、トランジスタやIC等の電子部
品を実装するためのリードフレームは、従来から銅合金
で形成されたものが使用されている。このリードフレー
ムには、電気めっき等によりスズ層またはスズ−鉛合金
(はんだ)等のスズ合金層からなるパターンが種々の目
的で形成されるが、このパターン形成工程や不要となっ
たパターンの除去工程等において、リードフレーム上の
スズ層またはスズ合金層の除去が行われる。また、廃棄
されたリードフレームから銅合金を回収する場合におい
ても、スズ層またはスズ合金層の除去が必要となる。
2. Description of the Related Art For example, a lead frame formed of a copper alloy has been used for mounting electronic components such as transistors and ICs. A pattern made of a tin layer or a tin alloy layer such as a tin-lead alloy (solder) is formed on the lead frame for various purposes by electroplating or the like. In a process or the like, the tin layer or the tin alloy layer on the lead frame is removed. Also, when recovering the copper alloy from the discarded lead frame, it is necessary to remove the tin layer or the tin alloy layer.

【0003】上記のようなリードフレーム上のスズ層ま
たはスズ合金層を剥離する場合、スズ層またはスズ合
金層のみならず、その下に存在する銅−スズ合金層も確
実に剥離できること、剥離時の素材(銅合金)の溶解
が少ないこと(通常、1μm/分以下)、剥離後の素
材(銅合金)の表面が平坦であること、が要求される。
When the tin layer or the tin alloy layer on the lead frame is peeled off, not only the tin layer or the tin alloy layer but also the copper-tin alloy layer existing thereunder can be surely peeled off. It is required that the material (copper alloy) is less dissolved (usually 1 μm / min or less) and that the surface of the material (copper alloy) after peeling is flat.

【0004】スズ層またはスズ合金層の除去に用いる剥
離液としては、例えば、特公平4−80117号に開示
されるような、アルカンスルホン酸と硝酸第二鉄との水
溶液を含む剥離液が知られている。
As a stripping solution used for removing a tin layer or a tin alloy layer, for example, a stripping solution containing an aqueous solution of alkanesulfonic acid and ferric nitrate as disclosed in Japanese Patent Publication No. 4-80117 is known. Have been.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特公平
4−80117号に開示されている剥離液は、銅表面に
形成されたスズ層またはスズ合金層を剥離するためのも
のであり、リードフレーム等のような銅合金上に形成さ
れたスズ層またはスズ合金層を剥離することは困難であ
る。すなわち、特公平4−80117号に開示されてい
る剥離液において、剥離時の素材(銅合金)の溶解を少
なく抑えるような組成条件で剥離を行った場合、銅−ス
ズ合金層残りが生じる。一方、銅−スズ合金層も剥離で
きる組成条件(アルカンスルホン酸の濃度を高くする)
で剥離を行った場合、素材(銅合金)上にスマットが発
生するとともに剥離時の素材(銅合金)の溶解が極めて
大きく、かつ、剥離後の素材(銅合金)の表面が粗く、
剥離後に再度スズまたはスズ合金をめっきしても、素材
(銅合金)との密着不良やコブ状のめっき層が形成され
る等の異常析出が生じる。
However, the stripper disclosed in Japanese Patent Publication No. 4-80117 is for stripping a tin layer or a tin alloy layer formed on a copper surface, and is used for stripping a lead frame or the like. It is difficult to peel off a tin layer or a tin alloy layer formed on a copper alloy as described above. That is, when the stripping solution disclosed in Japanese Patent Publication No. 4-80117 is stripped under a composition condition that suppresses the dissolution of the material (copper alloy) at the time of stripping, a copper-tin alloy layer remains. On the other hand, composition conditions under which the copper-tin alloy layer can be peeled off (increase the concentration of alkanesulfonic acid)
When peeling is performed, smut is generated on the material (copper alloy) and the material (copper alloy) is extremely dissolved at the time of peeling, and the surface of the material (copper alloy) after peeling is rough,
Even if tin or a tin alloy is plated again after peeling, abnormal deposition such as poor adhesion to the material (copper alloy) or formation of a bump-like plating layer occurs.

【0006】したがって、銅合金上のスズまたはスズ合
金の剥離を、上述の〜の条件をすべて満足して行う
ことが可能な剥離液の開発が望まれている。
[0006] Therefore, there is a demand for the development of a stripping solution capable of stripping tin or a tin alloy from a copper alloy while satisfying all of the above-mentioned conditions (1) to (4).

【0007】本発明は上述のような事情に鑑みてなされ
たものであり、銅合金上に設けられたスズ層またはスズ
合金層やその下に存在する銅−スズ合金層を、銅合金の
溶解を極めて低く抑え、かつ、剥離後の銅合金表面が平
坦となるように剥離するための剥離液を提供することを
目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and is intended to dissolve a tin layer or a tin alloy layer provided on a copper alloy or a copper-tin alloy layer existing thereunder by melting the copper alloy. It is an object of the present invention to provide a stripper for stripping so as to keep the copper alloy surface extremely low and to strip the copper alloy surface after stripping so as to be flat.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、少なくとも硝酸第二鉄を30〜3
00g/lの範囲内、アルカンスルホン酸を120〜3
75g/lの範囲内、塩素を20mg/l以上で溶解度
範囲内でそれぞれ含有するような構成とした。
In order to achieve such an object, the present invention provides at least ferric nitrate of 30 to 3 times.
Alkanesulfonic acid in an amount of from 120 to 3
The constitution was such that chlorine was contained within a range of 75 g / l and a solubility of 20 mg / l or more within the solubility range.

【0009】また、本発明は、さらに酢酸を10〜20
0g/lの範囲で含有するような構成とした。
In the present invention, acetic acid is further added to 10-20.
The composition was such that it was contained in the range of 0 g / l.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】次に、本発明の最適な実施形態に
ついて説明する。
Next, an embodiment of the present invention will be described.

【0011】本発明の銅合金上のスズまたはスズ合金剥
離用の剥離液は、硝酸第二鉄と、アルカンスルホン酸
と、塩素とを少なくとも含有した水溶液であり、硝酸第
二鉄の含有量を30〜300g/lの範囲内、アルカン
スルホン酸の含有量を120〜375g/lの範囲内、
塩素の含有量を20mg/l以上で溶解度範囲内とする
ものである。
The stripping solution for stripping tin or tin alloy on a copper alloy according to the present invention is an aqueous solution containing at least ferric nitrate, alkanesulfonic acid and chlorine. In the range of 30 to 300 g / l, the content of alkanesulfonic acid in the range of 120 to 375 g / l,
The content of chlorine is set to 20 mg / l or more and within the solubility range.

【0012】ここで、銅合金上に電気めっき等でスズ層
またはスズ合金層(例えば、スズ−鉛合金(はんだ)
層)を形成した場合、経時によりスズと銅とが反応して
銅−スズ合金層が界面に生成される。本発明の剥離液
は、スズ層またはスズ合金層のみならず、その下に存在
する銅−スズ合金層も確実に剥離するものである。
Here, a tin layer or a tin alloy layer (for example, tin-lead alloy (solder)) is formed on the copper alloy by electroplating or the like.
When the layer is formed, tin and copper react with time to form a copper-tin alloy layer at the interface. The stripping solution of the present invention surely strips not only a tin layer or a tin alloy layer but also a copper-tin alloy layer existing thereunder.

【0013】本発明の剥離液は、上述のように硝酸第二
鉄を30〜300g/l、好ましくは30〜120g/
lの範囲内で含有するものである。含有量が30g/l
未満であると、銅−スズ合金層が溶解せず剥離に支障が
生じ、また、300g/lを超えると、剥離時の銅合金
の溶解(銅合金からの銅の溶出)が多くなり、例えば、
銅合金としてリードフレームを対象とする場合の溶解の
許容範囲(通常、1μm/分以下)が維持できなくな
る。本発明では、硝酸第二鉄として硝酸第二鉄・9水和
物等を用いることができ、硝酸第二鉄・9水和物を使用
した場合、含有量は50〜500g/lの範囲となる。
The stripping solution of the present invention contains ferric nitrate in an amount of 30 to 300 g / l, preferably 30 to 120 g / l, as described above.
It is contained within the range of 1. 30g / l content
If it is less than 300 g / l, the copper-tin alloy layer will not dissolve and hinder peeling. ,
When a lead frame is used as a copper alloy, an allowable melting range (usually 1 μm / min or less) cannot be maintained. In the present invention, ferric nitrate nonahydrate can be used as ferric nitrate, and when ferric nitrate nonahydrate is used, the content is in the range of 50 to 500 g / l. Become.

【0014】本発明の剥離液は、上述のようにアルカン
スルホン酸を120〜375g/l、好ましくは140
〜235g/lの範囲内で含有するものである。含有量
が120g/l未満であると、銅−スズ合金層が溶解せ
ず剥離が困難となり、375g/lを超えると、剥離時
の銅合金の溶解(銅合金からの銅の溶出)が多くなり、
例えば、銅合金としてリードフレームを対象とする場合
の溶解の許容範囲(通常、1μm/分以下)が維持でき
なくなる。本発明では、アルカンスルホン酸として、メ
タンスルホン酸、エタンスルホン酸等を用いることがで
き、70%メタンスルホン酸を使用した場合、含有量は
130〜400ml/lの範囲となる。
As described above, the stripping solution of the present invention contains alkanesulfonic acid in an amount of 120 to 375 g / l, preferably 140 g / l.
235 g / l. When the content is less than 120 g / l, the copper-tin alloy layer does not dissolve and peeling becomes difficult. When the content exceeds 375 g / l, the copper alloy dissolves at the time of peeling (coupling of copper from the copper alloy). Become
For example, when a lead frame is used as a copper alloy, an allowable melting range (usually 1 μm / min or less) cannot be maintained. In the present invention, methanesulfonic acid, ethanesulfonic acid, or the like can be used as the alkanesulfonic acid. When 70% methanesulfonic acid is used, the content is in the range of 130 to 400 ml / l.

【0015】本発明の剥離液は、上述のように塩素を2
0mg/l以上で溶解度範囲内、好ましくは20mg/
l〜60g/l、より好ましくは20mg/l〜6g/
lの範囲内で含有するものである。塩素濃度が20mg
/l未満であると、銅−スズ合金層が溶解せず剥離が不
可能である。塩素源としては、塩酸、塩化ナトリウム、
塩化カリウム、塩化第二鉄・6水和物等を用いることが
できる。本発明の剥離液における塩素濃度は、対象とな
る銅合金に応じて上記の範囲内で適宜設定することがで
きる。
[0015] The stripping solution of the present invention contains chlorine as described above.
0 mg / l or more within the solubility range, preferably 20 mg / l
1 to 60 g / l, more preferably 20 mg / l to 6 g / l
It is contained within the range of 1. Chlorine concentration is 20mg
If it is less than / l, the copper-tin alloy layer does not dissolve and peeling is impossible. Hydrochloric acid, sodium chloride,
Potassium chloride, ferric chloride hexahydrate and the like can be used. The chlorine concentration in the stripping solution of the present invention can be appropriately set within the above range according to the target copper alloy.

【0016】本発明の剥離液は、含有成分として上述の
硝酸第二鉄、アルカンスルホン酸および塩素に加えて、
酢酸、プロピオン酸、乳酸等の1種または2種以上を1
0〜200g/lの範囲で含有してもよい。これらの成
分の含有量を適宜調整することにより、スズ層またはス
ズ合金層、およびその下に存在する銅−スズ合金層の剥
離速度の制御が可能となる。
The stripping solution of the present invention contains, in addition to the above-mentioned ferric nitrate, alkanesulfonic acid and chlorine as components,
One or more of acetic acid, propionic acid, lactic acid, etc.
You may contain in the range of 0-200 g / l. By appropriately adjusting the content of these components, it is possible to control the peeling rate of the tin layer or the tin alloy layer and the copper-tin alloy layer existing thereunder.

【0017】さらに、本発明の剥離液は、必要に応じて
界面活性剤等の添加剤を0.05〜2重量%の範囲で含
有してもよい。
Further, the stripping solution of the present invention may contain an additive such as a surfactant in a range of 0.05 to 2% by weight, if necessary.

【0018】上述のような本発明の剥離液を用いて、銅
合金上のスズ層またはスズ合金層、およびその下に存在
する銅−スズ合金層の剥離を行う場合、剥離液(処理
浴)の温度には特に制限はないが、例えば、15〜40
℃の範囲で設定することができる。
When the tin layer or the tin alloy layer on the copper alloy and the copper-tin alloy layer existing thereunder are stripped using the stripping solution of the present invention as described above, a stripping solution (treatment bath) Is not particularly limited, for example, 15 to 40.
It can be set in the range of ° C.

【0019】[0019]

【実施例】次に、実施例を示して本発明を更に詳細に説
明する。 (実施例1)まず、銅合金として、三菱メテックス
(株)製MF−202(Cu=97.75%、Sn=
2.0%、Ni=0.2%、P=0.05%)を使用
し、この銅合金上に厚み10μmのスズ−鉛合金層(は
んだ層)を形成して被剥離試料を準備した。この被剥離
試料では、はんだ層の下に銅−スズ合金層が存在するこ
とを確認した。
Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples. (Example 1) First, MF-202 manufactured by Mitsubishi Metex Co., Ltd. (Cu = 97.75%, Sn =
2.0%, Ni = 0.2%, P = 0.05%), a tin-lead alloy layer (solder layer) having a thickness of 10 μm was formed on this copper alloy to prepare a sample to be peeled. . In this sample, it was confirmed that a copper-tin alloy layer was present under the solder layer.

【0020】一方、硝酸第二鉄として硝酸第二鉄・9水
和物を使用し、アルカンスルホン酸として70%メタン
スルホン酸を使用し、塩素源として塩酸を使用して、こ
れらを下記の表1に示す濃度で含有する24種の水溶液
を調製して剥離液(試料1〜24)を得た。尚、これら
の剥離液の塩素濃度は、いずれも60mg/lとした。
On the other hand, ferric nitrate 9-hydrate was used as ferric nitrate, 70% methanesulfonic acid was used as alkanesulfonic acid, and hydrochloric acid was used as a chlorine source. 24 types of aqueous solutions containing the solutions having the concentrations shown in 1 were prepared to obtain stripping solutions (samples 1 to 24). The chlorine concentration of these stripping solutions was 60 mg / l.

【0021】上記の剥離液(試料1〜24)を使用し、
浴温度25±2℃、液量200mlの処理浴を作成し、
浴中に上記の被剥離試料を浸漬してはんだ層および銅−
スズ合金層の剥離を行った。この剥離処理に要した時
間、剥離時の銅合金の溶解速度を測定して下記の表1に
示した。
Using the above stripper (samples 1 to 24),
Create a treatment bath with a bath temperature of 25 ± 2 ° C and a liquid volume of 200 ml.
The above-mentioned sample to be peeled was immersed in a bath to form a solder layer and a copper layer.
The tin alloy layer was peeled off. The time required for this stripping treatment and the dissolution rate of the copper alloy at the time of stripping were measured and are shown in Table 1 below.

【0022】[0022]

【表1】 表1に示されるように、硝酸第二鉄が30〜300g/
lの範囲内(硝酸第二鉄・9水和物として50〜500
g/lの範囲内)、メタンスルホン酸が120〜375
g/lの範囲内(70%メタンスルホン酸として130
〜400ml/lの範囲内)にある本発明の剥離液(試
料2〜6、9〜17、19〜24)は、いずれも、はん
だ層および銅−スズ合金層の剥離が可能であり、かつ、
銅合金の溶解速度が1μm/分以下であることが確認さ
れた。また、これらの本発明の剥離液を用いて剥離処理
を行った銅合金の表面状態は良好であり、この面に再度
厚み10μmのスズ−鉛合金層(はんだ層)を形成した
結果、異常析出によるコブ等の発生はみられず、その
後、170℃、15時間の熱処理を行っても、はんだ層
にふくれや浮きは発生しなかった。
[Table 1] As shown in Table 1, ferric nitrate contained 30 to 300 g /
1 (50-500 as ferric nitrate 9-hydrate)
g / l), and methanesulfonic acid is 120 to 375
g / l (130% as 70% methanesulfonic acid).
All of the stripping solutions of the present invention (samples 2 to 6, 9 to 17, and 19 to 24) in the range of 400 to 400 ml / l are capable of stripping the solder layer and the copper-tin alloy layer, and ,
It was confirmed that the dissolution rate of the copper alloy was 1 μm / min or less. The surface condition of the copper alloy subjected to the stripping treatment using the stripping solution of the present invention was good, and a tin-lead alloy layer (solder layer) having a thickness of 10 μm was formed again on this surface, resulting in abnormal deposition. No bumps or the like were generated by the heat treatment, and after that, even when the heat treatment was performed at 170 ° C. for 15 hours, no blistering or floating occurred in the solder layer.

【0023】これに対して、硝酸第二鉄の含有量または
メタンスルホン酸の含有量が本発明の範囲に満たない剥
離液(試料1、8)では、銅−スズ合金層がほとんど溶
解せず、剥離が不可能であった。一方、硝酸第二鉄の含
有量またはメタンスルホン酸の含有量が本発明の範囲を
上回る剥離液(試料7、18)では、はんだ層および銅
−スズ合金層の剥離が可能であるものの、銅合金の溶解
速度が1μm/分を超え、リードフレーム上のスズ−鉛
合金剥離においては実用に供し得ないものであった。 (実施例2)硝酸第二鉄として硝酸第二鉄・9水和物を
200g/l含有し、アルカンスルホン酸として70%
メタンスルホン酸を150ml/l含有し、塩素源とし
て塩化ナトリウムを使用して塩素濃度を下記の表2に示
す値に設定することにより、15種の水溶液を調製し剥
離液(試料1〜15)を得た。
On the other hand, in the stripping solutions (samples 1 and 8) in which the content of ferric nitrate or the content of methanesulfonic acid is less than the range of the present invention, the copper-tin alloy layer hardly dissolves. , Peeling was impossible. On the other hand, in the stripping solutions (samples 7 and 18) in which the content of ferric nitrate or the content of methanesulfonic acid exceeds the range of the present invention, although the solder layer and the copper-tin alloy layer can be stripped, The dissolution rate of the alloy exceeded 1 μm / min, which was not practical for peeling a tin-lead alloy on a lead frame. (Example 2) 200 g / l of ferric nitrate nonahydrate was contained as ferric nitrate, and 70% as alkanesulfonic acid
By containing methanesulfonic acid at 150 ml / l and using sodium chloride as a chlorine source and setting the chlorine concentration to the value shown in Table 2 below, 15 kinds of aqueous solutions were prepared and stripping solutions (samples 1 to 15) I got

【0024】また、比較として、硝酸第二鉄として硝酸
第二鉄・9水和物を230g/l含有し、アルカンスル
ホン酸として70%メタンスルホン酸を500ml/l
含有し、塩素を含有しない剥離液(試料16)を調製し
た。
For comparison, ferric nitrate 9-hydrate was contained at 230 g / l as ferric nitrate and 70% methanesulfonic acid was used at 500 ml / l as alkanesulfonic acid.
A stripping solution (sample 16) containing chlorine and not containing chlorine was prepared.

【0025】上記の剥離液(試料1〜16)を使用し、
浴温度25±2℃、液量200mlの処理浴を作成し、
浴中に実施例1と同様の被剥離試料を浸漬してはんだ層
および銅−スズ合金層の剥離を行った。この剥離処理に
要した時間、剥離時の銅合金の溶解速度を測定して下記
の表2に示した。また、剥離処理を行った後の各銅合金
の表面に再度厚み10μmのスズ−鉛合金層(はんだ
層)を形成した場合のめっき外観、および、170℃、
15時間の熱処理後のめっき外観を観察し、下記の基準
で評価して、結果を下記の表2に示した。
Using the above stripping solution (samples 1 to 16),
Create a treatment bath with a bath temperature of 25 ± 2 ° C and a liquid volume of 200 ml.
The same sample to be peeled as in Example 1 was immersed in a bath to peel the solder layer and the copper-tin alloy layer. The time required for the stripping treatment and the dissolution rate of the copper alloy at the time of stripping were measured and are shown in Table 2 below. Further, a plating appearance when a tin-lead alloy layer (solder layer) having a thickness of 10 μm was formed again on the surface of each copper alloy after the release treatment, and at 170 ° C.
The plating appearance after the heat treatment for 15 hours was observed and evaluated according to the following criteria. The results are shown in Table 2 below.

【0026】(再はんだめっき外観の評価基準) ○:表面粗れや異常析出によるコブの発生がなく平坦で
良好 △:表面粗れや異常析出によるコブの発生が若干みられ
る ×:表面粗れや異常析出によるコブの発生がみられる (熱処理後のめっき外観の評価基準) ○:はんだ層のふくれや浮きがなく良好 △:はんだ層のふくれや浮きがわずかに発生している ×:はんだ層のふくれや浮きが発生している
(Evaluation Criteria for Re-Solder Plating Appearance) :: Flat and good, without occurrence of bumps due to surface roughness or abnormal precipitation Δ: Slight occurrence of bumps due to surface roughness or abnormal precipitation x: Surface roughness And bumps due to abnormal precipitation are observed. (Evaluation criteria for plating appearance after heat treatment) ○: Good without blistering or floating of solder layer △: Slight blistering or floating of solder layer ×: Solder layer Blistering or floating

【0027】[0027]

【表2】 表2に示されるように、塩素濃度が20mg/l以上で
ある本発明の剥離液(試料4〜15)は、いずれも、は
んだ層および銅−スズ合金層の剥離が可能であり、か
つ、銅合金の溶解速度が1μm/分以下であることが確
認された。また、これらの本発明の剥離液を用いて剥離
処理を行った銅合金の表面状態は良好であり、この面に
再度形成した厚み10μmのスズ−鉛合金層(はんだ
層)の外観は良好であり、さらに、熱処理後のはんだ層
の外観もふくれや浮きがなく良好なものであった。
[Table 2] As shown in Table 2, the stripping solutions of the present invention (samples 4 to 15) having a chlorine concentration of 20 mg / l or more are capable of stripping the solder layer and the copper-tin alloy layer, and It was confirmed that the dissolution rate of the copper alloy was 1 μm / min or less. The surface condition of the copper alloy subjected to the release treatment using the release liquid of the present invention is good, and the appearance of the tin-lead alloy layer (solder layer) having a thickness of 10 μm formed again on this surface is good. In addition, the appearance of the solder layer after the heat treatment was good without blistering or lifting.

【0028】これに対して、塩素濃度が0mg/l、5
mg/lである剥離液(試料1、2)では、はんだ層の
剥離は可能であるが、銅−スズ合金層が溶解せず、この
面に再度形成した厚み10μmのスズ−鉛合金層(はん
だ層)には、表面粗れや異常析出によるコブの発生がみ
られ、さらに、熱処理後にはんだ層にふくれや浮きがみ
られた。
On the other hand, when the chlorine concentration is 0 mg / l,
With the stripper (samples 1 and 2) of mg / l, the solder layer can be stripped, but the copper-tin alloy layer did not dissolve, and a 10 μm thick tin-lead alloy layer ( In the solder layer), bumps due to surface roughness and abnormal precipitation were observed, and further, blisters and floating were observed in the solder layer after the heat treatment.

【0029】また、塩素濃度が10mg/lである剥離
液(試料3)では、はんだ層および銅−スズ合金層の剥
離が可能であるものの、この面に再度形成した厚み10
μmのスズ−鉛合金層(はんだ層)には異常析出が若干
みられ、熱処理後にはんだ層にふくれや浮きがみられ
た。
In the case of a stripping solution having a chlorine concentration of 10 mg / l (sample 3), the solder layer and the copper-tin alloy layer can be stripped, but the thickness of the stripping layer formed on this surface is reduced to 10 mg / l.
Abnormal precipitation was slightly observed in the tin-lead alloy layer (solder layer) of μm, and blistering and lifting were observed in the solder layer after the heat treatment.

【0030】さらに、70%メタンスルホン酸濃度が高
く、塩素を含有しない剥離液(試料16)では、はんだ
層および銅−スズ合金層の剥離が可能であるものの、銅
合金の溶解速度が1μm/分を超え、また、銅合金上に
スマットが発生し、この面に再度形成した厚み10μm
のスズ−鉛合金層(はんだ層)には表面粗れや異常析出
によるコブの発生がみられ、さらに、熱処理後にはんだ
層にふくれや浮きがみられた。 (実施例3)硝酸第二鉄として硝酸第二鉄・9水和物を
200g/l含有し、アルカンスルホン酸として70%
メタンスルホン酸を150ml/l含有し、塩素源とし
て塩化ナトリウムを使用して塩素濃度を60mg/lと
した水溶液からなる剥離液に、90%酢酸を下記の表3
に示す濃度で含有させた剥離液(試料1〜8)を調製し
た。
Further, in the stripping solution having a high 70% methanesulfonic acid concentration and containing no chlorine (sample 16), although the solder layer and the copper-tin alloy layer can be stripped, the dissolution rate of the copper alloy is 1 μm / Min, and a smut is formed on the copper alloy, and a thickness of 10 μm is formed again on this surface.
In the tin-lead alloy layer (solder layer), bumps due to surface roughness and abnormal precipitation were observed, and further, blistering and lifting were observed in the solder layer after the heat treatment. (Example 3) 200 g / l of ferric nitrate nonahydrate was contained as ferric nitrate, and 70% as alkanesulfonic acid
90% acetic acid was added to a stripping solution consisting of an aqueous solution containing methanesulfonic acid at 150 ml / l and a chlorine concentration of 60 mg / l using sodium chloride as a chlorine source.
The peeling liquids (Samples 1 to 8) containing the following concentrations were prepared.

【0031】上記の剥離液(試料1〜8)を使用し、浴
温度25±2℃、液量200mlの処理浴を作成し、浴
中に実施例1と同様の被剥離試料を浸漬してはんだ層お
よび銅−スズ合金層の剥離を行った。この剥離処理に要
した時間、剥離時の銅合金の溶解速度を測定して下記の
表3に示した。
Using the above stripping solutions (samples 1 to 8), a treatment bath having a bath temperature of 25 ± 2 ° C. and a liquid volume of 200 ml was prepared, and the same sample to be stripped as in Example 1 was immersed in the bath. The solder layer and the copper-tin alloy layer were peeled off. The time required for this stripping treatment and the dissolution rate of the copper alloy at the time of stripping were measured and are shown in Table 3 below.

【0032】[0032]

【表3】 表3に示されるように、酢酸濃度を高くすることによ
り、はんだの剥離時間を短く(剥離速度を速く)するこ
とができ、この剥離時の銅合金の溶解速度はほぼ一定で
あった。 (実施例4)まず、銅合金として、下記の5種の銅合金
を準備した。
[Table 3] As shown in Table 3, by increasing the acetic acid concentration, it was possible to shorten the solder peeling time (increase the peeling rate), and the dissolution rate of the copper alloy at this peeling was almost constant. (Example 4) First, the following five copper alloys were prepared as copper alloys.

【0033】・古河電気工業(株)製EFTEC−3 Cu=99.84% Sn=0.15% P =0.01% ・古河電気工業(株)製EFTEC−64T Cu=99.35% Sn=0.25% Cr=0.3% Zn=0.1% ・三菱メテックス(株)製MF−202 Cu=97.75% Sn=2.0% Ni=0.2% P =0.05% ・ヤマハ・オーリン(株)製OLIN−7025 Cu=96.2% Ni=3.0% Si=0.65% Mn=0.15% ・三井ハイテック(株)製C Cu=99.85% Sn=0.15% 上記の各銅合金上に厚み10μmのスズ−鉛合金層(は
んだ層)を形成して被剥離試料とした。これらの各被剥
離試料では、はんだ層の下に銅−スズ合金層が存在する
ことを確認した。
EFTEC-3 Cu manufactured by Furukawa Electric Co., Ltd. Cu = 99.84% Sn = 0.15% P = 0.01% EFTEC-64T Cu manufactured by Furukawa Electric Co., Ltd .: 99.35% Sn = 0.25% Cr = 0.3% Zn = 0.1% ・ MF-202 manufactured by Mitsubishi Metex Co., Ltd. Cu = 97.75% Sn = 2.0% Ni = 0.2% P = 0.05 % OLIN-7025 Cu = 96.2% Ni = 3.0% Si = 0.65% Mn = 0.15% manufactured by Yamaha Ohlin Co., Ltd. C Cu = 99.85% manufactured by Mitsui High-Tech Co., Ltd. Sn = 0.15% A tin-lead alloy layer (solder layer) having a thickness of 10 μm was formed on each of the above-mentioned copper alloys to obtain a sample to be peeled. In each of these samples to be peeled, it was confirmed that a copper-tin alloy layer was present under the solder layer.

【0034】一方、硝酸第二鉄として硝酸第二鉄・9水
和物を使用し、アルカンスルホン酸として70%メタン
スルホン酸を使用し、塩素源として塩酸を使用し、下記
の7種の水溶液を調製して剥離液(試料1〜7)を得
た。
On the other hand, ferric nitrate 9-hydrate was used as ferric nitrate, 70% methanesulfonic acid was used as alkanesulfonic acid, hydrochloric acid was used as a chlorine source, and the following seven aqueous solutions were used. Was prepared to obtain stripping solutions (Samples 1 to 7).

【0035】 剥離液(試料1)の成分濃度 ・硝酸第二鉄・9水和物 … 250g/l ・70%メタンスルホン酸 … 200ml/l ・塩素濃度 … 120mg/l 剥離液(試料2)の成分濃度 ・硝酸第二鉄・9水和物 … 100g/l ・70%メタンスルホン酸 … 300ml/l ・塩素濃度 … 30mg/l 剥離液(試料3)の成分濃度 ・硝酸第二鉄・9水和物 … 300g/l ・70%メタンスルホン酸 … 250ml/l ・塩素濃度 … 60mg/l 剥離液(試料4)の成分濃度 ・硝酸第二鉄・9水和物 … 50g/l ・70%メタンスルホン酸 … 400ml/l ・塩素濃度 … 120mg/l 剥離液(試料5)の成分濃度 ・硝酸第二鉄・9水和物 … 200g/l ・70%メタンスルホン酸 … 150ml/l ・塩素濃度 … 60mg/l ・90%酢酸 … 60ml/l 剥離液(試料6)の成分濃度 ・硝酸第二鉄・9水和物 … 200g/l ・70%メタンスルホン酸 … 150ml/l ・塩素濃度 … 1200mg/l ・90%酢酸 … 60ml/l 剥離液(試料7)の成分濃度 ・硝酸第二鉄・9水和物 … 230g/l ・70%メタンスルホン酸 … 500ml/l 上記の剥離液(試料1〜7)を使用し、浴温度25±2
℃、液量200mlの処理浴を作成し、浴中に上記の5
種の被剥離試料を浸漬してはんだ層および銅−スズ合金
層の剥離を行った。この剥離処理を行った後の各銅合金
の表面に再度厚み10μmのスズ−鉛合金層(はんだ
層)を形成した場合のめっき外観、および、170℃、
15時間の熱処理後のめっき外観を観察し、下記の基準
で評価して、結果を下記の表4に示した。
Component concentration of stripping solution (sample 1) Ferric nitrate 9-hydrate 250 g / l 70% methanesulfonic acid 200 ml / l Chlorine concentration 120 mg / l of stripping solution (sample 2) Ingredient concentration / ferric nitrate 9-hydrate 100 g / l 70% methanesulfonic acid 300 ml / l Chlorine concentration 30 mg / l Component concentration of stripper (sample 3) Ferric nitrate 9 water 300 g / l 70% methanesulfonic acid 250 ml / l Chloride concentration 60 mg / l Concentration of stripping solution (sample 4) Ferric nitrate 9-hydrate 50 g / l 70% methane Sulfonic acid: 400 ml / l-Chlorine concentration: 120 mg / l Component concentration of stripper (sample 5) -Ferric nitrate 9-hydrate ... 200 g / l-70% methanesulfonic acid-150 ml / l-Chlorine concentration ... 60mg 90% acetic acid ... 60 ml / l Concentration of stripping solution (sample 6) Ferric nitrate 9-hydrate 200 g / l 70% methanesulfonic acid 150 ml / l Chlorine concentration 1200 mg / l -90% acetic acid: component concentration of 60 ml / l stripping solution (sample 7) -ferric nitrate 9-hydrate ... 230 g / l-70% methanesulfonic acid-500 ml / l stripping solution (samples 1 to 7) ), Bath temperature 25 ± 2
A processing bath having a liquid volume of 200 ml was prepared in the bath.
The solder layer and the copper-tin alloy layer were peeled by dipping the samples to be peeled. A plating appearance when a tin-lead alloy layer (solder layer) having a thickness of 10 μm is formed again on the surface of each copper alloy after performing the peeling treatment, and at 170 ° C.
The appearance of the plating after heat treatment for 15 hours was observed and evaluated according to the following criteria. The results are shown in Table 4 below.

【0036】(再はんだめっき外観の評価基準) ○:表面粗れや異常析出によるコブの発生がなく平坦で
良好 △:表面粗れや異常析出によるコブの発生が若干みられ
る ×:表面粗れや異常析出によるコブの発生がみられる (熱処理後のめっき外観の評価基準) ○:はんだ層のふくれや浮きがなく良好 △:はんだ層のふくれや浮きがわずかに発生している ×:はんだ層のふくれや浮きが発生している
(Evaluation Criteria for Re-Solder Plating Appearance) :: Flat and good without occurrence of bumps due to surface roughness or abnormal precipitation △: Slight bumps due to surface roughness or abnormal precipitation are observed x: Surface roughness And bumps due to abnormal precipitation are observed. (Evaluation criteria for plating appearance after heat treatment) ○: Good without blistering or floating of solder layer △: Slight blistering or floating of solder layer ×: Solder layer Blistering or floating

【0037】[0037]

【表4】 表4に示されるように、本発明の6種の剥離液(試料1
〜6)は、いずれも、OLIN−7025を除いた4種
の銅合金に対して、銅合金上のはんだ層および銅−スズ
合金層の剥離を良好に行うことができ、また、剥離処理
を行った各銅合金の表面状態は良好であり、この面に再
度形成した厚み10μmのスズ−鉛合金層(はんだ層)
の外観は良好であり、さらに、熱処理後のはんだ層の外
観もふくれや浮きがなく良好なものであった。
[Table 4] As shown in Table 4, the six types of stripping solutions of the present invention (Sample 1
All of the above 6) can exfoliate the solder layer and the copper-tin alloy layer on the copper alloy satisfactorily with respect to the four copper alloys except for OLIN-7025. The surface condition of each of the copper alloys was good, and a tin-lead alloy layer (solder layer) having a thickness of 10 μm was formed again on this surface.
Was good in appearance, and the appearance of the solder layer after the heat treatment was good without swelling or lifting.

【0038】また、OLIN−7025上に形成された
はんだ層および銅−スズ合金層は、塩素濃度を高く設定
した本発明の剥離液(試料6)にて良好に剥離でき、剥
離処理を行った各銅合金の表面状態は良好であり、この
面に再度形成した厚み10μmのスズ−鉛合金層(はん
だ層)の外観は良好であり、さらに、熱処理後のはんだ
層の外観もふくれや浮きがなく良好なものであった。こ
のことから、本発明の剥離液は、対象となる銅合金の組
成に応じて塩素濃度を20mg/l以上の範囲で適宜設
定できることが確認された。
Further, the solder layer and the copper-tin alloy layer formed on OLIN-7025 can be satisfactorily stripped with the stripping solution of the present invention (sample 6) in which the chlorine concentration is set high, and the stripping treatment was performed. The surface condition of each copper alloy is good, the appearance of the tin-lead alloy layer (solder layer) having a thickness of 10 μm formed again on this surface is good, and the appearance of the solder layer after heat treatment is blistering and floating. It was good without. From this, it was confirmed that the stripping solution of the present invention can appropriately set the chlorine concentration within a range of 20 mg / l or more according to the composition of the target copper alloy.

【0039】これに対して、銅表面に形成されたスズ層
またはスズ合金層を剥離するための塩素を含有しない従
来の剥離液(試料7)は、5種の銅合金上のはんだ層お
よび銅−スズ合金層を剥離することは可能であるもの
の、銅合金上にスマットが発生し、この面に再度形成し
た厚み10μmのスズ−鉛合金層(はんだ層)には表面
粗れや異常析出によるコブの発生がみられ、さらに、熱
処理後にはんだ層にふくれや浮きがみられた。
In contrast, a conventional chlorine-free stripping solution (sample 7) for stripping a tin layer or a tin alloy layer formed on a copper surface is composed of a solder layer on five types of copper alloys and a copper layer. -Although it is possible to peel off the tin alloy layer, smut is generated on the copper alloy, and the tin-lead alloy layer (solder layer) having a thickness of 10 μm formed again on this surface due to surface roughness or abnormal precipitation Ridges were observed, and after the heat treatment, blisters and floating were observed in the solder layer.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば剥
離液を、硝酸第二鉄と、アルカンスルホン酸と、塩素と
を少なくとも含有した水溶液からなるものとし、硝酸第
二鉄の含有量を30〜300g/l、アルカンスルホン
酸の含有量を120〜375g/l、塩素の含有量を2
0mg/l以上で溶解度範囲内とすることにより、銅合
金上に設けられたスズ層またはスズ合金層やその下に存
在する銅−スズ合金層を確実に剥離することができ、か
つ、この剥離において銅合金の溶解を極めて低く(例え
ば、1μm/分以下)抑えることができ、さらに、剥離
後の銅合金表面が平坦なものとなり、再度スズまたはス
ズ合金をめっきしても、銅合金との密着性が良好であ
り、熱処理を施しても良好な密着状態が維持されるとい
う効果が奏される。
As described above in detail, according to the present invention, the stripping solution comprises an aqueous solution containing at least ferric nitrate, alkanesulfonic acid and chlorine, and contains ferric nitrate. 30-300 g / l, alkanesulfonic acid content of 120-375 g / l, chlorine content of 2
By setting the solubility within the range of 0 mg / l or more, the tin layer or the tin alloy layer provided on the copper alloy and the copper-tin alloy layer existing thereunder can be surely peeled off, and this peeling can be performed. In this case, the dissolution of the copper alloy can be suppressed extremely low (for example, 1 μm / min or less), and the copper alloy surface after peeling becomes flat, and even if tin or a tin alloy is plated again, The adhesiveness is good, and the effect of maintaining a good adhesiveness even after heat treatment is achieved.

【0041】また、酢酸を10〜200g/lの範囲で
適宜含有させることにより、剥離速度の制御が可能とな
る。
Further, by appropriately adding acetic acid in the range of 10 to 200 g / l, the peeling speed can be controlled.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮川 睦子 埼玉県大宮市吉野町2丁目3番地1号 メ ルテックス株式会社研究部内 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Mutsuko Miyakawa 2-3-1, Yoshino-cho, Omiya-shi, Saitama

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも硝酸第二鉄を30〜300g
/lの範囲内、アルカンスルホン酸を120〜375g
/lの範囲内、塩素を20mg/l以上で溶解度範囲内
でそれぞれ含有することを特徴とする銅合金上のスズま
たはスズ合金剥離用の剥離液。
(1) at least 30 to 300 g of ferric nitrate
/ Alkanesulfonic acid in the range of 120 to 375 g
A stripping solution for stripping tin or a tin alloy on a copper alloy, wherein the stripping solution contains chlorine in a range of 20 mg / l or more and a solubility range of 20 mg / l or more.
【請求項2】 さらに酢酸を10〜200g/lの範囲
で含有することを特徴とする請求項1に記載の銅合金上
のスズまたはスズ合金剥離用の剥離液。
2. The stripping solution for stripping tin or tin alloy on a copper alloy according to claim 1, further comprising acetic acid in a range of 10 to 200 g / l.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2017017360A (en) * 2011-03-11 2017-01-19 フジフィルム・エレクトロニック・マテリアルズ・ユーエスエイ・インコーポレイテッドFujiFilm Electronic Materials USA, Inc. Novel etching composition
CN106381493A (en) * 2016-09-19 2017-02-08 佛山科学技术学院 Environment-friendly copper-tin alloy coating deplating liquid and method deplating method
CN116804276A (en) * 2022-11-22 2023-09-26 天地人和(南通)环保科技有限公司 Environment-friendly recyclable tin stripping liquid for tinned copper and tin recovery process

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