JPS5821036B2 - ヒヨウメンシヨリホウ

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【発明の詳細な説明】本発明は、金属の表面処理法、特に錫による表面処理膜
に発生する錫ウィスカーを防止しうる表面処理法に関す
るものである。

従来、例えば、電子部品の外部リードの表面処理は錫メ
ッキが主に施されており、その厚さは約数千オングスト
ロームないし数ミクロンでアル。

しかしながら、この錫メツキ面から径が約数ミクロンも
ある錫ウィスカーが成長することが多々あ１す、長いも
のでは数ミリメートルにも達するものがある。

このために、外部リード間の短絡を惹起し、電子部品を
不良にする大きな原因となっていた。

また、この錫ウィスカーの成長する場所は不定であり、
予知することは全く困難なものである。

これまで、錫ウィスカーの発生原因と考えられているも
のに、下地金属内の残留応力の緩和に伴う錫の移動や、
錫メツキ膜中の残留応力、転位及びベーカンシイの存在
による錫原子の移動がある。

これらのことから、錫メッキ層からの錫ウィスカーの発
生に際しては、錫原子を動かすことに寄与するエネルギ
ーが何らかの形で錫原子に与られなければならないと考
えられるが、これには外部からの応力の負荷、熱サイク
ルによる熱応力の負荷、あるいは残留応力の寄与等があ
る。

したがって、これらの応力による錫の移動が防げれば、
錫のウィスカーの発生を押えることができる。

従来、上記の観点から、錫鉛合金メッキを施す方法が知
られており、ある程度の効果が得られている。

しかしながら、この方法では、鉛の含有量が１０％以下
の場合にはあまり効果がみられず、鉛の含有量が多くな
ると、耐候性が極端に悪くなり、メッキ表面の変色が激
しくなる欠点を有していた。

本発明の目的は、錫メツキ膜の耐候性を害することなく
、錫ウィスカーの発生を有効に防止しうる表面処理法を
提供することである。

以下、本発明に関連ある技術を説明する。

まず、３ｘ３ｃｉの銅板上に２μ厚の錫メッキを施す。

この錫メッキは、前記銅板をオルソケイ酸ソーダを主成
分とする溶液で前処理した後、塩化第一錫、カセイソー
ダ及びブドウ糖を主成分とする錫メツキ浴中で、電圧１
．５Ｖ、電流密度２．ＯＡ／ｄ＠２の条件で行なわ
れる。

次いで、ビロリン酸銀を主成分とする銅メッキ浴で、０
．５μ厚の銅メッキを施す。

その後、１８０℃程度の窒素雰囲気中に３０分間保持す
ると、表面の銅メッキ層の銅が下層の錫メツキ層中に拡
散し、銅の拡散した錫層が露出する。

このようにして形成されたメッキ膜からは、錫ウィスカ
ー発生の加速テストをしても、錫ウィスカーの発生は全
く見られなかった。

しかしながら、銅メッキ層は酸化しやすいため、銅を錫
層中に拡散させる前に酸化銅の皮膜が形成され、酸化銅
は錫メツキ層中に拡散しないのでこの皮膜が拡散後も錫
メツキ層表面に残ってしまう。

したがって、錫ウィスカーの発生は防ぐことが出来るが
、半田付性などが低下してしまう。

衿く第１表に、他の実施例を含む本発
明表面処理法によるサンプルと従来表面処理法によるサ
ンプルとの加速テスト結果を示す。

この加速テストの結果からも判断されるように、従来の
錫メツキ膜のみの場合には、錫ウィスカーの発生数がき
わめて多く、本発明による、錫上に銀、カドミウム又は
金をメッキしこれを熱処理し。

たものにおける錫ウィスカーの発生数はセロであり、本
発明方法は錫ウィスカーの発生防止に顕著なる効果を奏
することがわかる。

しかも、本発明の被拡散錫メツキ膜の耐候性は錫のみの
メッキ膜と比較して何らの遜色もなく、前記の錫鉛合金
膜の場合に比較して格段に優れたものである。

したがって、本発明の表面処理法により電子部品材料の
表面処理を行なえば、きわめて信頼性の高い電子部品を
製造することができる。

【特許請求の範囲】

１金属面上に錫層を形成し、該錫層上に銀、金及びカ
ドミウムからなる群から選ばれた少なくとも一層の金属
層を形成した後、該金属層の金属を前記錫層中に拡散せ
しめて錫の含有量の多い表面層を形成することを特徴と
する表面処理法。