JPS585275B2 - 合金物品に電気メッキベ−スを形成させる方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、一般に物品上へはんだ付は可能な表面を電気
メッキする方法に関する。

さらに詳しくは本発明は合金物品へ強く接着した電気メ
ツキ下地を形成する複数工程からなる方法に関する。

本発明は２つの方法と考えることができる。

第１の方法は合金物品上へはんだ付は可能な被膜を形成
するが物品の収率は１００％より小さく、そして第２の
方法は極端な環境条件下でさえ物品の収率を実質的に１
００％とすることができるより限定された方法である。

しかしながら、この方法を使用しようとするとき実質的
に１００％の収率は必要ではなく、それらの場合におい
て改善されない一般的方法を引続いて行なう必要はない
。

また、ある場合において、メッキした物品は極端な操作
条件と試験条件に耐える必要はないであろう。

たとえば、これらの２つの条件は、（ｉ）リードフレー
ムは約９００°Ｆ（４８２℃）のベーキングサイクルに
耐え、さらに（ｉｉ）はんだ付は可能でなくてはならな
いという条件である。

困難の１つは物品に高温ベーキングサイクルを行なうと
、被膜がふくれたりあるいははがれたりして、物品が使
用不能となることである。

ニッケル鉄、鉄および銅の合金ならびにＫｏｖ−ａｒに
ッケルコバルト鉄合金の商標）合金は、電気回路のリー
ドフレームに好ましい。

しかし、このようなニッケル鉄合金物品をリードフレー
ムに使用するためには、この物品表面にはんだ付は可能
な被膜を形成することにより、電気リード線を合金のリ
ードフレームにはんだ付けもしくは固定できるようにす
ることが必要であった。

現在までリードフレーム物品のラックメッキに適当な方
法は存在していない。

従来技術の１つは金ストライクを合金物品上に形成し、
ついでこの金ストライク上に銀を電気メッキするもので
あった。

しかしながら、金の価格は高いので、この技術は用られ
なくなった。

他の物質で電気メッキする代替法が提案されたが、ニッ
ケル鉄合金へ接着するはんだ付は可能な被膜を形成する
他の適当な物質および方法は現在まで存在しない。

本発明は、物品の表面をよく清浄した後、ある数の異な
る物質の層で物品を被覆する方法である。

簡単に言えば、本発明はニッケル鉄合金へ強く接着した
はんだ付は可能な被膜を施こす方法は、物品をよく洗浄
し、はんだ付は可能物質の最終層を支持する下地層を形
成することが必要であるという発見に基づく。

さらに詳しくは、この方法は物品を清浄して有機物質と
無機物質を除去し、銅ストライク（ｓｔｒｉｋｅ）を施
こし、銀ストライクを施こし、ついでこの銀ストライク
上に銀のようなはんだ付は可能被膜を電気メッキする工
程を含む。

合金を銀メッキするために、次の操作を行なった。

第一に、水１ガロン（３，８１）あたり約２．２ポンド
（１ｋｇ）のアルカリ性クリーナーを含有するアルカリ
性溶液中で約１５０°Ｆ（６５，６℃）において約３分
間物品を約６ボルトで陽極清浄した。

このアルカリ性物質は、水酸化カリウムまたは水酸化ナ
トリウムのようないかなる適当なアルカリ性クリーナー
であってもよい。

陽極清浄についての詳細な考察は１９７１“Ｍｅｔａｌ
Ｆｉｎｉｓｈｉｎｇ Ｇｕｉｄｅｂｏｏｋ ａｎｄ
Ｄｉｃｔｉｏｎａｒｙ、”第１９０ページに記載されて
いる。

第一工程の目的は、物品上の有機物質を除くことにある
。

第二に、物品を吹付けすすぎ洗いまたは洗浄して、物品
上のアルカリ性溶液を除去する。

第三に、物品を約２０％塩酸溶液中で約７５°Ｆ（２４
℃）において約３０秒間酸洗いする。

この工程の目的は、酸化物を除去し、物品上のアルカリ
性溶液を中和することにある。

第四に、物品を吹付けすすぎ洗いして物品上の残留物質
を除去する。

第五に、水１ガロン（３，８１）あたり約２２ポンド（
１ｋｇ）のシアン化カリウムを含有する溶液に、清浄さ
れた状態の物品を約３分間入れ、６ボルトにおいて陽極
清浄する。

この工程は活性金属表面をもつ物品を形成する。

しかしながら、いかなる適当な清浄溶液も使用でき、た
とえばキレート化剤やグルコン酸ナトリウムはこの清浄
工程に使用できるであろう。

陽極清浄法は当分野でよく知られており、さらに詳しく
説明を要しないが、陽極清浄法に関する詳細な説明は１
９７１“Ｍｅ−ｔａｌ Ｆｉｎｉｓｈｉｎｇ Ｇｕｉｄ
ｅｂｏｏｋ ａｎｄ Ｄｉｃｔｉｏ−ｎａｒｙ”に見だ
すことができる。

第六に、物品を取り出し、吹付けすすぎ洗いして前の工
程からの残留物質を除去する。

第七に、完全に清浄された物品をまず銅ストライク溶液
中に浸漬することにより、この物品に本発明方法のメッ
キ工程を行なうことができる。

典型的なかつ適当な銅ストライク溶液は、水１ガロン（
３，８１）あたり約２．５オンス（７０，９ｇ）のシア
ン化銅と約６オンス（１７０，１ｇ）のシアン化カリウ
ムを含有する。

この合金物品を約１２０°Ｆ（４８，９℃）において約
１分間浸漬し、約１．５ボルトで銅ストライクを物品に
与える。

この銅ストライク溶液を監視し、遊離のシアン化カリウ
ム対銅の比を測定する。

この比が約１：１であるとき収率は高くなるが、この比
を１：１に維持しなくても許容しうるメッキされた物品
が得られることがわかった。

銅ストライクを施こす間、ダミー（ｄｕｍｍｙ）物品も
約１．５ボルトでメッキする。

この「ダミー」物品はメッキする物品と似ているが銅メ
ツキ沈下物（ｓｉｎｋ）としての使用する物品である。

ダミー物品がなぜ必要であるか理解できないが、このダ
ミー物品を使用すると適切にメッキされた物品の収率は
１００％に近いが、これに対してダミー物品を使用しな
いと使用可能物品の収率は実験ごとに変動することが観
察された。

有用であることがわかった他の特徴は、メッキサイクル
の間隔棒のまわりに編製袋を位置させることである。

この袋はフィルターとして作用し、陽極付近において粗
製物質や他の物品が形成および収集されるのを防ぐ。

第八に、銅ストライクを有する物品を取り出し、吹付け
すすぎ洗いして物品上の残留物を除去する。

第九に、物品を直ちに銀ストライク溶液中に入れる。

典型的なかつ適当なメッキ溶液は、水１ガロン（３，８
１）あたり、約０．３オンス（８，５ｇ）のシアン化銀
、約０．３〜約０．３７オンス（約８．５〜約１０．５
ｇ）の銅および約１２オンス（２９２，７ｇ）のシアン
化カリウムを含有する。

この合金物品を約７５°Ｆ（２４℃）および約１．５ボ
ルトで約１分間メッキする。

この方法に対して銀が物品を浸漬被覆するのを防ぐこと
が重要である。

浸漬被覆された銀は銅ストライクへよく接着しないので
望ましくない。

この問題を避けるためには、この溶液中の銀濃度を低く
保持し、物品を電気メツキ溶液に浸漬する前に電気メツ
キ電圧を印加すべきであることを発見した。

イオン濃度を水１ガロン（３，８１）あたり約０．５オ
ンス（１４，２ｇ）以下に維持するとすぐれた結果が得
られる。

しかしながら、水１ガロン（３，８１）あたり１オンス
（２８，３ｇ）程度に高くてもすぐれた結果が得られた
。

この操作は銅を浸漬メッキする銀の自然の傾向を防止す
る。

一般的に銀ストライク溶液は鉄以外の金属、例えば、銅
などを少量含有することができる。

仮に、このような金属がストライク溶液中に少量存在し
ていても、該金属は銀ストライク層の形成に何ら支障と
ならない。

即ち、該金属は銀ストライク中に共析しない。

さらに、合金物品を中間工程においてぬれた状態に維持
することは有益であることがわかった。

銅ストライク溶液からとり出した該合金物品をすすぎ洗
いすることによって、該合金物品をぬれた状態に維持す
ることができる。

策士に、銀ストライクを施こした後、物品を取り出し、
そして水１ガロン（３，８１）あたり、約６オンス（１
７０，１ｇ）のシアン化銀、約０．１〜約０．４オンス
（約２．８〜約１１．３ｇ）のシアン化銅および約１５
オンス（４２５，２ｇ）のシアン化カリウムを含有する
溶液中で、物品にはんだ付は可能な被膜、この場合、銀
を電気メッキした。

銀を電気メッキする場合、一般的に、鉄以外の金属、例
えば、銅などをメッキ溶液中に少量配合できる。

メッキ溶液中に銅成分が少量存在していても、銅はメッ
キ層中に共析されず、銀だけのメッキ層が得られる。

策士−に、物品を銀メッキした後、これを取り出し、す
すぎ洗いして乾燥する。

前記実施例において、種々のメッキ溶液および清浄溶液
を既知溶液の例示として選んだ。

ほかのメッキ溶液および清浄溶液は、１９７１“Ｍｅｔ
−ａｌ Ｆｉｎｉｓｈｉｎｇ Ｇｕｉｄｅｂｏｏｋ ａ
ｎｄ Ｄｉｃｔｉｏ−ｎａｒｙ”に見だすことができる
。

これらの特定の工程、すなわち陽極清浄、アルカリ性清
浄、酸洗いおよびすすぎ洗いそれら自体は、すべて当分
野でよく知られていることを指摘しなくてはならない。

また、この方法からの物品の収率は、いくつかの補足的
工程および「ダミー」物品をシアン化銅溶液に用いるな
らば、１００％に近ずくことがわかった。

しかしながら、本発明の重要な点は、銀ストライク溶液
中の銀イオン濃度を限定することにより銀ストライクを
施こし、そして物品を銀ストライク溶液へ浸漬する前に
物品に電気メツキ電圧を印加する方法にある。

イオン濃度の重要性および意義は、イオン濃度が高すぎ
そして物品の銀ストライク溶液への浸漬前に物品に電圧
を印加しないと、物品は銀で浸漬メッキされるというこ
とである。

浸漬メッキされた銀は、物品によく接着しないで物品か
らはがれる傾向があって、物品を使用不能にするので、
望ましくない。

したがって、本発明の方法は、より適切に記載すると、
まず物品を清浄して有機物質と無機物質を除去し、つい
でこの物品に銅ストライクを施こし、この銅ストライク
をその上に有する物品を取り出しかつこの物品をぬれた
状態に維持し、ついで物品が銀ストライク溶液に浸漬さ
れる前に電気メツキ電圧がこの物品に印加されるように
して、物品に銀ストライクを電気メッキすることからな
る合金物品へはんだ付は可能な被膜を施こす方法である
。

ついで、この物品の銀ストライク上にはんだ付は可能被
膜電気メツキ下地物質を、施こすことができる。

溶液および温度を変化させることは当業者には可能であ
るが、温度が約７５°Ｆ（２４℃）であり、そして電圧
が約１．５ボルトで時間が約１分であるとき、銀ストラ
イク溶液濃度は水１ガロンあたりシアン化銀約１オンス
（２８，３ｇ）を越えないことが重要である。

しかしながら、電圧、温度およびメッキ時間は相関連す
ること、そしてこれらのパラメータが変化しても許容し
うるメッキされた物品が得られることは、当業者には自
明であろう。

本発明方法を合金に関して説明したが、この方法は卑金
属を用いても実施できる。

しかしながら、卑金属およびある合金を用いた場合、強
く接着した被膜を得ることはニッケル鉄合金のような合
金を用いた場合はど困難ではない。

さらに、メッキした物品を高温ベーキングサイクルに付
すとき、全部の物品がはく離またははがれるわけではな
い。

しかし、物品のベーキングサイクルに付す温度が高くな
るにつれて、許容しえない物品の数は増加することがわ
かった。

特公昭４１−２０８０４号公報には鉄−ニッケル合金あ
るいは鉄−ニッケル−コバルト合金に銀ストライクを電
気メッキすることが教示されている。

また、特公昭２７−４８５９号公報には単体金属に銀ス
トライクを電気メッキすることが教示されている。

しかし、これらの公報には銀ストライクを電気メッキす
るに際し、メッキされる物品を銀ストライク溶液経浸漬
させる前に該物品に電気メツキ電圧を印加すること、お
よび銀ストライク溶液中の銀イオン濃度を水３．８１あ
たり２８．３ｇ未満にすることについては何も教示して
いない。

このような構成によって銀ストライクと銅ストライクと
の接着性が改善され高品質の製品がもたらされることに
ついても何も言及していない。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １（ａ）合金物品を清浄して有機物質と無機物質を除去
   する工程； （ｂ） 該合金物品に銅ストライクを電気メッキする
   工程； （ｃ） 銅ストライクをその上に有する該合金物品を
   とり出し、そして、該合金物品をすすぎ洗いして該合金
   物品上の残留物を全て除去すると共に、。 該合金物品をぬれた状態のままに維持する工程；（ｄ）
   該合金物品を銀スフライク溶液に浸漬させる前に該
   物品に電気メツキ電圧を印加してから該物品を銀ストラ
   イク溶液に浸漬させて該物品に銀ストライクを電気メツ
   キ工程；および （ｅ） 該合金物品を銀電気メッキ溶液に浸漬させて
   ハンダ付可能な被膜をほどこすための電気メツキベース
   を形成させる工程；からなり、 前記銀の電気メツキ中の前記銀ストライク溶液の銀の濃
   度は電解液１１あたり７．５ｇ未満であることを特徴と
   する合金物品に電気メツキベースを形成させる方法。