JPS621896A - ステンレス鋼に錫・鉛合金メツキを施す方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はステンレス鋼に半田性を付与し、且つステンレ
ス鋼の電気接触抵抗値を下げて、電子機器や電子部品へ
の応用を可能とした発明である。

ステンレス鋼は優れた耐食性や、ばね性、剛性などの緒
特性を持ち、産業界では広く利用されているが、その最
大の欠点が半田性に欠けることである。その理由はステ
ンレス表面に強固な不動態化皮膜が存在するためであシ
、従来よシ直接半田づけをすることは不可能視されてい
た０ しかし、直接半田づけをする方法としては、ステンレス
鋼表面の不動態化皮膜を弗酸あるいは弗酸と硝酸の混酸
で除去し、この直後に半田づけすると、辛うじて半田づ
けできるが、酸の残留があって半田個所あるいは、その
周辺を腐蝕させるので、半田づけ後に水洗を必要とし、
実用性にとぼしい。

ステンレス鋼に半田性を付与する有効な方法は金属メッ
キを施すことであり、従来性われているステンレス鋼へ
の半田メッキ方法は、ステンレス鋼の表面を硝酸、弗酸
などの強酸で前処理を行い、その後にフラックスを塗布
し、溶融した半田槽に浸漬してステンレス表面に溶融半
田メッキを施す方法が行われている。

しかし、この方法の欠点は、硝酸、弗酸などの強酸で処
理するためステンレス鋼表面を荒らして表面の平滑性を
損う。また、このメッキ方法が溶融半田方法であるため
、ステンレス鋼が高温に晒されて歪を起こし真直性を失
い、フープ材の場合には蛇行した状態となる。このだめ
従来の溶融半田によるメッキの場合は、例えばステンレ
ス鋼フープ材にメッキを施すためには、メッキ前にテン
ション、アニーリングを行って後溶融半田槽に浸漬せぬ
限シ、高温による変形を防ぐ方法がない。このため、テ
ンション、アニールの工程が不可欠のメッキ方法であり
、作業性が悪く、またコストアップになりて経済性に欠
ける。

更に、溶融半田メッキ法によるメッキ表面はメッキ厚の
均一性が無いので、平坦にするためフープ材の場合はメ
ッキ後にスキンパスの作業を行ってメッキ厚の均一性と
表面光沢を出す必要がある。

本発明の発明者は、ステンレス鋼に錫・鉛合金の電解メ
ッキを行い、溶融半田メッキの欠点である強酸による侵
蝕や、テンション、アニールの工程、更にメッキ層の不
均一性などの無い優れた電解メッキ法を試行錯誤の結果
発明した。

本発明は、ステンレス鋼の素地を侵蝕することなく不動
態化皮膜を完全に除去し、密着性に優れた錫・鉛合金メ
ッキを施すことを目的として、以下の如き処理を行うこ
とを特徴とするものである。

すなわち、塩酸（３５チ溶液）１５〜２５容量％、硫酸
（８５チ溶液）５〜１５容量％、クエン酸粉末５〜１５
重量％、酢酸（９０チ溶液）０．５〜１．５容量％、硝
酸（６８％溶液）４〜６容量％、非イオンまたは両性界
面活性剤０．１〜０．３重量％、アミン系腐蝕抑制剤０
．０５〜０．１５重量％を配合した酸性活性化浴を用い
てステンレス鋼を浸漬処理する化学研摩工程と、燐酸（
８５チ溶液）５〜１５容量％、硫酸（８５％溶液）５〜
１５容量％、クエン酸粉末５〜１５重量％、酢酸（９０
チ溶液）０．５〜１．５容量％、非イオンまたは両性界
面活性剤０．１〜０．３重量％、アミン系腐蝕抑制剤０
．０５〜０，１５重量％を配合した陰極電解浴を用いて
、上記ステンレス鋼を活性化する電解活性化工程と、錫
・鉛合金メッキ浴により上記ステンレス鋼に錫・鉛合金
メッキを施す工程とよυなることを特徴とするメッキ方
法である。

本発明における酸性活性化浴および陰極電解浴の配合組
成は、本発明者が数多くの実験の結果発見したものであ
り、各成分の組合せによる相乗効果により目的の効果を
発揮するものである０ 上記の前処理工程を経て、錫・鉛合金メッキを施せば、
ステンレス鋼の鋼種は、マルテンサイト系、オーステナ
イト系を問わず密着性に優れた錫・鉛合金メッキを施す
ことができる。

以下実施例をあげて本発明を具体的に説明するが、本発
明はこれらの実施例に限定されるものではない。

実施例１ ＳＵＳ−１０４のステンレス鋼帯で厚さ０．２箇、幅３
１闇、長さ７００ｍの両側全面に、錫・鉛合金メッキを
施した。

■脱脂工程 市販されているアルカリ脱脂液をステンレス槽中で７０
〜８０°Ｃに加温し、上記ステンレス鋼帯を逐次この槽
中を通過させて一次脱脂を行い、次に４０〜６０℃のア
ルカリ浴中でステンレス鋼板を陽極とし該ステンレス鋼
帯を陰極として６ボルトの電圧を印加して直流電解脱脂
を行った。

■化学研摩工程 続いて該ステンレス鋼帯を、塩酸（３５チ溶液）２０容
量％、硫酸（８５チ溶液）１０容量％、クエン酸（粉末
）１０重量％、酢酸（９０％溶液）１容量チ及び硝酸（
６８チ溶液）５容量チよシなる混酸に、ポリエチレンク
リコールアルキルエーテル、ポリエチレングリコール脂
肪酸エステルなどの非イオンまたはアミノ酸類の両性界
面活性剤０．２重量％及びアミン系腐蝕抑制剤０．１重
量％を加えた浴に６００ワツトの超音波を照射しながら
通過させ、該ステンレス鋼帯表面の酸化物及び不純物を
除去した。

■電解活性化工程 燐酸（８５チ溶液）１０容量％、硫酸（８５％溶液）１
０重量％、クエン酸（粉末）５重量％、酢酸（９０チ溶
液）１重量％に、上記と同様の非イオンまたは両性界面
活性剤０．２重量％及び腐蝕抑制剤０．１重量％を加え
た浴を６０°Ｃに加温し、ステンレス鋼帯に（−）電流
を、チタン白金メツキ板に（＋）電流を通じ、４ボルト
にセットして浴中を通過させてステンレス鋼帯の表面の
活性化を行った。

■錫・鉛合金メッキ工程 硼弗化物として、錫９７％、鉛３％の比率のものを６０
９／ｌ、弗化硼素酸４ｏ１１／ｌ、硼酸２５ｊ；ｌ／ｌ
のメッキ浴で、錫９７％、鉛３％の板を陽極板とし、６
．５Ａ／Ｄｄの電流密度で３分間連続メッキを行い、そ
の結果ステンレス鋼帯の全面に約３μｍの厚みの錫・鉛
合金メッキを得た。

実施例２ ＳＵＳ−３１６のステンレス鋼線で径０．１調、長さ５
，０００ｍの線材全面に錫・鉛合金メッキを連続的に施
した。

■脱脂工程、■化学研摩工程、■電解活性化工程は、い
ずれも実施例１と同様に行った。

■錫・鉛合金メッキ工程 硼弗化物として錫６０％、鉛４０チの比率のものをＢｏ
ｇ／ｌ、弗化硼素酸５０，９／１３．硼酸５０９／ｌの
メッキ浴で、錫６０％、鉛４０チの合金板を陽極とじ４
Ａ／Ｄｒｎ’にセットしたメッキ槽中を、ステンレス鋼
線に（−）電流を印加して連続メッキを２分間施し、鋼
線全面に約２μｍの厚みの錫・鉛合金メッキを得た。

上記実施例によりて得だ錫・鉛合金メッキを施したステ
ンレス鋼帯および線材の性能テストを行った結果は次の
通シであり、半田性に優れ、また電気接触抵抗値はステ
ンレス鋼素材表面の抵抗値を図−１の通シ下げることが
判明し、電子機器の材料としても利用可能のステンレス
鋼を利用した複合材料となった。

図−１ メッキ密着性テスト ■実施例１によって得られたステンレス鋼帯および実施
例２によって得た同線材を、１８０度で破断するまで反
復折曲げ、破断面を顕微鏡で観察したがメッキの剥離は
認められなかった。

■実施例１によって得たステンレス鋼帯表面に１問間隔
のカッターによる基盤目の素地に達する切シ込みを行い
、粘着テープによる剥離テストを行ったが剥離は全く起
きなかった。

半田性テスト ２３０℃にセットした錫６：鉛４の溶融半田での浸漬テ
ストの結果は図−２のメネスコグラフの示す通り、半田
浸漬初期の半田の表面張力による反発現象が見られず、
瞬間的に半田のぬれ性を示し、理想的な半田性を認めた
０ 図−２ １、ｃ Ａ　　５ＵＳ−！１０４に半田メッキ（錫９：鉛１）Ｂ
真チュウ Ｃ５ＵＳ−３０４生地 半田反復テスト ２実施例によって得た銅帯おｒび線材を、２５０℃にセ
ットした錫６：鉛４の溶融半田槽中に、５秒間浸漬、５
秒間大気中放置のサイクルを５回繰り返えしテストした
が、半田ぬれ性の劣化はなく、１００％のぬれ性を持続
した。

以上のテスト結果の示す通シ、本発明による　錫、鉛半
田メッキを施したステンレス鋼は、密着性に優れ、半田
のぬれ性は銅合金と比べ格段のぬれ性を示し、また、ス
テンレス鋼の欠点である鋼材表面の電気接触抵抗値を下
げることができたので、ステンレス鋼の持つばね性、ク
リープ特性、剛性などの優れた特徴を生かした半田付け
の可能々新規な複合材料として利用面が拡大した。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 塩酸（３５％溶液）１５〜２５容量％、硫酸（８５％溶
   液）５〜１５容量％、クエン酸粉末５〜１５重量％、酢
   酸（９０％溶液）０．５〜１．５容量％、硝酸（６８％
   溶液）４〜６容量％、非イオンまたは両性界面活性剤０
   ．１〜０．３重量％、アミン系腐蝕抑制剤０．０５〜０
   ．１５重量％を配合した酸性活性化浴を用いて、ステン
   レス鋼を浸漬処理する化学研摩工程と、 燐酸（８５％溶液）５〜１５容量％、硫酸 （８５％溶液）５〜１５容量％、クエン酸粉末５〜１５
   重量％、酢酸（９０％溶液）０．５〜１．５容量％、非
   イオンまたは両性界面活性剤０．１〜０．３重量％、ア
   ミン系腐蝕抑制剤０．０５〜０．１５重量％を配合した
   陰極電解浴を用いて上記ステンレス鋼を活性化する電解
   活性化工程と、 電解活性化後に、錫６０％〜９７％、鉛４０％〜３％の
   錫・鉛合金メッキを施す工程と、よりなることを特徴と
   する、ステンレス鋼に錫・鉛合金メッキを施す方法。