JPS63161175A - 錫複合メツキの方法 - 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】 Ａ、産業上の利用分野 本発明μ、例えば銅粉末表面を錫・錫複合メッキする方
法に関するものである。

８０発明の概要 本発明は錫よりもイオン化傾向の小さい被メッキ体の表
面を、被メッキ体よりもイオン化傾向の大きいメッキ金
属と錫とにより複合メッキする方法において、 メッキ金属及び錫のいずれよりもイオン化傾向の大きい
物質のイオンを含む酸性の電解質溶液中でメッキ体と披
メッキ体とを接触させ、メッキ金属及び錫並びに電解質
を形成する前記物質のイオン化傾向の差を利用して、メ
ッキ金属及び錫を選択的に被メッキ体に析出させること
によって、メッキ処理を容易、安価にかつ好作業環境下
で行うことができるようにしたものである。

Ｃ１従来の技術 粉末冶金向けあるいは、電子材料向は等として、銅粉末
に錫複合メッキ処理を施した銅−錫複合メツキ粉末材料
を用いる場合がある。このようなメッキ処理の方法とし
ては、銅に錫・錫複合メッキする場合を例に挙げると、
大きく分けて浸漬法と浸仕きメッキ法とに分けられろ。

浸漬法の中には、被メッキ体を塩化亜鉛、塩化第一錫の
溶融塩へ通し、然る後に錫−アンチモン−鉛のメッキ浴
中へ浸漬する方法、半田棒を溶融させて被覆する半田付
法、更には小型タンク内面のみのメッキが要求される場
合には、合金湯をタンク内へ流し込んでこれを迅速に回
転させながら被覆する流し込み法がある。しかしながら
浸漬法のこれら３つのいずれの方法においてら板状体等
をメッキする場合には適しているが、粉末をメッキする
場合には困難が伴う。

一方浸せきメッキ法は、錫等のメッキ金属イオンを含む
溶液にシアン化ナトリウム等を加え、メッキ金属の析出
電位を銅よりも責として置換反応により銅粉末の表面に
メッキ金属を析出させる方法である。この方法は粉末に
対しても容易にメッキすることができるので、銅粉末を
メッキする場合利用されることが多い。

Ｄ３発明が解決しようとする問題点 浸漬法は、いずれの粉末のメッキに困難を伴うだけでな
く、高温浴を利用しているため作業環境を著しく損ない
、その玉数百度という高温を得るために加熱費が高騰し
て製造コストが高くなるという問題があった。また浸せ
きメッキ法は、シアン化ナトリウム等の有毒物質を使用
するため、シアンの廃液処理が必要であり、このためそ
の手間を要ずろ上、廃液処理に費用を要してその分製造
コストを引き上げるという問題があった。

本発明はこのような問題点を解決するためになされたも
のであり操作が容易である上製造コストか低く、しかも
作業環境の改善を図ることのできる錫複合メッキ方法を
提供することを目的とするものである。

Ｅ３問題点を解決するための手段 本発明においては、被メッキ体として錫よりもイオン化
傾向の小さい例えば銅の粉末を用い、メッキ体として、
イオン化傾向が錫とは異なりかつ披メッキ体よりら大き
いメッキ金属と錫とからなる例えば合金の粉末を用いる
。

以下において、被メッキ体として銅粉末を用いると共に
メッキ体として半田粉末を用い、銅粉末の表面に錫・錫
複合メッキする場合を例にとって本発明を説明する。

先ず、錫よりもイオン化傾向の大きい物質のイオンを含
む酸性の電解質溶、液を用意する。錫よりもイオン化傾
向の大きい物質のイオンとしては、Ｎ　ａ　”、　Ｋ　
”、　Ｍ　ｇ　”°ｒ　　Ｃａ　２”　ｒ　　Ｚ　ｎ　
２’　ｒ、　Ａ　Ｑ　３”等の金属イオンやＮＨ，”等
を挙げることができ、これらのイオンを含む電解質溶液
としては、上記物質の塩化物等のうちの一種あるいは二
種以上を例えば０．２５ｘｏρ／ρ以上含む溶液を挙げ
ることができる。

この電解質溶液に塩酸や硝酸等を加えて酸性とし、好ま
しくはそのｐＨを５以下、更に好ましくは０．５〜３と
なるように調整する。この電解質溶液の温度を例えば６
０°Ｃ以上に保温した状態で、これに銅粉末と半田粉末
とを加え、撹拌する。

なお、銅粉末としてはその用途によって、アトマイズ粉
、電解粉、あるいは還元粉等の粉末が使用される。

Ｆ９作用 上記方法を実行すると、錫及び鉛により複合メッキされ
た銅粉末が得られる。この錫・錫複合メッキは次のよう
な作用によって達成されると推定される。即ち、電解質
溶液中にて銅粉末と半田粉末とが接触することにより電
池が形成され、銅粉末の表面および半田粉末の表面が夫
々陰極部、陽極部として働くため、半田粉末表面から錫
及び鉛がイオンとして溶解する。そして、電解質溶液中
には、塩素板等の陰イオンが多量に存在するため、これ
ら陰イオンか錫及び鉛の溶解を促進する。更に電解質溶
液中には水素イオンも存在しており、錫および鉛は水素
よりもイオン化傾向が大きいことから、置換反応によっ
て錫イオン及び鉛イオンになろうとする。

これら、銅粉末と半田粉末による電池の形成。

陰イオンの多量の存在及び水素イオンの存在により半田
粉末表面から錫がイオンとして大きな速度で溶解し、ま
た鉛がイオンとして比較的大きな速度で溶解する。そし
て、鉛は錫及びＮ２Ｌ、に等の電解質における陽イオン
を形成する物質よりもイオン化傾向が小さいので、陰極
部として動く銅粉末の表面への吸着性については鉛イオ
ンの方が高く、鉛イオンが銅粉末表面に選択的に吸着さ
れ、金属鉛として還元析出し、次いでＮａ、に等よりも
イオン化傾向の小さい錫が同様の作用によって、鉛で覆
われた銅粉末へ選択的に吸着され、金属錫として還元析
出するものと考えられる。

ここで、塩素板等の陰イオンが少量の場合には、半田粉
末における錫の溶解速度が小さくなってしまうため、電
解質の濃度は０　、２５　ｕｏＱ／Ｑ程度以上が望まし
い。また、水素イオンが少ない場合にも大きな溶解速度
が得られないため、電解質溶液のｐ　Ｈは５以下である
ことが望ましい。これに対して、水素イオンが多すぎる
場合には、銅粉末表面に析出した錫および鉛が水素イオ
ンにより酸化され、イオンとなって大きな速度で溶解し
てしまうため、電解質のｐ　Ｈの下限は０．５程度であ
ることが望ましい。

Ｇ、実施例 以下に本発明の実施例及び比較例を記述する。

実施例　ｌ 塩化ナトリウム濃度３．５ｘｏＩ２／Ｑ、の水溶液５０
０ｍＱを塩酸によりｐＨが１．０になるように調整した
ものを反応槽に入れておいて、この反応槽内に粒度が２
００メツシユ以下の雷解銅粉末８５ｉｉ１と粒度が２０
０メツシユ以下の半田粉末１５９（錫６１％）とを加え
、撹拌しながら温度８５℃にて６０分間反応させた。得
られた粉末を濾過し、水洗し、乾燥したところ９６ｇの
灰色の粉末が得られた。この粉末を顕微鏡で観察した結
果では半田粉末そのものと思われる粉末は認められなか
った。またこの粉末を王水にて溶解し、原子吸光分析を
行ったところ錫９．１％、鉛４，２％を示した。

実施例　２ 塩化ナトリウム濃度２．５肩ｏＱ／Ｑの水溶液５００１
１ｆ２を硝酸によりｐ　Ｈか１．０になるように調整し
たものを反応槽に入れておいて、この反応槽内に粒度が
２００メツシユ以下の還元銅粉末８５ｇを加え、撹拌し
ながら粒度２００メツシユ以下の錫粉及び鉛粉を夫々１
０９．５９加え、温度８５℃にて９０分間反応させた。

得られた粉末を濾過し、水洗し、乾燥したところ９８９
の灰色の粉末か得られた。この粉末を顕微鏡で観察した
結果では錫粉末あるいは鉛粉末そのものと思われろ粉末
は認められなかった。またこの粉末を王水にて溶解し、
原子吸光分析を行ったところ錫９，８％、鉛４，３％を
示した。

実施例　３ 塩化カルシウム濃度３．０ｍｏＱ、／Ｑの水溶液！５０
０ｍＱを塩酸によりｐＨ／ｌ（１，５になるように調整
したしの反応槽に入れておいて、この反応槽内に実施例
１で使用したものと同じ銅粉末と半田粉末とを夫々８５
Ｌ１５９加え、撹拌しながら温度８５℃にて６０分間反
応させた。得られた粉末を濾過し、水洗し、乾燥したと
ころ９４９の灰色の粉末が得られた。この粉末を顕微鏡
で観察しｆコ結果では半田粉末そのものと思われる粉末
は認められなかった。またこの粉末を王水にて溶解し、
原子吸光分析を行ったところ錫９．２％、鉛４．２％を
示した。

実施例　４ 塩化アンモニウム濃度２　、５　ｍｏＱ／Ｑの水溶液５
００ｉＱを塩酸によりｐＨｊ＜１．０になるように調整
したものを反応槽に入れておいて、この反応槽内に実施
例１で使用したものと同じ銅粉末と半田粉末とを夫々８
５９．１５ｙ加え、撹拌しながら温度８５°Ｃにて６０
分間反応させた。得られた粉末を濾過し、水洗し、乾燥
したところ９５９の灰色の粉末が得られた。この粉末を
顕微鏡で観察した結果では半田粉末そのものと思われる
粉末は認められなかった。またこの粉末を王水にて溶解
し、原子吸光分析を行ったところ錫９．０％、鉛４．２
％を示した。

実施例　５ 塩化ナトリウム濃度３．５ｍｏＱ／σの水溶液１ｉ２を
塩酸によりｐ　Ｈが３．０になるように調整したものを
反応槽に入れておいて、この反応槽内に実施例１で使用
したものと同じ銅粉末と半田粉末とを夫々８５ｇ、１５
１７加え、撹拌しながらｆｊＬ度８５℃にて９０分間反
応させた。得られた粉末を濾過し、水洗し、乾燥したと
ころ９６ｇの灰色の粉末が得られた。この粉末を顕微鏡
で観察した結果では半田粉末そのものと思われる粉末は
認められなかった。またこの粉末を王水にて溶解し、原
子吸光分析を行ったところ錫９，２％、鉛４，２％を示
した。

比較例　ｌ 塩酸によりｐｌ（１，０に調整したイオン交換水５００
ｘＲが入った反応槽内に実施例１で使用したしのと同じ
銅粉末と半田粉末とを夫々８５９゜１５９加え、撹拌し
ながら温度８５℃にて６０分間反応させた。得られた粉
末を濾過し、水洗し、乾燥したところ、９８ｇの若干黒
みがかった銅色粉末か得られた。この粉末を顕微鏡で観
察した結果では、半田粉末そのものと思われる粉末が多
数認められた。

比較例　２ 硝酸によりｐＨ１，０に調整したイオン交換水５００ｍ
０．が入った反応槽内に実施例１で使用したものと同じ
銅粉末と半田粉末とを夫々８５９゜１５ｇ加え、撹拌し
ながら温度８５℃にて９０分間反応させた。得られた粉
末を濾過し、水洗し、乾燥したところ９７ｇの銅色の粉
末が得られた。

この粉末を顕微鏡で観察した結果では、半田粉末そのも
のと思われる粉末が多数認められた。

比較例　３ 塩化ナトリウム濃度３　、　５　ｍｏＱ／　Ｑの水溶液
ＩＱを塩酸によりｐＩ］が５．５になるように調整した
ものを反応槽に入れておいて、この反応槽内に実施例１
で使用したものと同じ銅粉末と半田粉末とを夫々８５ｇ
、１５ｇ加え、撹拌しながら温度８５°Ｃにて９０分間
反応させた。得られた粉末を濾過し、水洗し、乾燥した
ところ、９７ｇの銅色の粉末が得られた。この粉末を顕
微鏡で観察した結果では、半田粉末そのものと思われる
粉末が多数認められた。

考察 以上において、実施例１〜５及び比較例１〜３における
反応中の銅粉末の色の変化については、実施例１〜５で
は反応時間の経過と共に銅色から灰色へと変化し、比較
例１〜３では色の変化はほとんどみられなかった。この
ような銅粉末の色の変化、顕微鏡の観察結果及び原子吸
光分析の結果にもとづいて実施例及び比較例を考察する
と、反応槽内の液か電解質溶液の場合には錫・錫複合メ
ッキが行われるが、反応槽内の液がイオン交換水の場合
（比較例１，２）には、「Ｆ１作用」の項で述べたよう
に陰イオンが多量に存在しないため、半田粉末における
錫及び鉛の溶解速度が極めて小さくなり、実質的には錫
・鉛メッキが行われないことがわかる。またｐ　Ｈが小
さい場合には、錫・錫複合メッキが行われるが、ｐ）（
が大きく（比較例３）なると、やはり錫及び鉛の溶解速
度が小さくなり、工業レベルで錫・錫複合メッキするこ
とが困難になると考えられる。

Ｈ９発明の効果 以上のように本発明によれば、ｐＨ調整された電解質溶
液内にメッキ体及び被メッキ体、例えば半田粉末及び銅
粉末、あるいは錫粉末、鉛粉末及び銅粉末を加えること
により、銅粉末表面に錫・錫複合メッキすることができ
る。従って披メッキ体の形状や大きさに制限されること
なく板状体、棒状体及び粉末等に容易に銀複合メッキす
ることができると共に、高温浴を不要とし、加熱温度が
十分低いから、浸漬法に比べて作業環境を著しく改善す
ることができ、併せて加熱費も低廉で済む。

そして浸せきメッキ法のようにシアンを用いることもな
いのでシアンの廃液処理といった複雑な後処理が不要で
あり、この点からも製造コストを低く抑えろことができ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 錫よりもイオン化傾向の小さい被メッキ体と、イオン化
   傾向が錫とは異なりかつ前記被メッキ体よりも大きいメ
   ッキ金属と錫とからなるメッキ体とを、前記メッキ金属
   及び錫のいずれよりもイオン化傾向の大きい物質のイオ
   ンを含む酸性の電解質溶液中で接触させることによつて
   、前記メッキ体からメッキ金属及び錫をイオンとして溶
   解させ、溶解したメッキ金属及び錫のうちイオン化傾向
   の小さい方の一方の金属を、他方の金属及び前記物質と
   当該一方の金属とのイオン化傾向の差によつて選択的に
   被メッキ体の表面に析出させ、次いで前記他方の金属を
   、前記物質と当該他方の金属とのイオン化傾向の差によ
   つて、一方の金属で覆われた被メッキ体に選択的に析出
   させることを特徴とする錫複合メッキの方法。