JPS63230883A - 無電解スズめつき浴 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は銅または銅合金に無電解スズめっきを施す際に
用いられる無電解スズめっき浴に関するものである。

（従来の技術と問題点） 電子部品の回路パターン等を形成する銅または銅合金上
には、スズが優れた耐蝕性、耐変色性、はんだ付は性を
有する故に、スズの無電解めっき膜が施されることが多
い。

従来の無電解スズめっき浴は、塩酸、硫酸等の鉱酸にス
ズ塩を溶解したものが基本浴となっている。

しかし、このめっき浴で得られるめっき膜は薄く、また
ピンホールが多いという問題点を存している。

そこで現状では各種界面活性剤、その他の添加剤が検討
され、めっき速度、めっき外観、密着性等の点ではかな
り改善されてきている。

しかしながら、塩酸、硫酸等の鉱酸が用いられている以
上、これら鉱酸の銅または銅合金の素材への激しいアタ
ックが免れず、めっき浴の本質的な改善には限界があっ
た。特にポリイミド等の絶縁樹脂シート上に銅箔回路を
形成したテープキャリア等の電子部品にあっては、リー
ド幅が１００μｍ程度の極めて細かいものであるため、
リードのつけ根等への鉱酸のアタックが大きく、断線等
の悪影響を受は易い。また鉱酸は、硫酸を用いた場合に
はめっき外観に劣るため、主として塩酸を用いる場合が
多いのであるが、電子部品が半導体装置用部品の場合に
は、製品の清浄度の点から塩素イオンが存在しないこと
が望ましく、塩酸浴は好ましくない。

そこで本発明は上記問題点を解消すべくなされたもので
あり、その目的とするところは、銅または銅合金の素材
へのアタックが緩やかであり、密着性が良好なスズめっ
き膜が得られ、また塩素イオンが存在しないで電子部品
等への悪影響を回避しうる無電解スズめっき浴を提供す
るにある。

（問題点を解決するための手段） 上記目的による本発明に係る無電解スズめっき浴によれ
ば、アルカンスルホン酸、アルカノールスルホン酸、芳
香族スルホン酸から選ばれた有機スルホン酸と、これら
有機スルホン酸の２価のスズ塩と、次亜リン酸ナトリウ
ムと、チオ尿素とを基本組成として含み、これに必要に
応じて添加剤を添加して成ることを特徴とする。

本発明では、塩酸、硫酸等の鉱酸を用いず、有機スルホ
ン酸およびその２価のスズ塩を用いる。

有機スルホン酸は鉱酸に比べて、素材の銅または銅合金
に対するアタックは権めて緩やかである。

有機スルホン酸としては、アルカンスルホン酸、アルカ
ノールスルホン酸、芳香族スルホン酸から、単独もしく
は適宜組み合わせて選択する。また本発明では無電解め
っきの還元剤として次亜リン酸ナトリウムを含み、錯化
剤としてチオ尿素を必須の組成として含む。

ＰＨは２〜３程度が好適であり、また浴温はめっき速度
との関係で８０℃前後が好適である。

上記の基本浴によって、実用上有効な無電解スズめっき
膜を得ることができる。

その他の添加剤としては、浴のＰＨを一定に保つための
緩衝剤、めっき膜表面の平滑化を満たすための界面活性
剤、スズの析出、結晶化と銅の溶出の促進剤、および光
沢剤を必要に応じて添加する。

上記の緩衝剤としては、クエン酸、酒石酸、リンゴ酸等
のオキシルカルボン酸が好適である。

また界面活性剤としてはカチオン性活性剤である塩化ラ
ウリルピリジニウム、アニオン性活性剤であるラウリル
硫酸ナトリウム、またはノニオン性活性剤であるトライ
トン−Ｘ（商品名、和光純薬工業■製）、ツイーン（商
品名、花王アトラス■製）等が好適であり、これらを単
独または併用して添加する。

スズの析出、結晶化と銅の溶出の促進剤としては、一般
式、 （Ｒはアルキル基またはベンゼン核）で示される、ＥＤ
ＴＡ、メチルＥＤＴＡ、ＣＤＴＡ等の錯化剤を用いる。

光沢剤としては、第１光沢剤として、スチレン、シンナ
ミルアルコール、シンナミックアシド、シンナムアルデ
ヒド、オルトメトキシシンナミンクアシド、２−フリル
アクリックアシド、ベンザルアセトン等のα、β−不飽
和ケトン、またはアルデヒドを単独または併用して、ま
た第２光沢剤として、ホルマリンまたはイミダゾリン誘
導体を単独または併用して用いる。この第１光沢剤と第
２光沢剤とは併用して添加する。これら光沢剤を添加す
ると、従来の無電解スズめっき浴では一般的に光沢が不
充分であったのが、充分な光沢を有する無電解スズめっ
き膜を得ることができる。

また本発明に係るめっき浴は、界面活性剤添加による発
泡性が低く、また有機スズ、有機スルホン酸を用いてい
るために従来の硫酸系、塩酸系のめっき浴に比べ低比重
であり、液の粘度が低いためめっき後の後処理において
水洗が容易でかつ洗いもきれいである。従って製品の清
浄度が高まる。

また、半導体用部品へのスズめっきにおいては塩素イオ
ンが存在しないため製品の清浄度において満足できる浴
である。

以下に具体的な実施例を示す。

（実施例） 実施例１ メタンスルホン酸　　　　　　　　５０ｇ／ｊ！メタン
スルホン酸スズ　　　　　２０＃チオ尿素　　　　　　
　　　　　７５〃次亜リン酸ナトリウム　　　　　　８
０〃クエン酸　　　　　　　　　　　　　１５　〃塩化
シラウリルピリジニウム　　　５〃ＥＤＴＡ　　　　　
　　　　　　　　３　＃上記組成の無電解スズめっき浴
を建浴した。この浴はＰＨが約２．２となる。この浴の
浴温を約８０℃にして、前記のテープキャリアを１０分
間浸漬したところ、１．０μｍの平滑で均一な白色スズ
めっきが得られた。このめっきの密着性は良好で、顕微
鏡観察でもピンホールは全く見られなかった。また素材
樹脂部分へのアタックは何ら認められず、リードつけ根
部分も良好なめっき外観であった。

実施例２ メタンスルホン酸　　　　　　　５０　　ｇｅｌメタン
スルホン酸スズ　　　　　２０〃チオ尿素　　　　　　
　　　　　７５〃次亜リン酸ナトリウム　　　　　８０
〃クエン酸　　　　　　　　　　　１５〃塩化ラウリル
ピリジニウム　　　５　〃ＥＤＴＡ　　　　　　　　　
　　　３　Ｉベンザルアセトン　　　　　　　０．５〃
ホルマリン　　　　　　　　　　　１．０〃上記組成の
無電解スズめっき浴を建浴した。この浴はＰＨが約２．
５となる。この浴の浴温を約８０℃にして、前記のテー
プキャリアを１０分間浸漬したところ、１．１　μ−の
平滑で均一な光沢スズめっきが得られた。このめっきの
密着性は良好でピンホールも全く見られなかった。素材
樹脂部分へのアタックは認められず、またリードつけ根
部分も良好なめっき外観であった。

上記組成の浴において、浴温、浸漬時間、めっき厚の関
係を第１図に示す。同図から明らかなように浴温か高い
ほど析出速度が大きい、実用上２μｍ以上のめっき厚が
あれば充分な防錆効果があるので、浴温８０℃の場合、
浸漬時間は２０分程度と短時間でよい。

メタンスルホン酸スズの濃度を変化させた場合の浸漬時
間とめっき厚との関係を第２図に示す。

同図から明らかなようにスズ塩の濃度が高いほど析出速
度が大きくなった。

実施例１、実施例２において、被めっき物の前処理とし
ては、アルカリ脱脂→シアン電解処理→酸浸漬という通
常の工程で充分であり、被めっき物が均一に水に濡れて
いれば乾燥を行わなくてもムラめっきになることはなく
、均一なめっき外観が得られた。

また実施例１、実施例２において、メタンスルホン酸と
その２価のスズ塩の替わりにアルカンスルホン酸とその
２価のスズ塩、またはアルカノールスルホン酸とその２
価のスズ塩を用いても同様の結果が得られた。

また実施例１、実施例２において、塩化ラウリルピリジ
ニウムの替わりにラウリル硫酸ナトリウム等前記した界
面活性剤を用いた場合にあっても、またＥＤＴＡの替わ
りにメチルＥＤＴＡ、ＣＤＴＡ等の錯化剤を用いた場合
においてもそれぞれ実施例１．２と同様の結果が得られ
た。

また実施例２において、ベンザルアセトンの替わりにス
チレン等の前記した第１光沢剤を、さらにホルマリンの
替わりにイミダゾリン誘導体を用いた場合にあっても、
それぞれ外観的に優れた光沢スズめっきが得られた。

また各実施例において、めっき後の後処理の水洗が容易
に行えた。

（発明の効果） 以上のように本発明に係る無電解スズめっき浴によれば
、次のような特有の作用効果を奏する。

■　鉱酸を含まないため素材の銅または銅合金へのアタ
ックが緩やかであり、配線回路の腐食、断線等の悪影響
を回避できる。

■　ピンホールのない、均一で平滑な、かつ密着性に優
れる、所望の厚さの無電解スズめっき膜を得ることがで
きる。

■　めっき速度が大きく、作業性に優れる。

■　鉱酸を含有していないので、取り扱い上安全であり
、また作業雰囲気も良好となるばかりでなく、低比重で
粘性が低いのでめっき後の後処理において水洗が容易に
行える。

■　有機スルホン酸系のめっき浴であり、塩素イオンが
存在しないので電子部品用めっき浴として好適である。

■　上述した第１光沢剤、第２光沢剤を併用すれば、無
電解めっきでありながら優れた光沢を有するスズめっき
膜を得ることができる。

以上、本発明について好適な実施例を挙げて種々説明し
たが本発明はこの実施例に限定されるものではなく、発
明の晴神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るの
はもちろんのことである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例２における、浴温、浸漬時間、めっき
厚の関係を示すグラフ、第２図は、実施例２における、
メタンスルホン酸スズの濃度を変化させた場合の、浸漬
時間とめっき厚との関係を示すグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、アルカンスルホン酸、アルカノールスルホン酸、芳
   香族スルホン酸から選ばれた有機スルホン酸と、これら
   有機スルホン酸の２価のスズ塩と、次亜リン酸ナトリウ
   ムと、チオ尿素とを基本組成として含み、これに必要に
   応じて添加剤を添加して成る無電解スズめっき浴。 ２、添加剤が、クエン酸、酒石酸、リンゴ酸等のオキシ
   カルボン酸からなるＰＨ調整剤である特許請求の範囲第
   １項記載の無電解スズめっき浴。 ３、添加剤が、塩化ラウリルピリジニウム等のピリジニ
   ウム塩、ラウリル硫酸ナトリウム等のアルキルスルホン
   酸塩、ツィーン（商品名）等のポリオキシエチレンソル
   ビタン脂肪酸エステル、またはトライトン−Ｘ（商品名
   ）等のポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル
   の１種以上を含む界面活性剤である特許請求の範囲第１
   項記載の無電解スズめっき浴。 ４、添加剤が、一般式、 ▲数式、化学式、表等があります▼ （Ｒはアルキル基またはベンゼン核）で示される錯化剤
   で、ＥＤＴＡ、メチルＥＤＴＡ、ＣＤＴＡ等のジアミノ
   酢酸のアルカリ金属塩からなる反応促進剤である特許請
   求の範囲第１項記載の無電解スズめっき浴。 ５、添加剤が、スチレン、シンナミルアルコール、シン
   ナミックアシド、シンナムアルデヒド、０−メトキシシ
   ンナッミックアシド、２−フリルアクリックアシド、ベ
   ンザルアセトン等のα、β−不飽和ケトン、またはアル
   デヒドからなる第１光沢剤と、ホルマリンまたはイミダ
   ゾリン誘導体からなる第２光沢剤とからなる光沢剤であ
   る特許請求の範囲第１項記載の無電解スズめっき浴。