JPS6340864B2

JPS6340864B2 -

Info

Publication number: JPS6340864B2
Application number: JP21689784A
Authority: JP
Inventors: Masami Kobayashi; Hiroshi Oda; Hiromi Masuhara; Yoshio Kato
Original assignee: Mitsubishi Corp; Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Corp; Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 1984-10-16
Filing date: 1984-10-16
Publication date: 1988-08-12
Also published as: JPS6196087A

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野）本発明は接続や取付などの際に半田を必要とす
る分野へのステンレス鋼製品の使用を可能ならし
める方法に関する。（従来技術）ステンレス鋼は表面が強固な不動態化皮膜に覆
われているため、従来ステンレス鋼製品に直接半
田付けをすることは不可能視されていたが、近年
それを可能ならしめる方法が若干開発されてい
る。例えば(a)ステンレス鋼製品を弗酸単味または
弗酸と塩酸もしくは硝酸との混酸で処理して表面
の不動態化皮膜を除去した後不動態化皮膜が再生
しないうちに直ちに半田付けを行う方法、(b)弗
酸、塩酸および硝酸の混酸でステンレス鋼製品を
前処理した後まず銅めつきを、次に錫めつきまた
は半田めつきを施し、最後にスキンパス仕上を行
う方法および(c)酸による前処理後ニツケルめつき
を施す方法などである。（発明が解決しようとする問題点）しかしながら(a)の方法は半田付けが辛うじてで
きる程度であるうえに、酸洗後直ちに半田付けを
行う方法であるため、半田付け後も酸が残留し、
水洗しないと半田付け箇所やその周返が腐食され
てしまうものであつた。このためこの(a)の方法は
半田付け後の水洗を必須要件とするため、性能面
からはもとより作業面からも実用に乏しいもので
あつた。一方(b)の方法はこのような問題はないものの、
工程が複雑であるため、生産コストが高く、しか
も経時変化により表面に酸化物が発生し、半田性
が阻害されてしまうため、使用前に酸処理しなけ
ればならなかつた。 (c)の方法は電子部品の打抜き材料などで行われ
ている方法であるが、この方法の場合も経時変化
によりニツケルめつき表面に酸化物が発生してし
まうため、使用前に酸処理をしないと使用できな
いものであつた。（問題点を解決するための手段）本発明者らは上述のような問題のない方法を開
発すべく種々研究を重ねた結果、ステンレス鋼製
品にニツケルの薄づけめつきを施しその後金、
銀、パラジウムのうちの１種またはその合金の極
薄めつきを施せば半田付け後の水洗を必要とせ
ず、しかも表面は貴金属であるので、経時変化を
受けないことを見出した。しかしこれらのめつき
を施すにあたつては前処理として従来の方法を適
用したのでは半田接合強度が弱いことが判明し
た。そこで前処理についてさらに研究を重ねた結
果、無機酸と有機酸とを主成分とする浴で浸漬処
理および陰極電解処理をすれば、よいことを見出
した。すなわち本発明の前処理によればステンレ
ス鋼製品の不動態化皮膜は完全に除去され、かつ
表面も活性化されて、めつき金属や合金が活性化
されたクロム表面に選択的にめつきされ、クロム
原子が包み覆われた状態になる。その結果クロム
の活性化が抑制されて、ミクロ的に鉄地が露出し
ていても不動態化皮膜は再生しなくなり、強固に
半田付けされる。すなわち本発明はまず(イ)無機酸として塩酸（35
％溶液）15〜30容量％、硫酸（85％溶液）５〜15
容量％、硝酸（68％溶液）４〜６容量％を、また
有機酸としてクエン酸粉末５〜15重量％、酢酸
（90％溶液）0.5〜1.5容量％を、さらにこれらに
非イオンまたは両性界面活性剤0.1〜0.3重量％と
腐食抑制剤0.05〜0.15重量％を配合した酸性活性
化浴にステンレス鋼製品を浸漬して化学研摩する
化学研摩工程と、(ロ)無機酸として、燐酸（85％溶
液）５〜15容量％、硫酸（85％溶液）５〜15容量
％を、また有機酸としてクエン酸粉末５〜15容量
％、酢酸（90％溶液）0.5〜1.5容量％、さらにこ
れに非イオンまたは両性界面活性剤0.1〜0.3重量
％、ピロリドン誘導体２〜20容量％、アセチレン
グリコール0.5〜７重量％、腐食抑制剤0.05〜0.15
重量％を配合した電解浴に化学研摩後のステンレ
ス鋼製品を浸漬して陰極電解し、表面活性化を行
う電解活性化工程とによりまずステンレス鋼製品
の不動態化皮膜除去および活性化を行うのであ
る。ここで上記各浴に非イオンまたは両性界面活性
剤を配合するのは各工程後水洗した場合にステン
レス鋼製品表面が水はね現象を起さず、表面が水
分により被覆されて、次工程まで活性状態を維持
するためであり、その好ましいものとしてはポリ
エチレング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がある。また
腐食抑制剤を配合するのは無機酸による酸洗過多
を防止し、不動態化皮膜のみを除去するためで、
それは吸着型（NH₂基、SH基、OH基など有す
るもの）、皮膜型（重炭酸系、燐酸系など）また
は不動態型のいずれでもよい。さらに電解浴にピ
ロリドン誘導体とアセチレングリコールとを配合
するのはピロリドン誘導体の場合無機酸と有機酸
とにより溶解された不動態化皮膜を確実に取除く
ためであり、アセチレングリコールの場合は肌荒
れ防止と水切れ防止のためである。上記各浴において無機酸が上限より高いと腐食
抑制剤の配合にもかかわらず酸洗過多になり、ま
た下限より低いと活性化が不十分となり、好まし
くない。また有機酸は上限より高くしても高くし
た割には活性化せず、下限より低いと活性化が不
十分となる。さらに界面活性剤、腐食抑制剤、ピ
ロリドン誘導体およびアセチレングリコールはい
ずれも上限より高くしてもそれほど効果が得られ
ず不経済であり、下限より低くすると効果が不十
分となる。次に(ハ)酸性ニツケルめつき浴にて表面活性化後
のステンレス鋼製品にニツケルの薄づけめつきを
施すニツケルめつき工程と、(ニ)金、銀、パラジウ
ムのうちの１種またはその合金の極薄めつきをニ
ツケルの薄づけめつき後のステンレス鋼製品に施
す貴金属めつき工程とによりニツケルめつきおよ
び貴金属めつきを施してステンレス鋼製品に不動
態化皮膜が再生しないようにするとともに、経時
変化により半田性が低下しないようにするのであ
る。上記各工程におけるめつきは電気めつきによる
が、浴組成、めつき条件は公知の組成、条件でよ
い。めつき厚みは単位面積当りのめつき付着量を
比重で除して算出しためつき厚みでニツケルの場
合は0.01〜0.2μｍ、貴金属の場合は合金の場合も
含めて0.003〜0.1μｍにするのが好ましい。めつ
き厚みをこのような厚みにした場合のステンレス
鋼製品外観はステンレス鋼単体の色調と貴金属め
つき工程でめつきするめつき金属または合金単体
の色調との中間の色調を呈するので、めつき厚み
は色調で判断することもできる。貴金属めつき工程においては貴金属単体ばかり
でなく、その合金をめつきしても均等の効果が得
られる。ここで合金とはAu基合金、Ag基合金お
よびPd基合金であつて、好ましいものを挙げれ
ば、Au基合金としてはAu−Ni、Au−Cu、Au−
Co、Au−Pdが、またAg基合金としてはAg−
Cu、Ag−Niが、さらにPd基合金としてはPd−
Niなどがある。本発明は以上のようにして半田性を付与するの
であるが、半田性を付与したものはステンレス鋼
特有の不動態化皮膜が再生せず、かつ経時変化も
受けないので半田性は低下しない。本発明はステンレス鋼製品の不動態化皮膜を除
去した後活性化して、活性化したクロムの上に選
択的にNiと貴金属またはその合金をめつきして
不動態化皮膜が再生しないようにする方法である
ので、一般にFe−Cr系およびFe−Ni−Cr系合金
に適用でき、オーステナイト系、フエライト系お
よびマルテンサイト系ステンレス鋼などの鋼種に
適用できる。（実施例）種々のステンレス鋼製品を次の(a)〜(c)の工程で
前処理した後(d)の工程および(e)の工程でそれぞれ
ニツケルの薄づけめつきおよび貴金属もしくはそ
の合金の極薄めつきを施し、半田性を付与した。 (a) アルカリ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℃に加温し、ステンレス鋼製品を
逐次この槽中を通過させて一次脱脂を行ない、
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製品を陰極として、
６ボルトの電圧を印加して直流電解脱脂を行な
つた。 (b) 化学研摩工程続いてこのステンレス鋼製品を、塩酸（35％
溶液）20容量％、硫酸（85％溶液）10容量％、
クエン酸（粉末）10重量％、酢酸（90％溶液）
１容量％および硝酸（68％溶液）５容量％より
なる混酸に、ポリエチレングリコールアルキル
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％及びアミン系腐食抑制剤
（例えばライオンアーマ社製アーモビブー28）
0.1重量％を加えた浴中を通過させ、ステンレ
ス鋼製品表面の酸化物及び不純物を除去した。 (c) 電解活性化工程燐酸（85％溶液）10容量％、硫酸（85％溶
液）10容量％、クエン酸（粉末）５重量％、酢
酸（90％溶液）１容量％、Ｎ−メチル−２−ピ
ロリドン５容量％、２−ブチン−1.4−ジオー
ル２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％および腐食抑制剤0.1重
量％を加えた浴を60℃に加温し、ステンレス鋼
製品に（−）電流を、チタン白金メツキ板に
（＋）電流を通じ４ボルトにセツトして浴中を
通過させてステンレス鋼製品の表面の活性化を
行つた。 (d) ニツケルめつき工程スルフアミンニツケル100ｇ／、硫酸ニツ
ケル40ｇ／、硼酸30ｇ／のめつき浴で、浴
温50℃にセツトし、ステンレス鋼製品に（−）
電流を、ニツケル板に（＋）電流を通じ、
6A／Ｄm²の電流密度で15秒間ニツケルの薄づ
けめつきを施した。 (e) 貴金属めつき工程 (イ) Au−Ni合金めつきクエン酸120ｇ／、クエン酸ソーダ120
ｇ／、スルフアミン酸ニツケル30ｇ／、
シアン化金カリ８ｇ／めつき浴中で電流密
度12A／Ｄm²〜5A／Ｄm²の範囲で、浴温35
℃で、ステンレス鋼製品に（−）電流を、チ
タン白金めつき板に（＋）電流を通じ、２秒
間Au−Ni合金めつきを施した。 (ロ) 純Auめつきメタル分10ｇ／の純金めつき浴で液温65
℃、電流密度1A／Ｄm²にセツトし、１秒間
約80オングストロームの電着量を基準とし、
実施例６のめつき厚に適合するめつき時間で
純金めつきした。 (ハ) 銀めつきシアン化銀カリウム３重量％、シアン化カ
リウム60重量％のめつき液中で浴温25℃にセ
ツトし、ステンレス鋼製品に（−）電流を、
銀陽極板に（＋）電流を通じ、12A／Ｄm²の
電流密度で２秒間銀めつきを施した。 (ニ) パラジウムめつき Pdのメタル分として15ｇ／の中性めつ
き液で、浴温を45℃にセツトし、チタン白金
板に（＋）電流を、ステンレス鋼製品に
（−）電流を通じ、5A／Ｄm²の電流密度で３
秒間Pdめつきを施した。 (ホ) Pd−Ni合金めつきスルフアミン酸８％、Pdメタル分20ｇ／
、Niメタル分10ｇ／の中性溶液で、電
流密度8A／Ｄm²〜6A／Ｄm²の範囲で、浴温
30℃で、ステンレス鋼製品に（−）電流を、
チタン白金めつき板に（＋）電流を通じ、３
秒間、Pd−Ni合金めつきを施した。第１表に以上のようにして半田性を付与したス
テンレス鋼製品を１括して示す。

【表】 (注) めつき厚みは単位面積当りのめつき付着
量をめつき金属の比重で除して算出した。
次にめつき密着性と半田性確認のために次のよ
うなテストを行つた。 (1) めつき密着性 (イ) ゴバン目テスト実施例１、３、４および６の製品にカツタ
ーで鋼素地に達する経緯幅１mmのゴバン目を
入れ、160℃で10分間加熱後貼着テープを貼
付けて剥離した。剥離の結果、いずれの製品
からもめつき層の剥離は認められなかつた。 (ロ) 折曲げテスト実施例１〜６の製品を180度折曲げを繰返
し、破断させてみたが、破断面のめつき層は
剥離していなかつた。 (2) 半田性 (イ) ソルダーテスト機による方法実施例１〜６の製品をテスト機にセツトし
て半田の濡れ現象を電気的に測定したが、半
田の表面張力による浸漬初期の反発現象は少
く、濡れ性は極めて良好で、リン青銅より優
れていた。 (ロ) 半田槽によるテスト配合比が錫６、鉛４の半田を溶かした温度
230℃の半田槽に実施例１〜６の製品を３秒
および５秒浸漬して半田したが、いずれも95
％以上の「半田のり」を示し、半田性は良好
であつた。 (ハ) 電気半田ゴテによるテスト市販の電気半田ゴテとヤニ入り半田線（錫
６、鉛４）とを用いて実施例１〜６の製品同
志および異なる製品間の半田付けを行つた後
引離してみたが接合したステンレス鋼の双方
の表面に半田が密着していた。 (6) 効果以上説明した如く、本発明はステンレス鋼製品
にニツケルの薄づけめつきと金、銀、パラジウム
のうちの１種またはその合金の極薄めつきとを施
してステンレス鋼製品に半田性を付与するのであ
るが、めつきは不動態化皮膜を除去した後活性化
して行うので、めつき層の密着性は優れている。
まためつき層は貴金属で、しかも不動態化皮膜の
再生原因となるクロムを選択的に包み覆つている
ので、不動態化皮膜は再生せず、かつ経時変化も
受けない。したがつて半田性に優れ、一般に半田
性を必要とする分野へのステンレス鋼製品の使用
拡大に寄与する。

Claims

【特許請求の範囲】１ (イ) 塩酸（35％溶液）15〜30容量％、硫酸
（85％溶液）５〜15容量％、硝酸（68％溶液）
４〜６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％、腐食抑制剤
0.05〜0.15重量％を配合した酸性活性化浴にス
テンレス鋼製品を浸漬して化学研摩を行う化学
研摩工程と、 (ロ) 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％、ピロ
リドン誘導体２〜20容量％、アセチレングリコ
ール0.5〜７重量％、腐食抑制剤0.05〜0.15重量
％を配合した電解浴に化学研摩後ステンレス鋼
製品を浸漬して陰極電解し、表面活性化を行う
電解活性化工程と、 (ハ) 酸性ニツケルめつき浴にて表面活性化後のス
テンレス鋼製品にニツケルの薄づけめつきを施
すニツケルめつき工程と、 (ニ) 金、銀、パラジウムのうちの１種またはその
合金の極薄めつきをニツケルの薄づけめつき後
のステンレス鋼製品に施す貴金属めつき工程
と、を包含することを特徴とするステンレス鋼製品に
半田性を付与する方法。