JPWO2007142352A1 - めっき膜の形成方法および材料 - Google Patents

Abstract

純Ｓｎめっき膜にウィスカーが発生するのを防止することの可能なめっき膜の形成方法を提供する。カソード電極１３の表面を鏡面に仕上げたのち、その表面に前処理を行ったのち、カソード電極１３の強磁場Ｂに対する角度θを５°以上５３°以下、または７５°以上９０°以下に設定する。次に、カソード電極１３に対して強磁場Ｂを印加しつつ、アノード電極１２とカソード電極１３との間に電流を流す。これにより、上記した角度θの範囲のうち５°以上５３°以下、または８５°以上９０°以下の場合には、カソード電極１３に対して強磁場Ｂを印加していないときにカソード電極１３に形成される純Ｓｎめっき膜の結晶配向パターンと非類似の結晶配向パターンの純Ｓｎめっき膜が形成される。このめっき膜は、Ｓｎの結晶方位として少なくとも（１０１）面を有する。

Description

本発明は、強磁場を用いて純錫（Ｓｎ）めっきを行うめっき膜の形成方法および材料に関する。

電気・電子製品は、不燃性の製品であることから、耐用年数の経過などによって廃棄物となった場合に、そのままの形で、または粉砕されて地中に埋められることがある。このような電気・電子製品にはめっき材として錫鉛（Ｓｎ−Ｐｂ）が主に利用されているが、このＳｎ−Ｐｂに含まれる鉛は人に対する毒性を有している。そのため、Ｓｎ−Ｐｂに含まれる鉛が地中に埋められた廃棄物から酸性雨などにより溶出し、地下水に混入したり河川に流れて、何らかの形で人々に取り込まれた場合には、鉛が人体に対して悪影響を及ぼす虞がある。そこで、近年では、Ｓｎ−Ｐｂに替わる材料の検討が電子業界において活発に進められている。

特開２００５−２３０８３０号公報

Ｓｎ−Ｐｂに替わる材料としては純Ｓｎや、Ｓｎ−Ａｇ、Ｓｎ−ＣｕおよびＳｎ−Ｂｉなどの２元系のＳｎ合金があるが、この中で最も有力視されている材料として純Ｓｎが挙げられる。この純Ｓｎは人体に無害であり、その上、はんだ付け性がよく、コストが安価であるという特徴を有している一方で、ウィスカーが発生し易いという問題がある。純Ｓｎめっきに発生するウィスカーは最長で数十μｍ〜数百μｍの長さになるものもあり、電子回路のショート（短絡）を引き起こす虞がある。ところが、ウィスカーの発生メカニズムについては未解明な部分が多く、純Ｓｎめっき膜にウィスカーが発生するのを抑制することが極めて困難であった。また、Ｓｎ合金めっき膜においてもウィスカーが発生することがある。

なお、特許文献１には、析出電極の中心軸を取り囲むように電磁石コイルを配置して、めっき槽内に磁場を形成することにより、対極から析出電極に向かって流れる電流を析出電極の中心方向に曲げる技術が開示されている。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、純Ｓｎめっき膜またはＳｎ合金めっき膜にウィスカーが発生するのを防止することの可能なめっき膜の形成方法および材料を提供することにある。

本発明のめっき膜の形成方法は、以下の（Ａ）および（Ｂ）の各工程を含むものである。
（Ａ）純錫（Ｓｎ）またはＳｎ合金からなるアノード電極と銅または銅合金からなるカソード電極とをめっき槽内において互いに対向配置する工程
（Ｂ）カソード電極のうちアノード電極との対向面と所定の角度で交差する方向からカソード電極に対して強磁場を印加すると共に、アノード電極とカソード電極との間に電流を流す工程

本発明の材料は、銅または銅合金からなる基板に、純錫（Ｓｎ）またはＳｎ合金よりなると共にＳｎの結晶方位が少なくとも（１０１）面を有するめっき膜を備えたものである。

ここで、純Ｓｎとは純度が９９．９％以上のＳｎを指している。Ｓｎ合金は、例えば、Ｓｎ−Ａｇ、Ｓｎ−Ｃｕ、Ｓｎ−Ｂｉであり、銅合金は、例えば、Ｃｕ−Ｚｎなどである。また、強磁場とは０．１Ｔ以上の磁場のことを指している。また、対向とは正対だけを指すものではなく、カソード電極の対向面とアノード電極の対向面とが所定の角度で向き合っている場合も含まれる概念である。また、カソード電極とアノード電極とが互いに等しい形状や大きさとなっている必要はない。なお、拡散防止のために、銅または銅合金の表面にニッケル（Ｎｉ）を例えば数μｍめっきしておいてもよい。

本発明のめっき膜の形成方法では、銅または銅合金からなるカソード電極の対向面に純ＳｎまたはＳｎ合金を析出させる際に、カソード電極のうちアノード電極との対向面と所定の角度で交差する方向からカソード電極に対して強磁場を印加している。

本発明の材料では、ＣｕまたはＣｕ合金基板のＳｎめっき膜においてＳｎ結晶配向パターンにおける優先配向として少なくとも（１０１）面を有しているために、めっき膜にウィスカーの発生が無くなっている。

本発明のめっき膜の形成方法によれば、銅または銅合金からなるカソード電極の対向面に純ＳｎまたはＳｎ合金を析出させるときに、カソード電極のうちアノード電極との対向面と所定の角度で交差する方向からカソード電極に対して強磁場を印加するようにしたので、純Ｓｎめっき膜またはＳｎ合金めっき膜にウィスカーが発生するのを防止することができる。

本発明の材料によれば、めっき膜のＳｎの結晶方位が少なくとも（１０１）面を有するようにしたので、ウィスカーの成長が抑えられている。この理由は必ずしも明確ではないが、ＣｕまたはＣｕ合金基板上のＳｎめっき膜にウィスカーが発生する原因は、Ｃｕ元素がＳｎ中に拡散することによりＳｎ中にＣｕ−Ｓｎの金属間化合物が成長し、Ｓｎの内部応力を高め、それを解消するためにＳｎ元素が表面に拡散することによっている。Ｓｎの優先方位として（１０１）を有することにより、Ｃｕ元素の拡散を抑制するか、内部応力の発生を抑えＳｎ元素の拡散が防止されることなどが考えられる。よって、この材料を電子部品に適用すれば、電子回路の短絡などの発生を抑えることができる。

本発明の一実施の形態に係る、純Ｓｎめっき膜の形成方法の流れ図である。 図１の形成方法を実施する際に用いる製造装置の概略構成図である。 図２のめっき膜形成部の概略構成図である。 図３のカソード電極の強磁場に対する角度について説明するための概略構成図である。 Ｘ線回折法により計測された結晶配向パターン図である。 カソード電極を黄銅板により構成した場合における、カソード電極の角度と輝度比との関係図である。 本実施の形態の一例に係る純Ｓｎめっき膜のＳＥＭ写真である。 比較例に係る純Ｓｎめっき膜のＳＥＭ写真である。 強磁場の大きさとウィスカーの発生との関係図である。 カソード電極を銅板により構成した場合における、カソード電極の角度と輝度比との関係図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は本発明の一実施の形態に係る、純Ｓｎめっき膜の形成方法の流れを表すものである。図２は本実施の形態の形成方法を実施する際に用いる製造装置１の概略構成を表すものであり、図３は図２のめっき膜形成部１０の内部構成を表すものである。

この製造装置１は、めっき膜形成部１０と、磁場発生部２０とを備えたものである。このめっき膜形成部１０は、めっき液１１中に３つの電極（アノード電極１２、カソード電極１３および塩橋１４）を浸したものであり、電析の方式として三極電極方式を採用したものである。

めっき膜形成部１０は、めっき液１１で満たされためっき槽１５と、めっき液１１中に互いに対向配置されたアノード電極１２およびカソード電極１３と、めっき液１１中に配置された塩橋１４とを備えている。アノード電極１２は電圧源３０のプラス端子３１に、カソード電極１３は電圧源３０のマイナス端子３２にそれぞれ接続されている。塩橋１４については、一端がめっき液１１に浸され、他端が内部液槽１６内の内部液１７に浸されている。内部液１７には電圧源３０のグラウンド端子３３に接続された参照電極１８がさらに浸されている。

ここで、めっき液１１は、例えば、硫酸錫が電気分解されたものであり、Ｓｎ²⁺イオンと、ＳＯ₄ ^2-イオンとを含有している。アノード電極１２は、純Ｓｎ板からなり、プラス端子３１から延在する配線１２Ａの先端に接続されている。純Ｓｎ板のＳｎの純度は、９９．９％以上であることが好ましい。カソード電極（基板）１３は、黄銅（Ｃｕ−Ｚｎ）板からなり、マイナス端子３２から延在する配線１３Ａの先端に接続されている。黄銅板は、例えば１０ｍｍ×１０ｍｍ角で、厚さが０．３ｍｍの直方体形状となっており、アノード電極１２との対向面が磁場発生部２０から発生する強磁場Ｂの方向（ベクトル）と角度θで交わるように配置されている（図４参照）。なお、黄銅板はその表面が研磨により鏡面に仕上げられると共に前処理が施されたものであることが好ましい。また、ニッケルを数μｍめっきした表面に形成しためっき膜と、銅や銅合金に直接形成しためっき膜とは互いに同質であることから、拡散防止のために、黄銅板の表面にニッケル（Ｎｉ）を例えば数μｍめっきしておいてもよい。塩橋１４は、例えば寒天に塩化カリウム（ＫＣｌ）を混ぜたものからなる。内部液１７は、例えば飽和塩化カリウムからなり、参照電極１８は、Ａｇ／ＡｇＣｌからなる。

磁場発生部２０は、黄銅板１３Ｂに対して０．１Ｔ以上の強磁場Ｂを印加するためのものであり、例えば、超伝導転移温度の高い超伝導コイルや、強力な磁石からなる。

次に、純Ｓｎめっき膜の形成方法について説明する。まず、カソード電極１３の表面を鏡面に仕上げたのち、その表面に前処理を行う（ステップＳ１）。例えば、粒径４００μｍ〜１５５０μｍの砥粒を含む研磨剤を用いてカソード電極１３の表面を研削し、続いてその表面をバフ研磨することにより鏡面に仕上げる。次いで、例えば、アセトンによる超音波洗浄を１５分間行って表面を脱脂したのち、その表面を０．０５ｍｏｌ／ｌの塩酸に１分間曝すことにより脱酸する。このようにして、カソード電極１３の表面をめっきに適した状態にしておく。

次に、カソード電極１３の強磁場Ｂに対する角度θを、５°以上５３°以下、または７５°以上９０°以下に設定する（ステップＳ２）。

次に、磁場発生部２０を駆動して、カソード電極１３に対して例えば５Ｔの強磁場Ｂを印加したのち（ステップＳ３）、アノード電極１２とカソード電極１３との間に例えば２０分間、電流を流す（ステップＳ４）。このとき、カソード電極１３における電流密度が例えば１５ｍＡ／ｍｍ² となるような電位差（例えば−０．４５Ｖ）がカソード電極１３とアノード電極１２との間に生じるように電圧源３０を設定しておく。すると、カソード電極１３のうちアノード電極１２との対向面に純Ｓｎが電析し始め、次第に純Ｓｎめっき膜が形成される。このようにして、本実施の形態の純Ｓｎめっき膜が形成される。

ところで、カソード電極１３の対向面に形成された純Ｓｎめっき膜の結晶配向パターンをＸ線回折法（X-Ray Diffraction ；ＸＲＤ）を用いて分析すると、図５（Ａ）〜（Ｂ）に示したような回折線の強度プロファイルとなる。ここで、図５（Ａ）はカソード電極１３の角度θが１５°または４５°のときのものを、図５（Ｂ）はカソード電極１３の角度θが３０°のときのものをそれぞれ表すものである。

なお、参考例として、カソード電極１３の角度θが７５°または９０°のときのものを図５（Ｃ）に示し、比較例として、カソード電極１３の角度θが０°または６０°のときのものを図５（Ｄ）に示し、カソード電極１３に対して強磁場Ｂを印加していないときのものを図５（Ｅ）に示している。ただし、図５（Ａ）〜（Ｅ）の横軸は回折角の角度を、縦軸は回折光の強度をそれぞれ表すものである。また、カソード電極１３の角度θと、結晶配向パターンとの関係をまとめたものを表１に示す。

図５（Ａ）〜（Ｅ）から、カソード電極１３に対して１５°以上４５°以下の角度θで強磁場Ｂを印加した状態で、カソード電極１３の対向面に純Ｓｎを析出させると、カソード電極１３に対して強磁場Ｂを印加していない場合（図５（Ｅ））にカソード電極１３に形成される純Ｓｎめっき膜の結晶配向パターン（パターンＸ）と非類似の結晶配向パターン（パターンＹ）の純Ｓｎめっき膜が形成されることがわかる（図５（Ａ）〜（Ｂ））。

ここで、非類似とは、例えば、パターンＸに含まれる優先配向とパターンＹに含まれる優先配向とが互いに一致しない場合や、パターンＸに含まれる各優先配向の回折ピークの大小関係とパターンＹに含まれる各優先配向の回折ピークの大小関係が互いに一致しない場合などを指す。

すなわち、カソード電極１３の角度θが１５°または４５°のときの結晶配向パターンは、図５（Ａ）から分かるように、（１０１）、（２１１）、（１１２）の３つの結晶配向（優先配向）を有している。カソード電極１３の角度θが３０°のときの結晶配向パターンは、図５（Ｂ）から分かるように、（１０１）、（２１１）、（３２１）の３つの結晶配向（優先配向）を有している。これに対して、カソード電極１３に対して強磁場Ｂを印加していない場合の結晶配向パターンは、図５（Ｅ）から分かるように、（２１１）、（３２１）の２つの結晶配向（優先配向）しか有していない。つまり、パターンＹの純Ｓｎめっき膜は、Ｓｎの結晶方位として少なくとも（１０１）面を有している。

一方、カソード電極１３に対して７５°以上９０°以下の角度θで強磁場Ｂを印加した状態で、カソード電極１３の対向面に純Ｓｎを析出させると、パターンＸ（図５（Ｅ））と比較的類似した結晶配向パターンの純Ｓｎめっき膜が形成されることがわかる（図５（Ｃ））。また、カソード電極１３に対して０°または６０°の角度θで強磁場Ｂを印加した状態で、カソード電極１３の対向面に純Ｓｎを析出させると、パターンＸと比較的類似した結晶配向パターンの純Ｓｎめっき膜が形成されることがわかる（図５（Ｄ））。

次に、カソード電極１３の対向面に形成された純Ｓｎめっき膜の（１０１）、（２１１）、（３２１）の３つの結晶配向（優先配向）の回折ピークの各比率（Ｉ（ｈｋｌ）／（Ｉ（１０１）＋Ｉ（２１１）＋Ｉ（３２１））に着目して、カソード電極１３の角度θを変化させたときにカソード電極１３の対向面に形成された純Ｓｎめっき膜のそれぞれの結晶配向パターンの類似性を分析すると、図６に示したようなグラフとなる。ここで、図６の横軸はカソード電極１３の角度θを、縦軸は輝度比をそれぞれ表すものである。なお、（ｈｋｌ）は（１０１）、（２１１）または（３２１）である。

図６から、カソード電極１３に対して５°以上５３°以下、および８５°以上９０°以下の角度θで強磁場Ｂを印加した状態で、カソード電極１３の対向面に純Ｓｎを析出させると、カソード電極１３に対して０°の角度で強磁場Ｂを印加した状態でカソード電極１３の対向面に形成される純Ｓｎめっき膜の３つの結晶配向の回折ピークの各比率と非類似の比率の回折ピークを有する純Ｓｎめっき膜が形成されることがわかる。

一方、上記以外の角度θで強磁場Ｂを印加した状態で、カソード電極１３の対向面に純Ｓｎを析出させると、カソード電極１３に対して０°の角度で強磁場Ｂを印加した状態でカソード電極１３の対向面に形成される純Ｓｎめっき膜の３つの結晶配向の回折ピークの各比率と比較的類似した比率の回折ピークを有する純Ｓｎめっき膜が形成されることがわかる。

なお、図示していないが、カソード電極１３に対して０°の角度で強磁場Ｂを印加した状態でカソード電極１３の対向面に形成される純Ｓｎめっき膜の３つの結晶配向の回折ピークの各比率と、カソード電極１３に対して強磁場Ｂを印加しない状態でカソード電極１３の対向面に形成される純Ｓｎめっき膜の３つの結晶配向の回折ピークの各比率とは、互いに類似している。

従って、カソード電極１３に対して５°以上５３°以下、および８５°以上９０°以下の角度θで強磁場Ｂを印加した状態で、カソード電極１３の対向面に純Ｓｎを析出させると、カソード電極１３に対して強磁場Ｂを印加しない状態でカソード電極１３の対向面に形成される純Ｓｎめっき膜の３つの結晶配向の回折ピークの各比率と非類似の比率の回折ピークを有する純Ｓｎめっき膜が形成されるといえる。

一方、上記以外の角度θで強磁場Ｂを印加した状態で、カソード電極１３の対向面に純Ｓｎを析出させると、カソード電極１３に対して強磁場Ｂを印加しない状態でカソード電極１３の対向面に形成される純Ｓｎめっき膜の３つの結晶配向の回折ピークの各比率と比較的類似した比率の回折ピークを有する純Ｓｎめっき膜が形成されるといえる。

次に、カソード電極１３に対して１５°、３０°、４５°、７５°および９０°の角度θで強磁場Ｂを印加したときにそれぞれ得られた純Ｓｎめっき膜に、５０℃、３０００時間の熱処理を行ったのち、走査電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope；ＳＥＭ) を用いて各純Ｓｎめっき膜の表面を観察すると、図７（Ａ）〜（Ｃ）に示したような表面となる。ここで、図７（Ａ）はカソード電極１３の角度θが１５°または４５°のときのものであり、図７（Ｂ）はカソード電極１３の角度θが３０°のときのものであり、図７（Ｃ）はカソード電極１３の角度θが７５°または９０°のときのものである。

なお、比較例として、カソード電極１３の角度θが０°または６０°のときのものを図８（Ａ）と、図８（Ｂ）（図８（Ａ）を拡大したもの）とに示し、カソード電極１３に対して強磁場Ｂを印加していないときのものを図８（Ｃ）と、図８（Ｄ）（図８（Ｃ）を拡大したもの）とに示している。また、カソード電極１３の角度θと、ウィスカーの有無との関係をまとめたものを表２に示す。

図７（Ａ）〜（Ｃ）および図８（Ａ）〜（Ｄ）から、カソード電極１３に対して１５°以上４５°以下、または７５°以上９０°以下の角度θで強磁場Ｂを印加した状態で、カソード電極１３の対向面に純Ｓｎを析出させると、ウィスカーの無い純Ｓｎめっき膜が形成されることがわかる（図７（Ａ）〜（Ｃ））。一方、カソード電極１３に対して０°または６０°の角度θで強磁場Ｂを印加した状態で、カソード電極１３の対向面に純Ｓｎを析出させると、カソード電極１３に対して強磁場Ｂを印加していないとき（図８（Ｃ），（Ｄ））と同様、ウィスカーの形成された純Ｓｎめっき膜が形成されることがわかる（図８（Ａ），（Ｂ））。

以下、図５（Ａ）〜（Ｅ）〜図８のそれぞれの結果を総合的に検討する。まず、カソード電極１３に対して１５°以上４５°以下、および８５°以上９０°以下の角度θで強磁場Ｂを印加した状態で、カソード電極１３の対向面に純Ｓｎを析出させると、ウィスカーの無い純Ｓｎめっき膜を形成することができる。このとき、カソード電極１３に対して強磁場Ｂを印加しない状態でカソード電極１３の対向面に形成される純Ｓｎめっき膜の３つの結晶配向（（１０１）、（２１１）、（３２１））の回折ピークの各比率と非類似の比率の回折ピークを有する純Ｓｎめっき膜が形成されるので、カソード電極１３の角度θを上記した範囲内とした場合には、この非類似性がウィスカーの成長を阻害した可能性がある。このように考えた場合には、カソード電極１３に対して５°以上１５°未満、および４５°より大きく５３°以下の角度θで強磁場Ｂを印加した状態で、カソード電極１３の対向面に純Ｓｎを析出させた場合についても、この非類似性によってウィスカーの成長が阻害されている可能性がある。

特に、カソード電極１３に対して１５°以上４５°以下の角度θで強磁場Ｂを印加した状態で形成されたウィスカーの無い純Ｓｎめっき膜は、カソード電極１３に対して強磁場Ｂを印加しない状態で形成された純Ｓｎめっき膜と異なり、Ｓｎの結晶方位が少なくとも（１０１）面を有している。よって、めっき膜のＳｎの結晶方位が少なくとも（１０１）面を有することにより、めっき膜のウィスカーが無くなっている可能性がある。

また、カソード電極１３に対して７５°以上８５°未満の角度θで強磁場Ｂを印加した状態で、カソード電極１３の対向面に純Ｓｎを析出させても、ウィスカーの無い純Ｓｎめっき膜を形成することができる。このとき、カソード電極１３に対して強磁場Ｂを印加しない状態でカソード電極１３の対向面に形成される純Ｓｎめっき膜の３つの結晶配向（（１０１）、（２１１）、（３２１））の回折ピークの各比率と比較的類似した比率の回折ピークを有する純Ｓｎめっき膜が形成されるので、カソード電極１３の角度θを上記した範囲内とした場合には、上記したケースとは異なる要因がウィスカーの成長を阻害したと思われる。

次に、カソード電極１３に印加する強磁場Ｂの大きさと、ウィスカーの発生との関係について説明する。図９は、カソード電極１３の角度θを３０°に設定してアノード電極１２の対向面に純Ｓｎを電析させたときの、ウィスカーの発生頻度を表すものである。図９から、強磁場Ｂの大きさを０．１Ｔ以上にするとウィスカーの発生頻度を低減することができ、強磁場Ｂの大きさを０．３Ｔ以上にするとウィスカーの発生をなくすることができることがわかる。なお、この傾向はカソード電極１３の角度θを３０°に設定した場合に限られるものではなく、５°以上５３°以下、または７５°以上９０°以下に設定すれば同様の傾向を得ることができる。

以上のことから、本実施の形態の純Ｓｎめっき膜の形成方法では、カソード電極１３に対して５°以上５３°以下、または７５°以上９０°以下の角度θで強磁場Ｂを印加した状態で、カソード電極１３の対向面に純Ｓｎを析出させるようにしたので、ウィスカーの無い純Ｓｎめっき膜を形成することができる。

以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、種々変形可能である。

例えば、上記実施の形態では、アノード電極１２を純Ｓｎ板により構成していたが、Ｓｎ−Ａｇ、Ｓｎ−ＣｕまたはＳｎ−ＢｉなどのＳｎ合金により構成してもよい。なお、この場合には、カソード電極１３の対向面にＳｎ合金めっき膜が形成される。

また、上記実施の形態では、カソード電極１３を黄銅板により構成していたが、他の銅合金板や、銅板により構成してもよい。以下に、カソード電極１３を銅板により構成した場合について説明する。

図１０は、銅板からなるカソード電極１３に純Ｓｎめっき膜を形成したときの、その純Ｓｎめっき膜の（１０１）、（２２０）、（２１１）、（３０１）、（１１２）、（３２１）の６つの結晶配向の回折ピークの各比率（Ｉ（ｈｋｌ）／（Ｉ（１０１）、Ｉ（２２０）、Ｉ（２１１）、Ｉ（３０１）、Ｉ（１１２）、Ｉ（３２１））を、カソード電極１３の角度θとの関係で表したものである。なお、（ｈｋｌ）は（（１０１）、（２２０）、（２１１）、（３０１）、（１１２）または（３２１）である。

図１０から、カソード電極１３を黄銅板により構成した場合と同様、カソード電極１３に対して５°以上５３°以下、および８５°以上９０°以下の角度θで強磁場Ｂを印加した状態で、カソード電極１３の対向面に純Ｓｎを析出させると、カソード電極１３に対して強磁場Ｂを印加しない状態でカソード電極１３の対向面に形成される純Ｓｎめっき膜の６つの結晶配向の回折ピークの各比率と非類似の比率の回折ピークを有する純Ｓｎめっき膜が形成されることがわかる。一方、上記以外の角度θで強磁場Ｂを印加した状態で、カソード電極１３の対向面に純Ｓｎを析出させると、カソード電極１３に対して強磁場Ｂを印加しない状態でカソード電極１３の対向面に形成される純Ｓｎめっき膜の６つの結晶配向の回折ピークの各比率と比較的類似した比率の回折ピークを有する純Ｓｎめっき膜が形成されることがわかる。そして、このような条件で形成された純Ｓｎめっき膜にはウィスカーが発生していないことがわかった。また、銅板からなるカソード電極１３に対して７５°以上８５°未満の角度θで強磁場Ｂを印加した状態で、カソード電極１３の対向面に純Ｓｎを析出させた場合にもウィスカーが発生していないことがわかった。

このことから、カソード電極１３を銅板により構成した場合においても、カソード電極１３に対して５°以上５３°以下、または７５°以上９０°以下の角度θで強磁場Ｂを印加した状態で、カソード電極１３の対向面に純Ｓｎを析出させることにより、ウィスカーの無い純Ｓｎめっき膜を形成することができる。

また、上記実施の形態では、アノード電極１２とカソード電極１３とが互いに正対して配置されていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、アノード電極１２の対向面とカソード電極１３の対向面とが所定の角度で向き合っていてもよい。また、アノード電極１２とカソード電極１３とが互いに等しい形状や大きさとなっている必要はない。

本発明のめっき膜の形成方法は、めっき可能な種々の電子部品、例えば、半導体ＩＣや、各種受動部品、コネクタ、基板、ソケット、スイッチに適用可能である。

【０００２】
流を析出電極の中心方向に曲げる技術が開示されている。
［０００６］
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、純Ｓｎめっき膜またはＳｎ合金めっき膜にウィスカーが発生するのを防止することの可能なめっき膜の形成方法および材料を提供することにある。
［０００７］
本発明のめっき膜の形成方法は、以下の（Ａ）および（Ｂ）の各工程を含むものである。
（Ａ）純錫（Ｓｎ）またはＳｎ合金からなるアノード電極と銅または銅合金からなるカソード電極とをめっき槽内において互いに対向配置する工程
（Ｂ）カソード電極のうちアノード電極との対向面と所定の角度で交差する方向からカソード電極に対して強磁場を印加すると共に、アノード電極とカソード電極との間に電流を流す工程
［０００８］
本発明の材料は、銅または銅合金からなる基板に、純錫（Ｓｎ）またはＳｎ合金よりなると共にＳｎの結晶方位が少なくとも（１０１）面を有するめっき膜を備え、めっき膜は、純錫（Ｓｎ）またはＳｎ合金からなるアノード電極と銅または銅合金からなるカソード電極とをめっき槽内において互いに対向配置し、カソード電極のうちアノード電極との対向面と１５°以上４５°以下の角度で交差する方向からカソード電極に対して強磁場を印加すると共に、アノード電極とカソード電極との間に電流を流すことにより形成されたものである。
［０００９］
ここで、純Ｓｎとは純度が９９．９％以上のＳｎを指している。Ｓｎ合金は、例えば、Ｓｎ−Ａｇ、Ｓｎ−Ｃｕ、Ｓｎ−Ｂｉであり、銅合金は、例えば、Ｃｕ−Ｚｎなどである。また、強磁場とは０．１Ｔ以上の磁場のことを指している。また、対向とは正対だけを指すものではなく、カソード電極の対向面とアノード電極の対向面とが所定の角度で向き合っている場合も含まれる概念である。また、カソード電極とアノード電極とが互いに等しい形状や大きさとなっている必要はない。なお、拡散防止のために、銅または銅合金の表面にニッケル（Ｎｉ）を例えば数μｍめっきしておいてもよい。
［００１０］
本発明のめっき膜の形成方法では、銅または銅合金からなるカソード電極の対向面に純ＳｎまたはＳｎ合金を析出させる際に、カソード電極のうちアノード電極との対向面と所定の角度で交差する方向からカソード電極に対して強磁場を印加している。
［００１１］
本発明の材料では、ＣｕまたはＣｕ合金基板のＳｎめっき膜においてＳｎ結晶配向パターンにおける優先配向として少なくとも（１０１）面を有しているために、めっき膜にウィスカーの発生が無くなっている。
［００１２］
本発明のめっき膜の形成方法によれば、銅または銅合金からなるカソード電極の対

Claims (4)

1. 純錫（Ｓｎ）またはＳｎ合金からなるアノード電極と銅または銅合金からなるカソード電極とをめっき槽内において互いに対向配置する工程と、
   前記カソード電極のうち前記アノード電極との対向面と所定の角度で交差する方向から前記カソード電極に対して強磁場を印加すると共に、前記アノード電極と前記カソード電極との間に電流を流す工程と
   を含むことを特徴とするめっき膜の形成方法。
2. 前記所定の角度は、１５°以上４５°以下、または７５°以上９０°以下である
   を含むことを特徴とする請求項１記載のめっき膜の形成方法。
3. 銅または銅合金からなる基板に、純錫（Ｓｎ）またはＳｎ合金よりなると共にＳｎの結晶方位が少なくとも（１０１）面を有するめっき膜を備えた
   ことを特徴とする材料。
4. 前記めっき膜は、純錫（Ｓｎ）またはＳｎ合金からなるアノード電極と銅または銅合金からなるカソード電極とをめっき槽内において互いに対向配置し、前記カソード電極のうち前記アノード電極との対向面と１５°以上４５°以下の角度で交差する方向から前記カソード電極に対して強磁場を印加すると共に、前記アノード電極と前記カソード電極との間に電流を流すことにより形成されたものである
   ことを特徴とする請求項３記載の材料。
   
   

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