RU2391445C2 - Экологически безопасный поверхностно обработанный стальной лист для электронных компонентов с прекрасными смачиваемостью припоем, стойкостью к образованию усов и постоянством внешнего вида во времени, а также способ его производства - Google Patents
Экологически безопасный поверхностно обработанный стальной лист для электронных компонентов с прекрасными смачиваемостью припоем, стойкостью к образованию усов и постоянством внешнего вида во времени, а также способ его производства Download PDFInfo
- Publication number
- RU2391445C2 RU2391445C2 RU2008109198/02A RU2008109198A RU2391445C2 RU 2391445 C2 RU2391445 C2 RU 2391445C2 RU 2008109198/02 A RU2008109198/02 A RU 2008109198/02A RU 2008109198 A RU2008109198 A RU 2008109198A RU 2391445 C2 RU2391445 C2 RU 2391445C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steel sheet
- sheet
- alloy
- layer
- alloy layer
- Prior art date
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 49
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 49
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 7
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 title abstract description 27
- 229910020994 Sn-Zn Inorganic materials 0.000 claims abstract description 59
- 229910009069 Sn—Zn Inorganic materials 0.000 claims abstract description 59
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 58
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 58
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 42
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 40
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 57
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 21
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 20
- XZTWHWHGBBCSMX-UHFFFAOYSA-J dimagnesium;phosphonato phosphate Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[O-]P([O-])(=O)OP([O-])([O-])=O XZTWHWHGBBCSMX-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims description 13
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims description 10
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 9
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 6
- 229910001297 Zn alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 58
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 25
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 23
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 17
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 15
- PXGQPUSRQOWNDD-UHFFFAOYSA-N [Mg].[Zn].OP(O)(O)=O Chemical compound [Mg].[Zn].OP(O)(O)=O PXGQPUSRQOWNDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 12
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 9
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 9
- ZCDOYSPFYFSLEW-UHFFFAOYSA-N chromate(2-) Chemical compound [O-][Cr]([O-])(=O)=O ZCDOYSPFYFSLEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 7
- VZSRBBMJRBPUNF-UHFFFAOYSA-N 2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)-N-[3-oxo-3-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)propyl]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)C(=O)NCCC(N1CC2=C(CC1)NN=N2)=O VZSRBBMJRBPUNF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 5
- JOPOVCBBYLSVDA-UHFFFAOYSA-N chromium(6+) Chemical compound [Cr+6] JOPOVCBBYLSVDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- LQBJWKCYZGMFEV-UHFFFAOYSA-N lead tin Chemical compound [Sn].[Pb] LQBJWKCYZGMFEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000005028 tinplate Substances 0.000 description 4
- 229910001209 Low-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 description 3
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 3
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 3
- WHOZNOZYMBRCBL-OUKQBFOZSA-N (2E)-2-Tetradecenal Chemical compound CCCCCCCCCCC\C=C\C=O WHOZNOZYMBRCBL-OUKQBFOZSA-N 0.000 description 2
- 229910001030 Iron–nickel alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- AFCARXCZXQIEQB-UHFFFAOYSA-N N-[3-oxo-3-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)propyl]-2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound O=C(CCNC(=O)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F)N1CC2=C(CC1)NN=N2 AFCARXCZXQIEQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 238000010981 drying operation Methods 0.000 description 2
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 2
- 238000005246 galvanizing Methods 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- GVALZJMUIHGIMD-UHFFFAOYSA-H magnesium phosphate Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O GVALZJMUIHGIMD-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 2
- 239000004137 magnesium phosphate Substances 0.000 description 2
- 229960002261 magnesium phosphate Drugs 0.000 description 2
- 229910000157 magnesium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000010994 magnesium phosphates Nutrition 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 description 2
- 229940044654 phenolsulfonic acid Drugs 0.000 description 2
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 2
- 238000004876 x-ray fluorescence Methods 0.000 description 2
- 150000004782 1-naphthols Chemical class 0.000 description 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MKYBYDHXWVHEJW-UHFFFAOYSA-N N-[1-oxo-1-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)propan-2-yl]-2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound O=C(C(C)NC(=O)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F)N1CC2=C(CC1)NN=N2 MKYBYDHXWVHEJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIPNSKYNPDTRPC-UHFFFAOYSA-N N-[2-oxo-2-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)ethyl]-2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound O=C(CNC(=O)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F)N1CC2=C(CC1)NN=N2 NIPNSKYNPDTRPC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000080590 Niso Species 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- XPPKVPWEQAFLFU-UHFFFAOYSA-N diphosphoric acid Chemical compound OP(O)(=O)OP(O)(O)=O XPPKVPWEQAFLFU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 238000011002 quantification Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000000682 scanning probe acoustic microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 229910001432 tin ion Inorganic materials 0.000 description 1
- FAKFSJNVVCGEEI-UHFFFAOYSA-J tin(4+);disulfate Chemical compound [Sn+4].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O FAKFSJNVVCGEEI-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C22/05—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
- C23C22/06—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6
- C23C22/07—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 containing phosphates
- C23C22/08—Orthophosphates
- C23C22/22—Orthophosphates containing alkaline earth metal cations
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/02—Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/02—Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas
- C23C2/022—Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas by heating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/02—Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas
- C23C2/024—Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas by cleaning or etching
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/04—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the coating material
- C23C2/08—Tin or alloys based thereon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/26—After-treatment
- C23C2/28—Thermal after-treatment, e.g. treatment in oil bath
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C26/00—Coating not provided for in groups C23C2/00 - C23C24/00
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
- C23C28/30—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer
- C23C28/32—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one pure metallic layer
- C23C28/321—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one pure metallic layer with at least one metal alloy layer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
- C23C28/30—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer
- C23C28/34—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one inorganic non-metallic material layer, e.g. metal carbide, nitride, boride, silicide layer and their mixtures, enamels, phosphates and sulphates
- C23C28/345—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one inorganic non-metallic material layer, e.g. metal carbide, nitride, boride, silicide layer and their mixtures, enamels, phosphates and sulphates with at least one oxide layer
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Chemical Treatment Of Metals (AREA)
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
Abstract
Настоящее изобретение относится к поверхностно обработанному стальному листу для электронных компонентов электротехнических изделий. Поверхностно обработанный стальной лист для электронных компонентов, включающий стальной лист или никелированный стальной лист и слой Sn-Zn сплава в количестве 3 г/м2 или более, образованный нанесением на лист Sn и Zn, обработанных методом термодиффузии, или нанесением на лист Sn-Zn сплава. Слой Sn-Zn сплава имеет весовое отношение Zn/Sn, составляющее от 0,001 до 0,1. На слой Sn-Zn сплава нанесено неорганическое покрытие, в котором содержание P+Zn+Mg составляет от 0,1 до 100 мг/м2. Получается поверхностно обработанный стальной лист, обладающий прекрасными характеристиками в отношении смачиваемости припоем, стойкости к образованию усов и постоянству внешнего вида при старении в случае применения для электронных компонентов. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к поверхностно обработанному стальному листу для электронных компонентов электротехнических изделий с прекрасными паяемостью, стойкостью к образованию усов и постоянством внешнего вида при старении, не содержащему в составе свинца, шестивалентного хрома или других экологически вредных веществ, и к способу производства такого листа.
Уровень техники
Обычно для электронных компонентов электротехнических изделий применяют поверхностно обработанный стальной лист, обладающий прекрасной смачиваемостью припоем, и при этом поверхностно обработанный стальной лист имеет нанесенный Sn слой от 8,4 до 11,2 г/м2 на поверхности стального листа (называемого далее «белой жестью от #75 до #100»). В связи с тем, что в последнее время размеры электротехнических изделий стали меньше и пространство между электронными компонентами оказывается суженным, в результате чего белая жесть создает проблемы прямых коротких замыканий, разрушения изоляционного слоя и т.п. из-за нитевидных монокристаллов (усов), вырастающих на жестяном слое, то лист с оловянным покрытием, или луженый стальной лист, на котором не вырастают усы, стал главным объектом внимания. Для предотвращения появления усов в прошлом предлагались способы покрытия сплавом (прошедшая экспертизу патентная публикация JP №58-2598, не прошедшая экспертизу патентная публикация JP №49-129 и т.д.) и дообработка после нанесения покрытия (прошедшая экспертизу патентная публикация JP №56-47955, прошедшая экспертизу патентная публикация JP №56-47956, не прошедшая экспертизу патентная публикация JP №59-143089, не прошедшая экспертизу патентная публикация JP №62-77481). Кроме того, был выпущен на рынок поверхностно обработанный стальной лист с улучшенной паяемостью благодаря оптимизации состава сплава и обработанному хроматом слою (не прошедшая экспертизу патентная публикация JP №2-270970 и не прошедшая экспертизу патентная публикация JP №3-183796).
В последние годы законодательство против вредных веществ, воздействующих на окружающую среду, было ужесточено в связи с глобальными экологическими проблемами и, в частности, объектом законодательства оказались шестивалентный хром и свинец. Таким образом, после свинцово-оловянного припоя существует настоятельная потребность в альтернативных материалах для изготовления стального листа с покрытием, не содержащим ни свинца, ни шестивалентного хрома.
В не прошедшей экспертизу патентной публикации JP №2002-249885 раскрывается замена хроматированного слоя P+Mg слоем. В не прошедшей экспертизу патентной публикации JP №2002-256481, не прошедшей экспертизу патентной публикации JP №2003-253469 и не прошедшей экспертизу патентной публикации JP №2003-253470 предлагается устранение хроматированного слоя или применение фосфатного слоя, в не прошедшей экспертизу патентной публикации JP №2003-105587 предлагается замена хроматированного слоя V-содержащим слоем и в не прошедшей экспертизу патентной публикации JP №2003-213454, не прошедшей экспертизу патентной публикации JP №2003-2204243 и не прошедшей экспертизу патентной публикации JP №2004-218051 предлагается замена хроматированного слоя слоем органической смолы. Некоторые из них в настоящее время используют в промышленном масштабе.
Как описано выше, существует большая потребность в экологически безопасном поверхностно обработанном стальном листе для электронных компонентов с прекрасными смачиваемостью припоем и стойкостью к образованию усов.
Раскрытие изобретения
Настоящее изобретение предлагает поверхностно обработанный стальной лист для электронных компонентов, который не содержит вредных веществ, воздействующих на окружающую среду, таких как свинец и шестивалентный хром, обладает способностью смачиваться припоем и стойкостью к образованию усов, а также обладает постоянством внешнего вида поверхности.
Далее настоящее изобретение описывается в деталях. Настоящим изобретением является поверхностно обработанный стальной лист, способный обеспечить хорошую стойкость к образованию усов и хорошие антикоррозийные свойства, которые были проблемными в белой жести, обеспечивая при этом более высокую смачиваемость припоем после ретортной обработки по сравнению с освинцованной жестью, применяемой для электронных компонентов, которые в настоящее время паяют погружением в ванну с расплавленным припоем на короткий промежуток времени. Эти цели достигаются созданием поверхностно обработанного стального листа для электронных компонентов, состоящего из стального листа или никелированного стального листа, покрытого Sn и Zn и затем подвергнутого обработке термодиффузией или покрытого Sn-Zn сплавом с образованием слоя Sn-Zn сплава, где нанесенное количество слоя Sn-Zn сплава и весовое отношение Zn/Sn являются заданными и, кроме того, традиционный хроматный слой заменятся неорганическим покрытием, в основном состоящим из фосфорной кислоты-цинка-магния.
Таким образом, настоящее изобретение представляет собой экологически безопасный поверхностно обработанный стальной лист для электронных компонентов с прекрасными смачиваемостью припоем, стойкостью к образованию усов и постоянством внешнего вида при старении, включающий в себя стальной лист или никелированный стальной лист, покрытый Sn и Zn и затем подвергнутый обработке термодиффузией или покрытый Sn-Zn сплавом с образованием слоя Sn-Zn сплава, причем указанный поверхностно обработанный стальной лист для электронных компонентов отличается тем, что упомянутый слой Sn-Zn сплава наносится в количестве 3 г/м2 или более, слой Sn-Zn сплава имеет весовое отношение Zn/Sn от 0,001 до 0,1, более предпочтительно от 0,001 до 0,01, и этот слой Sn-Zn сплава имеет неорганическое покрытие, состоящее в основном из фосфорной кислоты-цинка-магния, при количестве нанесенного P+Zn+Mg от 0,1 до 100 г/м2, более предпочтительно от 0,1 до 10 г/м2.
Способ производства такого поверхностно обработанного стального листа для электронных компонентов отличается нанесением на стальной лист или никелированный стальной лист покрытия из Sn и Zn с последующей обработкой термодиффузией или нанесением покрытия Sn-Zn сплава с образованием слоя Sn-Zn сплава, после чего лист без удаления с его поверхности слоя оксида цинка погружают в раствор дифосфата магния при температуре от 30 до 70°С и затем немедленно промывают лист и сушат его при 170°С или более низкой температуре, более предпочтительно устанавливая температуру операции погружения в раствор дифосфата магния от 50 до 70°С и устанавливая температуру сушки после последующей промывки равной 100°С или ниже.
Поверхностно обработанный стальной лист настоящего изобретения обладает прекрасными характеристиками в отношении смачиваемости припоем, стойкости к образованию усов и постоянству внешнего вида при старении в случае применения для электронных компонентов. Настоящее изобретение создает возможность для создания экологически безопасного поверхностно обработанного стального листа для электронных компонентов.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - вид, показывающий структуру поверхностного слоя поперечного сечения слоев изделия настоящего изобретения.
Фиг.2 - вид, показывающий зависимость смачиваемости припоем от количества P+Zn+Mg нанесенной неорганической пленки и весового отношения Zn/Sn в слое Sn-Zn сплава.
Фиг.3 - вид, показывающий зависимость изменения внешнего вида от количества P+Zn+Mg нанесенной неорганической пленки и весового отношения Zn/Sn в слое Sn-Zn сплава.
Фиг.4 - вид, показывающий зависимость характеристики стойкости к образованию усов от количества P+Zn+Mg нанесенной неорганической пленки и весового отношения Zn/Sn в слое Sn-Zn сплава.
Осуществление изобретения
Ниже дается объяснение пределов ограничения настоящего изобретения.
На фиг.1 показана структура поверхностного слоя поперечного сечения слоев поверхностно обработанного стального листа настоящего изобретения. На этой фигуре цифра 1 обозначает слой Sn-Zn сплава на стальном листе (не показан) или слой Sn-Zn сплава на поверхностном слое поверхностно обработанного слоя, имеющего слой нанесенного Ni или диффузионный Fe-Ni слой (не показан) на граничной поверхности стального листа, а 2 обозначает неорганическое покрытие, состоящее в основном из фосфорной кислоты-цинка-магния (отличительная особенность настоящего изобретения) на слое Sn-Zn сплава. Слой Sn-Zn сплава представляет собой слой, составляющий основу настоящего изобретения, а его нанесенное количество с точки зрения требований к смачиваемости припоем и стойкости к образованию усов должно быть по меньшей мере равным 3,0 г/м2 или более. Верхний предел в настоящем изобретении строго не определен, но, исходя из соображений себестоимости, типично значение 50 г/м2.
В качестве способов образования слоя Sn-Zn сплава в дополнение к электролитическому нанесению Sn и Zn с последующим проведением операции термической диффузии существуют способ непосредственного нанесения на стальной лист Sn-Zn сплава и способ погружения стального листа в ванну с расплавом Sn-Zn, в частности способ горячего погружения. Кроме того, при использовании в качестве указанного стального листа в трех указанных выше способах никелированной основы стального листа, как это раскрыто в не прошедшей экспертизу патентной публикации JP №2-270970, не прошедшей экспертизу патентной публикации JP №3-183796, можно образовывать слой нанесенного Ni или диффузионный Fe-Ni слой на каждой из граничных поверхностей стального листа и Sn-Zn сплав на поверхностном слое. Настоящее изобретение не ограничивает в какой бы то ни было степени способ образования слоя Sn-Zn сплава. При образовании подслоя нанесенного Ni, когда слой Sn-Zn сплава является тонким, слой Sn-Zn сплава становится равномерным, что улучшает антикоррозийные свойства.
Далее, существуют ограничения в отношении весового отношения Zn/Sn в слое Sn-Zn сплава и неорганического покрытия, в основном состоящего из фосфорной кислоты-цинка-магния. При образовании на слое Sn-Zn сплава с нанесенным количеством 3 г/м2 или более и весовым отношением Zn/Sn, равным 0,01 или ниже неорганического покрытия, в основном состоящего из фосфорной кислоты-цинка-магния, при нанесенном количестве P+Zn+Mg, равном от 0,1 до 100 мг/м2, появляется возможность подавления роста оксидной пленки после операции ускоренной обработки, такой как ретортная обработка, и обеспечения прекрасной смачиваемости припоем (фиг.2) и постоянства внешнего вида поверхности (фиг.3). Кроме того, при установлении нижнего предела весового отношения Zn/Sn не ниже 0,001 появляется возможность обеспечить хорошую стойкость к образованию усов, как это можно видеть на фиг.4.
На фиг.2 показаны зависимости смачиваемости припоем от нанесенного количества P+Zn+Mg неорганического покрытия, в основном состоящего из фосфорной кислоты-цинка-магния, поверхностного слоя и весового отношения Zn/Sn в слое Sn-Zn сплава, когда нанесенное количество слоя Sn-Zn сплава составляет от 5,0 до 20,0 г/м2. В этом случае смачиваемость припоем оценивают с помощью устройства, регистрирующего искажения мениска припоя при старении с использованием в качестве припоя бессвинцового Sn-Ar припоя и в качестве флюса двух типов флюсов - неактивного типа и активного типа и измерением смачиваемости после того, как два испытуемых образца будут подвергнуты ускоренной обработке в течение 8 час в реторте при 105°С. Результаты оценки выражены символом «О», когда время пайки (нулевое время контакта) находится в пределах 3 с с неактивным флюсом, «□», когда это время находится в пределах 3 с с активным флюсом, и «x», когда это время не меньше 3 с с активным флюсом. Как показано на фигуре, диапазон, в котором смачиваемость припоем не меньше 3 с, определяется весовым отношением Zn/Sn, равным 0,1 или меньше, и нанесенным количеством P+Zn+Mg, равным 0,1 г/м2 или больше, в частности весовым отношением Zn/Sn, равным 0,01 или меньше, и нанесенным количеством P+Zn+Mg от 0,1 до 10 г/м2, причем исключительно хорошую смачиваемость получают даже с неактивным флюсом. Что касается верхнего предела, было подтверждено, что имеется тенденция к замедлению смачиваемости при превышении 100 мг/м2. Следовательно, наносимое количество P+Zn+Mg ограничено не более чем 100 мг/м2. В случае неактивного флюса предпочтительное количество не превышает 10 мг/м2.
На фиг.3 показаны результаты, касающиеся весового отношения Zn/Sn в слое Sn-Zn сплава и показателя изменения внешнего вида до и после теста на влагоустойчивость (результаты получены с помощью измерителя разницы в окраске: увеличение значения b*). Увеличение значения b* до и после теста на влагоустойчивость менее чем на 1,0 оценивается как «О», от 1,0 до менее 2,0 как «Δ» и 2,0 или более как «х». Как следует из фиг.3, в пределах нанесенного количества P+Zn+Mg неорганического покрытия от 0,1 до 100 мг/м2 при весовом отношении Zn/Sn, равном 0,01 или меньше, почти никаких изменений в окраске не наблюдается, вследствие чего испытуемый образец оценивается как «О». Если это отношение составляет от более чем 0,01 и до 0,1, разница в окраске подтверждается, вследствие чего испытуемый образец оценивается как «Δ». Если же эта разница превышает 0,1, испытуемый образец оценивается как «х».
На фиг.4 показан результат, касающийся зависимости характеристики стойкости к образованию усов от весового отношения Zn/Sn в слое Sn-Zn сплава. Тест для оценки характеристики стойкости к образованию усов проводили, подвергая испытуемые образцы сгибанию на 90° и обработке на выпучивание с последующим старением в течение 3 месяцев в атмосфере с температурой 60°С и относительной влажностью 90%, проводимом аналогично проведению теста на влагостойкость. Саму оценку осуществляли с помощью визуального наблюдения и сканирующего электронного микроскопа. Результаты оценки выражали в виде «О», когда частота усов была менее 100 µм, и в виде «х», когда эта частота была не менее 100 µm. Как следует из фиг.4 касательно характеристики стойкости к образованию усов, частота усов меньше 100 µм, когда весовое отношение Zn/Sn не ниже 0,001 вне зависимости от нанесенного количества P+Zn+Mg неорганического покрытия.
Из приведенных выше результатов следует, что диапазон весового отношения Zn/Sn ограничен значением до не менее чем 0,001 с точки зрения характеристики стойкости к образованию усов, не более чем 0,1 с точки зрения смачиваемости припоем с активным флюсом, и не более чем 0,01 с точки зрения смачиваемости припоем с неактивным флюсом. Диапазон нанесенного количества P+Zn+Mg неорганического покрытия ограничен значениями от 0,1 до 100 мг/м2 (с неактивным флюсом предпочтительно до 10 мг/м2).
Далее будет разъяснено ограничение в настоящем изобретении способа получения неорганического покрытия, в основном состоящего из фосфорной кислоты-цинка-магния.
В не прошедшей экспертизу патентной публикации JP №2002-249885 предложен поверхностно обработанный стальной лист, образованный с неорганическим покрытием, в основном состоящим из фосфата магния поверх слоя Sn-Zn сплава. В этом случае, однако, как это показано в примерах, раскрыт способ образования слоя Sn-Zn сплава с последующими обработкой листа серной кислотой и погружением в раствор дифосфата магния. В результате удаления этим путем с помощью серной кислоты пленки оксида цинка на слое Sn-Zn сплава раствор дифосфата магния не будет реагировать с цинком и, следовательно, образуется неорганическое покрытие, состоящее в основном из фосфата магния. Однако в настоящем изобретении без удаления пленки оксида цинка на слое Sn-Zn сплава и при осуществлении прямой реакции оксида цинка из пленки оксида цинка с раствором дифосфата магния образуется неорганическое покрытие, состоящее в основном из фосфорной кислоты-цинка-магния. В результате этого получают плотное стойкое (не растворимое в воде) покрытие. Противоокислительное действие может быть сохранено даже при нижнем пределе, равном 0,1 мг/м2. Кроме того, после погружения листа в производственном процессе в раствор дифосфата магния лист может быть подвергнут промывке. В конфигурациях линии непрерывной обработки существующие в настоящее время операции промывки и сушки могут быть оставлены без изменения.
Чтобы избежать ненужных проблем, концентрация раствора для обработки, т.е. раствора дифосфата магния, должна быть в пределах от 1 до 100 г/л, более предпочтительно от 10 до 50 г/л. При этом неизбежно привносимые фосфорная кислота, серная кислота и другие соли дифосфорной кислоты (Na, Са, Al, NH4 и т.д.) в существенной степени не ограничены.
Что касается температуры раствора для обработки, она оказывает решающее влияние на прямую реакцию между оксидом цинка пленки оксида цинка на слое Sn-Zn сплава и раствором дифосфата магния, в связи с чем предпочтительна более высокая температура. Для завершения реакции в течение короткого времени (10 секунд или меньше) на линии непрерывной обработки необходима температура 30°С или выше. Более предпочтительна температура 50°С или выше, обеспечивающая быструю гомогенную реакцию. Верхним пределом является температура 70°С или ниже, при которой объем испарения раствора становится значительным.
Что касается способа обработки, предпочтительным является погружение. Возможен также и электролиз, но при этом повышается себестоимость и затрудняется контроль плотности тока, так как наносимое количество чрезвычайно невелико. В этом случае имеет место множество практических проблем.
Что касается следующей за обработкой операции промывки и сушки, она такая же, как и при непрерывной обработке обычного стального листа. С точки зрения стабильности покрытия, температура сушки должна быть 170°С или ниже. Если температура выше 170°С, количество гидратов в покрытии будут уменьшаться и сцепление с покрытием будет ослабевать. Таким образом, верхний предел температуры сушки равен 170°С и, более предпочтительно, как правило, 100°С или ниже.
ПРИМЕРЫ
Далее настоящее изобретение будет излагаться на основе приведенных ниже примеров. Оценочные результаты характеристик в этих примерах с детализированным варьированием условий, а также сравнительные примеры собраны в таблице 1.
Пример 1
Листы холоднокатаной низкоуглеродистой стали, изготовленные с использованием проводимых обычным образом холодной прокатки и отжига, подвергают обычному обезжириванию и травлению, после чего производят, в указанном порядке, никелирование в условиях операции, указанных в пункте (1), нанесение олова в условиях операции, указанных в пункте (2), и цинкование в условиях операции, указанных в пункте (3). Далее стальные листы подвергают термообработке при температуре поверхности стальных листов от 250 до 350°С в течение не менее 0,5 с в атмосфере с использованием способа электронагрева, вслед за чем на поверхности образуют покрытие Sn-Zn сплава. После этого формуют стальные листы с неорганическим покрытием, в основном состоящим из фосфорной кислоты-цинка-магния в условиях, указанных в пункте (4), и затем подвергают листы различным оценочным тестам.
(1) Никелирование
(1) Состав ванны
NiSO4·7H2O: от 200 до 300 г/л
H2SO4: от 0 до 50 г/л
Н3ВО3: 40 г/л
(ii) Условия нанесения покрытия
Температура ванны: от 40 до 50°С
Плотность тока: от 5 до 30 А/дм2
(2) Нанесение олова
(i) Состав ванны
Сульфат олова: от 20 до 30 г/л
Фенолсульфоновая кислота: от 20 до 30 г/л
Этоксилированная α-нафтолсульфокислота: от 2 до 3 г/л
(ii) Условия нанесения покрытия
Температура ванны: от 35 до 45°С
Плотность тока: от 2 до 30 А/дм2
(3) Цинкование
(i) Состав ванны
Ионы двухвалентного Zn: от 60 до 120 г/л
Фенолсульфоновая кислота: от 50 до 150 г/л
Этоксилированный α-нафтол: от 2 до 7 г/л
(ii) Условия нанесения покрытия
Температура ванны: от 40 до 50°С
Плотность тока: от 5 до 30 А/дм2
(4) Операция образования слоя фосфорная кислота-цинк-магний
(i) Состав ванны
Водный раствор дифосфата магния: от 1 до 20 г/л
(ii) Условия обработки
Температура ванны: от 60 до 70°С
(погружение на 1-5 с)
(iii) Промывка
Нормальная температура (погружение на 1-5 с)
(iv) Сушка
100°С (5 с)
Пример 2
Листы холоднокатаной низкоуглеродистой стали, изготовленные с использованием проводимых обычным образом холодной прокатки и отжига, подвергают обычному обезжириванию и травлению, после чего производят, в указанном порядке, никелирование в условиях операции, указанных в пункте (1) примера 1, и нанесению Sn-Zn сплава в условиях обработки, указанных в приведенном ниже пункте (5), вслед за чем подвергают операции нанесения неорганического покрытия, в основном состоящего из фосфорной кислоты-цинка-магния в условиях, указанных в пункте (4) примера 1 и затем различным оценочных тестам.
(5) Нанесение Sn-Zn сплава методом горячего погружения
(i) Состав ванны
Sn-Zn сплав (весовое отношение Zn/Sn от 0,001 до 0,1)
(ii) Условия нанесения покрытия
Температура ванны: от 250 до 300°С
Время погружения: 1 секунда
Количество покрытия: от 30 до 40 г/м2 (контроль по зачистке).
Пример 3
Листы холоднокатаной низкоуглеродистой стали, изготовленные с использованием проводимых обычным образом холодной прокатки и отжига, подвергают обычному обезжириванию и травлению, после чего производят, в указанном порядке, никелирование в условиях операции, указанных в пункте (1) примера 1, и нанесению Sn-Zn сплава в условиях обработки, указанных в пункте (6), после чего подвергают обработке для нанесения неорганического покрытия, в основном состоящего из фосфорной кислоты-цинка-магния в условиях, указанных в пункте (4) примера 1 и затем различным оценочным тестам.
(6) Нанесение Sn-Zn сплава электроосаждением
(i) Состав ванны
Алканолсульфоновая кислота: от 10 до 200 г/л
Ионы двухвалентного цинка: от 1 до 50 г/л
Ионы двухвалентного олова: от 100 до 500 г/л
(ii) Условия нанесения покрытия
Температура ванны: от 50 до 60°С
Плотность тока: от 10 до 200 А/дм2
Сравнительный пример 1-1
Сравнительный пример был выполнен с применением вместо обработки, указанной в пункте (4) примера 1, хроматной обработки в условиях, указанных в приведенном ниже пункте (7), при тех же прочих условиях, что и в примере 1.
(7) Хроматная обработка
(i) Состав ванны
CrO3: от 50 до 100 г/л
Температура ванны: от 40 до 50°С (погружение на 5 с)
Сравнительный пример 1-2
Сравнительный пример выполнен без хроматной обработки, указанной в пункте (7) сравнительного примера 1-1, при прочих условиях тех же, что и в примере 1.
Сравнительный пример 1-3
Сравнительный пример выполнен с погружением в сернокислотную ванну перед обработкой, указанной в пункте (4) примера 1, и удалением пленки оксида цинка на Sn-Zn слое. Остальные условия те же, что и в примере 1. Сравнительный пример 1-4
Сравнительный пример выполнен с погружением в сернокислотную ванну перед обработкой, указанной в пункте (4) примера 1, удалением пленки оксида цинка на Sn-Zn слое и увеличением времени погружения при температуре ванны от 60 до 70°С в условиях обработки пункта (4) до 10-15 с при прочих условиях тех же, что и в примере 1.
Сравнительный пример 1-5
Сравнительный пример выполнен при температуре промывки и сушки после обработки в условиях обработки пункта (4) примера 1, равной 180°С, и прочих условиях тех же, что и в примере 1.
Сравнительный пример 1-6
Сравнительный пример выполнен при весовом отношении Zn/Sn в слое Sn-Zn сплава примера 1, равном 0,0005, и прочих условиях тех же, что и в примере 1.
Сравнительный пример 2
Полученное с помощью электроосаждения луженое листовое железо с покрытием Sn в количестве 11,2 г/м2 на каждой поверхности (называемое «белой жестью #100»).
Сравнительный пример 3
Освинцованный стальной лист с покрытием Pb в количестве 11,2 г/м2 на каждой поверхности (называемый «листом со свинцово-оловянным покрытием»).
Приведенные выше примеры согласно настоящему изобретению и сравнительные примеры были подвергнуты оценочным тестам, указанным в приведенных ниже пунктах (а)-(с), и их свойства были оценены количественно. Следует отметить, что, согласно этим примерам, количество покрытия Sn-Zn сплава (г/м2), весовое отношение Zn/Sn и нанесенное количество P+Zn+Mg в неорганическом покрытии перед их количественным оцениванием измеряли методами, указанными в приведенных ниже пунктах (1)-(3),
(a) Тест на смачиваемость припоем
Тест на смачиваемость припоем проводят с помощью прибора для регистрации искажения мениска припоя при старении (SWET-2100, производимый фирмой Tarutin Kester, Co., Ltd.) с использованием в качестве припоя бессвинцового Sn-Ag-Bi припоя (SA2515, производимого фирмой Tarutin Kester, Co., Ltd.) и в качестве флюса двух типов флюса: бесхлорного флюса (NA200, производимого фирмой Tamura Giken Co., Ltd.) и активного хлорсодержащего флюса (NS828, производимого фирмой Nihon Superior Co., Ltd.) и при этом смачиваемость измеряют после того, как испытуемые образцы будут подвергнуты ускоренной обработке в течение 8 час в реторте при 105°С. Результаты оценки выражаются символом «О», когда время пайки (нулевое время контакта) находится в пределах 3 с с неактивным флюсом, «□», когда это время находится в пределах 3 с с активным флюсом, и «х», когда это время не меньше 5 с с активным флюсом.
(b) Тест на стойкость к образованию усов
Тест на стойкость к образованию усов проводят, подвергая испытуемые образцы сгибанию на 90° и обработке на выпучивание, с последующим старением в течение 3 месяцев в атмосфере с температурой 60°С и относительной влажностью 90% как в тесте на влагостойкость. Саму оценку осуществляют с помощью визуального наблюдения и с помощью сканирующего электронного микроскопа. Результаты оценки выражают в виде «О», когда частота усов меньше 100 µм, и в виде «х», когда эта частота не меньше 1000 µм.
(с) Тест на изменение внешнего вида
Тест на изменение внешнего вида проводят путем старения испытуемого образца в течение одного месяца в атмосфере с температурой 60°С и относительной влажностью 90% как в тесте на влагостойкость. Оценку производят путем измерения величины b* с помощью измерителя разницы в окраске (производимого фирмой Minolta Camera, CR-300) и выражают разницу до и после теста, меньшую 2,0, символом «О», а равную 2,0 или более в виде «х».
<1> Нанесенное количество слоя Sn-Zn сплава (г/м2)
Массы Sn и Zn определяют с помощью спектрометра рентгеновской флюоресценции по построенным заранее массовым калибровочным кривым. Предполагается, что сумма означает нанесенное количество слоя Sn-Zn сплава.
<2> Весовое отношение Zn/Sn
Весовое отношение Zn/Sn рассчитывают на основании масс Sn и Zn, полученных тем же способом, который указан в пункте <1>.
<3> Нанесенное количество P+Zn+Mg неорганического покрытия
Массу Р определяют с помощью спектрометра рентгеновской флюоресценции по построенной заранее массовой калибровочной кривой. Массу Mg определяют с помощью атомно-адсорбционного спектрометра по массовой калибровочной кривой для раствора растворенного в кислоте поверхностного слоя. Наконец, для определения в слое количества Zn измеряют отношение интенсивностей Р и Zn в поверхностном слое с помощью электронной Оже-спектроскопии и количество Zn находят расчетом по количеству Р. Предполагается, что сумма всех этих элементов означает нанесенное количество P+Zn+Mg.
В таблице 1 показаны детали и результаты оценки характеристик примеров и сравнительных примеров. Примеры от 1-1 до 1-4 являются примерами, в которых слой Sn-Zn сплава образуется с помощью электроосаждения с последующей операцией сплавления методом термодиффузии; примеры 2-1 и 2-2 являются примерами формирования с помощью нанесения покрытия методом горячего погружения; и пример 3 является примером формирования с помощью электроосаждения сплава.
Сравнительный пример 1-1 является примером электроосаждения с последующей операцией сплавления методом термодиффузии и образованием хроматной пленки, в то время как сравнительный пример 1-2 является примером, в котором отсутствует хроматная обработка. Сравнительные примеры 1-3 и 1-4 являются примерами обработки в серной кислоте перед погружением в водный раствор дифосфата магния в примере 1-1. Сравнительный пример 1-5 является примером применения температуры сушки 180°С на стадии промывки и сушки после погружения в водный раствор дифосфата магния в примере 1-1. Сравнительный пример 1-6 является примером применения весового отношения Zn/Sn, равного 0,0005, в слое Sn-Zn сплава в примере 1-1. Сравнительные примеры 2 и 3 показывают, соответственно, случаи белой жести #100 и листа со свинцово-оловянным покрытием, которые являются обычными материалами для сравнения.
Как следует из примеров, слой, состоящий в основном из фосфорной кислоты-цинка-магния, лучше хроматной обработки в том, что касается смачиваемости припоем, не имеет проблем в отношении изменения внешнего вида при старении и обладает прекрасными свойствами, такими же или лучшими по сравнению со свойствами белой жести #100 и листа со свинцово-оловянным покрытием, которые включены в сравнительные примеры.
Claims (5)
1. Поверхностно обработанный стальной лист для электронных компонентов, включающий стальной лист или никелированный стальной лист и слой Sn-Zn сплава в количестве 3 г/м2 или более, образованный нанесением на лист Sn и Zn, обработанных методом термодиффузии, или нанесением на лист Sn-Zn сплава, отличающийся тем, что указанный слой Sn-Zn сплава имеет весовое отношение Zn/Sn, составляющее от 0,001 до 0,1, и на слой Sn-Zn сплава нанесено неорганическое покрытие, состоящее в основном из P+Zn+Mg в количестве от 0,1 до 100 мг/м2.
2. Лист по п.1, отличающийся тем, что указанный слой Sn-Zn сплава имеет весовое отношение Zn/Sn от 0,001 до 0,01.
3. Лист по п.2, отличающийся тем, что неорганическое покрытие содержит P+Zn+Mg в количестве от 0,1 до 10 мг/м2.
4. Способ производства поверхностно обработанного стального листа для электронных компонентов, включающий нанесение на стальной лист или никелированный стальной лист слоя Sn-Zn сплава в количестве 3 г/м2 или более путем нанесения на лист Sn и Zn и обработки их методом термодиффузии или нанесения на лист Sn-Zn сплава, отличающийся тем, что наносят слой Sn-Zn сплава с весовым отношением Zn/Sn, составляющим от 0,001 до 0,1, после нанесения слоя Sn-Zn сплава стальной лист без удаления с его поверхности слоя оксида цинка погружают в раствор дифосфата магния при температуре от 30 до 70°С, осуществляют немедленную промывку листа и сушку его при 170°С или менее с получением неорганического покрытия, состоящего в основном из P+Zn+Mg в количестве от 0,1 до 100 мг/м2.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что лист погружают в раствор дифосфата магния при температуре от 50 до 70°С и сушку проводят при температуре 100°С или ниже.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005234623A JP4571895B2 (ja) | 2005-08-12 | 2005-08-12 | 半田濡れ性、耐ホイスカ性、外観経時安定性に優れた環境対応型電子部品用表面処理鋼板およびその製造方法 |
| JP2005-234623 | 2005-08-12 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2008109198A RU2008109198A (ru) | 2009-09-20 |
| RU2391445C2 true RU2391445C2 (ru) | 2010-06-10 |
Family
ID=37757568
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008109198/02A RU2391445C2 (ru) | 2005-08-12 | 2006-08-08 | Экологически безопасный поверхностно обработанный стальной лист для электронных компонентов с прекрасными смачиваемостью припоем, стойкостью к образованию усов и постоянством внешнего вида во времени, а также способ его производства |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4571895B2 (ru) |
| KR (1) | KR100988061B1 (ru) |
| CN (1) | CN101238241B (ru) |
| MY (1) | MY148760A (ru) |
| RU (1) | RU2391445C2 (ru) |
| TW (1) | TWI333001B (ru) |
| WO (1) | WO2007020908A1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2685623C2 (ru) * | 2014-06-25 | 2019-04-22 | Зальцгиттер Флахшталь Гмбх | Стальное изделие для защиты электрических деталей от механического повреждения и применение стального изделия |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0653502A3 (en) * | 1993-11-11 | 1995-08-09 | Nihon Parkerizing | Composite article of steel plated with a metal containing zinc and production process. |
| JP3137535B2 (ja) * | 1994-06-27 | 2001-02-26 | 日本パーカライジング株式会社 | 塗装性に優れた亜鉛含有金属めっき鋼板複合体、およびその製造方法 |
| JP3542789B2 (ja) * | 2000-09-08 | 2004-07-14 | 朝日化学工業株式会社 | 耐食性に優れた亜鉛系めっき鋼板の表面処理剤、処理鋼板およびその処理方法 |
| JP3908912B2 (ja) * | 2001-02-22 | 2007-04-25 | 新日本製鐵株式会社 | 半田濡れ性、耐錆性、耐ホイスカー性に優れた環境対応型電子部品用表面処理鋼板 |
| JP3700975B2 (ja) * | 2002-12-17 | 2005-09-28 | 本田技研工業株式会社 | ハイドロプレーニング検出装置 |
| JP3898122B2 (ja) | 2002-12-20 | 2007-03-28 | 株式会社神戸製鋼所 | 耐食性亜鉛めっき鋼板の製造方法 |
| JP4058393B2 (ja) * | 2003-01-07 | 2008-03-05 | 新日本製鐵株式会社 | 無機−有機複合処理亜鉛系メッキ鋼板 |
-
2005
- 2005-08-12 JP JP2005234623A patent/JP4571895B2/ja active Active
-
2006
- 2006-08-08 RU RU2008109198/02A patent/RU2391445C2/ru active
- 2006-08-08 WO PCT/JP2006/315989 patent/WO2007020908A1/ja active Application Filing
- 2006-08-08 KR KR1020087003348A patent/KR100988061B1/ko active IP Right Grant
- 2006-08-08 CN CN2006800288510A patent/CN101238241B/zh active Active
- 2006-08-10 TW TW095129377A patent/TWI333001B/zh active
- 2006-08-10 MY MYPI20063868A patent/MY148760A/en unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2685623C2 (ru) * | 2014-06-25 | 2019-04-22 | Зальцгиттер Флахшталь Гмбх | Стальное изделие для защиты электрических деталей от механического повреждения и применение стального изделия |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2008109198A (ru) | 2009-09-20 |
| JP4571895B2 (ja) | 2010-10-27 |
| CN101238241A (zh) | 2008-08-06 |
| JP2007046140A (ja) | 2007-02-22 |
| KR100988061B1 (ko) | 2010-10-18 |
| MY148760A (en) | 2013-05-31 |
| WO2007020908A1 (ja) | 2007-02-22 |
| KR20080028993A (ko) | 2008-04-02 |
| CN101238241B (zh) | 2011-10-05 |
| TW200710284A (en) | 2007-03-16 |
| TWI333001B (en) | 2010-11-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7344785B2 (en) | Copper foil for printed circuit board, method for fabricating same, and trivalent chromium conversion treatment solution used for fabricating same | |
| WO2012133565A1 (ja) | 電解銅箔及び電解銅箔の製造方法 | |
| TWI792744B (zh) | 表面處理鋼板及其製造方法 | |
| JP7070823B1 (ja) | 表面処理鋼板およびその製造方法 | |
| KR101982426B1 (ko) | 용기용 강판 및 용기용 강판의 제조 방법 | |
| WO2014042412A1 (ko) | 동박의 표면처리 방법 및 그 방법으로 표면처리된 동박 | |
| KR101942202B1 (ko) | 화성 처리 강판 및 화성 처리 강판의 제조 방법 | |
| JP2019531412A (ja) | 電気・電子、自動車部品用銅合金の錫めっき方法及びこれにより製造された銅合金の錫めっき材 | |
| RU2470092C2 (ru) | Металлический материал, имеющий очень хорошую коррозионную стойкость | |
| KR100522755B1 (ko) | 땜납 젖음성, 내청성 및 내휘스커성이 우수한 환경 친화형전자 부품용 표면 처리 강판 | |
| Hamdy et al. | Electroless deposition of ternary Ni–P alloy coatings containing tungsten or nano-scattered alumina composite on steel | |
| RU2391445C2 (ru) | Экологически безопасный поверхностно обработанный стальной лист для электронных компонентов с прекрасными смачиваемостью припоем, стойкостью к образованию усов и постоянством внешнего вида во времени, а также способ его производства | |
| CA2361137A1 (en) | Zinc-comprising-plated high tension steel sheet | |
| JPWO2019156245A1 (ja) | 容器用鋼板および容器用鋼板の製造方法 | |
| Rashmi et al. | Characterization and Corrosion Analysis of Electrodeposited Nanostructured Zn–Fe Alloy Coatings | |
| Kublanovsky et al. | Electrodeposition and corrosion properties of nanocrystalline Fe-W alloys | |
| JP7327719B1 (ja) | 表面処理鋼板およびその製造方法 | |
| TWI840140B (zh) | 表面處理鋼板及其製造方法 | |
| JP7435925B1 (ja) | 表面処理鋼板およびその製造方法 | |
| WO2005080635A1 (en) | Sn-zn alloy hot dip plated steel sheet | |
| JP4321123B2 (ja) | 半田付け性に優れる錫めっき鋼板 | |
| KR101760729B1 (ko) | 용기용 강판 | |
| TW202421847A (zh) | 表面處理鋼板及其製造方法 | |
| WO2024111159A1 (ja) | 表面処理鋼板およびその製造方法 | |
| JP2021123744A (ja) | Ｓｎ系めっき鋼板 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20140804 |
|
| PD4A | Correction of name of patent owner |