WO2004035862A1 - Ｓｎ合金に対する表面処理剤及び表面処理方法 - Google Patents

Ｓｎ合金に対する表面処理剤及び表面処理方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2004035862A1
WO2004035862A1 PCT/JP2003/010717 JP0310717W WO2004035862A1 WO 2004035862 A1 WO2004035862 A1 WO 2004035862A1 JP 0310717 W JP0310717 W JP 0310717W WO 2004035862 A1 WO2004035862 A1 WO 2004035862A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
alloy
surface treatment
solder
treatment agent
saturated
Prior art date
Application number
PCT/JP2003/010717
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Takashi Ouchi
Masashi Kumagai
Yoshiaki Tsutitani
Kenji Tanimoto
Original Assignee
Nikko Materials Co., Ltd.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikko Materials Co., Ltd. filed Critical Nikko Materials Co., Ltd.
Publication of WO2004035862A1 publication Critical patent/WO2004035862A1/ja

Links

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
    • C23C30/00—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C13/00—Alloys based on tin
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a surface treatment agent for a Sn alloy, and a surface treatment method using the same. Background of the invention
  • Soldering is a technology for joining objects together using a substance with a relatively low melting point, and is widely used in modern industry for joining and assembling electronic devices.
  • a commonly used solder is an Sn-Pb alloy whose melting point is as low as 183 ° C., its eutectic composition (63% Sn-remaining Pb). Because it takes place at 220-230 ° C, it hardly causes any thermal damage to electronic parts and substrates. And, 311-? 1) The alloy has good characteristics such as good solderability, solidification immediately at the time of soldering, and difficulty in cracking and peeling even if vibration is applied to the soldered part.
  • electronic devices are made of synthetic resin such as outer frame and substrate, and metal such as conductor part and frame, and when disposed of, they are not incinerated but mostly buried in the ground.
  • rain falling on the ground tends to show acidity (acid rain), and it has become a problem to elute the solder of electronic devices buried in the ground and contaminate groundwater.
  • lead-free solder lead-free solder
  • the external lead terminals of electronic parts are mainly soldered (90% Sn-residual Pb) to improve their solderability and corrosion resistance. For this reason, it is desirable to cope with lead-freezing.
  • the alloy used in the lead-free one does no good with, Sn- Ag (Cu) based, 311-2 1 1 system, a force respectively have merits and demerits Sn- P b alloy is roughly divided into Sn- B i system Complete replacement paper (rules) It has not been reached yet to replace it.
  • solder paste is used to surface mount electronic components on a substrate, and its use has recently increased.
  • the solder paste is generally composed mainly of solder alloy powder, to which is added a flux containing an adhesive, an active powder, a thixotropic agent, a surfactant, a solvent and the like.
  • solder alloy powder As lead-free solder pastes, Sn—Ag (Cu) based alloys, Sn—Zn based alloys, and Sn—Bi based alloys are being studied, but as mentioned above, Sn—Zn based alloys are conventional Sn— as described above. Because it is close to the eutectic temperature of Pb-based solder, it is considered as a promising alternative.
  • solder paste using Sn-zn alloy as solder powder causes oxidation reaction with the activator contained in the flux, solder wettability, preservation because of the oxidizability of Z n as mentioned above.
  • the stability is extremely bad, and there is a disadvantage that an inert gas atmosphere is required at the time of reflow.
  • Patent Document 1 oxidation is prevented by providing a film of polyoxyethylene alkyl ether phosphoric acid, polypropylene copolymer, alkyl ether nonionic surfactant, metal salt of dicarboxylic acid, etc. on the surface of powder. There is. Further, in Patent Document 2, oxidation of the obtained solder paste is prevented by mixing solder powder with flux containing POE alkyl ether phosphate N-acyl amino acid salt.
  • a pole grid array (BGA) is a two-dimensional surface mount package in which external terminals are formed by solder poles, and as solder balls used for BGA, for example, a contact failure between an electronic component and a mounting substrate
  • solder balls be formed by applying Sn plating to elastic members (Patent Document 3).
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-294901
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-271781 Replacement sheet
  • Patent Document 3 Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-284029 Disclosure of the Invention
  • the present invention aims to provide a surface treatment agent that improves the solder wettability and oxidation resistance of an S11 alloy. Furthermore, it is another object of the present invention to provide a surface treatment agent capable of obtaining a solder paste with good storage stability and a Sn alloy plating in which the occurrence of whiskers is suppressed.
  • the inventors of the present invention have conducted intensive studies on the suppression of oxidation on the surface of Sn alloy, and as a result, a treatment agent containing an acidic phosphoric acid ester having one or two saturated or unsaturated alkyl groups, an Sn alloy
  • a treatment agent containing an acidic phosphoric acid ester having one or two saturated or unsaturated alkyl groups, an Sn alloy We have found that surface treatment of the surface provides oxidation resistance and improves solder wettability. Also, the solder paste containing this surface-treated Sn alloy powder showed a remarkable improvement effect on its storage stability. Furthermore, it was confirmed that the occurrence of whiskers was significantly suppressed from this Sn alloy plating on which surface treatment was applied.
  • the present invention is as follows.
  • a surface treatment agent for an Sn alloy comprising an acidic phosphoric acid ester having one or two saturated or unsaturated alkyl groups, and Z or a salt thereof.
  • solder alloy according to (1) wherein the Sn alloy is a solder alloy containing Sn, Bi, Cu, Ag, Sb, or one or more of Sn.
  • Surface treatment agent is a solder alloy containing Sn, Bi, Cu, Ag, Sb, or one or more of Sn.
  • a BGA Poly Grid Array
  • a mounted product characterized in that the Sn alloy solder pole according to (6) is disposed in an electronic component and this is connected to a circuit board.
  • the Sn alloy used in the present invention is preferably a lead-free Sn alloy from the viewpoint of environmental pollution and the like, and any one of S r Z Z n, B i, Cu, In, Ag, S b Or a solder alloy containing two or more.
  • the Sn--Z n-based alloy is preferably used because its melting point is close to that of the conventional Sn--P b-based alloy.
  • the acid phosphate ester having one or two saturated or unsaturated alkyl groups used in the present invention is represented by the following general formula (1), and in the general formula (1), RRR 3 is saturated Or an unsaturated alkyl group or hydrogen, and any one of RR 2 and R 3 is a saturated or unsaturated alkyl group and is hydrogen.
  • the above-mentioned saturated or unsaturated alkyl group is preferably a saturated or unsaturated alkyl group having 10 to 26 carbon atoms, and more preferably a saturated alkyl or unsaturated alkyl group having 12 to 24 carbon atoms.
  • Examples of the acidic phosphoric acid ester having a saturated alkyl group include monododecinolelic acid ester, didodecinoleic acid ester, monotetradecyl phosphoric acid ester, diteto.radecyl phosphoric acid ester, monohexadecyl phosphoric acid ester, dihexadecylicyclic ester Acid ester, monooctadecyl phosphate, dioctadecyl phosphate, monoeicosyl phosphate, dieicosyl phosphate, monodocrosyl phosphate, didocosyl phosphate, monotetracosyl phosphate ester, ditetracylline Acid ester, monododecyl phosphate ester, didedecinyl phosphate ester, monotetradecynyl phosphate ester, ditetradecyryl phosphate ester, monohexadecynyl phosphat
  • salts of acidic phosphoric acid esters having one or two saturated or unsaturated alkyl groups one or two acidic phosphoric acid esters having saturated or unsaturated alkyl groups as described above, and alkalinity when dissolved in water It may be a salt with a substance showing.
  • an acidic phosphoric acid ester having one or two saturated or unsaturated alkyl groups may be prepared by preparing an acidic phosphoric acid ester having one saturated or unsaturated alkyl group and two saturated or unsaturated alkyl groups. When it is obtained as a mixture of acid phosphates, it is not necessary to separate, and the mixture can be used as it is. Furthermore, a small amount of phosphoric acid triester may be contained in the acidic phosphoric acid ester mixture.
  • the surface treatment agent of the present invention can be used by dissolving an acidic phosphoric acid ester having one or two saturated or unsaturated alkyl groups, and a pipe or a salt thereof in a solvent, and as a solvent to be used
  • the solvent is not particularly limited as long as it is soluble, but because of solubility, easiness of drying and cost, hydroxylated solvents such as isopropanol and cellosolve, hydrocarbons such as toluene and n-hexane, Or ketones such as acetone are preferred.
  • Replacement paper (Rule 26)
  • the surface treatment agent of the present invention may contain an additive in an amount in a range that does not impair the original properties in order to impart desired performance. Additives include preservatives, surfactants and the like.
  • any method of forming a coating on the surface of the Sn alloy may be used.
  • the method of simply immersing the Sn alloy in the surface treatment agent may be applied using a shower, or an apparatus such as an air coater, a blade coater, an end coater, a knife coater, a gravure coater, a reverse coater, a cast coater or the like.
  • Examples of the method for drying the coating film include methods using an apparatus such as hot air drying, roll heating drying, infrared radiation drying, far infrared radiation drying, etc. In practice, these devices may be used alone or in combination of two or more. May be
  • the thickness of the surface treatment layer is not particularly limited, but is preferably 5 / m or less in terms of cost.
  • the shape of the Sn alloy to be surface-treated with the surface treatment agent of the present invention is any of linear, plate, band, foil, granular (Sn solder ball), powder (Sn solder powder), etc. Thank you.
  • the Sn alloy powder is treated with the surface treatment agent of the present invention, to which a flux containing an adhesive, an active agent, a thixotropic agent, a surfactant, a solvent and the like is added and used as a solder paste. It can also be done.
  • the pressure-sensitive adhesive As the pressure-sensitive adhesive, the active agent, the thixotropic agent, the surfactant and the solvent, conventionally known ones can be used.
  • Example 1 shows that the solder wettability of the surface treatment with the surface treatment agent of the present invention was significantly improved as compared to the case where no surface treatment was applied to Sn—Zn alloy plating.
  • Sn-Zn substrate The substrate subjected to Sn-Zn plating (hereinafter referred to as Sn-Zn substrate) was immersed for 1 minute in an isopropanol solution of an acidic phosphoric acid ester having the above-mentioned saturated or unsaturated alkyl group. Thereafter, the product dried with a dryer was used as a test substrate, and was subjected to the following solderability evaluation test.
  • As the flux NA-200 (manufactured by Tamura Kaken Co., Ltd.) was used. Table 1 shows the test results.
  • the surface treatment method of the present invention was found to have a remarkable effect on the improvement of solder wettability to S ⁇ - ⁇ ⁇ alloys.
  • the surface treatment method of the present invention was another S We have also confirmed that ⁇ alloys are effective in improving solder wettability.
  • Example 2 although surface treatment was performed on S —- ⁇ alloy plating, whiskers were found to be significantly suppressed as compared with the case where surface treatment was not performed.
  • Example 3 the solder wettability of the paste using the surface-treated Sn—Zn alloy powder is significantly improved as compared with the case where the surface treatment is not performed.
  • Example 14 types of 1 wt ° / 0 isopropanol solution containing an acidic phosphoric acid ester having a saturated or unsaturated alkyl group as an active ingredient were prepared, and S n _ 8 Z n-was prepared in the solution. After soaking the 3 B i powder for 1 minute, it was filtered through a glass filter and dried.
  • solder powder and flux 60 wt% rosin, 30 wt% petite nolbitol, 9 wt% hydrogenated castor oil
  • the solder paste was applied onto a copper plate in a cylindrical shape of 7 mm ⁇ ⁇ 1 mm t using a jig.
  • the copper plate was placed on a hot plate set at 230 ° C. and heated, and 10 seconds after the solder paste began to melt, the copper plate was lowered from the hot plate. Heating was performed in the atmosphere. After the solder solidified, a picture was taken to measure the wet and spread area of the solder. Table 2 shows the test results.
  • a solder paste was prepared in the same manner as in Example 3 except that the surface treatment was not performed, and the evaluation results are also shown in Table 2.
  • Example 4 the storage stability of the paste using the surface-treated Sn—Zn alloy powder is significantly improved as compared with the case where the surface treatment was not performed.
  • Example 3 The solder paste shown in Example 3 was stored refrigerated at 5 ° C., and the storage stability was evaluated. Table 3 shows the period until the solder paste spread area is less than half of the initial one.
  • the oxidation resistance is improved by surface treating the Sn alloy with a surface treating agent containing one or two acidic phosphoric acid esters having a saturated or unsaturated alkyl group and / or a salt thereof.
  • a surface treating agent containing one or two acidic phosphoric acid esters having a saturated or unsaturated alkyl group and / or a salt thereof Can improve the solder wettability.
  • the solder paste containing the Sn alloy powder treated with the surface treatment agent of the present invention is extremely improved in storage stability, and the Sn alloy plated with this surface treatment significantly generates whiskers. It can be suppressed.

Abstract

　Ｓｎ合金のはんだ濡れ性、及び耐酸化性を良好にする表面処理剤を提供することを目的とする。さらには、保存安定性がよいはんだペースト、ウィスカー発生が抑制されたＳｎ合金めっきを得ることができる表面処理剤を提供することを目的とする。この表面処理剤は、一つもしくは二つの、飽和もしくは不飽和アルキル基をもつ酸性リン酸エステル、及び／又はその塩を含むことを特徴とするＳｎ合金に対する表面処理剤であり、およびこの表面処理剤を用いてＳｎ合金を表面処理する方法である。Ｓｎ合金としては、ＳｎにＺｎ、Ｂｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｓｂのいずれか一つもしくは二つ以上を含むはんだ合金であることが好ましい。

Description

明細書
S n合金に対する表面処理剤及び表面処理方法 技術分野
本発明は、 Sn合金に対する表面処理剤、 及びそれを用いた表面処理方法に関 する。 発明の背景
はんだ付けは、融点が比較的低い物質を用いて物体同士を接合する技術であり 現代産業において、 電子機器の接合、組み立て等に幅広く用いられている。 一般 的に用いられているはんだは S n— P b合金であり、 その共晶組成 ( 63 % S n —残部 Pb) の融点が 183°Cと低いものであることか.ら、 そのはんだ付けは 2 20〜230°Cで行われるため、電子部品や基板に対しほとんど熱損傷を与えな い。 しかも、 311—？1)合金は、 はんだ付け性が良好であるとともに、 はんだ付 け時にすぐに凝固して、はんだ付け部に振動が加わっても割れや剥離を起こし難 いという優れた特徴も有している。
一般に電子機器は、外枠や基板等の合成樹脂と導体部ゃフレーム等の金属によ り形成されており、廃棄処分された場合は、 焼却処分されず、 ほとんどが地中に 埋め立てられる。 近年、 地上に降る雨は酸性を示す傾向にあり （酸性雨）、 地中 に埋められた電子機器のはんだを溶出させて、地下水を汚染することが問題化し ている。 このため、 特に電子機器業界において、鉛を含まないは だ （鉛フリー はんだ） への代替の動きが急速に進んでいる。
—方、 電子部品の外部リード端子には、 そのはんだ濡れ性と耐食性を向上させ るため、 主にはんだめつき （90%Sn—残部 Pb) が施されており、 これにつ いても上記した理由によりその鉛フリ一化への対応が望まれている。鉛フリ一は んだめつきに用いられる合金としては、 Sn— Ag (Cu) 系、 311—211系、 Sn— B i系に大別される力 それぞれ一長一短があり Sn— P b合金を完全に 差替え用紙（規則 ) 代替するには未だ至つていない。
3!1—211系合金は、従来の S n— P b系合金と融点が近いことから、 現在の 設備や工程を変える必要がないという点で有利である。 また、 めっき被膜の機械 的強度に優れコスト的にも優れている。 し力、し、 Znは活性な金属種であること から酸化し易く、 S n— Z n系合金のはんだ濡れ性が非常に悪いため、現時点で は、 実用化される可能性は最も低いと考えられている。
はんだペーストは、 電子部品を基板に表面実装するために用いられ、近年その 使用量が増大している。はんだペーストは一般には、はんだ合金粉末を主体とし、 粘着剤、 活个生剤、 チクソトロピック剤、 界面活性剤、 溶剤等を含むフラックスを 加えたものである。 はんだペーストの鉛フリー化として、 Sn— Ag (C u) 系 合金、 Sn— Zn系合金、 S n— B i系合金が検討されているが、 Sn_Zn系 合金は前述した通り、従来の Sn— P b系はんだの共晶温度に近いことから、 代 替の有力な候補として考えられている。 し力 し、前述の通り Z nの酸化されやす さから、 S n— Z n系合金をはんだ粉末として用いたはんだペーストはフラック スに含まれる活性剤と酸化反応を起こし、 はんだ濡れ性、保存安定性が著しく悪 く、 またリフロー時に不活性ガス雰囲気が必要という欠点がある。
一般に、 はんだ粉末の酸ィ匕を防止する提案は多数なされている。 例えば特許文 献 1では粉末の表面にポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸、ポリプロピ レン共重合体、 アルキルエーテル系非イオン性界面活性剤、 ジカルボン酸金属塩 等の皮膜を設けることにより酸化を防止している。 また、 特許文献 2では、 はん だ粉末と POEアルキルエーテルリン酸 N—ァシルアミノ酸塩を含むフラック スとを混和することにより、 得られるはんだペーストの酸化を防止している。 ポールグリッドアレイ （BGA) は、 外部端子がはんだポールで形成され、 2 次元的に配置された表面実装型パッケージであり、 B G Aに用いるはんだボール としては、 例えば、 電子部品と実装基板との接触不良を防止するために、 はんだ ボールを、 弾性部材に Snメツキを施したものとすることが提案されている （特 許文献 3)。
(特許文献 1) 特開 2001— 294901号公報
(特許文献 2) 特開 2000— 271781号公報 差替え用紙 (特許文献 3 ) 特開平 1 1一 284029号公報 発明の開示
上記実情に鑑みて、本発明は S 11合金のはんだ濡れ性、 及び耐酸化性を良好に する表面処理剤を提供することを目的とする。 さらには、保存安定性がよいはん だペースト、 ゥイスカー発生が抑制された Sn合金めつきを得ることができる表 面処理剤を提供することを目的とする。
本発明者らは、 Sn合金表面の酸化抑制に対し、 鋭意研究を重ねた結果、 一つ もしくは二つの、飽和もしくは不飽和アルキル基をもつ酸性リン酸エステルを含 む処理剤で、 S n合金を表面処理することにより、 耐酸化性を付与し、 はんだ濡 れ性を改善することを見出した。 また、 この表面処理を施した S n合金粉を含む はんだペーストは、 その保存安定性に顕著な改善効果が見られた。 更に、 この表. 面処理を施した S n合金めつきからは、 ゥイスカーの発生が大幅に抑制されるこ とを確認、した。
すなわち、 本発明は以下のとおりである。
( 1 ) 一つもしくは二つの、飽和もしくは不飽和アルキル基をもつ酸性リン酸 エステル、及び Z又はその塩を含むことを特徴とする S n合金に対する表面処理 剤。
(2) 前記 S n合金が S nに Z n、 B i、 Cu、 Ag、 Sbのいずれか一つも しくは二つ以上を含むはんだ合金であることを特徴とする前記 （1) に記載の表 面処理剤。
(3) 前記 Sn合金が Sn— Zn系合金であることを特徴とする前記 (1) 又 は （2) に記載の表面処理剤。
(4) 前記 （1：) 〜 （3) のいずれかに記載の表面処理剤を使用することを特 徴とする S n合金の表面処理方法。
(5) 電子部品もしくは基板の接続端子部の導体表面に S n合金めつきを施し た後、 前記 （4) 記載の表面処理方法により表面処理を行った電子部品もしくは 基板。
(6) 前記 （ 4 ) 記載の表面処理方法により表面処理を行つた S n合金はんだ 差 ぇ 紙（規則 26) ボール。
(7) 前記 （6) 記載の S 11合金はんだボールを電気的接続部材として用いた ことを特徴とする BGA (ポールグリッドアレイ）。
(8) 前記 (6) 記載の S n合金はんだポールを電子部品に配置し、 これを回 路基板に接続したことを特徴とする実装品。
(9) 前記 （4) 記載の表面処理方法により表面処理を行った S n合金はんだ 粉末。
(10) 前記 （ 9 ) 記載の S n合金はんだ粉末を用いたことを特徴とするはん だペースト。
(1 1) 前記（1 0)記載のはんだペーストを用いたことを特徴とする実装品。 発明を実施するための最良の形態
本発明で用いる S n合金としては、環境汚染等の問題から鉛を含まない S n合 金が好ましく、 S r^ Z n、 B i、 Cu、 I n、 Ag、 S bのいずれか一つもし くは二つ以上を含むはんだ合金等が挙げられる。 また、 S n _Z n系合金は従来 の S n_P b系合金と融点が近いので好ましく用いることができる。
本発明で用いる一つもしくは二つの、飽和もしくは不飽和アルキル基をもつ酸 性リン酸エステルとしては、下記一般式（ 1 )で示されるものであり、一般式（ 1 ) 中、 R R R 3は飽和もしくは不飽和アルキル基又は水素であり、 かつ R R2、 R3のうちいずれか一つは飽和もしくは不飽和アルキル基であり、水素であ る。
Figure imgf000005_0001
上記の飽和もしくは不飽和アルキル基としては、炭素数 1 0〜 26の飽和もし くは不飽和アルキル基が好ましく、 より好ましくは、 炭素数 1 2〜 24の飽和ァ ルキルもしくは不飽和アルキルである。 一つもしくは二つの、 飽和もしくは不飽
差替え用紙（規則 26) 和アルキル基をもつ酸性リン酸エステルとしては、例えばモノドデシノレリン酸ェ ステル、 ジドデシノレリン酸エステル、 モノテトラデシルリン酸エステル、 ジテト . ラデシルリン酸エステル、 モノへキサデシルリン酸エステル、 ジへキサデシルリ ' ン酸エステル、 モノォクタデシルリン酸エステル、 ジォクタデシルリン酸エステ ル、 モノエイコシルリン酸エステル、 ジエイコシルリン酸エステル、 モノドコシ ルリン酸エステル、 ジドコシルリン酸エステル、 モノテトラコシルリン酸エステ ノレ、 ジテトラ シルリン酸エステル、 モノドデシ-ルリン酸エステル、 ジドデシ ニルリン酸エステル、 モノテトラデシニルリン酸エステル、 ジテトラデシ-ルリ ン酸エステル、 モノへキサデシニルリン酸エステル、 ジへキサデシニルリン酸ェ ステル、モノォクタデシ二ルリン酸エステル、ジォクタデシ二ルリン酸エステル、 モノエイコシエルリン酸エステノレ、 ジエイコシニルリン酸エステル、 モノドコシ 二ノレリン酸エステノレ、 ジドコシ二/レリン酸エステノレ、 モノテトラコシニノレリン酸 エステル、 ジテトラコシニルリン酸エステル等が挙げられる。
一つもしくは二つの、飽和もしくは不飽和アルキル基をもつ酸性リン酸エス テルの塩としては、 上記一つもしくは二つの、 飽和もしくは不飽和アルキル基を もつ酸性リン酸エステルと、水に溶解するとアルカリ性を示す物質との塩であれ ばよく、 ァミン塩が好ましい。
また、 一つもしくは二つの、 飽和もしくは不飽和アルキル基をもつ酸性リン酸 エステルが、 製造上、 一つの飽和もしくは不飽和アルキル基をもつ酸性リン酸ェ ステルと二つの飽和もしくは不飽和アルキル基をもつ酸性リン酸エステルの混 合物として得られるときは、 分離する必要はなく、 混合物のまま用いることがで きる。 さらに、 酸性リン酸エステル混合物中にリン酸トリエステルが少量含まれ ていてもよい。
本発明の表面処理剤は、 一つもしくは二つの、 飽和もしくは不飽和アルキル基 をもつ酸性リン酸エステル、及ひブ又はその塩を溶剤に溶解して用いることがで き、 使用される溶剤としては、 可溶であれば特に制限されるわけではないが、 溶 解度、 乾燥の容易さ、 コストからイソプロパノールゃセロソルプ等の水酸基を持 つた溶媒、 トルエンや n—へキサン等の炭化水素類、 又はアセトン等のケトン類 が好ましい。 差替え用紙 （規則 26) また、 本発明の表面処理剤は、所望の性能を付与させる目的で本来の性質を損 なわない範囲の量の添加剤を含んでいてもよい。 添加剤としては、 防腐剤、 界面 活性剤等が挙げられる。
本発明の表面処理剤を用いて S n合金を表面処理するには、 S n合金の表面に 被覆を形成する方法であればよく、例えば、 S n合金を単に表面処理剤に浸漬さ せる方法、 表面処理剤を、 シャワー、 又はエアードコータ、 ブレードコ一タ、 口 ッドコータ、 ナイフコータ、 グラビアコータ、 リバースコータ、 キャストコータ などの装置を用いて塗布する方法が挙げられる。
塗布膜を乾燥する方法としては、 熱風乾燥、 ロール加熱乾燥、 赤外線乾燥、 遠 赤外線乾燥等の装置を用いる方法が挙げられ、実施にあたってはこれらの装置を 単独で、 あるいは 2種以上を組み合わせて用いてもよい。
表面処理層の膜厚は、 特に限定されるものではないが、 コス トの点で 5 / m以 下が好ましい。
本発明の表面処理剤で表面処理をする S n合金の形状は、線状、板 ·帯 ·箔状、 粒状 ( S nはんだボール）、 粉末状 ( S nはんだ粉末) 等いずれの形状であって あよい。
また、 S n合金粉末を本発明の表面処理剤を用いて処理し、 これに粘着剤、活 性剤、 チクソトロピック剤、 界面活性剤、溶剤等を含むフラックスを加えてはん だペーストとして用いることもできる。
上記粘着剤、 活性剤、 チクソトロピック剤、 界面活性剤、 溶剤としては従来公 知のものを用いることができる。
実施例
以下本発明の実施例を説明する。
<実施例 1 > ,
実施例 1では S n— Z n合金めつきに対し、本発明の表面処理剤で表面処理し たもののはんだ濡れ性が、表面処理しなかったものと比べて、 著しく改善された 結果を示す。
下記表 1に示す飽和もしくは不飽和アルキル基をもつ酸性リン酸エステルを 有効成分とする l w t %イソプロパノール溶液を 1 4種類調製した。 尚、用いた 差替え用紙 （規則 ） 上記酸性リン酸エステルは、 モノ体とジ体のほぼ等モル化合物である。
他方、 燐青銅フープ材 (18 X 10 Omm) に対し、 以下の前処理を行った。 アル力リ電解脱脂 (常温、 I SAZdm2 約 30秒程度処理)→水洗 →酸浸漬 （10%硫酸、 常温、 5秒） →水洗→化学研磨 （CPB— 40、 常温、 1分浸漬） →水洗→酸浸漬 （10° /。硫酸、 常温、 5秒） →水洗 この基材に対し、 膜厚約 5 jumの S n— Z nめっきを行った （めっき浴： Sn - 10 Zn (Zn含有率 10%)、 めっき条件：陰極電流密度 3 A/ d m2、 温度 35°C、 pH4. 0、 液流動及び力ソード揺動めつき）。
この S n— Z nめっきを施した基材 （以下 Sn— Zn基材） を、 上記の飽和も しくは不飽和アルキル基をもつ酸性リン酸エステルのィソプロパノール溶液に 1分間浸漬した。 その後、 ドライヤーにて乾燥させたものを試験基板とし、 以下 のはんだ濡れ性評価試験に供した。
本発明の表面処理剤による表面処理直後 （後処理直後） 及び PC T処理 （温度 105°C、 湿度 100%の密閉釜内にて 16時間放置） 後の鉛フリーはんだ （す ず：銀：銅 = 96. 5 : 3 : 0. 5、 浴温 245°C) とのはんだ付け性をメ -ス コグラフ法で評価した。 尚、 フラックスとしては、 NA—200 (タムラ化研製） を用いた。 表 1に試験結果を示す。
尚、 比較例として、上記 S n— Z n基材に表面処理を行わないものを試験基板 とし、 同様に評価した結果もあわせて表 1に示す。
差替え用紙 （規則 26) NO. 六
タカ成分 ? 処埋 |1·後 し 丄 埋俊
1 モノントァンノレリノ酸エス τノレ り
2 モノンァ 卜ファンノレリン酸エスァノレ U
3 モノンへキサアンノレリン酸エスァノレ 〇 U
> 、、 * 、 - fc、 ゝ ， , 、
4 モノン才クタアンノレリン酸エスァノレ
5 モノジエイコシノレリン酸エステノレ
Figure imgf000009_0001
6 モノントコンノレリン酸エスァノレ 〇 〇
7 モノジテトラコシノレリン酸エステノレ 〇 〇
8 モノジドテシニノレリン酸エステノレ 〇
9 モノジテトラデシニノレリン酸エステノレ 〇 〇
1 0 モノジへキサテシニノレリン酸エステノレ 〇 〇
1 1 モノン才クタアンーノレリノ酸エスァノレ 〇 ϋ
1 2 モノジエイコシニノレリン酸エステノレ 〇 〇
1 3 モノジドコシエノレリン酸エステノレ 〇 〇
1 4 モノジテトラコシニノレリン酸エステノレ 〇 〇
1 5 * 未処理 〇 X
0 = 0秒以上 3秒未満、 X = 5秒以上
* 比較例 以上のように、 本発明の表面処理方法は S η - Ζ η合金に対し、 はんだ濡れ性 の向上に顕著な効果があることが判った力 本発明の表面処理方法は他の S η合 金に関してもはんだ濡れ性の向上に効果があることを確認している。
<実施例 2 >
実施例 2では S η— Ζ η合金めつきに対し表面 理したもののウイスカ.一発 生が、 表面処理しなかったものと比べて、 著しく抑制された結果を示す。
実施例 1と同等の処理をした S η— Ζ η合金めつき基板 1 4種類と、表面処理 をしなかった基板を、 温度 8 5 °C、 湿度 8 5 %の恒温恒湿雰囲気下において、 2 聱替え用絨 (規則 26) 4時間放置した。 その後、基板を充分に乾燥した後、走査型電子顕微鏡 ( S EM) にて表面観察したところ、表面処理をしなかったものは、 ゥイスカーが多く観察 されたのに対し、 表面処理をしたものからは、 その有効成分によらず、 ウイスカ 一が全く観察されなかった。
<実施例 3 >
実施例 3では、表面処理した S n _ Z n合金粉を用いたペーストのはんだ濡れ 性が、 表面処理しなかったものと比べて、 著しく改善された結果を示す。
実施例 1と同様に、飽和もしくは不飽和アルキル基をもつ酸性リン酸エステル を有効成分とする 1 w t °/0ィソプロパノール溶液を 1 4種類調製し、その溶液に S n _ 8 Z n— 3 B i粉を 1分間浸漬した後、 ガラスフィルタ一でろ過し、 乾燥 した。
この表面処理を施したはんだ粉末とフラックス （ロジン 6 0 w t %、 プチノレ力 ルビトール 3 0 w t %、水添ひまし油 9 w t %)を重量比で 9： 1でよく混合し、 はんだペーストとした。 このはんだペーストを銅板上に、 冶具を用いて 7 mm φ X l mm tの円柱状に塗布した。
この銅板を、 2 3 0 °Cに設定されたホットプレート上に置いて加熱し、 はんだ ペーストが溶け始めてから 1 0秒後に銅板をホットプレートから下ろした。加熱 は大気中で行った。 はんだが固まった後、 写真撮影してはんだの濡れ広がった面 積を測定した。 表 2に試験結果を示す。
尚、 比較例として、表面処理を行わないこと以外は実施例 3と同様にしてはん だペーストを作製し、 評価した結果もあわせて表 2に示す。
差替え用紙観則 26) 表 2
Figure imgf000011_0001
* 比較例
<実施例 4〉
実施例 4では、表面処理した S n— Z n合金粉を用いたペース トの保存安定性 が、 表面処理しなかったものと比べて、 著しく改善された結果を示す。
実施例 3で示した、 はんだペーストを 5 °Cで冷蔵保存し、保存安定性の評価を 行なった。 表 3に、 はんだペーストの濡れ広がり面積が初期の半分以下になるま での期間を示す。
差替え用紙 （規則 26) 表 3
Figure imgf000012_0001
* 比較例 産業上の利用可能性
本発明によれば、一つもしくは二つの、飽和もしくは不飽和アルキル基をもつ 酸性リン酸エステル、及び/又はその塩を含む表面処理剤で S n合金を表面処理 することにより、 耐酸化性を付与し、 はんだ濡れ性を改善することができる。 また、 本発明の表面処理剤で処理された S n合金粉を含むはんだペーストは、 保存安定性が極めて向上し、 この表面処理を施した S n合金めつきは、 ウイスカ 一の発生を大幅に抑制することができる。
差替え用紙 （規則 26)

Claims

請求の範囲
1 . 一つもしくは二つの、飽和もしくは不飽和アルキル基をもつ酸性リン酸エス テル、 及び Z又はその塩を含むことを特徴とする S n合金に対する表面処理剤。
2 . 前記 S n合金が S nに Z n、 B i、 C u、 A g、 S bのいずれか一つもしく は二つ以上を含むはんだ合金であることを特徴とする請求項 1に記載の表面処 理剤。
3 .前記 S n合金が S n— Z n系合金であることを特徴とする請求項 1又は 2に 記載の表面処理剤。
4 .請求項 1〜 3のいずれかに記載の表面処理剤を使用することを特徴とする S n合金の表面処理方法。
5 .電子部品もしくは基板の接続端子部の導体表面に S n合金めつきを施した後、 請求項 4に記載の表面処理方法により表面処理を行った電子部品もしくは基板。
6 .請求項 4に記載の表面処理方法により表面処理を行つた S n合金はんだポー ル。
7 .請求項 6に記載の S n合金はんだボールを電気的接続部材として用いたこと を特徴とするポールグリツドアレイ。
8 . 請求項 6に記載の S n合金はんだボールを電子部品に配置し、 これを回路基 板に接続したことを特徴とする実装品。
9 .請求項 4に記載の表面処理方法により表面処理を行った S n合金はんだ粉末。
1 0 . 請求項 9に記載の S n合金はんだ粉末を用いたことを特 とするはんだべ ースト。
1 1 . 請求項 1 0に記載のはんだペーストを用いたことを特徴とする実装品。
差替え用紙 （規則 2
PCT/JP2003/010717 2002-10-18 2003-08-25 Ｓｎ合金に対する表面処理剤及び表面処理方法 WO2004035862A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002304554A JP4215235B2 (ja) 2002-10-18 2002-10-18 Ｓｎ合金に対する表面処理剤及び表面処理方法
JP2002/304554 2002-10-18

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2004035862A1 true WO2004035862A1 (ja) 2004-04-29

Family

ID=32105120

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2003/010717 WO2004035862A1 (ja) 2002-10-18 2003-08-25 Ｓｎ合金に対する表面処理剤及び表面処理方法

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP4215235B2 (ja)
KR (1) KR100673181B1 (ja)
CN (1) CN100439565C (ja)
TW (1) TWI276703B (ja)
WO (1) WO2004035862A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1627935A1 (en) * 2003-05-16 2006-02-22 Sony Corporation Surface treating agent for tin or tin alloy material
CN101557903B (zh) * 2006-12-12 2013-06-19 千住金属工业株式会社 无铅软钎料用焊剂和软钎焊方法

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007029589A1 (ja) * 2005-09-07 2007-03-15 Nippon Mining & Metals Co., Ltd. 錫および錫合金の水系酸化防止剤
JP5137317B2 (ja) * 2006-04-03 2013-02-06 Ｊｘ日鉱日石金属株式会社 電子部品
JP4904953B2 (ja) 2006-04-06 2012-03-28 日立電線株式会社 配線用導体及びその製造方法並びに端末接続部並びにＰｂフリーはんだ合金
WO2008142960A1 (ja) * 2007-05-21 2008-11-27 Nippon Mining & Metals Co., Ltd. レジンブリードアウト防止剤及びレジンブリードアウト防止方法
EP2376678B1 (en) * 2009-01-14 2012-09-12 Atotech Deutschland GmbH Solution and process for increasing the solderability and corrosion resistance of a metal or metal alloy surface
JP5667152B2 (ja) * 2012-09-19 2015-02-12 Jx日鉱日石金属株式会社 表面処理めっき材およびその製造方法、並びに電子部品
CN105414795B (zh) * 2015-12-30 2017-10-20 中山翰华锡业有限公司 一种耐低温抗氧化无铅焊锡及其制备方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07188942A (ja) * 1993-12-28 1995-07-25 Kobe Steel Ltd 耐酸化性に優れたすずまたはすず合金めっき材およびその製造方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0888942A (ja) * 1994-09-14 1996-04-02 Matsushita Electric Works Ltd 非接触式充電装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07188942A (ja) * 1993-12-28 1995-07-25 Kobe Steel Ltd 耐酸化性に優れたすずまたはすず合金めっき材およびその製造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1627935A1 (en) * 2003-05-16 2006-02-22 Sony Corporation Surface treating agent for tin or tin alloy material
EP1627935A4 (en) * 2003-05-16 2010-11-17 Sony Corp SURFACE TREATMENT FOR TIN OR TIN ALLOY MATERIAL
CN101557903B (zh) * 2006-12-12 2013-06-19 千住金属工业株式会社 无铅软钎料用焊剂和软钎焊方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR100673181B1 (ko) 2007-01-22
TWI276703B (en) 2007-03-21
TW200408727A (en) 2004-06-01
CN100439565C (zh) 2008-12-03
KR20050039851A (ko) 2005-04-29
JP2004137574A (ja) 2004-05-13
JP4215235B2 (ja) 2009-01-28
CN1678769A (zh) 2005-10-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4601670B2 (ja) 錫および錫合金の水系酸化防止剤
KR101298780B1 (ko) 전자제품에 은도금
EP1627935A1 (en) Surface treating agent for tin or tin alloy material
JP4733468B2 (ja) 金属表面処理水溶液および金属表面の変色防止方法
JP4518507B2 (ja) 金属の表面処理剤
US6527840B1 (en) Silver alloy plating bath and method of forming a silver alloy film by means of the same
WO2004035862A1 (ja) Ｓｎ合金に対する表面処理剤及び表面処理方法
JP2004176179A (ja) 電子部品端子の水溶性半田濡れ性向上処理剤および処理法
JP5649139B2 (ja) 銅表面の表面皮膜層構造
JP2005169495A (ja) プリフラックス、フラックス、ソルダーペースト及び鉛フリーはんだ付け体の製造方法
EP1348512A1 (en) Water-soluble flux composition and process for producing soldered part
JP2004156094A (ja) Ｓｎ又はＳｎ合金に対する表面処理剤及び表面処理方法
JP5137317B2 (ja) 電子部品
US5631091A (en) Bismuth coating protection for copper
JP5697641B2 (ja) ＳｎおよびＳｎ合金に対する表面処理剤
JP3786405B2 (ja) 錫―亜鉛系鉛フリーはんだ粉末およびその製造方法
JP2005220374A (ja) 端子、それを有する部品および製品
JP3943718B2 (ja) ハンダ粉の製造方法、ハンダ粉及びハンダペースト
JP3173982B2 (ja) 鉛無含有半田めっき浴およびそれにより得られた半田めっき皮膜
JP4590133B2 (ja) 錫―亜鉛系鉛フリーはんだ合金粉末およびその製造方法
JPH0240419B2 (ja) Arumibanhenoriidosenhandazukehoho

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): CN KR

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1020057002465

Country of ref document: KR

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 20038199971

Country of ref document: CN

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1020057002465

Country of ref document: KR