JP2001234387A - 錫系電気めっきのウィスカー発生防止剤および防止方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電気・電子部品における短絡発生の原因とな
る電気錫めっきおよび電気錫合金めっきのウィスカー発
生を防止する。 【解決手段】 0.1〜200 g/L の濃度のチオエタン化合
物 (例、3,6-ジチアオクタン-1,8-ジオール) を、電気
錫または錫合金めっき浴中に添加するか、同濃度のチオ
エタン化合物の水溶液で電気錫または錫合金めっき材を
処理する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気錫めっきおよ
び電気錫合金めっきにおけるウィスカー発生を防止する
ための防止剤と防止方法とに関する。

【０００２】

【従来の技術】電気錫めっきは、はんだ付け性および耐
食性がよいことから、電気・電子部品(例えば、電気部
品の端子やプリント配線基板) のめっきに適している。
しかし、電気錫めっきには、めっき後に、めっき表面に
ウィスカーと呼ばれるひげ状の錫の単結晶が発生すると
いう問題がある。このウィスカーは直径が１〜３μｍ
で、その成長は速いものでは約１mm／月の速度に達し、
長さは約５mmにもなることがある。このウィスカーが短
絡を引き起こす危険性があるため、電気・電子部品の電
気錫めっきではウィスカーの発生を防止することが必要
となる。

【０００３】電気錫めっきのウィスカーの発生は、錫め
っきを合金化するか、あるいはめっき後に溶融処理を施
すことにより抑制されることが知られている。このう
ち、溶融処理は、コストがかかる上、複雑な形状には不
向きで被処理物の形状が限られるという問題がある。

【０００４】合金化に関しては、例えば、Pbを５〜20％
含有させた錫−鉛合金めっきとすることによりウィスカ
ーの発生をほぼ完全に防止できる。この錫−鉛合金めっ
きは、めっき皮膜の外観が良好で、はんだ付け性の向上
効果が高く、さらにはめっき浴の管理が容易という利点
があり、はんだめっきと呼ばれて、電気・電子部品のめ
っきに多用されてきた。しかし、人体に有害な鉛の使用
は作業環境や排水処理に問題があることから、鉛フリー
のめっきが求められるようになってきた。

【０００５】はんだ付け性に優れた低融点の鉛フリー電
気錫合金めっきとして、特開平８−13185 号公報には、
Ag、Cu、In、Tl、Znの少なくとも１種との錫合金めっき
を非イオン界面活性剤を含むめっき浴から施すことが開
示されている。しかし、錫−鉛合金とは異なり、このよ
うな鉛フリーの電気錫合金めっきでは、ウィスカーの発
生を十分には防止することができない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】コストやめっき浴の管
理の手間を考慮すると、錫単独による電気めっき (電気
錫めっき) が有利であるが、従来はめっき表面のウィス
カー発生による短絡を防止できないため、電気・電子部
品のめっきには利用されてこなかった。

【０００７】また、鉛フリーの電気錫合金めっきでは、
合金化によってウィスカーの発生はかなり抑制される場
合があるものの、完全に防止することはできない。その
ため、これを電気・電子部品のめっきに利用した場合に
は製品の信頼性に悪影響があるので、ウィスカーの発生
を確実に防止して、電気・電子部品の信頼性をさらに向
上することが求められている。

【０００８】本発明は、鉛フリーの電気錫合金めっきの
みならず、電気錫めっきにおいてもウィスカーの発生を
実質的に確実に防止することができる技術を開発するこ
とを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、メカニズ
ムについては全く不明であるものの、硫黄を含有するキ
レート化剤が錫および錫合金の電気めっきにおけるウィ
スカー発生防止に非常に有効であることを見いだした。
このキレート化剤は、電気めっき浴に添加してもよい
が、めっき後にこのキレート化剤で表面処理することに
よっても、ウィスカー発生の防止効果が得られる。

【００１０】本発明は、その１側面において、下記一般
式で示されるチオエタン化合物からなる、錫または錫合
金電気めっきのウィスカー発生防止剤を提供する： R¹-S(CH₂CH₂S)_n-R² 式中、R¹およびR²は同一でも異なっていてもよく、それ
ぞれ−CH₂OH 、−C₂H₄OH、−C₃H₆OH、−CH₂NH₂、−C₂H₄
NH₂ 、−C₃H₆NH₂ から選ばれ、ｎは１〜３の整数であ
る。

【００１１】本発明によれば、(1) 上記ウィスカー発生
防止剤を錫または錫合金電気めっき浴に添加することか
らなる、錫または錫合金電気めっきのウィスカー発生防
止方法、ならびに(2) 上記ウィスカー発生防止剤を含有
する溶液で錫または錫合金電気めっきの表面を処理する
ことからなる、錫または錫合金電気めっきのウィスカー
発生防止方法、もまた提供される。

【００１２】本発明で使用する錫または錫合金電気めっ
き浴は、好ましくは有機スルホン酸および鉱酸ならびに
それらの塩の少なくとも１種を含有するｐＨ６未満の浴
であり、さらに有機カルボン酸系錯化剤、非イオン系界
面活性剤、ならびに／または酸化防止剤を含有すること
がより好ましい。

【００１３】めっき浴中又は溶液中のウィスカー発生防
止剤の濃度は好ましくは 0.1〜200g/L である。錫合金
めっきの場合、Cu、Ag、Zn、Biから選ばれた少なくとも
１種の金属を含有する鉛フリーの錫合金めっきであるこ
とが好ましい。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明は、錫または錫合金電気め
っきにおけるウィスカー発生防止剤および防止方法に関
する。本発明を適用する錫または錫合金電気めっきの種
類は特に制限されない。即ち、電気めっきは、錫めっき
でもよく、あるいは任意の錫合金めっきでもよい。本発
明では、ウィスカーが発生しやすいことが知られている
電気錫めっきの場合でも、ウィスカー発生を効果的に防
止することができる。錫合金めっきに本発明を適用する
場合、合金金属種は特に制限されないが、ウィスカー発
生防止効果の高いことが知られている錫−鉛合金以外の
錫合金めっき、即ち、鉛フリーの錫合金めっきに対して
本発明を適用することが有利である。特に好ましい錫合
金めっきは、錫とCu、Ag、Zn、Biから選ばれた少なくと
も１種の金属との鉛フリーの錫合金めっきである。

【００１５】本発明によれば、含硫黄キレート化剤であ
る下記一般式で示されるチオエタン化合物を、錫電気め
っきおよび錫合金電気めっきのウィスカー発生防止剤と
して利用する。

【００１６】R¹-S(CH₂CH₂S)_n-R² 式中、R¹およびR²は同一でも異なっていてもよく、それ
ぞれ−CH₂OH 、−C₂H₄OH、−C₃H₆OH、−CH₂NH₂、−C₂H₄
NH₂ 、−C₃H₆NH₂ から選ばれ、ｎは１〜３の整数であ
る。

【００１７】このチオエタン化合物を利用して錫または
錫合金電気めっきにおけるウィスカー発生を防止するに
は、めっき前にチオエタン化合物をめっき浴に添加し、
チオエタン化合物を含有するめっき浴で電気めっきを実
施することでもよく、あるいはめっき後に錫または錫合
金電気めっきの表面をチオエタン化合物の溶液で処理す
ることでもよい。めっき後にチオエタン化合物の溶液に
より処理を行う場合には、めっきからの経過時間が短い
うちに処理を行うことが、より有効である。従って、め
っき直後の処理が最も好ましい。

【００１８】いずれの処理法の場合も、チオエタン化合
物の濃度 (即ち、めっき前の処理の場合はめっき浴中の
濃度、めっき後の処理の場合は処理溶液中の濃度) は、
0.1〜200 g/L の範囲が好ましく、より好ましくは１〜
50 g/Lである。

【００１９】めっき後の処理に用いるチオエタン化合物
の溶液の溶媒は、水でよいが、アルコールその他の有機
溶媒を使用することも可能である。この溶液は、チオエ
タン化合物以外に、ｐＨ調節剤等の添加剤を含有するこ
とができる。溶液はｐＨが13以下であれば、酸性、中
性、アルカリ性のいずれでもよいが、好ましくは酸性で
ある。酸性溶液はめっき表面を活性化するため、反応が
均一に起こるからである。その意味ではｐＨ２以下の溶
液が最適である。溶液を酸性にするのに使用する酸の種
類は特に制限されないが、錯化剤として機能する、ヒド
ロキシカルボン酸やジカルボン酸といった酸は、キレー
ト化剤であるチオエタン化合物と競合するので好ましく
ない。従って、例えば、有機スルホン酸や鉱酸が適当で
ある。

【００２０】このチオエタン化合物の溶液による処理
は、錫または錫合金めっき材を溶液中に浸漬することに
より行うのが簡便であるが、溶液の噴霧や、ハケやロー
ルによる塗布といった、他の処理方法も可能である。処
理温度は特に制限されず、常温で十分であるが、加温ま
たは冷却下に処理を行うこともできる。処理時間 (チオ
エタン化合物の溶液との接触時間) は数秒以上であれば
よい。好ましくは数秒〜数分である。

【００２１】めっき前に、錫または錫合金めっき電気め
っき浴にチオエタン化合物を添加して電気めっきを実施
する場合、めっき浴の安定性とめっき皮膜の品質の点か
ら、めっき浴は、析出金属イオン（錫と、場合により他
の金属のイオン）に加えて、ｐＨ調整剤として有機スル
ホン酸もしくは鉱酸を含有し、さらには有機カルボン酸
系錯化剤、非イオン系界面活性剤、および酸化防止剤の
１種または２種以上を含有することが好ましい。このめ
っき浴に、上記のようにチオエタン化合物を添加する。

【００２２】めっき浴中の金属イオンは、電気錫めっき
の場合はSn²⁺単独である。錫合金めっきの場合には、め
っき浴は、Sn²⁺イオンに加えて、これに共析可能な他の
金属イオンを含有する。他の金属イオンとしては、Cu
⁺ 、Cu²⁺、Ag⁺ 、Bi³⁺、Zn²⁺の１種または２種以上が好
ましい。ただし、これら以外の金属イオンもめっき浴中
に含有させることができる。

【００２３】従来は、錫めっきウィスカー発生を防止す
るためには共析元素の添加が必須であったが、本発明に
よればウィスカー発生防止剤によりウィスカー発生を十
分に防止できるので、Sn²⁺イオン単独のめっき浴、すな
わち、電気錫めっきを、電気・電子部品のめっきに適用
することが可能となる。それにより、めっき浴の管理が
非常に容易となり、コスト的にも有利である。

【００２４】めっき浴中の金属イオンは、溶解性の見地
からは、後述するｐＨ調節剤として使用する酸（即ち、
有機スルホン酸または鉱酸）との塩の形態でめっき浴に
供給することが好ましい。しかし、金属イオンの一部ま
たは全部を他の酸との塩の形態で供給することも可能で
ある。

【００２５】ｐＨ調節剤としては、有機スルホン酸およ
び鉱酸ならびにそれらの塩から選ばれた少なくとも１種
を使用することができる。このｐＨ調節剤により、めっ
き浴のｐＨを６未満とすることが好ましい。ｐＨが６以
上になると、めっき浴が不安定になって、金属イオンの
沈殿を生じやすくなり、めっき品質も悪化する。めっき
浴のｐＨはより好ましくは５以下である。

【００２６】有機スルホン酸としては、ベンゼンスルホ
ン酸、トルエンスルホン酸、フェノールスルホン酸類と
いった芳香族スルホン酸も使用できるが、アルカンスル
ホン酸またはアルカノールスルホン酸といった脂肪族ス
ルホン酸を使用するが好まし。スルホン酸は、非置換で
も、あるいは適当な置換基 (例、ハロゲン、カルボキシ
ル基等) で置換されたものでもよい。

【００２７】アルカンスルホン酸の例としては、メタン
スルホン酸、エタンスルホン酸、プロパンスルホン酸、
ブタンスルホン酸、ペンタンスルホン酸、クロロプロパ
ンスルホン酸、２−スルホ酢酸、２−スルホプロピオン
酸等が挙げられ、アルカノールスルホン酸の例として
は、１−ヒドロキシエタンスルホン酸、２−ヒドロキシ
エタンスルホン酸 (＝イセチオン酸) 、１−ヒドロキシ
プロパンスルホン酸、２−ヒドロキシプロパンスルホン
酸、酸−ヒドロキシプロパンスルホン酸、２−ヒドロキ
シペンタンスルホン酸等が挙げられる。鉱酸としては、
塩酸、硫酸等の非酸化性の酸が好ましく、特に好ましい
は硫酸である。これらの酸の代わりに、これらの酸と弱
塩基との水溶性の塩 (例、アンモニウム塩) を使用する
こともできる。

【００２８】有機カルボン酸系錯化剤、酸化防止剤、お
よび非イオン系界面活性剤は、いずれもめっき浴中の金
属を安定化させるのに有効であり、また非イオン系界面
活性剤は光沢剤としても機能する。必要に応じて、それ
らの１種または２種以上をめっき浴に含有させることが
できる。

【００２９】有機カルボン酸系錯化剤の例としては、酒
石酸、リンゴ酸、グリコール酸、グルコン酸、乳酸、シ
ュウ酸、マロン酸、コハク酸、スルホコハク酸、グルタ
ル酸、アジピン酸等といった、ヒドロキシカルボン酸ま
たは多価カルボン酸、ならびにそれらのアルカリ金属塩
（ナトリウム塩、カリウム塩等）やアンモニウム塩が挙
げられ、これらの１種もしくは２種以上を使用すること
ができる。

【００３０】酸化防止剤としては、ハイドロキノン、ハ
イドロキノン誘導体、カテコール、ピロカテコール、ピ
ロガノール等のヒドロキシフェノール化合物を使用する
ことが好ましい。

【００３１】非イオン系界面活性剤としては、例えば、
下記一般式で示されるものを使用することができる。な
お、下記一般式におけるアルキルおよびアルケニル基は
炭素数１〜20のものが好ましい。

【００３２】(1) R₁−Ｏ− (Ａ)m− (Ｂ)n−Ｈ 式中、R₁はアルキルまたはアルケニル基を表し、ＡとＢ
は一方が -CH₂-CH₂-O-、他方が-CH₂-CH(CH₃)- を表す
が、それらの存在位置は限定されず、ｍとｎはどちらも
０〜40の整数を表し、ｍとｎの和は１〜40である。

【００３３】(2) R₂−Ar−Ｏ− (Ａ)m− (Ｂ)n−Ｈ 式中、R₂は水素あるいはアルキルもしくはアルケニル基
またはスチリル基を表し、Arはアリール基 (例、フェニ
ル基、ナフチル基等) を表し、ＡとＢは一方が-CH₂-CH₂
-O-、他方が-CH₂-CH(CH₃)- を表すが、それらの存在位
置は限定されず、ｍとｎはどちらも０〜40の整数を表
し、ｍとｎの和は１〜40である。

【００３４】(3) R₃−ＣＯＯ− (Ａ)m− (Ｂ)n−Ｈ 式中、R₃はアルキルまたはアルケニル基を表し、ＡとＢ
は一方が -CH₂-CH₂-O-、他方が-CH₂-CH(CH₃)- を表す
が、それらの存在位置は限定されず、ｍとｎはどちらも
０〜40の整数を表し、ｍとｎの和は１〜40である。

【００３５】(4) R₄−Ｎ[(Ａ)m− (Ｂ)n−Ｈ]₂ 式中、R₄はアルキルまたはアルケニル基を表し、ＡとＢ
は一方が -CH₂-CH₂-O-、他方が-CH₂-CH(CH₃)- を表す
が、それらの存在位置は限定されず、ｍとｎはどちらも
０〜40の整数を表し、ｍとｎの和は１〜40である。

【００３６】これらの非イオン系界面活性剤は、対応す
る化合物、例えば、式(1) では飽和もしくは不飽和脂肪
族アルコール、式(2) ではアルキル、アルケニルもしく
はスチリル置換置換フェノールもしくはナフトール等、
式(3) では飽和もしくは不飽和脂肪酸、式(4) では飽和
もしくは不飽和脂肪族モノアミン、に所定のモル数のエ
チレンオキサイドおよび／またはプロピレンオキサイド
を付加反応させることにより合成することができる。も
ちろん、市販品を利用してもよい。

【００３７】これらの非イオン系界面活性剤の具体例を
各式ごとに例示すると次の通りである： (1) メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタ
ノール、ヘキサノール、２−エチルヘキサノール、アリ
ルアルコール等の飽和または不飽和アルコールのエチレ
ンオキサイド (ＥＯ) 付加物、プロピレンオキサイド
(ＰＯ) 付加物またはエチレンオキサイド／プロピレン
オキサイド (ＥＯ／ＰＯ) 付加物； (2) オクチルフェノール、ノニルフェノール、α−ナフ
トール、β−ナフトール等のＥＯ付加物、ＰＯ付加物ま
たはＥＯ／ＰＯ付加物； (3) オレイン酸、ラウリル酸、ステアリン酸などの飽和
または不飽和脂肪酸のポリオキシエチレンエステル； (4) ラウリルアミン、ステアリルアミン、ヤシ油アミン
等の飽和もしくは不飽和脂肪族アミンのＥＯ付加物、Ｐ
Ｏ付加物またはＥＯ／ＰＯ付加物。

【００３８】非イオン系界面活性剤としては、上記以外
のもの、例えば、ソルビタンやその誘導体、アルコキシ
ル化リン酸等のＥＯおよび／またはＰＯ付加物も使用す
ることができる。

【００３９】めっき浴の組成は、次のようにすることが
好ましい： Sn²⁺： １〜150 g/L 、特に５〜100 g/L ； 共析金属イオン： ０〜80 g/L、特に 0.2〜20 g/L； ｐＨ調整用の酸： 10〜600 g/L 、特に50〜250 g/L ； カルボン酸系錯化剤： 10〜200 g/L 、特に50〜150 g/L ； 非イオン系界面活性剤： 0.1〜70 g/L、特に２〜30g/L 。

【００４０】本発明に従ってチオエタン化合物をウィス
カー発生防止剤としてめっき浴に添加する場合には、め
っき浴はさらにチオエタン化合物を上記のように 0.1〜
200g/L 、特に１〜50 g/Lの濃度で含有する。

【００４１】本発明で使用する錫または錫合金電気めっ
き浴は、上記以外の成分をさらに含有することもでき
る。このような他の成分としては、光沢剤、消泡剤、他
のｐＨ調節剤等がある。上記の有機カルボン酸や鉱酸に
よりめっき浴のｐＨが低くなりすぎる場合には、水酸化
ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア水等のアルカ
リ成分によりｐＨを所望のレベルに調整することができ
る。

【００４２】光沢めっきの場合、上記の非イオン系界面
活性剤を浴に含有させることにより光沢めっきとするこ
とができるが、非イオン系界面活性剤に加えて、或いは
これに代えて、他の光沢剤をめっき浴に添加してもよ
い。他の光沢剤としては、ホルムアルデヒド、アセトア
ルデヒド、パラアルデヒド等の低級脂肪族アルデヒド；
アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、これらの酸の
メチルエステル等の低級アルキルエステル、アミド等の
不飽和カルボン酸とその誘導体；ベンズアルデヒド、ｏ
−クロロベンズアルデヒド、シンナムアルデヒド、アニ
スアルデヒド、１−ナフトアルデヒド等の芳香族アルデ
ヒド；ベンザルアセトン等の芳香族ケトン；ｏ−クロロ
アニリン等の芳香族アミン；酒石酸アンチモニルカリウ
ム、酸化ビスマス、硝酸ビスマス等の金属化合物、が例
示される。

【００４３】上記のめっき浴を用いた錫または錫合金電
気めっきのめっき条件は特に制限されないが、好ましい
めっき条件は次の通りである： 陰極電流密度：0.01〜50 A/dm²、 浴温度：10〜60℃ (室温でよい) 、 陽極：錫、錫合金等のめっき種の一部または全部と同じ
金属からなる可溶性陽極、または白金、白金めっきチタ
ン材、カーボン等の不溶性陽極。

【００４４】被めっき基体は、電気めっき可能な導電性
を有するものであれば、特に制限はない。絶縁性の基体
の場合には、例えば、無電解めっき等により表面を金属
で被覆して導電性を付与することにより、電気めっきを
施すことができる。本発明による錫または錫合金めっき
は、特にチップ部品、フープ材、リードフレーム、半導
体パッケージ、バンプ、プリント基板等のはんだ付けを
要求される電子部品のめっきに好適であり、ウィスカー
発生に起因する信頼性の低下を起こさずに、耐食性を付
与し、はんだ付け性を改善し、光沢めっきでは外観も向
上する。めっきの膜厚は、電気・電子部品のめっきの場
合は、通常２〜20μｍの範囲である。

【００４５】めっき方法は、ラック法でもバレル法でも
よく、またフープ、噴流等による高速めっき法を採用し
てもよい。陰極電流密度は、めっき方法に応じて上記範
囲内で適宜設定することが好ましい。めっき浴にチオエ
タン化合物を添加しなかった場合には、めっき後に上記
のようにチオエタン化合物の溶液を用いてめっき表面を
処理する。

【００４６】

【実施例】下記の各実施例および比較例に示す組成を持
つ錫または錫合金めっき浴を調製した。浴組成における
金属化合物の濃度は、表示した金属イオンとしての濃度
であり、非イオン系界面活性剤のEOはエチレンオキサイ
ド、POはプロピレンオキサイドである。これらのめっき
浴のｐＨは、実施例４および比較例３を除いてすべて１
以下であった。

【００４７】各めっき浴を用いて、銅合金製のリードフ
レーム (128 ピン×６、寸法５×10cmに切断) ９枚に、
指定の条件 (温度および電流密度) で電気めっきを２分
間施した。陽極は純錫板（99.99 ％) からなる可溶性陽
極であった。めっき後は水洗し、乾燥した。

【００４８】

【実施例１】めっき浴組成： 70％メタンスルホン酸 135 g/L メタンスルホン酸錫 (Sn²⁺として) 45 g/L α−ナフトールEO付加物 (EO15) 10 g/L 3,6-ジチアオクタン-1,8-ジオール 10 g/L めっき条件：40℃、10 A/dm²。

【００４９】

【実施例２】めっき浴組成： 70％メタンスルホン酸 120 g/L メタンスルホン酸錫 (Sn²⁺として) 60 g/L メタンスルホン酸銅 (Cu⁺ 又はCu²⁺として) 1 g/L ヤシアミンEO／PO付加物 10 g/L 3,6-ジチアオクタン-1,8-ジオール 8 g/L めっき条件：40℃、15 A/dm²。

【００５０】

【実施例３】めっき浴組成： 濃硫酸 100 g/L 硫酸第１錫 (Sn²⁺として) 10 g/L 硫酸銅 (Cu²⁺として) 0.2 g/L α−ナフトールEO付加物 (EO10) 12 g/L 3,6-ジチアオクタン-1,8-ジオール 10 g/L めっき条件：20℃、0.2 A/dm² 。

【００５１】

【実施例４】めっき浴組成： メタンスルホン酸錫 (Sn²⁺として) 15 g/L メタンスルホン酸銅 (Cu⁺ 又はCu²⁺として) 0.3 g/L ヤシアミンEO／PO付加物 2 g/L 3,6-ジチアオクタン-1,8-ジオール 5 g/L シュウ酸ナトリウム 100 g/L クエン酸ナトリウム 20 g/L 最終ｐＨをメタンスルホン酸またはアンモニア水でｐＨ
3.5 に調整 めっき条件：30℃、0.1 A/dm² 。

【００５２】

【実施例５】めっき浴組成： 70％メタンスルホン酸 100 g/L メタンスルホン酸錫 (Sn²⁺として) 45 g/L ヤシアミンEO／PO付加物 20 g/L 3,6-ジチアオクタン-1,8-ジオール 10 g/L メタクリル酸 1.0 g/L １−ナフトアルデヒド 0.2 g/L ベンザルアセトン 0.5 g/L めっき条件：25℃、10 A/dm²。

【００５３】

【実施例６】めっき浴組成： 濃硫酸 100 g/L 硫酸第１錫 (Sn²⁺として) 10 g/L 硫酸銅 (Cu²⁺として) 0.2 g/L ヤシアミンPO付加物 20 g/L 3,6-ジチアオクタン-1,8-ジオール 10 g/L メタクリル酸 1.0 g/L １−ナフトアルデヒド 0.02 g/L ベンザルアセトン 0.05 g/L めっき条件：20℃、0.5 A/dm² 。

【００５４】

【実施例７】めっき浴組成： 70％メタンスルホン酸 100 g/L メタンスルホン酸錫 (Sn²⁺として) 45 g/L メタンスルホン酸銅 (Cu⁺ 又はCu²⁺として) 1 g/L ラウリルアミンEO／PO付加物 20 g/L 3,6-ジチアオクタン-1,8-ジオール 10 g/L メタクリル酸 1.8 g/L １−ナフトアルデヒド 0.05 g/L ベンザルアセトン 0.3 g/L めっき条件：20℃、20 A/dm²。

【比較例１】めっき浴組成： 70％メタンスルホン酸 135 g/L メタンスルホン酸錫 (Sn²⁺として) 45 g/L α−ナフトールEO付加物 (EO15) 10 g/L めっき条件：40℃、10 A/dm²。

【比較例２】 70％メタンスルホン酸 100 g/L メタンスルホン酸錫 (Sn²⁺として) 45 g/L ヤシアミンEO／PO付加物 20 g/L メタクリル酸 1.8 g/L １−ナフトアルデヒド 0.2 g/L ベンザルアセトン 0.5 g/L めっき条件：25℃、10 A/dm²。

【比較例３】めっき浴組成： メタンスルホン酸錫 (Sn²⁺として) 15 g/L メタンスルホン酸銅 (Cu⁺ 又はCu²⁺として) 0.3 g/L ヤシアミンEO／PO付加物 2 g/L シュウ酸ナトリウム 100 g/L クエン酸ナトリウム 20 g/L 最終ｐＨをメタンスルホン酸またはアンモニア水でｐＨ
3.5 に調整 めっき条件：20℃、0.1 A/dm² 。

【００５５】

【実施例８】比較例１で得られた錫めっき材を、めっき
直後に水洗した後、乾燥する前に、下記組成の水溶液中
に室温で30秒間浸漬した後、水洗し、乾燥した。 処理水溶液の組成： 3,6-ジチアオクタン-1,8-ジオール 10 g/L 70％メタンスルホン酸 50 g/L 。

【００５６】以上の実施例および比較例で得られた、錫
または錫−銅合金電気めっきを施したリードフレーム試
験片を、下記の３種類の加熱・加湿条件下でのウィスカ
ー発生促進試験によりウィスカーの発生状況について調
査した。各試験条件に対して３枚ずつのリードフレーム
めっき材を試験に供した。 ウィスカー発生促進のための加熱・加湿条件： 条件１：60℃、湿度は調整せず 条件２：60℃、相対湿度90％ 条件３：85℃、相対湿度85％ 試験時間： ０、300 時間、500 時間、１カ月、４カ月、６カ月 評価方法：３枚のめっき試験片を目視観察して針状ウィ
スカーの発生状況を調べ、針状ウィスカーが発生したリ
ードフレーム枚数 (PCS)と、針状ウィスカーの発生数
(本数) を記録した。これらの試験結果 (PCS と本数)
を、めっき膜厚とともに、次の表１にまとめて示す。

【００５７】

【表１】

【００５８】表１に示した比較例１〜２の結果からわか
るように、従来の電気錫めっきではウィスカーの発生が
ひどく、とても電子・電気部品のめっきに使用すること
はできない。比較例３に示すように、錫−銅合金めっき
にしても、ウィスカー発生の抑制にはほとんど効果がな
い。

【００５９】これに対し、本発明に従って、めっき浴中
にチオエタン化合物を添加して電気めっきした実施例１
〜７では、錫めっきと錫合金めっきのいずれの場合であ
っても、ウィスカー発生が完全に防止されためっき材を
得ることができる。また、実施例８に示すように、めっ
き浴中にチオエタン化合物を添加しなかった場合でも、
めっき後にチオエタン化合物の溶液で処理することによ
り、ウィスカーの発生をほぼ防止することができる。実
施例８は、比較例１のめっき材をチオエタン化合物の溶
液で処理した例であり、比較例１の激しいウィスカー発
生が、めっき後のチオエタン化合物処理によりほぼ完全
に防止されている。

【００６０】

【発明の効果】本発明により、従来は困難であった、電
気錫めっきや鉛フリーの電気錫合金めっきにおけるウィ
スカーの発生と、それに起因する短絡による製品の信頼
性の低下を効果的に防止することができる。それによ
り、従来はウィスカー発生が避けられないため、電子・
電気部品のめっきには採用しにくかった電気錫めっきを
電子・電気部品にも適用することが可能となり、めっき
作業が容易となり、コストも安くなる。また、電気錫め
っきよりはウィスカーが発生しにくい電気錫合金めっき
の場合でも、本発明によりウィスカー発生を完全に防止
することができるので、製品の信頼性がさらに向上す
る。

【００６１】従って、本発明を利用して電子・電気部品
に錫または錫合金電気めっきを施すことにより、製品の
信頼性を損なわずに、めっきの目的に適した最適組成の
鉛フリーの錫系めっき組成を選んで電気めっきを施すこ
とが可能となり、これらの製品の品質向上にも役立つ。

フロントページの続き (72)発明者 千田 数久 愛知県刈谷市野田町場割50番地 ユケン工 業株式会社内 Ｆターム(参考） 4K023 AA17 AB33 BA29 CB03 CB13

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一般式： R¹-S(CH₂CH₂S)_n-R² （式中、R
   ¹およびR²は同一でも異なっていてもよく、それぞれ−C
   H₂OH 、−C₂H₄OH、−C₃H₆OH、−CH₂NH₂、−C₂H₄NH₂ 、
   −C₃H₆NH₂ から選ばれ、ｎは１〜３の整数である) で示
   されるチオエタン化合物からなる、錫または錫合金電気
   めっきのウィスカー発生防止剤。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のウィスカー発生防止剤
   を錫または錫合金電気めっき浴に添加することからな
   る、錫または錫合金電気めっきのウィスカー発生防止方
   法。
3. 【請求項３】 錫または錫合金電気めっき浴が、有機ス
   ルホン酸および鉱酸ならびにそれらの塩の少なくとも１
   種を含有するｐＨ６未満の浴である、請求項２に記載の
   方法。
4. 【請求項４】 錫または錫合金電気めっき浴が、さらに
   有機カルボン酸系錯化剤、非イオン系界面活性剤、なら
   びに／または酸化防止剤を含有する、請求項３に記載の
   方法。
5. 【請求項５】 請求項１に記載のウィスカー発生防止剤
   を含有する溶液で錫または錫合金電気めっきの表面を処
   理することからなる、錫または錫合金電気めっきのウィ
   スカー発生防止方法。
6. 【請求項６】 めっき浴中又は溶液中のウィスカー発生
   防止剤の濃度が 0.1〜200 g/L である請求項２ないし５
   のいずれか１項に記載の方法。
7. 【請求項７】 錫合金が、Cu、Ag、Zn、Biから選ばれた
   少なくとも１種の金属を含有する鉛フリーの錫合金であ
   る、請求項２ないし６のいずれか１項に記載の方法。