JP2015140469A - Ａｇ−Ｓｂめっき膜を有する電子部品、Ａｇ−Ｓｂめっき液及び前記電子部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、高光沢でかつ、光の反射率が高く、熱処理により光沢度の低下が見られない電子部品を提供することを目的とする。
【解決手段】銅素材又は銅めっき膜上に、直接、又は下地Ｎｉめっき膜を介してＡｇ−Ｓｂ合金めっき膜を有し、前記Ａｇ−Ｓｂ合金めっき膜は、Ｓｂ品位が０．１〜２．０質量％、膜厚が０．１〜１０μｍであることを特徴とする電子部品。前記Ａｇ−Ｓｂ合金めっき膜は、反射率が８９％以上でかつ、光沢度が１．８以上でかつ、熱処理（２００℃×１ｈｒ．）による光沢度低下が、熱処理前の光沢度の２０％以下となる。
【選択図】なし

Description

本発明は、高い光反射率と光沢度を有するＡｇ−Ｓｂめっき膜を有する電子部品、前記Ａｇ−Ｓｂめっき膜を形成するためのＡｇ−Ｓｂめっき液、及び前記電子部品の製造方法に関する。

銀膜は高い光反射率（以下、反射率と略記）を有することからダウンライト照明用の反射板やＬＥＤ（Lighting Emitting Diode、発光ダイオード）パッケージの反射面に広く用いられている。ＬＥＤパッケージでは、ＬＥＤへの入力電流が所定の光出力が得られるまで高められるため、取り出せる光出力は、反射面の反射率に大きく依存し、反射率が低いと入力電流を高くしなければならず、ＬＥＤの寿命に大きく影響する。このため、住宅照明や自動車用ヘッドライト等の主照明に適用される高出力ＬＥＤパッケージでは、反射面の反射率と分光特性が製品性能を左右する極めて重要な要素となり、特に、可能な限り高い反射率が要求される。具体的には、銀膜は、近紫外光を含む可視光の全波長領域（３７０〜７００ｎｍ）において高い反射率を有することが必要であるとされ、特許文献１のように反射率を高める方法が提案されている。
しかし、特許文献１記載の方法では、無電解めっき処理により銀膜が製造されているために、通常用いられる膜厚２００ｎｍを形成する場合でも１０〜３０分程度の時間を要し、生産性が極めて低い。また、めっき処理に用いられる浴の寿命が短いためにランニングコストが高くなるなどの問題があった。

また、ＬＥＤ用の光反射部としては、光沢度が高いことも望まれている。光沢度が高いと、正反射し、光の方向性を揃え、光度が高くなる。
従来、電解銀めっき液には、銀源としてシアン化物を用い、光沢剤として、Ａｓ，Ｔｌ，ＳｅおよびＴｅの化合物を添加した電解銀めっき液が知られている（特許文献２）。
Ｓｅを添加することで、表面の析出物を微細化し、粒径も小さくでき、平坦性を向上させて、光沢を高めることができるが、加熱による銀の再結晶により、光沢度が低下することが知られている。また、Ｓｅは毒性があり、好ましくない。

更に、特許文献３には、特定の光沢度を有する半導体装置用リードフレーム用基体が開示されている。そして、前記基体上にＡｇ−Ｓｂ合金からなる反射層を有し、波長４５０ｎｍにおける反射率が９２％である光半導体装置用リードフレームが開示されている。
基体の表面の光沢度を高くすることにより、反射層の厚さを薄くしても反射率が高い光反射特性を有する半導体装置用リードフレームとなる。前記Ａｇ−Ｓｂ合金からなる反射層は、常法のＡｇ−Ｓｂめっき浴を用いて形成されており、めっき浴にＣ₄Ｈ₄ＫＯＳｂを１０ｇ／Ｌ添加している。
従来、Ａｇめっき材の製造方法において、Ａｇめっき材の硬度を高めるために、Ｓｂを添加する方法が採用されてきた。しかし、Ａｇめっき材の光沢を高くするために、Ｓｂが利用されたことはなかった。特許文献３においても、基体の光沢度について記載されているが、反射層の光沢度については何ら記載が無い。Ａｇめっき材にＳｂを添加することと、光沢を高くすることの関係については何ら開示されていない。

特開２０００−１５５２０５号公報 特許第２７５６３００号公報 特開２０１３−２０１３９９号公報

本発明は、高光沢でかつ、光の反射率が高く、熱処理により光沢度の低下が見られない電子部品を提供することを目的とする。

本発明者らは、鋭意検討を行った結果、特定量のＳｂを含有するＡｇ−Ｓｂめっき膜が、高光沢で、かつ光の反射率も高く、熱処理により光沢度の低下が見られないことを見い出し、本発明に至った。
即ち、本発明は以下のとおりである。
（１）銅素材又は銅めっき膜上に、直接、又は下地Ｎｉめっき膜を介してＡｇ−Ｓｂ合金めっき膜を有し、前記Ａｇ−Ｓｂ合金めっき膜は、Ｓｂ品位が０．１〜２．０質量％、膜厚が０．１〜１０μｍであることを特徴とする電子部品。
（２）前記Ａｇ−Ｓｂ合金めっき膜の反射率が８９％以上でかつ、光沢度が１．８以上でかつ、熱処理（２００℃×１ｈｒ．）による光沢度低下が、熱処理前の光沢度の２０％以下であることを特徴とする前記（１）に記載の電子部品。
（３）前記電子部品がＬＥＤ用リードフレームもしくはＬＥＤ用プリント配線板であることを特徴とする前記（１）又は（２）に記載の電子部品。
（４）前記（１）〜（３）のいずれか一項に記載の電子部品のＡｇ−Ｓｂ合金めっき膜を形成するＡｇ−Ｓｂ合金めっき液であって、少なくとも銀イオン濃度１０〜１００ｇ／Ｌ、Ｓｂイオン濃度０．１〜１．５ｇ／Ｌ、シアンイオン濃度２０〜９０ｇ／Ｌであり、水酸基を有する塩基を５〜１００ｇ／Ｌ含有することを特徴とするＡｇ−Ｓｂ合金めっき液。
（５）銅素材、又は銅めっき膜上に、直接もしくは下地Ｎｉめっき膜を介して、前記（４）に記載のＡｇ−Ｓｂ合金めっき液を用いて、Ａｇ−Ｓｂ合金めっき膜を形成することを特徴とする電子部品の製造方法。

本発明の電子部品は、高光沢でかつ、光の反射率が高く、熱処理による光沢度の低下が抑制される。具体的には、光の反射率が８９％以上であり、熱処理後の光沢度の低下が、熱処理前の光沢度の２０％以下である。

本発明の電子部品は、銅素材又は銅めっき膜上に、直接、又は下地Ｎｉめっき膜を介してＡｇ−Ｓｂ合金めっき膜を有し、前記Ａｇ−Ｓｂ合金めっき膜は、Ｓｂ品位が０．１〜２．０質量％、膜厚が０．１〜１０μｍである。

前記Ａｇ−Ｓｂ合金めっき膜は、Ｓｂ品位が０．１〜２．０質量％であることが必要である。
Ｓｂ品位が０．１質量％未満であると、熱処理により光沢度が下がり、Ｓｂ品位が２．０質量％を超えると、反射率が低下する。
上記Ａｇ−Ｓｂ合金めっき膜のＳｂ品位は、ＩＣＰ−ＡＥＳで銀とＳｂの定量分析を行い算出することができる。

Ａｇ−Ｓｂ合金めっき膜は、膜厚が０．１〜１０μｍである。前記膜厚が０．１〜１０μｍであると、反射率及び光沢度に優れた電子部品を得ることができる。
前記膜厚が０．１μｍ未満であると、下地の反射率が影響し、反射率及び光沢度が高くならない。また、前記膜厚が１０μｍを超えると製造コストが高くなり、好ましくない。
上記めっき膜の膜厚は、蛍光Ｘ線膜厚計により測定することができる。

前記銅素材としては、銅もしくは銅合金が挙げられる。銅合金としては、銅を主成分とし、Ｎｉ，Ｓｉ，Ｆｅ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｍｇ，Ｐ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｓｂ等の元素の１種または２種以上を含有する合金、例えばＣｕ−Ｆｅ−Ｚｎ−Ｐ系銅合金等を挙げることができる。尚、前記銅を主成分とする銅合金とは、銅を５０質量％以上含有する銅合金を言う。
銅素材は、例えば、ＬＥＤ用リードフレーム、ＬＥＤ用プリント配線板に用いられる一般的な銅素材で良く、特別な表面処理は必要としない。即ち、表面粗さＲａが０．０４〜０．１μｍ程度の市販の条材を用いることができる。

また、前記銅めっき膜は、従来公知の銅めっき液を用いて、公知の方法によって形成されるもので良い。基材上に形成された銅めっき膜や、めっきにより製造された銅箔等が挙げられる。前記めっき膜が形成される基材としては、鉄系合金、セラミック基板等が挙げられる。
銅めっき膜の厚さは０．１〜１０μｍが好ましい。

前記下地Ｎｉめっき膜は、従来公知のＮｉめっき液を用いて、公知の方法により形成することができるが、下地Ｎｉめっき層を形成するめっき液としては、スルファミン浴が好ましい。
下地Ｎｉめっき膜を設けることにより、銅素材又は銅めっき膜の銅成分がＡｇ−Ｓｂ合金めっき層に拡散するのを抑制することができ、好ましい。
下地Ｎｉめっき膜の厚さは、０．１〜１０μｍが好ましい。

前記Ａｇ−Ｓｂ合金めっき膜は、反射率が８９％以上でかつ、光沢度が１．８以上でかつ、熱処理（２００℃×１ｈｒ．）による光沢度低下が、熱処理前の光沢度の２０％以下であることが好ましい。
Ａｇ−Ｓｂ合金めっき膜が上記の特性を有することにより、該Ａｇ−Ｓｂ合金めっき膜を有する本発明の電子部品は、高い光反射率及び高い光沢度が要求されるＬＥＤ用リードフレーム、及びＬＥＤ用プリント配線板として好ましく用いることができる。
尚、上記光の反射率は、紫外可視分光光度計（ＵＶ−２４５０島津製作所製）で測定した、波長４５０ｎｍおける反射率（％）である。
具体的には、紫外可視分光光度計（ＵＶ−２４５０、島津製作所製）において、基準物質を硫酸バリウム試験片とした時の全反射率を波長３００ｎｍ〜８００ｎｍにかけて連続測定を実施した。このうち、可視光域である波長４５０ｎｍにおける全反射率（％）を求めた。
また、上記光沢度は、微小面分光色差計（ＶＳＳ−４００日本電色製）で測定した。本発明において、光沢度は、試料面に対し投光側９０度（垂直）、受光側４５度の光学条件で測定した反射濃度値（２−ｌｏｇＲ（Ｒ＝波長５７０ｎｍの光の反射率)から算出）である。

前記Ａｇ−Ｓｂ合金めっき膜は、少なくとも銀イオン濃度１０〜１００ｇ／Ｌ、Ｓｂイオン濃度０．１〜１．５ｇ／Ｌ、シアンイオン濃度２０〜９０ｇ／Ｌであり、水酸基を有する塩基を５〜１００ｇ／Ｌ含有するめっき液を用いて形成することができる。
Ｓｂを添加したＡｇめっき液に、水酸基を有する塩基を５〜１００ｇ／Ｌ添加すると、Ａｇ−Ｓｂ合金めっき膜の反射率が下がらないという結果を得た。水酸基を有する塩基の濃度が５ｇ／Ｌ未満であると、Ａｇ−Ｓｂ合金めっき膜のＳｂ品位が高くなり、２．０質量％を超える場合があり、反射率が低下することがある。水酸基を有する塩基の濃度が１００ｇ／Ｌを超えると、Ａｇ−Ｓｂ合金めっき膜のＳｂ品位が０．１質量％未満となる場合があり、光沢度が低下することがある。
また、銀イオン濃度は１０〜１００ｇ／Ｌであることが好ましい。銀イオン濃度が１０ｇ／Ｌ未満であるとＡｇ−Ｓｂ合金めっき膜のＳｂ品位が高くなり、２．０質量％を超える場合があり、反射率が低下することがある。銀イオン濃度が１００ｇ／Ｌを超えるとＡｇ−Ｓｂ合金めっき膜のＳｂ品位が０．１質量％未満となる場合があり、光沢度が低下することがある。
Ｓｂイオン濃度は０．１〜１．５ｇ／Ｌであることが好ましい。Ｓｂイオン濃度が０．１ｇ／Ｌ未満であるとＡｇ−Ｓｂ合金めっき膜のＳｂ品位が０．１質量％未満となる場合があり、光沢度が低下することがある。Ｓｂイオン濃度が１．５ｇ／Ｌを超えるとＡｇ−Ｓｂ合金めっき膜のＳｂ品位が高くなり、２．０質量％を超える場合があり、反射率が低下することがある。
シアンイオン濃度は２０〜９０ｇ／Ｌであることが好ましい。シアンイオン濃度が２０ｇ／Ｌ未満であるとＡｇ−Ｓｂ合金めっき膜のＳｂ品位が０．１質量％未満となる場合があり、光沢度が低下することがある。シアンイオン濃度が９０ｇ／Ｌを超えるとＡｇ−Ｓｂ合金めっき膜のＳｂ品位が高くなり、２．０質量％を超える場合があり、反射率が低下することがある。
Ｓｂ品位が０．１〜２．０質量％であるＡｇ−Ｓｂめっき膜を得るには、上記各成分のバランスが重要である。

Ａｇ−Ｓｂ合金めっき液に用いられる、銀イオン源となる銀化合物としては、シアン化銀カリウム、塩化銀、臭化銀、フッ化銀、硝酸銀、スルファミン酸銀、シアン化銀などを用いることが出来る。水に対する安定性の点からは、シアン化銀カリウムが好ましい。
また、Ｓｂイオン源となるＳｂ化合物としては、三酸化二アンチモン、酒石酸アンチモニルカリウム、硫化アンチモン、三塩化アンチモン等が挙げられる。
シアンイオン源となるシアン化合物としては、シアン化カリウム、シアン化ナトリウム等が挙げられる。銀イオン源となる銀化合物としてシアン化銀、シアン化銀カリウム等を用いた場合、これらもシアンイオン源となる。
水酸基を有する塩基としては、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、アンモニア水等が挙げられる。

本発明におけるＡｇ−Ｓｂ合金めっき膜は、前記Ａｇ−Ｓｂ合金めっき液を用いためっきにより得ることができる。めっきを行う際は、電流密度１Ａ／ｄｍ²以上で電気めっきし、インジウム−銀合金めっき皮膜を析出させることが好ましく、さらに好ましくは２〜２０Ａ／ｄｍ²の範囲で行うのがより好ましい。１Ａ／ｄｍ²未満の電流密度ではＳｂと銀を共析させることが困難であり、２０Ａ／ｄｍ²以上の条件でめっきを行うとヤケなどにより反射率、光沢度が低下する恐れがある。また、めっき浴温度は１０〜４０℃、電解時間は５秒〜２０分が好ましい。

前記Ａｇ−Ｓｂ合金めっきの前にＡｇストライクめっきを行ってもよい。Ａｇストライクめっきを行うことにより、Ａｇ−Ｓｂ合金めっき膜の密着性が良くなる。

本発明の電子部品は、銅素材、又は銅めっき膜上に、直接もしくは下地Ｎｉめっき膜を介して、前記Ａｇ−Ｓｂ合金めっき液を用いて、Ａｇ−Ｓｂ合金めっき膜を形成することにより製造することができる。

以下、実施例を挙げて、本発明を更に詳細に説明する。
実施例１〜１６、比較例１〜１０
銅−鉄系合金（Ｃ１９４，２５ｍｍ×２０ｍｍ×０．２ｍｍｔ）に、銀ストライクめっきを０．０５μｍ行った後、実施例１〜１３、または比較例１〜１０のＡｇ−Ｓｂ合金めっき浴によるＡｇ−Ｓｂ合金めっきを行なっためっき基板を実施例１〜１３、比較例１〜１０の供試材とした。
なお、Ａｇ−Ｓｂ合金めっきは、電流密度８Ａ／ｄｍ²、浴温度２０℃、強撹拌の条件で、陽極に銀を用いて行った。
また、銅−鉄系合金（Ｃ１９４，２５ｍｍ×２０ｍｍ×０．２ｍｍｔ）に、スルファミン酸浴によるニッケルめっきを３μｍ、銀ストライクめっきを０．０５μｍ行った後、実施例１４のＡｇ−Ｓｂ合金めっき浴によるＡｇ−Ｓｂ合金めっきを２μｍ行なっためっき基板を実施例１４の供試材とした。
鉄系合金（ＳＰＣＣ，２５ｍｍ×２０ｍｍ×０．２ｍｍｔ）に、シアン銅浴による銅めっきを２μｍ、銀ストライクめっきを０．０５μｍ行った後、実施例１と同じＡｇ−Ｓｂ合金めっき浴によるＡｇ−Ｓｂ合金めっきを行なっためっき基板を実施例１５の供試材とした。
セラミック基板に、無電解銅めっきでパターンを形成した後、シアン銅浴による銅めっきを２μｍ、銀ストライクめっきを０．０５μｍ行った後、実施例１と同じＡｇ−Ｓｂ合金めっき浴によるＡｇ−Ｓｂ合金めっきを行なっためっき基板を実施例１６の供試材とした。

上記供試材の被膜中のＳｂ品位は、ＩＣＰ−ＡＥＳで銀とＳｂの定量分析を行い算出した。
上記供試材の４５０ｎｍの光の反射率を紫外可視分光光度計（ＵＶ−２４５０島津製作所製）で測定した。
上記供試材の光沢度を微小面分光色差計（ＶＳＳ−４００日本電色製）で測定した。
上記供試材を、ホットプレートを用い大気中で２００℃×１ｈｒ．の熱処理を行った後、光沢度を微小面分光色差計（ＶＳＳ−４００日本電色製）で測定した。
結果を表に示す。

Claims (5)

1. 銅素材又は銅めっき膜上に、直接、又は下地Ｎｉめっき膜を介してＡｇ−Ｓｂ合金めっき膜を有し、前記Ａｇ−Ｓｂ合金めっき膜は、Ｓｂ品位が０．１〜２．０質量％、膜厚が０．１〜１０μｍであることを特徴とする電子部品。
2. 前記Ａｇ−Ｓｂ合金めっき膜の反射率が８９％以上でかつ、光沢度が１．８以上でかつ、熱処理（２００℃×１ｈｒ．）による光沢度低下が、熱処理前の光沢度の２０％以下であることを特徴とする請求項１に記載の電子部品。
3. 前記電子部品がＬＥＤ用リードフレームもしくはＬＥＤ用プリント配線板であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子部品。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の電子部品のＡｇ−Ｓｂ合金めっき膜を形成するＡｇ−Ｓｂ合金めっき液であって、少なくとも銀イオン濃度１０〜１００ｇ／Ｌ、Ｓｂイオン濃度０．１〜１．５ｇ／Ｌ、シアンイオン濃度２０〜９０ｇ／Ｌであり、水酸基を有する塩基を５〜１００ｇ／Ｌ含有することを特徴とするＡｇ−Ｓｂ合金めっき液。
5. 銅素材、又は銅めっき膜上に、直接もしくは下地Ｎｉめっき膜を介して、請求項４に記載のＡｇ−Ｓｂ合金めっき液を用いて、Ａｇ−Ｓｂ合金めっき膜を形成することを特徴とする電子部品の製造方法。