JP3523555B2

JP3523555B2 - メッキ装置

Info

Publication number: JP3523555B2
Application number: JP2000052532A
Authority: JP
Inventors: 工次郎亀山
Original assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.; Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.; Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2000-02-28
Filing date: 2000-02-28
Publication date: 2004-04-26
Anticipated expiration: 2020-02-28
Also published as: CN1188907C; CN1317825A; JP2001234389A; KR100695373B1; TW507344B; KR20010085638A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はメッキ装置に関し、
特に鉛フリーのメッキでかつ半田付け特性の良好な金属
材料のメッキ膜を連続して形成するメッキ装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】Ｃｕ単体、Ｃｕ合金またはＦｅ―Ｎｉ合
金のような導電部材の表面を、Ｓｎ単体またはＳｎ合金
のメッキ層で被覆したリード材は、Ｃｕ単体またはＣｕ
合金が備えている優れた導電性と機械的強度を有する。
なおかつ、そのリード材は、Ｓｎ単体またはＳｎ合金が
備えている耐食性と良好な半田付け性をも併有する高性
能導体である。そのため、それらは、各種の端子、コネ
クタ、リードのような電気・電子機器分野や電力ケーブ
ルの分野などで多用されている。

【０００３】また、半導体チップを回路基板に搭載する
場合には、半導体チップのアウターリード部にＳｎ合金
を用いた溶融メッキや電気メッキを行うことにより、当
該アウターリード部の半田付け性を向上せしめることが
行われている。このようなＳｎ合金の代表例は半田（Ｓ
ｎ―Ｐｂ合金）であり半田付け性、耐食性などが良好な
ために、コネクタやリードフレームなどの電気・電子工
業用部品の工業用メッキ液として広く利用されている。

【０００４】しかしながら、半田に使用されているＰｂ
は人体に悪影響を与える虞があるとのことから有害性が
指摘されるようになり、Ｐｂの使用を規制しようとする
動きが世界的に生じている。例えば、屋外に廃棄された
電子機械類などが酸性雨にさらされると、機械内部に使
用されている半田（Ｓｎ―Ｐｂ合金）や、電子部品の表
面に施されている半田メッキからＰｂが溶けだし、これ
が原因で地下水や河川が汚染される。環境汚染を防止す
るには、Ｐｂを含有しないＳｎ合金を使用することが最
善である。このため、従来のＳｎ―Ｐｂメッキ液に代わ
るＰｂを含有しない新しいメッキ液が開発されつつあ
る。そして、Ｐｂを含有しないＳｎを主成分とするメッ
キ液、例えば、Ｓｎ―Ｂｉ系、Ｓｎ―Ａｇ系、Ｓｎ―Ｃ
ｕ系のメッキ液が開発されており、代替されつつある。

【０００５】図３はリード材の基本構成を示す断面図で
ある。例えば、導電部材２１はＣｕ、Ｃｕを主成分とし
たＣｕ系合金またはＦｅ―Ｎｉを主成分としたＦｅ―Ｎ
ｉ系合金で構成されている。そして、それらの導電部材
２１の表面には、異なる金属材料の２層のメッキ膜が施
されている。例えば、Ｓｎの第１メッキ膜２２とＳｎ―
Ｂｉの第２メッキ膜２３がこの順序で形成されている。
ここで、第１メッキ膜２２の厚さをｔ₁、第２メッキ膜
３の厚さをｔ₂としたとき、ｔ₁は約３〜１５μｍ、ｔ₂
は約１〜５μｍ、ｔ₂／ｔ₁は約０．１〜０．５に設定す
ると、コストの面でも、半田付け性、耐熱性の点でも、
また半田の接合強度やアルミ線などとの溶接部の溶接強
度の点でも良好な特性があり、リード材としての性能向
上が得られるので好適であることが知られている。

【０００６】図４は、メッキを施す導電部材を作業ライ
ンに設置するための装置であり、図６は、自動メッキ装
置全体のレイアウトである。まず、半導体チップ（導電
部材）３２をメッキ補助ラック３１にセットし、作業ラ
インに据える。アルカリ電解洗浄浴槽５１において、導
電部材２１の表面における半田メッキ皮膜の密着性や半
田付け性を阻害する油脂等の有機性の汚染物質の除去を
行う。次に、水洗用浴槽５２において洗浄された後、化
学エッチング浴槽５３において、化学エッチング処理
（基本的には酸化―還元反応を利用した処理）を行い、
粒界や介在物などの存在により不均一な表面になってい
る導電部材２１の表面を均一化する。

【０００７】次に、水洗用浴槽５４において洗浄された
後、酸活性化浴槽５５において、水洗用浴槽５４で付着
した酸化膜を除去する。次に、水洗用浴槽５６において
洗浄された後、半田メッキ装置５７においてメッキが施
される。半田メッキ液は強酸性のため、メッキ後の表面
は酸性になっている。そのような表面では時間の経過と
ともに皮膜が変色し、半田付け性が劣化する。そのため
に、水洗用浴槽５８、中和処理浴槽５９において、メッ
キ表面に残留する酸を中和し、吸着している有機物を除
去する。その後、水洗用浴槽６０、湯洗用浴槽６１で洗
浄され、乾燥装置６２において、メッキされた導電部材
を乾燥させる。

【０００８】図７は、従来のメッキ装置５７におけるメ
ッキを施す部分の詳細なレイアウトである。このメッキ
方法においては、プレデ_イップ浴槽５７１に導電部材２
１を浸漬して表面の水酸膜を除去し、第１メッキ浴槽５
７２のメッキ液に浸漬し第１メッキ膜２２を施した後、
導電部材２１を第１メッキ浴槽５７２のメッキ液と第２
メッキ浴槽５７４のメッキ液との間に設けられていた水
洗用浴槽５７３の純水に浸漬して第１のメッキ液を取り
除き、続いて導電部材２１を第２メッキ浴槽５７４のメ
ッキ液に浸漬し第２メッキ膜２３を施す。そして、最後
に水洗用浴槽５７５でメッキ面の洗浄を行う。

【０００９】上記したメッキ方法では、第１メッキ膜２
２を施す第１メッキ浴槽５７２のメッキ液と第２メッキ
膜２３を施す第２メッキ浴槽５７４のメッキ液は、それ
ぞれのメッキ液を構成する金属材料およびそれらを溶か
す酸性溶剤を除くと同一の液構成ではなかった。例え
ば、第１メッキ膜２２がＳｎ単体から成り第２メッキ膜
２３がＳｎ―Ｂｉ合金からなる場合、第１メッキ浴槽５
７２および第２メッキ浴槽５７４のメッキ液の構成にお
いては、有機酸、溶剤、および純水に関しては同一の材
料を使用している。しかし、添加剤に関しては、前者
は、一般に半田メッキ液用の添加剤を使用し、後者は、
一般にＳｎ―Ｂｉメッキ液用の添加剤を使用している。

【００１０】この様なメッキ装置は、特開平１０−２２
９１５２号公報に説明されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】まず、上記したように
第１メッキ膜２２を施す第１メッキ浴槽５７２のメッキ
液と第２メッキ膜２３を施す第２メッキ浴槽５７４のメ
ッキ液は、それぞれのメッキ液を構成する金属材料およ
びそれらを溶かす溶剤を除くと同一の液構成ではない。
そのため、第１メッキ浴槽５７２のメッキ液が導電部材
２１に付着して第２メッキ浴槽５７４のメッキ液内に直
接持ち込まれることがないように、第１メッキ浴槽５７
２のメッキ液と第２メッキ浴槽５７４のメッキ液との間
に水洗用浴槽５７３が設けられている。そして、この水
洗用浴槽５７３の純水を使用して第１メッキ浴槽５７２
のメッキ液を除去をしなければならなかった。従って、
従来のメッキ方法では水洗用浴槽５７３が不可欠であ
り、余分な工程を必要とする問題があった。

【００１２】また、第２メッキ膜２３を施す第２メッキ
浴槽５７４のメッキ液において、第１メッキ膜２２が施
された導電部材２１が、水洗用浴槽５７３で洗浄された
後第２メッキ浴槽５７４のメッキ液に浸漬される際、水
洗用浴槽５７３の純水が混入する。そのため、第２メッ
キ浴槽５７４のメッキ液が希釈されるので第２メッキ浴
槽５７４のメッキ液の構成管理および濃度管理が必ず必
要であり、工程管理が複雑であるという問題もあった。

【００１３】更に、第１メッキ浴槽５７２のメッキ液お
よび第２メッキ浴槽５７４のメッキ液内に含まれる金属
材料は、導電部材２１にメッキされるほかに、アノード
にも置換析出される。しかし、第２メッキ液を構成する
第２金属材料であるＢｉ、ＡｇおよびＣｕに関しては、
アノードに顕著に置換析出されるため、補充される量も
大幅に多くなる。一方、金属材料（特にＢｉ、Ａｇおよ
びＣｕ）は高価であるため、コスト高の原因となる問題
もあった。

【００１４】更に、第２メッキ浴槽５７４のメッキ液に
ついて、使用したメッキ液を短時間でも休止させた場
合、第２金属材料であるＢｉ、ＡｇおよびＣｕはアノー
ドに置換析出し減少する。そのため、第２メッキ浴槽５
７４のメッキ液を使用しない際は、別の浴槽に収納して
いた。その際、第２メッキ浴槽５７４のメッキ液の浴量
が多く収納に多大な時間を要し、作業効率が悪いという
問題があった。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記した従来
の問題点に鑑みてなされたもので、導電部材の表面に、
異なる金属材料のまたは金属材料は同一であるが金属材
料の組成比率が異なる２層のメッキ膜である第１メッキ
膜２２と第２メッキ膜２３を施すメッキ装置において、
作業工程の短縮、濃度管理の簡易化できるメッキ方法を
可能にするメッキ装置を提供することを目的とする。

【００１６】上記した目的を達成するために、本発明に
おいては、第１メッキ浴槽のメッキ液および第２メッキ
浴槽のメッキ液に含まれる構成を第１および第２金属材
料およびそれらを溶かす酸性溶剤を除くと実質的に同一
の液構成とすることに特徴を有する。具体的には第１メ
ッキ浴槽のメッキ液と第２メッキ浴槽のメッキ液に含ま
れる第１および第２金属材料およびそれらを溶かす酸性
溶剤を除いた有機酸、溶剤、添加剤および純水を実質的
に同一の液構成とすることに特徴がある。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１は、本発明であるメッキ装置
を実施するためのメッキを施す部分のレイアウトを示し
たものであり、図６に示した全体のメッキ装置の半田メ
ッキ装置５７に該当する。

【００１８】図１において、自動メッキ装置はプレディ
ップ浴槽１、第１メッキ浴槽２、第２メッキ浴槽３、水
洗用浴槽４とで構成されている。プレディップ浴槽１で
は、導電部材２１（図３参照）に前の水洗用浴槽５６
（図６参照）で洗浄される際に付着した酸化膜を除去
し、導電部材２１の表面を活性状態にする。第１メッキ
浴槽２では、導電部材２１に第１メッキ膜２２を施し、
そして、第２メッキ浴槽３では、導電部材２１に第２メ
ッキ膜２３を施す。ここで、メッキ膜厚については、従
来どおり第１メッキ膜２２の厚さをｔ_１、第２メッキ膜
２３の厚さをｔ_２としたとき、ｔ_１は約３〜１５μｍ、
ｔ_２は約１〜５μｍ、ｔ_２／ｔ_１は約０．１〜０．５と
なるようにメッキされる。なおリード材の構造は図３と
同じであるので符号を共通とした。

【００１９】本発明では、第１メッキ浴槽２のメッキ液
および第２メッキ浴槽３のメッキ液に含まれる第１およ
び第２金属材料およびそれらを溶かす酸性溶剤を除いた
溶液を同一の液構成にした。このことにより、導電部材
２１を第１メッキ浴槽２のメッキ液に浸漬して第１メッ
キ膜２２を施した後、連続して第２メッキ浴槽３のメッ
キ液に浸漬して第２メッキ膜２３とを施すことができる
ことに特徴を有する。

【００２０】すなわち、第１メッキ浴槽２のメッキ液の
構成としては、第１金属材料をＳｎとし、この金属材料
およびこれを溶かす酸性溶剤を除いた溶液は有機酸、溶
剤、添加剤および純水で構成されている。例えば、有機
酸にはメタンスルホン酸またはプロパノールスルホン酸
が含まれ、溶剤にはイソプロピルアルコールが含まれて
いる。そして、第２メッキ浴槽３のメッキ液の構成とし
ては、Ｂｉ、Ａｇ、およびＣｕの中から選ばれる少なく
とも１種類の第２金属材料と第１金属材料である第１メ
ッキ液と同種のＳｎとが含まれるものを金属材料とし、
これらの金属材料およびこれらを溶かす酸性溶剤を除い
た溶液は、第１メッキ液と同種の有機酸、第１メッキ液
と同種の溶剤、第１メッキ液と同種の添加剤および純水
で構成されている。例えば、第１メッキ浴槽２と同様
に、有機酸にはメタンルホン酸またはプロパノールスル
ホン酸が含まれ、溶剤にはイソプロピルアルコールが含
まれている。

【００２１】このため、このメッキ装置において、導電
部材２１に第１メッキ浴槽２のメッキ液が付着して、第
２メッキ浴槽３のメッキ液内に持ち込まれる。その結
果、２つのメッキ液が混入したとしても第１および第２
金属材料およびそれらを溶かす酸性溶剤を除いて同一の
液構成としたため、第２メッキ浴槽３のメッキ液の構成
が乱されることはない。

【００２２】一般的にメッキ液を構成するにあたって、
金属材料は酸性溶剤に溶かして用いられる。しかし、そ
の酸性溶剤はメッキ液の量に比べて極めて少量であるた
め、多少含まれてもそのメッキ液の構成になんら影響を
与えることはない。

【００２３】従って、導電部材２１を第１メッキ浴槽２
のメッキ液に浸漬し第１メッキ膜２２を施した後、連続
して導電部材２１を第２メッキ浴槽３のメッキ液に浸漬
し第２メッキ膜２３を施すことができるようになる。そ
のため、従来における第１メッキ浴槽５７２（図７参
照）と第２メッキ浴槽５７４との間に設けられていた水
洗用浴槽５７３を省略することができる。このことによ
り、第１メッキ膜２２を施した後の水洗用浴槽による洗
浄を省略することができ、作業工程および作業時間の短
縮が図れる。

【００２４】次に、第２メッキ浴槽３のメッキ液に関し
ては、上記したようにこのメッキ作業工程上において、
第１メッキ浴槽２のメッキ液が導電部材２１に付着して
第２メッキ浴槽３のメッキ液に混入する。この時、第２
メッキ浴槽３のメッキ液では、導電部材２１に付着して
第１金属材料であるＳｎは持ち込まれる。しかし、Ｂ
ｉ、Ａｇ、およびＣｕの中で使用される第２金属材料は
持ち込まれない。更に、Ｂｉ、Ａｇ、およびＣｕの中で
使用される第２金属材料は導電部材２１にＳｎとの合金
として析出される他、アノードに置換析出される。ま
た、それに加えてそれらＢｉ、Ａｇ、およびＣｕの中で
使用される第２金属材料は導電部材２１に付着し持ち出
されるので、第１金属材料であるＳｎと比べて特に減少
が著しい。

【００２５】一方、一般的にメッキにおいては、電流密
度、メッキ時間およびメッキ液濃度によりメッキ膜の厚
さおよびメッキ膜組成は制御されるため、電流密度、メ
ッキ時間およびメッキ濃度を一定に保つことにより、メ
ッキ膜厚およびメッキ膜組成の管理を行える。このこと
により、メッキ膜に析出される金属材料の量あるいはメ
ッキ液濃度が管理され、析出による金属材料の減少がみ
られる場合は補充を行えば良い。第１メッキ浴槽２およ
び第２メッキ浴槽３のメッキ液の金属材料は、上記した
様に、アノードに置換析出および導電部材２１による持
ち出しによる減少もある。しかし、第１メッキ浴槽２お
よび第２メッキ浴槽３のアノードが純度、例えば９９．
９％以上のＳｎで形成されているので、メッキ液の第１
金属材料であるＳｎは、主にアノードの溶解により補わ
れる他、定期的な分析により必要に応じて溶液補充され
る。

【００２６】例えば、Ｓｎが１００（重量％）のメッキ
液の濃度管理を行う場合、各々の液濃度としては、Ｓｎ
²⁺濃度が３０〜６０（ｇ／Ｌ）、遊離酸濃度が１２０〜
１６０（ｇ／Ｌ）、添加剤濃度が２０〜５０（ｍｌ／
Ｌ）の間にメッキ液の濃度が保たれるようにＳｎの管理
をする。しかし、上記したように、第１メッキ浴槽２の
管理では、Ｓｎはアノード溶解があるため、第１メッキ
浴槽３の管理ほど頻度を必要としない。

【００２７】第２メッキ浴槽３のメッキ液では、第１金
属材料であるＳｎは前述された様にアノードの溶解で補
充されるので、Ｓｎより減少の著しいＢｉ、Ａｇ、およ
びＣｕの中から選ばれる第２金属材料の濃度を主に管理
しておけば良い。

【００２８】例えば、Ｓｎ：Ｂｉ＝９７（重量％）：３
（重量％）のメッキ液の濃度管理を行う場合、各々の液
濃度としては、Ｓｎ²⁺濃度が５０〜６０（ｇ／Ｌ）、Ｂ
ｉ³⁺濃度が３．０〜４．２（ｇ／Ｌ）、遊離酸濃度が１
２０〜１６０（ｇ／Ｌ）、添加剤濃度が２０〜４０（ｍ
ｌ／Ｌ）の間にメッキ液の濃度が保たれるようにＢｉの
管理をする。

【００２９】つまり、上記した様に、ライン作業による
作業速度の一定化、かつ、第１メッキ浴槽２および第２
メッキ浴槽３における電流密度を一定に保つことができ
るため、第２メッキ浴槽３の第２金属材料であるＢｉ、
Ａｇ、およびＣｕの管理も容易になる。つまり、第２メ
ッキ浴槽３では、Ｂｉ、Ａｇ、およびＣｕの第２金属材
料を定期的に補充することで簡単に濃度管理が行えるよ
うになる。この結果、第２メッキ浴槽３のメッキ液の金
属材料の濃度を一定に保つことができ、第２メッキ膜２
３の膜厚およびメッキ膜組成を均一にすることができ
る。

【００３０】更に、図２は、第１メッキ浴槽２と第２メ
ッキ浴槽３との関係を示している。ここで、メッキ膜厚
ｔ₁、ｔ₂が、ｔ₁＞ｔ₂の関係を満足するとき、第１メッ
キ浴槽の作業方向の長さＺ₁、第２メッキ浴槽の作業方
向の長さＺ₂としたとき、同じ断面積（Ｘ₁×Ｙ₁＝Ｘ₂×
Ｙ₂）であれば、Ｚ₁、Ｚ₂は、Ｚ₁＞Ｚ₂の関係が成立す
る。よって、図３からも明らかのように、第１メッキ浴
槽２の体積をＬ₁（＝Ｘ₁×Ｙ₁×Ｚ₁）、第２メッキ浴槽
３の体積をＬ₂（＝Ｘ₂×Ｙ₂×Ｚ₂）としたとき、Ｌ₁、
Ｌ₂は、Ｌ₁＞Ｌ₂の関係が成り立つことが明らかにな
る。

【００３１】ここで、図５は第１メッキ浴槽２および第
２メッキ浴槽３の詳細なレイアウトである。第１メッキ
浴槽２および第２メッキ浴槽３では、アノードは、１箇
所２本ずつ設置できるように設計されている。そして、
第１メッキ浴槽２では、１番始点側の設置個所は、メッ
キ膜厚、メッキ液濃度または電流密度など諸条件に対応
できるようになっている。また、それぞれのメッキ浴槽
内では、メッキが施されるときに生成する沈殿物、アノ
ード（陽極）４１に発生する不溶性不純物が混入する。
それぞれのメッキ浴槽に付属するオーバーフロー浴槽４
２、４３では、それらの不溶性不純物をメッキ浴槽内の
水流を用いて浴槽内へと取り込む。そして、オーバーフ
ロー浴槽４２、４３内へと取り込まれたメッキ液はろ過
され、またメッキ浴槽内へと送り込まれる。メッキ液を
収納する浴槽４４は、第２メッキ浴槽３のメッキ液を使
用しない場合そのメッキ液を収納し、保存しておくため
の浴槽である。

【００３２】上記したようにこのメッキ装置において、
第１メッキ浴槽２および第２メッキ浴槽３における電流
密度を最適電流密度に設定することによって、金属析出
粒径の均一化および２層における膜厚比率のばらつきを
抑えることができる。このことより、電流密度を最適電
流密度で一定に保つことがよく、一定電流密度下におけ
るメッキ装置としては、メッキ膜厚ｔ₁、ｔ₂は、ｔ₁＞
ｔ₂の関係を満足するときメッキ浴槽の体積Ｌ₁、Ｌ
₂は、Ｌ₁＞Ｌ₂の関係が成り立つ。つまり、第２メッキ
浴槽３のメッキ液の液量において、第２メッキ浴槽３の
メッキ液の液量を大幅に減少させることにより、第２メ
ッキ浴槽３のメッキ液内では、第１金属材料であるＳｎ
より高価なＢｉ、Ａｇ、およびＣｕの中で使用されてい
る第２金属材料の使用量を大幅に減少することができ
る。また、メッキ浴槽の最小化にともなってアノードの
使用本数を減らすことができ、それにより第２メッキ浴
槽３全体での置換析出も大幅に減少することができる。
こういったことにより、高価なＢｉ、Ａｇ、およびＣｕ
の中で使用されている第２金属材料の使用量を減らすこ
とができ、コスト低減を実現することができる。

【００３３】更に、第２メッキ浴槽３のメッキ液の液量
において、上記した様に、第２メッキ浴槽３のメッキ液
の液量を大幅に減少させることができる。そのことによ
り、メッキ液を収納する浴槽４４に第２メッキ浴槽３の
メッキ液を出し入れする際の作業時間を大幅に短縮させ
ることができ、作業効率を大幅に上げることができる。

【００３４】更に、上記した様に、第２メッキ浴槽３の
メッキ液を大幅に減少させることに伴い、このメッキ浴
槽内で使用するアノードの本数を減らすことができる。
このことにより、アノードを常に清潔な状態に維持する
ための手間が大幅に抑制される。例えば、アノードの周
りに置換析出される金属を除去する手間を抑制すること
であり、また、アノードバックを酸洗浄する手間を抑制
することなどがある。このような維持作業により、アノ
ードつまりＳｎの溶解量が安定し、メッキ液中のＳｎの
濃度管理が容易となる。これに伴い、メッキ液の液構成
または液管理がより正確に行うことができるようにな
り、外観、変色、半田付け性等の品質面における向上を
もたらすことができる。

【００３５】更に、第２メッキ浴槽３において、図２、
５において、メッキ浴槽の作業方向の長さＺを短くする
ことができることにより、第２メッキ浴槽３に付属する
オーバーフロー浴槽をメッキ浴槽と同じ幅で設置するこ
とができる。そのことにより、導電部材にメッキを施す
際、メッキ浴槽内の不溶性不純物をオーバーフロー浴槽
へと追いやる水流と導電部材とが直交するようになる。
そのため、導電部材に施されるメッキ膜の偏肉の発生を
抑制することができる。

【００３６】また、本発明の他の実施形態について以下
に述べる。

【００３７】本発明では、第１メッキ浴槽２のメッキ液
および第２メッキ浴槽３のメッキ液では、それぞれの金
属材料の組成比率は異なるが、液構成は同一である。そ
のため、導電部材２１を第１メッキ浴槽２のメッキ液に
浸漬して第１メッキ膜２２を施した後、連続して第２メ
ッキ浴槽３のメッキ液に浸漬して第２メッキ膜２３とを
施すことができることに特徴を有する。そして、実施形
態に関しては、上記した方法と同様である。

【００３８】例えば、本発明ではＳｎ―Ｂｉ液がある。
ここでは、第１メッキ浴槽２のメッキ液内には、数％程
度のＢｉが含まれている。このことにより、第１メッキ
膜２２の表面では、ウイスカー（針状結晶）が顕著に抑
制される。また、このメッキ液の濃度管理方法として
は、前述した方法と同様に、Ｂｉの管理をする。

【００３９】つまり、第１メッキ浴槽２のメッキ液で
は、第２メッキ浴槽３のメッキ液で使用されるＳｎ以外
の金属材料、Ｂｉ、Ａｇ、およびＣｕの中から選ばれる
少なくとも１種類の金属材料を数％程度含む。このこと
により、第１メッキ膜２２の表面のウイスカー（針状結
晶）を顕著に抑制することができる。

【００４０】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
メッキ装置には以下のような効果がみられる。

【００４１】第１に、第１メッキ浴槽および第２メッキ
浴槽のメッキ液の構成は、それぞれのメッキ液を構成す
る第１および第２金属材料およびそれらを溶かす酸性溶
剤を除いて実質的に同一の液構成である。そのため、第
１のメッキ液が第２のメッキ液内に混入しても液構成が
乱されず、導電部材に異なる金属材料または同一金属材
料であるが金属材料の組成比率の異なる２層のメッキ膜
を連続して施すことができる。この結果、第１メッキ膜
と第２メッキ膜との間の作業である水洗用浴槽による洗
浄を省略することができ、作業工程および作業時間の短
縮が図れる。

【００４２】第２に、第１メッキ浴槽のメッキ液および
第２メッキ浴槽のメッキ液内に含まれる金属材料の管理
において、まず第１メッキ浴槽および第２メッキ浴槽の
メッキ液の構成は、それぞれのメッキ液を構成する第１
および第２金属材料およびそれらを溶かす酸性溶剤を除
いて同一の液構成である。そして、それぞれのメッキ液
の第１金属材料であるＳｎは、主にアノードの溶解によ
り調整することができるため、第２メッキ液ではＢｉ、
Ａｇ、およびＣｕの中で使用されている第２金属材料の
濃度管理を定期的に行えば良く、メッキ液の濃度管理が
容易になる。

【００４３】第３に、自動メッキ装置を用いることによ
る作業速度の一定化、電流密度の一定化および第１メッ
キ液と第２メッキ液との第１および第２金属材料および
それらを溶かす酸性溶剤を除いた溶液を同一の液構成に
した。そのことにより、第２メッキ膜が第１メッキ膜よ
りも大幅に薄いので導電部材が第２メッキ液に浸漬する
時間を短くできる。この結果、第２メッキ浴槽の液量を
大幅に減少することができる。このことにより、第２メ
ッキ液に用いられる第２金属材料であるＢｉ、Ａｇ、お
よびＣｕの使用量も大幅に減少させることができ、その
結果、コスト低減を実現することができる。

【００４４】第４に、第２メッキ浴槽の作業方向の辺の
長さを短くすることができることにより、オーバーフロ
ー浴槽を第２メッキ浴槽と同じ幅で設置することができ
る。そのことにより、導電部材にメッキを施す際、メッ
キ浴槽内の不溶性不純物をオーバーフロー浴槽へと追い
やる水流と導電部材とが直交するようになる。そのた
め、導電部材に施されるメッキ膜の偏肉の発生を抑制す
ることができる。

【００４５】第５に、第１メッキ浴槽のメッキ液では、
第２メッキ浴槽のメッキ液で使用される第１金属材料の
Ｓｎ以外、Ｂｉ、Ａｇ、およびＣｕの中から選ばれる少
なくとも１種類の第２金属材料を数％程度含む。このこ
とにより、第１メッキ膜の表面のウイスカー（針状結
晶）を顕著に抑制することができる。

【００４６】第６に、以上のメッキ装置を用いたリード
および半導体装置において、使用するメッキ液が鉛を含
んでいないため、人体や環境に悪影響を与えることはな
い。その上で、第１メッキ液と第２メッキ液との金属材
料およびそれらを溶かす酸性溶剤を除いた溶液を同一の
液構成にしたことまたは第１メッキ液と第２メッキ液と
の金属材料の構成比率は異なるが金属材料を同一にした
ことによりメッキ品質の向上へとつながる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のメッキ装置に用いる半田メッキ装置を
説明する図である。

【図２】本発明のメッキ装置に用いる第１メッキ浴槽と
第２メッキ浴槽を説明する図である。

【図３】本発明および従来の２層メッキを施した導電部
材を説明する図である。

【図４】本発明および従来のメッキを施す導電部材を作
業ラインに設置するための装置を説明する図である。

【図５】本発明のメッキ装置に用いる第１メッキ浴槽と
第２メッキ浴槽の詳細を説明する図である。

【図６】本発明および従来の自動メッキ装置全体のレイ
アウトを説明する図である。

【図７】従来の半田メッキ装置部分のレイアウトを説明
する図である。

フロントページの続き (56)参考文献特開平10−229152（ＪＰ，Ａ) 特開平７−305193（ＪＰ，Ａ) 特開平９−111491（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−181894（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−202094（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−54294（ＪＰ，Ａ) 特開2001−234390（ＪＰ，Ａ) 特開平11−229178（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C25D 5/10 C25D 7/00 C25D 7/12 H01L 23/50

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】導電部材の表面にＳｎ金属から成る第１
メッキ膜と、前記Ｓｎ金属とＢｉ金属との合金、前記Ｓ
ｎ金属とＡｇ金属との合金または前記Ｓｎ金属とＣｕ金
属との合金から成る第２のメッキ膜とを重ねて形成する
メッキ装置において、Ｓｎ材料と、該Ｓｎ材料を溶かす溶剤と、有機酸と、添加剤と、純水とから成る第１メッキ液を収納する第１メッキ浴槽
と、前記第１メッキ液と同種のＳｎ材料と、該Ｓｎ材料を溶かす前記第１メッキ液と同種の溶剤と、Ｂｉ材料、Ａｇ材料またはＣｕ材料の中から選ばれる１
種類の金属材料と、該金属材料を溶かす溶剤と、前記第１メッキ液と同種の有機酸と、前記第１メッキ液と同種の添加剤と、純水とから成る第２メッキ液を収納する第２メッキ浴槽
と、前記導電部材を前記第１メッキ浴槽内の前記第１メッキ
液に浸漬させた後、水洗をすることなく、前記導電部材
に前記第１メッキ液を付着させた状態で搬送し、前記導
電部材を前記第２メッキ浴槽内の前記第２メッキ液に浸
漬させる搬送手段とを具備することを特徴とするメッキ
装置。
【請求項２】前記搬送手段は１本の搬送レールであ
り、前記第１メッキ浴槽と前記第２のメッキ浴槽は、前
記搬送レールの下方に連続して配置されていることを特
徴とする請求項１に記載のメッキ装置。
【請求項３】前記第１メッキ浴槽及び前記第２メッキ
浴槽には、アノード電極として、Ｓｎ溶解性電極が設置
されていることを特徴とする請求項１または請求項２に
記載のメッキ装置。
【請求項４】前記Ｓｎ溶解性電極は、純度９９．９％
以上のＳｎから成ることを特徴とする請求項３に記載の
メッキ装置。
【請求項５】前記第２メッキ浴槽には、メッキ液収納
浴槽が配置されていることを特徴とする請求項１から請
求項４のいずれかに記載のメッキ装置。