JP4502430B2 - はんだ濡れ性向上処理剤、及び錫及び錫合金のはんだ濡れ性の向上方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、はんだ濡れ性向上処理剤、及び錫及び錫合金のはんだ濡れ性の向上方法に関し、特に、半田付けにより他の部品や基板、信号線等に接続される電子部品の接続部に、予めめっき処理された錫及び錫合金めっき表面を処理するために用いられる。
【０００２】
【従来の技術】
従来より半田付け性を重視した電子部品のはんだ付け部には、鉛を含有するめっき、いわゆる、はんだめっきが主に施されている。しかしながら、鉛を含有するはんだめっきは、めっき中に含まれる鉛による環境汚染の問題があり、鉛を実質的に含まない鉛フリーのめっきへ移行しているのが現状である。鉛フリーのめっきとしては、錫単独めっきや錫主体の錫合金めっき、即ち、錫−銅、錫−銀、錫−ビスマス、錫−亜鉛、錫−インジウム等の合金めっきがあげられるが、これらのめっきは鉛を含有するはんだめっきの場合に較べて、はんだ濡れ性、特に経時によるはんだ濡れ性が劣化するという問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、はんだ用の鉛を含まない被膜のはんだ濡れ性向上処理剤を提供することを目的とする。本発明は、又、この濡れ性向上処理剤を用いて鉛を含まないはんだ用の被膜を処理する方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ジテルペン酸またはその誘導体と脂肪族炭化水素を含む処理剤を、鉛を含まないはんだ用皮膜上にオーバーコート処理すると、めっき直後および経時のはんだ濡れ性を向上させることができるとの知見に基づいてなされたものである。
すなわち、本発明は、ジテルペン酸またはその誘導体と脂肪族炭化水素を含有することを特徴とするはんだ濡れ性向上処理剤を提供する。
本発明は、又、錫又は錫合金めっき表面層に、上記はんだ濡れ性向上処理剤を施すことを特徴とする該めっき表面のはんだ濡れ性の向上方法を提供する。
【０００５】
本発明のはんだ濡れ性向上処理剤に用いるジテルペン酸としては、ルベニン酸、アガテンジカルボン酸、ピマル酸、アビエチン酸、ネオアビエチン酸、レボピマル酸、イソ−ｄ−ピマル酸、ポドカルピン酸、アガリシン酸などの１種又は２種以上の混合物をあげることができる。また、天然ロジンもこのジテルペン酸の混合物であり、この中に含まれる。このうち、ピマル酸とアビエチン酸が好ましい。またジテルペン酸の誘導体化合物としては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ジエチレングリコール等の炭素数1〜１８、好ましくは、炭素数1〜６のアルコールと、ジテルペン酸とのエステル化反応物を挙げることができる。具体的には、アビエチン酸メチル、アビエチン酸ジエチレングリコール、２−ヒドロアビエチン酸ジエチレングリコール等をあげることができる。
本発明のはんだ濡れ性向上処理剤は、これらジテルペン酸またはその誘導体を、任意の量で含むことができるが、これらを、０．０１ｇ／Ｌ〜０．５ｇ／Ｌ含有するのが好まし、より好ましくは、０．１ｇ／Ｌ〜０．４ｇ／Ｌである。
【０００６】
本発明のはんだ濡れ性向上処理剤に用いる脂肪族炭水化物としては、パラフィン系炭化水素を主成分とした常温で液状の油を挙げることができ、好ましくは、パラフィンワックスやマシン油である。本発明のはんだ濡れ性向上処理剤は、これらの脂肪族炭水化物を任意の量で含むことができるが、これらを、０．０１ｇ／Ｌ〜２ｇ／Ｌ含有するのが好ましく、より好ましくは、０．１ｇ／Ｌ〜０．５ｇ／Ｌである。
本発明のはんだ濡れ性向上処理剤は、常温で液状であるのが好ましく、特に、上記成分を揮発性溶媒に溶解してなるのが好ましい。溶媒として、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール等のアルコール類が好ましい。
本発明のはんだ濡れ性向上処理剤には、上記成分を均一に分散させるために、ノニオン、カチオン、アニオン、両性界面活性剤を含有させるのが好ましい。これらのノニオン、アニオン、カチオン、両性界面活性剤の濃度は、０．０１ｇ／Ｌ〜５ｇ／Ｌであるのが好ましく、より好ましくは、０．１ｇ／Ｌ〜２ｇ／Ｌである。また必要に応じ、ベンゾトリアゾール、ベンゾイミダゾール等の一般的な腐食抑制剤を添加することもできる。
【０００７】
本発明のはんだ濡れ性向上処理剤は、例えば、リン青銅や４２アロイなどの金属基材上、又はめっき処理により形成した下地めっき層（例えば、ニッケルめっきや銅めっきなど）の上に、めっき処理により錫及び錫合金めっきを形成し、その表面に施す。ここで、錫及び錫合金めっき方法は、例えば、特開昭０６−３４０９９４号公報などに記載の方法により行うことができる。又、錫合金めっきが、錫を主体として、銅、銀、ビスマス、亜鉛、インジウムのいずれかを含有する合金のめっきであるのが好ましい。めっきの厚みは、任意とすることができるが、０．５〜２０μであるのが好ましい。
尚、はんだ濡れ性の向上は、ＪＩＳ−Ｃ００５３−１９９０に記載のメニスコグラフ法により容易に測定できる。
次に、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
【０００８】
【実施例】
実施例１
ジテルペン酸誘導体として天然ロジン０．２ｇ／Ｌ、マシン油としてＪＩＳＫ２２３８に規定されているＩＳＯ ＶＧ ２ マシン油０．２ｇ／Ｌ、分散剤としてノニオン界面活性剤ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル０．５ｇ／Ｌをイソプロピルアルコールに溶解させて、本発明のはんだ濡れ性向上処理剤を調製した。
一方、３２１６サイズのチップ抵抗器外部銀電極部にめっき処理により下地ニッケルめっき２μｍ、その上に５μｍの錫単独めっき皮膜を形成させた。この錫単独めっき皮膜を有する部分を、上記はんだ濡れ性向上処理剤に浸漬し、乾燥した。
【０００９】
実施例２
ジテルペン酸誘導体としてアビエチン酸メチル０．２ｇ／Ｌ、炭素数２５のパラフィンワックス０．２ｇ／Ｌ、分散剤としてノニオン界面活性剤ジペンチルスルホコハク酸エステル塩０．５ｇ／をイソプロピルアルコールに溶解させて、本発明のはんだ濡れ性向上処理剤を調製した。
一方、１６０８サイズのチップ抵抗器外部銀電極部にめっき処理により下地ニッケルめっき２μｍ、その上に５μｍの錫−ビスマス合金めっき皮膜を形成させた。この錫合金めっき皮膜を有する部分を、上記はんだ濡れ性向上処理剤に浸漬し、乾燥した。
【００１０】
比較例１
３２１６サイズのチップ抵抗器外部銀電極部にめっき処理により下地ニッケルめっき２μｍ、その上に５μｍの錫単独めっき皮膜を形成させた。 この皮膜の後処理は水洗のみにとどめた。
【００１１】
比較例２
１６０８サイズのチップ抵抗器外部銀電極部にめっき処理により下地ニッケルめっき２μｍ、その上に５μｍの錫−ビスマス合金めっき皮膜を形成させた。 この皮膜の後処理は水洗のみにとどめた。
【００１２】
上記の実施例１及び２のチップ抵抗器と、比較例１及び２のチップ抵抗器をそれぞれ、メニスコグラフ法にてはんだ濡れ性試験を行ったところ、めっき直後で比較例１のチップ抵抗器は濡れ時間が０．９秒、比較例２では０．５秒であった。なお、この濡れ時間は時間が短いほど、濡れ性がよいことを示す。
一方、１００℃−１００％−１６Ｈｒの条件で、蒸気エージングした後の比較例１の濡れ時間が５秒、比較例２では１．８秒であった。
【００１３】
これに対して、実施例１のチップ抵抗器のめっき直後の濡れ時間は０．７秒、実施例２のチップ抵抗器は０．３秒であった。又、１００℃−１００％−１６Ｈｒの条件で、蒸気エージングした後の実施例１のチップ抵抗器の濡れ時間は２．３秒、実施例２のチップ抵抗器の濡れ時間は１．５秒であった。
以上の結果から、本発明によれば、鉛を含まない錫又は錫合金めっき表面のはんだ濡れ性を向上させることができることがわかる。
【００１４】
【発明の効果】
本発明によれば、金属基材上またはめっき処理により形成した下地めっき層の上にめっき処理により形成した鉛を含まない錫を主成分とする表面層のはんだ濡れ性を著しく向上させることができる。

Claims (5)

1. ジテルペン酸またはその誘導体、パラフィン系炭化水素を主成分とした常温で液状の油及び界面活性剤を含有することを特徴とする鉛フリー錫又は錫合金めっき皮膜のはんだ濡れ性向上処理剤。
2. ジテルペン酸の誘導体が、ジテルペン酸エステル又はその水添物である請求項１記載の処理剤。
3. 揮発性溶媒に溶解してなる請求項１または２記載の処理剤。
4. 鉛フリー錫又は錫合金めっき表面層に、請求項１〜３のいずれか１項記載のはんだ濡れ性向上処理剤を施すことを特徴とする該めっき表面のはんだ濡れ性の向上方法。
5. 錫合金めっきが、錫を主体として、銅、銀、ビスマス、亜鉛、インジウムのいずれかを含有する合金のめっきである請求項４記載の方法。