JPH051393A

JPH051393A - 銀銅合金メツキ浴及び銀銅合金ロウ材

Info

Publication number: JPH051393A
Application number: JP8733991A
Authority: JP
Inventors: Kenji Takahashi; 健二高橋; Noriyuki Sugita; 則行杉田
Original assignee: Electroplating Engineers of Japan Ltd
Current assignee: EEJA Ltd
Priority date: 1990-07-19
Filing date: 1991-03-28
Publication date: 1993-01-08

Abstract

(57)【要約】【目的】外観が良好で且つ銅の含有比率が高く、更に
厚さが２０〜１００μｍ程度の良好な合金析出被膜を得
ることができる銀銅合金メッキ浴を提供し、且つ電気・
電子工業部品のロウ付けの好適な銀銅合金ロウ材を得ん
とするものである。【構成】銀銅合金メッキ浴は可溶性の銀錯塩及び銅錯
塩を含み、且つ添加剤としてポリイミン及び／又はポリ
アミンを含んでいるものである。また、銀銅合金ロウ材
は、前記銀銅合金メッキ浴を使用した銀銅メッキにより
得られるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は銀銅合金メッキ浴及び
銀銅合金ロウ材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より電気・電子工業部品、例えばセ
ラミックパッケージのロウ付け用の銀銅合金層を形成す
るために銀銅合金箔が採用されているが、箔の取扱いが
面倒で位置ズレが生じ易く、コスト的にも不利であると
いう問題点がある。しかも、ロウ材として銀銅合金箔を
採用する場合には、技術的にも３０μｍ以下の薄い箔を
製造するのが困難であるため、一般的に比較的厚い箔が
用いられているが、箔が厚すぎるとロウ付け時にロウが
多く流れすぎによる後工程への障害、電子部品等におけ
るファインピッチ化されたリード同士の短絡等を招くお
それもあった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そして、このような銀
銅合金箔の欠点を解決する方法として銀銅合金メッキが
考えれる。しかしながら、このような銀と銅を同時析出
させる銀銅合金メッキを考えた場合、それらの単純塩か
らでは両者の平衡電位の差が大きく且つ分極も小さいた
め、銀と銅との合金を同時に析出させることが大変に困
難である。

【０００４】このように、単純塩からの析出が困難な場
合、合金メッキを可能にする一般的な方法としては、錯
イオン化が考えられる。錯イオン化の主な効果は、適当
な錯化剤を選択することによって銀と銅の平衡電位を近
づけ、且つそれと共にカソード分極を大きくすることに
よって銀銅合金析出を可能にすることである。

【０００５】銀銅合金メッキを可能にする錯化剤として
は、ａ）シアン、ｂ）ヨウ素、ｃ）コハク酸イミド、
ｄ）ピロリン酸、などが考えられる。そこで、代表的な
錯体浴の例として、銀を１０ｇ／ｌ、銅を６０ｇ／ｌ含
有したシアン浴から常温においてメッキを行ったとこ
ろ、電流密度の上昇と共に析出物中の銅の含有率が増加
し、５ＡＳＤの電流密度では、およそ銀７０％、銅３０
％の合金析出物が得られた。しかし、この得られた合金
析出物は、ロウ付けに適した銀：銅比率〔銀：銅＝７０
〜９５：５〜３０〕を一応具備しているものの、外観が
いわゆる「ヤケ」の状態を呈しており、３０μｍのめっ
き厚では析出物が粉状となり、ロウ付け用としての使用
に供することができなかった。この傾向は合金析出物の
銅の含有量が多くなるほど、またメッキが厚くなるほど
顕著になるものであった。

【０００６】銀銅のシアン浴では、銀及び銅は浴中で、
一般的に「Ag(CN)₂ ^-」及び「Cu(CN)₃ ^2-（条件によっ
てはCu(CN)₂ ^-又はCu(CN)₄ ^3-」の形で存在し、銀のカ
ソード分極は単純塩に比べて大きくなり、合金化にとっ
て好ましい傾向を示す。しかし一方で、平衡電位につい
ては共に卑に移行するが、その差は実用的な範囲で銀銅
濃度、遊離シアン濃度、ｐＨ、温度、をどのように変化
させても、銀は銅に比べて３００ｍＶ以上も貴である。

【０００７】そのため、低い電流密度では銅が析出する
電位に達せず、銀が優先的に析出する。また、銅が析出
する条件になると、銀はすでに限界電流に達しており、
濃度律速で析出が進み、いわゆる「デンドライト」或い
は「粉状」の析出物になってしまう。この傾向はシアン
浴以外の錯塩についても同様である。従って、従来はロ
ウ付けに適した良好な銀銅合金被膜をメッキにより得る
ことはできなかった。

【０００８】この発明はこのような従来の技術に着目し
てなされたものであり、外観が良好で且つ銅の含有比率
が高く、更に厚さが２０〜１００μｍ程度の良好な合金
析出被膜を得ることができる銀銅合金メッキ浴を提供
し、且つこの銀銅合金メッキ浴を使用した銀銅合金メッ
キにより電気・電子工業部品のロウ付けの好適な銀銅合
金ロウ材を得んとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明に係る銀銅合金
メッキ浴は、上記の目的を達成するために、可溶性の銀
錯塩及び銅錯塩を含み、且つ添加剤としてポリイミン及
び／又はポリアミンを含んでいるものである。また、こ
の発明に係る銀銅合金ロウ材は、前記銀銅合金メッキ浴
を使用した銀銅メッキにより得られるものである。

【００１０】可溶性の銀錯塩としては、具体的にはシア
ン化銀カリウム、ヨウ化銀、ピロリン酸銀、銀カリウム
スクシンイミドなどが好適であり、その含有量としては
１〜２００ｇ／ｌが好ましい。

【００１１】また、可溶性の銅錯塩としては、具体的に
はシアン化第一銅、シアン化銅カリウム、ヨウ化銅、ピ
ロリン酸銅、銅カリウムスクシンイミドなどが好適であ
り、その含有量としては１〜４００ｇ／ｌが好ましい。

【００１２】そして、ポリイミン及び／又はポリアミン
の含有量としては０．０１〜２００ｇ／ｌが好ましい。
これらポリイミン及び／又はポリアミンを浴中に添加す
ることにより、外観が良好で且つ銅の含有率の高い合金
析出被膜を得ることができるようになる。なぜならば、
これらポリイミン及び／又はポリアミンの存在により、
銀のカソード分極が更に大きくなり、銀の限界電流にな
るカソード電流を更に卑にもって行くことができるた
め、結果として銀の限界電流が現れる前に、銅を析出さ
せることが可能となるからである。

【００１３】この銀銅合金メッキ浴は上記成分の他に、
電導塩としてホウ酸、クエン酸、酒石酸、リン酸などを
０．１〜２００ｇ／ｌ含有して良く、またその他に各種
光沢剤やｐＨ調製剤などを添加してもよい。

【００１４】更に、この銀銅合金メッキ浴にシアン化亜
鉛、ヨウ化亜鉛などの可溶性の亜鉛錯塩を１〜４００ｇ
／ｌ添加して、銀−銅−亜鉛合金を析出させることも可
能である。

【００１５】前記銀銅合金メッキ浴を使用した銀銅合金
メッキにより得られる銀銅合金被膜は、電気・電子工業
部品のロウ材として大変好適である。たとえば、セラミ
ックパッケージ、真空封入遮断器、センサー等の、メタ
ライズしたセラミックスと金属をロウ付けするのに最適
である。また、この他にも、工業用部品で従来銀ロウに
て接着していた部品のロウ付けに好適である。

【００１６】

【実施例】実施例１＊銀銅合金メッキ浴組成：・シアン化銀カリウム（Ａｇ量）─────────１０ｇ／ｌ・シンア化銅（Ｃｕ量）────────────１００ｇ／ｌ・ポリエチレンイミン（ＰＥＩ）─────────１０ｇ／ｌ

【００１７】＊操作条件：・メッキ方式─────────────────浸漬メッキ・浴温度─────────────────────２５℃ ・ｐＨ──────────────────────８．０・電流密度───────────────１、２、３ＡＳＤ・メッキ時間───────────８０、４０、３０ｍｉｎ

【００１８】上記の合金メッキ浴を使用して、４２合金
製のテストピースの表面に銀銅合金の析出層を形成する
メッキ試験を行った。そして、比較例として、上記合金
浴組成からポリエチレンイミン（ＰＥＩ）を抜いた組成
の合金浴を用いて同様のメッキ試験を行った。

【００１９】

【００２０】得られた析出層はＰＥＩを添加したもの
は、優れた外観品質を呈し、いわゆる「ヤケ」などの発
生は全くなかった。一方、ＰＥＩを添加しない浴からは
「ヤケ」の発生が見られ、その傾向は電流密度の増加と
共に顕著になった。

【００２１】また、得られた合金被膜中の銀と銅の含有
比率は、上記第１表に示す如く、ＰＥＩを添加した方が
銅の含有比率が高かった。

【００２２】そして、ＰＥＩを添加した浴から得られた
合金被膜の厚さは、平均して５０μｍあり、ロウ付け用
の合金被膜として使用可能なものであった。

【００２３】そして、前記のようにして銀銅合金被膜を
下面に施した４２合金製のテストピースを上にして、該
銀銅合金被膜をサンドイッチする状態で、別の４２合金
製のテストピースを下側へ重ね合わせた。そして、重ね
合わせた一対の各テストピースを、それぞれ還元雰囲気
中において前記第１表に記載した加熱温度でもってロウ
付けしてみた。結果は全て良好なロウ付け性を示した。
ロウ付けしたテストピース同士をペンチで引きはがして
みたところ、合金箔を使用した場合と同等のロウ付け強
度が得られていることもわかった。

【００２４】実施例２先の実施例で示したＰＥＩを添加した銀銅合金メッキ浴
と、添加しない銀銅合金メッキ浴の両方を使用して、温
度３６℃、電流密度１０、１２、１５ＡＳＤ、メッキ時
間８、７、６ｍｉｎ、流速１００ｍ／ｍｉｎ、で噴射式
高速メッキを行った。

【００２５】

【００２６】この実施例２で得られた析出層も、ＰＥＩ
を添加した方は全て優れた外観品質を呈し、いわゆる
「ヤケ」などの発生は全くなかった。一方、ＰＥＩを添
加しない方は「ヤケ」等の発生が見られた。

【００２７】また、得られた合金被膜中の銀と銅の含有
比率を調べたところ、上記第２表に示す如く、先の実施
例と同様に、ＰＥＩを添加した方が銅の含有比率が高か
った。

【００２８】そして、得られた合金被膜の厚さは、平均
して５０μｍあり、ロウ付け用の合金被膜として使用可
能なものであった。

【００２９】そして、このようにして銀銅合金被膜を片
面に施した４２合金製のテストピースを、第２表に記載
した加熱温度でもって、別の４２合金製のテストピース
と先の実施例と同じ要領でロウ付けしてみた。結果は先
の実施例と同様に優れたロウ付け性及びロウ付け強度を
示した。

【００３０】

【発明の効果】この発明に係る銀銅合金メッキ浴は、以
上説明してきた如き内容のものなので、外観が良好で且
つ銅の含有比率が高く、更に厚さが十分なロウ材として
好適な合金析出被膜を得ることができる。また、この発
明に係る銀銅合金ロウ材は、電気・電子工業部品のロウ
付け、特にセラミックパッケージ、真空封入遮断器、セ
ンサー等の、メタライズしたセラミックスと金属とのロ
ウ付けに最適である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】可溶性の銀錯塩及び銅錯塩を含み、且つ
添加剤としてポリイミン及び／又はポリアミンを含んで
いることを特徴とする銀銅合金メッキ浴。
【請求項２】可溶性の銀錯塩が、銀シアン化物である
請求項１記載の銀銅合金メッキ浴。
【請求項３】可溶性の銅錯塩が、銅シアン化物である
請求項１記載の銀銅合金メッキ浴。
【請求項４】可溶性の亜鉛錯塩を添加した請求項１記
載の銀銅合金メッキ浴。
【請求項５】請求項１〜４のいずれかの銀銅合金メッ
キ浴を使用した銀銅合金メッキにより得られる電気・電
子工業部品用の銀銅合金ロウ材。