JPH0445592B2 - - Google Patents

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JPH0445592B2
JPH0445592B2 JP63250051A JP25005188A JPH0445592B2 JP H0445592 B2 JPH0445592 B2 JP H0445592B2 JP 63250051 A JP63250051 A JP 63250051A JP 25005188 A JP25005188 A JP 25005188A JP H0445592 B2 JPH0445592 B2 JP H0445592B2
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corrosion
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metal
corrosion prevention
copper
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AT&T Inc
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    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F11/00—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F15/00—Other methods of preventing corrosion or incrustation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、腐食防止方法に係り、特に塩素又は
硫黄を含む物質との相互作用により生じる金属腐
食を防止する腐食防止方法に関する。
(従来技術の説明) 銅、ニツケル及び銀などの金属は、多くの製品
に適用され、非常に重要なものである。これらの
金属は装飾品において美的なものを示すために用
いられるばかりでなく、その電気的及び構造的特
性のために例えば、電子産業などの多くの産業界
において広範囲に使用されている。その金属が装
飾の目的、構造物として又はハイテクの製品とし
て使用されているか否かに関係なく、金属表面の
硫黄化又は塩素化などによる腐食は多くの望まれ
る用途におけるその有用さを著しく低下させる。
多くの手段が、例えば、装飾品に利用される金属
又は電子産業界に用いられ構造物に利用される金
属の腐食を防止するために開発されている。例え
ば、これらの物品は包み物の中に配置され、さら
にこの包み物自体又はこの包み物の中の物品は、
揮発性の有機腐食防止剤(VCI)を含んでいる。
シクロヘキサン・アンモニウム・安息香酸塩など
のVCIは、揮発し、保護すべき金属に膜を作り、
腐食防止を行なつている。例えば、紙にVCIをし
み込ませ、それを保護すべき物品を含むポリマー
の袋の中に配置している。
(発明が解決すべき課題) このVCIが用いるような代表的な腐食防止工程
は、広範囲に用いられているが、全ての用途にお
いて十分満足できるものではない。例えば、電子
産業界においては、金属性物品を有機材料で被覆
することが望ましくないことがしばしばある。金
属性の物品が汚染物質に対して敏感な処理を施さ
れるべきものである場合、上記のVCIのように膜
を作ることは、非常に問題があり好ましくない。
VLSI回路のパツケージに用いられているリード
フレームを保護する場合がその典型的な例であ
る。この場合、VLSIチツプからのリードワイヤ
は、リードフレームに接合(Weld)される。こ
の接合(welding)は、ほんの少しの量でも汚染
物質が存在すれば、効果的になされなくなる。も
しこのリードフレームが、VCIにより保護されて
いるなら、その後の接合は、細部にわたる高価な
クリーニング処理を施さなければ行なうことがで
きない。よつて電子チツプ製造のような用途に
は、VCIは適さないのである。その結果、これら
のリードフレームは一般的には保護されず、腐食
した部分は、利用される前に削除されている。ま
たこの汚染の問題は避けられるけれども、実質的
には浪費となつてしまう。
さらに、装飾品や電子装置を保護するような多
くの用途において、揮発性腐食防止剤は十分な時
間その効果を維持することができない。揮発性腐
食防止剤により保護される期間は、例えば、含浸
紙などの媒体から全ての揮発性有機剤が蒸発した
後すぐに終了する。この終了時を検出することは
容易ではない。このため腐食防止を維持するため
に適切な処置を取ることができない。このため、
汚染物質に敏感であつたり、長期間の保護が要求
される場合、従来の腐食防止手段は、しばしば用
いることができなかつた。
(発明の概要) 物品がポリマー袋のような、包み構造物により
囲まれている場合、この包み構造物内の環境から
の腐食は、囲み構造物を介してガス状の硫黄又は
塩素を含む物質が浸透してくることにより生じる
腐食より十分小さい。この腐食物質の浸透は、銅
又はアルミニウムなどのスカベンジヤーのポリマ
ー内での存在により十分防止することができる。
例えば、袋は、銅又はアルミニウムの微小片をポ
リマー内に導入し、例えば低密度のポリエチレン
などのポリマーを袋状に形成することによつて製
造される。揮発性材料は使われず、そのため汚染
の因難性もない。さらに比較的厳しい環境の下に
おいても、この腐食防止は長時間維持される。例
えば、2ppb(parts per billion)のH2Sの環境に
おける銀は、十分1年以上保護されうる。
(実施例) 上述したように硫黄又は塩素を含む物質による
銀又は銅などの金属の腐食は、これらの金属を含
む物品を特別の囲み構造物によりとり囲むことに
より十分な期間防止される。特に、この構造を形
成するポリマー材料は、銅又はアルミニウムのい
ずれかの十分な表面積を含んでいなければならな
い。
このポリマーの組成は、決定的なものではな
い。例えば低密度のポリエチレンなどのように袋
状に形成しやすいポリマーが都合が良い。同様
に、構造的に支持できる平板に形成できる熱硬化
性の材料も使用できる。例えば、ポリエステルの
熱硬化性材は箱状に形成され保護すべき金属を収
納するために利用される。さらに上述したよう
に、硫黄又は塩素を含む物質による腐食は、主に
囲み構造物を介して環境が浸透することが原因と
なつており、その囲み構造物が密封されている場
合その中に閉じ込められたガスによるものではな
い。しかし、浸透以外のプロセスを介してlppt
(part pertrillion)以下のレベルに、環境中の腐
食性ガスの浸入を制限する囲み構造物を用いるこ
とが望ましい。
ポリマーに混入する特定の金属は、保護される
べき金属に基づいて決められる。例えば、硫黄に
よる腐食から銀又は銅を保護するために、ポリマ
ーに銅又はアルミニウムを混入させるのが有効で
ある。銅は、浸透する環境から硫黄物質をより効
果的に取り除くため、より有効である。塩素物質
からアルミニウムや黄銅(しんちゆう)のような
金属を保護するため、ポリマーの構造物中の銅の
存在は、アルミニウムの場合より、さらに効果的
である。
アルミニウム又は銅などの保護金属の表面積を
大きくすればするほど、腐食防止は効果的とな
る。一般に、保護金属の微粒子はポリマー内に散
乱している。ポリマー内に散乱する金属薄片(金
属球とは相対して)により単位重量あたりの表面
積を大きくし、その結果腐食防止をより効果的な
ものとしている。しかし金属が球面幾何学的なも
のでも保護が可能であり、阻げられない。決定的
ではないけれども、典型的には、金属微小片の表
面積が7.0×10-6cm2以上、好ましくは4.5×10-6cm2
以上のポリマーを形成することが望ましい。また
囲み構造物の内部の表面積と金属の表面積との比
を1cm2/cm2、好ましくは1.5以上にすることが望
ましい。囲み構造物の内部又は外部の表面を平面
とすることは、適切な保護を与えない。ここで平
面に穴とかすき間があれば腐食性のガスの大幅な
浸透を許すことになることを十分考えなければな
らない。しかし、埋込み微小片に加えて平面的な
層を用いることも阻げられない。
大部分のポリマーに銅及びアルミニウムを入れ
ることは、ポリマー特性の物理的低下の原因とな
る。一般的に、散乱された金属の重量パーセント
が実質的に35%以上に達するまでは、上記のポリ
マー特性の低下は、好ましくないポリマーの強さ
の低下とはならない。保護期間は、ポリマー内の
金属の重量パーセントが増加すれば長くなるた
め、本質的ではないが、許容できるポリマー特性
の低下の限度まで可能な限り、ポリマー内の金属
を多くすることが望ましい。例えば、低密度のポ
リエチレン袋において、35%までの重量パーセン
トは実質的に袋の物理的完全性を低下させること
はない。(袋の物理的完全性は依然良好であるが、
金属をふくまない場合の強度に比べると低下して
いる。) ポリマー内への保護金属の導入は、いくつかの
従来からのポリマーの化学的プロセス技術の1つ
によりなされる。例えば、微小片状の金属は、
“Polyethylene ”、R.A.V.Raff及びJ.B.Allison、
Interscience Pub.,Ltd.,New Youk,p.399,
(1956)の中で述べられているような内部ミキサ
によつてポリマー内に導入される。そのポリマー
は、上述したRaff及びAllisonのP・401に述べら
れているキヤビアカツト(“Caviar Cut”)方法
によりペレツト状に形成され、さらにDuPont
Maga〓zine,1949に述べられているように押出し
吹込み成形のような工程により望ましい囲み構造
物に形成される。
本発明は、保護の終了が色の変化により示され
るという他の効果を有する。例えば、ポリマー内
の銅の微小片は浸透する環境からの硫黄物質を取
り除くため、化学反応が引き起こされ、これが黒
色材料を生じさせる。こうして保護の実質的な低
下は、袋の外側に黒色が現れることにより示さ
れ、効果の全喪失は、袋の外側と内側の両方に濃
い黒色が現れることにより示される。同様に、環
境とアルミニウムの化学反応により、黄色変化を
生ずる。
以下本発明の実施例を示す。
実施例 1 低密度のポリエチレンのペレツトが用意され、
それらは直径7μmの銅の粉末の種々の添加
(loading)レベルを有している。これら添加レベ
ルは、銅の重量パーセントで、25%、35%及び45
%である。このペレツトを用い、ブレイベンダ
(Braybender)の押出し装置を利用して、ポリマ
ー袋を形成する。この袋は、2ミル±15パーセン
トの厚さに押出され、約51/2インチの幅にされ、
切断され、そして7インチごとに熱シールされ
る。集積回路チツプ・キヤリアの銀のリードフレ
ームは、夫々の袋の中に置かれる。この袋は、適
切なシールとするために3回夫々の端を熱シール
される。
夫々のレベルの銅添加材料から作られた種々の
袋は、チヤンバの中に配置される。このチヤンバ
は排気され、純粋な硫化水素の気体で充てんされ
る。間隔をおいて、夫々の添加レベルの1袋が14
日間の試験期間の間に取り除かれる。リードフレ
ーム上の硫化物の成長レベルはG.W.Kammlott,
Applied Spectros copy,35,324(1981)に述べ
られたエネルギー分散X線解析を利用することに
より測定される。
第1図は、14日後に種々のパーセントのものが
示す硫化物の厚さの測定値を示している。第2図
は、銅を35重量パーセント混入したサンプルの14
日経過後の結果を示している。ただしこの硫化水
素のレベルは非常に濃縮されたものである。低い
濃度の場合は、長期間目に見えるレベルの腐食が
起こらないからである。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は、本発明により達成できる
結果を示した線図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 腐食防止手段を有する囲い手段の中に金属の
    領域を含む物品を配置して、該物品を硫黄化及
    び/又は塩素化腐食から保護する腐食防止方法に
    おいて、 前記囲い手段はポリマーから成り 従来腐食防
    止手段は微小片から成り、該微小片はアルミニウ
    ム及び銅から成るグループから選択された硫黄化
    及び/又は塩素化腐食防止金属であり、 前記微小片は前記ポリマー内に埋め込まれ、前
    記腐食防止金属の表面積は前記物品の硫黄化及
    び/又は塩素化腐食を防止するために十分な面積
    であることを特徴とする腐食防止方法。 2 上記物品は、電子部品から成ることを特徴と
    する請求項1に記載の腐食防止方法。 3 上記金属は銀から成ることを特徴とする請求
    項1に記載の腐食防止方法。 4 上記囲い手段は袋状のものから成ることを特
    徴とする請求項3に記載の腐食防止方法。 5 上記囲い手段は袋状のものから成ることを特
    徴とする請求項1に記載の腐食防止方法。
JP63250051A 1987-10-08 1988-10-05 腐食防止方法 Granted JPH01129983A (ja)

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