JPH07173676A - 錫又は錫−鉛合金めっき材の表面処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 錫あるいは錫−鉛合金めっき材のはんだ付
け性の経時劣化を抑制し、耐食性にも優れる該めっき材
の表面処理方法の提供。 【構成】 インヒビターとして特定のベンゾトリアゾ
ール系化合物、特定のメルカプトベンゾチアゾール系化
合物、特定のトリアジン系化合物からなる群から選ばれ
た１種もしくは２種以上含有する表面処理水溶液中で錫
又は錫−鉛合金めっき材を陽極として電解する表面処理
法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、錫又は錫−鉛合金めっ
き材の表面処理法に関する。

【０００２】

【従来の技術】銅合金などの表面に、金、銀、ロジウ
ム、ニッケル、錫、および錫／鉛合金めっきなどの表面
処理を施しためっき材は、電子機器用部品であるコネク
ターなどの材料として用いられている。特に錫および錫
−鉛合金めっきは低価格であり、また、軟らかい金属で
あるが、酸化皮膜は硬く剥がれ易いため挿抜により新し
い金属表面が得られ、接点がガスタイトとなるため、耐
環境性が高く民生機器を中心に使用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、錫あるいは錫
−鉛合金めっきした材料のはんだ付け性は、経時劣化を
起こすことが知られているが、従来はこの経時劣化を抑
える方法がなかった。また、耐食性が低く、腐食性雰囲
気下では白錆等が発生し、外観及びその他の特性に悪影
響があった。

【０００４】本発明はこのような問題点を解決する表面
処理方法を提供することを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明者等が研究を行った結果、以下に示す表面処
理方法を発明するに至った。すなわち、本発明は、(1)
金属材料に錫又は錫−鉛合金を電気めっきした材料を処
理する表面処理方法において、インヒビターとして下記
一般式(1) で示されるベンゾトリアゾール系化合物、下
記一般式(2) で示されるメルカプトベンゾチアゾール系
化合物、及び下記一般式(3) で示されるトリアジン系化
合物からなる群から選ばれた１種もしくは２種以上を含
有する表面処理水溶液中で前記材料を陽極として電解す
ることを特徴とする表面処理方法。

【０００６】

【化４】

【０００７】（式中、Ｒ₁は水素、アルキル、置換アル
キルを表わし、Ｒ₂はアルカリ金属、水素、アルキル、
置換アルキルを表わす）

【０００８】

【化５】

【０００９】（式中、Ｒ₃はアルカリ金属又は水素を表
わす）

【００１０】

【化６】

【００１１】（式中、Ｒ₄は−ＳＨ、アルキル基かアリ
ール基で置換されたアミノ基、又はアルキル置換イミダ
ゾリルアルキル、Ｒ₅、Ｒ₆は−ＮＨ₂、−ＳＨ又は−Ｓ
Ｍ（Ｍはアルカリ金属を表わす）を表わす）、(2) 陽極
が金属材料に錫または錫−鉛合金をめっきした材料を加
工したものであることを特徴とする前記(1) に記載の表
面処理方法である。

【００１２】本発明の表面処理方法に使用する表面処理
水溶液の必須成分であるインヒビターは以下に示される
化合物、すなわち、ベンゾトリアゾール系化合物、メル
カプトベンゾチアゾール系化合物、トリアジン系化合物
のなかから１種もしくは２種以上選択され、処理水溶液
に添加され、はんだ付け性劣化防止及び耐食性向上に寄
与する。

【００１３】本発明に使用されるベンゾトリアゾール系
化合物は一般式(1)

【００１４】

【化７】

【００１５】（式中、Ｒ₁は水素、アルキル、置換アル
キルを表わし、Ｒ₂はアルカリ金属、水素、アルキル、
置換アルキルを表わす）で表わされる。この一般式(1)
で表わされる化合物のうち好ましいものを挙げると、例
えば、ベンゾトリアゾール（Ｒ₁、Ｒ₂ともに水素）、１
−メチルベンゾトリアゾール（Ｒ₁が水素、Ｒ₂がメチ
ル）、トリルトリアゾール（Ｒ₁がメチル、Ｒ₂が水
素）、１−（Ｎ，Ｎ−ジオクチルアミノメチル）ベンゾ
トリアゾール（Ｒ₁が水素、Ｒ₂がＮ，Ｎ−ジオクチルア
ミノメチル）などである。

【００１６】本発明に使用されるメルカプトベンゾチア
ゾール系化合物は一般式(2)

【００１７】

【化８】

【００１８】（式中Ｒ₃はアルカリ金属又は水素を表わ
す）で表わされる。この一般式(2) で表わされる化合物
のうち好ましいものを挙げると、例えば、メルカプトベ
ンゾチアゾール、メルカプトベンゾチアゾールのナトリ
ウム塩、メルカプトベンゾチアゾールのカリウム塩など
がある。溶媒が水の場合にはＲがアルカリ金属であるこ
とが好ましい。

【００１９】トリアジン系化合物は一般式(3)

【００２０】

【化９】

【００２１】（式中Ｒ₄は−ＳＨ、アルキル基かアリー
ル基で置換されたアミノ基、又はアルキル置換イミダゾ
リルアルキル、Ｒ₅、Ｒ₆は−ＮＨ₂、−ＳＨ又は−ＳＭ
（Ｍはアルカリ金属を表わす）を表わす）で表わされ
る。この一般式(3) で表わされる化合物のうち好ましい
ものを挙げると、例えば以下のものがある。

【００２２】

【化１０】

【００２３】

【化１１】

【００２４】あるいはこれらのＮａ又はＫなどのアルカ
リ金属塩、

【００２５】

【化１２】

【００２６】である。一般式(３）においてＲ₅、Ｒ₆が
−ＳＭである場合にはトリアジン系化合物の水への溶解
が容易となる。

【００２７】インヒビター添加量は、０．００１〜１ｗ
ｔ％の範囲であり、０．００１ｗｔ％未満ではんだ付け
性劣化防止効果が得られず、１ｗｔ％を超えると接触抵
抗への悪影響が認められる。

【００２８】さらに本発明の表面処理液は、はんだ付け
性劣化防止効果を向上させるために、非イオン系界面活
性剤を含有できる。非イオン系界面活性剤は、上記のイ
ンヒビターの作用力を高める効果があり、非イオン系界
面活性剤として好ましいものを具体的に例示すれば、た
とえば、ポリオキシエチレンナフチルエーテル、ポリオ
キシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチ
レンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオ
レイルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテ
ル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロック
ポリマー、ポリオキシエチレンオレイン酸エステル等を
挙げることができる。これらの界面活性剤濃度は０．０
１〜２ｗｔ％が好ましい。

【００２９】表面処理は、めっき品を処理液中に浸漬さ
せ、材料を陽極として極間に直流またはパルス電流を流
して行う。めっき品を陽極にすることにより、溶液中の
インヒビターはめっき品の表面に吸着し、はんだ付け性
の劣化を防止する。電解時の極間電圧は１〜５Ｖの範囲
であり、極間電圧１Ｖ未満でははんだ付け性劣化防止効
果が得られず、５Ｖを越えるとめっき皮膜の溶解が多く
なり表面処理の効果が得られない。電流密度は０．１Ａ
／ｍ²以上であり、０．１Ａ／ｍ²未満でははんだ付け性
劣化防止効果が得られない。表面処理時間は１〜１０秒
が好ましい。

【００３０】しかし、本発明において、めっき品の形状
が板・条、プレス部品であるを問わず、めっき直後すな
わち連続ラインであれば、そのラインの中で処理するこ
とが、表面処理の各種機能を高める効果が高いことを見
いだした。

【００３１】さらに、めっき品をプレスなどの加工後に
本発明の表面処理方法で表面処理することも有効であ
る。めっき後表面処理した金属材料であっても、その後
のプレス加工で付着したプレス油を洗浄する工程におい
て、表面処理の機能の多くは喪失する。そこで再度の表
面処理が有効となる。

【００３２】なお、本発明における、めっき母材となる
金属材料は、銅及び、黄銅、りん青銅、チタン銅等の各
種銅合金、鉄、ステンレス鋼、高ニッケル合金等の各種
鉄系合金であり、適宜選択でき、何等制限されない。下
地めっきについては、銅、ニッケル等を適宜でき、何等
制限されない。錫または錫−鉛合金めっきは、酸性浴、
アルカリ性浴からの無光沢めっき、光沢めっき、リフロ
ーめっきを包含するものである。

【００３３】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳細に
説明する。

【００３４】黄銅（Ｃ２６００）の厚み０．２５ｍｍの
板をリール・ツウ・リールの連続電気めっきラインに通
して電気めっきを施した。めっきラインにおいては、脱
脂、酸洗浄後、１．５μm の厚みで錫又ははんだ（９０
％Ｓｎ−１０％Ｐｂ又は６０％Ｓｎ−４０％Ｐｂ）めっ
きを施し、各種表面処理液中で極間電圧２Ｖ、電流密度
０．６Ａ／ｍ²で３秒間表面処理を施した。こうして表
面処理したものを供試材とした。これらの供試材のはん
だ付け性は、１５５℃、１６時間のエージング（ＪＩＳ
Ｃ ００５０）を行った後に平衡法（ＪＩＳ Ｃ ０
０５３）で評価した。また供試材の耐食性は、塩水噴霧
試験（ＪＩＳ Ｚ ２７３１，４８時間）後の試料外観
で評価した。結果を表１に示す。

【００３５】

【表１】

【００３６】注１）ただし、表中表面処理液の略号は以
下のとおりである。

【００３７】Ａ−１ ベンゾトリアゾール Ａ−２ メルカプトベンゾチアゾールのナトリウム塩 Ａ−３ ２，４−ジアミノ−６−［２´−ウンデシルイ
ミダゾリル（１´）］−エチル−１，３，５−トリアジ
ン Ａ−４ １，３，５−トリアジンチオールのＮａ塩 Ｂ−１ ポリオキシエチレンナフチルエーテル 注２）試験の判定基準 エージング後のはんだ付け性 ◎：はんだ濡れ時間が１．５秒未満 ○：はんだ濡れ時間が１．５秒以上２秒未満 ×：はんだ濡れ時間が２秒以上 塩水噴霧試験後の外観 ◎：白錆と曇りがない ○：白錆はないが、曇りがある ×：白錆あり

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明により表面
処理された錫または錫−鉛合金めっき材は、はんだ付け
性の劣化が少なく、優れた耐食性を有する。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属材料に錫又は錫−鉛合金をめっきし
   た材料の表面処理方法において、インヒビターとして下
   記一般式(1) で示されるベンゾトリアゾール系化合物、
   下記一般式(2) で示されるメルカプトベンゾチアゾール
   系化合物、及び下記一般式(3) で示されるトリアジン系
   化合物からなる群から選ばれた１種もしくは２種以上を
   含有する表面処理液中で前記材料を陽極として電解する
   ことを特徴とする表面処理方法。 【化１】 （式中、Ｒ₁は水素、アルキル、置換アルキルを表わ
   し、Ｒ₂はアルカリ金属、水素、アルキル、置換アルキ
   ルを表わす） 【化２】 （式中、Ｒ₃はアルカリ金属又は水素を表わす） 【化３】 （式中、Ｒ₄は−ＳＨ、アルキル基かアリール基で置換
   されたアミノ基、又はアルキル置換イミダゾリルアルキ
   ル、Ｒ₅、Ｒ₆は−ＮＨ₂、−ＳＨ又は−ＳＭ（Ｍはアル
   カリ金属を表わす）を表わす）
2. 【請求項２】 インヒビターの濃度が０．００１〜１ｗ
   ｔ％であることを特徴とする請求項１記載の表面処理方
   法。
3. 【請求項３】 電解を極間電圧１〜５Ｖ、電流密度０．
   １Ａ／ｍ²以上で実施する請求項１又は２に記載の表面
   処理方法。
4. 【請求項４】 陽極が金属材料に錫または錫−鉛合金を
   めっきした材料を加工したものであることを特徴とす
   る、請求項１〜３のいずれかに記載の表面処理方法。