JPH10158869A - 鉄−ニッケル系合金又は鉄−ニッケル−コバルト系合金の化学研磨液および化学研磨方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 有害なＮＯｘガスなどの発生がなく、しかも
弗素及び有害物質などを含まない作業環境性、排水処理
性の優れた鉄−ニッケル系合金又は鉄−ニッケル−コバ
ルト系合金の化学研磨液を提供する。また鉄−ニッケル
系合金又は鉄−ニッケル−コバルト系合金表面に良好で
均一な光沢性、平滑性を付与する化学研磨液及び化学研
磨方法を提供する。 【解決手段】 過酸化水素８５〜２００ｇ／ｌ、硫酸１
００〜８３０ｇ／ｌを成分とする酸性溶液と光沢強化剤
を０．０１〜５０ｇ／ｌを含有する鉄−ニッケル系合金
又は鉄−ニッケル−コバルト系合金の化学研磨液。光沢
強化剤は界面活性剤、アルコール又はエーテル、有機酸
又はこの化合物からなる群から選ばれた１種又は２種以
上である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は４２アロイに代表さ
れる鉄−ニッケル系合金、コバルトに代表される鉄−ニ
ッケル−コバルト系合金を平滑性のある光沢面に付与し
うる過酸化水素と硫酸を主成分とし、光沢強化剤を含有
することを特徴とする化学研磨液及び化学研磨方法に関
する。鉄−ニッケル系合金又は鉄−ニッケル−コバルト
系合金は電子部品のリードフレーム材料や半導体素子材
料に広く利用されてきている。これらの合金は電子部品
として素材より加工し製造する場合、圧延、切断、パン
チング等の機械加工時にバリや表面荒れ等が発生し、
又、ガラス封着時の熱処理において酸化スケールが生成
する為、後工程のメッキ、ボンディング、樹脂封止等で
密着性不良や機能性低下が生ずる。この為、これらの後
工程の前処理としてバフ研磨やバレル研磨などの機械研
磨あるいは電気的溶解を利用する電解研磨が行なわれて
いるが形状の複雑な品物や小さな品物あるいは変形しや
すい品物に対しては、適用が困難であり、生産性も著し
く低下する。従って、前処理としては化学研磨が主に利
用され酸化スケールを除去し、かつバリを除去し光沢あ
る平滑面に仕上げている。

【０００２】

【従来の技術】従来、鉄−ニッケル系合金又は鉄−ニッ
ケル−コバルト系合金の化学研磨液としては、塩酸、硝
酸、酒石酸の混合液（特開昭５３−４７３３５）、酢
酸、硝酸、燐酸の混合液（特開昭６０−１９０５８１）
が提案されている。しかしながらこれらの硝酸を含有す
る混合液では有害なＮＯｘガスが発生するため、作業環
境性に問題があり、これらの合金を良好光沢に研磨でき
ないものであった。一方、過酸化水素を用いた処理液と
して、過酸化水素、有機酸又は無機酸にセレン化合物含
有を特徴とする化学的溶解液（特公昭５３−３２７６
８）、又、過酸化水素、弗酸及び／又は重弗酸イオンを
含有する化学的溶解処理方法（特公昭５９−２７４８）
が提案されている。しかしながら、これらの処理液では
毒性の強いセレン化合物や排水規制の厳しい弗素を含有
しているもので作業安全上、排水処理上好ましいもので
はなかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこれらの従来
の化学研磨液及び化学研磨方法の欠点である作業環境、
排水処理性の改善を目的とするものでＮＯｘガス等の有
害ガスの発生がなく、排水処理に悪影響を与える弗素、
有害物を含まない鉄−ニッケル系合金又は鉄−ニッケル
−コバルト系合金の化学研磨液及び化学研磨方法を提供
するものである。更に、鉄−ニッケル系合金又は鉄−ニ
ッケル−コバルト系合金の表面に均一な光沢面を付与
し、かつ平滑面に仕上げる化学研磨液及び化学研磨方法
を提供するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは鉄−ニッケ
ル系合金又は鉄−ニッケル−コバルト系合金の化学研磨
において、作業環境や排水に悪影響を及ぼす硝酸、弗
酸、弗化物、セレン化合物などを含まない環境にやさし
い化学研磨剤および化学研磨方法を鋭意研究の結果、過
酸化水素に従来では考えられない高い濃度の硫酸を含有
することにより、従来と殆ど変わらない処理時間で化学
研磨できることを見い出し、更に光沢強化剤を添加する
ことにより、従来と殆ど同等な光沢性、平滑性が得られ
ることを見い出した。

【０００５】すなわち本発明に係わる化学研磨液は過酸
化水素８５〜２００ｇ／ｌ、硫酸１００〜８３０ｇ／ｌ
を基本成分とする混合液よりなる鉄−ニッケル系合金又
は鉄−ニッケル−コバルト系合金の化学研磨液である。
好ましくは、光沢強化剤として下記の（Ａ）、（Ｂ）、
（Ｃ）の１種以上を０．０１〜５０ｇ／ｌ含有する。さ
らに化学研磨方法として、処理温度２０〜６０℃、及び
処理時間１０秒〜１０分で化学研磨することを特徴とす
る。 （Ａ）カチオン系、ノニオン系、両性から選ばれた界面
活性剤の１種以上。 （Ｂ）アルコール類又はエーテル類の１種以上。 （Ｃ）有機酸又は化合物の１種以上。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の適用対象は鉄−ニッケル
系合金又は鉄−ニッケル−コバルト系合金の化学研磨で
ある。ここに鉄−ニッケル系合金又は鉄−ニッケル−コ
バルト系合金は通常含有される不純物量以上のクロムを
含まない材料に限定される。他の金属は含有されても良
いが、好ましくは通常の不純物レベル以下である。

【０００７】本発明の鉄−ニッケル系合金又は鉄−ニッ
ケル−コバルト系合金の化学研磨液の構成成分、有効成
分量及び化学研磨方法を説明する。過酸化水素は８５〜
２００ｇ／ｌが好ましく、更に好ましくは１００〜１５
０ｇ／ｌである。硫酸は１００〜８３０ｇ／ｌが好まし
く、更に好ましくは３００〜７００ｇ／ｌである。過酸
化水素８５ｇ／ｌ未満では完全に光沢研磨領域から外れ
ることになり、無光沢の仕上がりになる。又２００ｇ／
ｌを超えると過酸化水素の自然分解が多く、不安定な研
磨液となる。硫酸１００ｇ／ｌ未満では溶解量が増大
し、光沢性が低下する。又８３０ｇ／ｌを超えると過酸
化水素の安定性が低下する。なお、このように硫酸を高
濃度で使用することは従来まったく着想されなかったこ
とは上に述べた通りである。

【０００８】光沢強化剤は必須ではないが、対象とする
被研磨材料と光沢強化剤の組み合わせによっては効果が
期待できる。例えば、以下の実施例で述べるように、鉄
−ニッケル系合金では限られた数の光沢強化剤が有効で
あるが、鉄−ニッケル−コバルト系合金の場合にはより
多くの光沢強化剤が有効に作用することが分かった。光
沢強化剤の含有量は０．０１〜５０ｇ／ｌが好ましく、
更に好ましくは０．１〜３０ｇ／ｌである。光沢強化剤
０．０１ｇ／ｌ未満では光沢化に効果が劣り、５０ｇ／
ｌを超えるとピンホールが発生し、平滑性が低下する。
化学研磨の処理温度は２０〜６０℃が好ましく、更に好
ましくは３０〜５０℃である。２０℃未満では研磨速度
が遅く良好な光沢が得にくく、６０℃を超えると過酸化
水素の安定性が低下する。処理時間は１０秒〜１０分が
好ましく、更に好ましくは３０秒〜５分である。１０秒
未満では研磨速度が遅く、良好な光沢が得にくく、１０
分を超えると表面が荒れ、光沢性が低下する。

【０００９】［界面活性剤（Ａ）］本発明では界面活性
剤（Ａ）としては次のものが使用できる。カチオン系界
面活性剤としては、オクタデシルトリメチルアンモニウ
ムクロライド、ドデシルトリメチルアンモニウムクロラ
イド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロライ
ド、パーフルオロアルキルトリメチルアンモニウムクロ
ライドなどのアルキルトリメチルアンモニウムクロライ
ド及びジアルキルジメチルアンモニウムクロライドなど
の４級アンモニウムクロライドなどが挙げられる。

【００１０】ノニオン系界面活性剤としては、ポリオキ
シエチレンラウリルアミン、ポリオキシエチレンステア
リルアミンなどのポリオキシエチレンアルキルアミン
類、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシ
エチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンステアリ
ルエーテルなどのポリオキシエチレンアルキルエーテル
類、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などのポリオ
キシエチレンアルキルフェニルエーテル類、ポリオキシ
エチレンモノラウレート、ポリオキシエチレンモノステ
アレート、ポリオキシエチレンモノオレエートなどのポ
リオキシエチレン脂肪酸エステル類、ソルビタンモノラ
ウレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモ
ノステアレートなどのソルビタンエステル類、ポリオキ
シエチレンオキシプロピレンブロックポリマーなどが挙
げられる。

【００１１】両性界面活性剤としては、ジメチルアルキ
ルベタイン型、アルキルグリシン型、アミドベタイン
型、イミダゾリン型が挙げられる。

【００１２】［アルコール又はエーテル類（Ｂ）］本発
明で使用できるアルコール類（Ｂ）としては、メタノー
ル、エタノール、プロパノール、２−プロパノール、１
−ブタノールなどの脂肪族一価アルコール、エチレング
リコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール
などの脂肪族二価アルコール、グリセリンなどの脂肪族
三価アルコール、フェノール、キシレノール、クレゾー
ルなどの芳香族一価アルコール、カテコール、レゾルシ
ン、ヒドロキノンなどの芳香族三価アルコール、ピロガ
ロールなどの芳香族酸化アルコール、ポリエチレングリ
コール、ポリプロピレングリコール、ポリビニルアルコ
ールが挙げられる。エーテル類としてはエチレングリコ
ールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチ
ルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテ
ル、エチレングリコールモノブチルエーテルなどのエチ
レングリコールモノアルキルエーテル類、プロピレング
リコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモ
ノエチルエーテルなどのプロピレングリコールモノアル
キルエーテル類、ジエチレングリコールモノメチルエー
テル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエ
チレングリコールモノブチルエーテルなどのジエチレン
グリコールモノアルキルエーテル類、ジプロピレングリ
コールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモ
ノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチル
エーテルなどのジプロピレングリコールモノアルキルエ
ーテル類、トリエチレングリコールモノメチルエーテ
ル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテルなど
が挙げられる。

【００１３】［有機酸又はその化合物（Ｃ）］本発明で
使用できる有機酸又はその化合物（Ｃ）としては、蟻
酸、酢酸、プロピオン酸、ｎ−酪酸、イソ−酪酸、吉草
酸、イソ吉草酸、アクリル酸、３−ブテン酸、メタクリ
ル酸などの脂肪族モノカルボン酸類及びこの化合物、蓚
酸、マロン酸、コハク酸、ダルタル酸、アジピン酸、ピ
メリン酸、スベリン酸、マレイン酸、フマル酸などの脂
肪族ジカルボン酸類及びこの化合物、グリコール酸、乳
酸、２−ヒドロキシ酪酸、グリセリン酸、リンゴ酸、酒
石酸、クエン酸などの脂肪族オキシカルボン酸類及びそ
の化合物、安息香酸、フタル酸、イソフタル酸などの芳
香族カルボン酸及びこの化合物、ヒドロキシ安息香酸、
サリチル酸、没食子酸などの芳香族ヒドロキシカルボン
酸類及びこの化合物、メタンスルホン酸、エタンスルホ
ン酸などの脂肪族スルホン酸類及びこの化合物、ベンゼ
ンスルホン酸、トルエンスルホン酸、フェノールスルホ
ン酸などの芳香族スルホン酸類及びこの化合物が挙げら
れる。

【００１４】［発明の作用］本発明の鉄−ニッケル系合
金又は鉄−ニッケル−コバルト系合金の化学研磨液は基
本成分である硫酸を高濃度で使用することが特徴で、こ
れによる特異的効果により、これらの合金表面を平滑あ
る光沢面に仕上げるものである。更に詳細には、本発明
の化学研磨液は硫酸の高濃度での特有の粘性を利用し、
平滑化、光沢化させるもので、この粘性から生ずる拡散
型の抑制により、これらの合金の成分金属の選択的溶解
が抑制され、均一な溶解を促がすことにより、光沢化、
平滑化されると推定される。光沢強化剤はこれらの合金
表面への吸着抑制作用又は化学研磨液への増粘化作用に
より、更に合金成分の溶解速度を調整するとともに、合
金表面のミクロ的な凹部の溶解を抑制しつつ、ミクロ的
な凸部を優先的に溶解させることにより、光沢性、平滑
性を更に向上させると推定される。

【００１５】本発明の鉄−ニッケル系合金又は鉄−ニッ
ケル−コバルト系合金の化学研磨液の基本成分は過酸化
水素と硫酸から構成され、化学研磨作業時にＮＯｘガ
ス、塩化水素ガス、弗化水素ガス等の有害ガスが発生し
ないもので、又、排水規制をうける弗素、有害物が含有
されない、作業環境及び排水処理性を改善しうる化学研
磨液及び化学研磨方法である。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の効果を実施例・比較例につい
て説明するが、これに限定されるものではない。実施例１〜１０、比較例１〜４ 鉄−ニッケル−コバルト合金であるコバール製の電子部
品、鉄−ニッケル合金である４２アロイ板を試験片に用
い、あらかじめアルカリ脱脂、水洗した後、表−１に示
す本発明の硫酸と過酸化水素から成る各種組成の化学研
磨液に表−１に示す処理温度、処理時間の条件で浸漬
し、水洗、乾燥させ、表面光沢を目視判定する。

【００１７】

【表１】

【００１８】実施例１１〜１９、比較例５〜９ コバールの電子部品、４２アロイ板を試験片に用い、あ
らかじめアルカリ脱脂、水洗した後、表−２に示す本発
明の光沢強化剤添加有無の各種組成液に４５℃で３０秒
浸漬し、水洗、乾燥させ、表面光沢を目視判定する。評
価結果を表−３に示す。

【００１９】

【表２】

【００２０】

【表３】

【００２１】

【発明の効果】本発明に係る鉄−ニッケル系合金又は鉄
−ニッケル−コバルト系合金の化学研磨液及び化学研磨
方法は、比較例に比べ、格段に優れた化学研磨効果を示
し、これらの合金に対して良好な光沢性、平滑性を付与
する。また有害なＮＯｘガス等の発生がなく、排水規制
をうける弗素や有害物等を含まない化学研磨液及び化学
研磨方法を提供することができ、工業上非常に有益であ
る。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 過酸化水素８５〜２００ｇ／ｌ、硫酸１
   ００〜８３０ｇ／ｌを成分として含有する、鉄−ニッケ
   ル系合金又は鉄−ニッケル−コバルト系合金の化学研磨
   液。
2. 【請求項２】 光沢強化剤として下記の（Ａ）、
   （Ｂ）、（Ｃ）の１種以上を０．０１〜５０ｇ／ｌ含有
   する請求項１に記載する鉄−ニッケル系合金又は鉄−ニ
   ッケル−コバルト系合金の化学研磨液。 （Ａ）カチオン系、ノニオン系、両性から選ばれた界面
   活性剤の１種以上。 （Ｂ）アルコール類又はエーテル類の１種以上。 （Ｃ）有機酸又はその化合物の１種以上。
3. 【請求項３】 請求項１又は２の鉄−ニッケル系合金又
   は鉄−ニッケル−コバルト系合金の化学研磨液を使用し
   て、鉄−ニッケル系合金又は鉄−ニッケル−コバルト系
   合金を、処理温度２０〜６０℃及び処理時間１０秒〜１
   ０分間処理することを特徴とする化学研磨方法。