JPS5919193B2

JPS5919193B2 - 衝撃メツキ皮膜の改質方法

Info

Publication number: JPS5919193B2
Application number: JP11376579A
Authority: JP
Inventors: 壱友寄; 弥博平出; 裕見塩
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1979-09-05
Filing date: 1979-09-05
Publication date: 1984-05-02
Also published as: JPS5638470A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は衝撃メッキ皮膜の改質方法に関し、その目的と
するところは、衝撃メッキにより金属素地上にメッキし
た錫または錫−鉛合金（ハンダ）層を熱処理して改質し
、ハンダ付け性と耐蝕性とを改善するにある。

近年、自動車の構造部品のように、特に水素脆性を嫌う
物品に対するメッキとして、スリーエム社によつて開発
された衝撃メッキ（ＭｃｃｈａｎｉｃａｌＰｌａｔｉｎ
ｇ）が広く使用されるようになつた。

衝撃メッキとは被メッキ体と、メッキする金属の微粒子
または粉末と、衝撃メディアであるガラスビーズとをボ
ールミルまたは回転バレル中に入れ、回転させてメッキ
する方法で、ボールミルまたは回転バレルの回転により
、被メッキ体表面に緩るく付着したメッキ用金属微粒子
にガラスビーズが衝突し、その衝撃により金属微粒子が
フレーク状になつて素地に密着したわ、金属微粒子どう
しが密着したわしてメッキ層が形成されるものと考えら
れる。そして、衝撃メッキはバツチ毎にメツキ用金属の
種類を変えることができるので、１台のメツキ装置（ボ
ールミルまたは回転バレル）によつて何種類ものメツキ
をすることが可能であう、それは通常の電気メツキでは
不可能なことである。また、衝撃メツキは電気メツキに
比較して排水処理の負担が軽いこともあシ、今後更に広
範囲に利用される傾向にある。しかし、衝撃メツキはそ
のメツキ方法から推測されるように、メツキ可能な金属
は硬度の低い軟かい金属に限られる。

一方、電子機器産業では、錫、亜鉛、錫一鉛合金（ハン
ダ）、銅、ニツケール、銀等のメツキが大量に用いられ
ているが、それらの内で、電子部品への衝撃メツキに適
用できるものとしては、錫、錫一鉛合金、銅、亜鉛が考
えられるが、銅メツキは下地メツキとして利用が多く、
また、亜鉛メツキは耐蝕性についてクロメート処理が利
用できるので、電子部品への適用に際して大きな問題は
ないものと考えられる。しかし、錫メツキ、錫一鉛合金
メツキの場合は、耐蝕性の他に良好なハンダ付け性が要
求される。近年、電子機器の発展に伴ない、電子機器の
組立てにおいてはプリント基板に各種の電子部品を仮取
付けし、最後にソルダバスで一度にハンダ付けする方式
が採用されており１個々の電子部品に要求されるハンダ
付け性は増々厳しくなつてさている。ところが、衝撃メ
ツキによる錫メツキはハンダ付け性が非常に悪く、電気
メツキによる錫メツキと比較すると・・ンダの濡れ性が
極端に悪い欠点がある。そこで、軟銅から成る部品表面
に衝撃メツキにより錫メツキして、メツキ皮膜の断面を
顕微鏡により観察して見たところ錫粒子が互いに緻密に
結合しておらず、錫粒子間に多くの空隙が存在している
ことが分つた。そのため、熱伝導が悪いことと、メツキ
の工程で錫粒子の表面が酸化されていることが原因で、
ハンダ付け性が劣化していると考えられる。また、衝撃
錫メツキは表面粗度が悪く、錫粒子間に上記のように空
隙が多いために、電気錫メツキに比較すると耐蝕性が若
干劣る等の欠点があつた。本発明は上述の点に鑑みなさ
れたもので、衝撃メツキによう錫または錫一鉛合金メツ
キした被処理体を加熱処理浴に浸漬して、メツキ層中の
錫または錫一鉛合金粒子を互いに融着させてメツキ層を
緻密にし、前記欠点を解消したものである。

上記目的の加熱処理方法としては、真空雰囲気中または
環元性雰囲気中で加熱する方法も考えられているが、そ
の場合は、加熱処理時間よジも、高温（２３０〜２５０
℃）に加熱した被処理体を、該温度から常温までメツキ
金属を酸化させずに冷却するための時間と場所とを要し
、量産設備を考えた場合には大きな問題となつた。本発
明は上記の点を考慮し、加熱処理に耐熱性を有する油脂
または油脂状物質を使用し、被処理体を加熱処理後、冷
却する際、メツキ層が空気中で酸化されることを、メツ
キ表面に付着した油脂膵（または油脂状膜）によ）防止
するようにしたものである。

また、加熱処理用の油脂または油脂状物質としては、加
熱処理中に錫または錫一鉛合金メツキが酸化されない非
酸化性で、且つ、高温（２３０〜２５０℃）において変
質せず、蒸発の少ないものを使用する必要がある。上記
目的の油脂としては、例えば、オレイン酸、リノール酸
等の不飽和脂肪酸とパルミチン酸、ステアリン酸等の飽
和脂肪酸が適当な比で混合している天然アン油等が適し
ていることが実験的に解つた。

次に、加熱処理について説明すると、衝撃メツキにより
錫または錫一鉛合金メツキを施した被処理体を、前記の
ような油脂または油脂状物質を、錫または錫一鉛合金の
融点以上に加熱して設けた加熱処理浴中に、３０秒〜４
分間程度浸漬した後、取出して放冷すればよく、加熱処
理中に被メツキ金属粒子は外気と遮断され隣接した粒子
が互いに融着して、次第に連続したメツキ層に変化し、
緻密なメツキ層に改質される。

次に本発明の実施例について説明する。

実施例１軟鋼から成る電子機器部品に、衝撃メツキによシ錫を約
８μの厚さにメツキした複数個の被処理体を天然アン油
を２３０〜２５０℃（アン油は２５０℃を越えて加熱す
ると分解を始める）に加熱して設けた加熱処理浴中に、
３０秒〜４分間浸漬した後、取出し放冷した。

そして、常温に戻つた加熱処理時間の異なる各被処理体
にハンダ付け試験を行なつたところ、未処理の被処理体
に比較して何れもハンダ付け性が著しく良好となｂ改善
されたことが分つた。なお、加熱処理の際、付着した薄
い油脂膜は放冷後、除去しなくともハンダ付けには差支
えない。実施例２軟鋼から成る電子機器部品に衝撃メツキにより錫一鉛合
金（ＳＵ４Ｏ（Ｆｔ）、Ｐｂ６Ｏ（Ｆｂ）メツキをした
複数個の被処理体を、実施例１と同じ加熱処理浴中に浸
漬し、同じ条件で加熱処理した後、放冷した各被処理体
のハンダ付け性を、加熱処理しない衝撃メツキ試料と比
較した処、著しく向上していることが解つた。

な｝、上記実施例１，２により加熱処理したメツキ層は
緻密にな炉酎蝕性も改善された。

しかし、鉄鋼素地上に、衝撃メツキによシ錫または錫一
鉛合金メツキした被処理体を、２３０〜２５０℃に加熱
した加熱処理浴中に浸漬して加熱処理する場合、２３０
〜２５０℃では軟鋼素地と上記メツキ金属層との間には
合金層が形成されないことと、熔融したメツキ金属の表
面張力の関係で、浸漬時間が３０秒以上になると軟鋼素
地上で熔融したメツキ金属の微粒子が部分的に集合し始
め球状の粒子を形成し、浸漬時間が長くなると共に、球
状粒子が合併して、更に大きな球状塊が形成され、メツ
キ金属層表面が粗雑となることが分つた。

そのため、外観上平滑な表面を要求される被処理体の場
合は、加熱処理時間が限定され管理に熟練を要すること
が分つた。そこで、次に、地金が軟鋼から成る被処理体
に、衝撃メツキにより錫メツキしたものを、上記方法に
より加熱処理する場合、加熱処理浴の温度管理と加熱処
理時間（浸漬時間）の管理とが容易で、被処理体表面の
外観を損なうことがなく、ハンダ付け性と耐蝕性とを向
上できる方法を開発した。

その開発方法とは、被処理体の軟鋼素地上に、先ず、下
地メツキとして銅メツキをし、その銅メツキ上に衝撃メ
ツキによシ錫メツキして、次に上記と同様に被処理体を
加熱処理浴中に浸漬して加熱処理する方法で、この場合
は、加熱した際、熔融して液相状態になつた錫に下地メ
ツキの銅が拡散して錫に富んだ固溶体となる液相状の錫
一銅合金が形成される。それは、錫単相メツキの場合と
同様に短時間の加熱処理によつて球状粒子を形成するが
、同時に銅層と錫層との境界近傍にη相と呼ばれる金属
間化合物（ＣＯ６Ｓｎ５）が生成され（これはＸ線回析
、ＳＥＭ観察等によつて明らかになつた）、比較的長時
間の加熱処理によつて形成される球状粒子は銅メツキ層
に吸収され、錫メツキ層表面の粗雑化による外観の劣化
を抑制することができる。なお、衝撃メツキにより１銅
メツキをした場合は、錫メツキ層に比較して下地の銅メ
ツキ層が厚く、金属間化合物（Ｃｕ６ＳＯ，）の化学量
論的組成を満足させることができない場合は、加熱処理
後、被処理体に外的衝撃を加えると、金属間化合物（Ｃ
ｕ６Ｓｎ５）の生成に預つていない銅メツキ層から剥離
を起す。従つて、金属間化合物（Ｃｕ６ＳＯ５）の化学
量論的組成よりも、錫リツチの状態を維持するために、
銅メツキの厚さはできる限り薄い方が良く、制御のし易
さを考慮すると実用的には０．５〜１μ程度が適当であ
る。なお、下地の銅メツキは、特に水素脆性問題を考慮
する必要のない時は、電気メツキおよび非電解メツキ等
によつてもよいことは勿論である。次に上記のように、
軟鋼素地上に銅の下地メツキをした場合の実施例を説明
する。実施例３軟鋼から成る電子機器部品の素地上に、衝撃メツキによ
り銅の下地メツキを約１μの厚さに施した後、同じく衝
撃メツキによう錫を８〜１０μの厚さにメツキした複数
個の被処理体を、天然アン油を２３０〜２５０℃に加熱
して設けた加熱処理浴中に１〜４分間浸漬した後、取出
し放冷した。

そして、放冷後、メツキの外観とハンダ付け試験を行つ
たところ、加熱処理時間の異なる各被処理体のメツキ層
は球状塊または球状粒子が形成されず、表面が比較的に
平滑で、且つ、ハンダ付け性が著しく向上したと共に、
耐蝕性も向上したことが分つた。従つて、加熱処理管理
が著しく容易になつた。な訃、上記銅の下地メツキをす
る方法は、錫と融点が近く、銅とも合金を形成する錫一
鉛合金（ハンダ）メツキの場合にも適用することができ
ることは勿論である。

本発明の衝撃メツキによるメツキ皮膜の改質方法は、上
記したように、衝撃メツキによる、ハンダ付け性と耐蝕
性の劣る錫または錫一鉛合金からなるメツキ金属層を、
加熱した油脂または油脂状物質から成る加熱処理浴中に
浸漬して加熱処理することによシ、設備的にも簡単に、
加熱処理も容易に、前記メツキ金属層のハンダ付け性と
耐蝕性とを著しく改善することができ、また、軟鋼から
成る物品に錫または錫一鉛合金を衝撃メツキし、加熱処
理する場合、予じめ銅の下地メツキする方法は、錫また
は錫一鉛合金からなるメツキ金属層の外観を損なうこと
なく、ハンダ付け性と耐蝕性とを改善すると共に、加熱
処理管理を容易にする。

Claims

【特許請求の範囲】１軟鋼素地上に衝撃メッキにより錫または錫−鉛合金
をメッキした被処理体を、前記錫または錫−鉛合金から
なるメッキ金属層に対し非酸化性で、且つ、耐熱性を有
する油脂または油脂状物質からなり、前記メッキ金属層
の融点以上の温度に加熱して設けた加熱処理浴中に浸漬
して、適宜な時間加熱処理し、前記被処理体素地上の前
記メッキ金属層中のメッキ金属の粒子を互いに融着させ
緻密なメッキ皮膜を形成することを特徴とする衝撃メッ
キ皮膜の改質方法。２衝撃メッキにより錫または錫−鉛合金をメツキした
被処理体を、ヤシ油を錫または錫−鉛合金の融点以上、
２５０℃以下の温度に加熱して設けた加熱処理浴中に浸
漬して、加熱処理することを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の衝撃メッキ被膜の改質方法。３軟鋼素地上に銅を下地メッキし、該銅メッキ上に衝
撃メッキにより錫または錫−鉛合金をメッキした被処理
体を、前記錫または錫−鉛合金からなるメッキ金属層に
対し非酸化性で、且つ耐熱性を有する油脂または油脂状
物質からなり、錫または錫−鉛合金の融点以上に加熱し
て設けた加熱処理浴中に浸漬して加熱処理し、前記メッ
キ金属層中の錫または錫−鉛合金の粒子を互いに融着す
ると共に、前記銅メッキ層との間に錫−銅合金層または
錫−銅−鉛合金層を形成し、メッキ層を緻密にすると共
に、平滑にすることを特徴とする衝撃メッキ皮膜の改質
方法。４軟鋼素地上に銅を下地メッキし、該銅メッキ上に衝
撃メッキにより錫または錫−鉛合金をメッキした被処理
体を、ヤシ油を錫または錫−鉛合金の融点以上、２５０
℃以下の温度に加熱して設けた加熱処理浴中に浸漬して
加熱処理することを特徴とする特許請求の範囲第３項記
載の衝撃メッキ皮膜の改前方法。