(57)【要約】【課題】ハンダ付けを所望の極小部分にのみ行なうことを可能にするハンダ付けの前処理方法を提供する。【解決手段】基材（２１）の表面に直接金メッキを施し、該金メッキは、基材上に多数の金の核（３）が付着し、これらの核が成長して多数の粒子（５）となり、これらの粒子が成長して相互に接触することにより基材の表面を覆ってなることを特徴とする、ハンダ付けの前処理方法。前記金メッキの膜厚は、好ましくは、２０〜５０ｎｍである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材の表面に直接金メッキを施し、該金メッキは、基材上に多数の金の核が付着し、これらの核が成長して多数の粒子となり、これらの粒子が成長して相互に接触することにより基材の表面を覆ってなることを特徴とする、ハンダ付けの前処理方法。
【請求項２】
前記金メッキの膜厚は２０〜５０ｎｍであることを特徴とする請求項１に記載のハンダ付けの前処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハンダ付けの前処理方法に関するものであり、特に、電子部品の実装に使用されるステンレス鋼、４２アロイ等の不導体金属製のリードフレーム、コネクタ接点材、半導体パッケージ等の基材における所望の極小部分に対してのみハンダ付けを行うことを可能にする、ハンダ付けの前処理方法に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
電子部品の実装に使用されるステンレス鋼、４２アロイ等の不導体金属製のリードフレーム、コネクタ接点材等の基材に対するハンダ付けの前処理方法としては、基材を酸で活性化させ、ニッケルストライクメッキ等の下地を施し、その上に、金メッキ或いはパラジウムコバルトメッキを行なうという方法が知られている。
【０００３】
また、特開２００３−２５８１６１号公報は、電子部品の端子とハンダ接続するためのパッドにニッケルメッキの下地を施すと共に該下地の上に金メッキを施した配線基板を開示している。
【０００４】
上記従来の金メッキは、下地１上に多数の金の核３、３・・・が付着し（図２、図１２、図１３参照）、これらの核３、３・・・が成長して多数の粒子５、５・・・となり（図３参照）、これらの粒子５、５・・・が成長して相互に接触することにより下地１の表面を覆って一次層７（一次成長により形成された層）が形成され（図４、図１４、図１５参照）、更にこの一次層７上に多数の金の核３’、３’・・・が付着し、これらの核３’、３’・・・が成長して多数の粒子５’、５’・・・となり（図５参照）、これらの粒子５’５’・・・が成長して二次層９（二次成長により形成された層）が形成され（図６、図１６、図１７参照）、以後、このような成長が数度繰り返されて厚塗膜が形成されてなるものである。
【特許文献１】特開２００３−２５８１６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかるに、上記従来の技術においては、ハンダの濡れ性の良い金メッキないしパラジウムコバルトメッキの厚塗膜が基材の全面に均一に形成されているため、電子部品の実装の際、ハンダ付けを所望の極小部分にのみ行なうことができず、当該所望の極小部分以外の部分にまでハンダが付着するという問題が生じている。
【０００６】
この点につき、図１１を参照して説明する。同図において、符号１１に示すものはステンレス鋼製の基材である。同図において、基材１１はハンダ付けをすべきリード接点部１３、１５とハンダ付けを行なわないリード接点部１７とを備えている。基材１１は、ハンダ付けの前処理として、ニッケルメッキの上に約０．１μｍの金メッキの厚塗膜が施されている。この基材１１におけるリード接点部１３、１５にハンダ付けを行なうと、ハンダは、所望の部分を越えて符号１９に示す広いハンダ付着部に付着する。
【０００７】
即ち、ハンダ付けをすべきリード接点部１３、１５にハンダを各別に付着させなければならないのであるが、従来技術においては、例えば、リード接点部１３、１５、１７全体ががハンダにより一体的に接続されるおそれがある。このような場合には、電子的機能に障害が生ずることになる。
【０００８】
このような問題は、電子基板の端子間の間隔が小さい場合に特に顕著に現れる。換言すれば、上記従来の技術は、部品の小型化を妨げるものとなる。
【０００９】
本発明は、上記従来の技術における上述の如き問題を解決し、ハンダ付けを所望の極小部分にのみ行なうことを可能にするハンダ付けの前処理方法を提供しようとしてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明は、下記のハンダ付けの前処理方法を提供する。
【００１１】
（１）基材の表面に直接金メッキを施し、該金メッキは、基材上に多数の金の核が付着し、これらの核が成長して多数の粒子となり、これらの粒子が成長して相互に接触することにより基材の表面を覆ってなることを特徴とする、ハンダ付けの前処理方法（請求項１）。
【００１２】
（２）前記金メッキの膜厚は２０〜５０ｎｍである（請求項２）。
【００１３】
［発明の作用］
［請求項１の発明］
基材の表面には、ニッケルメッキ等のメッキを施すことなく、直接、金メッキを施す。
【００１４】
該金メッキは、前記一次成長により形成された一次層７（図４参照）のみである。換言すれば、該金メッキは、前記従来の金メッキにおいて、金メッキの成長を前記一次成長までに留め、前記二次成長以降の成長を阻止したものである。
【００１５】
ハンダ付けの前処理方法として、基材の表面にこのような金メッキを直接施したときには、ハンダの使用量を最小限にして、基材における所望の極小部分に対してのみハンダ付けを行うことが可能となる。これは、図４、図１４、図１５に示すように、金の粒子が相互に接触して単一の層を形成し、基材の表面を均一に覆い、適度なハンダの濡れ性を与えているためであると思われる。
【００１６】
［請求項２の発明］
金メッキの膜厚が２０〜５０ｎｍであるときに、基材における所望の極小部分に対してのみハンダ付けが最も好ましく行なわれる。
【発明の効果】
【００１７】
［請求項１の発明］
請求項１の発明により、ハンダ付けの前処理方法として、基材の表面に金メッキを直接施したときには、基材における所望の極小部分に対してのみハンダ付けを行うことが可能となる。
【００１８】
換言すれば、当該所望の極小部分以外の部分にまでハンダが付着して、電子的機能に障害が生ずるという問題は解消する。
【００１９】
従って、基材におけるハンダ付けすべき端子間の間隔が極めて小さい場合でも、これらの端子を各別に支障なくハンダ付けすることができる。即ち、部品の小型化、ハイパターン化にも支障なく対応することができる。
【００２０】
また、従来行なわれていたニッケルメッキ等の下地処理も不要となり、該下地上に従来施されていた金メッキ或いはパラジウムコバルトメッキに比べてメッキ時間が短く、金の使用量も激減するため、ハンダ付けの前処理に要するコストが大幅に削減される。
【００２１】
更に、金メッキの膜厚が薄いため、基材に曲げ等の物理的な力が外部から加わっても、該金メッキに割れ等が生ずるおそれは小さい。
【００２２】
［請求項２の発明］
上記効果は、金メッキの膜厚が２０〜５０ｎｍであるときに、最も顕著に現れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明においては、ハンダ付けの前処理として、基材２１にニッケルメッキ等の下地処理を行なうことなく、該基材２１の表面に直接金メッキを施す。
【００２４】
該金メッキは、基材２１上に多数の金の核３、３・・・が付着し（図２、図１２、図１３参照）、これらの核３、３・・・が成長して多数の粒子５、５・・・となり（図３参照）、これらの粒子５、５・・・が成長して相互に接触することにより基材２１の表面を覆って一次層７を形成してなるものである（図４、図１４、図１５参照）。
【００２５】
金メッキの膜厚は、好ましくは、２０〜５０ｎｍである。
【００２６】
図１２〜図１７は、ＳＵＳ３０４の基材に直接金メッキを施した状態を示す顕微鏡写真である。
【００２７】
図１２（３０，０００倍）、図１３（１００，０００倍）においては、基材上に金の核が付着しているが、これらの核はまだ均一に成長していない。膜厚は１５ｎｍである。ハンダは、はじく。
【００２８】
図１４（３０，０００倍）、図１５（１００，０００倍）においては、金の核が成長して多数の粒子となり、これらの粒子が成長して相互に接触することにより基材の表面を覆って一次層を形成している。膜厚は２５ｎｍである。ハンダは、所望の極小部分にのみ付着する。
【００２９】
図１６（３０，０００倍）、図１７（１００，０００倍）においては、上記一次層上に多数の金の核が付着し、これらの核が成長して多数の粒子となり、これらの粒子が成長して二次層が形成されている。膜厚は１００ｎｍである。ハンダは、所望の極小部分を越えて広がる。
【００３０】
図１における符号２１に示すものはステンレス鋼製の基材である。同図において、基材２１はハンダ付けをすべきリード接点部２３、２５とハンダ付けを行なわないリード接点部２７とを備えている。基材２１には、ハンダ付けの前処理として、２０〜５０ｎｍの膜厚を有する金メッキが施されている。この基材２１におけるリード接点部２３、２５に各別にハンダ付けを行なうと、符号２９、３１に示す極小のハンダ付着部にハンダが付着する。これらのハンダ付着部２９、３１は、それぞれ当該リード接点部２３、２５のみを覆うものであり、他のリード接点部にまたがることはない。
【００３１】
次に、本発明者が行なったハンダの付着試験について説明する。
【００３２】
本発明者は、ＳＵＳ３０４材（縦６０ｍｍ×横２０ｍｍ×厚さ２ｍｍ）における縦３５ｍｍの位置に基準線４１を削書きしてなるテストワーク４３ａ、４３ｂ、４３ｃを５枚ずつ作成し、これらのテストワーク４３ａ、４３ｂ、４３ｃにそれぞれ膜厚１５ｎｍ、２５ｎｍ、１００ｎｍの金メッキを施した。続いて、各テストワーク４３ａ、４３ｂ、４３ｃをハンダ溶融槽４５（縦７０ｍｍ×横１００ｍｍ×高さ１００ｍｍ、ハンダ溶融液面高さ約８０ｍｍ）内のハンダ溶融液４７にテストワーク４３の長さ方向に基準線４１の位置まで５秒間浸漬させた後、各テストワーク４３ａ、４３ｂ、４３ｃをハンダ溶融液４７から引き上げた。
【００３３】
ハンダ溶融液４７から引き上げた各テストワーク４３ａ、４３ｂ、４３ｃについて、ハンダの付着状態を測定した。その測定結果を表１に示す。
【００３４】
表１におけるｍｍで表す測定値は、各テストワークにおける浸漬端からのハンダの付着状態を前記基準線４１を基準にして示したものである。例えば、「−２ｍｍ」はハンダがテストワークにおける基準線４１よりも２ｍｍ低い位置まで付着したことを意味し、「±０」はハンダがテストワークにおける基準線４１まで付着したことを意味し、「＋３．５」はハンダがテストワークにおける基準線４１よりも３．５ｍｍ高い位置まで付着したことを意味する。
【００３５】
【表１】
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【００３６】
表１から明らかなように、メッキ処理を施さなかったテストワークにおいては、ハンダがはじいて、測定不能であった。
【００３７】
膜厚１５ｎｍの金メッキを施したテストワークにおいては、ハンダ４９が斑状にはじいて、測定不能であった。図８参照。
【００３８】
膜厚２５ｎｍの金メッキを施したテストワークにおいては、ハンダ４９は、テストワークにおける基準線４１まで正確に付着した。即ち、ハンダ４９の上縁４９ａは基準線４１と一致している。図９参照。
【００３９】
膜厚１００ｎｍの金メッキを施したテストワークにおいては、ハンダ４９は、テストワークにおける基準線４１よりも平均で３．１ｍｍ高い位置まで付着した。即ち、ハンダ４９の上縁４９ａは基準線４１よりも平均で３．１ｍｍ高い。図１０参照。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明により、基材にハンダ付けを行なった状態を示す平面図である。
【図２】金メッキが形成される一段階を示す説明図である。
【図３】金メッキが形成される次の段階を示す説明図である。
【図４】金メッキが形成される更に次の段階を示す説明図である。
【図５】金メッキが形成される更に次の段階を示す説明図である。
【図６】金メッキが形成される更に次の段階を示す説明図である。
【図７】ハンダの付着試験の方法を示す説明図である。
【図８】同上試験において、テストワークに対するハンダの付着状態を示す正面図である。
【図９】同上試験において、別のテストワークに対するハンダの付着状態を示す正面図である。
【図１０】同上試験において、更に別のテストワークに対するハンダの付着状態を示す正面図である。
【図１１】従来の技術において、基材にハンダ付けを行なった状態を示す平面図である。
【図１２】金メッキが形成される一段階を示す顕微鏡写真である。
【図１３】同上段階を別の倍率で示す顕微鏡写真である。
【図１４】金メッキが形成される次の段階を示す顕微鏡写真である。
【図１５】同上段階を別の倍率で示す顕微鏡写真である。
【図１６】金メッキが形成される更に次の段階を示す顕微鏡写真である。
【図１７】同上段階を別の倍率で示す顕微鏡写真である。
【符号の説明】
【００４１】
１  下地
３  核
３’  核
５  粒子
５’  粒子
７  一次層
９  二次層
１１  基材
１３  リード接点部
１５  リード接点部
１７  リード接点部
１９  ハンダ付着部
２１  基材
２３  リード接点部
２５  リード接点部
５７  リード接点部
２９  ハンダ付着部
３１  ハンダ付着部
４１  基準線
４３  テストワーク
４３ａ  テストワーク
４３ｂ  テストワーク
４３ｃ  テストワーク
４５  ハンダ溶融槽
４７  ハンダ溶融液
４９  ハンダ
４９ａ  上縁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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