(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板表面上でのスズウィスカの成長を軽減するための方法であって、
水溶性の金含有化合物を水に加えることによって、第１の溶液を調製するステップと、
第１の錯化剤を前記第１の溶液に加えるステップと、
第２の錯化剤を前記第１の溶液に加えるステップと、
水に溶解する緩衝剤を含む第２の溶液を調製するステップと、
水溶性のスズ含有化合物を前記第２の溶液に加えるステップと、
溶液中で金イオンとスズイオンとを含む第３の溶液を形成するために、前記第１及び第２の溶液を混ぜ合わせるステップと、
陽極電極を前記第３の溶液に浸すステップと、
陰極基板を前記第３の溶液に浸すステップであって、前記陰極基板は陰極基板表面を含む、ステップと、
前記陽極電極及び前記陰極基板を、電流を供給可能な電源に接続するステップと、
前記電流を前記陽極電極、前記陰極基板及び前記第３の溶液に供給するために、前記電源を作動させるステップと、
金及びスズを前記陰極基板表面上に共析出させるステップであって、金濃度が０．５重量％から５重量％までになるように共析出させる、ステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記金及びスズは、前記基板表面上に１ミクロンから１０ミクロンまでの厚さに共析出される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の溶液に加えられる前記金含有化合物は、テトラクロロ金酸ナトリウムである、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の錯化剤は、亜硫酸ナトリウムである、請求項１から３の何れか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記第２の錯化剤は、Ｌ‐アスコルビン酸である、請求項１から４の何れか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記第２の溶液中の前記緩衝剤は、ある量のクエン酸三アンモニウムを含む、請求項１から５の何れか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記第１の溶液に加えられる前記金含有化合物は、水溶性の金塩である、請求項１から６の何れか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記第２の溶液に提供される前記スズ含有化合物は、水溶性のスズ含有塩であり、前記スズ含有塩は、塩化スズ（ＩＩ）である、請求項１から７の何れか一項に記載の方法。
【請求項９】
界面活性剤／均染剤を前記第１又は第２の溶液に加えるステップを更に含む、請求項１から８の何れか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１又は第２の溶液に加えられる前記界面活性剤／均染剤は、非イオン性の界面活性剤／均染剤である、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
界面活性剤／均染剤を前記第３の溶液に加えるステップを更に含む、請求項１から１０の何れか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記第３の溶液に加えられる前記界面活性剤／均染剤は、フェノールフタレイン溶液である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第３の溶液は、ｐＨ５．４で維持される、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
電気めっき漕を作るための方法であって、
第１の溶液中で、水溶性の金含有化合物を水に溶解させ、第１の錯化剤と第２の錯化剤とを加えるステップであって、前記第１の錯化剤は、亜硫酸ナトリウムであり、前記第２の錯化剤は、Ｌ‐アスコルビン酸である、ステップと、
第２の溶液中で、緩衝剤を水に溶解させ、水溶性のスズ含有化合物を前記緩衝剤に加えるステップであって、前記第２の溶液中の前記緩衝剤は、クエン酸三アンモニウム緩衝剤溶液であり、前記スズ含有化合物は、塩化スズ（ＩＩ）である、ステップと、
第３の溶液を作るために、前記第１及び第２の溶液を混ぜ合わせるステップと、さらに
界面活性剤／均染剤を前記第３の溶液に加えるステップであって、前記第３の溶液に加えられる前記界面活性剤／均染剤は、フェノールフタレインであるステップと
を含む方法。
【請求項１５】
前記金含有化合物は、金含有塩を含み、前記金含有塩は、テトラクロロ金酸ナトリウムである、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
非イオン性の界面活性剤／均染剤を前記第１又は第２の溶液に加えるステップを更に含む、請求項１４または１５に記載の方法。
【請求項１７】
水に溶解する水溶性の金含有化合物であって、前記金含有化合物は、金含有塩である、金含有化合物と、
第１の錯化剤であって、前記第１の錯化剤は、亜硫酸ナトリウムである、第１の錯化剤と、
第２の錯化剤であって、前記第２の錯化剤は、Ｌ‐アスコルビン酸である、第２の錯化剤と、
水に溶解する緩衝剤であって、前記緩衝剤は、クエン酸三アンモニウム溶液である、緩衝剤と、
水溶性のスズ含有化合物であって、前記スズ含有化合物は、塩化スズ（ＩＩ）であるスズ含有化合物と、さらに、
フェノールフタレインと
を含む電気めっき漕。
【請求項１８】
前記金含有塩は、テトラクロロ金酸ナトリウムを含む、請求項１７に記載の電気めっき漕。
【請求項１９】
非イオン性の界面活性剤／均染剤を更に含む、請求項１７または１８に記載の電気めっき漕。
【請求項２０】
基板表面上でのスズウィスカの成長を軽減するための電気めっきコーティングであって、
１重量％より大きく５重量％までの金の共析出量と、９５重量％から９９重量％より少ないスズの共析出量とを含み、前記金及びスズは、前記基板表面上に１ミクロンから１０ミクロンまでの厚さに共析出される、電気めっきコーティング。
【請求項２１】
請求項２０に記載のコーティングを含む電子部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して、スズ電気めっきの分野に関する。より具体的には、本開示は、スズを金でドープすることにより、スズめっきされた膜及びスズめっきされた表面上でのスズウィスカ形成を軽減するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉛フリーエレクトロニクスへの世界的な移行により、大手電子部品供給業者は、製品ラインをスズ／鉛含有仕上げから鉛フリー仕上げに転換を強いられている。その結果、ほとんどのエレクトロニクス供給者は、電気めっきされた純スズ仕上げに移行した。しかしながら、電気めっきされた純スズ仕上げには、表面から一定距離に延びるウィスカが形成される傾向にある。そのようなスズウィスカが、広範囲の環境条件下で、多種多様なスズめっきされた部品上に形成されることが分かった。これらのスズウィスカは、ほぼ純粋なスズから成るため導電性であり、例えば、電子部品の短絡などの問題を引き起こす可能性がある。したがって、スズめっきされた表面からスズウィスカが成長することにより、スズでめっきされる部品を使用する電子システムに関する信頼問題のみならず、そのシステムに関する他の問題も継続的に生じている。スズめっきされた表面上でのスズウィスカ形成に起因し得る好ましくない影響から、著しい顧客の不満により、エレクトロニクス製造業者に著しい財政的影響が生じてきた。今まで、スズウィスカが電子システム内で確実に成長しないようにするための唯一の方法は、純スズをそのようなシステムから取り除くことであった。しかしながら、電子産業界のスズ及びスズめっきされた部品への信頼が増すことで、このスズを取り除く戦略は実行不可能となった。例えば、部品へのスズコーティングは、部品を腐食から保護する助けとなる。スズコーティングはまた、はんだ付けに適する表面を提供する助けとなる。
【０００３】
１つのスズウィスカを軽減する戦略は、リード線の先端から部品本体まで、すべてのスズめっきされた部品リード線を溶融解したスズ／鉛に浸すことであった。しかしながら、この工程は、不所望に部品に影響を及ぼす可能性があり、製造工程に組み入れるには費用がかかる。他のシステムは、浸漬めっき、又はそうでなければスズ表面に金属保護膜又は非金属保護膜を提供するよう試みてきた。しかしながら、スズめっきされた表面への最終的な好ましくないウィスカ形成に予測可能な長期にわたる経済的で、再生可能でかつ拡大縮小可能な解決策を提供してきた既知の方法はない。
【発明の概要】
【０００４】
１つのバリエーションによれば、本開示は、基板表面上でのスズウィスカの成長を軽減するための方法であって、基板表面を提供するステップと；ある量の金含有化合物とスズ含有化合物とを含む溶液と、少なくとも１つの適切な錯化剤と、緩衝剤とを提供するステップと；電極が電流を電極に供給可能な電源に接続された状態で、電極を溶液に浸すステップとを含み、結果として、基板表面上に制御された量の金及びスズを共析出する方法に関する。本開示のシステム、方法及び装置はまた、第３の電極が基準電極である３つの電極システムを使用するシステム及び方法にも使用及び統合されることができるだろう。
【０００５】
第１の溶液に提供される金含有化合物は、好ましくは、例えば、テトラクロロ金ナトリウムなどの水溶性の金塩である。ある量の亜硫酸ナトリウムは、好ましくは、第１の溶液中で金を錯化するための錯化剤として提供される。また、スズを錯化させるためのある量の錯化剤、例えば、Ｌ‐アスコルビン酸などが加えられる。スズ含有化合物が加えられる第２の溶液を形成するために、ある量の緩衝剤、例えば、クエン酸三アンモニウムなどが水に溶解される。第２の溶液に提供されるスズ含有化合物は、好ましくは、例えば、塩化スズ（ＩＩ）などの水溶性のスズ含有塩である。ある量の非イオン性の界面活性剤／均染剤（例えば、Ｔｒｉｔｏｎ  Ｘ−１００など）は、好ましくは、次に第１又は第２の溶液に加えられる。金イオン及びスズイオンを含有する第３の電解質溶液を形成するために、いったん第１及び第２の溶液が混ぜ合わされると、ある量の界面活性剤／均染剤は、好ましくはフェノールフタレイン溶液であるが、第３の溶液に加えられる。第３の溶液は、好ましくは、ｐＨ約５．４で維持される。
【０００６】
更なるバリエーションによれば、陰極基板表面は、銅、電子部品に通常使用される材料、例えば、リード線などを含む。好ましくは、制御された量の金及びスズは、約０．５重量％から約５重量％までの金濃度で、より好ましくは、約１重量％から約２重量％までの金濃度で、基板表面上に約１ミクロンから約１０ミクロンまでの厚さに共析出される。
【０００７】
本開示はまた、電気めっき漕を作るための方法であって、第１の溶液中で、ある量の金含有化合物（好ましくは、テトラクロロ金ナトリウム）を水（好ましくは、脱イオン水）に溶解させ、ある量の第１及び第２の錯化剤（好ましくは、亜硫酸ナトリウム及びＬ‐アスコルビン酸）を加えることを含む方法に関する。第２の溶液中で、ある量の水溶性のスズ含有化合物（好ましくは、塩化スズ（ＩＩ））が加えられ、オプションである量の非イオン性界面活性剤／均染剤が加えられる水（好ましくは、脱イオン水）に、ある量のクエン酸三アンモニウム緩衝剤を溶解させる。ある量の界面活性剤／均染剤（好ましくは、フェノールフタレイン）が加えられる第３の溶液を作るために、第１及び第２の溶液が混ぜ合わされる。加えて、本開示は、先述の方法に従って作られる電気めっき漕を検討する。
【０００８】
本開示は、水と、ある量の水溶性の金含有化合物（好ましくは、テトラクロロ金ナトリウム）と、第１及び第２の錯化剤（好ましくは、亜硫酸ナトリウム及びＬ‐アスコルビン酸）と、ある量の水溶性のスズ含有化合物（好ましくは、塩化スズ（ＩＩ））と、ある量の緩衝剤（好ましくは、クエン酸三アンモニウム）と、好ましくは、ある量の界面活性剤／均染剤（好ましくは、非イオン性のＴｒｉｔｏｎ  Ｘ−１００及びフェノールフタレイン）とを含む電気めっき漕に更に関連する。
【０００９】
また更に、本開示は、基板表面上に共析出されたある量の金及びスズを含む、基板表面上でのスズウィスカの成長を軽減するためのコーティングに関する。好ましいバリエーションによれば、金及びスズは、基板表面上に、好ましくは約１ミクロンから約１０ミクロンまでの厚さに電着される。好ましくは、基板表面は、銅を含み、金は、好ましくは、約０．５重量％から約５重量％までの濃度で、スズと基板上に共析出される。
【００１０】
本開示は、記載されるコーティングを、電子部品を含むがこれに限定されない任意の物体の有益なコーティングとして検討し、この場合、純スズめっき表面を金及びスズめっきと交換することにより、スズウィスカの形成を軽減することが所望である。本開示はまた、開示される金及びスズめっきを含む電子部品を備える任意の物体製造の際に役に立つものとして、本明細書に提示されるコーティング及び方法を検討する。
【００１１】
本開示のバリエーションは一般用語で記載されており、ここから添付の図面を参照することになるが、それらの図面は必ずしも一定の縮尺比で描かれているわけではない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１ａ】金及びスズを含むコーティングを基板表面上にめっきする好ましい工程のフローチャートである。
【図１ｂ】金及びスズを含むコーティングを基板表面上にめっきする好ましい工程のフローチャートである。
【図２】金及びスズのコーティングを基板表面上にめっきするための好ましい電気めっき漕の概略図である。
【図３】純スズめっきされた基板表面からのスズウィスカ成長のマイクロ写真である。
【図４】純スズめっきされた基板表面からのスズウィスカ成長のマイクロ写真である。
【図５】共析出された金及びスズを含むめっきでコーティングされた表面のマイクロ写真である。
【図６】電子部品本体の外周に沿って配向されるスズめっきされたリード線を有する電子部品の概略図である。
【図７】図６に示されるリード線の更に拡大された概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本開示は、さもなければ通常、純スズめっきされた基板で発生するような、めっきされた基板表面からのスズウィスカ成長を抑制するための、制御された量の約０．５重量％から約５重量％までの金でドープされる電気めっきスズ膜の開発に関する。長期間の不所望なスズウィスカの成長を著しく抑制し有効に除去するために、制御された量の金をスズめっき膜に加えることが、これまで示されてきた。
【００１４】
図１ａは、本開示の好ましいバリエーションのフローチャートを示す。本バリエーションによれば、第１の電解質溶液１０ａ及び第２の電解質溶液１１ａが調製される。溶液１０ａを作るために、第１のステップ１２ａでは、ある量の水溶性の金含有化合物が水に溶解される。金に対するある量の第１の錯化剤が加えられ１４ａ、続いて、スズに対する錯化剤として、ある量の第２の錯化剤が加えられる１６ａ。第２の溶液１１ａでは、ある量の緩衝剤が水に溶解され１３ａ、次にある量の水溶性のスズ含有化合物が加えられ１５ａ、更にある量の界面活性剤／均染剤が加えられる１７ａ。２つの溶液１０ａ及び１１ａは、次に追加の水と混ぜ合わされる１８ａ。ある量のフェノールフタレインが溶液に加えられる１９ａ。生成された溶液は、次に、スズ及び金（約０．５重量％から約５重量％まで、より好ましくは、約１重量％から約２重量パーセントまでの金）を基板表面上に共析出するための電気めっき溶液として使用される２０ａ。
【００１５】
図１ｂは、１つの好ましいバリエーション１のフローチャートを示す。本バリエーションによれば、第１の電解質溶液１０ｂ及び第２の電解質溶液１１ｂが調製される。溶液１０ｂを作るために、第１のステップ１２ｂでは、ある量のテトラクロロ金ナトリウム塩（ＮａＡｕＣｌ４−２Ｈ２Ｏ）が脱イオン水に溶解される。ある量の亜硫酸ナトリウム（Ｎａ２ＳＯ３）が加えられ１４ｂ、続いて、スズに対する錯化剤として、ある量のＬ‐アスコルビン酸が加えられる１６ｂ。第２の溶液１１ｂでは、ある量のクエン酸三アンモニウム緩衝剤が脱イオン水に溶解され１３ｂ、次にある量の塩化スズ（ＩＩ）（Ｓｎ（ＩＩ）Ｃｌ２−２Ｈ２Ｏ）が加えられ、更にある量のＴｒｉｔｏｎ  Ｘ−１００が加えられる１７ｂ。２つの溶液１０ｂ及び１１ｂは、次に、追加の脱イオン水と混ぜ合わされる１８ｂ。ある量のフェノールフタレインが溶液に加えられる１９ｂ。生成された溶液は、次に、スズ及び金（約０．５重量％から約５重量％まで、より好ましくは、約１重量％から約２重量パーセントまでの金）を基板表面上に共析出するための電気めっき溶液として使用される２０ｂ。
【００１６】
図２に示されるように、電気めっき漕２２は、中に陽極２８（例えば、純スズ陽極、スズ及び金陽極など）並びに陰極２９（例えば、銅又は他の金属陰極など）が吊るされる、金含有スズ電解質溶液２４を含む容器２６を備える。撹拌が行われるが、図２には示されない。
【実施例】
【００１７】
０．１１１ｇの量のＮａＡｕＣｌ４−２Ｈ２Ｏ（９９％、Ａｌｄｒｉｃｈ）が、ビーカーで１００ｍｌの脱イオン水に溶解された。０．３８５ｇの量のＮａ２ＳＯ３（＞９８％、Ａｌｄｒｉｃｈ）が、撹拌によりＮａＡｕＣｌ４溶液に溶解された。４．４９４ｇの量のＬ‐アスコルビン酸（＞９９％、Ａｌｄｒｉｃｈ）が、撹拌により上述の電解質溶液に加えられ、透明な非常に淡い琥珀色の溶液が得られた。別のビーカーでは、３０．００ｇのクエン酸三アンモニウム（＞９７％、Ａｌｄｒｉｃｈ）が、撹拌によって１５０ｍｌの脱イオン水に溶解された。１．４５９ｇの量のＳｎ（ＩＩ）Ｃｌ２−２Ｈ２Ｏ（試薬用、Ａｌｆａ  Ａｅｓａｒ）が、撹拌によってクエン酸三アンモニウム溶液に溶解された。０．２５０ｇの量のＴｒｉｔｏｎ  Ｘ−１００（Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ）が、スズ含有電解質溶液に加えられ、撹拌によって溶解された。スズ含有電解質溶液は、次に、全容積が脱イオン水を含んで３００ｍｌになるように（ｗｉｔｈ  ｔｈｅ  ｔｏｔａｌ  ｖｏｌｕｍｅ  ｂｅｉｎｇ  ｂｒｏｕｇｈｔ  ｕｐ  ｔｏ  ３００  ｍｌｓ  ｗｉｔｈ  ｄｅｉｏｎｉｚｅｄ  ｗａｔｅｒ）、金含有電解質溶液と混ぜ合わされる。０．３０４ｇの量の０．５％フェノールフタレイン溶液（Ａｌｄｒｉｃｈ）が、撹拌によって、混ぜ合わされたスズ−金含有溶液に液滴のように（ｄｒｏｐ−ｗｉｓｅ）加えられた。溶液のｐＨが測定され、５．４（微細ｐＨ試験紙）であることが分かった。
【００１８】
撹拌しながら、５０ｍｌのガラスビーカーで、６９℃でかき混ぜられたスズ−金含有電解質３０ｍｌを使用して、メッキが施された。陽極は、スズ薄板（９９．９９８％、Ａｌｄｒｉｃｈ）から構成されていた。１つのクーポンが一度にめっきされ、完成したばかりの電解質がメッキされた各サンプル（クーポン）に使用された。０．５００ボルトかつ２．２ミリアンペアで２５分間、めっき処理が施され、薄い灰色の光沢のあるマットな（ｓａｔｉｎ  ｍａｔｔｅ）めっき膜が得られた。微小粒子及び気泡を除去するために、めっき中５分ごとにモップ（ｓｗａｂ）でそっと拭き取られた。各サンプルがめっきされる前に、５００グリットのＳｉＣペーパーを使用して、スズ電極が洗浄された。各サンプルをめっきするために、完成したばかりの電解質が使用された。金でドープされたスズ膜に対する第１及び第７のラン（ｒｕｎｓ）が、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）分光法により分析された。ＩＣＰ分光法の結果が、以下の表１に示される。典型的に、小さなビーカーに４ｍｌの濃縮した塩酸を添加した１：１硝酸溶液８ｍｌを用いて、クーポンからめっき膜を完全に溶解した。次に、この溶液を容量１００ｍｌのフラスコに移し、脱イオン水で希釈し、ＩＣＰ分光法を用いて対象となる元素を解析した。
0006448634.tif 000002
【００１９】
比較の制御サンプルとして使用するために、純スズでコーティングされたクーポンが調製された。これは、Ｙｕｎ  Ｚｈａｎｇにより開発された方法（米国特許番号５，７５０，０１７に記載されている）を使用して実現された。０．１２５９ｇの量のＴｒｉｔｏｎ  Ｘ−１００（Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ）が、８０ｍｌの脱イオン水中で溶解された。２０ｍｌの量のメタンスルホン酸（７０％、Ａｌｄｒｉｃｈ）が加えられた。２．００ｇの量のフェノールフタレイン溶液（０．５％）（Ａｌｄｒｉｃｈ）には、撹拌中に液滴が加えられた。１０ｍｌの量のメタンスルホン酸スズ溶液（５０％、Ａｌｄｒｉｃｈ）が、撹拌中に溶液に加えられた。撹拌中に、５０ｍｌのガラスビーカーで、５０℃に維持された先ほどの電解質溶液３０ｍｌを使用して、めっきが施された。陽極は、９９．９９８％のスズ薄板（Ａｌｄｒｉｃｈ）で構成された。０．０４５ボルトかつ１０．９ミリアンペアで８分間、めっき処理が施され、灰色の光沢のあるめっきが得られた。
【００２０】
めっき処理直後に、ウィスカの形成と成長を加速する目的で、試験片を５０℃／５０％の相対湿度チャンバに移した。純スズでめっきを施した試験片も、対照として使用するために試験チャンバに移した。およそ６か月、１２か月及び１８か月で、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を使用して、試験片が検査された。純スズめっきされた膜は、表面から成長している多くのこぶ状めっき（ｎｏｄｕｌｅ）及びウィスカを有していた。ここで、図３（時効１２０００時間後、３５００倍の倍率）及び図４（時効１２０００時間後、３００倍の倍率）を参照する。非常に対照的に、金でドープされたスズめっきは、同じ６か月、１２か月及び１８か月の評価期間にわたって評価された１ｍｍ２の面積全域で、まったくウィスカの成長がなかった。図５（時効１２０００時間後、５００倍の倍率）を参照する。
【００２１】
先ほどの実施例で示されたように、金及びスズを含有する電解質溶液に、様々な界面活性剤を加えることができる。好ましい界面活性剤は、基板上にめっきする際に、実質的に均一のコーティングを獲得する助けとなるように、均染剤として働く非イオンの界面活性剤である。好ましい界面活性剤は、Ｔｒｉｔｏｎ  Ｘ−１００、Ｉｇｅｐａｌ  ＣＡ−６３０、Ｎｏｎｉｄｅｔ  Ｐ−４０、Ｃｏｎｃｏ  ＮＩ、Ｄｏｗｆａｘ  ９Ｎ、Ｉｇｅｐａｌ  ＣＯ、Ｍａｋｏｎ、Ｎｅｕｔｒｏｎｙｘ  ６００シリーズ、Ｎｏｎｉｐｏｌ  ＮＯ、Ｐｌｙｔｅｒｇｅｎｔ  Ｂ、Ｒｅｎｅｘ  ６００シリーズ、Ｓｏｌａｒ  ＮＯ、Ｓｔｅｒｏｘ、Ｓｅｒｆｏｎｉｃ  Ｎ、Ｔ−ＤＥＴ−Ｎ、Ｔｅｒｇｉｔｏｌ  ＮＰ、Ｔｒｉｔｏｎ  Ｎなどを含み、Ｔｒｉｔｏｎ  Ｘ−１００が特に好ましい。
【００２２】
特定の理論に縛られることなく、亜硫酸ナトリウムは、スズイオンだけではなく金イオンをも溶液中で錯化させるために働くと考えられる。Ｌ‐アスコルビン酸は、スズの水との反応を防止するためにスズを錯化させる。理論上は、異なる起電電位（ｅｌｅｃｔｒｏｍｏｔｉｖｅ  ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）を有する２つの金属を、実際、同時にめっきすることはできない。通常、この制限は、１つ又は双方の金属を化学的に錯化させることにより克服され、よって、それらの金属の起電電位は互いに近づき、それらの金属双方を同時にめっきする／堆積させることができる。Ｓｎ／Ａｕ系に対して有効であり得る他の錯化剤は、クエン酸、コハク酸、アスパラギン酸、ＥＤＴＡ、マンニトール、又はカルボン酸基、若しくは金属イオンを溶液中で錯化させることができる他の基を有する任意の有機化合物などを含むが、これらに限定されない。
【００２３】
本開示に明記される好ましい工程を通して影響を受ける金でドープされたスズコーティングは、約０．５重量％から約５重量％までの好ましい金濃度で、より好ましくは、約１重量％から約２重量％までの金濃度で、約１ミクロンから約５０ミクロンまでの好ましい厚さ、より好ましくは、約１ミクロンから約１０ミクロンまでの厚さに選択された基板上に堆積されると理解される。金は５重量％を超える濃度で存在し得ると理解されるが、１８か月の観察中に観察されたスズウィスカ軽減は、たった約１重量％の金濃度で実現された。過度の金濃度は、性能を上げることなく、開示された方法及びコーティングの経済的な実行可能性に影響を与える可能性があると考えられる。加えて、金濃度は、例えば、コーティングされた部品のはんだ付けなどに関するスズの物理的性能及び化学的性能の妨げになってはならない。
【００２４】
図６は、スズめっきリード線を有する代表的な電子部品の拡大された概略図を示す。示されるように、外周に部品７０の本体から延びるスズめっき銅リード線７２を有する部品７０が示される。図７は、スズ電気めっき７６によってコーティングされる銅７４を示す、スズめっき銅リード線７２の断面図の更なる拡大図である。本開示の電気めっきコーティングが、銅又は他の金属を含む任意の／すべての電子部品及びパーツに対して効用を見い出すことになり、この場合、パーツをはんだ付け可能にするためなどに、スズコーティングが必要になろうことが分かる。
【００２５】
条項１．  基板表面上でのスズウィスカの成長を軽減するための方法であって：ある量の水溶性の金含有化合物を水に加えることによって、第１の溶液を調製するステップと；第１の錯化剤を第１の溶液に加えるステップと；第２の錯化剤を第１の溶液に加えるステップと；水に溶解するある量の緩衝剤を含む第２の溶液を調製するステップと；水溶性のスズ含有化合物を第２の溶液に加えるステップと；溶液中である量の金イオンとスズイオンとを含む第３の溶液を形成するために、第１及び第２の溶液を混ぜ合わせるステップと；陽極電極を前記第３の溶液に浸すステップと；陰極基板を第３の溶液に浸すステップであって、陰極基板は陰極基板表面を含む、浸すステップと；陽極電極及び陰極基板を、電流を供給可能な電源に接続するステップと；電流を陽極電極、陰極基板及び第３の溶液に供給するために、電源を作動させるステップと；ある量の金及びスズを陰極基板表面上に共析出するステップとを含む方法。
【００２６】
条項２．  金及びスズは、基板表面上に約１ミクロンから約１０ミクロンまでの厚さ、及び約０．５重量％から約５重量％までの金濃度に共析出される、条項１に記載の方法。
条項３．  第１の溶液に加えられる金含有化合物は、水溶性の金塩である、条項１又は２に記載の方法。
条項４．  第１の溶液に加えられる金含有化合物は、テトラクロロ金ナトリウム（ｓｏｄｉｕｍ  ｔｅｔｒａｃｈｌｏｒｏａｕｒａｔｅ）である、条項１又は２に記載の方法。
条項５．  第２の溶液に提供されるスズ含有化合物は、水溶性のスズ含有塩である、条項１又は２に記載の方法。
条項６．  スズ含有塩は、塩化スズ（ＩＩ）である、条項５に記載の方法。
条項７．  第１の錯化剤は、亜硫酸ナトリウムである、条項１に記載の方法。
条項８．  第２の錯化剤は、Ｌ‐アスコルビン酸である、条項１に記載の方法。
条項９．  第２の溶液中の緩衝剤は、ある量のクエン酸三アンモニウム（ｔｒｉａｍｍｏｎｉｕｍ  ｃｉｔｒａｔｅ）を含む、条項１に記載の方法。
条項１０．  ある量の界面活性剤／均染剤を第１又は第２の溶液に加えるステップを更に含む、条項１から９の何れか一項に記載の方法。
条項１１．  第１又は第２の溶液に加えられる界面活性剤／均染剤は、非イオン性の界面活性剤／均染剤である、条項１０に記載の方法。
条項１２．  ある量の界面活性剤／均染剤を第３の溶液に加えるステップを更に含む、条項１から１１の何れか一項に記載の方法。
条項１３．  第３の溶液に加えられる界面活性剤／均染剤は、ある量のフェノールフタレイン溶液である、条項１２に記載の方法。
条項１４．  第３の溶液は、ｐＨ約５．４で維持される、条項１に記載の方法。
条項１５．  電気めっき漕を作るための方法であって：第１の溶液中で、ある量の水溶性の金含有化合物を水に溶解させ、ある量の第１の錯化剤とある量の第２の錯化剤とを加えるステップと；第２の溶液中で、ある量の緩衝剤を水に溶解させ、ある量の水溶性のスズ含有化合物を前記緩衝剤に加えるステップと；第３の溶液を作るために、第１及び第２の溶液を混ぜ合わせるステップとを含む方法。
条項１６．  金含有化合物は、金含有塩を含む、条項１５に記載の方法。
条項１７．  金含有塩は、テトラクロロ金ナトリウムである、条項１６に記載の方法。
条項１８．  第１の錯化剤は、亜硫酸ナトリウムである、条項１５に記載の方法。
条項１９．  第２の錯化剤は、Ｌ‐アスコルビン酸である、条項１５に記載の方法。
条項２０．  第２の溶液中の緩衝剤は、クエン酸三アンモニウム緩衝剤溶液である、条項１５に記載の方法。
条項２１．  スズ含有化合物は、塩化スズ（ＩＩ）である、条項１５に記載の方法。
条項２２．  非イオン性の界面活性剤／均染剤を第１又は第２の溶液に加えるステップを更に含む、条項１５から２１の何れか一項に記載の方法。
条項２３．  ある量の界面活性剤／均染剤を第３の溶液に加えるステップを更に含む、条項１５から２２の何れか一項に記載の方法。
条項２４．  第３の溶液に加えられる界面活性剤／均染剤は、フェノールフタレインである、条項２３に記載の方法。
条項２５．  条項１５に記載の方法に従って作られる電気めっき漕。
条項２６．  水に溶解するある量の水溶性の金含有化合物と；ある量の第１の錯化剤と；ある量の第２の錯化剤と；水に溶解するある量の緩衝剤と；ある量の水溶性のスズ含有化合物とを含む電気めっき漕。
条項２７．  金含有化合物は、金含有塩である、条項２６に記載の電気めっき漕。
条項２８．  金含有塩は、テトラクロロ金ナトリウムを含む、条項２７に記載の電気めっき漕。
条項２９．  第１の錯化剤は、亜硫酸ナトリウムである、条項２６に記載の電気めっき漕。
【００２７】
条項３０．  第２の錯化剤は、Ｌ‐アスコルビン酸である、条項２６に記載の電気めっき漕。
条項３１．  緩衝剤は、クエン酸三アンモニウム溶液である、条項２６に記載の電気めっき漕。
条項３２．  スズ含有化合物は、塩化スズ（ＩＩ）である、条項２６に記載の電気めっき漕。
条項３３．  ある量の非イオン性の界面活性剤／均染剤を更に含む、条項２６から３２の何れか一項に記載の電気めっき漕。
条項３４．  ある量のフェノールフタレインを更に含む、条項２６から３３の何れか一項に記載の電気めっき漕。
条項３５．  ある量の非イオン性の界面活性剤／均染剤と、ある量のフェノールフタレインを更に含む、条項２６に記載の電気めっき漕。
条項３６．  約０．５重量％から約５重量％までの金の共析出量と、約９５重量％から約９９．５重量％までのスズの共析出量とを含む、基板表面上でのスズウィスカの成長を軽減するための電気めっきコーティング。
条項３７．  金及びスズは、基板表面上に約１ミクロンから約１０ミクロンまでの厚さに共析出される、条項３６に記載のコーティング。
条項３８．  条項３６又は３７に記載のコーティングを含む電子部品。
条項３９．  条項３６又は３７に記載のコーティングを含む物体。
条項４０．  条項３７に記載の物体を含む航空機。
【００２８】
本明細書に提示される実施例では、例えば、クワッドフラットパック、プラスチックデュアルインラインパッケージ（ＰＤＩＰ）、スモールアウトライン集積回路（ＳＯＩＣ）、リレーなどの電子部品を含む物体上でのＳｎ／Ａｕめっきの使用、又はプリント回路基板上のトレース用めっきとしての使用が検討される。更に、本開示のＳｎ／Ａｕコーティングでめっきされたそのような電子部品が、例えば、静止構造及び他の物体のみならず、航空機、宇宙船、陸上移動体又は陸上以外の移動体などの任意の物体で使用される任意の電子システムにおける効用を見い出すことになろうと考えられる。検討される移動体の完全に網羅されていないリストには、有人航空機、無人航空機、宇宙船、衛星、陸上移動体及び陸上以外の移動体並びに水面移動体及び水面下の移動体などが含まれる。
【００２９】
本開示の好ましいバリエーション及び代替方法が例示及び記載されたが、開示の主旨及び範囲から逸脱しなければ、その中で様々な変更及び代用を行うことができると理解される。従って、本開示の範囲は、添付の特許請求の範囲及びそれと同等の物によってのみ限定されるべきである。
また、本願は以下に記載する態様を含む。
（態様１）
基板表面上でのスズウィスカの成長を軽減するための方法であって、
ある量の水溶性の金含有化合物を水に加えることによって、第１の溶液を調製するステップと、
第１の錯化剤を前記第１の溶液に加えるステップと、
第２の錯化剤を前記第１の溶液に加えるステップと、
水に溶解するある量の緩衝剤を含む第２の溶液を調製するステップと、
水溶性のスズ含有化合物を前記第２の溶液に加えるステップと、
溶液中である量の金イオンとスズイオンとを含む第３の溶液を形成するために、前記第１及び第２の溶液を混ぜ合わせるステップと、
陽極電極を前記第３の溶液に浸すステップと、
陰極基板を前記第３の溶液に浸すステップであって、前記陰極基板は陰極基板表面を含む、浸すステップと、
前記陽極電極及び前記陰極基板を、電流を供給可能な電源に接続するステップと、
前記電流を前記陽極電極、前記陰極基板及び前記第３の溶液に供給するために、前記電源を作動させるステップと、
ある量の金及びスズを前記陰極基板表面上に共析出するステップと
を含む方法。
（態様２）
前記金及びスズは、前記基板表面上に約１ミクロンから約１０ミクロンまでの厚さ、及び約０．５重量％から約５重量％までの金濃度に共析出される、態様１に記載の方法。
（態様３）
前記第１の溶液に加えられる前記金含有化合物は、水溶性の金塩である、態様１又は２に記載の方法。
（態様４）
前記第１の溶液に加えられる前記金含有化合物は、テトラクロロ金酸ナトリウムである、態様１又は２に記載の方法。
（態様５）
前記第２の溶液に提供される前記スズ含有化合物は、水溶性のスズ含有塩である、態様１又は２に記載の方法。
（態様６）
前記スズ含有塩は、塩化スズ（ＩＩ）である、態様５に記載の方法。
（態様７）
前記第１の錯化剤は、亜硫酸ナトリウムである、態様１に記載の方法。
（態様８）
前記第２の錯化剤は、Ｌ‐アスコルビン酸である、態様１に記載の方法。
（態様９）
前記第２の溶液中の前記緩衝剤は、ある量のクエン酸三アンモニウムを含む、態様１に記載の方法。
（態様１０）
ある量の界面活性剤／均染剤を前記第１又は第２の溶液に加えるステップを更に含む、態様１から９の何れか一項に記載の方法。
（態様１１）
前記第１又は第２の溶液に加えられる前記界面活性剤／均染剤は、非イオン性の界面活性剤／均染剤である、態様１０に記載の方法。
（態様１２）
ある量の界面活性剤／均染剤を前記第３の溶液に加えるステップを更に含む、態様１から１１の何れか一項に記載の方法。
（態様１３）
前記第３の溶液に加えられる前記界面活性剤／均染剤は、ある量のフェノールフタレイン溶液である、態様１２に記載の方法。
（態様１４）
前記第３の溶液は、ｐＨ約５．４で維持される、態様１に記載の方法。
（態様１５）
電気めっき漕を作るための方法であって、
第１の溶液中で、ある量の水溶性の金含有化合物を水に溶解させ、ある量の第１の錯化剤とある量の第２の錯化剤とを加えるステップと、
第２の溶液中で、ある量の緩衝剤を水に溶解させ、ある量の水溶性のスズ含有化合物を前記緩衝剤に加えるステップと、
第３の溶液を作るために、前記第１及び第２の溶液を混ぜ合わせるステップと
を含む方法。
（態様１６）
前記金含有化合物は、金含有塩を含む、態様１５に記載の方法。
（態様１７）
前記金含有塩は、テトラクロロ金酸ナトリウムである、態様１６に記載の方法。
（態様１８）
前記第１の錯化剤は、亜硫酸ナトリウムである、態様１５に記載の方法。
（態様１９）
前記第２の錯化剤は、Ｌ‐アスコルビン酸である、態様１５に記載の方法。
（態様２０）
前記第２の溶液中の前記緩衝剤は、クエン酸三アンモニウム緩衝剤溶液である、態様１５に記載の方法。
（態様２１）
前記スズ含有化合物は、塩化スズ（ＩＩ）である、態様１５に記載の方法。
（態様２２）
非イオン性の界面活性剤／均染剤を前記第１又は第２の溶液に加えるステップを更に含む、態様１５から２１の何れか一項に記載の方法。
（態様２３）
ある量の界面活性剤／均染剤を前記第３の溶液に加えるステップを更に含む、態様１５から２２の何れか一項に記載の方法。
（態様２４）
前記第３の溶液に加えられる前記界面活性剤／均染剤は、フェノールフタレインである、態様２３に記載の方法。
（態様２５）
態様１５に記載の方法に従って作られる電気めっき漕。
（態様２６）
水に溶解するある量の水溶性の金含有化合物と、
ある量の第１の錯化剤と、
ある量の第２の錯化剤と、
水に溶解するある量の緩衝剤と、
ある量の水溶性のスズ含有化合物と
を含む電気めっき漕。
（態様２７）
前記金含有化合物は、金含有塩である、態様２６に記載の電気めっき漕。
（態様２８）
前記金含有塩は、テトラクロロ金酸ナトリウムを含む、態様２７に記載の電気めっき漕。
（態様２９）
前記第１の錯化剤は、亜硫酸ナトリウムである、態様２６に記載の電気めっき漕。
（態様３０）
前記第２の錯化剤は、Ｌ‐アスコルビン酸である、態様２６に記載の電気めっき漕。
（態様３１）
前記緩衝剤は、クエン酸三アンモニウム溶液である、態様２６に記載の電気めっき漕。
（態様３２）
前記スズ含有化合物は、塩化スズ（ＩＩ）である、態様２６に記載の電気めっき漕。
（態様３３）
ある量の非イオン性の界面活性剤／均染剤を更に含む、態様２６から３２の何れか一項に記載の電気めっき漕。
（態様３４）
ある量のフェノールフタレインを更に含む、態様２６から３３の何れか一項に記載の電気めっき漕。
（態様３５）
ある量の非イオン性の界面活性剤／均染剤と、ある量のフェノールフタレインを更に含む、態様２６に記載の電気めっき漕。
（態様３６）
基板表面上でのスズウィスカの成長を軽減するための電気めっきコーティングであって、
約０．５重量％から約５重量％までの金の共析出量と、約９５重量％から約９９．５重量％までのスズの共析出量と
を含む電気めっきコーティング。
（態様３７）
前記金及びスズは、前記基板表面上に約１ミクロンから約１０ミクロンまでの厚さに共析出される、態様３６に記載のコーティング。
（態様３８）
態様３６又は３７に記載のコーティングを含む電子部品。
（態様３９）
態様３６又は３７に記載のコーティングを含む物体。
（態様４０）
態様３７に記載の物体を含む航空機。
【図１ａ】
0006448634.tif 000003
【図１ｂ】
0006448634.tif 000004
【図２】
0006448634.tif 000005
【図３】
0006448634.tif 000006
【図４】
0006448634.tif 000007
【図５】
0006448634.tif 000008
【図６】
0006448634.tif 000009
【図７】
0006448634.tif 000010