(57)【要約】【課題】優れたはんだ濡れ性と耐食性を有するＰｂを使用しない電気部材用Ｓｎ−Ｚｎめっき鋼板を提供する。【解決手段】使用するはんだ浴温度よりも１００℃以上低い溶融軟化点を有し、その皮膜厚みが０．１μ以上、２．０μ以下である樹脂皮膜を表面に被覆したＳｎ−Ｚｎめっき鋼板。さらに、短冊状に鋼板をせん断し、温度１０５℃、湿度１００％ＲＨ飽和の条件下でエージングを行い、短辺側をロジン−メタノールフラックスに浸漬した後、直ちに鉛フリーはんだ浴に浸漬し、応力値が０になるまでの時間（ゼロクロスタイム）が５秒以下であることが望ましい。【選択図】　　　　図１
2004027281.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用するはんだ浴温度よりも１００℃以上低い溶融軟化点を有し、その皮膜厚みが０．１μ以上、２．０μ以下である樹脂皮膜を表面に被覆したことを特徴とするはんだ濡れ性に優れたＳｎ−Ｚｎめっき鋼板。
【請求項２】
短冊状に鋼板をせん断し、温度１０５℃、湿度１００％ＲＨ飽和の条件下でエージングを行い、短辺側をロジン−メタノールフラックスに浸漬した後、直ちに鉛フリーはんだ浴に浸漬し、応力値が０になるまでの時間（ゼロクロスタイム）が５秒以下であることを特徴とする請求項１に記載のＳｎ−Ｚｎめっき鋼板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、優れたはんだ濡れ性や耐食性を有するＰｂを使用しない電気部材用Ｓｎ−Ｚｎめっき鋼板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年の情報化の進展、電子機器の進歩は目覚しく、電子機器の需要は増大傾向にある。これらの部材として使用される鋼板に要求される重要な特性としてはんだ性がある。これまで、はんだ性に優れる表面処理鋼板としては、Ｐｂ−Ｓｎめっき鋼板、電気Ｓｎめっき鋼板等が使用されてきた。また、はんだとしてもこれまではＰｂ−Ｓｎ系のものが多量に使用されてきた。しかし、周知のように、Ｐｂは人体に対して毒性があり、環境に負担がかかる物質としてその使用が抑制される傾向にある。
【０００３】
このような流れから、Ｐｂフリー表面処理鋼板に対する要求が高まりつつある。その候補材として電気Ｓｎめっき鋼板があるが、昔から電気Ｓｎめっき鋼板にはホイスカーと呼ばれる針状のＳｎ単結晶が生成し、回路の短絡を生じるという欠点を有することが知られている。電子部品の小型化により、このホイスカーの問題は最近再びクローズアップされつつある。この欠点を補うものとして、例えば特開平８−１３４６９０号公報にはんだ性に優れた電気亜鉛めっき鋼板、特開平２−２７０９７０号公報にＮｉ−Ｓｎ−Ｚｎめっき鋼板、特開２０００−１１９８３３号公報に溶融Ｓｎ−Ｚｎめっき鋼板が開示されている。
この内、溶融Ｓｎ−Ｚｎめっき鋼板はめっき量が厚く製造できることから耐食性にも優れるが、Ｚｎの含有量が多い場合には、温度１０５℃、湿度１００％ＲＨ飽和の条件下で８時間のエージングを行った場合に、Ｚｎの表面酸化が起こり、はんだ濡れ性を劣化させる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、この欠点を克服したはんだ濡れ性と耐食性に優れたＳｎ−Ｚｎめっき鋼板を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らはＳｎ−Ｚｎめっき鋼板のはんだ濡れ性を確認したが、温度１０５℃、湿度１００％ＲＨ飽和の条件下のような環境ではない場合（ａｓめっき状態）はんだ濡れ時間（ゼロクロスタイム）が十分に短いことを知見した。従って、温度１０５℃、湿度１００％ＲＨ飽和の環境下で起こる亜鉛の表面酸化を抑制できればはんだ濡れ性に優れたＳｎ−Ｚｎめっき鋼板が得られると考えた。
【０００６】
めっき層上面にある亜鉛の酸化を抑制するには何らかの化成処理皮膜をＳｎ−Ｚｎめっき層上に施し、環境下でＺｎが直接水分と接することを回避すれば良い。酸化を単純に抑制するための化成処理皮膜としてはクロメート皮膜、りん酸塩皮膜、有機樹脂皮膜などが考えられる。クロメート皮膜は６価クロムを含むものが主流であったがやはり環境負荷の問題から敬遠されている。３価クロムや金属クロムからなるクロメート皮膜であれば環境負荷の問題は回避されるが、はんだ濡れ性が不十分であった。
【０００７】
即ち、クロメートのような無機系皮膜は耐熱性が高いため、はんだ浴中に浸漬しても直ぐにははんだ浴がＳｎ−Ｚｎめっき層と反応せず、結果的にゼロクロスタイムが長くなってしまう。りん酸塩皮膜も無機皮膜であり耐熱性があるためクロメート皮膜と同様である。また、Ｓｎは化学的に安定であるため、反応型皮膜であるりん酸塩皮膜は生成しにくい問題もあった。残る施策としては有機皮膜であるが、これも厚く処理してしまうとはんだ浴金属とＳｎ−Ｚｎめっきの反応性を阻害してしまう。
【０００８】
しかし、厚くしないと水分が透過しＺｎの酸化を進めてしまう。この相反する課題を解決するため、有機皮膜の成分である樹脂の特性として、比較的低温で溶融軟化する。即ち、２００数十度に設定されるはんだ浴中で直ぐに皮膜がなくなってしまうような樹脂を検討することにした。更には疎水性を高くすることで、薄膜であっても水の透過を抑制できるようにと考えた。
以上のような考えに基づいて鋭意検討した結果、はんだ浴温度と樹脂皮膜溶融軟化点の関係および最適膜厚を見いだすことができた。
【０００９】
すなわち、本発明の特徴は、
（１）使用するはんだ浴温度よりも１００℃以上低い溶融軟化点を有し、その皮膜厚みが０．１μ以上、２．０μ以下である樹脂皮膜を表面に被覆したＳｎ−Ｚｎめっき鋼板であり、更に望ましくは、
（２）短冊状に鋼板をせん断し、温度１０５℃、湿度１００％ＲＨ飽和の条件下でエージングを行い、短辺側をロジン−メタノールフラックスに浸漬した後、直ちに鉛フリ−はんだ浴に浸漬し、応力値が０になるまでの時間（ゼロクロスタイム）が５秒以下であることを特徴とする前記（１）に記載のＳｎ−Ｚｎめっき鋼板である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明について詳細に説明する。
Ｓｎ−３．５質量％Ａｇはんだ浴、２５質量％ロジン−メタノールフラックスおよび軟化点を種々変更した有機樹脂皮膜を塗布したＳｎ−Ｚｎめっき鋼板を用い以下の実験を実施した。５×２５ｍｍの短冊状に鋼板をせん断し、温度１０５℃、湿度１００％ＲＨ飽和の条件下で８時間のエージングを行い、短辺側を２５質量％ロジン−メタノールフラックスに浸漬した後、直ちに浴温の異なるＳｎ−Ａｇはんだ浴に２ｍｍ／ｓｅｃの浸漬速度で２ｍｍ浸漬し、応力値が０になるまでの時間（ゼロクロスタイム）を測定した。試験結果を図１に示す。
【００１１】
はんだ浴温に対して、Ｓｎ−Ｚｎめっき層上に被覆された樹脂皮膜の溶融軟化点が８５℃程度低いとはんだ濡れ性を示すゼロクロスタイムが５秒より短くなることがわかる。樹脂皮膜の厚みや実験上の多少の誤差を考慮すると、樹脂皮膜の溶融軟化点がはんだ浴温より１００℃以上低ければはんだ濡れ性は良好（ゼロクロスタイムが飽和）となる。この結果はＳｎ−Ａｇはんだ浴以外でも同様であった。
【００１２】
次に、樹脂皮膜厚の影響について調査した。
樹脂皮膜厚を０（処理なし）から３μまで変更したサンプルを製造し、Ｓｎ−３．５質量％Ａｇはんだ浴を用い、請求項２に記載の条件でゼロクロスタイムを測定した。用いた樹脂とはんだ浴との温度差は約１３５℃である。試験結果を図２に示す。樹脂皮膜厚みが０．１μでゼロクロスタイムは４秒弱となり、約２．２μを越えると５秒を越えた。
【００１３】
【実施例】
次に、本発明を実施例を用いて具体的に説明する。尚、これらの実施例は本発明を何ら限定するものではない。
（１）Ｓｎ−Ｚｎめっき鋼板
極低炭の鋼を通常の転炉−真空脱ガス処理により溶製し、鋼片とした後、通常の条件で熱間圧延、冷間圧延、連続焼鈍工程を行い、焼鈍鋼板（０．８ｍｍ）を得た。この鋼板に溶融めっき法にてＳｎ−Ｚｎめっきを、８質量％Ｚｎ、めっき付着量３０ｇ／ｍ２　狙いで行った。
【００１４】
（２）樹脂皮膜塗布前処理
上記条件にて製造したＳｎ−Ｚｎめっきに対して、皮膜塗布前に、シリケート系アルカリ脱脂剤のファインクリーナー４３３６（日本パーカライジング（株）製）で脱脂処理（濃度２０ｇ／ｌ、液温６０℃、２０秒間スプレー処理）した後、水道水で洗浄した。
【００１５】
（３）樹脂皮膜の生成
溶融軟化温度の異なる幾つかの炭化水素系ワックス微粒子を含有した固形分比率が４５％のエマルジョン水溶液をＳｎ−Ｚｎめっき鋼板上に塗布し、１００℃の板温になるような条件で乾燥した。塗布はバーコート法で行った。樹脂膜厚はバーのサイズを変更することで調整した。
以上の操作を行って得られた鋼板をはんだ性評価試験に供した。
【００１６】
（４）はんだ濡れ性試験
鋼板を５×２５ｍｍの短冊状にせん断し、温度１０５℃、湿度１００％ＲＨ飽和の条件下で８時間のエージングを行い、短辺側を２５質量％ロジン−メタノールフラックスに浸漬した後、浴温２５０℃のＳｎ−３．５質量％Ａｇはんだ浴に２ｍｍ／ｓｅｃの浸漬速度で２ｍｍ浸漬し、応力値が０になるまでの時間（ゼロクロスタイム）を測定した。その評価結果を表１にまとめる。
【００１７】
【表１】
2004027281.tif 000003
【００１８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明は、優れたはんだ濡れ性や耐食性を有するＰｂを使用しない電気部材用Ｓｎ−Ｚｎめっき鋼板を提供する。また、人体に悪影響を及ぼしうる要因を排除することも可能となり産業上の寄与は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】はんだ浴温と樹脂溶融軟化点の差がはんだ濡れ（ゼロクロスタイム）に及ぼす関係を示す図である。
【図２】樹脂皮膜厚さとはんだ濡れ（ゼロクロスタイム）との関係を示す図である。
【図１】
2004027281.tif 000004
【図２】
2004027281.tif 000005