(57)【要約】【課題】高品質の極薄膜Ａｕ・Ｓｎ合金箔を効率的にかつ安価に製造することが可能なＡｕ・Ｓｎ合金箔の製造方法を提供する。【解決手段】Ａｕ・Ｓｎ合金と密着しにくいＦｅ系あるいはＴｉ系金属材からなる導電体に、純金層もしくは錫が１０ｍａｓｓ％以下で残部が金の層と、純錫層もしくは錫が９０ｍａｓｓ以上で残部が金の層とを交互に積層し、得られるＡｕ・Ｓｎ合金箔が溶融され、均一化されたときに錫１８〜２５ｍａｓｓ％、残部が金の組成となるようにＡｕ・Ｓｎ合金めっきを施した後、前記導電体からＡｕ・Ｓｎ合金箔を剥離して製造することを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ａｕ・Ｓｎ合金と密着しにくい導電体に、純金層もしくは錫が１０ｍａｓｓ％以下で残部が金の層と、純錫層もしくは錫が９０ｍａｓｓ以上で残部が金の層とを交互に積層し、得られるＡｕ・Ｓｎ合金箔が溶融され、均一化されたときに錫１８〜２５ｍａｓｓ％で残部が金の組成となるようにＡｕ・Ｓｎ合金めっきを施した後、前記導電体からＡｕ・Ｓｎ合金箔を剥離し、剥離したＡｕ・Ｓｎ合金箔を要すれば加工することを特徴とするＡｕ・Ｓｎ合金箔の製造方法。
【請求項２】
前記導電体は、Ｆｅ系あるいはＴｉ系金属材であることを特徴とする請求項１記載のＡｕ・Ｓｎ合金箔の製造方法。
【請求項３】
前記導電体は、板状、帯状、ロール状のいずれかの形状であることを特徴とする請求項１または２記載のＡｕ・Ｓｎ合金箔の製造方法。
【請求項４】
前記Ａｕ・Ｓｎ合金めっきには、シアン化合物を含まないめっき液を用いることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項記載のＡｕ・Ｓｎ合金箔の製造方法。
【請求項５】
前記Ａｕ・Ｓｎ合金箔の膜厚は、２０μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１項記載のＡｕ・Ｓｎ合金箔の製造方法。
【請求項６】
前記Ａｕ・Ｓｎ合金箔は、スリット加工および切断加工、打ち抜き加工が施されて半田加工に供されることを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか１項記載のＡｕ・Ｓｎ合金箔の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気、電子、光学機器等に多用されている、Ａｕ・Ｓｎ合金箔の製造方法に係り、より詳しくは極めて薄いＡｕ・Ｓｎ合金箔を効率的にかつ安価に製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気、電子、光学機器等を製造する際に半田（金属ロー）材として用いられるＡｕ・Ｓｎ合金箔の製造方法としては、▲１▼溶解鋳造した半田材を圧延にて薄箔にした後、該薄箔を所定の形状に加工する方法、▲２▼冷却ロールに溶融金属を吹き付け、固化した後に該箔を金属ナイフまたはエアーナイフを用いて剥離する方法  （特開昭５２−１３３８２６号公報、特開平５−２６１４９２号公報等参照）、▲３▼真空槽内で乾式成膜（蒸着、スパッタ等）する方法（特開２００２−２２４８８２号公報等参照）、▲４▼フォトリソグラフィにて形成したマスク層に部分めっきを施して当該皮膜を剥離する湿式成膜法（特開２０００−２６９８９号公報等参照）等が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の方法で得られるＡｕ・Ｓｎ合金箔は、Ａｕ／２０Ｓｎ金錫合金ろう材と称するものであり、Ｓｎがほぼ２０質量％、不可避的不純物を除く残部がＡｕの組成のものであり、硬くて脆いものとなっている。この結果より、上記した従来のＡｕ・Ｓｎ合金箔の製造方法には、次のような問題がある。
まず、▲１▼の溶解鋳造圧延法は、圧下率の制御が困難であることや、曲げ加工、プレス加工にてクラックやバリが発生し易いことから、２０μｍ厚以下の合金箔を得ることが困難である。また、▲２▼、▲３▼の乾式成膜法は、合金比率の制御が困難であること、２０μｍ厚以下の合金箔を得るためには数μｍ層の皮膜を積層する必要があること、設備コストが高くつく等の問題がある。一方、▲４▼の湿式成膜法であるめっき法は、フォトリソグラフィを用いた部分めっきであるため、工程が複雑で非効率的であり、製造コストが高くつくという問題がある。
【０００４】
本発明は、このような従来技術の問題点を解決するためになされたもので、合金比率を容易に制御することができる上、クラックやバリを発生させることなく曲げ加工やプレス加工が可能である高品質の極薄膜Ａｕ・Ｓｎ合金箔を高生産性、高経済性で製造することが可能なＡｕ・Ｓｎ合金箔の製造方法を提案しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るＡｕ・Ｓｎ合金箔の製造方法は、Ａｕ・Ｓｎ合金と密着しにくい導電体に、純金層もしくは錫が１０ｍａｓｓ％以下で残部が金の層と、純錫層もしくは錫が９０ｍａｓｓ以上で残部が金の層とを交互に積層し、得られるＡｕ・Ｓｎ合金箔が溶融され、均一化されたときに錫１８〜２５ｍａｓｓ％で残部が金の組成となるようにＡｕ・Ｓｎ合金めっきを施した後、前記導電体からＡｕ・Ｓｎ合金箔を剥離し、剥離したＡｕ・Ｓｎ合金箔を要すれば加工することを特徴とするものである。
この方法における導電体としては、Ｆｅ系あるいはＴｉ系金属材を用いることができ、また、該導電体の形状は、板状、帯状、ロール状のいずれでもよい。また、Ａｕ・Ｓｎ合金めっき液としては、シアン化合物を含まないものを用いることを特徴とするものである。さらに、前記Ａｕ・Ｓｎ合金箔は膜厚が２０μｍ以下であることを特徴とする。また、得られたＡｕ・Ｓｎ合金箔は、要すればスリット加工および切断加工、打ち抜き加工が施されて半田加工に供されることを特徴とする。
【０００６】
本発明において、得られる皮膜の組成として純金層もしくは錫が１０ｍａｓｓ％以下で残部が金の層と限定したのは、錫が１０ｍａｓｓ％を越えると皮膜が硬くかつ脆くなり、加工性に乏しくなるためである。また、純錫層もしくは錫が９０ｍａｓｓ以上で残部が金の層と限定したのは、前記と同様、加工性に乏しくなるためである。さらに、得られたＡｕ・Ｓｎ合金箔が溶融され、均一化されたときに錫１８〜２５ｍａｓｓ％で残部が金の組成となるように限定したのは、Ａｕ・Ｓｎ合金の融点が最も低くなる組成であるためである。また、Ａｕ・Ｓｎ合金箔の膜厚を２０μｍ以下と限定したのは、溶融圧延法では不可であり、かつ生産性を考慮したためである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係るＡｕ・Ｓｎ合金箔の製造方法の一実施例を示す模式図、図２は同じく他の実施例を示す模式図、図３は本発明法で得られたＡｕ・Ｓｎ合金箔の加工方法の一例を示す模式図であり、１はＡｕ・Ｓｎ合金箔、１−１はＡｕ・Ｓｎ合金めっき皮膜、２はノーシアンＡｕ・Ｓｎ合金めっき液、３は合金めっき槽、４、１０は導電体、５は陽極、６はＡｕめっき槽、７はノーシアンＡｕめっき液、８は巻取りロール、９は送りロール、１１は導電体送出しロール、１２は導電体巻取りロール、１３は剥離ロール、１４はスリッターである。
【０００８】
まず、図１に示すＡｕ・Ｓｎ合金箔の製造方法は、２槽のめっき槽を用いてＡｕ・Ｓｎ合金箔を製造する方法であり、この方法を実施するための装置は、ノーシアンＡｕ・Ｓｎ合金めっき液２を貯溜した合金めっき槽３、該めっき槽内にセットされた導電体４と陽極５、ノーシアンＡｕめっき液７を貯溜したＡｕめっき槽６、該めっき槽にセットされた陽極５と送りロール９、Ａｕ・Ｓｎ合金箔の巻取りロール８、導電体巻取りロール１２とから構成されている。
導電体４としては、Ｆｅ系あるいはＴｉ系金属材からなるロールを用いる。具体的にはステンレス鋼板やチタン板を用いる。この導電体４は、Ａｕ・Ｓｎ合金箔の剥離性を考慮して表面に鏡面加工が施されたものが好ましい。陽極５としては、例えばＰｔ−Ｔｉ等の不溶性陽極を用いる。
【０００９】
上記装置によりＡｕ・Ｓｎ合金箔を製造する場合は、まずノーシアンＡｕ・Ｓｎ合金めっき液２を貯溜した合金めっき槽３において所定の液温、電流密度にてドラム状の導電体４にＡｕ・Ｓｎ合金めっきが施される。この際、電流密度を変化させて析出するＡｕ・Ｓｎ合金組成を変化させる。そして、所定厚さ電気めっきが施されると、導電体４よりＡｕ・Ｓｎ合金めっき皮膜１−１が剥離され、送りロール９にて次のＡｕめっき槽６へ送られ、ノーシアンＡｕめっき液７によるＡｕフラッシュめっきが施されてＡｕ・Ｓｎ合金箔１となり、巻取りロール８に巻き取られる。
なお、この製造方法の場合は、高電流密度ではＳｎ含有量が多い合金箔、低電流密度ではＡｕ含有量が多い合金箔を製造することができる。
【００１０】
次に、図２に示すＡｕ・Ｓｎ合金箔の製造方法は、１槽のめっき槽を用いてＡｕ・Ｓｎ合金箔を製造する方法であり、この方法を実施するための装置は、ノーシアンＡｕ・Ｓｎ合金めっき液２を貯溜した合金めっき槽３、該めっき槽内にセットされた陽極５と送りロール９、合金めっき槽３の入側に設けられた送りロール９および導電体送出しロール１１、合金めっき槽３の出側に設けられた剥離ロール１３、Ａｕ・Ｓｎ合金箔の巻取りロール８および導電体巻取りロール１２とから構成されている。
【００１１】
上記装置によりＡｕ・Ｓｎ合金箔を製造する場合は、ノーシアンＡｕ・Ｓｎ合金めっき液２を貯溜した合金めっき槽３において、送出しロール１１より送り出された帯状の導電体１０に所定の液温、電流密度にてＡｕ・Ｓｎ合金めっきが施される。この際も前記と同様、電流密度を変化させて析出するＡｕ・Ｓｎ合金組成を変化させる。合金めっき槽３では導電体１０の両面にＡｕ・Ｓｎ合金めっきが施される。そして、所定厚さ電気めっきが施されると、剥離ロール１３にて両面のＡｕ・Ｓｎ合金箔１が導電体４より剥離され、その２枚のＡｕ・Ｓｎ合金箔１はそれぞれ巻取りロール８に別々に巻き取られ、Ａｕ・Ｓｎ合金箔１が剥離された導電体１０は、専用の巻取りロール１２に巻き取られる。
【００１２】
続いて、図１、図２に示す方法により作製されたＡｕ・Ｓｎ合金箔１は、図３に示す方法により所定の形状、寸法に加工される。すなわち、巻取りロール８に巻き取られたＡｕ・Ｓｎ合金箔１を巻き戻し、スリッター１４にて４本のリボン状のＡｕ・Ｓｎ合金箔１ｐに裁断されてそれぞれ巻取りロール８に巻き取られる。このＡｕ・Ｓｎ合金箔１ｐを半田接合に使用する場合は、各リボン状のＡｕ・Ｓｎ合金箔１ｐを所定の長さに切断して半田接合に供する。
【００１３】
なお、本発明において、導電体としてＡｕ・Ｓｎ合金と密着しにくい金属材（Ｆｅ系あるいはＴｉ系金属材）を用いることとしたのは、剥離しやすく、箔形成が容易なためである。前記金属材料は格子常数の違いや酸化膜を容易に形成するなどの理由により密着しにくいことが知られている。
【００１４】
本発明方法は上記のように、Ａｕ・Ｓｎ合金めっき液を貯溜した合金めっき槽にて導電体に、電流密度を変化させつつＡｕ・Ｓｎ合金めっきを施すので、膜厚および合金比率を自由に制御できる。また、得られた皮膜は純金層もしくは錫が１０ｍａｓｓ％以下で残部が金の層と、純錫層もしくは錫が９０ｍａｓｓ％以上で残部が金の層とを交互に積層された状態のものであり、該ろう材層が溶融され、均一化されたときに錫１８〜２５ｍａｓｓ％、残部が金の組成となるようにされているもので、組成的に柔軟な材質となっているばかりか、非晶質構造が主体で、曲げ加工やプレス加工等でクラックやバリの発生を防止できる。したがって、Ａｕ・Ｓｎ合金箔の生産性、品質性および経済性を大幅に向上できる。
【００１５】
【実施例】
実施例１
図２に示す製造方法により、Ａｕ・Ｓｎ合金箔を製造した実施例を以下に示す。
本実施例では、Ａｕ・Ｓｎ合金めっき槽３に石原薬品（株）のノーシアンＡｕ・Ｓｎ合金めっき液（合金比率＝Ａｕ８０：Ｓｎ２０ｗｔ％）２およびＰｔ―Ｔｉ等の不溶性陽極５をセットし、表面を鏡面加工した０．１ｍｍ厚のＳＵＳ３０４条材からなる導電体１０をロール１１から巻き戻し、液温３５℃とし、電流密度を変化させて所定のめっき層と厚さになるようにし、その後Ａｕ・Ｓｎ合金めっき皮膜を剥ぎ取り、該Ａｕ・Ｓｎ合金めっき皮膜１−１を搬送ロール９で隣のＡｕめっき槽６へ送り、０．１μｍ厚のＡｕフラシュめっきを施して得られたＡｕ・Ｓｎ合金箔１を巻取りロール８に巻き取った。なお、ＳＵＳ３０４条材からなる導電体１０は、同時に巻き取りロール１２に巻き取り、再使用する。
本実施例におけるめっき層の構成と厚さ、得られたＡｕ・Ｓｎ合金箔１の合金比率（Ａｕ：Ｓｎ）、めっき剥離数を、ＡｕとＳｎの合金比率を変えてめっきしたＡｕ・Ｓｎ合金箔と比較して表１に示す。なお、めっき剥離数は、導電体１０から剥ぎ取る前の長さ１０ｍ中のめっき層での値である。
表１の結果より明らかなごとく、本発明例では、導電体ドラムよりめっき層が剥離することなく良好にＡｕ・Ｓｎ合金めっき皮膜が得られた。
【００１６】
実施例２
図１に示す製造方法により、Ａｕ・Ｓｎ合金箔を製造した実施例を以下に示す。
本実施例では、Ａｕ・Ｓｎ合金めっき槽３に石原薬品（株）のノーシアンＡｕ・Ｓｎ合金めっき液（合金比率＝Ａｕ８０：Ｓｎ２０ｗｔ％）２およびＰｔ―Ｔｉ等の不溶性陽極５、表面を鏡面加工した導電体ドラム１０をセットし、実施例１と同一の条件でめっきを施し、その後Ａｕ・Ｓｎ合金めっき皮膜を剥ぎ取り、該Ａｕ・Ｓｎ合金めっき皮膜１−１を搬送ロール９で隣のＡｕめっき槽６へ送り、０．１μｍ厚のＡｕフラシュめっきを施して得られたＡｕ・Ｓｎ合金箔１を巻取りロール８に巻き取った。
得られたＡｕ・Ｓｎ合金箔１の合金比率（Ａｕ：Ｓｎ）は、実施例１（表１）と同様であった。
【００１７】
【表１】
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【００１８】
【発明の効果】
以上説明したごとく、本発明方法によれば、曲げ加工やプレス加工性に富む極薄のＡｕ・Ｓｎ合金箔を作製することができる上、膜厚および合金比率を自由に変えることができるので、Ａｕ・Ｓｎ合金比率の異なるＡｕ・Ｓｎ合金箔の作製も容易となり、生産性、品質性および経済性の大幅向上をはかることができる。また、電気めっきには、シアン化合物を含まないめっき液を用いるために、環境改善にも寄与し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＡｕ・Ｓｎ合金箔の製造方法の一実施例を示す模式図である。
【図２】同じく他の実施例を示す模式図である。
【図３】本発明法で得られたＡｕ・Ｓｎ合金箔の加工方法の一例を示す模式図である。
【符号の説明】
１  Ａｕ・Ｓｎ合金箔
１−１  Ａｕ・Ｓｎ合金めっき皮膜
２  ノーシアンＡｕ・Ｓｎ合金めっき液
３  合金めっき槽
４、１０  導電体
５  陽極
６  Ａｕめっき槽
７  ノーシアンＡｕめっき液
８  巻取りロール
９  送りロール
１１  導電体送出しロール
１２  導電体巻取りロール
１３  剥離ロール
１４  スリッター
【図１】
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【図２】
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【図３】
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