(57)【要約】【課題】  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の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するものである。【解決手段】  本発明に係るＡｕ・Ｓｎ合金箔の製造方法は、Ａｕ・Ｓｎ合金と密着し且つ溶解し易い導電体に、純金層若しくは錫が１０ｍａｓｓ％以下で残部が金の層と純錫層若しくは錫が９０ｍａｓｓ％以上で残部が金の層とを交互に積層するように、且つ半田加工時に溶融され均一化されたときに錫が１８〜２５ｍａｓｓ％で残部が金となるように、めっき槽内においてＡｕ・Ｓｎ合金めっきを施した後、溶解槽内において前記導電体を溶解し、残ったＡｕ・Ｓｎ合金箔を要すれば加工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合金と密着し且つ溶解し易い導電体に、純金層若しくは錫が１０ｍａｓｓ％以下で残部が金の層と純錫層若しくは錫が９０ｍａｓｓ％以上で残部が金の層とを交互に積層するように、且つ半田加工時に溶融され均一化されたときに錫が１８〜２５ｍａｓｓ％で残部が金となるように、めっき槽内においてＡｕ・Ｓｎ合金めっきを施した後、溶解槽内において前記導電体を溶解し、残った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、Ｃｕ系あるいはＡｌ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、さらにスリット加工及び切断加工、打ち抜き加工が施された後半田加工に供されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載のＡｕ・Ｓｎ合金箔の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気、電子、光機器装置等に多用されている、Ａｕ・Ｓｎ合金箔の製造方法に関し、より詳しくは極薄のＡｕ・Ｓｎ合金箔を効率的に且つ安価に製造する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気、電子、光機器装置等を製造する際、半田（金属ろう）材として用いられるＡｕ・Ｓｎ合金箔の製造方法としては、（イ）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、（ロ）冷却ロールに溶融金属を吹き付け、固化した後に該金属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（特許文献１、特許文献２等参照）、（ハ）真空槽内で乾式成膜（蒸着、スパッタ等）する方法（特許文献３等参照）、（ニ）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（特許文献４等参照）等が提案されている。
【特許文献１】特開昭５２−１３３８２６号公報
【特許文献２】特開平５−２６１４９２号公報
【特許文献３】特開２００２−２２４８８２号公報
【特許文献４】特開２０００−２６９８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
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た。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った。
先ず、（イ）の溶解鋳造圧延法において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った。また、（ロ）、（ハ）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厚の皮膜を積層する必要があること、さらに設備コストが高くつくこと等の問題があった。一方、（ニ）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問題点があった。
【０００４】
本発明は、このような従来技術の問題点を解決されるためになされたもので、その目的とするところは、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の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。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的を達成するため、本発明に係るＡｕ・Ｓｎ合金箔の製造方法は、Ａｕ・Ｓｎ合金と密着し且つ溶解し易い導電体に、純金層若しくは錫が１０ｍａｓｓ％以下で残部が金の層と純錫層若しくは錫が９０ｍａｓｓ％以上で残部が金の層とを交互に積層するように、且つ半田加工時に溶融され均一化されたときに錫が１８〜２５ｍａｓｓ％で残部が金となるように、めっき槽内においてＡｕ・Ｓｎ合金めっきを施した後、溶解槽内において前記導電体を溶解し、残った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、Ｃｕ系あるいはＡｌ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ものである。また、得られたＡｕ・Ｓｎ合金箔は、必要に応じ更に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ものである。
【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。
【発明の効果】
【０００７】
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になり、生産性、品質性の大幅な向上を図ることができる。また、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。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
次に、添付図面に基づいて実施例を用いて本発明をさらに説明する。
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は本発明で製造したＡｕ・Ｓｎ合金箔の一加工例を示す模式図で、１はＡｕ・Ｓｎ合金箔、２は導電体（保持材）、３はめっき槽、４はノーシアンＡｕ・Ｓｎ合金めっき液、５は不溶性陽極、６は搬送ロール、７は導電体（保持材）の溶解槽、８は導電体（保持材）の溶解液、９は導電体（保持材）巻出しロール、１０は合金箔巻取りロール、１１はスリッター、１２はリボン巻取りロールである。
【０００９】
先ず、図１に示すＡｕ・Ｓｎ合金箔の製造方法は、１槽のめっき槽３と１槽の溶解槽７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、予めキャリアテープと称される導電体（保持材）２が巻き取られている導電体（保持材）巻出しロール９、ノーシアンＡｕ・Ｓｎ合金めっき液４を貯溜しためっき槽３、該めっき槽内にセットされた不溶性陽極５、搬送ロール６、導電体（保持材）２の溶解液８を貯溜した導電体（保持材）２の溶解槽７、Ａｕ・Ｓｎ合金箔１の合金箔巻取りロール１０とから構成されている。
なお、導電体（保持材）２としては、Ｃｕ箔やＡｌ箔のように、Ａｕ・Ｓｎ合金箔は溶解せずに保持剤のみが溶解する金属材料を用いる。また、不溶性陽極５としては、例えばＰｔ−Ｔｉ等の不溶性陽極を用いる。
【００１０】
上記装置によりＡｕ・Ｓｎ合金箔を製造する場合は、まず、２個の導電体（保持材）巻出しロール９から帯状の導電体（保持材）２を送り出し、該導電体（保持材）を重ねてノーシアンＡｕ・Ｓｎ合金めっき液４を貯溜しためっき槽３に導入し，該めっき槽において所定の液温、電流密度にて２枚の導電体（保持材）２にＡｕ・Ｓｎ合金めっきを施す。この際、合金めっき槽内の不溶性電極５間の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、搬送ロール６にて次の溶解槽７へ送り、該溶解槽にて溶解液８によりＡｕ・Ｓｎ合金層を溶解することなく導電体（保持材）２のみを溶解除去し、その後、Ａｕ・Ｓｎ合金箔１を巻取りロール１０に巻き取る。
【００１１】
続いて、図１に示す方法により作製されたＡｕ・Ｓｎ合金箔１は、図２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、合金箔巻取りロール１０に巻き取られたＡｕ・Ｓｎ合金箔１を巻き戻し、スリッター１１にて４本のリボン状のＡｕ・Ｓｎ合金箔に裁断されてそれぞれリボン巻取りロール１２に巻き取られる。このＡｕ・Ｓｎ合金箔を半田接合に使用する場合は、各リボン状のＡｕ・Ｓｎ合金箔を所定の長さに切断して半田接合に供する。
【００１２】
ここで、上記製造方法につき電気めっきを用いた理由は、無電解めっきに比べＡｕ・Ｓｎ合金箔の膜厚の制御が容易であるからである。従って、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。
なお、図１の実施例では２つの巻出しロール、２つの導電体（保持材）を用いた例を示したが、導電体の片面をめっきしないようにするなどして工夫すれば、単一の巻出しロール、単一の導電体（保持材）を使用しても同様のＡｕ・Ｓｎ合金箔が得られるのはいうまでもない。更に、効率を上げるため、導電体の側面をめっきしないようにするなどして工夫した上で、更にめっき操作や溶解操作にて互いに干渉しないよう間隔を置いて導電体（保持材）を配設すれば、３つ以上の導電体（保持材）をめっき槽３や溶解槽７に浸漬して、同様のＡｕ・Ｓｎ合金箔を得ることも可能である。
【００１３】
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（保持材）に、不溶性陽極間の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（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。
【実施例１】
【００１４】
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、導電体（保持材）巻出しロール９からＣｕ箔からなる導電体（保持材）２を送り出し、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：Ｓｎ２０ｗ％）４を貯留し、Ｐｔ―Ｔｉ等の不溶性陽極５をセットして、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た。その後、めっき終了部位からドラム状の搬送ロール６により該Ｃｕ箔からなる導電体（保持材）２を硫酸―過酸化水素系の溶解液８が貯留された溶解槽７に送り込んだ。ここで、導電体（保持材）２であるＣｕ箔が溶解除去され、Ａｕ・Ｓｎ合金箔１のみがドラム状の巻取りロール１０に巻き取られた。
本実施例におけるめっき層の構成と厚さ、得られたＡｕ・Ｓｎ合金箔の合金比率（Ａｕ：Ｓｎ）、図２に示すスリッターでのスリット時に発生するクラック及びバリ数を、ＡｕとＳｎの合成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。尚、クラック及びバリ数はスリット後の長さ１ｍ中の発生数である。
表１の結果より明らかなごとく、本発明例では、スリット時にクラック及びバリを発生することのない良好なＡｕ・Ｓｎ合金めっき箔が得られた。
【００１５】
【表１】
2005113245.tif 000003
【００１６】
なお、該導電体（保持材）２を溶解した後、酸化防止対策のため、該Ａｕ・Ｓｎ合金箔に対し別槽にてＡｕリッチ層や純Ａｕフラッシュ層などを追加形成させることも有用である。
【００１７】
その後、更に、合金箔巻取りロール１０に巻き取られたＡｕ・Ｓｎ合金箔１を、それぞれスリッター１１にてリボン状に裁断し、巻取りロール１２に巻き取ってリボン状ろう材を製造した。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【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】本発明で製造したＡｕ・Ｓｎ合金箔の一加工例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００１９】
１  Ａｕ・Ｓｎ合金箔
２  導電体（保持材）
３  めっき槽
４  ノーシアンＡｕ・Ｓｎ合金めっき液
５  不溶性陽極
６  搬送ロール
７  導電体（保持材）の溶解槽
８  導電体（保持材）の溶解液
９  導電体（保持材）巻出しロール
１０  合金箔巻取りロール
１１  スリッター
１２  リボン巻取りロール
【図１】
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【図２】
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