スリーボンド・テクニカルニュース
昭和 61 年 12 月 1 日発行

16電気回路基板上の金属移行について
１． 緒

最近､コストダウンの関係上、金などの高価な金属か言らスズなどの安い金属を使用する傾向が多くなって来た。
電子回路基板などの機構部品は高度の信頼性と低電流･また金でも厚くメッキしないでフラッシュ程度に薄くな低電圧の低出力での仕様が多くなり、ますます特性に要りつつあり、むしろ金属材料の構成からすると、複合性求される条件がきびしくなって来た。特にその中で最もの金属と考えた方がよいと思われる。特に金属と接触す重要なものに境界面における湿度と電解質の存在で、異る接着剤やコーティング剤は、高温高湿下では擬電解質

種金属の電気化学反応が進み、金属腐食が発生するガル的性質を示し、むしろ多重イオン電極といっても過言でバニー腐食が考えられる。即ちこれらの現象が、接着剤はない。したがって、使用用途や条件を誤れば絶縁障害やコーティング剤の皮膜の破壊と剥離をもたらす初期現などの問題が生ずることになる。

象の兆候でもある。ただし電子部品関連の場合には、物

本報告は、実装回路部品に使用されている金属材料お理的劣化が発生する前にイオンなどの拡散が、直接特性よびその周辺に接触する接着剤やコーティング剤の電気に影響をおよぼす現象が見られ、論理的観測が可能であ

化学的ポテンシャルから沿面現象を加速的にとらえ、信る。

頼性を明らかにすることを目的とする。

目次

１．緒 言･･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････1
２．測定システムの構成･･････････････････････････････････････････････････････････････････････････2
２−１ 構成ブロック図･･････････････････････････････････････････････････････････････････････2
２−２ 計測処理フローチャート･･････････････････････････････････････････････････････････････2
３．実験内容････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････3
４．測定条件と結果･･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････3
５．考 察･･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････9
６．結 論･･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････9＊瞬間強力接着剤・パワーＳとパワーＷの紹介＊･･･････････････････････････････････････････････････10

２．測定システムの構成

特に塩素イオンやナトリュムイオンは電気・電子デバイ
スなどには危険性があり注意すべきである。

接着剤やコーティング剤は不純物や低分子化合物を含この問題に対する金属・接着剤・コーティング剤の評

み、高温高湿下では擬電解質的性質を示し、電圧が印加

価装置は、Ａ−Ｄ・Ｄ−Ａ変換器・インターフェース・されると電解質を通して電流が流れ、腐食を促進させてアンテロッグアンプ・セル・電解槽などから構成され、いる。例えば、銅電極の場合には次のような反応を示し、全体のブロック図およびフローチャートを次に示す。

腐食を発生させている。
陽極

Cu→Cu２＋＋２e

陰極

12２−１

O2＋H2O+2e→2OH−

構成ブロック図

加速的評価に利用した装置は下記のようなブロック系

したがってこのような腐食作用を示す接着剤やコーテ統図になる。

ィング剤は、電気回路基板には適用することはできない。

図１２−２

Block Diagram of Constitution

計測処理フローチャート

図２
計測の手順に関する処理は、上記のようなフローチャートに準じ演算出力を行った。

2

３．実験内容℃98％ＲＨの高温高湿下でポテンシャルあるいは漏洩電流を観測した。

一般に接着剤メーカーは、使用される用途の構成金属

一般に Ag は､イオンマイグレーション現象が生じやすに関しては全く知識がなく、単純な金属として判断してい金属として考えられており、重要な回路には使用されいるのが現状である。したがって、接触界面のポテンシないか、または表面処理や合金化するなどの工夫がされャルが如何に特性に影響するのか勉強する必要があるのている。即ち、危険な金属で注意が必要であるが金などで、代表的金属を例にとって高温高湿下の金属移行現象と比較して漏洩電流がどの程度であるかを対比した結果、を調べることにした。

Ag は非常に移行しやすい傾向の金属で沿面間隔の狭いと主な実験項目の内容は、同種または異種対向金属電極ころでは注意しなければならない。Ag は特に水と反応しの漏洩電流特性の有意差とそれに影響するコーティングて電気分解し、Ag のイオンになり、さらに Ag イオンは酸剤の効果について記載する考えである。なお、主な金属素と反応して AgO を生ずる。AgO は不安定で Ag に還元さは Ag，Cu，Sn，Au，Zn などを例にとって特性を比較検れやすく、それが木葉状に拡散して沿面短絡が生ずるの討した。

である。したがって、吸湿して金属イオンが生じないことが重要である。このような現象を Ag のマイグレーショ

４．測定条件と結果ンと一般に言っている。ただし沿面漏洩は対向する金属実験用テストピースは、セラミックまたはガラスエポの種類、組合せる方法によってはその度合が図 4・図 5 のキシの絶縁基板上の沿面間隔１㎜の対向電極を作り、70データーのように異なってくるので、適切なる応用が必要である。特に Au/Ag は表面の接触抵抗も小さく、腐食

図33

写真 1

木葉状に拡散したＡｇ

絶縁材料側

銀側

写真 2

ガス寿命は別として安定した特性を示すようである。

沿面の短絡現象を引き起こすことが多いようである。特一方、イオン化傾向が大きい亜鉛や錫は、吸湿によっに軍事用・宇宙用の電子回路基板に防湿用の塗料を施すて簡単に移行し、例えば金の表面に電解メッキを生じ沿ことは重要なことであり、きびしい環境条件下での絶縁面短絡や高抵抗金属膜を形成する。したがって、電極電低下による短絡と腐食は、機構部品の小型化にはますま位差が大きい金／錫は電気化学反応の進行を劣化の方向す必要になって来るだろうと思われる。プリント回路のに促進させるので危険性が大きい。

信頼性はＭＩＬ−Ｅ5272､ＭＩＬ−Ｅ16400ＥおよびＭＩＬ

以上のように、電子回路基板周辺に使用されている金属は、単に温度や湿度の変化だけでポテンシャルを生じ4Ａｇのマイグレーション−ＳＴＤ−202 の仕様によるきびしい環境試験を検討する必要がある。

図4

図55

いて述べて来たものだが、今後は金属の移行を押える塗

最近は、これらの仕様の中に温度・湿度試験に加えて、細菌試験、衝撃試験、磨耗試験なども追加されている。

料の効果について報告する。

また防湿用の塗料は MIL‑I‑ 46058 で、次の 4 つの型に１）エポキシ樹脂／メルカブタン分類している。

２）エポキシ樹脂／変性ポリアミン

１）ＥＲ３）アルキッド塗料

タイプ−エポキシ

２）ＰＵＲタイプ−ポリウレタン

４）脱アルコール型シリコーンＲＴＶ

３）ＳＲタイプ−シリコーン

実施例１４）ＰＯ

タイプ−ポリスチレン

ＭＷ390 のエピコート 828 とメルカブタン系硬化剤の組合せによって、メルカブタン基の耐湿効果を検討する。

いままでの試料は金属の移行現象に関する基礎につ

図6

図76

実施例 2

図７の V‑Ｉ特性を判断すると、ＳＨ基は非常に吸湿しＭＷ390 のエピコート 828 と変性ポリアミン系硬化剤のやすい耐熱性のない硬化剤で、特に低い電圧でも短絡す組合せによって芳香族構造の耐湿効果を検討する。

るぐらいの耐湿性のない硬化剤で、用途によっては十分注意が必要である。

図8

図9

図９のＶ−Ｉ特性から見ると、100Ｖの印加電圧でも低性評価。

い漏洩電流を示し、さらに腐食もなく耐湿性の良い硬化

シリコーンＲＴＶはオルガノポリシロキサンを主成分剤と判断される。特に銅に対する腐食は全く認められてとしているため、炭素―炭素結合を主成分とする有機ゴいない。

ムに比較してすぐれた耐熱性、耐湿性、電気特性を有し実施例 3ている。

ラッカー型のアルキッド塗料に関する耐湿効果の評価。

ただしアセトン型と比較して活性水素を有している脱アルキッド塗料は、銅などの金属に対してすぐれた密アルコール型は加水分解を生じやすい。特に金属腐食の着効果を一般に示すが、データーより判断すると耐熱性ないと言われる脱アルコール型シリコーンは、初期からが不足しているために、印加電圧によって電気分解が生漏洩電流が非常に小さい特性を示してはいるが、高温でじやすくなっている。即ち、高温での密着力が非常に弱高い印加電圧をかけた場合には沿面漏洩の立上りが早いい塗料と判断される。

ように見うけられる。即ち、加水分解が徐々に発生し銅実施例４のイオン化が生じてきていると判断される。

脱アルコール型のシリコーン（ＲＴＶ）に関する耐湿7図 10

図 118腐食された金の顕微鏡写真

５．考察

異種金属の対向は高い電極電位差によって腐食現象を促進させる。また、その周囲に使用されている接着剤・コーティング剤は、準電解質として劣化を促進させる要逆に促進させる傾向がある。
３． 電極は、有機物を含めて多重電極と判断して取扱いに注意する必要がある。

素を持っている。
《引用文献》

６．結論

１）合金状態図の解説：清水要蔵著
２）金属表面加工概論：呂戊辰著

３）腐食科学と防食技術：伊藤伍郎著
１． 異種金属対向のＳｎは劣化が特に著しい。
２． 接着剤・コーティング剤の不純物は、電極の劣化を

４）基礎電気化学：A,R,Denaro 著
５）電気化学システム：高橋正雄著

スリーボンド技術サービス（株）

本田勉

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10①キャップをはずし、付属の針をノズルの先端に差し込んで、小さい孔をあけてください。なお、接着剤がとび出さないように注意してください。
②接着面についている水分、油分、さび、その他の汚れをよく拭き取ってください。
③接着面にごく少量塗布してください。薄く塗布すればするほど、強い接着力が得られます。なお、しみ込みの大きい材質には少し多目に塗布してください。
④接着面をすりあわせ液が薄くかつ均一にゆきわたるようにして所定の位置に固定してください。所定の位置に固定するまでの時間が短ければ短いほど、強い接着力が得られます。
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