JPH08255968A

JPH08255968A - プリント回路板の製造

Info

Publication number: JPH08255968A
Application number: JP7348907A
Authority: JP
Inventors: Peter Thomas Mcgrath; トーマスマクグラスピーター; Mcintosh Soutar Andrew; マッキントッシュソーターアンドリュー
Original assignee: Alpha Metals Ltd
Current assignee: Alpha Metals Ltd
Priority date: 1994-12-09
Filing date: 1995-12-11
Publication date: 1996-10-01
Also published as: US9072203B2; US20020150692A1; US20110279991A1; US6860925B2; CN1071806C; EP0797690A1; TW301844B; FI972423A; DE797690T1; IN187964B; AU4181996A; WO1996017975A1; FI972423A0; HK1002869A1; ATE183246T1; DE69511434T2; US20020152925A1; US20010022989A1; GB9425031D0; US6395329B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ＰＣＢの製造の際に用いられる方法は、金属
のパッドおよび／または通し穴を保護して、耐変色性
の、はんだ付けできる皮膜を与えることを含む。【解決手段】この方法では、好ましくは浸漬法によっ
て、パッドおよび／または通し穴を光沢食刻し、金属め
っきし、そして変色防止剤で処理する。変色防止剤を浸
漬めっき浴に組み込んでもよい。金属めっきは、通常、
銀またはビスマスを用いて行われ、パッドおよび／また
は通し穴は銅を含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】プリント回路板（ＰＣＢ）の
製造の際は、第一の（多段階）段階で「裸板」を作製
し、第二の（多段階）段階で、その板に様々な部品を取
り付ける。本発明は、第二の製造段階へと進む前に保護
層で裸板を被覆する、裸板の製造における最終段階に関
する。

【０００２】

【従来の技術】第二段階で部品を裸板に取り付けるため
には、現在２形式の部品：すなわち、有脚部品、例えば
抵抗器、トランジスタ等、および、より最近の、表面据
付けデバイスがある。有脚部品は、脚のそれぞれを板の
穴に通し、次いで、脚の周囲の穴がはんだで満たされる
ことを確保することによって、板に取り付ける。表面据
付けデバイスは、平坦な接触部域でのはんだ付け、また
は接着剤を用いた接着によって、板の表面に取り付け
る。

【０００３】第一の段階では、絶縁層、導電性の回路図
形、ならびに導電性のパッドおよび／または通し穴を含
む板を製造する。板は、複数の導電性回路図形を絶縁層
の間に配置した多層の板であってよく、あるいは１層の
絶縁層および１個の導電性回路図形を含んでもよい。

【０００４】通し穴は、それらが導電性であるように、
そしてその後の部品取付け段階で表面据付け部品か取り
付けられる部域を形成するパッドも導電性であるよう
に、通しめっきしてよい。

【０００５】回路図形、パッドおよび通し穴の導電性部
域は、いかなる導電性材料、または異なる導電性材料の
混合物で形成してもよいが、一般的には銅で形成する。
経時的に、銅は酸化して、劣悪なはんだ付け適性を有す
る酸化銅の層を形成する傾向があることから、第二の部
品取付け段階へと進める前に、はんだ付け適性を保持し
て、はんだ付けができにくい酸化銅の表面層の形成を防
ぐことが望ましい、パッドおよび／または通し穴の部域
を覆って保護層を塗装する。

【０００６】裸板を作製するには、複数の方法がある
が、裸板の作製に最も広く用いられる方法の一つは、
「裸銅を覆うはんだマスク」（ＳＭＯＢＣ）の手法とし
て公知である。そのような板は、一般に、導電性材料で
片面または両面を被覆したエポキシ結合ファイバーグラ
スを含む。一般に、この板は、回路図形を含む導電層と
絶縁層とを交互に有する多層板であると思われる。導電
性材料は、一般的には金属箔、最も普通には銅箔であ
る。ＳＭＯＢＣ手法では、そのような板を入手し、テン
プレートまたは自動化ボール盤を用いて、板材を穿孔す
る。次いで、板全体：すなわち箔の上面と通し穴の表面
との双方に銅の層を析出する無電解銅めっき法を用い
て、穴を「通しめっき」する。

【０００７】次いで、板材を感光性薄膜（フォトレジス
ト）で被覆し、予め選ばれた部域で露光させ、化学的に
現像して、露光させなかった部域を除去して、めっきさ
れた通し穴およびパッドである導電性部域を露出させ
る。一般的には、次の段階で、もう一つの銅の電気めっ
き段階によって、露出した部域の金属箔の肉厚を増加さ
せる。普通はスズ−鉛合金の電気めっき組成物である、
食刻レジストの保護層を露出させ、増厚した銅の部域を
覆って施す。

【０００８】次いで、フォトレジストを除去して、除去
するための銅を露出させ、銅エッチング組成物を用い
て、露出した銅の表面を食刻して除去し、最終的に必要
とされる回路図形に銅を残す。

【０００９】次の段階では、スズ−鉛合金のレジストを
剥ぎ取る。

【００１０】銅の回路痕跡には部品を取り付けないこと
になるため、一般的には、痕跡ではなく通し穴およびパ
ッドに部品を取り付けるのに、はんだを塗装することの
みが必要とされるにすぎない。したがって、例えばスク
リーン印刷法、または光結像に続く現像および、場合に
より、硬化の手法を用いて、はんだマスクを板に施し
て、はんだ塗装を必要としない部域を保護する。次い
で、穴およびパッドの露出した銅を浄化し、はんだ塗装
のために準備し、その後、例えば、はんだ浴への浸漬に
続く熱風平滑化（ＨＡＬ）によって、保護はんだ皮膜を
塗装して、銅の、はんだマスクで被覆されていない部域
に保護はんだ皮膜を形成する。はんだは、はんだマスク
を濡らさないため、はんだマスクで保護された部域の上
端には、皮膜が全く形成されない。

【００１１】この段階で、板は、少なくとも１層の絶縁
層および少なくとも１層の導電層を含む。単数または複
数の導電層は、回路痕跡を含む。板は、はんだの層によ
って変色から保護された単数または複数のパッドおよび
／もしくは通し穴も含む。単一の導電層は、回路痕跡も
しくはパッドのいずれか、または双方を含んでよい。い
かなるパッドも、多層板の外層である導電層の一部とな
るであろう。板上の回路痕跡は、はんだマスクで被覆す
る。

【００１２】そのような板は、部品の取付けのための第
二段階へと直ちに進め得る。この第二段階では、一般
に、はんだを用いて部品の取付けを達成する：すなわ
ち、初めに、一般的には印刷によって、１層のはんだペ
ースト（はんだおよび融剤を含む）を板に塗布し、印刷
された板に部品を配置する。次いで、オーブン内で板を
加熱して、はんだペースト中のはんだの融合を生起し、
それが部品と板との接点を形成する。この方法は、リフ
ローはんだ付けとして公知である。これに代えて、溶融
はんだ浴越しに板を通過させるウェーブはんだ付け法も
用いられる。いずれの場合も、いかなる保護はんだ皮膜
にも重ねて、追加のはんだを用いる。

【００１３】有脚部品と表面取付けデバイスの双方の追
加的な複雑化、および多くの密集した小部品を取り付け
る特殊な必要性は、ＰＣＢ上の、部品を取り付けようと
する導電性金属のための表面保護皮膜に対する増大した
要求を招いている。裸板製造業者が施す仕上げは、平坦
でない表面を有するパッドを、それが電気的故障の危険
性を増大させることから、残さないことが不可欠であ
る。保護皮膜がその後のはんだ段階に干渉し、それによ
って、裸板と部品との良好な導電性結合の形成を妨げる
ことがないことも不可欠である。保護皮膜を除去する余
分な段階は、望ましくないであろう。

【００１４】上記に説明したとおり、導電性金属表面
は、一般的には、銅で形成し、保護表面を第一段階の終
点で施して、部品取付け以前の、銅表面でのはんだ付け
できない酸化銅の形成を防止しなければならない。これ
は特に重要であるが、それは、第一段階と第二の、部品
取付け段階とは、概して、完全に異なる部所で実施され
ると思われるからである。そのため、導電性のパッドお
よび／または通し穴の形成と部品取付け段階との間に
は、少なからぬ時間的遅延が存在することがあり、その
間に、酸化が発生することがある。したがって、導電性
材料のはんだ付け適性を維持し、裸板に部品を取り付け
たときに、はんだ付けされた接点が形成されるのを可能
にすると思われる保護皮膜が必要とされる。

【００１５】現在用いられている最も一般的な保護皮膜
は、その一例を上記に詳述した「ＨＡＬ」（熱風平滑
化）法を用いて一般的に施されるスズ／鉛はんだであ
る。

【００１６】ＨＡＬ法は、はんだを均等に施すのが困難
であり、ＨＡＬ法の使用によって形成される肉厚分布
が、現在用いられている非常に小型の密集した部品を信
頼できるように取り付けるのを困難にすることから、限
度がある。

【００１７】ＨＡＬによるはんだ層の塗装に対するいく
つかの代替処理が紹介されている。皮膜は、部品との信
頼できる電気的接点の形成を可能にしなければならな
い。また、多段階のはんだ付けに耐えられなければなら
ない。例えば、上記のとおり、裸板に取り付けるのに、
現在、有脚部品と表面取付け部品の両者が存在し、一般
的には、少なくとも２回のはんだ付け操作で取り付けら
れるものと思われる。したがって、第二の操作ではんだ
付けしようとする部域が、第一の操作の際に保護されて
残るよう、保護皮膜は少なくとも２回のはんだ付け操作
にも耐えられなければならない。

【００１８】ＨＡＬ法に用いられるスズ／鉛合金のはん
だに対して提案されている代替策としては、有機的保
護、浸漬スズまたはスズ／鉛めっき、およびニッケル／
金めっきがある。ニッケル／金の方法では、ニッケルの
プライマー層を銅に塗装し、その後、金の層を塗装す
る、銅表面の無電解めっきを実施する。この方法は、多
くの工程段階が存在し、その上、金の使用は高価な工程
を招くことから、不都合である。

【００１９】はんだ付けの前の貯蔵および組立の際の、
銅パッドに対する有機的保護も、融剤のラッカーを用い
て実施されている。その使用は、一般に、片面の板（す
なわち、一方の面にのみ導電性パッドを有する板）に限
定されている。皮膜は、一般に、浸漬、吹付けまたはロ
ーラー塗装によって施される。不幸にも、板の表面に堅
実な皮膜を与えるのが困難なため、皮膜の多孔性、およ
びその堅実でない皮膜の肉厚に起因して、限定された期
待寿命を招く。融剤ラッカーも、比較的短い棚保ちを有
することが判明している。もう一つの問題は、部品取付
け段階で、部品を取り付けるのにリフローはんだ付けを
用いようとするならば、板の下側の適所に部品を接着剤
で固定することである。融剤ラッカーが厚い場合、接着
剤は、印刷された板に部品を直接結合するのではなく、
代わりに、接着剤とラッカーの皮膜との間に結合を形成
する。この結合の強さは、溶融処理およびはんだ付けの
段階の際に低下して、はんだ浴との接触の際に部品を脱
落させる可能性がある。

【００２０】現在用いられているもう一つの代替策は、
銅表面に銅錯体化合物を形成するイミダゾールまたはト
リアゾールの使用に基づく、不動態化／保護処理であ
る。したがって、これらの皮膜は、表面に化学的に結合
し、銅と酸素との反応を防止する。しかし、この方法
は、連続するはんだ付けの段階に耐えるのに不適切な傾
向があるため、最初のはんだ付け段階で到達する高温が
この層を破壊し、それ以上の部品を取り付けるのに必要
な、その後のはんだ付け操作に耐えられない傾向がある
ことから、不都合である。そのような方法の一例がヨー
ロッパ公開特許第0,428,383 号公報に示されていて、こ
こには、銅または銅合金の表面処理の方法であって、炭
素原子数が少なくとも３のアルキル基を２の位置に有す
るベンゾイミダゾール化合物、および有機酸を含有する
水溶液に銅または銅合金の表面を浸漬することを含む方
法が記載されている。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】銀を含む組成物を用い
て、皮膜を与える方法も公知である。

【００２２】無電解銀めっき法のための３種類の一般的
な錯化系は、アンモニア、チオ硫酸塩、またはシアン化
物のいずれかに基づく系である。

【００２３】アンモニア系は、アンモニアを含有する銀
の溶液が不安定であり、爆発性のアジ化物が形成される
傾向があり得るために、不都合である。チオ硫酸塩系
は、形成される銀皮膜中の硫黄化合物が、劣悪なはんだ
付け適性を招くため、その後の部品取付け段階で、裸板
と部品との間に劣悪な電気的接点が形成されることがあ
ることから、電子工学産業での利用には不都合である。

【００２４】シアン化物に基づく系は、めっき液が有毒
であるために、不都合である。

【００２５】米国特許第5,318,621 号明細書には、回路
板上の銅を覆うニッケル皮膜に銀または金を析出させる
増速剤として、アミノ酸を含有する無電解めっき液が開
示されている。チオ硫酸塩／硫酸塩に基づく金または銀
の無電解めっき浴は、銅が、銀または金の皮膜を形成さ
せることなく、急速に溶解することから、いずれも銅に
直接めっきしないであろうことが記載されている。この
引用文献の序論では、「Metal Finishing Guidebook &
Directory 」（1993年版）が考察されている。硝酸銀、
アンモニア、およびホルムアルデヒドのような還元剤を
含む銀めっき液が言及されている。

【００２６】米国特許第4,863,766 号明細書も、シアン
化物に基づくめっき液を用いる無電解銀めっきを開示し
ている。Metal Finishing 、第81巻第１号（1983年）27
〜30ページで、Russevは、硝酸銀および窒素錯化剤を含
有するめっき液からの銅粉の浸漬銀めっきを記載してい
る。Metal Finishing ８月号（1960年）53ページで、Ge
ldは、黄銅または銅の下地に最初に光沢浸漬を、次い
で、硝酸銀およびヨウ化カリウムの溶液から銀の厚い皮
膜をめっきする銀めっき段階を伴う銀の塗装法を記載し
ている。この方法は、電気的接点をめっきして導電率を
上昇させるためのものである。

【００２７】特開平4-110474号公報では、母材を銀でめ
っきし、乾燥し、次いで、メルカプタン化合物で処理し
て変色を防いでいる。ドイツ国特許願第4,331,679 号明
細書では、銅のような卑金属を、パラジウム塩および酸
化剤を含有する浴にその表面を接触させる第一段階を含
み、第二段階で、パラジウム塩、錯化剤およびギ酸また
はギ酸誘導体を含有する浴に接触させる二段階の方法で
パラジウムで塗装する。後者の浴は、分解または「めっ
き切れ」に対して浴を安定させる、浴それ自体のための
安定剤を含有してもよい。銅である下地は、過硫酸塩を
含有する非光沢食刻浴を用いて、予め食刻しておかなけ
ればならないことが示唆されている。しかし、そのよう
な前処理の段階は、比較的多孔性に富む皮膜を形成する
傾向がある。本発明者らは、最初の段階で非常に薄い皮
膜が形成される二段階の方法を用いて、皮膜の多孔率を
最小化する。この参照は、移行を理由として銀を腐食防
止に用いることに対する警告となる。

【００２８】

【課題を解決するための手段】本発明は、より電気的陽
性度が高い金属が、塗装しようとする表面で、より電気
的陽性度が低い金属と置き換わる置換浸漬金属めっきに
関する。より電気的陽性度が高い金属のイオンは、下地
の金属を酸化する。置換めっき法は、保護しようとする
表面の酸化できる金属、および銀イオンのそれぞれの相
対電極電位による単純置換反応によって、銀皮膜を金属
の表面に形成することから、無電解法とは異なる。

【００２９】例えば、J. Wiley & Sons 社によって発行
された、F.A. Lowenheimによる「現代の電気めっき（Mo
dern Electroplating ）」（1963年）では、銀は置換に
よって、ほとんどの卑金属にめっきするが、浸漬めっき
された銀は、僅かにしか接着性ではないことが報告され
ている。F.A. Lowenheimは、卑金属を銀で電気めっきす
るときは、高シアン化物衝撃浴から、最初に銀の薄膜を
素材に析出させて、その後の電気めっきされた銀の層の
良好な接着を確保することが必要であることを示唆して
いる。

【００３０】本発明は、裸板の製造段階と部品取付け段
階との間での変色から保護することが必要な裸板の導電
性表面に対する、はんだによる保護塗装に対する代替策
を提供することを目的とする。

【００３１】

【発明の実施の形態】本発明によれば、金属のパッドお
よび／または通し穴とともに絶縁層および導電層を含む
ＰＣＢを塗装し、ここで、該パッドおよび／または通し
穴に変色防止剤の皮膜を与える方法であって、光沢食刻
の段階で、該パッドおよび／または通し穴を光沢食刻組
成物に接触させること；ならびに、その後、はんだ付け
できるめっきされた金属表面を形成する金属めっき段階
で、食刻されたパッドおよび／または通し穴を浸漬めっ
きすることを含む方法が提供される。

【００３２】ＰＣＢの絶縁層および導電層は、上記のと
おりであると思われる。それらは、それぞれ、いかなる
慣用のＰＣＢの絶縁層および導電性回路の図形を含んで
もよい。めっきするためのパッドおよび／または通し穴
は、ＰＣＢの、その後の部品取付けのためのはんだ付け
段階で、部品を取り付けるためにはんだ付け適性を維持
しなければならない部域である。

【００３３】光沢食刻段階は、パッドおよび／または通
し穴を光沢食刻組成物に接触させることを含む。そのよ
うな組成物は、当業界では他の用途のために既知であ
り、パッドおよび／または通し穴が形成される導電性金
属に、光沢のある、平滑な、浄化された表面を形成す
る。対照的に、非光沢食刻組成物、例えば、過硫酸塩に
基づく組成物は、微細粗面化された、浄化された表面を
与える。光沢食刻段階の利用は、その後のはんだ付け段
階に特に適した濃密な、多孔性でない金属皮膜の形成を
可能にする。

【００３４】適切な光沢食刻組成物は、一般に水性であ
り、例えば、過酸化水素、硫酸、硝酸、リン酸または塩
酸のうち１種類、またはそれより多くの混合物に基づい
てよい。光沢食刻組成物は、一般に、光沢食刻組成物中
への銅の溶解を変化させる傾向があると思われる少なく
とも１種類の成分を含有する。

【００３５】パッドおよび／または通し穴の金属表面が
銅または銅合金を含む、特に好適な光沢食刻組成物は、
例えば特開昭62-188785-A2号公報（水溶液中に５．１〜
１０．２モル／リットルの硝酸、４．６〜９．２モル／
リットルの硫酸、０．０１モル／リットルの硝酸亜鉛お
よび０．４モル／リットルの硝酸銅を含有）；特開昭60
-190582 号公報（例えば２０〜５０重量％の硫酸（９６
％）、１０〜２５重量％の硝酸（６７．５％）、０．５
〜１重量％の塩酸（３５％）および０．５〜１重量％の
非イオン界面活性剤を含有）；米国特許第3,668,131 号
明細書（過酸化水素、硫酸および尿素添加物を含有）；
Metal Finishing 、第84巻第２号（1986年２月）67〜70
ページ（重クロム酸ナトリウム、硫酸、塩酸、ジエチル
ジチオ炭酸ナトリウムを含有）；Trans. Inst. Metal F
inishing、第61巻第２号（1983年夏）46〜49ページ（過
酸化水素、硫酸および安定剤を含有する酸性化過酸化水
素）；Oberflaeche Surf、第20巻第８号（1979年８月）
178 〜179 ページ（硝酸および塩化ドデシルピリジニウ
ムを含有）；米国特許第4,510,018 号明細書（硫酸、過
酸化水素、脂肪酸アミンおよびアンモニウム化合物を含
有）；米国特許第4,459,216 号明細書（５〜１００ｇ／
リットルの過酸化水素および１００〜３００ｇ／リット
ルの硫酸ならびに芳香族安定剤を含有）；特開昭59-038
308 号公報（０．１５〜０．３モル／リットルの塩酸、
０．２〜０．４モル／リットルのリン酸および０．０２
〜０．１モル／リットルの硫酸を含有）に記載のとおり
である。パッドおよび／または通し穴の導電性材料がス
テンレス鋼を含む場合、特に好適な光沢食刻組成物は、
例えば国際公開特許第93-08317号公報；特開昭(62)-238
379-A2号公報；ドイツ国公開特許第1,928,307 号公報；
またはTr. Gos. Nauchno-Issled. Proektn. Inst. Osno
vn. Khim. 、第36巻（1974年）93〜97ページに記載のと
おりであってよい。導電性材料がアルミニウムである場
合、適切な沢食刻は、Met. Finishing、第84巻第７号
（1986年７月）55〜59ページに記載のとおりである。

【００３６】したがって、光沢のある、浄化された表面
を与えるいかなる食刻組成物を用いてもよい。光沢食刻
段階では、光沢食刻組成物との接触は、例えば上記の参
照文献のいずれかに記載されたような、光沢のある表面
がパッドおよび／または通し穴の導電性材料に形成され
るのを可能にするのに充分な時間および適した温度での
浸漬、吹付けまたは他のいかなる塗装手法によってもよ
い。一般に、光沢食刻組成物との接触のための温度は常
温であり、接触時間は５秒〜１０分、好ましくは３０秒
以上、または２分以上でさえあり、好ましくは５分間以
下であろう。

【００３７】一般に、食刻段階の後は、裸板を脱イオン
水で洗浄することを含み、一般的には乾燥することな
く、次いでめっき段階へと直接進める、洗浄後段階が存
在することになる。これに代えて、酸洗い段階を水洗後
に含ませてもよい。

【００３８】めっき段階は、浸漬（または置換）めっき
段階である。

【００３９】浸漬めっき段階では、めっき組成物は、導
電性材料より電気的陽性度が高い金属の金属イオンを含
む。したがって、浸漬めっき液中の金属イオンの選択
は、めっきされようとする金属に依存する。パッドおよ
び／または通し穴は、一般的には、銅またはニッケルを
含むため、めっきする金属の適切な例としては、ビスマ
ス、スズ、パラジウム、銀および金があり；銀およびビ
スマスイオンが特に好適である。

【００４０】特に好適な浸漬銀めっき法は、参照番号第
64/2031/00号のもとに本日出願された、本発明者らの同
時係属出願の英国特許出願に記載されている。

【００４１】めっきする金属イオン源としては、いかな
る水溶性金属塩、例えば硝酸塩、酢酸塩、硫酸塩、乳酸
塩またはギ酸塩を用いてもよい。好ましくは、硝酸銀を
用いる。

【００４２】金属めっきするイオンは、一般に、０．０
６〜３２ｇ／リットル（金属イオンを基準とする）、好
ましくは０．１〜２５ｇ／リットル、最も好ましくは
０．５〜１５ｇ／リットルの濃度でめっき組成物中に存
在する。めっき液との金属表面の接触は、一般に、１０
〜９０℃、好ましくは１５〜７５℃、より好ましくは２
０〜６０℃の温度においてであると思われる。例えば、
めっき液との接触の温度は、１５〜５０℃、最も普通に
は２０〜４０℃であると思われる。

【００４３】接触は、いかなる方法、普通は浸漬、吹付
けまたは水平浸漬塗装によることもできる。吹付け塗装
が好適である。そのような接触は、実質的に連続する塗
装工程の一部であってよい。

【００４４】金属表面とのめっき液の接触時間は、めっ
きされた金属表面を金属を覆って形成するのに充分であ
る。一般に、接触時間は１０秒〜１０分であると思われ
る。１０秒未満の接触時間は、一般に、銀皮膜による不
充分な被覆率を与えることが見出されており、接触時間
は１０分より長くてもよいが、１０分より長い接触時間
からは、更なる利益が全く見出されていない。

【００４５】好適なめっき法は、浸漬置換法であり、真
の無電解めっき法ではない。本発明の好適なめっき組成
物中では、溶液中の金属めっきイオンによって、金属の
表面の金属原子が酸化される結果、１層のめっきされた
金属がパッドおよび／または通し穴上に析出する。この
方法は、めっきされた金属が、めっきする金属によって
酸化できる金属の表面の部位のすべてを被覆したときに
は、それ以上の反応、したがってまた、それ以上の析出
が全く生じないため、自己限定的である。

【００４６】本発明の第二の態様では、金属のパッドお
よび／または通し穴とともに絶縁層および導電層を含む
ＰＣＢを塗装し、ここで、該パッドおよび／または通し
穴に変色防止剤の皮膜を与える方法であって、はんだ付
けできるめっきされた金属表面を形成する金属めっき段
階で、めっき組成物に接触させることによって、食刻さ
れたパッドおよび／または通し穴を金属めっきし、そし
てめっきされた金属表面を変色防止剤の溶液に接触させ
ることを含む方法が提供される。

【００４７】本発明のこの態様では、好ましくは、めっ
き段階で金属表面をめっき組成物に接触させる前に、金
属表面を浄化する。浄化は、酸性の浄化組成物、例えば
当技術に公知のいかなる浄化組成物を用いることであっ
てもよい。例は、Alpha Metals Limitedが供給する銅の
調整剤であるＰＣ１１４４である。酸性浄化液を用いる
浄化段階が存在する場合は、一般に、金属表面をめっき
液に接触させる前に、洗浄段階が存在することになる。
好ましくは、いかなる浄化前の段階も光沢食刻段階を含
むことになる。

【００４８】本発明の双方の態様において、変色防止剤
は、めっき液それ自体中に存在してよいため、めっき液
は、変色防止剤を含む溶液を含む。したがって、本発明
の好適な方法では、めっき段階の際に、めっきされた金
属表面を変色防止剤を含む溶液に接触させる（すなわ
ち、接触は、めっきされた金属表面の形成の際であって
よい）。

【００４９】あるいは又、めっき段階で金属表面を形成
し、その後、形成された金属表面を、もう一つの段階
で、変色防止剤を含む溶液に接触させる。溶液は、好ま
しくは水性であり、脱イオン水か、さもなければ純水か
ら製造される。変色防止剤を含む組成物は、安定剤、例
えば非水性溶媒、界面活性剤および／またはpH緩衝剤を
追加的に含んでよい。

【００５０】変色防止剤を含む組成物とめっきされた金
属表面との接触は、少なくとも５秒間、好ましくは少な
くとも２０秒間であろう。めっき液中に変色防止剤が存
在する場合、接触の時間は、一般に、めっき段階の持続
時間によって決定される。一般的には、接触時間は１〜
５分であろう。接触の温度は、最も普通には１０〜９０
℃、好ましくは１５〜７５℃、より好ましくは２０〜６
０℃である。例えば、めっき液との接触の温度は、１５
〜５０℃、最も普通には２０〜４０℃であってよい。接
触は、いかなる慣用的手段、例えば浸漬、吹付けまたは
水平浸漬塗装によってもよい。

【００５１】最も適切なpHは、ある程度までは、用いら
れる特定の変色防止剤に、しかし主には、変色防止剤を
含有するめっき浴中に存在する金属イオンに依存する。
別個の段階で、めっきされた金属表面に変色防止剤を接
触させる場合、pHは、変色防止剤に対して適切であり、
それがめっきを侵さないよう選ばなければならない。溶
液が銀めっき組成物である場合、好都合なpHは３〜１０
の範囲内である。溶液がビスマスめっき浴である場合、
pHは１またはそれ以下であってよい。

【００５２】変色防止剤を含む溶液は、板の乾燥の前に
板に適用される最終洗浄液であってよい。板は、変色防
止剤を含む組成物との接触後に、その後の処理段階に付
してよい。しかし、一般的には、変色防止剤を含む溶液
との接触および乾燥後は、処理段階は、第一の裸板製造
段階の終点に存在し、直ちに第二の部品取付け段階を実
施できる。場合により、例えば、乾燥の前に脱イオン水
による洗浄段階が存在してもよい。

【００５３】変色防止剤を含む溶液中の変色防止剤の濃
度は、一般に、0.0001〜５重量％、すなわち０．００１
〜５０ｇ／リットルであろう。好ましくは、変色防止剤
の量は、０．００５〜３重量％、最も好ましくは０．０
１〜２重量％、または１重量％未満でさえあると思われ
る。

【００５４】本発明の第二の態様の方法は、驚異的に
も、金、白金またはルテニウムのような貴金属に対して
も用いてよく、その場合、はんだ付け適性を向上させる
であろう。

【００５５】本発明の第二の態様では、金属めっき段階
は、好ましくは、浸漬／置換めっきまたは無電解めっき
段階である。それは、単一のめっき組成物を用いる単一
の段階からなる。最も好ましくは、めっき段階は、パッ
ドおよび／または通し穴の金属を浸漬めっき組成物に接
触させることを含む浸漬／置換めっき段階であろう。

【００５６】めっきが、好適な浸漬／置換法以外による
場合、例えば無電解めっきによるならば、めっき組成物
は、代替的なめっき用金属イオン、例えばニッケルを含
んでもよい。

【００５７】本発明における変色防止剤の使用は、４０
℃および９３％の相対湿度で９６時間、または１５０℃
で２時間貯蔵したときでさえ、良好な耐変色性（湿度お
よび酸化に対する耐性）を有する金属皮膜を与えること
が判明した。光沢食刻段階を用いて平滑な表面を与える
ことによって、浸漬塗装に固有の多孔性が低下する結
果、リフローはんだ付け工程の際に到達する高温におい
てさえ、耐変色特性がかなり改良される。銀イオンの移
行に起因する、例えばドイツ国特許願第4,316,679 号明
細書に記載されたような、銀めっきの使用に対する懸念
は克服されるが、それは、本発明は、水分に対する障壁
を与えることによって、銀の移行を実質的に防止するこ
とが判明したからである。

【００５８】本発明の上記の二つの態様において、浸漬
めっき組成物は、より電気的陽性度が高い金属のイオン
に対する錯化剤を含有するのが好ましい。

【００５９】本発明のもう一つの態様においては、より
電気的陽性度が高い金属のイオン、そのようなイオンに
対する錯化剤、及びより電気的陽性度が高い金属のため
の変色防止剤を含有する水性めっき組成物に接触させる
結果、より電気的陽性度が高い金属の皮膜を形成するこ
とによって、相対的に電気的陽性度が低い金属を相対的
に電気的陽性度が高い金属でめっきする、置換金属めっ
き法が提供される。

【００６０】本発明のこの態様においては、置換めっき
ができる金属のイオン、好ましくは該金属イオンに比し
て等モル量より多い量で存在する、該イオンに対する錯
化剤を含有し、該金属のための変色防止剤を含有し、そ
して該イオンを該金属へと還元できる還元剤を実質的に
含まない、新規めっき組成物も提供される。

【００６１】本発明のこの態様は、銀またはビスマスに
よるめっきに特に役立つことが見出された。したがっ
て、記載されためっき組成物は、銀またはビスマスのイ
オンを含有するのが好ましい。

【００６２】本発明のこの態様に用いられるめっき組成
物は、ＰＣＢ産業に用いられるいかなるめっき組成物に
も基づく浸漬めっき組成物であってよい。

【００６３】本発明のこの実施態様では、好ましくは、
めっき段階で金属表面をめっき組成物に接触させる前
に、金属表面を浄化する。浄化は、酸性の浄化組成物、
例えば当技術に公知のいかなる浄化組成物を用いること
であってもよい。例は、AlphaMetals Limitedが供給す
る銅の調整剤であるＰＣ１１４４である。

【００６４】酸性浄化液を用いる浄化段階が存在する場
合、一般に、金属表面をめっき液に接触させる前に、洗
浄段階が存在することになる。

【００６５】好ましくは、いかなる浄化前の段階も光沢
食刻段階を含むことになる。

【００６６】めっき組成物が錯化剤を含む場合、好まし
くは、０．１〜２５０ｇ／リットル、好ましくは２〜２
００ｇ／リットル、最も好ましくは１０〜１００ｇ／リ
ットル、特に５０ｇ／リットル前後の量で存在する。錯
化剤は、組成物の水性およびpHの条件下で水に不溶性の
沈澱を形成しない、めっきする金属イオンに対するいか
なる錯化剤であってもよい。錯化剤の混合物を用いても
よい。二座またはより高い座数の配位子である錯化剤を
用いるのが望ましく、それは、そのような錯体の安定度
定数は単座配位子より高いからである。

【００６７】適切な錯化剤の例としては、酸素含有配位
子、例えば、好ましくは２個以上１０個以下の炭素原子
を有するアミノ酸およびそれらの塩、ポリカルボン酸、
普通はアミノ酢酸、例えばニトリロ三酢酸、または、普
通は、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、ジエチレ
ントリアミン五酢酸、Ｎ−ヒドロキシエチルエチレンジ
アミン三酢酸、１，３−ジアミノ−２−プロパノール−
Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−四酢酸、ビスヒドロキシフェニル
エチレンジアミン二酢酸、ジアミノシクロヘキサン四酢
酸もしくはエチレングリコール−ビス−［（β−アミノ
エチルエーテル）−Ｎ，Ｎ’−四酢酸］を包含するアル
キレンポリアミンポリ酢酸、ならびにＮ，Ｎ，Ｎ’，
Ｎ’−テトラキス−（２−ヒドロキシプロピル）エチレ
ンジアミン、クエン酸塩および／または酒石酸塩、Ｎ，
Ｎ−ジ−（ヒドロキシエチル）グリシン、グルコン酸
塩、乳酸塩、クエン酸塩、酒石酸塩、クラウンエーテル
および／またはクリプタンドがある。

【００６８】銀に対して特に好適な錯化剤は、ＥＤＴ
Ａ、ＤＴＰＡ、およびＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス
−（２−ヒドロキシプロピル）エチレンジアミンであ
る。錯化剤は、めっき液のpHの条件下で、めっき用金属
イオンとの、水溶液に可溶性の錯体を形成しなければな
らない。

【００６９】ビスマスに適した錯化剤は塩化物であり、
一般に、ビスマスに対する多座（すなわち二座またはよ
り高い座数の）配位子の錯化剤を用いることは不要であ
る。

【００７０】錯化剤は、すべてのめっき用金属イオンが
錯化されるよう、化学量論的等価量または化学量論的過
剰量のいずれかで用いるのが好ましい。化学量論的と
は、等モル数を意味するものとする。好ましくは、錯化
剤は銀イオンより高いモル濃度で存在し、モル比は、好
ましくは（少なくとも１．２）：１、より好ましくは
（少なくとも２．０）：１、更に好ましくは（少なくと
も３）：１である。

【００７１】本発明のすべての面で用いるのに適した変
色防止剤としては、例えば下記のものがある：

【００７２】（ａ）好ましくは６個以上の炭素原子、最
も好ましくは１０個以上の炭素原子、一般的には３０個
以下の炭素原子を有する脂肪酸アミンであって、第一
級、第二級、第三級、ジアミン、アミン塩、アミド、エ
トキシ化アミン、エトキシ化ジアミン、第四級アンモニ
ウム塩、第四級二アンモニウム塩、エトキシ化第四級ア
ンモニウム塩、エトキシ化アミドおよびアミン酸化物で
あってよい。第一級、第二級および第三級アミン形式の
腐食防止剤の例は、ＡＲＭＥＥＮtm（tmは商標を表す）
である。それに続くアミン形式の腐食防止剤の例は、そ
れぞれ、ＤＵＯＭＥＥＮtm、ＡＲＭＡＣtm／ＤＵＯＭＡ
Ｃ、ＡＲＭＩＤtm、ＥＴＨＯＭＥＥＮtm、ＥＴＨＯＤＵ
ＯＭＥＥＮtm、ＡＲＱＵＡＤtm、ＤＵＯＱＵＡＤtm、Ｅ
ＴＨＯＱＵＡＤtm、ＥＴＨＯＭＩＤtm、ＡＲＯＭＯＸtm
であって、すべてAkzo Chemie 社によって供給される。

【００７３】（ｂ）プリンおよび置換プリン。

【００７４】（ｃ）サルコシンのＮ−アシル誘導体、例
えばCiba-Geigy社が供給するＳＡＲＫＯＳＹＬという範
囲の製品。

【００７５】（ｄ）Ciba-Geigy社が供給するReocor 190
のような有機ポリカルボン酸。

【００７６】（ｅ）置換基が、例えばヒドロキシＣ₁ 〜
Ｃ₄ アルキルアミノ基、またはカルボニルを含有する基
である置換イミダゾリン。例としては、特に（ｃ）の範
疇のＮ−アシルサルコシンと組み合わせた、Ciba-Geigy
社が製造するＡＭＩＮＥ０がある。

【００７７】（ｆ）アルキル基が２２個以下の炭素原
子、好ましくは１１個以下の炭素原子を有し、アルキル
またはベンジル基が、場合により置換されている、アル
キルもしくはアルキルベンジルイミダゾール、例えばウ
ンデシルイミダゾール。

【００７８】（ｇ）アルキル基が２２個以下の炭素原
子、好ましくは１０個以下の炭素原子を有し、アルキル
またはベンジル基が、場合により置換されている、ベン
ゾイミダゾール、特にアルキルアリールベンゾイミダゾ
ール、例えば、特に好適である２−（ｐ−クロロベンジ
ル）ベンゾイミダゾール。

【００７９】（ｈ）Witco 社が供給するＥＭＣＯＬＰ
Ｓ−４１３のようなリン酸エステル。

【００８０】（ｉ）Ciba-Geigy社が供給するＲＥＯＭＥ
Ｔ４２のような、場合により置換されたトリアゾール
誘導体。例は、ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾー
ル、およびアルキル基の炭素原子数が１〜２２、好まし
くは１〜１０であるアルキル置換トリアゾール誘導体で
ある。

【００８１】（ｊ）置換テトラゾール、例えば５（３
（トリフルオロメチルフェニル））テトラゾールも好適
な例である。

【００８２】変色防止剤の選択は、めっきされる金属表
面の金属にある程度まで依存すると思われるが、これ
は、当業者には明白であろう。例えば、変色防止剤を金
のめっき浴に組み込もうとするならば、変色防止剤は塩
化物の塩であってよいが、対照的に、銀のめっき浴を用
いると、塩化物の塩は、不溶性の塩化銀の沈澱の形成を
招くことになるため、用いてはならない。

【００８３】変色防止剤は、溶液が水溶液となるよう、
水溶性であるのが好ましい。しかしながら、水と混和し
ない変色防止剤を用いてもよいが、溶液に界面活性剤／
助溶媒を含ませるのが必要なこともある。

【００８４】本発明は製造された裸板での変色を防ぎ、
湿気に対する耐性を付与するのに少なからぬ利点を与え
る結果、裸板製造段階と部品取付け段階との間に更なる
保護を与えることが判明した。はんだ付け適性は、増強
されることが見出される。

【００８５】銀めっき組成物に適したpHは、２〜１２で
あってよいが、好ましくは４〜１０である。したがっ
て、組成物はpH７までの酸性であってよい。あるいは
又、組成物はアルカリ性であってもよく、７より大きい
か、または７．５よりさえ大きいpHを有してよい。ビス
マスのめっき液は、通常、１またはそれ以下の低いpHを
有する。

【００８６】めっき組成物に緩衝剤を含ませて、組成物
のpHが所望の範囲内にあることを確保してよい。緩衝剤
としては、適合できるいかなる酸または塩基を含ませて
もよい。適合できる酸または塩基とは、組成物に必要と
される量では銀イオンおよび／もしくは錯化剤の溶液か
ら沈澱を生じない、酸または塩基である。例えば、塩化
水素は、不溶性の塩化銀の沈澱を形成するため、銀めっ
き組成物には不適当である。適切な例としては、ナトリ
ウムもしくはカリウムの水酸化物または炭酸塩があり、
あるいは、酸が必要な場合、適切な酸として、クエン
酸、硝酸または酢酸があってよい。ホウ酸塩、フタル酸
塩、酢酸塩、リン酸塩を用いてもよいが、緩衝剤が金属
塩の沈澱を生じてはならず、めっき率を抑えないことが
好ましい。適切な緩衝剤は、所望の作業pHに依存するで
あろう。

【００８７】めっき組成物は、皮膜の均一性を改良する
ために、界面活性剤または湿潤剤のような任意の成分を
含んでよい。界面活性剤を含ませる場合、めっき浴中で
０．０２〜１００ｇ／リットルの濃度で存在するような
量で、組成物に導入するのが好ましい。好ましくは、
０．１〜２５ｇ／リットルの濃度、最も好ましくは１〜
１５ｇ／リットルの濃度で組み込むことになる。めっき
浴に役立つ標準的ないかなる界面活性剤または湿潤剤を
用いてもよい。非イオン界面活性剤が好適である。特に
好適な界面活性剤は、それぞれ*Synperonic ＮＰ９（Ｉ
ＣＩ社より）、*Synperonic Ａ１４（ＩＣＩ社より）お
よび*Ethylan ＨＢ４（Harcros 社より）のようなアル
キルフェノールエトキシラート、アルコールエトキシラ
ートおよびフェノールエトキシラートである（* は商品
名を示す）。

【００８８】本発明のめっき浴に含ませられるもう一つ
の任意の成分は、細粒化剤である。細粒化剤は、より高
密度に充填された構造を有するめっきされる金属の、よ
り小さい結晶を形成させることによって、めっきされた
金属表面の外観を改良する。細粒化剤の適切な例として
は、低級アルコール、例えば、１〜６個の炭素原子を有
する低級アルコール（例えば、イソプロパノール）およ
びポリエチレングリコール、例えばＰＥＧ１４５０
（Carbowax* 、Union Carbide 社）がある。細粒化剤
は、０．０２〜２００ｇ／リットルの量で組成物に組み
込んでよい。より好ましくは、細粒化剤を含ませるなら
ば、０．０５〜１００ｇ／リットル、最も好ましくは
０．１〜１０ｇ／リットルの濃度においてであろう。い
かなる非水性溶媒も、組成物の５０重量％未満、好まし
くは３０重量％未満、またはめっき組成物の１０もしく
は５重量％未満でさえもの量で存在しなければならな
い。

【００８９】特に吹付け塗布のための脱泡剤（例えばDo
w 社が供給するＡ１００）、染料等のような、その他の
不活性の不干渉性成分を含ませてもよい。

【００９０】組成物の残余は水である。干渉性のイオン
を除去した脱イオン水または他の純水を、本発明の方法
に用いられるめっき組成物に用いる。

【００９１】本発明の方法に用いるめっき組成物を形成
するには、好ましくは、場合によりその他の任意の成分
とともに、脱イオン水、上記に定義したとおりの錯化
剤、およびいかなる緩衝剤をも含む溶液を最初に調製
し、より電気的陽性度が高い金属の塩を、水溶液とし
て、予備混合したものへと形成しておいたその他の成分
に加える。これは、溶液を調製する最も好都合な方法で
あることが判明しているが、それは、金属の塩をめっき
組成物へと直接溶解しようとすることは、比較的時間が
かかり、金属が銀である場合は、溶液からの銀イオンの
暗い沈澱としての沈澱を招く光反応をより生じ易い傾向
があるからである。

【００９２】銀塩を加えようとする組成物のpHは、pH３
〜１０が好ましく、最も好ましくは４〜８であろう。

【００９３】成分は、それらが実質的に溶解してしまう
まで混合する。銀の溶解のための熱の使用は、やはり、
暗い銀の沈澱を形成させる傾向があり得ることから、不
都合である。

【００９４】変色防止剤を含む溶液と裸板との接触後
は、板を乾燥する。好ましくは、溶液と板との接触と乾
燥の間に、洗浄後段階を存在させないことになる。

【００９５】乾燥は、いかなる手段によってもよいが、
一般的には、温風を用いることであり、例えば、処理さ
れた金属を乾燥用オーブンを通過させてよい。

【００９６】本発明の方法を用いて得られた皮膜は、慣
用のＨＡＬ法で得られたものより著しく均質かつ平坦で
ある表面を形成し、有機質の保護と比較すると、皮膜
は、はんだ付け操作に対してより耐性がある。更に、本
発明の方法は、ニッケル／金の方法の利用より低廉かつ
簡単である。

【００９７】その後の部品取付け段階では、裸板のめっ
きされたパッドおよび／または通し穴に部品をはんだ付
けする。パッドおよび／または通し穴の金属（一般的に
は銅）とめっきする金属（通常、銀である）、ならびに
／またはめっきする金属とはんだとは、混合し合う傾向
があってよい。部品との形成された結合は、良好な電気
伝導度および良好な結合強さを有する。

【００９８】部品取付けの後は、本発明のめっきされた
層を覆って部品が取り付けられた仕上げられた板は、ニ
ッケル／金の段階を用いて形成された板がそうであるよ
うな、結合の信頼性という問題に悩まされることがな
い。

【００９９】

【実施例】実施例１

【０１００】ＥＤＴＡ５０ｇおよび固体水酸化ナトリウ
ム２０．４ｇを、それらを溶解するのに充分な水と混合
した組成物を調製した。続いて、脱イオン水中に硝酸銀
１ｇを含む溶液を、ＥＤＴＡおよび水酸化ナトリウム溶
液を含む予備混合物に加え、脱イオン水を加えて１リッ
トルにした。様々な表面取付け特徴物、および様々な直
径のめっきされた通し穴を有する銅の両面回路板を、下
記の手順を用いて、銀溶液で塗装した。

【０１０１】２０容量％のＨ₂ Ｏ₂ （３５％）、０．５
容量％のＨ₂ ＳＯ₄ （９６％）、２．５％の１，４−ブ
タンジオールの水溶液中で１分間、板に化学的に光沢を
与えた。次いで、水道水による洗浄を用い、その後、１
０％Ｈ₂ ＳＯ₄ 中で１分間、酸洗いを実施した。板にも
う一度水洗を施し、次いで、４０℃で４分間、銀めっき
液に浸漬した。浴から取り出した後、板を水洗し、温風
乾燥した。板の銅の部域は、光沢のある平坦な銀析出物
で塗装された。

【０１０２】被覆した板を、代表的なＩＲはんだペース
トのリフロー特性像を通過させる３回のパスに付し（リ
フローパスについての時間に対する温度の適切な例を示
す図１を参照されたい）、次いで、ＮＲ３００というAl
pha Metals Limitedの、ＶＯＣ（揮発性有機化合物）を
含まないノークリーン融剤を用いて、ウェーブはんだ付
けを実施した。めっきされた通し穴の、はんだによる１
００％の充填が達成された。

【０１０３】更に、板を湿潤キャビネット内に４０℃／
９３％のRH（相対湿度）で２４時間貯蔵してから、３回
のＩＲリフロー特性像を通過させた。これらの板は、銀
皮膜上に軽度の変色を示した。しかし、ＮＲ３００の融
剤によるその後のウェーブはんだ付けの間に、穴の１０
０％の充填がやはり達成された。

【０１０４】実施例２

【０１０５】脱イオン水８００ml中にＥＤＴＡ５０ｇ、
ＮａＯＨ２０．４ｇ、Ethylan ＨＢ４（Akros Chemical
s 社）１４ｇ、Crodamet０２（Croda Chemicals 社）３
ｇを含む溶液を形成することによって、銀めっき液を調
製した。この溶液に、脱イオン水１００ml中のＡｇＮＯ
₃ １ｇの溶液を加えた。希ＮａＯＨ／ＨＮＯ₃ の添加に
よって、pHを６．８に調整し、次いで、脱イオン水を用
いて１リットルにした。

【０１０６】実施例１に記載の手順を用いて、銅の両面
裸板を上記溶液で塗装した。３回のＩＲリフロー特性像
を通過させた後、ＮＲ３００の融剤によるウェーブはん
だ付けの際に、めっきされた通し穴の、はんだでの１０
０％の充填が達成された。

【０１０７】３回のＩＲリフロー特性像を通過させる前
に、４０℃／９３％のRHで２４時間貯蔵した板は、変色
の証拠を全く示さず、ウェーブはんだ付け試験の際に充
分にはんだ付けされ、穴の１００％の充填がなされた。

【０１０８】実施例３

【０１０９】実施例１に記載の浴組成物および手順を用
いて、銅の両面裸板を塗装した。銀めっき液から板を取
り出し、洗浄した後に、Reomet４２（Ciba-Geigy社）４
ｇの脱イオン水１リットル中の溶液（pH７）に室温で１
分間浸漬した。次いで、板を水道水で洗浄し、温風乾燥
した。光沢のある平坦な銀皮膜が形成された。

【０１１０】塗装した板を４０℃／９３％のRHで２４時
間貯蔵し、次いで、３回のＩＲペーストのリフロー特性
像を通過させた。板は、変色の証拠を全く示さず、ＮＲ
３００の融剤を用いてウェーブはんだ付けしたときに、
充分にはんだ付けされた。

【０１１１】実施例４

【０１１２】実施例２に記載のとおり、短冊状の銅クー
ポン（５cm×１cm）を銀皮膜で塗装した。加えて、浸漬
スズ塗装、６３／３７のＳｎ／Ｐｂによる塗装、および
置換ベンゾイミダゾールの化学に基づく２種類の競合物
質によるはんだ付け適性保存塗装を用いて、更にいくつ
かの試料を塗装した。様々な試料に対して、下記の塗装
手順を適用した：

【０１１３】浸漬スズ塗装

【０１１４】クーポンを、Ｎａ₂ Ｓ₂ Ｏ₈ （５％）、Ｈ
₂ ＳＯ₄ （５％）の水溶液中で２分間食刻し、水道水で
洗浄し、次いで１０％のＨ₂ ＳＯ₄ で１分間洗浄し、次
いで脱イオン水で洗浄した。次いで、クーポンを、脱イ
オン水中に３３ｇ／リットルのＳｎ（ＢＦ₄ ）₂ 、１５
０ｇ／リットルのチオ尿素、２０ｇ／リットルのフルオ
ロホウ酸および５ｇ／リットルのSynperonic ＮＰ９
（ＩＣＩ社より）を含む浸漬スズめっき液に室温で１分
間浸漬した。次いで、クーポンを脱イオン水で洗浄し、
温風乾燥した。

【０１１５】Ｓｎ／Ｐｂ塗装

【０１１６】クーポンを、Ｎａ₂ Ｓ₂ Ｏ₈ （５％）、Ｈ
₂ ＳＯ₄ （５％）を含む水溶液中で食刻し、水道水、次
いで１０％のＨ₂ ＳＯ₄ 、次いで脱イオン水で洗浄し
た。クーポンを温風乾燥した。次いで、Alpha 社のＮＲ
３００という融剤を各クーポンに塗布した。次いで、溶
融はんだへの２５０℃で３秒間の浸漬によって、クーポ
ンを６３／３７のＳｎ／Ｐｂで塗装した。

【０１１７】アゾール１およびアゾール２

【０１１８】浸漬スズの試料についてのとおりに、クー
ポンを食刻かつ洗浄した。次いで、アゾールを含有する
溶液に４０℃で９０秒間、クーポンを浸漬した。アゾー
ル含有溶液から取り出した後、クーポンを脱イオン水で
洗浄し、温風乾燥した。

【０１１９】クーポンを各種の異なる前処理に付した。

【０１２０】Ａ．前処理は全くなし。

【０１２１】Ｂ．３回のはんだペーストによるリフロー
特性像を通過。

【０１２２】Ｃ．４０℃／９３％のRH（相対湿度）で９
６時間貯蔵。

【０１２３】Ｄ．４０℃／９４％のRHで９６時間貯蔵
し、次いで、３回のはんだペーストによるリフロー特性
像。

【０１２４】Ｅ．１５０℃で２時間貯蔵。

【０１２５】次いで、ＮＲ３００融剤によるメニスコグ
ラフを用いて、試料をはんだ付けした。

【０１２６】メニスコグラフ試験法は、標本とはんだと
の間に作用する正味の力を測定することによって、はん
だ適性を監視する。皮膜は、平衡湿潤力に達する時間の
長さ、および平衡湿潤力の大きさを測定することによっ
て評価される。ウェーブはんだ付けで良好な結果を達成
するには、短時間の湿潤、および高い平衡湿潤力が好ま
しい。

【０１２７】下記の表は、銅で被覆した様々な試料につ
いての湿潤時間を秒で、および浸漬の２秒後の湿潤力を
mN/mm で示す。

【０１２８】

【表１】

【０１２９】上記から理解できるとおり、本発明に従っ
て調製した銀皮膜は、Ｓｎおよびベンゾイミダゾールと
いう代替策より短い湿潤時間および高い湿潤力を有し、
湿度および熱の処理後は、これらの特性をより容易に保
持する。

【０１３０】実施例５

【０１３１】酸化ビスマス３．９ｇ、塩化水素１８３．
１ｇ（３７％溶液として）、グリコール酸４９０．５ｇ
（７０％溶液）、２６５．４ｇ（５０％水酸化ナトリウ
ム溶液）、ヨウ化カリウム０．０７７ｇ、Synperonic
ＮＰ９（ＩＣＩ社より）０．００３ｇおよび２ｐ−クロ
ロベンジルベンゾイミダゾール４ｇを含む置換ビスマス
めっき組成物を調製し、脱イオン水に加えて、製品溶液
１リットルを作製した。銅のパッドおよび銅の通し穴を
有する裸板に、実施例１に記載のとおり、化学的に光沢
を与え、次いで、７０℃で２分間めっき浴に浸漬した。
銅の表面に、０．０５μm の肉厚を有するビスマスの皮
膜が形成された。めっきされた裸板に対して実施したそ
の後のはんだ付け適性および耐変色性の試験は、はんだ
付け適性および耐変色性について良好な結果を示した。

【０１３２】実施例６

【０１３３】銅の両面裸板を、５０容量％のＨＮＯ₃ 、
１０％のＨ₂ ＳＯ₄ 、１０％のＨ₃ＰＯ₄ 、１％のＨＣ
ｌの水溶液中で室温で１分間、光沢食刻した。次いで、
板を水道水で洗浄し、その後１０％のＨ₂ ＳＯ₄ で１分
間洗浄した。もう一度水洗した後、実施例２に記載の銀
めっき浴に４５℃で４分間、板を浸漬した。次いで、板
を水洗し、温風乾燥した。

【０１３４】塗装した板を、４０℃／９３％のRHで２４
時間貯蔵し、ＩＲペーストによるリフロー特性像を３回
通過させた。板は、変色の証拠を全く示さず、ＮＲ３０
０融剤を用いてウェーブはんだ付けしたときに、充分に
はんだ付けされた。

【０１３５】実施例７

【０１３６】ジエチレントリアミン五酢酸６４．８ｇ、
ＮａＯＨ２３．０ｇ、界面活性剤であるEthylan ＨＢ
４（Akros Chemicals 社）１４ｇ、Crodamet ０２とい
うエトキシ化第三級アミン化合物（Croda Chemicals
社）２．５ｇを脱イオン水８００ml中に含む溶液を形成
することによって、銀めっき浴を調製した。この溶液
に、脱イオン水１００ml中の硝酸銀１ｇの溶液を加え
た。希ＮａＯＨ溶液または硝酸の添加によって、この溶
液のpHを６．９に調整した。次いで、脱イオン水を用い
て、容量を１リットルにした。

【０１３７】実施例１に記載の手順を用い、上記溶液を
用いて、銅の両面裸板を塗装した。３回のＩＲリフロー
特性像を通過させた後、Alpha Metals社のＮＲ３００融
剤を用いた塗装した板のウェーブはんだ付けの際に、め
っきされた通し穴の１００％の充填が達成され、変色の
証拠を全く示さず、ウェーブ試験の際に充分にはんだ付
けされて、穴の１００％の充填が行われた。

【０１３８】実施例８

【０１３９】脱イオン水９８．２ｇ、硝酸１ｇ、硝酸銀
０．１ｇ、Chemeen Ｃ２（変色防止剤）０．３ｇおよ
びMazawet ＤＦ（可溶化剤）０．４ｇを含む浸漬銀め
っき液を調製した。エチレンジアミンの５０％溶液を用
いて、pHを６に調整した。この浴は、接着性の銀析出物
を銅のクーポン上に形成し、良好なはんだ付け適性およ
び耐湿性を示した。

【０１４０】実施例９

【０１４１】２．１重量％の三酸化ビスマス、４６．７
３重量％の塩酸（２２ボーメ度）、４９．５重量％のグ
リコール酸（７０％）、０．０７重量％の塩化カリウ
ム、０．１重量％のポリエチレングリコール６００、
０．２重量％のChemax ChemeenＣ２、１．２重量％の蒸
留水および０．１重量％の酒石酸を含有するビスマスめ
っき液を調製した。Chemeen Ｃ２を除去したもう一つの
溶液を調製した。銅被覆プリント回路材料の試料を各溶
液中でめっきした。次いで、これらのめっきされた試料
を６０℃、９５％相対湿度の湿潤室に１６時間置いた。

【０１４２】この曝露の後、試料を検査し、Chemeen Ｃ
２を含まない溶液中で調製したものは、激しく変色して
いた。変色防止剤を含有する溶液中で調製した試料は、
最小限の酸化による良好な外見を有し、試験したとき
に、良好なはんだ付け可能性を示した。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、リフローパスについての時間に対する
温度の適切な例を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 596008563 １ＴＨＥＢＲＯＡＤＷＡＹＴＯＬＷＯＲＴＨＳＵＲＲＥＹＫＴ６７ＤＱＥＮＧＬＡＮＤ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属のパッドおよび／または通し穴とと
もに絶縁層および導電層を含むＰＣＢを塗装し、ここ
で、該パッドおよび／または通し穴に変色防止剤の皮膜
を与える方法であって、光沢食刻の段階で、該パッドお
よび／または通し穴を光沢食刻組成物に接触させるこ
と；ならびに、その後、はんだ付けできるめっきされた
金属表面を形成する浸漬金属めっき段階で、該パッドお
よび／または通し穴を形成する金属より電気的陽性度が
高い金属のイオンを含み、該イオンに対する還元剤を実
質的に含まない、めっき組成物に接触させることによっ
て、食刻されたパッドおよび／または通し穴を金属めっ
きすることを含む方法。
【請求項２】めっきした金属の表面を変色防止剤の溶
液に接触させる請求項１記載の方法。
【請求項３】金属のパッドおよび／または通し穴とと
もに絶縁層および導電層を含むＰＣＢを塗装し、ここ
で、該パッドおよび／または通し穴に変色防止剤の皮膜
を与える方法であって、はんだ付けできるめっきされた
金属表面を形成する金属めっき段階で、めっき組成物に
接触させることによって、食刻されたパッドおよび／ま
たは通し穴を金属めっきし、そしてめっきされた金属表
面を変色防止剤の溶液に接触させることを含む方法。
【請求項４】金属めっき段階が、該パッドおよび／ま
たは通し穴の金属より電気的陽性度が高い金属を、より
電気的陽性度が高い該金属のイオンを含有し、該イオン
に対する還元剤を実質的に含まない水溶液から浸漬／置
換塗装する方法である請求項３記載の方法。
【請求項５】めっき組成物が、該イオンに対する錯化
剤、好ましくは多座配位子錯化剤を含有する請求項１〜
４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】めっき組成物が変色防止剤を含み、該方
法において、めっき段階の際に、変色防止剤が金属めっ
き組成物中に存在するように、変色防止剤を含む溶液に
金属表面を接触させる請求項２〜４のいずれか一項に記
載の方法。
【請求項７】めっき段階で金属めっきされた表面を形
成し、その後、洗浄後の第二の段階で、変色防止剤を含
む溶液に形成済みのめっきされた金属表面を接触させる
請求項２〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】変色防止剤を含む溶液とめっきされた金
属表面との接触時間が１０秒〜５分である請求項２〜
４、６または７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】浸漬塗装または吹付け塗装によって、変
色防止剤を含む溶液に金属表面を接触させる請求項２〜
４および６〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】変色防止剤が、溶液の０．００１〜５
重量％の量で該溶液中に存在する請求項２〜４および６
〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】めっきされた金属表面の金属の皮膜
が、ニッケル、銀、スズ、鉛、パラジウム、コバルト、
金、白金もしくはビスマス、またはそれらの合金、好ま
しくは銀を含む請求項１〜１０のいずれか一項に記載の
方法。
【請求項１２】パッドまたは通し穴が銅で形成されて
いる請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】ＰＣＢの表面に露出した導体の痕跡に
絶縁体であるマスクを、パッドおよび／または通し穴が
露出したままとなるように施す予備的段階を含む請求項
１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】金属めっきと直接接触するはんだを用
いて、金属めっきしたパッドおよび／または通し穴に導
電性部品を取り付ける後続段階を含む請求項１〜１３の
いずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】電気的陽性度が比較的低い金属の下地
に電気的陽性度が比較的高い金属の浸漬めっきを形成す
るのに適した水性めっき組成物であって、より電気的陽
性度が高い金属のイオン、および該イオンに対する錯化
剤、ならびに、より電気的陽性度が高い該金属に対する
変色防止剤を含有し、そして該イオンに対する還元剤を
実質的に含まない組成物。
【請求項１６】変色防止剤が、組成物の０．００１〜
５重量％の量で溶液中に存在する請求項１５記載の組成
物。
【請求項１７】該イオンが、ニッケル、銀、スズ、
鉛、パラジウム、コバルト、金、白金もしくはビスマ
ス、またはそれらの合金、好ましくは銀のイオンである
請求項１５または１６に記載の組成物。