[发明专利]电镀方法

说明书

本发明是关于电镀方法，特别是关于无铅的电镀而且连续地形成软钎焊性能良好的金属材料电镀膜的电镀方法。

用Sn单体或者Sn合金的电镀层被覆Cu单体、Cu合金或者Fe-Ni合金之类的导电部件表面而形成的引线材，是高性能导体，具有Cu单体、Cu合金所具备的优良导电性和机械强度，而且还具有Sn单体或者Sn合金所具备的耐蚀性和良好的软钎焊性，大量用于各种端子、接头、引线等电气电子机器领域或电力电缆领域等。

另外，在电路基板上搭载半导体芯片时，在半导体芯片的外引线部进行使用Sn合金的热浸镀或电镀，由此提高该外引线部的软钎焊性。这样的Sn合金的代表例，例如是软钎料(Sn-Pb合金)，因为软钎焊性、耐蚀性等良好，所以作为接头或引线框架等电气电子工业用部件的工业用电镀被广泛利用。

但是，在软钎料中使用的Pb对人体造成恶劣的影响，因而已经指出有害性，在世界上产生限制Pb的使用的提议。例如，废弃在室外的电子装置类等，如果暴露于酸性雨中，Pb就从该装置内部使用的软钎料(Sn-Pb合金)或在电子部件的表面施加的软钎料镀层中溶解出来，造成地下水或江河污染。为了防止环境污染，最好是使用不含Pb的Sn合金。为此正在开发代替以往的Sn-Pb电镀液的不含Pb的新电镀液。目前已开发出不含Pb的以Sn为主成分的电镀液，例如Sn-Bi系、Sn-Ag系、Sn-Cu系的电镀液，并正在逐步替代原有的电镀液。

图3是表示引线材的基本构成的断面图。例如，导电部件21由Cu、以Cu为主成分的Cu系合金或者以Fe-Ni为主成分的Fe-Ni系合金构成。而且，在这些导电部件21的表面上镀敷了不同金属材料的2层电镀膜。例如，依次地形成Sn的第1电镀膜22和Sn-Bi的第2电镀膜23。在此，已经知道，设第1电镀膜22的厚度为t₁、设第2电镀膜23的厚度为t₂时，如果t₁设定成约3～15μm,t₂设定成约1～5μm,t₂/t₁设定成约0.1～0.5，无论在成本方面，软钎焊性和耐热性方面，还是软钎料的焊接强度或与铝线等的焊接部的焊接强度方面都有良好的特性，得到作为引线材的性能提高，因此是合适的。

图4是自动电镀装置全体的平面布置图。首先，在碱性电解洗净液槽31中，去除导电部件21的表面上的妨碍软钎料电镀被膜的附着性或软钎焊性的油脂等有机性的污染杂质。接着，在水洗用液槽32中洗净后，在化学腐蚀液槽33中进行化学腐蚀处理(基本上利用氧化一还原反应的处理)，使由于晶界或夹杂物等的存在而成为不均匀表面的导电部件21的表面均匀化。

接着，在水洗用液槽34中洗净后，在酸活性化液槽35中去除在水洗用液槽34中附着的氧化膜。随后，在水洗用液槽36中洗净后，在软钎料电镀装置37中施行电镀。软钎料电镀液是强酸性的，因此电镀后的表面成为酸性。这样的表面随时间的经过，被膜变色，软钎焊性劣化。为此，在水洗用液槽38、中和处理槽39中，中和残留在电镀层表面的酸，去除吸附的有机物。此后，在水洗用液槽40、热水洗用液槽41中进行洗净，在干燥装置42中干燥已电镀的导电部件。

图5是在以往的电镀装置37中施行电镀的部分的详细平面布置图。在该电镀方法中，导电部件21浸渍在预浸渍槽371中，去除表面的氢氧化物膜，浸渍在第1电镀液槽372的电镀液中，施加第1电镀膜22后，将导电部件21浸渍在设置在第1电镀液槽372的电镀液和第2电镀液槽374的电镀液之间的水洗用液槽373的纯水中，除去第1电镀液，接着将导电部件21浸渍在第2电镀液槽374的电镀液中，施加第2电镀膜23。最后在水洗用液槽375中洗净电镀面。

在上述的电镀方法中，施加第1电镀膜22的第1电镀液槽372的电镀液和施加第2电镀膜的第2电镀液槽374的电镀液，除了构成各自的电镀液的金属材料及溶解这些金属材料的酸性溶剂之外，就不是相同的液构成。例如，在第1电镀膜22由Sn单体构成，第2电镀膜23由Sn-Bi合金构成时，在第1电镀液槽372和第2电镀液槽374的电镀液的构成中，关于有机酸、溶剂和纯水，使用是相同液构成的材料。但是，关于添加剂，前者一般使用软钎料电镀液用的添加剂，后者一般使用Sn-Bi电镀液用的添加剂。

另外，第1电镀液槽372和第2电镀液槽374往往使用相同形状的电镀液槽。

这样的电镀方法在特开平10-229152号公报中已有说明。