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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022085602
(43)【公開日】2022-06-08
(54)【発明の名称】めっき材料及び電子部品
(51)【国際特許分類】
C25D 5/10 20060101AFI20220601BHJP
C25D 5/16 20060101ALI20220601BHJP
C25D 5/48 20060101ALI20220601BHJP
H01L 23/50 20060101ALI20220601BHJP
【ＦＩ】
C25D5/10
C25D5/16
C25D5/48
H01L23/50 D
H01L23/50 H
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020197367
(22)【出願日】2020-11-27
(71)【出願人】
【識別番号】502362758
【氏名又は名称】ＪＸ金属株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000523
【氏名又は名称】アクシス国際特許業務法人
(72)【発明者】
【氏名】佐々木 康則
(72)【発明者】
【氏名】川村 高広
(72)【発明者】
【氏名】高橋 豊
(72)【発明者】
【氏名】小林 良聡
【テーマコード（参考）】
4K024
5F067
【Ｆターム（参考）】
4K024AA03
4K024AA11
4K024AA12
4K024AB03
4K024AB09
4K024BA09
4K024BB09
4K024CA01
4K024CA04
4K024CA06
4K024CA12
4K024CB26
4K024DA02
4K024DA03
4K024DA04
4K024DB03
4K024GA16
5F067AA04
5F067DC11
5F067DC18
5F067EA04
(57)【要約】
【課題】半田濡れ性および樹脂密着性が良好な、めっき材料及び電子部品を提供する。
【解決手段】めっき材料は、表面に樹脂を成型する、または、表面を樹脂で封止するめっき材料であって、導電性基材と、導電性基材上に設けられた粗化めっき層と、粗化めっき層上に設けられた貴金属めっき層を有する。貴金属めっき層側から観察倍率５００００倍のＥＰＭＡによるマッピング分析を実施したときの、貴金属めっき層の最表層成分の最大検出強度の３０％以上の色調で示される箇所を最表層成分による被覆箇所と定義した場合に、めっき材料の表面に対する最表層成分の被覆率が、観察視野面積の７０％以上である。
【選択図】図１
【解決手段】めっき材料は、表面に樹脂を成型する、または、表面を樹脂で封止するめっき材料であって、導電性基材と、導電性基材上に設けられた粗化めっき層と、粗化めっき層上に設けられた貴金属めっき層を有する。貴金属めっき層側から観察倍率５００００倍のＥＰＭＡによるマッピング分析を実施したときの、貴金属めっき層の最表層成分の最大検出強度の３０％以上の色調で示される箇所を最表層成分による被覆箇所と定義した場合に、めっき材料の表面に対する最表層成分の被覆率が、観察視野面積の７０％以上である。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
表面に樹脂を成型する、または、表面を樹脂で封止するめっき材料であって、
導電性基材と、
前記導電性基材上に設けられた粗化めっき層と、
前記粗化めっき層上に設けられた貴金属めっき層と、
を有するめっき材料であり、
前記貴金属めっき層側から観察倍率５００００倍のＥＰＭＡによるマッピング分析を実施したときの、前記貴金属めっき層の最表層成分の最大検出強度の３０％以上の色調で示される箇所を前記最表層成分による被覆箇所と定義した場合に、前記めっき材料の表面に対する前記最表層成分の被覆率が、観察視野面積の７０％以上である、めっき材料。
導電性基材と、
前記導電性基材上に設けられた粗化めっき層と、
前記粗化めっき層上に設けられた貴金属めっき層と、
を有するめっき材料であり、
前記貴金属めっき層側から観察倍率５００００倍のＥＰＭＡによるマッピング分析を実施したときの、前記貴金属めっき層の最表層成分の最大検出強度の３０％以上の色調で示される箇所を前記最表層成分による被覆箇所と定義した場合に、前記めっき材料の表面に対する前記最表層成分の被覆率が、観察視野面積の７０％以上である、めっき材料。
【請求項2】
前記貴金属めっき層側から測定した算術平均粗さＳａが０．１～０．３μｍである、請求項１に記載のめっき材料。
【請求項3】
前記貴金属めっき層の平均厚さが、０．００６～０．１μｍである、請求項１または２に記載のめっき材料。
【請求項4】
前記貴金属めっき層が、パラジウムめっき及び金めっきからなる、請求項１～３のいずれか一項に記載のめっき材料。
【請求項5】
前記貴金属めっき層が、
前記粗化めっき層上に設けられた、平均厚さ０．００５～０．０５μｍのパラジウムめっき層、及び、
前記パラジウムめっき層上に設けられた、平均厚さ０．００１～０．０５μｍの金めっき層
からなる、請求項４に記載のめっき材料。
前記粗化めっき層上に設けられた、平均厚さ０．００５～０．０５μｍのパラジウムめっき層、及び、
前記パラジウムめっき層上に設けられた、平均厚さ０．００１～０．０５μｍの金めっき層
からなる、請求項４に記載のめっき材料。
【請求項6】
前記貴金属めっき層の表面に、チオール化合物を含む、請求項１～５のいずれか一項に記載のめっき材料。
【請求項7】
請求項１～６のいずれか一項に記載のめっき材料を備えた電子部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、めっき材料及び電子部品に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、金属材料と樹脂との複合体において、これらの密着性の改善要望が増加している。特に、車載向けについては過酷なエンジンルーム周りでの電子化が進むことで、より一層の密着性向上が求められている。
【0003】
このような背景から、樹脂封止型半導体装置におけるリードフレームとモールド樹脂との密着性を高めるために、リードフレームのめっき表面を粗化する技術が提案されている（特許文献１、特許文献２、特許文献３）。
【0004】
これら従来技術を適用することにより、ＪＥＤＥＣ－ＬＥＶＥＬ１等の高温高湿試験において樹脂密着性が改善している。しかしながら、半導体チップを搭載する箇所においては、チップを半田接合やダイボンディングによる接合を行う必要があるところ、半田濡れ性を粗化めっきが阻害してしまう現象が知られている。そこで、例えば、特許文献４では、アウターリード部などの半田接合性が必要な箇所は、粗化しないような構成が提案されている。
【0005】
また、半田濡れ性を改善する手法として、特許文献５には、粗化めっきの表面に、パラジウムめっきや金めっきを形成する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開平６－２９４３９号公報
【特許文献2】特開平１０－２７８７３号公報
【特許文献3】特開２００６－９３５５９号公報
【特許文献4】特開２００８－１０３４５５号公報
【特許文献5】特開平４－１１５５５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
特に電子部品のチップ搭載部においては、チップの汚染を防止する目的でフラックス残渣を低減するニーズが高まっており、低残渣フラックスもしくはフラックスフリーでの実装性について検討が進められている。その改善方法として、例えば、導電性基材の表面をパラジウムめっきや金めっきなどの貴金属めっきで被覆する方法がある。
【0008】
しかしながら、貴金属めっきは、厚さが薄くなる傾向にある。そのため、導電性基材に粗化めっき層を設けたとき、当該粗化めっき層上に薄い貴金属めっきを施すと、粗化めっきの凹凸の凸部に電流が集中し、凹部に貴金属めっきが形成されず、粗化めっき層の露出が生じる。そして、本発明者らは、このように粗化めっき層の露出部が酸化することで、半田濡れ性が悪くなることを突き止めた。また、低残渣フラックス含有の半田を使用しためっき材料の半田濡れ性が、上述の状況において特に悪化することが分かった。
【0009】
これらの課題を解決する手段として、上述の特許文献４に開示される技術のように、半田接合が必要な箇所に粗化処理をしない、換言すれば、金属材料の樹脂によって被覆される部分にのみ粗化処理を施すことも考えられる。しかしながら、局所的な粗化処理では粗度が低くなってしまい、樹脂密着性を確保することが難しくなり得る。
【0010】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、半田濡れ性および樹脂密着性が良好な、めっき材料及び電子部品を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明者らは、鋭意検討の結果、導電性基材上に粗化めっき層と貴金属めっき層とを形成し、貴金属めっき層のめっき材料の表面に対する所定の被覆率を制御することで、上記課題を解決することができることを見出した。
【0012】
以上の知見を基礎として完成した本発明の実施形態は一側面において、表面に樹脂を成型する、または、表面を樹脂で封止するめっき材料であって、導電性基材と、前記導電性基材上に設けられた粗化めっき層と、前記粗化めっき層上に設けられた貴金属めっき層と、を有するめっき材料であり、前記貴金属めっき層側から観察倍率５００００倍のＥＰＭＡによるマッピング分析を実施したときの、前記貴金属めっき層の最表層成分の最大検出強度の３０％以上の色調で示される箇所を前記最表層成分による被覆箇所と定義した場合に、前記めっき材料の表面に対する前記最表層成分の被覆率が、観察視野面積の７０％以上である、めっき材料である。
【0013】
本発明のめっき材料は一実施形態において、前記貴金属めっき層側から測定した算術平均粗さＳａが０．１～０．３μｍである。
【0014】
本発明のめっき材料は別の一実施形態において、前記貴金属めっき層の平均厚さが、０．００６～０．１μｍである。
【0015】
本発明のめっき材料は更に別の一実施形態において、前記貴金属めっき層が、パラジウムめっき及び金めっきからなる。
【0016】
本発明のめっき材料は更に別の一実施形態において、前記貴金属めっき層が、前記粗化めっき層上に設けられた、平均厚さ０．００５～０．０５μｍのパラジウムめっき層、及び、前記パラジウムめっき層上に設けられた、平均厚さ０．００１～０．０５μｍの金めっき層からなる。
【0017】
本発明のめっき材料は更に別の一実施形態において、前記貴金属めっき層の表面に、チオール化合物を含む。
【0018】
本発明の実施形態は別の一側面において、本発明の実施形態に係るめっき材料を備えた電子部品である。
【発明の効果】
【0019】
本発明の実施形態によれば、半田濡れ性および樹脂密着性が良好な、めっき材料及び電子部品を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】（Ａ）は、本発明の実施形態に係るめっき材料の断面模式図である。（Ｂ）は、（Ａ）で示す点線枠で囲まれた箇所の拡大模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、本発明のめっき材料及び電子部品の実施形態について説明するが、本発明は、これに限定されて解釈されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良を加え得るものである。
【0022】
＜めっき材料の構成＞
図１（Ａ）に、本発明の実施形態に係るめっき材料の断面模式図を示す。また、図１（Ｂ）に、図１（Ａ）で示す点線枠で囲まれた箇所の拡大模式図を示す。本発明の実施形態に係るめっき材料は、表面に樹脂を成型する、または、表面を樹脂で封止するめっき材料であって、導電性基材と、導電性基材上に設けられた粗化めっき層と、粗化めっき層上に設けられた貴金属めっき層とを有する。
図１（Ａ）に、本発明の実施形態に係るめっき材料の断面模式図を示す。また、図１（Ｂ）に、図１（Ａ）で示す点線枠で囲まれた箇所の拡大模式図を示す。本発明の実施形態に係るめっき材料は、表面に樹脂を成型する、または、表面を樹脂で封止するめっき材料であって、導電性基材と、導電性基材上に設けられた粗化めっき層と、粗化めっき層上に設けられた貴金属めっき層とを有する。
【0023】
（導電性基材）
導電性基材としては、特に限定されないが、例えば、銅、銅合金、鉄、鉄合金、ステンレス、４２アロイなどが好適に用いられ、中でも導電率や強度の観点から、銅、銅合金が好ましく、さらにリン青銅、黄銅、コルソン銅、無酸素銅、タフピッチ銅などがより好ましい。具体的な銅合金の一例として銅開発協会（ＣＤＡ）に規定される、Ｃ１１０００、Ｃ１０２００、Ｃ１９４００、Ｃ７０２５０、Ｃ２６０００、Ｃ５２１００を導電性基材として用いることができる。また、金属基材に樹脂層を複合させたものであっても良い。金属基材に樹脂層を複合させたものとは、例としてＦＰＣまたはＦＦＣ基材上の電極部分などがある。
導電性基材としては、特に限定されないが、例えば、銅、銅合金、鉄、鉄合金、ステンレス、４２アロイなどが好適に用いられ、中でも導電率や強度の観点から、銅、銅合金が好ましく、さらにリン青銅、黄銅、コルソン銅、無酸素銅、タフピッチ銅などがより好ましい。具体的な銅合金の一例として銅開発協会（ＣＤＡ）に規定される、Ｃ１１０００、Ｃ１０２００、Ｃ１９４００、Ｃ７０２５０、Ｃ２６０００、Ｃ５２１００を導電性基材として用いることができる。また、金属基材に樹脂層を複合させたものであっても良い。金属基材に樹脂層を複合させたものとは、例としてＦＰＣまたはＦＦＣ基材上の電極部分などがある。
【0024】
（粗化めっき層）
粗化めっき層は、樹脂と密着する箇所に設けられるとその効果を発揮し、アンカー効果により導電性基材と樹脂との密着状態を長期間に亘って保つことができる。粗化めっき層は、樹脂と密着する箇所のみでなく、良好な半田付け性が求められる箇所にも設けられてもよい。従来技術では、半田付け性を確保する箇所においては、粗化めっきは濡れ性が悪く好適ではないとされているが、本発明においてはその点を改善し、半田濡れ性を阻害することのないめっき材料が得られる。
粗化めっき層は、樹脂と密着する箇所に設けられるとその効果を発揮し、アンカー効果により導電性基材と樹脂との密着状態を長期間に亘って保つことができる。粗化めっき層は、樹脂と密着する箇所のみでなく、良好な半田付け性が求められる箇所にも設けられてもよい。従来技術では、半田付け性を確保する箇所においては、粗化めっきは濡れ性が悪く好適ではないとされているが、本発明においてはその点を改善し、半田濡れ性を阻害することのないめっき材料が得られる。
【0025】
粗化めっき層の種類としては、貴金属めっき層の下地層として効果を発揮するためニッケル、ニッケル合金、銅、銅合金が好ましく、特にニッケルおよびニッケル合金が好ましい。粗化めっき層の平均厚さについては特に制限するものではないが、例えば０．２～２μｍで形成されていることが好ましい。粗化めっき層の平均厚さが０．２μｍ未満であると、樹脂密着性が低く長期信頼性に乏しくなる一方、２μｍ超であると生産性や後述の貴金属めっき被覆の割合が低くなりやすい。また、生産性や効果の観点から、粗化めっき層の平均厚さは、０．３～１．５μｍであるのがより好ましく、０．５～１μｍであるのが更により好ましい。
【0026】
（貴金属めっき層）
貴金属めっき層は、主に半田濡れ性を改善するために形成される層であり、例えばパラジウム、パラジウム合金、金、金合金から形成され、特に耐熱性や半田濡れ性の観点から、粗化めっき層側から、パラジウムめっき、金めっきの順に構成されるのが好ましい。貴金属めっき層の平均厚さについては、特に制限するものではないが、コストや生産性、さらに半田濡れ性改善効果の観点から、薄く形成されることが好ましく、０．００６～０．１μｍで形成することができる。特に、耐熱性や省貴金属化の観点から、貴金属めっき層は、粗化めっき層上に設けられた、平均厚さ０．００５～０．０５μｍのパラジウムめっき層、及び、パラジウムめっき層上に設けられた、平均厚さ０．００１～０．０５μｍの金めっき層からなるのが好ましい。また、パラジウムめっき層の平均厚さは、０．０１～０．０３μｍであるのがより好ましく、０．０１５～０．０２μｍであるのが更により好ましい。また、金めっき層の平均厚さは、０．００３～０．０３μｍであるのがより好ましく、０．００５～０．０２μｍであるのが更により好ましい。
貴金属めっき層は、主に半田濡れ性を改善するために形成される層であり、例えばパラジウム、パラジウム合金、金、金合金から形成され、特に耐熱性や半田濡れ性の観点から、粗化めっき層側から、パラジウムめっき、金めっきの順に構成されるのが好ましい。貴金属めっき層の平均厚さについては、特に制限するものではないが、コストや生産性、さらに半田濡れ性改善効果の観点から、薄く形成されることが好ましく、０．００６～０．１μｍで形成することができる。特に、耐熱性や省貴金属化の観点から、貴金属めっき層は、粗化めっき層上に設けられた、平均厚さ０．００５～０．０５μｍのパラジウムめっき層、及び、パラジウムめっき層上に設けられた、平均厚さ０．００１～０．０５μｍの金めっき層からなるのが好ましい。また、パラジウムめっき層の平均厚さは、０．０１～０．０３μｍであるのがより好ましく、０．０１５～０．０２μｍであるのが更により好ましい。また、金めっき層の平均厚さは、０．００３～０．０３μｍであるのがより好ましく、０．００５～０．０２μｍであるのが更により好ましい。
【0027】
本発明の実施形態に係るめっき材料は、貴金属めっき層側から観察倍率５００００倍のＥＰＭＡ（電子プローブマイクロアナライザー：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｐｒｏｂｅ Ｍｉｃｒｏ Ａｎａｌｙｚｅｒ）によるマッピング分析を実施したときの、貴金属めっき層の最表層成分の最大検出強度の３０％以上の色調で示される箇所を最表層成分による被覆箇所と定義した場合に、めっき材料の表面に対する最表層成分の被覆率が、観察視野面積の７０％以上である。このような構成によれば、粗化めっき層の露出が抑制されることで、樹脂密着性は確保しながらも、良好な半田濡れ性を得ることができる。また、フラックス残渣の少ない、もしくはフラックスフリーの半田で実装を行っても、半田濡れ性および樹脂密着性が良好な、めっき材料が得られる。本発明の実施形態に係るめっき材料は、上述の最表層成分の被覆率が、観察視野面積の７５％以上であるのが好ましく、８０％以上であるのがより好ましい。
【0028】
上述の「めっき材料の表面に対する最表層成分の被覆率」については、貴金属めっき層が１種類の成分（例えば、パラジウムまたは金）で形成されている場合、当該１種類の成分の、めっき材料の表面に対する被覆率を示す。一方、貴金属めっき層が、下層にパラジウムめっき層、上層に金めっき層を有する場合、最表層成分は金となるため、当該金の、めっき材料の表面に対する被覆率を示す。
【0029】
上述のめっき材料の表面に対する最表層成分の被覆率の測定方法の例としては、まず、めっき材料の貴金属めっき層側からＥＰＭＡによって観察倍率５００００倍で観察する。なお、本発明者らが鋭意検討した結果、５００００倍未満の倍率であると、粗化された凹部における検出強度を十分に検出できず、また５００００倍を超える倍率となると、粗化凹凸の局所的な拡大部指標になってしまうことから、当該観察倍率を定めている。次に、最表層における貴金属成分をマッピングし、その色調において最大検出強度の３０％以上の色調で示される箇所を「被覆箇所」として抽出し、その面積比を算出して、これを上述の「被覆率」と定義する。当該被覆率が低いと、その被覆されていない箇所が大気暴露の際に酸化し、その結果半田濡れ性を阻害する。また、上述の被覆率の測定は、めっき材料の貴金属めっき層側の表面において、任意の３箇所を選んで測定し、その平均値を算出する。
【0030】
本発明の実施形態に係るめっき材料は、貴金属めっき層側から測定した算術平均粗さＳａが０．１～０．３μｍであるのが好ましい。貴金属めっき層側から測定した算術平均粗さＳａが０．１μｍ以上であると、アンカー効果が高まり、樹脂との密着性が向上し、０．３μｍ以下であると、粗化表面の凹部（谷部）への貴金属めっきの被覆率を向上させ、その結果、半田濡れ性を改善できる。加えて、算術平均粗さＳａが０．２μｍ以下であると、先端部分の破損を抑制することができる。本発明の実施形態に係るめっき材料は、貴金属めっき層側から測定した算術平均粗さＳａが０．１５～０．１８μｍであるのがより好ましく、０．１６～０．１７μｍであるのが更により好ましい。
【0031】
＜めっき材料の製造方法＞
本発明の実施形態に係るめっき材料の製造方法としては、まず、導電性基材上に、粗化めっき層を形成し、さらに、貴金属めっき層を形成する。当該めっきとしては、湿式（電気、無電解）めっきを用いて行う。
本発明の実施形態に係るめっき材料の製造方法としては、まず、導電性基材上に、粗化めっき層を形成し、さらに、貴金属めっき層を形成する。当該めっきとしては、湿式（電気、無電解）めっきを用いて行う。
【0032】
粗化めっき層を形成するための、粗化めっき条件を以下に示す。
・液組成：ニッケル、ニッケル合金、銅、銅合金などを含有する所望のめっき液組成
・めっき温度：４０～６０℃
・電流密度：５～１５Ａ／ｄｍ2
・液組成：ニッケル、ニッケル合金、銅、銅合金などを含有する所望のめっき液組成
・めっき温度：４０～６０℃
・電流密度：５～１５Ａ／ｄｍ2
【0033】
貴金属めっき層を形成するための、貴金属めっき条件を以下に示す。
・液組成：パラジウム、金などを含有する所望のめっき液組成
・めっき温度：４０～６０℃
・電流密度：０．０５～２Ａ／ｄｍ2
・撹拌速度：８００～１２００ｒｐｍ
・超音波撹拌：２８ｋＨｚ、２００～６００Ｗ
なお、超音波撹拌は、無くてもよいが、実施するほうが好ましい。
・液組成：パラジウム、金などを含有する所望のめっき液組成
・めっき温度：４０～６０℃
・電流密度：０．０５～２Ａ／ｄｍ2
・撹拌速度：８００～１２００ｒｐｍ
・超音波撹拌：２８ｋＨｚ、２００～６００Ｗ
なお、超音波撹拌は、無くてもよいが、実施するほうが好ましい。
【0034】
上述のように、貴金属めっき条件において、撹拌速度を大きく、電流密度を低く、且つ、超音波を使用しながらめっき液を撹拌することで、粗化めっき層の凹部への電析が促進され、当該凹部における貴金属めっきを極薄で均一に形成することができる。これによって、貴金属めっき層の被覆率が向上する。
【0035】
（封孔処理）
貴金属めっき層を形成後、すぐにそのまま半田接合などの実装を行うことが好ましいが、長期保管や周辺環境が劣悪な箇所に晒される可能性があるときは、封孔処理を施すことが好ましい。封孔処理によって、長期にわたって半田濡れ性や樹脂密着性を確保することができる。特に封孔処理の成分に、還元性作用のある物質を適用することがより好ましく、例えばメルカプト基を保有する封孔処理剤を使用・実施することで、僅かに被覆している粗化めっき箇所の酸化を防止し、また還元作用により半田濡れ性を大きく改善することができる。
貴金属めっき層を形成後、すぐにそのまま半田接合などの実装を行うことが好ましいが、長期保管や周辺環境が劣悪な箇所に晒される可能性があるときは、封孔処理を施すことが好ましい。封孔処理によって、長期にわたって半田濡れ性や樹脂密着性を確保することができる。特に封孔処理の成分に、還元性作用のある物質を適用することがより好ましく、例えばメルカプト基を保有する封孔処理剤を使用・実施することで、僅かに被覆している粗化めっき箇所の酸化を防止し、また還元作用により半田濡れ性を大きく改善することができる。
【0036】
なお、封孔処理の種類や皮膜厚によっては、樹脂密着性を低下させる恐れがあるため、封孔処理時間を６０秒以下、好ましくは３０秒以下で処理し、被膜厚を適宜制御することが好ましい。
【0037】
また、封孔処理を実施することで、例えば高温高湿試験（８５℃－８５％－８時間）後の半田濡れ性の低下を大幅に抑制することができる。
【0038】
本発明の実施形態に係るめっき材料の封孔処理は公知の封孔処理剤及び処理方法を用いることができる。当該封孔処理としては、例えば、チオール化合物を有する被膜を形成してもよい。
【0039】
＜めっき材料の用途＞
本発明の実施形態に係るめっき材料の用途は特に限定しないが、樹脂との良好な密着性が必要な電子部品の材料として用いることができ、特に、衝撃、温度、湿度等の要因から守るために表面を樹脂で固める樹脂成型、樹脂封止、または、モールド成型等を施す電子部品の材料として用いることができる。当該電子部品としては例えば、リードフレーム、バズバーモジュール等のような金属製の電子部品が挙げられる。本発明の実施形態に係るめっき材料は、このような表面に樹脂成型、樹脂封止、または、モールド成型が施された成型品としても、導電性材料の表面と樹脂との密着性が非常に良好であるため、例えば車載向けのエンジンルーム周りという過酷な環境下で使用される電子部品の材料として用いた場合でも、良好な耐久性が期待できる。
本発明の実施形態に係るめっき材料の用途は特に限定しないが、樹脂との良好な密着性が必要な電子部品の材料として用いることができ、特に、衝撃、温度、湿度等の要因から守るために表面を樹脂で固める樹脂成型、樹脂封止、または、モールド成型等を施す電子部品の材料として用いることができる。当該電子部品としては例えば、リードフレーム、バズバーモジュール等のような金属製の電子部品が挙げられる。本発明の実施形態に係るめっき材料は、このような表面に樹脂成型、樹脂封止、または、モールド成型が施された成型品としても、導電性材料の表面と樹脂との密着性が非常に良好であるため、例えば車載向けのエンジンルーム周りという過酷な環境下で使用される電子部品の材料として用いた場合でも、良好な耐久性が期待できる。
【実施例0040】
以下、本発明の実施例と比較例を共に示すが、これらは本発明をより良く理解するために提供するものであり、本発明が限定されることを意図するものではない。
【0041】
＜試験例１＞
（導電性基材の作製）
実施例１～７及び比較例１として、導電性基材（Ｃ１１０００：９９．９％Ｃｕ）に対し、水酸化ナトリウムが５０ｇ／Ｌのアルカリ脱脂浴にてカソード電解脱脂を５Ａ／ｄｍ2で６０秒実施後、１０％硫酸およびフッ化アンモニウム５０ｇ／Ｌの酸洗溶液にて３０秒酸洗浄した。
（導電性基材の作製）
実施例１～７及び比較例１として、導電性基材（Ｃ１１０００：９９．９％Ｃｕ）に対し、水酸化ナトリウムが５０ｇ／Ｌのアルカリ脱脂浴にてカソード電解脱脂を５Ａ／ｄｍ2で６０秒実施後、１０％硫酸およびフッ化アンモニウム５０ｇ／Ｌの酸洗溶液にて３０秒酸洗浄した。
【0042】
（粗化めっき処理）
次に、電気めっきにて、めっき浴の組成、めっき液の温度、電流密度及びめっき時間を調整することで、粗化めっき処理を行い、導電性基材の表面に粗化めっき層を形成した。実施例１～７及び比較例１の粗化めっき浴成分は、いずれも同じであり、Ｎｉメタル分１３０ｇ／Ｌ、ホウ酸２５ｇ／ＬでｐＨ３．３であった。ここで、Ｎｉメタル分は、Ｎｉ塩としてスルファミン酸ニッケル四水和物及び塩化Ｎｉで構成されている。より具体的には、スルファミン酸ニッケル四水和物：Ｎｉ（ＮＨ2ＳＯ3）2・４Ｈ2Ｏ＝２９４ｇ／Ｌ（約３００ｇ／Ｌ）、Ｎｉ量で５３．５ｇ／Ｌ、塩化ニッケル六水和物：ＮｉＣｌ２・６Ｈ2Ｏ＝約３１０ｇ／Ｌ、Ｎｉ量で７６．５ｇ／Ｌである。実施例１～７及び比較例１のめっき液の温度は４５℃、電流密度は１０Ａ／ｄｍ2とした。
次に、電気めっきにて、めっき浴の組成、めっき液の温度、電流密度及びめっき時間を調整することで、粗化めっき処理を行い、導電性基材の表面に粗化めっき層を形成した。実施例１～７及び比較例１の粗化めっき浴成分は、いずれも同じであり、Ｎｉメタル分１３０ｇ／Ｌ、ホウ酸２５ｇ／ＬでｐＨ３．３であった。ここで、Ｎｉメタル分は、Ｎｉ塩としてスルファミン酸ニッケル四水和物及び塩化Ｎｉで構成されている。より具体的には、スルファミン酸ニッケル四水和物：Ｎｉ（ＮＨ2ＳＯ3）2・４Ｈ2Ｏ＝２９４ｇ／Ｌ（約３００ｇ／Ｌ）、Ｎｉ量で５３．５ｇ／Ｌ、塩化ニッケル六水和物：ＮｉＣｌ２・６Ｈ2Ｏ＝約３１０ｇ／Ｌ、Ｎｉ量で７６．５ｇ／Ｌである。実施例１～７及び比較例１のめっき液の温度は４５℃、電流密度は１０Ａ／ｄｍ2とした。
【0043】
（パラジウムめっき処理）
次に、電気めっきにて、めっき浴の組成、めっき液の温度、電流密度、撹拌速度、超音波撹拌の使用及びめっき時間を調整することで、パラジウムめっき処理を行い、粗化めっき層の表面にパラジウムめっき層を形成した。実施例１～７及び比較例１のめっき浴成分は、いずれも同じであり、パラブライトＳＳＴ－Ｌ（製品名、日本高純度化学社製）であった。
表１に各パラジウムめっき処理条件を示す。また、超音波撹拌の条件は、２８ｋＨｚ、２００Ｗとした。
次に、電気めっきにて、めっき浴の組成、めっき液の温度、電流密度、撹拌速度、超音波撹拌の使用及びめっき時間を調整することで、パラジウムめっき処理を行い、粗化めっき層の表面にパラジウムめっき層を形成した。実施例１～７及び比較例１のめっき浴成分は、いずれも同じであり、パラブライトＳＳＴ－Ｌ（製品名、日本高純度化学社製）であった。
表１に各パラジウムめっき処理条件を示す。また、超音波撹拌の条件は、２８ｋＨｚ、２００Ｗとした。
【0044】
【表1】
【0045】
（金めっき処理）
次に、電気めっきにて、めっき浴の組成、めっき液の温度、電流密度、撹拌速度、超音波撹拌の使用及びめっき時間を調整することで、金めっき処理を行い、パラジウムめっき層の表面に金めっき層を形成した。実施例１～７及び比較例１のめっき浴成分は、いずれも同じであり、アフタープレート（製品名、日本高純度化学社製）であった。
表２に各金めっき処理条件を示す。また、超音波撹拌の条件は、２８ｋＨｚ、２００Ｗとした。
次に、電気めっきにて、めっき浴の組成、めっき液の温度、電流密度、撹拌速度、超音波撹拌の使用及びめっき時間を調整することで、金めっき処理を行い、パラジウムめっき層の表面に金めっき層を形成した。実施例１～７及び比較例１のめっき浴成分は、いずれも同じであり、アフタープレート（製品名、日本高純度化学社製）であった。
表２に各金めっき処理条件を示す。また、超音波撹拌の条件は、２８ｋＨｚ、２００Ｗとした。
【0046】
【表2】
【0047】
（評価）
・めっきの平均厚さ
各めっきの平均厚さの確認については、任意の５点について蛍光Ｘ線膜厚計（日立ハイテク社製 ＳＦＴ９５００）を使用し、コリメータ径０．２ｍｍ、各膜厚測定時間３０秒での平均値について算出した。
・めっきの平均厚さ
各めっきの平均厚さの確認については、任意の５点について蛍光Ｘ線膜厚計（日立ハイテク社製 ＳＦＴ９５００）を使用し、コリメータ径０．２ｍｍ、各膜厚測定時間３０秒での平均値について算出した。
【0048】
・めっき材料の表面に対する最表層成分の被覆率
めっき材料の表面に対する最表層成分の被覆率を測定した。具体的には、めっき材料について、貴金属めっき層側からＥＰＭＡによって観察倍率５００００倍で観察した。次に、最表層における貴金属成分（実施例１～７及び比較例１についてはＡｕ成分）をマッピングし、その色調において最大検出強度の３０％以上の色調で示される箇所を「被覆箇所」として抽出し、その面積比を算出して、これを「被覆率」と定義した。また、当該被覆率の測定は、めっき材料の貴金属めっき層側の表面において、任意の３箇所を選んで測定し、その平均値とした。
以下に、当該ＥＰＭＡの測定条件を示す。
・スキャンタイプ：ビームスキャン
・加速電圧：１５．０ｋＶ
・照射電流：５．３９０ｅ-8Ａ
・測定時間：２５．００ミリ秒
・測定点数：２５６×２５６
めっき材料の表面に対する最表層成分の被覆率を測定した。具体的には、めっき材料について、貴金属めっき層側からＥＰＭＡによって観察倍率５００００倍で観察した。次に、最表層における貴金属成分（実施例１～７及び比較例１についてはＡｕ成分）をマッピングし、その色調において最大検出強度の３０％以上の色調で示される箇所を「被覆箇所」として抽出し、その面積比を算出して、これを「被覆率」と定義した。また、当該被覆率の測定は、めっき材料の貴金属めっき層側の表面において、任意の３箇所を選んで測定し、その平均値とした。
以下に、当該ＥＰＭＡの測定条件を示す。
・スキャンタイプ：ビームスキャン
・加速電圧：１５．０ｋＶ
・照射電流：５．３９０ｅ-8Ａ
・測定時間：２５．００ミリ秒
・測定点数：２５６×２５６
【0049】
・算術平均粗さＳａ
めっき材料の、貴金属めっき層側から算術平均粗さＳａを測定した。具体的には、キーエンス社製レーザー顕微鏡（ＶＫ－Ｘ１５０）を使用し、観察倍率１０００倍、スポット径φ０．８ｍｍ、測定面積１００μｍ×１００μｍで測定した。５回の測定（Ｎ５）の平均値を算出し、めっき材料の試験片の表面のＳａの値とした。
めっき材料の、貴金属めっき層側から算術平均粗さＳａを測定した。具体的には、キーエンス社製レーザー顕微鏡（ＶＫ－Ｘ１５０）を使用し、観察倍率１０００倍、スポット径φ０．８ｍｍ、測定面積１００μｍ×１００μｍで測定した。５回の測定（Ｎ５）の平均値を算出し、めっき材料の試験片の表面のＳａの値とした。
【0050】
・シェア強度
めっき材料の試験片の表面に樹脂成型したものをサンプルとして、プリンカップモールド試験にてシェア強度を測定した。試験条件は、樹脂：日立化成社製ＧＥ－７４７０ＬＡ樹脂、プリンカップ底面の面積：１０ｍｍ2、樹脂成型時間：１２０秒、モールドキュア：１７５℃で８時間とし、１０回のせん断力測定（Ｎ１０）の平均値を算出し、シェア強度とした。シェアはデイジ社製 ボンドテスター（Ｓｅｒｉｅｓ４０００）にて、シェア速度１００μｍ／秒にて測定した。
めっき材料の試験片の表面に樹脂成型したものをサンプルとして、プリンカップモールド試験にてシェア強度を測定した。試験条件は、樹脂：日立化成社製ＧＥ－７４７０ＬＡ樹脂、プリンカップ底面の面積：１０ｍｍ2、樹脂成型時間：１２０秒、モールドキュア：１７５℃で８時間とし、１０回のせん断力測定（Ｎ１０）の平均値を算出し、シェア強度とした。シェアはデイジ社製 ボンドテスター（Ｓｅｒｉｅｓ４０００）にて、シェア速度１００μｍ／秒にて測定した。
【0051】
・半田濡れ面積
試験片サイズを１０ｍｍ×５０ｍｍに切断後、浸漬深さ１５ｍｍ、浸漬時間１０秒、Ｓｎ－３．０Ａｇ－０．５Ｃｕ半田、浴温２４５℃、浸漬速度１０ｍｍ／秒の条件で浸漬し、１５０ｍｍ2を１００％としてその濡れ面積の割合を算出した。
試験片サイズを１０ｍｍ×５０ｍｍに切断後、浸漬深さ１５ｍｍ、浸漬時間１０秒、Ｓｎ－３．０Ａｇ－０．５Ｃｕ半田、浴温２４５℃、浸漬速度１０ｍｍ／秒の条件で浸漬し、１５０ｍｍ2を１００％としてその濡れ面積の割合を算出した。
【0052】
上述の実施例１～７及び比較例１に係る試験条件及び試験結果を表３に示す。
【0053】
【表3】
【0054】
（評価結果）
表３に示すように、実施例１～７によれば、シェア強度を維持しつつも半田濡れ性に優れた粗化めっき材料を提供できることが分かる。特に粗化めっき厚が厚く、粗度が高い状態でも良好な半田濡れ性を示しており、比較例１と比べても優れた半田濡れ性を保持できていることが分かる。これは、上述で規格化された被覆率が７０％以上を示していることにより、粗化めっき層の露出が抑制されることで、樹脂密着性は確保しながらも、良好な半田濡れ性を得るためである。
なお、実施例２、４～７の最表層成分の被覆率については、それぞれ「７０以上」、「８４以上」と記載しているが、これらは実際の測定値ではなく推測値である。実施例２の最表層成分の被覆率については、実施例１及び比較例１の最表層成分の被覆率と半田濡れ面積との関係を線形と仮定した場合の、実施例２の半田濡れ面積から逆算して推測した最表層成分の被覆率である。また、実施例４～７の最表層成分の被覆率については、実施例１を基準としてみたときに、Ａｕめっき厚増、Ｐｄめっき厚増（それによる粗化めっきの表面粗度減）、強攪拌、超音波を行なっているため、実施例１の最表層成分の被覆率以上になる蓋然性が高いと考えられる。また、実施例５のシェア強度は、測定していない。
表３に示すように、実施例１～７によれば、シェア強度を維持しつつも半田濡れ性に優れた粗化めっき材料を提供できることが分かる。特に粗化めっき厚が厚く、粗度が高い状態でも良好な半田濡れ性を示しており、比較例１と比べても優れた半田濡れ性を保持できていることが分かる。これは、上述で規格化された被覆率が７０％以上を示していることにより、粗化めっき層の露出が抑制されることで、樹脂密着性は確保しながらも、良好な半田濡れ性を得るためである。
なお、実施例２、４～７の最表層成分の被覆率については、それぞれ「７０以上」、「８４以上」と記載しているが、これらは実際の測定値ではなく推測値である。実施例２の最表層成分の被覆率については、実施例１及び比較例１の最表層成分の被覆率と半田濡れ面積との関係を線形と仮定した場合の、実施例２の半田濡れ面積から逆算して推測した最表層成分の被覆率である。また、実施例４～７の最表層成分の被覆率については、実施例１を基準としてみたときに、Ａｕめっき厚増、Ｐｄめっき厚増（それによる粗化めっきの表面粗度減）、強攪拌、超音波を行なっているため、実施例１の最表層成分の被覆率以上になる蓋然性が高いと考えられる。また、実施例５のシェア強度は、測定していない。
【0055】
＜試験例２＞
実施例８～１１として、実施例１で作製しためっき材料の表面に対し、それぞれ封孔処理剤を浸漬して塗布もしくは電解で塗布し、さらに温風により乾燥した。表４に、封孔処理条件を示す。
実施例８～１１として、実施例１で作製しためっき材料の表面に対し、それぞれ封孔処理剤を浸漬して塗布もしくは電解で塗布し、さらに温風により乾燥した。表４に、封孔処理条件を示す。
【0056】
【表4】
【0057】
実施例８～１１の各めっき材料に対し、実施例１と同様の手順にて、シェア強度を測定した。また、各めっき材量を８５℃８５ＲＴ％の高温高湿環境下に８時間放置した後に試験例１と同様の手順にて半田濡れ面積を評価した。評価結果を表５に示す。
【0058】
【表5】
【0059】
（評価結果）
表５に示すように、封孔処理の有無により高温高湿試験後の半田濡れ性に顕著に差異が表れている。実施例１においては、比較例１よりも半田濡れ性は確保されているものの低下している傾向がみられる。一方、封孔処理を施した実施例８～１１においては、環境試験後でも半田濡れ性が十分に確保されており、このことにより、長期信頼性に優れためっき材料を提供できるものである。
表５に示すように、封孔処理の有無により高温高湿試験後の半田濡れ性に顕著に差異が表れている。実施例１においては、比較例１よりも半田濡れ性は確保されているものの低下している傾向がみられる。一方、封孔処理を施した実施例８～１１においては、環境試験後でも半田濡れ性が十分に確保されており、このことにより、長期信頼性に優れためっき材料を提供できるものである。
【図1】
