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JCUテクニカルレポート バックナンバー一覧

高耐食性Auめっきプロセス STARK BARRIER

総合研究所
次世代技術開発1部
時尾 香苗 Kana e TOKIO / 福島 敏明 Toshiaki FUKUSHIMA / 衣幡 和男 Kazuo IBATA / 竹花 渉 Wataru TAKEHANA

 

解析センター
原崎 裕介 Yusuke HARASAKI

はじめに

電子部品では近年、小型化、高密度化、鉛フリー化が進め られており、端子、接点部分には用途に応じてSn・Sn合金めっき あるいはAuめっきが施されている。
Auめっきは耐ウィスカ性,耐摩耗性,耐食性に優れ、さらに低い 接触抵抗を兼ね備えており、主に産業用機器を中心に幅広く 使用されている。しかし、Auめっきは物性に優れる反面、高価で ある。コスト低減策として薄膜化が進められているが、薄い金 めっき皮膜にはピンホールが多く存在するため、下地金属が 腐食されやすくなるという問題がある。腐食防止対策として封孔 処理が施されているが、封孔処理は耐熱性が弱く、リフロー時の 加熱で耐食性が低下するという問題がある。当社ではこれらの 問題に着目し、高耐熱性と高耐食性がともに確保できるAuめっき プロセスを目指し検討を行ってきた。
今回ご紹介するプロセスは、封孔処理無しでも耐食性を確保 することができ、さらに耐食性を格段に向上させることに成功 したプロセスである。本報ではこのプロセスの概要を述べる。

特長

1)Niめっきをイオウレス化することにより、より純粋な(貴な)Niめっき  皮膜を形成
2)NiめっきとAuめっき層の中間にバリア層を形成
1),2)を組み合わせることにより耐食性を格段に向上することに成功した。

1)Niめっきをイオウレス化することにより、より純粋な(貴な)Niめっき  皮膜を形成
2)NiめっきとAuめっき層の中間にバリア層を形成
1),2)を組み合わせることにより耐食性を格段に向上することに成功した。

めっき皮膜の構成および処理工程

めっき皮膜の構成を図1に、標準処理工程を表1示す。

図1 めっき皮膜の構成

表1 標準処理工程

めっき皮膜の構成を図1に、標準処理工程を表1示す。

図1 めっき皮膜の構成

表1 標準処理工程

耐食性メカニズム

耐食性向上が得られるメカニズムは以下の通りである。
1)Niめっきのイオウレス化
Niめっき皮膜中にイオウが共析されることなく皮膜の電位が貴
となる。⇒局部電池反応(Niの酸化:Ni→Ni2++2e-)を抑制。
2)バリアめっきの多層化
Sn-Niめっき,Pdめっきの多層化によるバリア効果⇒Auめっき
にピンホールができてもNiまで達しない。

耐食性向上が得られるメカニズムは以下の通りである。
1)Niめっきのイオウレス化
Niめっき皮膜中にイオウが共析されることなく皮膜の電位が貴
となる。⇒局部電池反応(Niの酸化:Ni→Ni2++2e-)を抑制。
2)バリアめっきの多層化
Sn-Niめっき,Pdめっきの多層化によるバリア効果⇒Auめっき
にピンホールができてもNiまで達しない。

耐食性評価試験結果

耐食性試験として硝酸ばっ気試験,塩水噴霧試験および 亜硫酸ガス試験を行った。試験結果を表2~4に示す。いずれの 試験においても開発プロセスは従来プロセスに比べ、優れた 耐食性を確保している。

表2 硝酸ばっ気試験結果

表3 塩水噴霧試験結果

表3 亜硫酸ガス試験結果

耐食性試験として硝酸ばっ気試験,塩水噴霧試験および 亜硫酸ガス試験を行った。試験結果を表2~4に示す。いずれの 試験においても開発プロセスは従来プロセスに比べ、優れた 耐食性を確保している。

表2 硝酸ばっ気試験結果

表3 塩水噴霧試験結果

表3 亜硫酸ガス試験結果

おわりに

以上より、ご紹介した開発プロセスは、耐食性を格段に向上 させることに成功した。さらにAuめっきの薄膜化、封孔処理レス化 も実現している。
本報ではコネクタを対象とした試験結果を報告したが、Au めっきが施されているコネクタ以外の電子部品への応用も期待 される。

その他記事

JCUテクニカルレポート 88号 2010年8月