錫めっき処理材の被膜剥離方法
【課題】短時間でめっき処理前の状態に戻すことができる錫めっき処理材の被膜剥離方法を提供する。
【解決手段】基材の表面に形成される下地層とその下地層の表面に形成される錫合金表面層とを有する錫めっき処理材の被膜を剥離する方法は、以下の段階を含む。まず、フッ素またはフッ素化合物を含む酸性溶液またはアルカリ性溶液である表面層溶解溶液50に錫合金めっき処理材を浸漬し、通電用電極板61と62との間に電圧を印加し通電し、下地層が少なくとも部分的に露出する程度に錫合金表面層を溶解する。次に、下地層が部分的に露出した錫めっき処理材を下地層溶解溶液に浸漬する。すると、下地層は下地層溶解溶液に溶解し、錫めっき処理材に残存する錫合金表面層は下地層から剥離する。このような方法によると錫合金表面層の全てを溶解することがないため、短時間でめっき処理前の状態に戻すことができる。
【解決手段】基材の表面に形成される下地層とその下地層の表面に形成される錫合金表面層とを有する錫めっき処理材の被膜を剥離する方法は、以下の段階を含む。まず、フッ素またはフッ素化合物を含む酸性溶液またはアルカリ性溶液である表面層溶解溶液50に錫合金めっき処理材を浸漬し、通電用電極板61と62との間に電圧を印加し通電し、下地層が少なくとも部分的に露出する程度に錫合金表面層を溶解する。次に、下地層が部分的に露出した錫めっき処理材を下地層溶解溶液に浸漬する。すると、下地層は下地層溶解溶液に溶解し、錫めっき処理材に残存する錫合金表面層は下地層から剥離する。このような方法によると錫合金表面層の全てを溶解することがないため、短時間でめっき処理前の状態に戻すことができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、錫合金の表面層を有する錫めっき処理材の表面処理方法に関し、特に錫めっき処理材の被膜を剥離する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
樹脂または鉄等の基材の表面に錫(Sn)合金のめっきを処理する場合、基材を下地層形成溶液に浸漬することで基材の表面に下地層を形成する。下地層を形成する目的は、錫合金の光沢を鮮やかにし、錫合金の表面層の密着性を増大するためである。次に、下地層を形成した基材を表面層形成溶液に浸漬し、この下地層の表面に錫合金の表面層を形成することにより、錫めっき処理材の製品としている。
【0003】
ところが、この製品のめっき工程において、めっき不良が生じることがある。めっき不良として、例えば、外観不良、密着性不良、寸法誤差などがあるが、めっき不良が生じた場合、錫合金からなる表面層と下地層の両方を除去し、もとの基材の状態に戻す処理が必要となる。
また、前述のめっき工程では、基材を支持するめっき用治具の導電部にも、めっきが施されてしまう。導電部にめっきが施されてしまうと基材の支持性が悪化するため、めっき処理の工程を行うたびに、導電部に形成された錫合金からなる表面層と下地層とからなるめっき被膜を除去する処理が必要となる。
【0004】
特許文献1には、前記表面層に該当する不均質めっき層をフェノールスルフォン酸を含む溶液により除去する方法が開示されている。しかしながら、この方法で上述のような表面層と下地層とからなるめっき被膜を除去する場合、表面層および下地層の溶解速度の違いなどにより、めっき被膜を除去するのに多大な時間を要するという問題がある。
一方、第1溶解処理では溶解溶液として高濃度の塩酸を用いて錫めっき処理材を浸漬して加温し、その後の第2溶解処理では溶解溶液として硝酸または塩酸などを用いて錫めっき処理材を浸漬し、めっき被膜を除去する方法が知られている。しかしながら、錫合金からなる表面層は高濃度の塩酸に対して溶解し難く、このような方法を用いても、めっき被膜の除去には多くの時間を要する。
【0005】
【特許文献1】特開平6−240479公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明の目的は、錫めっき処理材のめっき被膜を剥離して除去することにより、めっき被膜の除去に要する時間を短縮可能な錫めっき処理材の被膜剥離方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
請求項1に示すように、基材はその表面に下地層が形成され、その下地層の表面に錫合金表面層が形成され、錫めっき処理材となっている。このように錫合金表面層と下地層とからなる被膜を有する錫めっき処理材の被膜剥離方法は、次の段階を含む。
まず、表面層溶解段階では、表面層溶解溶液に錫合金めっき処理材を浸漬して通電し、下地層が少なくとも部分的に露出する程度に錫合金表面層を溶解する。
次に、下地層浸漬段階では、下地層が部分的に露出した錫合金めっき処理材を下地層溶解溶液に浸漬する。
そして、被膜剥離段階では、下地層を下地層溶解溶液に溶解させ、錫合金被処理材に残存する錫合金表面層を下地層から剥離する。
【0008】
ここで、表面層溶解溶液は錫合金表面層を溶解できるものであればよい。下地層溶解溶液は、錫合金表面層を溶解する必要はなく、下地層を溶解できるものであればよい。
すなわち、錫めっき処理材は、表面層溶解段階では錫合金表面層のみが部分的に表面層溶解溶液に溶解し、下地層が部分的に露出する。この下地層が部分的に露出した錫めっき処理材は、下地層溶解溶液に浸漬されると、露出した部分から下地層が下地層溶解溶液に溶解していく。このとき、錫合金表面層は前述の通り下地層溶解溶液には溶解しない。錫合金表面層はその下に形成されている下地層の溶解が進むと、下地層の一部と共に下地層から剥離する。または、錫合金表面層のみが下地層から剥離する。さらに下地層の溶解を進めると、基材の表面に残った下地層も全て下地層溶解溶液に溶解し、めっき処理前の状態に戻した基材を得ることができる。
【0009】
このように、請求項1に示す発明によると、めっき処理前の状態に戻すにあたり、錫合金表面層の全てを溶解することなく一部を溶解するようにしたため、錫めっき処理材の被膜の除去に要する時間を短縮することができる。また、溶解する錫合金表面層は一部であるため、表面層溶解溶液を交換する頻度を少なくすることができる。
【0010】
請求項2に示すように、表面層溶解溶液は、フッ素またはフッ素化合物を含む酸性溶液、またはアルカリ性溶液のいずれか一つである。例えば、フッ素またはフッ素化合物を含む硫酸(H2SO4)、塩酸(HCl)、硝酸(HNO3)、水酸化ナトリウム(NaOH)、水酸化カリウム(KOH)、を適用することが好ましい。
請求項3に示すように、下地層溶解溶液は、硝酸であることが例示される。下地層溶解溶液としてその他には、シアン系ニッケル剥離剤、非シアン系ニッケル剥離剤を適用することもできる。
【0011】
請求項4に示すように、下地層浸漬段階において通電を行ってもよい。通電を行うことにより、錫めっき処理材の被膜を剥離する時間を更に短縮することができる。
請求項5に示すように、下地層は、銅、ニッケル、亜鉛のいずれか一つであることが例示される。
請求項6に示すように、錫合金表面層は、錫コバルト合金であることが例示される。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態による錫めっき処理材の被膜剥離方法を、図1から図11に基づいて説明する。本実施形態では錫めっき処理材としてめっき工程に使用されためっき用冶具を適用し、その被膜を剥離する方法を示す。
【0013】
めっき工程では、めっき用冶具は図示しない基材をめっき用冶具の導電部に支持し、図示しないめっき処理液に浸漬され、基材には下地層、錫合金表面層の順にめっきが施される。このとき、基材にめっきが施されると同時に、めっき用冶具の導電部にも下地層および錫合金表面層が形成されてしまう。めっき用冶具は、導電部に錫合金表面層および下地層が形成されると、導電部による基材の支持性が悪化する。このため、めっき工程を行うごとに、めっき用冶具の導電部に形成された下地層および錫合金表面層からなる被膜を除去する必要が生じる。
【0014】
図1に、めっき工程に使用されためっき用冶具の被膜を剥離するための構成を示す。
処理槽60には、表面層溶解溶液50としてフッ素またはフッ素化合物を含む酸性溶液、またはアルカリ性溶液が満たされている。本実施形態では表面層溶解溶液50として、一水素二弗化アンモニウム((NH4)HF2)を含む硫酸(H2SO4)を用いる。処理槽60には通電用極板61および62が設けられる。通電用極板61および62は通電用極板61と62との間に電圧を印加できるように接続されており、通電用極板61および62は表面層溶解溶液50中に浸漬している。表面層溶解溶液50中には、めっき工程で使用されためっき用冶具30が浸漬している。
【0015】
めっき用冶具30の冶具本体31は、樹脂等の非導電部材で形成されている。冶具本体31の先端には、図示しないめっきが施される基材を支持するための導電部20が設けられている。導電部20は、導電部材10で形成されている。
図2は、めっき工程に使用されためっき用冶具30の導電部20の拡大断面図である。導電部材10の表面には、下地層11および錫合金表面層12が形成されている。
【0016】
以下では、めっき工程に使用されためっき用冶具30の被膜を剥離する手順を、導電部20の断面の部分拡大図である図3から図11に基づいて説明する。めっき工程に使用されためっき用冶具30の導電部20は、図3に示すように、導電部材10の表面に下地層11が形成され、下地層11の表面に錫合金表面層12が形成されている。
【0017】
まず、表面層溶解段階では、表面層溶解溶液50にめっき工程に使用しためっき用冶具30を浸漬し、通電用極板61と62との間に電圧を印加し通電する。すると、図4に示すように錫合金表面層12が表面層溶解溶液50溶解し、錫合金表面層12には図10に示すようなピンホール13、または図11に示すようなクラック14が生じる。本段階では、ピンホール13またはクラック14において下地層11が少なくとも部分的に露出するまでめっき用冶具30を表面層溶解溶液50に浸漬して通電を行い、錫合金表面層12を溶解する。
【0018】
ここで、ピンホール13またはクラック14において下地層11が少なくとも部分的に露出するまで錫合金表面層12を溶解すればよいため、錫合金表面層12の全てを表面層溶解溶液50に溶解する必要は無い。
なお、本段階では、通電用極板61と62との間に過剰な電圧を印加すると、導電部材10に損傷を与える恐れがあるため、印加する電圧は導電部材10に損傷を与えない程度とする。
【0019】
次に、下地層浸漬段階では、前述のように下地層11が部分的に露出しためっき用冶具30を、図示しない下地層溶解溶液に浸漬する。本実施形態では、下地層溶解溶液として硝酸を使用する。
【0020】
そして、被膜剥離段階では、めっき用冶具30の下地層11を下地層溶解溶液である硝酸で溶解する。錫合金表面層12は下地層溶解溶液である硝酸には溶解しないが、下地層11は下地層溶解溶液である硝酸に溶解する。そのため、導電部20では、前述の表面層溶解段階で生じたピンホール13またはクラック14において部分的に露出した下地層11が、図5に示すように下地層溶解溶液である硝酸に溶解していく。
【0021】
下地層11の溶解が進むと、図6および図7に示すように下地層11のみが、露出した部分から次第に下地層溶解溶液である硝酸に溶解する。錫合金表面層12の下に形成された下地層11が次第に溶解していくため、ついには、錫合金表面層12は下地層11の一部と共に下地層11から剥離する。または、錫合金表面層12のみが下地層11から剥離する。その結果、図8に示すように、導電部材10には下地層11の一部が残存する。このとき、剥離した錫合金表面層は、下地層溶解溶液である硝酸にほとんど溶解せず、溶液中に存在している。
【0022】
導電部材10上に残った下地層11は、さらに下地層溶解溶液である硝酸により溶解され、最終的に図9に示すように、全ての錫合金表面層12および下地層11が剥離した導電部材10を得ることができ、被膜の剥離が完了する。
なお、図2から図8において、下地層11は単層として図示されているが、下地層11は複数の層から形成されていてもよい。
【0023】
次に試験例を挙げ、更に詳しく説明する。
(試験1)
試験片として、下地層として銅(Cu)層5μmとニッケル(Ni)層5μmとをめっきし、錫合金表面層として錫コバルト(Co)合金を0.5μmまたは5μmめっきしたの樹脂片を準備する。以下の実験例1から6と、比較例1および2とにおいて、錫コバルト合金表面層および下地層からなる錫めっき層の除去に要する時間を比較する。
【0024】
実験例1から6は、本実施形態による錫めっき処理材の被膜剥離方法を適用した実験例である。実験例1から6では、表面層溶解溶液として、一水素二弗化アンモニウムを含む硫酸((NH4)HF2:20g/L +(H2SO4):98g/L)を用い、下地層溶解溶液として、硝酸(400g/L)を用いた。
比較例1および2は、高濃度の塩酸(400g/L)にめっき処理材を浸漬して加温することにより錫コバルト合金の表面層を全て溶解して除去した後、硝酸(400g/L)にめっき処理材を浸漬して下地層を溶解して除去する方法を適用した。
【0025】
(実験例1)
試験片錫コバルト合金の膜厚:0.5μm
表面層溶解時 印加電圧:0.3V
(実験例2)
試験片錫コバルト合金の膜厚:0.5μm
表面層溶解時印加電圧:1V
(実験例3)
試験片錫コバルト合金の膜厚:0.5μm
表面層溶解時 印加電圧:3.0V
【0026】
(実験例4)
試験片錫コバルト合金の膜厚:5μm
表面層溶解時 印加電圧:0.3V
(実験例5)
試験片錫コバルト合金の膜厚:5μm
表面層溶解時 印加電圧:1.0V
(実験例6)
試験片錫コバルト合金の膜厚:5μm
表面層溶解時 印加電圧:3.0V
【0027】
(比較例1)
試験片錫コバルト合金の膜厚:0.5μm
表面層を溶解するときの加温温度:30℃
(比較例2)
試験片錫コバルト合金の膜厚:5μm
表面層を溶解するときの加温温度:30℃
【0028】
【0029】
表1に示すように、本実施形態の錫めっき処理材の被膜剥離方法による実験例1から6は、錫コバルト合金表面層の剥離および下地層の剥離に要する総所要時間が、比較例1および2より短縮されることが明らかである。
【0030】
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態においては、前述の第1実施形態と同様に下地層浸漬段階において前述のように下地層が部分的に露出しためっき用冶具を下地層溶解溶液に浸漬するが、このときに通電を行う。本実施形態においては、通電を行うことにより、第1実施形態よりも短い時間で下地層を剥離することができる。
【0031】
次に実験例を挙げ、更に詳しく説明する。
(試験2)
試験片として、下地層としてCu層5μmおよびNi層5μmをめっきした樹脂片と、Cu層25μmとNi層25μmをめっきした樹脂片とを準備する。以下の実験例7から12および比較例3において、下地層が溶解する時間を比較する。
実験例7から12では、下地層溶解溶液として硝酸(400g/L)を用い、通電を行った。比較例3および4では、下地層溶解溶液として硝酸(400g/L)を用い、通電を行わなかった。
【0032】
(実験例7)
試験片の下地層の膜厚:10μm
印加電圧:0.3 V
電圧印加時間:5 分間
(実験例8)
試験片の下地層の膜厚: 10μm
印加電圧:1.0 V
電圧印加時間:2 分間
(実験例9)
試験片の下地層の膜厚:10μm
印加電圧:3.0 V
電圧印加時間:1 分間
(実験例10)
試験片の下地層の膜厚:50μm
印加電圧:0.3 V
電圧印加時間:10 分間
(実験例11)
試験片の下地層の膜厚:50μm
印加電圧:1.0 V
電圧印加時間:4 分間
(実験例12)
試験片の下地層の膜厚:50μm
印加電圧:3.0 V
電圧印加時間:2 分間
【0033】
(比較例3)
試験片の下地層の膜厚:10μm
印加電圧:無し
(比較例4)
試験片の下地層の膜厚:50μm
印加電圧:無し
【0034】
【0035】
表2に示すように、本実施形態の下地層浸漬段階において電圧を印加した実験例7から12は、電圧を印加しない比較例3および4と比較すると、下地層の溶解に要する時間が短縮されていることが明らかである。
【0036】
(他の実施形態)
上述の実施形態においては、めっき用冶具の導電部に形成される下地層および錫合金表面層の剥離に本発明を適用する形態を示したが、本発明は、めっき不良の錫めっき処理材の下地層および錫合金表面層の剥離に適用してもよい。めっき不良のめっき処理材に対しても、上述と同様の手順を行うことにより、下地層および錫合金表面層を短時間に容易に剥離することができ、めっき処理前の基材の状態に戻すことができる。ここで、下地層は複数の層で形成されていてもよく、基材は金属であっても樹脂であってもよい。また、表面層溶解段階で印加する電圧は、本実施形態の基材に損傷を与えない程度とする。
【0037】
上述の様に、本発明の錫めっき処理材の被膜剥離方法によると、めっき処理前の状態に戻すにあたり、錫合金表面層を下地層から剥離させ、錫合金表面層の全てを溶解することなく一部を溶解するようにしたため、錫合金表面層および下地層を含む被膜を除去する時間を短縮することができる。また、錫合金表面層の一部を溶解するだけでよいため、表面層溶解溶液を交換する頻度を少なくすることができる。
本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【0038】
【図1】本発明の第1実施形態による錫めっき処理材の被膜剥離方法の構成を示す模式図。
【図2】図1のめっき用治具の部分拡大図。
【図3】本発明の第1実施形態による錫めっき処理材の被膜剥離方法の工程を示す模式図。
【図4】本発明の第1実施形態による錫めっき処理材の被膜剥離方法の工程を示す模式図。
【図5】本発明の第1実施形態による錫めっき処理材の被膜剥離方法の工程を示す模式図。
【図6】本発明の第1実施形態による錫めっき処理材の被膜剥離方法の工程を示す模式図。
【図7】本発明の第1実施形態による錫めっき処理材の被膜剥離方法の工程を示す模式図。
【図8】本発明の第1実施形態による錫めっき処理材の被膜剥離方法の工程を示す模式図。
【図9】本発明の第1実施形態による錫めっき処理材の被膜剥離方法の工程を示す模式図。
【図10】図4のX方向から見た錫合金表面層の様子を示す模式図。
【図11】図4のX方向から見た錫合金表面層の別の様子を示す模式図。
【符号の説明】
【0039】
10:基材、導電部材、11:下地層、12:錫合金表面層、13:ピンホール、14:クラック、20:導電部、30:めっき用冶具、31:冶具本体、50:表面層溶解溶液、60:処理槽、61、62:通電用電極板
【技術分野】
【0001】
本発明は、錫合金の表面層を有する錫めっき処理材の表面処理方法に関し、特に錫めっき処理材の被膜を剥離する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
樹脂または鉄等の基材の表面に錫(Sn)合金のめっきを処理する場合、基材を下地層形成溶液に浸漬することで基材の表面に下地層を形成する。下地層を形成する目的は、錫合金の光沢を鮮やかにし、錫合金の表面層の密着性を増大するためである。次に、下地層を形成した基材を表面層形成溶液に浸漬し、この下地層の表面に錫合金の表面層を形成することにより、錫めっき処理材の製品としている。
【0003】
ところが、この製品のめっき工程において、めっき不良が生じることがある。めっき不良として、例えば、外観不良、密着性不良、寸法誤差などがあるが、めっき不良が生じた場合、錫合金からなる表面層と下地層の両方を除去し、もとの基材の状態に戻す処理が必要となる。
また、前述のめっき工程では、基材を支持するめっき用治具の導電部にも、めっきが施されてしまう。導電部にめっきが施されてしまうと基材の支持性が悪化するため、めっき処理の工程を行うたびに、導電部に形成された錫合金からなる表面層と下地層とからなるめっき被膜を除去する処理が必要となる。
【0004】
特許文献1には、前記表面層に該当する不均質めっき層をフェノールスルフォン酸を含む溶液により除去する方法が開示されている。しかしながら、この方法で上述のような表面層と下地層とからなるめっき被膜を除去する場合、表面層および下地層の溶解速度の違いなどにより、めっき被膜を除去するのに多大な時間を要するという問題がある。
一方、第1溶解処理では溶解溶液として高濃度の塩酸を用いて錫めっき処理材を浸漬して加温し、その後の第2溶解処理では溶解溶液として硝酸または塩酸などを用いて錫めっき処理材を浸漬し、めっき被膜を除去する方法が知られている。しかしながら、錫合金からなる表面層は高濃度の塩酸に対して溶解し難く、このような方法を用いても、めっき被膜の除去には多くの時間を要する。
【0005】
【特許文献1】特開平6−240479公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明の目的は、錫めっき処理材のめっき被膜を剥離して除去することにより、めっき被膜の除去に要する時間を短縮可能な錫めっき処理材の被膜剥離方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
請求項1に示すように、基材はその表面に下地層が形成され、その下地層の表面に錫合金表面層が形成され、錫めっき処理材となっている。このように錫合金表面層と下地層とからなる被膜を有する錫めっき処理材の被膜剥離方法は、次の段階を含む。
まず、表面層溶解段階では、表面層溶解溶液に錫合金めっき処理材を浸漬して通電し、下地層が少なくとも部分的に露出する程度に錫合金表面層を溶解する。
次に、下地層浸漬段階では、下地層が部分的に露出した錫合金めっき処理材を下地層溶解溶液に浸漬する。
そして、被膜剥離段階では、下地層を下地層溶解溶液に溶解させ、錫合金被処理材に残存する錫合金表面層を下地層から剥離する。
【0008】
ここで、表面層溶解溶液は錫合金表面層を溶解できるものであればよい。下地層溶解溶液は、錫合金表面層を溶解する必要はなく、下地層を溶解できるものであればよい。
すなわち、錫めっき処理材は、表面層溶解段階では錫合金表面層のみが部分的に表面層溶解溶液に溶解し、下地層が部分的に露出する。この下地層が部分的に露出した錫めっき処理材は、下地層溶解溶液に浸漬されると、露出した部分から下地層が下地層溶解溶液に溶解していく。このとき、錫合金表面層は前述の通り下地層溶解溶液には溶解しない。錫合金表面層はその下に形成されている下地層の溶解が進むと、下地層の一部と共に下地層から剥離する。または、錫合金表面層のみが下地層から剥離する。さらに下地層の溶解を進めると、基材の表面に残った下地層も全て下地層溶解溶液に溶解し、めっき処理前の状態に戻した基材を得ることができる。
【0009】
このように、請求項1に示す発明によると、めっき処理前の状態に戻すにあたり、錫合金表面層の全てを溶解することなく一部を溶解するようにしたため、錫めっき処理材の被膜の除去に要する時間を短縮することができる。また、溶解する錫合金表面層は一部であるため、表面層溶解溶液を交換する頻度を少なくすることができる。
【0010】
請求項2に示すように、表面層溶解溶液は、フッ素またはフッ素化合物を含む酸性溶液、またはアルカリ性溶液のいずれか一つである。例えば、フッ素またはフッ素化合物を含む硫酸(H2SO4)、塩酸(HCl)、硝酸(HNO3)、水酸化ナトリウム(NaOH)、水酸化カリウム(KOH)、を適用することが好ましい。
請求項3に示すように、下地層溶解溶液は、硝酸であることが例示される。下地層溶解溶液としてその他には、シアン系ニッケル剥離剤、非シアン系ニッケル剥離剤を適用することもできる。
【0011】
請求項4に示すように、下地層浸漬段階において通電を行ってもよい。通電を行うことにより、錫めっき処理材の被膜を剥離する時間を更に短縮することができる。
請求項5に示すように、下地層は、銅、ニッケル、亜鉛のいずれか一つであることが例示される。
請求項6に示すように、錫合金表面層は、錫コバルト合金であることが例示される。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態による錫めっき処理材の被膜剥離方法を、図1から図11に基づいて説明する。本実施形態では錫めっき処理材としてめっき工程に使用されためっき用冶具を適用し、その被膜を剥離する方法を示す。
【0013】
めっき工程では、めっき用冶具は図示しない基材をめっき用冶具の導電部に支持し、図示しないめっき処理液に浸漬され、基材には下地層、錫合金表面層の順にめっきが施される。このとき、基材にめっきが施されると同時に、めっき用冶具の導電部にも下地層および錫合金表面層が形成されてしまう。めっき用冶具は、導電部に錫合金表面層および下地層が形成されると、導電部による基材の支持性が悪化する。このため、めっき工程を行うごとに、めっき用冶具の導電部に形成された下地層および錫合金表面層からなる被膜を除去する必要が生じる。
【0014】
図1に、めっき工程に使用されためっき用冶具の被膜を剥離するための構成を示す。
処理槽60には、表面層溶解溶液50としてフッ素またはフッ素化合物を含む酸性溶液、またはアルカリ性溶液が満たされている。本実施形態では表面層溶解溶液50として、一水素二弗化アンモニウム((NH4)HF2)を含む硫酸(H2SO4)を用いる。処理槽60には通電用極板61および62が設けられる。通電用極板61および62は通電用極板61と62との間に電圧を印加できるように接続されており、通電用極板61および62は表面層溶解溶液50中に浸漬している。表面層溶解溶液50中には、めっき工程で使用されためっき用冶具30が浸漬している。
【0015】
めっき用冶具30の冶具本体31は、樹脂等の非導電部材で形成されている。冶具本体31の先端には、図示しないめっきが施される基材を支持するための導電部20が設けられている。導電部20は、導電部材10で形成されている。
図2は、めっき工程に使用されためっき用冶具30の導電部20の拡大断面図である。導電部材10の表面には、下地層11および錫合金表面層12が形成されている。
【0016】
以下では、めっき工程に使用されためっき用冶具30の被膜を剥離する手順を、導電部20の断面の部分拡大図である図3から図11に基づいて説明する。めっき工程に使用されためっき用冶具30の導電部20は、図3に示すように、導電部材10の表面に下地層11が形成され、下地層11の表面に錫合金表面層12が形成されている。
【0017】
まず、表面層溶解段階では、表面層溶解溶液50にめっき工程に使用しためっき用冶具30を浸漬し、通電用極板61と62との間に電圧を印加し通電する。すると、図4に示すように錫合金表面層12が表面層溶解溶液50溶解し、錫合金表面層12には図10に示すようなピンホール13、または図11に示すようなクラック14が生じる。本段階では、ピンホール13またはクラック14において下地層11が少なくとも部分的に露出するまでめっき用冶具30を表面層溶解溶液50に浸漬して通電を行い、錫合金表面層12を溶解する。
【0018】
ここで、ピンホール13またはクラック14において下地層11が少なくとも部分的に露出するまで錫合金表面層12を溶解すればよいため、錫合金表面層12の全てを表面層溶解溶液50に溶解する必要は無い。
なお、本段階では、通電用極板61と62との間に過剰な電圧を印加すると、導電部材10に損傷を与える恐れがあるため、印加する電圧は導電部材10に損傷を与えない程度とする。
【0019】
次に、下地層浸漬段階では、前述のように下地層11が部分的に露出しためっき用冶具30を、図示しない下地層溶解溶液に浸漬する。本実施形態では、下地層溶解溶液として硝酸を使用する。
【0020】
そして、被膜剥離段階では、めっき用冶具30の下地層11を下地層溶解溶液である硝酸で溶解する。錫合金表面層12は下地層溶解溶液である硝酸には溶解しないが、下地層11は下地層溶解溶液である硝酸に溶解する。そのため、導電部20では、前述の表面層溶解段階で生じたピンホール13またはクラック14において部分的に露出した下地層11が、図5に示すように下地層溶解溶液である硝酸に溶解していく。
【0021】
下地層11の溶解が進むと、図6および図7に示すように下地層11のみが、露出した部分から次第に下地層溶解溶液である硝酸に溶解する。錫合金表面層12の下に形成された下地層11が次第に溶解していくため、ついには、錫合金表面層12は下地層11の一部と共に下地層11から剥離する。または、錫合金表面層12のみが下地層11から剥離する。その結果、図8に示すように、導電部材10には下地層11の一部が残存する。このとき、剥離した錫合金表面層は、下地層溶解溶液である硝酸にほとんど溶解せず、溶液中に存在している。
【0022】
導電部材10上に残った下地層11は、さらに下地層溶解溶液である硝酸により溶解され、最終的に図9に示すように、全ての錫合金表面層12および下地層11が剥離した導電部材10を得ることができ、被膜の剥離が完了する。
なお、図2から図8において、下地層11は単層として図示されているが、下地層11は複数の層から形成されていてもよい。
【0023】
次に試験例を挙げ、更に詳しく説明する。
(試験1)
試験片として、下地層として銅(Cu)層5μmとニッケル(Ni)層5μmとをめっきし、錫合金表面層として錫コバルト(Co)合金を0.5μmまたは5μmめっきしたの樹脂片を準備する。以下の実験例1から6と、比較例1および2とにおいて、錫コバルト合金表面層および下地層からなる錫めっき層の除去に要する時間を比較する。
【0024】
実験例1から6は、本実施形態による錫めっき処理材の被膜剥離方法を適用した実験例である。実験例1から6では、表面層溶解溶液として、一水素二弗化アンモニウムを含む硫酸((NH4)HF2:20g/L +(H2SO4):98g/L)を用い、下地層溶解溶液として、硝酸(400g/L)を用いた。
比較例1および2は、高濃度の塩酸(400g/L)にめっき処理材を浸漬して加温することにより錫コバルト合金の表面層を全て溶解して除去した後、硝酸(400g/L)にめっき処理材を浸漬して下地層を溶解して除去する方法を適用した。
【0025】
(実験例1)
試験片錫コバルト合金の膜厚:0.5μm
表面層溶解時 印加電圧:0.3V
(実験例2)
試験片錫コバルト合金の膜厚:0.5μm
表面層溶解時印加電圧:1V
(実験例3)
試験片錫コバルト合金の膜厚:0.5μm
表面層溶解時 印加電圧:3.0V
【0026】
(実験例4)
試験片錫コバルト合金の膜厚:5μm
表面層溶解時 印加電圧:0.3V
(実験例5)
試験片錫コバルト合金の膜厚:5μm
表面層溶解時 印加電圧:1.0V
(実験例6)
試験片錫コバルト合金の膜厚:5μm
表面層溶解時 印加電圧:3.0V
【0027】
(比較例1)
試験片錫コバルト合金の膜厚:0.5μm
表面層を溶解するときの加温温度:30℃
(比較例2)
試験片錫コバルト合金の膜厚:5μm
表面層を溶解するときの加温温度:30℃
【0028】
【0029】
表1に示すように、本実施形態の錫めっき処理材の被膜剥離方法による実験例1から6は、錫コバルト合金表面層の剥離および下地層の剥離に要する総所要時間が、比較例1および2より短縮されることが明らかである。
【0030】
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態においては、前述の第1実施形態と同様に下地層浸漬段階において前述のように下地層が部分的に露出しためっき用冶具を下地層溶解溶液に浸漬するが、このときに通電を行う。本実施形態においては、通電を行うことにより、第1実施形態よりも短い時間で下地層を剥離することができる。
【0031】
次に実験例を挙げ、更に詳しく説明する。
(試験2)
試験片として、下地層としてCu層5μmおよびNi層5μmをめっきした樹脂片と、Cu層25μmとNi層25μmをめっきした樹脂片とを準備する。以下の実験例7から12および比較例3において、下地層が溶解する時間を比較する。
実験例7から12では、下地層溶解溶液として硝酸(400g/L)を用い、通電を行った。比較例3および4では、下地層溶解溶液として硝酸(400g/L)を用い、通電を行わなかった。
【0032】
(実験例7)
試験片の下地層の膜厚:10μm
印加電圧:0.3 V
電圧印加時間:5 分間
(実験例8)
試験片の下地層の膜厚: 10μm
印加電圧:1.0 V
電圧印加時間:2 分間
(実験例9)
試験片の下地層の膜厚:10μm
印加電圧:3.0 V
電圧印加時間:1 分間
(実験例10)
試験片の下地層の膜厚:50μm
印加電圧:0.3 V
電圧印加時間:10 分間
(実験例11)
試験片の下地層の膜厚:50μm
印加電圧:1.0 V
電圧印加時間:4 分間
(実験例12)
試験片の下地層の膜厚:50μm
印加電圧:3.0 V
電圧印加時間:2 分間
【0033】
(比較例3)
試験片の下地層の膜厚:10μm
印加電圧:無し
(比較例4)
試験片の下地層の膜厚:50μm
印加電圧:無し
【0034】
【0035】
表2に示すように、本実施形態の下地層浸漬段階において電圧を印加した実験例7から12は、電圧を印加しない比較例3および4と比較すると、下地層の溶解に要する時間が短縮されていることが明らかである。
【0036】
(他の実施形態)
上述の実施形態においては、めっき用冶具の導電部に形成される下地層および錫合金表面層の剥離に本発明を適用する形態を示したが、本発明は、めっき不良の錫めっき処理材の下地層および錫合金表面層の剥離に適用してもよい。めっき不良のめっき処理材に対しても、上述と同様の手順を行うことにより、下地層および錫合金表面層を短時間に容易に剥離することができ、めっき処理前の基材の状態に戻すことができる。ここで、下地層は複数の層で形成されていてもよく、基材は金属であっても樹脂であってもよい。また、表面層溶解段階で印加する電圧は、本実施形態の基材に損傷を与えない程度とする。
【0037】
上述の様に、本発明の錫めっき処理材の被膜剥離方法によると、めっき処理前の状態に戻すにあたり、錫合金表面層を下地層から剥離させ、錫合金表面層の全てを溶解することなく一部を溶解するようにしたため、錫合金表面層および下地層を含む被膜を除去する時間を短縮することができる。また、錫合金表面層の一部を溶解するだけでよいため、表面層溶解溶液を交換する頻度を少なくすることができる。
本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【0038】
【図1】本発明の第1実施形態による錫めっき処理材の被膜剥離方法の構成を示す模式図。
【図2】図1のめっき用治具の部分拡大図。
【図3】本発明の第1実施形態による錫めっき処理材の被膜剥離方法の工程を示す模式図。
【図4】本発明の第1実施形態による錫めっき処理材の被膜剥離方法の工程を示す模式図。
【図5】本発明の第1実施形態による錫めっき処理材の被膜剥離方法の工程を示す模式図。
【図6】本発明の第1実施形態による錫めっき処理材の被膜剥離方法の工程を示す模式図。
【図7】本発明の第1実施形態による錫めっき処理材の被膜剥離方法の工程を示す模式図。
【図8】本発明の第1実施形態による錫めっき処理材の被膜剥離方法の工程を示す模式図。
【図9】本発明の第1実施形態による錫めっき処理材の被膜剥離方法の工程を示す模式図。
【図10】図4のX方向から見た錫合金表面層の様子を示す模式図。
【図11】図4のX方向から見た錫合金表面層の別の様子を示す模式図。
【符号の説明】
【0039】
10:基材、導電部材、11:下地層、12:錫合金表面層、13:ピンホール、14:クラック、20:導電部、30:めっき用冶具、31:冶具本体、50:表面層溶解溶液、60:処理槽、61、62:通電用電極板
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基材の表面に形成される下地層と、その下地層の表面に形成される錫合金表面層とを有する錫めっき処理材の被膜剥離方法であって、
表面層溶解溶液に前記錫めっき処理材を浸漬して通電し、前記下地層が少なくとも部分的に露出する程度に前記錫合金表面層を溶解する、表面層溶解段階と、
前記下地層が部分的に露出した前記錫めっき処理材を下地層溶解溶液に浸漬する、下地層浸漬段階と、
前記下地層を前記下地層溶解溶液に溶解し、前記錫めっき処理材に残存する前記錫合金表面層を前記下地層から剥離する、被膜剥離段階と、
を含むことを特徴とする錫めっき処理材の被膜剥離方法。
【請求項2】
前記表面層溶解溶液は、フッ素またはフッ素化合物を含む酸性溶液またはアルカリ性溶液のいずれか一つであることを特徴とする請求項1に記載の錫めっき処理材の被膜剥離方法。
【請求項3】
前記下地層溶解溶液は、硝酸であることを特徴とする請求項1または2に記載の錫めっき処理材の被膜剥離方法。
【請求項4】
前記下地層浸漬段階において、前記錫めっき処理材を下地層溶解溶液に浸漬するときに通電を行うことを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の錫めっき処理材の被膜剥離方法。
【請求項5】
前記下地層は、銅、ニッケル、亜鉛のいずれか一つであることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の錫めっき処理材の被膜剥離方法。
【請求項6】
前記錫合金表面層は、錫コバルト合金であることを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の錫めっき処理材の被膜剥離方法。
【請求項1】
基材の表面に形成される下地層と、その下地層の表面に形成される錫合金表面層とを有する錫めっき処理材の被膜剥離方法であって、
表面層溶解溶液に前記錫めっき処理材を浸漬して通電し、前記下地層が少なくとも部分的に露出する程度に前記錫合金表面層を溶解する、表面層溶解段階と、
前記下地層が部分的に露出した前記錫めっき処理材を下地層溶解溶液に浸漬する、下地層浸漬段階と、
前記下地層を前記下地層溶解溶液に溶解し、前記錫めっき処理材に残存する前記錫合金表面層を前記下地層から剥離する、被膜剥離段階と、
を含むことを特徴とする錫めっき処理材の被膜剥離方法。
【請求項2】
前記表面層溶解溶液は、フッ素またはフッ素化合物を含む酸性溶液またはアルカリ性溶液のいずれか一つであることを特徴とする請求項1に記載の錫めっき処理材の被膜剥離方法。
【請求項3】
前記下地層溶解溶液は、硝酸であることを特徴とする請求項1または2に記載の錫めっき処理材の被膜剥離方法。
【請求項4】
前記下地層浸漬段階において、前記錫めっき処理材を下地層溶解溶液に浸漬するときに通電を行うことを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の錫めっき処理材の被膜剥離方法。
【請求項5】
前記下地層は、銅、ニッケル、亜鉛のいずれか一つであることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の錫めっき処理材の被膜剥離方法。
【請求項6】
前記錫合金表面層は、錫コバルト合金であることを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の錫めっき処理材の被膜剥離方法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【公開番号】特開2009−287101(P2009−287101A)
【公開日】平成21年12月10日(2009.12.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−142851(P2008−142851)
【出願日】平成20年5月30日(2008.5.30)
【出願人】(508162318)白金鍍金工業株式会社 (1)
【公開日】平成21年12月10日(2009.12.10)
【国際特許分類】
【出願日】平成20年5月30日(2008.5.30)
【出願人】(508162318)白金鍍金工業株式会社 (1)
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