JP2006111898A - 電子部品及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】下地金属2上の錫めっき皮膜3を室温で酸化又は水酸化処理して、錫めっき皮膜3表面に酸化物又は水酸化物の表面層5を形成する。かかる表面層5は緻密且つ均一で、錫ウイスカの成長を抑制する。酸化は,酸素プラズマ4への暴露や酸化雰囲気への暴露によりなされる。また、下地金属2上の錫めっき皮膜3を、加熱−徐冷を複数回繰り返す熱処理を施す。一度の加熱工程で生ずる拡散が少なく発生する内部応力が小さいので、徐冷により容易に応力緩和され大きな残留応力が残らない。このため、ウイスカの成長が抑制される。
【選択図】図1
Description
本願発明の第二の構成では、下地金属表面に錫めっき皮膜を形成した後、加熱と徐冷とを交互に複数回繰り返す熱処理工程を有する。この加熱は、下地金属の金属原子を錫めっき皮膜中に固相拡散させて拡散層を形成するためになされ、徐冷は、加熱時の拡散層形成に伴い発生した錫めっき皮膜の内部応力を緩和するためになされる。かかる加熱とこれに続く徐冷を複数回行うことにより、錫めっき皮膜中に金属原子が固相拡散した拡散層が形成される。
圧力 0.1〜0.2Pa
励起電力 200W
暴露時間 2時間
保持板温度 加熱していない。
温度 150℃
時間 100時間
(比較例)
比較のために、酸素プラズマに暴露して表面層5を形成する工程(酸素プラズマ処理)を経ない以外は、実施例1と同一条件で製造された錫めっき皮膜3を有する比較用試料を作製し、実施例1と同一の恒温放置試験に供した。
温度 室温(25℃)
この試料を、実施例1と同一条件で恒温試験をした。その結果を表2の実施例3に示す。酸素含有雰囲気中で処理をした実施例2では100μm以上に成長した錫ウイスカは観察されなかった。比較例では平均25本であり、オゾン処理により錫ウイスカの成長が抑制されている。
温度 30℃
時間 24時間
ついで、実施例1と同一条件の恒温放置試験を行い、100μm以上成長した錫ウイスカを観察した。その結果、恒温放置試験後に100μm以上成長した錫ウイスカは2本であり、実施例1とほぼ同等の錫ウイスカの成長抑制効果が見られた。
加熱時間 10分間
加熱雰囲気 大気中
徐冷温度 40℃ 冷却温度 10℃/分
加熱−冷却の回数 3回
ここで、加熱温度及び加熱時間は、図2(d)を参照して、それぞれこの熱処理での最高温度及びその温度に保持する時間である。また、徐冷温度は、図2(d)を参照して、所与の冷却速度(ここでは10℃/分)で徐冷を続ける温度範囲の最低温度であり、徐冷で到達する最低温度より高い温度である。
加熱時間 10分間
加熱雰囲気 30%酸素−70%窒素
徐冷温度 40℃ 冷却温度 10℃/分
加熱−冷却の回数 3回
即ち、加熱温度を100℃、加熱雰囲気を30%酸素含有窒素とした以外は実施例5の熱処理条件と同一である。
上述した本明細書には、下記の付記記載の発明が開示されている。
(付記1)下地金属と、
鉛フリー錫合金又は錫からなり、該下地金属表面に形成された鉛フリー錫めっき皮膜と、
該鉛フリー錫めっき皮膜上に形成され、該鉛フリー錫めっき皮膜の表面を酸化することにより形成された酸化物、又は水酸化することにより形成された水酸化物からなる表面層とを有する電子部品。
(付記2)該表面層の厚さを23μm以上とすることを特徴とする付記1記載の電子部品。
(付記3)下地金属表面に、鉛フリー錫合金又は錫からなる鉛フリー錫めっき皮膜を形成する工程と、
該錫めっき皮膜の表面を酸化又は水酸化して、該鉛フリー錫めっき皮膜の表面に酸化物又は水酸化物からなる表面層を形成する工程とを有する電子部品の製造方法。
(付記4)該表面層の形成工程は、室温で該錫めっき皮膜を酸素プラズマに曝して、酸化物からなる該表面層を形成する工程を含むことを特徴とする付記3記載の電子部品の製造方法。
(付記5)該表面層の形成工程は、室温で該鉛フリー錫めっき皮膜を酸素濃度が60%以上の雰囲気又はオゾンに曝して、酸化物からなる該表面層を形成する工程を含むことを特徴とする付記3記載の電子部品の製造方法。
(付記6)該表面層の形成工程は、該錫めっき皮膜を酸素濃度が20%以上の雰囲気に曝して、23μm以上の厚さの酸化物からなる該表面層を形成する工程を含むことを特徴とする付記3記載の電子部品の製造方法。
(付記7)下地金属表面に、鉛フリー錫合金又は錫からなる鉛フリー錫めっき皮膜を形成する工程と、
次いで、該下地金属と該鉛フリーめっき皮膜間の固相拡散により拡散層を形成するための加熱と、応力緩和のための徐冷とを、交互に複数回繰り返す熱処理工程とを有する電子部品の製造方法。
(付記8)該表面層は、該鉛フリー錫めっき皮膜の表面の酸化処理により形成された酸化物からなることを特徴とする付記1又は2記載の電子部品。
(付記9)該表面層は、該鉛フリー錫めっき皮膜の表面を水蒸気雰囲気に曝して形成された水酸化物からなることを特徴とする付記1又は2記載の電子部品。
(付記8)該徐冷は、10℃/分以上の冷却速度で行うことを特徴とする付記7記載の電子部品の製造方法。
(付記9)該徐冷は、60℃/分以上の冷却速度で行うことを特徴とする付記7記載の電子部品の製造方法。
(付記10)該加熱を酸化雰囲気中で行うことを特徴とする付記7記載の電子部品の製造方法。
3 錫めっき皮膜
4 酸素プラズマ
5 表面層
6 拡散層
Claims (5)
- 下地金属と、
鉛フリー錫合金又は錫からなり、該下地金属表面に形成された鉛フリー錫めっき皮膜と、
該鉛フリー錫めっき皮膜上に形成され、該鉛フリー錫めっき皮膜の表面を酸化することにより形成された酸化物、又は水酸化することにより形成された水酸化物からなる表面層とを有する電子部品。 - 下地金属表面に、鉛フリー錫合金又は錫からなる鉛フリー錫めっき皮膜を形成する工程と、
該鉛フリー錫めっき皮膜の表面を酸化又は水酸化して、該鉛フリー錫めっき皮膜の表面に酸化物又は水酸化物からなる表面層を形成する工程とを有する電子部品の製造方法。 - 該表面層の形成工程は、室温で該鉛フリー錫めっき皮膜を酸素プラズマに曝して、酸化物からなる該表面層を形成する工程を含むことを特徴とする請求項2記載の電子部品の製造方法。
- 該表面層の形成工程は、室温で該錫めっき皮膜を酸素濃度が60%以上の雰囲気又はオゾンに曝して、酸化物からなる該表面層を形成する工程を含むことを特徴とする請求項2記載の電子部品の製造方法。
- 下地金属表面に、鉛フリー錫合金又は錫からなる鉛フリー錫めっき皮膜を形成する工程と、
次いで、該下地金属と該めっき皮膜間の固相拡散により拡散層を形成するための加熱と、応力緩和のための徐冷とを、交互に複数回繰り返す熱処理工程とを有する電子部品の製造方法。
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