JP2007173224A - 電子部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】半田上がり防止性能に優れた電子部品の製造方法を提供すること。
【解決手段】半田付けされる端子部２と接点部３とを有するコネクタ１などの電子部品の製造方法において、少なくとも前記接点部３において導電性金属材料からなる基材上に表面メッキ層を形成してから、酸素濃度を上昇させた空気中で前記端子部２と前記接点部３の間に形成された前記表面メッキ層にレーザー光線を照射することによって、前記表面メッキ層を構成する金属をその下側に存在する金属中に拡散させて合金層を形成するとともに該合金層の表面に金属酸化物層を形成し、該金属酸化物層が形成された酸化領域４で前記表面メッキ層を分断する。
【選択図】図１

Description

本発明は、半田付けされる端子部と接点部とを有する電子部品の製造方法に関する。特に、少なくとも前記接点部において導電性金属材料からなる基材上に表面メッキ層が形成された電子部品であって、半田上がりが抑制された電子部品の製造方法に関する。

コネクタやスイッチなどのように接点を有する電子部品において、その端子部を配線基板の回路端子に半田付けして接続する際に、半田が這い上がって接点部に到達してしまい、接点の性能を低下させてしまう場合があった。このような半田上がりが発生すると、接触抵抗が増加して接触不良を引き起こすだけでなく、接点部付近の基材のバネ弾性にも悪影響を与え、コネクタの接合強度が低下するおそれもあった。近年では、電子部品の小型化が進行して接点部から端子部までの距離が短くなってきているので、半田上がりの防止が一段と重要になってきている。特に、多ピンコネクタなどのように狭いピッチで多数のコネクタが配置されるような場合には、コネクタ間の間隙が狭くなるにしたがって、その隙間を伝って半田が這い上がりやすくなるので、その効果的な防止策が望まれている。

特許文献１には、複数の電子部品端子と、この電子部品端子を収容し固定する絶縁体とからなる電子部品において、前記電子部品端子の端子部の表面局部に酸化皮膜を設けたことを特徴とする電子部品端子の半田上がり防止構造が記載されている。ここで設けられる酸化皮膜は半田に対する濡れ性が小さいので、回路基板側から這い上がってきた半田が酸化皮膜で停止して接点部まで到達することがないので、回路基板に端子部を半田付けする際に半田上がりを防止することができるとされている。接点部を構成する金属材料として各種の銅合金が記載されていて、これらの銅合金の表面を酸化することによって酸化皮膜が形成されている。このような酸化皮膜は局部的に加熱することによって形成することができ、熱エネルギーを集中できる手段としてレーザー光線が挙げられている。そして、加熱する際の雰囲気としては大気中やオゾンガス等の酸化性ガス雰囲気が好ましいことが記載されている。

また現在、銅又は銅合金からなる基材の表面にニッケルからなる下地メッキ層を形成し、その上に金からなる表面メッキ層が形成されたコネクタ用端子が広く大量に生産されている。金は接触抵抗が極めて小さいため、金メッキ層を表面に有することで、接点の電気特性の良好な端子を得ることができる。また、金は半田に対する濡れ性が良好であるので、端子の半田付け性が良好である一方で、前記半田上がりの問題も有している。このような半田上がりの問題を解決するために、近年では、金メッキ層にレーザー光線を照射することによって半田上がりを防止する領域を設ける手法が提案され、そのようなコネクタ用端子が市場に出回るようになってきている。金はレーザー光線での加熱程度の熱では容易に酸化されないので、レーザー光線の照射領域では、加熱された金が下地メッキ層のニッケル中に拡散して、金とニッケルとの合金を形成していると考えられる。ニッケルは金よりは半田濡れ性が悪いので、合金形成によって半田濡れ性を低下させることができていると考えられる。また、加熱によって、表面のニッケルが酸化されている可能性もある。

このようにニッケルメッキ層の上に金メッキ層が形成されたコネクタ用端子に対してレーザー光線を照射することによって、半田上がり防止性は向上する。しかしながら、電子部品の小型化が進行し、多ピンコネクタの端子間のピッチが狭くなるにしたがって、半田上がり防止性能が不十分となる場合が発生するようになってきた。したがって、さらに半田上がり防止性能の向上したコネクタが望まれている。

特開平８−２１３０７０号公報

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、半田上がり防止性能に優れた電子部品の製造方法を提供することを目的とするものである。

上記課題は、半田付けされる端子部と接点部とを有する電子部品の製造方法において、少なくとも前記接点部において導電性金属材料からなる基材上に表面メッキ層を形成してから、酸素濃度を上昇させた空気中で前記端子部と前記接点部の間に形成された前記表面メッキ層にレーザー光線を照射することによって、前記表面メッキ層を構成する金属をその下側に存在する金属中に拡散させて合金層を形成するとともに該合金層の表面に金属酸化物層を形成し、該金属酸化物層が形成された酸化領域で前記表面メッキ層を分断することを特徴とする電子部品の製造方法を提供することによって解決される。このとき、前記表面メッキ層が、金、パラジウム又はスズを主成分とすることが好適である。

また、前記基材上に下地メッキ層を形成し、その上に前記表面メッキ層を形成してから、前記レーザー光線を照射することによって、前記表面メッキ層を構成する金属を前記下地メッキ層を構成する金属中に拡散させて前記合金層を形成する方法が、本発明の好適な実施態様である。このとき、前記下地メッキ層が、ニッケル、パラジウム又は銅を主成分とすることが好適である。

本発明の製造方法において、前記レーザー光線を照射する際の酸素濃度が２４体積％以上であることが好適である。また、前記酸化領域の幅が０．０１〜０．８ｍｍであることも好適である。前記電子部品がコネクタ用端子であることが本発明の好適な実施態様である。

本発明の製造方法の好適な実施態様は、端子部と接点部とを有する電子部品の基材となる部分が接続部分を介して多数連結されたテープを長手方向に移動させながら連続的に前記表面メッキ層を形成し、その後、テープの両側に配置された２本のレーザーを用いて進行方向の斜め前方と斜め後方の２方向から前記表面メッキ層に前記レーザー光線を照射する方法である。このとき、前記テープの導入口と導出口を備えた覆いの中に酸素供給手段を設け、前記覆いの中で前記レーザー光線を照射することが好ましい。前記レーザー光線をパルス照射し、連続するパルスによって照射された領域が相互に重なるようにすることも好ましい。また、前記レーザー光線が照射されるテープ表面におけるレーザースポットの形状が、テープ長手方向の径がその垂直方向の径よりも小さい形状であることも好ましい。

本発明の製造方法によれば、半田上がり防止性能に優れた電子部品を提供することができる。特に、当該電子部品が、端子間ピッチの狭いコネクタ用端子などであっても効果的に半田上がりを防止することができる。

以下、図面を用いて本発明を説明する。図１は、本発明の製造法によって製造されたコネクタ１の一例であり、図２はそれを配線基板上に半田付けして実装したときの状態を示した図である。図３はレーザー光線を照射しないコネクタ１の例であり、図４はそれを配線基板上に半田付けして実装したときの状態を示した図である。

図１のコネクタ１の例に示されるように、本発明の製造方法によって製造される電子部品は、端子部２と接点部３を有している。接点部３は、表面メッキ層で覆われ、他の電子部品と接触して電気的に接続される。このとき、接点部３が他の電子部品と接触する状態は特に限定されず、点接触でも、線接触でも、面接触でも構わない。端子部２は配線基板などに半田付けによって接続される部分である。そして、接点部３と端子部２との間に半田上がりを防止するための酸化領域４が形成されている。図２に示されるように、本発明の製造方法によって製造されるコネクタ１では、半田付けの際に半田５が酸化領域４で遮られて接点部３に到達しない。これに対し、図３のようにレーザー光線を照射しないコネクタ１の場合、半田付けの際に図４に示されるように半田５が接点部３に到達してしまう場合があった。

本発明の電子部品を構成する基板は導電性金属材料からなるものであればよく、その材料は特に限定されない。なかでも、導電性能などの観点から、銅又は銅を主成分とする合金が好適に使用される。ここで、「主成分とする」とは５０重量％以上含有するという意味であり、７０重量％以上含有することが好ましい。

本発明の製造方法においては、少なくとも前記接点部３において導電性金属材料からなる基材上に表面メッキ層を形成する。表面メッキ層を構成する材料は特に限定されるものではないが、接点部３の接触抵抗を低減させることのできる金属材料が好適に使用される。具体的には、金、パラジウム又はスズを主成分とする金属材料が好適に使用される。ここで、「主成分とする」とは５０重量％以上含有するという意味であり、金、金合金、パラジウム、パラジウム合金、スズ及びスズ合金のいずれを使用しても良い。接触抵抗が少なく耐久性に優れる点からは金又はパラジウムを主成分とする金属材料が好適に使用され、端子部での半田付け性能の面からはスズを主成分とする金属材料が好適に使用される。これらの中でも、特に金又は金を主成分とする合金が好適に使用される。金又は金合金中の金の含有量は、接触抵抗の面から５０重量％以上であることが好ましく、８０重量％以上であることがより好ましく、９０重量％以上であることがさらに好ましく、実質的に金のみからなることが最適である。金の含有量が高くなるほど、半田濡れ性が良好になって酸化されにくくなるので、本発明の製造方法を採用する利益が大きい。表面メッキ層の厚さは通常０．００１〜６μｍであり、好適には０．０２〜２μｍである。

表面メッキ層は前記基材上に直接形成されていても良いが、前記基材上に一旦下地メッキ層を形成してから、その上に前記表面メッキ層を形成することが好ましい。こうすることによって、密着性が良好で均質な表面メッキ層を形成することが容易である。下地メッキ層を構成する材料は特に限定されるものではないが、ニッケル、パラジウム又は銅を主成分とする金属材料が好適に使用される。ここで、「主成分とする」とは５０重量％以上含有するという意味であり、ニッケル、ニッケル合金、パラジウム、パラジウム合金、銅及び銅合金のいずれを使用しても良い。なかでも、ニッケル又はパラジウム−ニッケル合金が好適に使用される。パラジウム−ニッケル合金としては、パラジウム含有量が５０〜９０重量％で残りがニッケルであるものが好適に使用される。表面メッキ層との相性や、酸化生成物の半田上がり防止性能の面から、下地メッキ層の材料としてはニッケルが最適であり、さらにこのときの表面メッキ層の材料が金又は金合金であることが最適な組合せである。下地メッキ層の厚さは通常０．１〜１５μｍであり、好適には０．５〜８μｍである。

前記端子部２においては、上記表面メッキ層は必ずしも形成されていなくても良く、用途によって表面メッキ層の形成を省略することもできる。しかしながら、半田に対する濡れ性や耐食性などを考慮すれば端子部２においても表面メッキ層が形成される方が好ましい。特に、電子部品の寸法が小さくなると、接点部３のみに選択的に表面メッキ層を形成することが困難になってくるので、接点部３と端子部２の両方に表面メッキ層を形成してから、本発明の方法によって酸化領域４を形成する方が信頼性の高い電子部品を製造しやすい。

本発明の製造方法では、酸素濃度を上昇させた空気中で端子部２と接点部３の間に形成された表面メッキ層にレーザー光線を照射して、酸化領域４を形成し、当該酸化領域４で前記メッキ層を分断することが大きな特徴である。これによって、半田濡れ性の低い酸化領域４で半田の這い上がりを極めて効果的に防止することができる。すなわち、酸素濃度を上昇させた空気中でレーザー光線を照射することによって酸化領域４の半田濡れ性を顕著に低減することができることを見出した。

ここで、酸素濃度を上昇させた空気とは、通常の空気（酸素濃度が約２１体積％）に比べて積極的に酸素濃度を増加させた空気のことをいう。半田濡れ性の低減効果をより十分なものとするためには、酸素濃度は２４体積％以上であることが好ましく、２８体積％以上であることがより好ましく、３２体積％以上であることがさらに好ましい。酸素濃度は１００体積％であっても構わないが、高すぎる酸素濃度雰囲気での加熱処理には危険が伴うおそれがあること、完全に密封された空間内でレーザー照射するためには装置が複雑になること、作業環境の酸素濃度が高くなりすぎると労働環境上の問題が発生することなどの理由により、酸素濃度が１００体積％でない方が実用的である。したがって、酸素濃度は好適には９０体積％以下であり、より好適には８０体積％以下である。

表面メッキ層に照射されるレーザー光線の種類は特に限定されず、表面メッキ層を構成する金属をその下側に存在する金属中に拡散させて合金層を形成させることのできる温度まで加熱できるものであればよい。ガスレーザー、固体レーザー、半導体レーザーなどを使用することもできる。具体的には、比較的高出力を得られやすい炭酸ガスレーザーやＹＡＧレーザーなどを使用することが好適である。なかでも表面メッキ層に金を使用する場合、金は赤外域での反射率が高く吸収率が低いので、可視光又は紫外光レーザー、特に可視光レーザーを使用することが好ましい。具体的には、ＹＡＧレーザーの第二高調波（５３２ｎｍ）が、最適なレーザー光線として挙げられる。

レーザー光線を適当な寸法に絞り込んで表面メッキ層に照射する。表面メッキ層でのレーザースポットの寸法は、形成される酸化領域４の幅などを考慮して決定される。酸化領域４にレーザー光線を照射するに際しては、レーザー光線を走査しても構わないし、レーザー光線を固定しておいて表面メッキ層を有する基材を移動させても構わない。また、レーザー光線は連続的に照射しても構わないし、間歇的に照射（パルス照射）しても構わない。一般的には、レーザーの寿命や効率を考慮すればパルス照射するほうが好ましい場合が多い。このとき、連続するパルスによって照射された領域が相互に重なるようにすることが好ましく、こうすることによって連続的に酸化領域４を形成することができる。

レーザー光線が照射された領域では、表面メッキ層を構成する金属がその下側に存在する金属中に拡散して合金層が形成されるとともに該合金層の表面に金属酸化物層が形成される。したがって、基材上に直接表面メッキ層が形成されている場合には、表面メッキ層を構成する金属が基材を構成する金属中に拡散して合金層を形成する。また、基材上に下地メッキ層を介して表面メッキ層が形成されている場合には、表面メッキ層を構成する金属が下地メッキ層を構成する金属中に拡散して合金層を形成する。そして、このようにして形成された合金層の表面が酸化されて金属酸化物層が形成される。このとき、表面メッキ層を構成する金属が、当該合金層中に５〜８０重量％含有されることが好ましい。十分な表面メッキ層の厚みを有する場合には、通常、当該合金層中における表面メッキ層を構成する金属の含有量が５重量％以上となる。表面メッキ層を構成する金属の含有量は、より好適には１０重量％以上であり、さらに好適には２０重量％以上である。一方、当該合金層中における表面メッキ層を構成する金属の含有量が８０重量％を超える場合には、半田上がり抑制効果が低下するおそれがあり、当該金属の含有量は、より好適には６０重量％以下であり、さらに好適には５０重量％以下である。ここで、前記合金層における上記含有量はできるだけ表面に近い位置であって、最表面の金属酸化物層に由来する酸素濃度が概ねゼロになった位置での合金の組成である。

従来法のように、空気（酸素濃度が約２１体積％）中でレーザー照射した場合であっても、金属の相互拡散による合金層の形成は行われていたと考えられる。しかしながら、合金層表面における金属酸化物層の形成は不十分であり、その結果、半田上がり抑制効果も不十分であったことが、今回、本発明者の検討によって明らかになった。その理由は必ずしも明らかではないが、ニッケル下地メッキ層中に金が拡散して形成されたニッケル−金合金の場合には、ニッケルよりも半田濡れ性が上昇するとともに、酸化もされにくくなるためではないかと考えられる。また、レーザー光線の照射による加熱は、通常極めて短時間であり、その間に酸化反応を十分に進行させることが困難であることも理由の一つであると考えられ、この点はパルス照射する場合に特に問題である。今回、酸素濃度を上昇させた空気中でレーザー光線を照射することによって、初めて十分な金属酸化物皮膜が形成され、半田濡れ性を大きく低減させられることがわかった。したがって、酸素濃度を上昇させた空気中でレーザー照射することが極めて有効であり、通常の酸素濃度の空気中でレーザー照射した場合には不十分であった半田濡れ性を顕著に低減させることができた。

また、本発明の製造方法によって形成される酸化領域４は、半田濡れ性のみならずフラックス濡れ性をも低減させることができる。したがって、半田上がりのみならずフラックス上がりも抑制することが可能である。一般に、半田上がりよりもフラックス上がりの方が抑制困難な場合が多いので、この点でも本発明の製造方法は有用である。フラックス上がりを防止することによって、接点部の汚染を効果的に防止することができ、電子部品の信頼性を向上させることができる。近年では半田の脱鉛化が進み、それに伴ってリフロー炉の温度が高くなり、高温で焼き付いたフラックスの洗浄が困難になっており、この点からも本発明の製造方法は有用である。

合金層の表面に形成される金属酸化物層においては酸素原子の含有率が上昇している。そして最表面の酸素原子濃度が高く、表面から離れて深い位置になるほど酸素原子濃度は低下する。酸素濃度を上昇させた空気中でレーザー照射した場合には、空気（酸素濃度が約２１体積％）中でレーザー照射した場合に比べて、最表面での酸素原子濃度が上昇するし、酸素原子の含有される深さも深くなる。そうは言っても、酸素濃度が上昇している深さは、通常１０ｎｍ程度以下であり、表面近傍のごく薄い範囲だけで酸化反応が進行しているようである。このようにして金属酸化物層が形成された領域が酸化領域４であり、これが表面メッキ層を分断する。表面メッキ層を分断するとは、端子部２側の表面メッキ層と接点部３側の表面メッキ層とが実質的に繋がらないようにすることをいう。したがって、分断すべき位置において部品の表面を一周するように酸化領域４が設けられることが好ましい。

当該酸化領域４の幅は特に限定されないが、０．０１〜０．８ｍｍであることが好ましい。酸化領域４の幅が０．０１ｍｍ未満の場合には、幅が狭すぎて半田上がり防止効果が不十分になりやすく、より好適には０．０５ｍｍ以上であり、さらに好適には０．１ｍｍ以上である。一方、酸化領域４の幅が０．８ｍｍを超える場合には、空気（酸素濃度が約２１体積％）中でのレーザー照射でも十分に半田上がり防止効果を得ることができ、敢えて本発明の製造方法を採用する利益が小さくなる。そういった面からは、より好適には０．５ｍｍ以下であり、さらに好適には０．３ｍｍ以下である。電子部品の小型化に対応するために、形成される酸化領域４の幅を狭くした場合であっても、半田上がりを十分に抑制できる点に、本発明の製造方法を採用する大きなメリットがある。

コネクタ等の極めて小型の電子部品にメッキを施す場合に、電子部品の一つずつに対して別個にメッキを施したのでは生産効率が低い。したがって、電子部品の基材となる部分が接続部分を介して多数連結されたテープ（フープ）を使用して、連続的にメッキ処理を施す方法が広く行われている。本発明の製造方法においても、そのようなテープを用いて連続的に製造することが好ましい。そのようなテープ６の形状を図５に示す。図５は酸化領域４を形成した後のテープ６の一部分を示したものである。端子部２と接点部３を有するコネクタ１は切断線７を境に接続部分８とに接続されていて、接続部分８はテープ状に連続している。テープ６にはコネクタ１が多数連結されていて、コネクタ１の全面を含むメッキ境界９までが表面メッキ層で覆われている。そして、端子部２と接点部３との間に半田上がりを防止するための酸化領域４が形成されている。

まず、金属テープをコネクタ１及び接続部分８の形状に打ち抜き、打ち抜かれたテープ６を長手方向（図５の例では横方向）に移動させながら、連続的にメッキを施す。下地メッキ層を形成しないのであれば、基材上に直に表面メッキ層を形成する。下地メッキ層を形成するのであれば、基材上に下地メッキ層を形成してからその上に表面メッキ層を形成する。このとき、下地メッキ層を複数層形成しても構わない。また、適宜洗浄やエッチングなどの操作を施しても良い。メッキ方法は特に限定されず、テープ全体に対してメッキを施しても良いが、金などの高価な金属を使用する場合には部分的にメッキを施す方が好ましい。この場合、液面の高さを制御して所望の部分だけをメッキ液に浸漬する方法、マスクを用いてマスクに覆われていない部分だけにメッキ液を接触させる方法などを採用することができる。

表面メッキ層を形成してから、テープ６を長手方向に移動させながら、端子部２と接点部３の間に形成された表面メッキ層にレーザー光線を照射する。このときの照射方法は特に限定されないが、テープ６の両側に配置された２本のレーザー１０，１１を用いて進行方向の斜め前方と斜め後方の２方向から表面メッキ層にレーザー光線を照射することが好ましい。具体的には図６に示すように、テープ６の進行方向（図中の矢印）の斜め後方から、固定された第一レーザー１０によってレーザー光線を照射し、進行方向の斜め前方から、固定された第二レーザー１１によってレーザー光線を照射する。コネクタ１は金属テープを打ち抜くことによって製造されているので、酸化領域４を形成しようとするコネクタ１の表面は、テープ６の表裏面と、それらに垂直な２つの切断面とから構成される。したがって、第一レーザー１０からレーザー光線を照射することによって表裏面のうちの片方の面と、２つの切断面のうちの一方の面に対して帯状に照射することができる。また、第二レーザー１１からレーザー光線を照射することによって表裏面のうちの残りの一方の面と２つの切断面のうちの残りの面に対して帯状に照射することができる。これによって、４つの面の全てに対してレーザー光線を照射することが可能であり、２台のレーザー１０，１１によって連続的に酸化領域４を形成し、表面メッキ層を分断することができる。

レーザー光線とテープ６の進行方向とのなす角度θが４５度であるときに４つの面の全てに対してレーザー光線を同じ強度で照射することが可能である。したがってθが４５度から大きく相違しない角度で照射することが好ましく、θはより好適には２０〜７０度であり、さらに好適には３０〜６０度である。通常切断面よりもテープ６の表裏面の方が面積が広く、また、第一レーザー１０及び第二レーザー１１のレイアウト上の制約もあって、特に好適にはθは４０〜６０度である。第一レーザー１０と第二レーザー１１とで角度θを相違させても構わない。

次に、パルス照射する場合のレーザースポット１２の形状について図７を用いて説明する。レーザー照射に際しては、レーザー光線をパルス照射し、連続するパルスによって照射される領域が相互に重なるようにすることが好ましい。言い換えれば、レーザー光線が照射されるテープ６表面におけるレーザースポット１２のテープ６長手方向のピッチｐが、レーザースポット１２のテープ６長手方向の径ｄ１よりも小さいのが好ましいということである。均質な酸化領域４を確実に形成するためには、ピッチｐが長手方向の径ｄ１の３／４倍以下であることが好ましく、１／２倍以下であることがより好ましい。一方、レーザー光線の照射エネルギーの有効な活用や、レーザー１０，１１の寿命等を考慮すれば、前記ピッチｐが前記長手方向の径ｄ１の１／１００倍以上であることが好ましく、１／２０倍以上であることがより好ましい。上記ピッチｐは、レーザー１０，１１の発振周波数とテープ６の送り速度で調整することができる。テープ６の送り速度は、通常１〜５０ｍ／分であり、好適には３〜２０ｍ／分である。また、レーザー１０，１１の発振周波数は通常０．１〜４０ｋＨｚであり、好適には１〜２０ｋＨｚである。

レーザー光線が照射されるテープ６表面におけるレーザースポット１２の、テープ６長手方向に垂直な方向の径ｄ２が、形成される酸化領域４の幅にほぼ相当する。したがって、テープ６長手方向に垂直な方向の径ｄ２の好適な範囲は、酸化領域４の幅の好適な範囲と同じである。レーザースポット１２の形状は円形であっても構わないが、レーザー光線が照射されるテープ６表面におけるレーザースポット１２の形状が、テープ６長手方向の径ｄ１がその垂直方向の径ｄ２よりも小さい略楕円形状であることが好ましい。例えば、円形のレーザービームが４５度の角度でテープ６表面に照射された場合、テープ６表面ではテープ６長手方向の径ｄ１がその垂直方向の径ｄ２の２^１／２倍（約１．４倍）になるが、予め縦方向に長いレーザービームに成形して、テープ６表面に照射されたときに、テープ６長手方向の径ｄ１がその垂直方向の径ｄ２よりも小さくなるようにする。こうすることによって、レーザービームのうちの強度の高い中心部分が縦方向に伸ばされ、横方向に連続的にパルス照射する際に、強度の高い中心部分同士が重なるのを防止することができる。その結果、酸化領域４の中心部に照射されるレーザー光線の積算強度が局所的に大きくなりすぎない。レーザー光線の積算強度が大きくなりすぎると、照射面の平滑性が損なわれたり、下地メッキ層の下側の基材がむき出しになってしまうおそれがある。テープ６表面におけるレーザースポット１２の、テープ６長手方向の径ｄ１がその垂直方向の径ｄ２の０．８倍以下であることがより好ましく、０．６倍以下であることがより好ましい。一方、レーザースポット１２が縦長すぎるとビームの成形が困難になる上に、ムラが発生しやすいので、テープ６表面におけるレーザースポット１２の、テープ６長手方向の径ｄ１がその垂直方向の径ｄ２の０．１倍以上であることが好ましく、０．２倍以上であることがより好ましい。このような楕円ビームは、一方向だけに光を絞るシリンドリカルレンズを球面レンズと適宜組み合わせることなどによって得ることができる。

レーザー照射するに際しては、テープ６の導入口と導出口を備えた覆いの中に酸素供給手段を設けてその覆いの中でレーザー光線を照射することが好ましい。テープは連続的に処理されるので、酸素濃度を上昇させた雰囲気を維持するために、テープ６の導入と導出の可能な覆いの中で照射される。このとき、導入口と導出口は完全にシール可能にしても構わないが、テープ６が接触しない程度の狭い隙間を設けることが好ましい。また同時に酸素濃度の検出手段も設けて、酸素濃度を監視しながら、酸素の供給を調整して一定の酸素濃度に保つようにすることがより好ましい。

以上のような方法によって、表面メッキ層が形成され、酸化領域４が形成されたテープ６が連続的に生産される。こうして得られたテープ６から、切断線７でコネクタ１と接続部分８とが切り離されて、回路基板上などの端子に半田付けされる。このとき、必要に応じてコネクタ１を屈曲させたり、樹脂で固定したりしてもよい。以上では、コネクタ１を例として説明したが、本発明の製造方法が採用される電子部品は特に限定されない。コネクタ、ＩＣ用端子など、各種の電子部品の製造に用いることができる。これらの電子部品の中でも、小型のもの、例えば狭ピッチの多ピンコネクタなどの製造方法として特に好適である。

以下、実施例を用いて本発明をさらに具体的に説明する。

実施例１
図６に示される形状のテープ６（フープ）を用いて試験を行った。使用したテープ６の素材は銅合金のＭＸ９６Ｒ−ＥＨＭであり、その組成は、Ｓｎ：５．５〜６．７重量％、Ｎｉ：８．０〜１０．０重量％、Ｆｅ：０．６重量％以下、Ｐｂ：０．０５重量％以下、Ｍｎ：０．６重量以下で、残量がＣｕである。また、テープ６の厚さは０．１５ｍｍである。テープ６の最大幅（接続部分８の下端からコネクタ１の先端まで）は６．３９ｍｍである。このテープを８ｍ／分の速度でリールから送り出した。まず、脱脂及び酸洗を行ってから、定法に従って下地メッキ層であるニッケルメッキ層を電気メッキによって３μｍ程度の厚さに、テープの全面に形成した。引き続き下地メッキ層の上に、コネクタ１の全面を含むメッキ境界９の部分まで、表面メッキ層である金メッキ層を電気メッキによって０．１μｍ程度の厚さに形成した。このとき、メッキ境界９から接続部分８側の部分には、マスクを用いて金メッキ液が接触しないようにした。

こうして下地メッキ層と表面メッキ層が形成されたテープ６を、テープ６の導入口と導出口を備え、その内部に酸素供給ノズルと酸素モニターとを配置した覆いの中に導入した。レーザー光線とテープ６の進行方向とのなす角度θは４５度とした。当該覆いの中で酸素濃度を調整し、酸素濃度を４０体積％に維持した。その中で出力９ＷのＹＡＧレーザーの第二高調波（５３２ｎｍ）を周波数５ｋＨｚでパルス照射した。したがって、レーザースポット１２のテープ６長手方向のピッチｐは、０．０２７ｍｍである。レーザー光線が照射されたテープ６表面におけるレーザースポット１２の形状は、テープ６長手方向の径ｄ１が約０．１４ｍｍで、その垂直方向の径ｄ２が約０．３０ｍｍの略楕円形状であった。これは縦横の比が３：１のレーザービームを４５度の角度で照射したことによってテープ６表面に形成されたレーザースポットの形状である。したがって、前記ピッチｐは前記長手方向の径ｄ１の１／５程度であった。

こうして幅約０．３ｍｍの銀色の酸化領域４が、金色の表面メッキ層を分断して形成された。得られた酸化領域４を、日本電子株式会社製電子プローブマイクロアナライザ「ＪＸＡ８１００」を用いて、金、ニッケル、酸素及び銅について表面での分布状況について観察したところ、酸化領域４では、表面メッキ層が残っている周辺の領域と比べて金の含有量が減少し、ニッケルの含有量が増加していた。また、酸素及び銅の含有はほとんど確認されなかった。このことから、表面メッキ層中の金が下地メッキ層のニッケル中に拡散していることがわかった。また、酸素については電子プローブマイクロアナライザで有意に検出できるほどの量は含まれていなかった。そして、金又はニッケルの分布状況を示した写真からは、パルス照射に由来する縦長の楕円が横方向に少しずつずれながら重なっている様子が認められた。

また、酸化領域４の表面をオージェ分析したところ、最表面付近では酸素濃度が高いものの数ｎｍ程度の深さで大きく減少し、１０ｎｍの深さでは酸素濃度はほとんどゼロになることがわかった。すなわち、酸化領域４の表面には確かに金属酸化物層が形成されているものの、その厚さは極めて薄いことがわかった。また、酸素濃度が概ねゼロになった位置での合金の組成は、金が約３５重量％で、ニッケルが約６５重量％であった。オージェ分析は、日本電子株式会社製フィールドエミッションオージェマイクロプローブ（ＦＥ−ＡＵＧＥＲ）「ＪＡＭＰ−９５００Ｆ」を用いて測定した。

ＪＩＳＣ ６００６８−２−５４に記載された半田付け試験方法（平衡法）に準拠して以下の条件で試験を行い、試験開始（試料にかかる力が０）から、再度試料にかかる力が０になるまでの時間（濡れ上がり時間）を測定したところ、５秒間の測定時間の間に試料にかかる力が０になることはなく、半田濡れ性が低いことがわかった。この時間が短いほど半田濡れ性が良好である。
半田：Ｓｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ
フラックス：ＮＡ−２００／エタノール＝１：１
温度：２４５℃
浸漬速度：２ｍｍ／秒
浸漬深さ：０．８ｍｍ
浸漬時間：５秒
測定レンジ：１０ｍＮ

比較例１
酸素濃度を上昇させる代わりに、通常の空気（酸素濃度が約２１体積％）中でレーザー照射した以外は実施例１と同様にして試験を行った。その結果、実施例１と同様に幅約０．３ｍｍの銀色の酸化領域４が、金色の表面メッキ層を分断して形成された。Ｘ線マイクロアナライザでの観察は行わなかった。実施例１と同様に酸化領域４の表面をオージェ分析したところ、最表面付近では酸素濃度が高いものの実施例１よりは低く、また酸素原子の含有される深さも実施例１よりは浅かった。すなわち、酸化領域４の表面には金属酸化物層が形成されているものの、その形成は、実施例１に比べて不十分であることがわかった。酸素濃度が概ねゼロになった位置での合金の組成は、実施例１と大差なかった。また、実施例１と同様に半田付け試験を行ったところ、濡れ上がり時間が約１．０秒であり、実施例１に比べて半田が濡れ上がりやすかった。

比較例２
実施例１において、レーザー照射を行わず、酸化領域４を有さないコネクタを使用して、実施例１と同様に半田付け試験を行ったところ、濡れ上がり時間が約０．３秒であり、比較例１に比べてさらに半田が濡れ上がりやすかった。

本発明の製造法によって製造されたコネクタの一例を示した図である。 図１のコネクタを配線基板上に半田付けして実装したときの状態を示した図である。 レーザー光線を照射しないコネクタの例を示した図である。 図３のコネクタを配線基板上に半田付けして実装したときの状態を示した図である。 酸化領域を形成した後のテープの一部分を示した図である。 ２本のレーザーを用いて表面メッキ層にレーザー光線を照射している状況を示した図である。 パルス照射する場合のレーザースポットの形状を示した図である。

符号の説明

１ コネクタ
２ 端子部
３ 接点部
４ 酸化領域
６ テープ
８ 接続部分
１０，１１ レーザー
１２ レーザースポット
θ レーザー光線とテープの進行方向とのなす角度
ｐ レーザースポットのテープ長手方向のピッチ
ｄ１ レーザースポットのテープ長手方向の径
ｄ２ レーザースポット１２のテープ長手方向に垂直な方向の径

Claims (11)

1. 半田付けされる端子部と接点部とを有する電子部品の製造方法において、少なくとも前記接点部において導電性金属材料からなる基材上に表面メッキ層を形成してから、酸素濃度を上昇させた空気中で前記端子部と前記接点部の間に形成された前記表面メッキ層にレーザー光線を照射することによって、前記表面メッキ層を構成する金属をその下側に存在する金属中に拡散させて合金層を形成するとともに該合金層の表面に金属酸化物層を形成し、該金属酸化物層が形成された酸化領域で前記表面メッキ層を分断することを特徴とする電子部品の製造方法。
2. 前記表面メッキ層が、金、パラジウム又はスズを主成分とする請求項１記載の電子部品の製造方法。
3. 前記基材上に下地メッキ層を形成し、その上に前記表面メッキ層を形成してから、前記レーザー光線を照射することによって、前記表面メッキ層を構成する金属を前記下地メッキ層を構成する金属中に拡散させて前記合金層を形成する請求項１又は２記載の電子部品の製造方法。
4. 前記下地メッキ層が、ニッケル、パラジウム又は銅を主成分とする請求項１〜３のいずれか記載の電子部品の製造方法。
5. 前記レーザー光線を照射する際の酸素濃度が２４体積％以上である請求項１〜４のいずれか記載の電子部品の製造方法。
6. 前記酸化領域の幅が０．０１〜０．８ｍｍである請求項１〜５のいずれか記載の電子部品の製造方法。
7. 端子部と接点部とを有する電子部品の基材となる部分が接続部分を介して多数連結されたテープを長手方向に移動させながら連続的に前記表面メッキ層を形成し、その後、テープの両側に配置された２本のレーザーを用いて進行方向の斜め前方と斜め後方の２方向から前記表面メッキ層に前記レーザー光線を照射する請求項１〜６のいずれか記載の電子部品の製造方法。
8. 前記テープの導入口と導出口を備えた覆いの中に酸素供給手段を設け、前記覆いの中で前記レーザー光線を照射する請求項７記載の電子部品の製造方法。
9. 前記レーザー光線をパルス照射し、連続するパルスによって照射された領域が相互に重なるようにする請求項７又は８記載の電子部品の製造方法。
10. 前記レーザー光線が照射されるテープ表面におけるレーザースポットの形状が、テープ長手方向の径がその垂直方向の径よりも小さい略楕円形状である請求項７〜９のいずれか記載の電子部品の製造方法。
11. 前記電子部品がコネクタ用端子である請求項１〜１０のいずれか記載の電子部品の製造方法。

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