JP2009209402A - めっき被覆部品及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】銅を主成分とする部材の被覆表面の組成を工夫してウィスカの発生を防止できるようにすると共に、高信頼度のフレキシブル配線接続用の端子部品等を構成できるようにする。
【解決手段】銅を主成分とする端子母材１と、端子母材１に電解めっきされたＡｇ組成濃度３乃至７ｗｔ％、Ｃｕ組成濃度０．３乃至０．７ｗｔ％及び残Ｓｎ組成のＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金のめっき皮膜３とを備え、めっき皮膜３は、所定の熱処理によって当該めっき皮膜３の表面に析出されたＡｇ又は当該Ａｇを主成分とする化合物を有するものである。この構成によって、ＦＰＣコネクタ端子１０の表面に析出されるＡｇ又はＡｇを主成分とする化合物が、例えば、当該ＦＰＣコネクタ端子１０の全面積の２％以上を占有するものである。従って、Ａｇ又は当該Ａｇを主成分とする化合物がバリアとなってウィスカの発生を防止できるようになる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、鉛（Ｐｂ）フリーのフレキシブル配線接続用の端子部品等に適用可能なめっき被覆部品及びその製造方法に関するものである。詳しくは、銅を主成分とする部材に電解めっきされた銀組成濃度３乃至７ｗｔ％、銅組成濃度０．３乃至０．７ｗｔ％及び残錫組成の錫−銀−銅合金の皮膜を備え、所定の熱処理によって当該皮膜の表面に析出された銀又は当該銀を主成分とする化合物をバリアにしてウィスカの発生を防止できるようにすると共に、高信頼度のフレキシブル配線用のコネクタ端子等を構成できるようにした。

携帯電話機や、液晶テレビ、オーディオ機器、ビデオカメラ、ホームビデオ機器等の電子機器のコネクタ端子には、ハンダ付け性が良いＳｎ（錫）−Ｐｂ（鉛）合金めっきを施されためっき被膜部品が使用される場合が多い。しかし、近年、環境問題からＰｂを用いないＳｎめっきが求められている。

Ｓｎめっきでは、コネクタ嵌合時などの外部応力がかかる部分ではウィスカと呼ばれるひげ状のＳｎ単結晶が発生する。Ｓｎのウィスカの成長機構は、完全には解明されていないが、Ｓｎめっき層に応力が加わると、これが駆動力となってＳｎ原子の拡散が誘発されることによりウィスカが成長すると考えられている。このようなウィスカの対策めっき処理として、ＳｎにＣｕ（銅）やＢｉ（ビスマス）、Ａｇ（銀）、Ｚｎ（亜鉛）といった第２元素を添加する合金めっき処理や、めっき処理後に再溶融することで、めっき片寄りを起こさせる方法がある。また、ＳｎにＡｇ、Ｃｕを添加した３元合金めっきによるウィスカを抑制する方法も報告されている。

この種のウィスカの発生防止を取り入れためっき方法に関連して、特許文献１にはウィスカ発生抑制に優れたＳｎめっき又はＳｎ合金めっきが開示されている。このＳｎめっき又はＳｎ合金めっきによれば、ＣｕまたはＣｕ合金基板上にＳｎめっきまたはＳｎ合金めっきを行い、その後、１００℃〜１８０℃の温度で熱処理を行うようにした。このようなめっき方法を採ると、ＳｎめっきまたはＳｎ合金めっきの結晶粒界にＳｎ−Ｃｕ合金相を形成できるようになるので、曲げ加工等の外部応力が加わった場合においても、ウィスカーが発生することの無い優れたＳｎめっきまたはＳｎ合金メッキ構造等を提供できるというものである。

また、特許文献２には、めっき被膜部材およびめっき処理方法が開示されている。このめっき処理方法によれば、銅を主成分とする基材上に、錫を主成分とする第１のめっき薄膜を形成し、このめっき薄膜から、銅よりも密度の大きい錫−銅化合物バリア層を形成し、更に錫−銅化合物バリア層上に、錫を主成分とする第２のめっき厚膜を形成するようにした。このようなめっき方法を採ると、簡単な膜構成でめっき皮膜のウィスカ発生を防止できるとともに、はんだ濡れ性を良好に維持することができるというものである。

特開２００６−２４９４６０号公報（第７頁 ） 特開２００７−２３１３９３号公報（第５頁 図２）

ところで、従来例に係るウィスカの発生防止を取り入れためっき方法によれば、次のような問題がある。

ｉ．特許文献１及び２のＳｎめっき処理によれば、銅よりも密度の大きい錫−銅化合物から成るバリア層によりウィスカの発生を防止するようにしているが、コネクタ嵌合時などの外部応力がかかる部分で、Ｓｎの単結晶が発生するおそれがある。従って、ウィスカが端子間短絡の原因となる。

ii．ウィスカの対策めっき方法としてめっき片寄りを起こさせる方法があるが、ＳｎにＣｕやＢｉ、Ａｇ、Ｚｎといった第２元素を添加した合金めっき処理を施し、めっき処理後の再溶融する際の最適な熱処理条件が見出されていない。

iii．また、ＳｎにＡｇ、Ｃｕを添加した３元合金めっきによるウィスカ抑制法も報告されているが、最適な熱処理条件が見出されていないので、どれも完全にウィスカの発生を防止できていないのが現状である。

そこで、本発明はこのような課題を解決したものであって、銅を主成分とする部材の被覆表面の組成を工夫してウィスカの発生を防止できるようにすると共に、高信頼度のフレキシブル配線接続用の端子部品等を構成できるようにしためっき被覆部品及びその製造方法を提供することを目的とする。

上述した課題は、銅を主成分とする部材と、前記部材に電解めっきされた銀組成濃度３乃至７ｗｔ％、銅組成濃度０．３乃至０．７ｗｔ％及び残錫組成の錫−銀−銅合金の皮膜とを備え、前記皮膜は、所定の熱処理によって当該皮膜の表面に析出された銀又は当該銀を主成分とする化合物を有することを特徴とするめっき被覆部品によって解決する。

本発明に係るめっき被覆部品によれば、部材上の皮膜表面に析出される銀又は銀を主成分とする化合物が、例えば、当該部材上の皮膜表面の全面積の２％以上を占有するものである。従って、銀又は当該銀を主成分とする化合物がバリアとなってウィスカの発生を防止できるようになる。

本発明に係るめっき被覆部品の製造方法は、銅を主成分とする部材にめっき下地用の金属膜を電解めっきする工程と、前記部材のめっき下地用の金属膜上に銀組成濃度３乃至７ｗｔ％、銅組成濃度０．３乃至０．７ｗｔ％及び残錫組成の錫−銀−銅合金を電解めっきする工程と、前記電解めっきが施された部材を熱処理して前記部材上の皮膜表面に銀又は銀を主成分とする化合物を析出する工程とを有することを特徴とするものである。

本発明に係るめっき被覆部品の製造方法によれば、部材上の皮膜表面に析出される銀又は銀を主成分とする化合物が当該部材上の皮膜表面の全面積の２％以上を占有するように、例えば、当該部材の予熱温度を１６０±５℃及び予熱時間を１００±２０秒に設定し、当該部材の加熱温度を２３０℃以上及び加熱時間を３０乃至４０秒に設定するようになされる。従って、銀又は当該銀を主成分とする化合物がバリアとなってウィスカの発生を防止できるようになる。これにより、外部応力によるウィスカ発生を抑制するＰｂフリーのＳｎ系めっき処理方法を提供できるようになる。

本発明に係るめっき被覆部品及びその製造方法によれば、銅を主成分とする部材に電解めっきされた銀組成濃度３乃至７ｗｔ％、銅組成濃度０．３乃至０．７ｗｔ％及び残錫組成の錫−銀−銅合金の皮膜を備え、皮膜は、所定の熱処理によって当該皮膜の表面に析出された銀又は当該銀を主成分とする化合物を有するものである。

この構成によって、銀又は当該銀を主成分とする化合物がバリアとなってウィスカの発生を防止できるようになる。これにより、フレキシブル配線用のコネクタ端子等に適用可能な高信頼度のめっき被覆部品を提供できるようになった。

以下、図面を参照しながら、本発明に係る実施形態としてのめっき被覆部品及びその製造方法について、その実施例を説明する。図１は、本発明に係る実施の形態としてのＦＰＣコネクタ端子１０の構成例を示す正面図である。図１に示すＦＰＣコネクタ端子１０は、めっき被覆部品の一例を構成すると共に、部材の一例を構成する端子母材１を備えている。端子母材１は所定の厚みを有して横向きＵ形状を成し、銅を主成分とする、例えば、りん青銅から構成される。端子母材１は上部ピン１１、下部ピン１２及び支点部１３から構成され、上部ピン１１と下部ピン１２との間にフレキシブルプリント配線（以下ＦＰＣ配線１４という）が挿入され、電気的に回路が接続される。

上部ピン１１と下部ピン１２とは相互に対峙され、当該上部ピン１１と下部ピン１２の端部は共通する支点部１３から延在されて構成されている。ＦＰＣコネクタ端子１０は内側から外側へ開放する力に対し、当該上部ピン１１と下部ピン１２を押し戻そうする付勢力として作用するバネ性を有している。

上部ピン１１の先端は内側に向かって傾斜しており、ＦＰＣ配線１４を迎え入れ易くなされている。下部ピン１２の先端は、内側に突き出た突起部及び当該突起部から外側に向かってなだらかに傾斜する部位を有しており、ＦＰＣ配線１４の先端部を迎え入れ易くなされている。端子母材１は所定の厚みを有したりん青銅板を切り抜き加工や、エッチング処理して横向きＵ形状を成すように形成される。

この端子母材１の表面には、電解めっきされた銀（Ａｇ）組成濃度３乃至７ｗｔ％、銅（Ｃｕ）組成濃度０．３乃至０．７ｗｔ％及び残錫（Ｓｎ）組成のＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金のめっき皮膜３が施されている。めっき皮膜３は、所定の熱処理によってその表面に析出されたＡｇ又は当該Ａｇを主成分とする化合物（以下で析出物という）を有するものである（請求項１）。この例で、端子母材１上のめっき皮膜３の表面に析出されるＡｇ又はＡｇを主成分とする析出物は、当該端子母材１上のめっき皮膜３の表面の全面積の２％以上を占有する。

この例で、端子母材１上のめっき皮膜３の表面近傍に析出されるＡｇ又はＡｇを主成分とする析出物は、板状を有し、かつ、当該板状の構成物の長辺が３μｍ以上を有するものである。このＡｇ又はＡｇを主成分とする析出物は、走査電子型顕微鏡による断面観察また表面観察によって確認されている（図７〜図９参照）。

上述の端子母材１上のめっき皮膜３の表面に析出されるＡｇ又はＡｇを主成分とする析出物は、板状の構成物に限られることはなく、当該析出物が粒子状を有し、かつ、粒子径が５００ｎｍ以上を有しているものも確認されている。ウィスカの発生の防止対策としては、長辺が３μｍ以上の板状の構成物又は粒子径が５００ｎｍ以上の粒子状の構成物を含むＡｇ又はＡｇを主成分とする析出物が端子母材１上のめっき皮膜３の表面に析出されていればよい。

続いて、本発明に係るめっき被覆部品の製造方法に関して、ＦＰＣコネクタ端子１０の形成例について説明する。図２Ａ〜Ｃは、第１の実施例としてのＦＰＣコネクタ端子１０のめっき処理例を示す工程図である。この例では、図１に示したＦＰＣコネクタ端子１０を形成する場合を前提とし、端子母材１の表面に、Ａｇ組成濃度が５ｗｔ％で、Ｃｕ組成濃度が０．５ｗｔ％、残Ｓｎ組成のＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金を電解めっきにより被着する場合を例にとる。

これを製造条件にして、図２Ａにおいて、まず、りん青銅製の端子母材１にめっき下地用の金属膜２を電解めっきする。めっき下地用の金属膜２には、例えば、ニッケル（Ｎｉ）が使用される。次に、Ａｇ組成濃度５ｗｔ％、Ｃｕ組成濃度０．５ｗｔ％及び残Ｓｎ組成のめっき液を使用して、図２Ｂに示す端子母材１のめっき下地用の金属膜２（Ｎｉ）上に、同組成の膜厚２μｍ程度のＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金のめっき皮膜３（Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ）を電解めっきにより形成する。電解めっき時の電流密度は、いずれも、２乃至３Ａ／ｄｍ２程度である。処理温度は６０乃至８０℃である。めっき処理時間は数十秒程度である。

その後、図２Ｃにおいて、めっき皮膜３（Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ）が施された端子母材１を熱処理して端子母材１上のめっき皮膜３の表面にＡｇ又はＡｇを主成分とする析出物を析出する。この際に、めっき皮膜３の表面に析出されるＡｇ又はＡｇを主成分とする析出物が、当該端子母材１上のめっき皮膜３の表面の全面積の２％以上を占有するように端子母材１の熱処理条件を設定する。例えば、端子母材１の熱処理条件に関して、当該端子母材１の予熱温度を１６０±５℃及び予熱時間を１００±２０秒に設定し、当該端子母材１の加熱温度を２３０℃以上及び加熱時間を３０乃至４０秒に設定する。このような熱処理をＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金めっき付きの端子母材１に施すと、図１に示したようなＦＰＣコネクタ端子１０が完成する。

図３は、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金めっき付きの端子母材１の熱処理例を示す加熱プロファイルである。図３において、縦軸は端子母材１を熱処理する温度［℃］である。横軸は端子母材１を熱処理する時間［秒］である。

図中、ａはプリヒート温度であり、端子母材１を予熱する温度（予熱温度）である。この例で、プリヒート温度ａは、１６０±５℃に設定される。ｂはリフロー温度であり、端子母材１を加熱する温度（加熱温度）である。リフロー温度ｂは２３０℃以上に設定される。ｃはピーク温度であり、端子母材１の加熱処理時の最大温度である。ピーク温度ｃは、２５０±２０℃に設定される。

また、図中、Ｔａはプリヒート時間であり、端子母材１を予熱する時間（予熱時間）である。プリヒート時間Ｔａは、１００±２０秒に設定される。Ｔｂはリフロー時間であり、端子母材１を加熱する時間（加熱時間）である。リフロー時間Ｔｂは、３０乃至４０秒に設定される。このような熱処理条件を設定すると、長辺が３μｍ以上の板状の構成物又は粒子径が５００ｎｍ以上の粒子状の構成物を含むＡｇ又はＡｇを主成分とする析出物を、端子母材１上のめっき皮膜３の表面に析出できるようになる。この析出物がウィスカの発生の防止対策となる。

続いて、熱処理を施していないＦＰＣコネクタ端子１０と熱処理を施したＦＰＣコネクタ端子１０とにおけるウィスカの発生有無について説明する。図４Ａ及びＢは、熱処理無し及び熱処理有りのＦＰＣコネクタ端子１０のアクリル板挟持試験の結果例を示す図である。ここにアクリル板挟持試験とは、所定時間だけ２枚のアクリル板でＦＰＣコネクタ端子１０を挟んで加圧し、その後、当該ＦＰＣコネクタ端子１０の表面にウィスカが発生しているか否かを確認する試験をいう。アクリル板でＦＰＣコネクタ端子１０を挟んで保持固定する挟持時間は、例えば、２５０時間乃至１０００時間である。

この例では、熱処理を施していないＦＰＣコネクタ端子１０と、５種類のリフロー温度ｂ（２３０，２４０，２５０，２６０，２７０℃）で熱処理を施したＦＰＣコネクタ端子１０とについてアクリル板挟持試験を行い、当該ＦＰＣコネクタ端子１０の表面にウィスカが発生しているか否かを確認したところ、図４Ａに示すように熱処理無しのＦＰＣコネクタ端子１０にウィスカが発生していることが確認された。図４Ａに示すアクリル板挟持試験の結果例によれば、図中、ひげのように突出しているのがＳｎ原子によるウィスカである。

これに対して、図４Ｂに示すピーク温度ｃ＝２５０℃で熱処理を施したＦＰＣコネクタ端子１０については、全く、ウィスカが発生していないことが確認された。図には示さないが、他のピーク温度ｃ＝２３０，２４０，２６０，２７０℃で端子母材１を熱処理したＦＰＣコネクタ端子１０についても、全く、ウィスカが発生していないことが確認された。

図５は、ウィスカが発生していないＦＰＣコネクタ端子１０のＳＥＭ像を示す図である。図６Ａ〜Ｃは、図５に示したＦＰＣコネクタ端子１０の端子母材１のＳＥＭ像に対応する各金属相のＥＤＸマッピング像を示す図である。図５に示すＳＥＭ像は、走査電子型顕微鏡（ＳＥＭ：Scanning Electron Microscope）を使用してＦＰＣコネクタ端子１０の表面を撮影して得たものである。

ここにＳＥＭ像とは、１ｍｍ以下に絞った電子線で試料表面を走査すると、試料から二次電子が飛び出す。この現象を利用した走査型電子顕微鏡では、電子線の照射位置をブラウン管（ＣＲＴ）上の点に、発生した二次電子の量をその点の輝度に対応させて表示する。このとき得られる画像をいい、二次電子像とも呼ばれている。試料表面を走査する走差面の大きさは、ＣＲＴ画面よりずっと小さいから最終画像は試料表面の拡大像となる。

この例では、端子母材１（試料）上のめっき皮膜３の表面の深さ方向を元素レベルで撮影したＳＥＭ像が得られている。図中、破線で囲んだ部分Ｉが端子母材１上のＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金のめっき皮膜３の被着部分である。また、この被着部分の析出物を解明するために、端子母材１（試料）を走査電子型顕微鏡に付属しているエネルギー分散型X線分析機能（以下でＥＤＸ機能という）を利用して元素マッピング処理を実施した。

図６Ａは、図５に示した端子母材１のＳＥＭ像と、その表面のＡｇ相のＥＤＸマッピング像を示す図である。ＥＤＸマッピング像によれば、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金のめっき皮膜３の被着部分の元素分布（マップ）情報から材質別に相分離し、複数元素の組成比情報を提示することができる（相分析機能）。

上述の相分析機能によってめっき皮膜３の構造を観察したところ、熱処理を行なった端子母材１（試料）は、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金のめっき皮膜３の表面近傍にＡｇ組成濃度の高い析出物が析出されているのが確認された。

図６Ｂは端子母材１の表面のＳｎ相のＥＤＸマッピング像を示す図である。図６Ｂに示すＳｎ相は端子母材１の表面のＡｇ相の下方に分布しているのが確認された。図６Ｃは端子母材１の表面のＣｕ相のＥＤＸマッピング像を示す図である。図６Ｃに示すＣｕ相は、端子母材１の表面のＡｇ相の下方のＳｎ相よりも更に下方に分布している。Ｃｕ相は端子母材１を成すりん青銅上に分布している。Ｃｕ相はりん青銅上にめっきしたＮｉを核に被着されている。

このように熱処理後のＡｇ組成濃度５ｗｔ％、Ｃｕ組成濃度０．５ｗｔ％及び残Ｓｎ組成のＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金のめっき皮膜３の表面近傍には、Ａｇ組成濃度の高い析出物が析出されていることが明確になった。しかも、Ａｇ相とＣｕ相とでＳｎ相を挟み込む形態を確認することができた。

図７〜図９は、熱処理無し及び熱処理有りのＦＰＣコネクタ端子１０のＡｇマッピング像の構成例を示す図である。この例では、Ａｇマッピング像に関して、熱処理無しのＦＰＣコネクタ端子１０と、熱処理（ピーク温度ｃ＝２５０±２０℃）有りのＦＰＣコネクタ端子１０とを比較する。Ａｇマッピング像とは、走査電子型顕微鏡により試料表面を元素レベルで観察した際に取得される平面画像であって、めっき皮膜３の最上層面のＡｇ相のマッピング像をいう。

図７Ａに示す熱処理無しのＦＰＣコネクタ端子１０によれば、Ａｇ等の析出が全く見られず、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金のめっき皮膜３が全体的に均一に分布していることが分かる。図７Ｂに示す熱処理有りのＦＰＣコネクタ端子１０のＡｇ相のマッピング像によれば、Ａｇ等の析出が確認される。熱処理条件はリフロー温度ｂが２３０℃の場合である。図７Ｂに示す板状及び粒径状はＡｇ又は当該Ａｇを主成分とする析出物を成すものである。

Ａｇ又は当該Ａｇを主成分とする析出物は、粒径状のＡｇが熱処理によって集合し、粒径状のＡｇが核となって板状又は棒状に成長するものと考えられる。板状の析出物は、長辺が５μｍ以上の形状を有しているのが分かった。この析出物は、めっき皮膜３の表面積の約２％以上を占めていることも分かった。めっき皮膜３の表面近傍に析出する析出物は、板状に限られることはなく、析出物を球状（粒子状）と見た場合、その直径が５００ｎｍ以上の大きさであることが分かった。

図８Ａに示す熱処理有り（リフロー温度ｂ＝２４０℃）のＡｇ相のマッピング像によれば、Ａｇ等の析出が確認される。図８Ａに示す板状及び粒径状はＡｇ又は当該Ａｇを主成分とする析出物を成すものである。この例でも、めっき皮膜３の表面近傍に析出する析出物が全表面積の２％以上を占めている構造となっていることが分かる。図８Ｂに示す熱処理有り（リフロー温度ｂ＝２５０℃）のＡｇ相のマッピング像によれば、Ａｇ等の析出が確認される。図８Ｂに示す板状及び粒径状はＡｇ又は当該Ａｇを主成分とする析出物を成すものである。この例でも、めっき皮膜３の表面近傍に析出する析出物が全表面積の２％以上を占めている構造となっていることが分かる。

図９Ａに示す熱処理有り（リフロー温度ｂ＝２６０℃）のＡｇ相のマッピング像によれば、Ａｇ等の析出が確認される。図９Ａに示す板状及び粒径状はＡｇ又は当該Ａｇを主成分とする析出物を成すものである。この例でも、めっき皮膜３の表面近傍に析出する析出物が全表面積の２％以上を占めている構造となっていることが分かる。図９Ｂに示す熱処理有り（リフロー温度ｂ＝２７０℃）のＡｇ相のマッピング像によれば、Ａｇ等の析出が確認される。図９Ａに示す板状及び粒径状はＡｇ又は当該Ａｇを主成分とする析出物を成すものである。この例でも、めっき皮膜３の表面近傍に析出する析出物が全表面積の２％以上を占めている構造となっていることが分かる。

このように本発明に係る第１の実施例としてのＦＰＣコネクタ端子１０によれば、りん青銅銅の端子母材１に電解めっきされたＡｇ組成濃度３乃至７ｗｔ％、Ｃｕ組成濃度０．３乃至０．７ｗｔ％及び残Ｓｎ組成のＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金のめっき皮膜３を備え、所定の熱処理条件（２５０±２０℃等）によって、めっき皮膜３の表面に析出されたＡｇ又は当該Ａｇを主成分とする析出物がＳｎを被覆するようになされる。従って、Ａｇ又は当該Ａｇを主成分とする析出物がバリアとなってウィスカの発生を防止できるようになった。これにより、高信頼度のフレキシブル配線用のコネクタ端子１０を提供できるようになった。

また、ＦＰＣコネクタ端子１０の製造方法によれば、めっき皮膜３の中の金属相の構造を熱処理によって制御しているので、ウィスカの発生原因となるＳｎ相をＡｇ相の下方に追いやり、当該Ｓｎ相上にＡｇ相を移相させることができる（金属移相制御）。この金属移相制御によって、Ａｇ又は当該Ａｇを主成分とする析出物がＳｎ相をＡｇ相下に封じ込めるようになるので、析出物がバリアとなってウィスカの発生を防止できるようになる。これにより、フレキシブル配線接続用のコネクタ端子１０等に適用可能な高信頼度のめっき被覆部品を製造できるようになった。これにより、外部応力によるウィスカ発生を抑制するＰｂフリーのＳｎ系めっき処理方法を提供できるようになった。

表１は、第２の実施例としての端子−配線間の嵌合試験の結果例を示すものである。この実施例では、Ａｇ組成濃度が異なる３種類のＦＰＣターミナル端子（以下ＦＰＣ＃Ａ、ＦＰＣ＃Ｂ及びＦＰＣ＃Ｃという）について、ウィスカの発生の有無を検証した。

表１において、縦方向の項目は、試料の比較例としてのＦＰＣ＃Ａ、ＦＰＣ＃Ｂ及びＦＰＣ＃Ｃである。横方向の項目には、３種類のＡｇ組成濃度＝３ｗｔ％、５ｗｔ％、７ｗｔ％を示している。表中、２５０ｈ，５００ｈ、１０００ｈは放置時間を示している。また、図中の「０／７２」は、７２本のＦＰＣコネクタ端子中でウィスカ発生数が「０本」であることを示している。

各々のＦＰＣ＃Ａ、ＦＰＣ＃Ｂ及びＦＰＣ＃Ｃの製造方法については、第１の実施例で説明したように、まず、ＦＰＣ＃Ａを構成するＦＰＣコネクタ端子１０の端子母材１（りん青銅製）に、膜厚１〜２μｍ程度のＮｉを電解めっきによりめっきする。そして、３種類のＡｇ組成濃度＝３ｗｔ％、５ｗｔ％、７ｗｔ％、Ｃｕ組成濃度＝０．５ｗｔ％及び残Ｓｎ組成を有するメッキ液を準備する。例えば、Ａｇ組成濃度３ｗｔ％、Ｃｕ組成濃度＝０．５ｗｔ％及び残Ｓｎ組成を有するメッキ液を使用して、ＦＰＣコネクタ端子１０の端子母材１に膜厚２μｍ程度のＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金を電解めっきによりめっきする。

同様にして、Ａｇ組成濃度５ｗｔ％、Ｃｕ組成濃度＝０．５ｗｔ％及び残Ｓｎ組成を有するメッキ液を使用して、ＦＰＣコネクタ端子１０の端子母材１に膜厚２μｍ程度のＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金を電解めっきによりめっきする。電解めっき時の電流密度は、いずれも、２乃至３Ａ／ｄｍ２程度である。処理温度は６０乃至８０℃である。めっき処理時間は数十秒程度である。

更にＡｇ組成濃度７ｗｔ％、Ｃｕ組成濃度＝０．５ｗｔ％及び残Ｓｎ組成を有するメッキ液を使用して、ＦＰＣコネクタ端子１０の端子母材１に膜厚２μｍ程度のＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金を電解めっきによりめっきする。このめっき処理を他のＦＰＣ＃Ｂ及びＦＰＣ＃Ｃについても同様に実行する。

その後、ＦＰＣ＃Ａ、ＦＰＣ＃Ｂ及びＦＰＣ＃Ｃの各々のめっき皮膜３の表面近傍にＡｇ組成濃度の高い析出物を析出させるために、第１の実施例で説明した熱処理条件でＦＰＣ＃Ａ、ＦＰＣ＃Ｂ及びＦＰＣ＃Ｃの各々のＡｇ組成濃度を有するＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金のめっき皮膜付きの端子母材１を熱処理する。その際の熱処理時のピーク温度ｃは２５０℃である。

この例では、ＦＰＣコネクタ端子１０が２４本で１組を構成するもとすれば、３組のＦＰＣコネクタ端子１０を１つのターミナル端子（３×２４＝７２本）状態とし、フレキシブルプリント配線（ＦＰＣ）とターミナル端子と嵌合させ、室温にて２５０時間、５００時間及び１０００時間と分けて放置した。その後、ターミナル端子からフレキシブルプリント配線を取り外し、端子−配線の嵌合状態を開放してウィスカ発生の有無を調べた（嵌合試験）。ウィスカ発生の観察は、ＳＥＭ装置にて５００倍以上に画像を拡大して行なった。

この嵌合試験の結果例によれば、表１に示すように全てのＦＰＣ＃Ａ、ＦＰＣ＃Ｂ及びＦＰＣ＃Ｃ（試料）でウィスカの発生は確認されなかった。因みに、Ａｇ組成濃度が０ｗｔ％の端子母材１（試料）をピーク温度２５０℃で熱処理した後に、アクリル板挟持試験を実行して、試料に外部応力を負荷し、５００時間だけ加圧したところ、３０μｍ以上のウィスカが複数本発生したことが確認されている。

この例では、めっき下地用の金属膜２（Ｎｉ）の有無及びその膜厚とウィスカの発生の関連性について検証した。この検証では、りん青銅製の端子母材１上に３種類のめっき下地用の金属膜２を各々膜厚１〜２μｍ程度を電解めっきする場合を例に挙げている。めっき下地用の金属膜２には、Ｎｉ、Ｃｕ及びＳｎを使用した。めっき下地用のＮｉや、Ｃｕ、Ｓｎ等の金属は電解めっきにより形成され、めっき膜厚は１μｍ以上である。

このような３種類のめっき下地用の金属膜２（Ｎｉ、Ｃｕ及びＳｎ）を電解めっきしたＦＰＣコネクタ端子１０の端子母材１（りん青銅）に、Ａｇ組成濃度、例えば、５ｗｔ％，Ｃｕ組成濃度０．５ｗｔ％、残Ｓｎ組成のめっき液を使用し、膜厚２μｍ程度のＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金を電解めっきによりめっきした。もちろん、めっき下地用の金属膜無しのＦＰＣコネクタ端子１０の端子母材１に、同じ組成濃度のめっき液を使用し、膜厚２μｍ程度のＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金を電解めっきによりめっきした。

電解めっき時の電流密度は、いずれも、２乃至３Ａ／ｄｍ２程度である。処理温度は６０乃至８０℃である。めっき処理時間は数十秒程度である。このような下地用の金属無しのＦＰＣコネクタ端子１０を含めて計４種類について熱処理後のウィスカの発生の有無を確認した。

上述の４種類のＦＰＣコネクタ端子１０は、ピーク温度ｃ＝２５０℃で熱処理後、当該ＦＰＣコネクタ端子１０（試料）を各々アクリル板に挟んで、外部応力を負荷し、その後、５００時間だけ放置した（アクリル板挟持試験）。そして、光学顕微鏡にてウィスカ発生の有無を調べた。ウィスカの発生の観察は５０倍以上に画像を拡大して行なった。この検証結果で、下地用の金属Ｎｉや、Ｃｕ、Ｓｎ等が有る場合及び、全く下地用の金属が無いすべての試料でウィスカの発生は確認されなかった。

このことから、ウィスカの発生に関しては、下地用の金属やその膜厚等にほとんど関係がないことがわかった。従って、めっきの前提条件として、めっき下地用の金属膜２の種類及びその有無は問わないことがわかった。

この例では、めっき皮膜３の膜厚と、ウィスカの発生の関連性について検証した。この検証では、りん青銅製の端子母材１のめっき下地用のＮｉ上に、Ａｇ組成濃度、例えば、５ｗｔ％，Ｃｕ組成濃度０．５ｗｔ％、残Ｓｎ組成のめっき液を使用し、各々膜厚１μｍ、２μｍ、３μｍ、５μｍの４種類のめっき皮膜３を電解めっきする場合を例に挙げている。電解めっき時の電流密度は、いずれも、２乃至３Ａ／ｄｍ２程度である。処理温度は６０乃至８０℃である。めっき処理時間は数十秒程度である。

このような４種類のめっき皮膜３を電解めっきしたＦＰＣコネクタ端子１０は、例えば、ピーク温度ｃ＝２５０℃で熱処理後、当該ＦＰＣコネクタ端子１０（試料）を各々アクリル板に挟んで、外部応力を負荷し、その後、５００時間だけ放置した（アクリル板挟持試験）。そして、光学顕微鏡にてウィスカ発生の有無を調べた。ウィスカの発生の観察は５０倍以上に画像を拡大して行なった。

この検証結果で、各々膜厚１μｍ、２μｍ、３μｍ及び５μｍの４種類のＡｇ組成濃度５ｗｔ％，Ｃｕ組成濃度０．５ｗｔ％、残Ｓｎ組成のＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金のめっき皮膜３の全ての試料でウィスカの発生は確認されなかった。このように、ＦＰＣコネクタ端子１０における外部応力によるウィスカ抑制が達成でき、ＦＰＣコネクタ端子１０の実用化が図れるようになった。なお、図４〜図９はいずれも写真を複写したものである。

本発明は、Ｐｂフリーのフレキシブル配線用のコネクタ端子等に適用して極めて好適である。

本発明に係る実施の形態としてのＦＰＣコネクタ端子１０の構成例を示す正面図である （Ａ）〜（Ｃ）は、第１の実施例としてのＦＰＣコネクタ端子１０のめっき処理例を示す工程図である。 Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金めっき付きの端子母材１の熱処理例を示す加熱プロファイルである。 （Ａ）及び（Ｂ）は、熱処理無し及び熱処理有りのＦＰＣコネクタ端子１０のアクリル板挟持試験の結果例を示す図である。 ウィスカが発生していないＦＰＣコネクタ端子１０の表面のＳＥＭ像を示す図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、図５に示した端子母材１のＳＥＭ像に対応する各金属相のＥＤＸマッピング像を示す図である。 熱処理無し及び熱処理有りのＦＰＣコネクタ端子１０のＡｇマッピング像の構成例を示す図である。 熱処理有りのＦＰＣコネクタ端子１０のＡｇマッピング像の構成例（その１）を示す図である。 熱処理有りのＦＰＣコネクタ端子１０のＡｇマッピング像の構成例（その２）を示す図である。

符号の説明

１・・・端子母材、２・・・めっき下地用の金属膜、３・・・めっき皮膜、１０・・・ＦＰＣコネクタ端子、１１・・・上部ピン、１２・・・下部ピン、１３・・・支点部

Claims (9)

1. 銅を主成分とする部材と、
   前記部材に電解めっきされた銀組成濃度３乃至７ｗｔ％、銅組成濃度０．３乃至０．７ｗｔ％及び残錫組成の錫−銀−銅合金の皮膜とを備え、
   前記皮膜は、所定の熱処理によって当該皮膜の表面に析出された銀又は当該銀を主成分とする化合物を有することを特徴とするめっき被覆部品。
2. 前記部材表面に析出される銀又は銀を主成分とする化合物は、
   当該部材上の皮膜表面の全面積の２％以上を占有することを特徴とする請求項１に記載のめっき被覆部品。
3. 前記部材上の皮膜表面に析出される銀又は銀を主成分とする化合物は、
   板状を有し、かつ、長辺が３μｍ以上を有することを特徴とする請求項２に記載のめっき被覆部品。
4. 前記部材上の皮膜表面に析出される銀又は銀を主成分とする化合物は、
   粒子状を有し、かつ、粒子径が５００ｎｍ以上を有することを特徴とする請求項２に記載のめっき被覆部品。
5. 銅を主成分とする部材にめっき下地用の金属膜を電解めっきする工程と、
   前記部材のめっき下地用の金属膜上に銀組成濃度３乃至７ｗｔ％、銅組成濃度０．３乃至０．７ｗｔ％及び残錫組成の錫−銀−銅合金を電解めっきする工程と、
   前記電解めっきが施された部材を熱処理して前記部材上の皮膜表面に銀又は銀を主成分とする化合物を析出する工程とを有することを特徴とするめっき被覆部品の製造方法。
6. 前記部材上の皮膜表面に析出される前記銀又は銀を主成分とする化合物が当該部材上の皮膜表面の全面積の２％以上を占有するように前記部材の熱処理条件を設定することを特徴とする請求項５に記載のめっき被覆部品の製造方法。
7. 前記部材の熱処理条件に関して、当該部材の予熱温度を１６０±５℃及び予熱時間を１００±２０秒に設定し、当該部材の加熱温度を２３０℃以上及び加熱時間を３０乃至４０秒に設定することを特徴とする請求項６に記載のめっき被覆部品の製造方法。
8. 前記部材の熱処理条件において、当該部材の加熱温度を２５０±２０℃に設定することを特徴とする請求項７に記載のめっき被覆部品の製造方法。
9. 前記めっき下地用の金属膜を前記銅を主成分とする部材上に１μｍ以上を電解めっきすることを特徴とする請求項５に記載のめっき被覆部品の製造方法。