JP2015042771A - Metal material for electronic component, connector terminal using the same, connector, and electronic component - Google Patents

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Yoshitaka Shibuya
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a metal material for an electronic component which has low whisker properties and high durability.SOLUTION: The metal material for an electronic component includes: a substrate; an upper layer formed on the substrate and composed of an alloy of one or two elements selected from a constituent element group A consisting of Sn and In and one or more elements selected from a constituent element group B consisting of Ag, Au, Pt, Pd, Ru, Rh, Os, and Ir; and an outermost layer formed on the upper layer and composed of one or two elements selected from a constituent element group C consisting of Au and Pt. The thickness of the upper layer is 0.02 to 3.00 μm inclusive, and the thickness of the outermost layer is 0.0005 μm or more and less than 0.02 μm.

Description

本発明は、電子部品用金属材料及びその製造方法、それを用いたコネクタ端子、コネクタ及び電子部品に関する。   The present invention relates to a metal material for electronic parts and a method for producing the same, a connector terminal using the same, a connector, and an electronic part.

民生用及び車載用電子機器用接続部品であるコネクタには、黄銅やリン青銅の表面にNiやCuの下地めっきを施し、さらにその上にSn又はSn合金めっきを施した材料が使用されている。Sn又はSn合金めっきは、一般的に低接触抵抗及び高はんだ濡れ性という特性が求められ、更に近年めっき材の挿入力の低減化も求められている。また、Sn又はSn合金めっきは、めっき表面に、短絡等の問題を引き起こす針状結晶であるウィスカが発生することがあり、このウィスカの発生を抑制する必要もある。   A connector that is a connection part for consumer and in-vehicle electronic devices uses a material in which a surface of brass or phosphor bronze is plated with Ni or Cu and further plated with Sn or Sn alloy. . In general, Sn or Sn alloy plating is required to have characteristics such as low contact resistance and high solder wettability, and more recently, a reduction in the insertion force of the plating material is also required. In addition, in Sn or Sn alloy plating, whiskers that are needle-like crystals that cause problems such as short circuits may occur on the plating surface, and it is also necessary to suppress the generation of the whiskers.

これに対し、特許文献1には、接点基材と、前記接点基材の表面に形成されたNiもしくはCoまたは両者の合金から成る下地層と、前記下地層の表面に形成されたAg−Sn合金層とを備え、前記Ag−Sn合金層におけるSnの平均濃度は10質量%未満であり、かつ前記Ag−Sn合金層におけるSnの濃度は前記下地層との界面から前記Ag−Sn合金層の表層部にかけて増大する濃度勾配で変化していることを特徴とする電気接点材料が開示されている。そしてこれによれば、耐摩耗性、耐食性、加工性が優れている電気接点材料とそれを極めて安価に製造することができると記載されている。   On the other hand, Patent Document 1 discloses a contact base material, a base layer made of Ni or Co or an alloy of both formed on the surface of the contact base material, and Ag-Sn formed on the surface of the base layer. And an average concentration of Sn in the Ag—Sn alloy layer is less than 10% by mass, and the Sn concentration in the Ag—Sn alloy layer is from the interface with the underlayer to the Ag—Sn alloy layer. An electrical contact material is disclosed that varies with a concentration gradient that increases over the surface layer of the substrate. According to this, it is described that an electrical contact material having excellent wear resistance, corrosion resistance, and workability can be produced at a very low cost.

また、特許文献2には、少なくとも表面がCuまたはCu合金から成る基体の前記表面に、NiまたはNi合金層から成る中間層を介して、いずれもAg3Sn(ε相)化合物を含有する厚み0.5〜20μmのSn層またはSn合金層から成る表面層が形成されていることを特徴とする電気・電子部品用材料が開示されている。そしてこれによれば、表面層はSnより低融点であり、はんだ付け性に優れ、またウイスカの発生もなく、はんだ付け後に形成された接合部の接合強度が高いと同時に、その接合強度の高温下における経時的な低下も起こりづらいのでリード材料として好適であり、また高温環境下で使用したときでも接触抵抗の上昇が抑制され、相手材との間で接続信頼性の低下を招くこともないのでコンタクト材料としても好適な電気・電子部品用材料とその製造方法、およびその材料を用いた電気・電子部品の提供を目的とすることが記載されている。 In Patent Document 2, at least the surface of the substrate made of Cu or a Cu alloy has a thickness containing an Ag 3 Sn (ε phase) compound via an intermediate layer made of Ni or a Ni alloy layer on the surface of the substrate. A material for electric / electronic parts is disclosed, in which a surface layer composed of a Sn layer or a Sn alloy layer of 0.5 to 20 μm is formed. And according to this, the surface layer has a lower melting point than Sn, excellent solderability, no whisker, the joint strength formed after soldering is high, and at the same time the joint strength is high This is suitable as a lead material because it does not easily degrade over time, and even when used in a high temperature environment, the increase in contact resistance is suppressed, and the connection reliability with the counterpart material is not reduced. Therefore, it is described that the object is to provide a material for an electric / electronic component suitable as a contact material, a method for manufacturing the same, and an electric / electronic component using the material.

また特許文献3には、導電性を有する基材と、前記基材に形成された被覆層とを備えた被覆材において、 前記被覆層は少なくとも表面側に、Snと、貴金属との金属間化合物を含むことを特徴とする被覆材が開示されている。そしてこれによれば、接触抵抗が低く、低摩擦係数を有して挿入力の低減に有効であって、かつ、耐酸化性に優れて長期に亘って安定した特性を有する被覆材、及びその製造方法の提供を目的とすることが記載されている。   Patent Document 3 discloses a covering material comprising a conductive base material and a coating layer formed on the base material, wherein the coating layer is an intermetallic compound of Sn and a noble metal at least on the surface side. The coating | covering material characterized by including is disclosed. According to this, a coating material having a low contact resistance, a low friction coefficient, effective in reducing the insertion force, excellent in oxidation resistance and stable over a long period of time, and its It describes that it aims to provide a manufacturing method.

また特許文献4には、導電性を有する基材と、基材の上に形成されたSn又はSn合金からなるSnめっき層とを備えた端子・コネクタ用導電材料であって、Snめっき層の表面には、Ag−Sn微粒子が凝集したAg−Sn合金層が形成されていることを特徴とする被覆材が開示されている。そしてこれによれば、自動車等の振動下でも表面が削れることなく高い導電性が維持される端子・コネクタ用導電材料及び嵌合型接続端子が開示されている。   Patent Document 4 discloses a terminal / connector conductive material including a conductive base material and an Sn plating layer made of Sn or an Sn alloy formed on the base material. A coating material is disclosed in which an Ag—Sn alloy layer in which Ag—Sn fine particles are aggregated is formed on the surface. According to this, there is disclosed a terminal / connector conductive material and a fitting-type connection terminal that maintain high conductivity without being scraped even under vibration of an automobile or the like.

特開平4−370613号公報JP-A-4-370613 特開平11−350189号公報JP 11-350189 A 特開2005−126763号公報JP 2005-126763 A 特開2010−37629号公報JP 2010-37629 A

しかしながら、特許文献1に記載の技術では、近年求められている挿入力の低減化やウィスカ発生の有無との関係が明らかになっていない。またAg−Sn合金層におけるSnの平均濃度は10質量%未満であり、Ag−Sn合金層中のAgの割合がかなり多いため本発明者らの評価では、塩素ガス、亜硫酸ガス、硫化水素等のガスに対する耐ガス腐食性が十分ではなかった。
また、特許文献2に記載の技術では、Ag3Sn(ε相)化合物を含有する厚み0.5〜20μmのSn層またはSn合金層から成る表面層であり、本発明者らの評価では、この表面層厚みでは十分に挿入力を下げることはできない領域が存在した。更にSn層またはSn合金層から成る表面層のAg3Sn(ε相)の含有量が、Ag換算にして0.5〜5質量%であるとも記載されており、Sn層またはSn合金層から成る表面層におけるSnの割合が多く、Sn層またはSn合金層から成る表面層の厚みも厚いために本発明者らの評価ではウィスカが発生し、耐微摺動磨耗性が十分ではなかった。耐熱性やはんだ濡れ性も十分ではなかった。
また、特許文献3に記載の技術では、被覆層がSnと、貴金属の金属間化合物を含んでおり、Snと貴金属との金属間化合物(Ag3Sn)を含むAg−Sn合金層の厚みが好ましくは1μm以上3μm以下となっている。しかしながら、本発明者らの評価では、この厚みでは十分に挿入力を下げることができなかった。また、この合金層はSnマトリックス中に金属間化合物粒子が分散した状態になっているので、Snが露出した状態になっている。しかし、腐食環境下ではこの表面は腐食する可能性がある。これは電気抵抗の上昇につながる。
また、特許文献4に記載の技術では、Snと貴金属の金属間化合物(Ag3Sn)の微粒子で表面を覆っている。しかしながら、Sn層が前記合金微粒子で覆われているにすぎず、微視的に見れば、Sn層は一部露出している。これは腐食環境下での腐食の要因となりうる。また、この合金微粒子は長時間の熱処理で形成するので、長尺コイルを生産しようとする場合には効率が悪い。
このように、従来のSn−Ag合金/Ni下地めっき構造を有する電子部品用金属材料にはまだ十分に挿入力を下げることができず、またウィスカが発生するという問題が残されていた。また耐久性(耐熱性、はんだ濡れ性、耐微摺動磨耗性及び耐ガス腐食性)についても十分満足できる仕様とすることは困難であり、明らかになっていない。
However, in the technique described in Patent Document 1, the relationship between the reduction in insertion force and the presence or absence of whisker generation, which have been required in recent years, has not been clarified. Moreover, since the average concentration of Sn in the Ag—Sn alloy layer is less than 10% by mass and the proportion of Ag in the Ag—Sn alloy layer is considerably large, the evaluation by the present inventors shows that chlorine gas, sulfurous acid gas, hydrogen sulfide, etc. The gas corrosion resistance to the gas was not sufficient.
Moreover, in the technique described in Patent Document 2, it is a surface layer composed of an Sn layer or Sn alloy layer having a thickness of 0.5 to 20 μm containing an Ag 3 Sn (ε phase) compound. There was a region where the insertion force could not be lowered sufficiently with this surface layer thickness. Furthermore, it is described that the content of Ag 3 Sn (ε phase) in the surface layer composed of the Sn layer or the Sn alloy layer is 0.5 to 5% by mass in terms of Ag, and from the Sn layer or the Sn alloy layer. In the evaluation by the present inventors, whisker was generated because the ratio of Sn in the surface layer formed was large and the thickness of the surface layer made of Sn layer or Sn alloy layer was also thick, and the resistance to fine sliding wear was not sufficient. Heat resistance and solder wettability were not sufficient.
In the technique described in Patent Document 3, the coating layer contains Sn and an intermetallic compound of noble metal, and the thickness of the Ag—Sn alloy layer containing the intermetallic compound of Sn and noble metal (Ag 3 Sn) is Preferably they are 1 micrometer or more and 3 micrometers or less. However, according to the evaluation by the present inventors, the insertion force could not be lowered sufficiently with this thickness. Further, since this alloy layer is in a state where intermetallic compound particles are dispersed in the Sn matrix, Sn is exposed. However, this surface can corrode in corrosive environments. This leads to an increase in electrical resistance.
In the technique described in Patent Document 4, the surface is covered with fine particles of an intermetallic compound (Ag 3 Sn) of Sn and a noble metal. However, the Sn layer is only covered with the alloy fine particles, and when viewed microscopically, the Sn layer is partially exposed. This can cause corrosion in a corrosive environment. Further, since the alloy fine particles are formed by a long-time heat treatment, the efficiency is low when a long coil is to be produced.
As described above, the metal material for electronic parts having the conventional Sn—Ag alloy / Ni base plating structure still has a problem that the insertion force cannot be sufficiently lowered and whiskers are generated. In addition, it is difficult to make the specification sufficiently satisfactory in terms of durability (heat resistance, solder wettability, fine sliding wear resistance, and gas corrosion resistance), and it has not been clarified.

本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、低ウィスカ性、耐久性のある層で表面が覆われ、腐食環境下でも高耐久性を有する電子部品用金属材料、それを用いたコネクタ端子、コネクタ及び電子部品を提供することを課題とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and a metal material for electronic parts having a surface that is covered with a layer having low whisker properties and durability and that has high durability even in a corrosive environment. It is an object of the present invention to provide a connector terminal, a connector, and an electronic component.

本発明者らは、鋭意検討の結果、基材上に所定の金属により構成された所定厚みの上層と最表層とを設けることにより、低ウィスカ性及び高耐久性を有する電子部品用金属材料を作製することができることを見出した。   As a result of intensive studies, the present inventors have provided a metal material for electronic parts having low whisker properties and high durability by providing an upper layer and a top layer with a predetermined thickness made of a predetermined metal on a base material. It was found that it can be produced.

以上の知見を基礎として完成した本発明は一側面において、基材と、前記基材上に形成された、Sn及びInからなる群であるA構成元素群から選択された1種又は2種と、Ag、Au、Pt、Pd、Ru、Rh、Os及びIrからなる群であるB構成元素群から選択された1種又は2種類以上との合金で構成された上層と、前記上層上に形成された、Au及びPtからなる群であるC構成元素群から選択された1種又は2種とで構成された最表層を備え、上層の厚みが0.02μm以上3.00μm以下であり、最表層の厚みが0.0005μm以上0.02μm未満である電子部品用金属材料である。   The present invention completed on the basis of the above knowledge is, in one aspect, a base material and one or two selected from the group A constituent elements that are formed of Sn and In and are formed on the base material. And an upper layer made of an alloy of one or more selected from the group B element selected from the group consisting of Ag, Au, Pt, Pd, Ru, Rh, Os and Ir, and formed on the upper layer The outermost layer is composed of one or two selected from the group consisting of Au and Pt, and the upper layer has a thickness of 0.02 μm or more and 3.00 μm or less. It is a metal material for electronic parts having a surface layer thickness of 0.0005 μm or more and less than 0.02 μm.

本発明の電子部品用金属材料は一実施形態において、最表面から前記基材側に向かって、Au、Ptの合計濃度が50at%以上の領域が1nm以上存在する。   In one embodiment of the metal material for electronic parts of the present invention, a region where the total concentration of Au and Pt is 50 at% or more exists from 1 nm or more from the outermost surface toward the substrate side.

本発明の電子部品用金属材料は別の一実施形態において、前記基材と、前記上層との間に、Ni、Cr、Mn、Fe、Co及びCuからなる群であるD構成元素群から選択された1種又は2種以上で構成された下層を備え、前記下層の厚みが0.02μm以上3.00μm以下である。   In another embodiment, the metal material for an electronic component of the present invention is selected from a group of D constituent elements that are a group consisting of Ni, Cr, Mn, Fe, Co, and Cu between the base material and the upper layer. The lower layer comprised by 1 type, or 2 or more types made is provided, and the thickness of the said lower layer is 0.02 micrometer or more and 3.00 micrometer or less.

本発明の電子部品用金属材料は更に別の一実施形態において、前記上層と、前記下層との間に、前記A構成元素群、前記B構成元素群及び前記D構成元素群から選択された1種及び2種以上の合金からなる中層を備え、前記中層の厚みが0.02μm以上3.00μm以下である。   In yet another embodiment, the metal material for electronic component of the present invention is 1 selected from the A constituent element group, the B constituent element group, and the D constituent element group between the upper layer and the lower layer. An intermediate layer made of seeds and two or more alloys is provided, and the thickness of the intermediate layer is 0.02 μm or more and 3.00 μm or less.

本発明の電子部品用金属材料は更に別の一実施形態において、前記基材上に前記D構成元素群から選択された1種又は2種以上を成膜し、その後、前記B構成元素群から選択された1種又は2種以上を成膜し、その後、前記A構成元素群から選択された1種又は2種を成膜し、その後前記A構成元素群、前記B構成元素群及び前記D構成元素群の各元素を拡散し、更にその後前記C構成元素群から選択された1種又は2種を成膜することで形成されている。   In yet another embodiment of the metal material for electronic parts according to the present invention, one or more selected from the D constituent element group are formed on the substrate, and then, from the B constituent element group. One or more selected films are formed, then one or two selected from the A constituent element group is formed, and then the A constituent element group, the B constituent element group, and the D Each element of the constituent element group is diffused, and then one or two kinds selected from the C constituent element group are formed into a film.

本発明の電子部品用金属材料は更に別の一実施形態において、前記基材上に前記D構成元素群から選択された1種又は2種以上を成膜し、その後、前記A構成元素群から選択された1種又は2種を成膜し、その後、前記B構成元素群から選択された1種又は2種以上を成膜し、その後前記A構成元素群、前記B構成元素群及び前記D構成元素群の各元素を拡散し、更にその後前記C構成元素群から選択された1種又は2種を成膜することで形成されている。   In yet another embodiment of the metal material for electronic parts of the present invention, one or more selected from the D constituent element group are formed on the substrate, and then the A constituent element group is used. One or two selected films are formed, and then one or more selected from the B constituent element group is formed, and then the A constituent element group, the B constituent element group, and the D Each element of the constituent element group is diffused, and then one or two kinds selected from the C constituent element group are formed into a film.

本発明の電子部品用金属材料は更に別の一実施形態において、前記拡散が熱処理によって行われている。   In still another embodiment of the metal material for electronic parts of the present invention, the diffusion is performed by heat treatment.

本発明の電子部品用金属材料は更に別の一実施形態において、前記熱処理が、前記A構成元素群の金属の融点以上で行われ、上層に前記A構成元素群から選択された1種又は2種及び前記B構成元素群から選択された1種又は2種以上の合金層が形成されている。   In still another embodiment of the metal material for electronic parts according to the present invention, the heat treatment is performed at a temperature equal to or higher than the melting point of the metal of the A constituent element group, and the upper layer is one or two selected from the A constituent element group One or more alloy layers selected from the seed and the B constituent element group are formed.

本発明は別の一側面において、本発明の電子部品用金属材料を接点部分に用いたコネクタ端子である。   In another aspect, the present invention is a connector terminal using the metal material for electronic parts of the present invention as a contact portion.

本発明は更に別の一側面において、本発明のコネクタ端子を用いたコネクタである。   In still another aspect, the present invention is a connector using the connector terminal of the present invention.

本発明は更に別の一側面において、本発明の電子部品用金属材料を接点部分に用いたFFC端子である。   In still another aspect of the present invention, there is provided an FFC terminal using the metal material for electronic parts of the present invention as a contact portion.

本発明は更に別の一側面において、本発明の電子部品用金属材料を接点部分に用いたFPC端子である。   In still another aspect, the present invention is an FPC terminal using the metal material for electronic parts of the present invention as a contact portion.

本発明は更に別の一側面において、本発明のFFC端子を用いたFFCである。   In still another aspect, the present invention is an FFC using the FFC terminal of the present invention.

本発明は更に別の一側面において、本発明のFPC端子を用いたFPCである。   In still another aspect, the present invention is an FPC using the FPC terminal of the present invention.

本発明は更に別の一側面において、本発明の電子部品用金属材料を外部接続用電極に用いた電子部品である。   In still another aspect of the present invention, an electronic component using the metal material for an electronic component of the present invention as an external connection electrode.

本発明は更に別の一側面において、本発明の電子部品用金属材料を、ハウジングに取り付ける装着部の一方側にメス端子接続部が、他方側に基板接続部がそれぞれ設けられ、前記基板接続部を基板に形成されたスルーホールに圧入して前記基板に取り付ける圧入型端子に用いた電子部品である。   In yet another aspect of the present invention, the metal material for electronic components of the present invention is provided with a female terminal connection portion on one side of a mounting portion for mounting on the housing and a substrate connection portion on the other side, and the substrate connection portion. Is an electronic component used for a press-fit terminal that is press-fitted into a through-hole formed in the substrate and attached to the substrate.

本発明によれば、低ウィスカ性及び高耐久性を有する電子部品用金属材料を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the metal material for electronic components which has low whisker property and high durability can be provided.

以下、本発明の実施形態に係る電子部品用金属材料について説明する。本発明の実施形態に係る電子部品用金属材料は、基材、下層、中層、上層、最表層がこの順に形成されている。なお、下層及び中層は、本発明において必須の構成ではなく、電子部品用金属材料は基材上に上層及び最表層がこの順で形成されたものであってもよい。   Hereinafter, the metal material for electronic components according to the embodiment of the present invention will be described. As for the metal material for electronic components which concerns on embodiment of this invention, a base material, a lower layer, a middle layer, an upper layer, and the outermost layer are formed in this order. In addition, the lower layer and the middle layer are not essential components in the present invention, and the metal material for electronic components may be one in which an upper layer and an outermost layer are formed in this order on a base material.

<電子部品用金属材料の構成>
(基材)
基材としては、特に限定されないが、例えば、銅及び銅合金、Fe系材、ステンレス、チタン及びチタン合金、アルミニウム及びアルミニウム合金などの金属基材を用いることができる。また、金属基材に樹脂層を複合させたものであっても良い。金属基材に樹脂層を複合させたものとは、例としてFPCまたはFFC基材上の電極部分などがある。
<Configuration of metal materials for electronic parts>
(Base material)
Although it does not specifically limit as a base material, For example, metal base materials, such as copper and a copper alloy, Fe type material, stainless steel, titanium and a titanium alloy, aluminum, and an aluminum alloy, can be used. Alternatively, a metal base and a resin layer may be combined. Examples of composites of metal layers and resin layers include electrode portions on FPC or FFC substrates.

(最表層)
最表層は、Au及びPtからなる群であるC構成元素群から選択された1種又は2種で構成されている。これら金属は金属の中で最も化学的に安定であるため、最表層にこれら金属を用いると、上層の変質等による特性劣化を抑えることができる。
最表層の厚みは0.0005μm以上である必要がある。最表層の厚みが0.0005μm未満であると耐久性が悪い。最表層の厚みの下限は、より好ましくは0.001μm以上、更に好ましくは0.002μm以上である。一方、最表層の厚みの上限はないが、厚くなるとコストが高くなる。よって上限は0.02μmとする。最表層の厚みの上限は、好ましくは0.01μm、より好ましくは0.005μmである。
(Outermost layer)
The outermost layer is composed of one or two selected from the C constituent element group which is a group consisting of Au and Pt. Since these metals are the most chemically stable among the metals, when these metals are used for the outermost layer, it is possible to suppress deterioration of characteristics due to alteration of the upper layer or the like.
The thickness of the outermost layer needs to be 0.0005 μm or more. If the thickness of the outermost layer is less than 0.0005 μm, the durability is poor. The lower limit of the thickness of the outermost layer is more preferably 0.001 μm or more, and still more preferably 0.002 μm or more. On the other hand, there is no upper limit for the thickness of the outermost layer, but the cost increases as the thickness increases. Therefore, the upper limit is 0.02 μm. The upper limit of the thickness of the outermost layer is preferably 0.01 μm, more preferably 0.005 μm.

最表面から基材側に向かって、Au、Ptの合計濃度が50at%以上の領域が1nm以上存在しているのが好ましい。この領域が1nm未満であると耐久性が悪くなるおそれがある。より好ましくは2μm以上、更に好ましくは3μm以上である。   It is preferable that a region having a total concentration of Au and Pt of 50 at% or more exists 1 nm or more from the outermost surface toward the substrate side. If this region is less than 1 nm, the durability may deteriorate. More preferably, it is 2 micrometers or more, More preferably, it is 3 micrometers or more.

(上層)
上層は、Sn及びInからなる群であるA構成元素群から選択された1種又は2種と、Ag、Au、Pt、Pd、Ru、Rh、Os及びIrからなる群であるB構成元素群から選択された1種又は2種類以上との合金で構成されている必要がある。
Sn及びInは、酸化性を有する金属ではあるが、金属の中では比較的柔らかいという特徴がある。よって、Sn及びIn表面に酸化膜が形成されていても、例えば電子部品用金属材料を接点材料としてオス端子とメス端子を勘合する時に、容易に酸化膜が削られ、接点が金属同士となるため、低接触抵抗が得られる。
また、Sn及びInは塩素ガス、亜硫酸ガス、硫化水素ガス等のガスに対する耐ガス腐食性に優れ、例えば、上層に耐ガス腐食性に劣るAgを用いた場合には、電子部品用金属材料の耐ガス腐食性を向上させる働きがある。なおSn及びInでは、厚生労働省の健康障害防止に関する技術指針に基づき、Inは規制が厳しいため、Snが好ましい。
(Upper layer)
The upper layer is one or two selected from the A constituent element group which is a group consisting of Sn and In, and the B constituent element group which is a group consisting of Ag, Au, Pt, Pd, Ru, Rh, Os and Ir It is necessary to be comprised with the alloy with 1 type, or 2 or more types selected from.
Sn and In are oxidizable metals, but are relatively soft among metals. Therefore, even if an oxide film is formed on the Sn and In surfaces, for example, when a male terminal and a female terminal are mated using a metal material for electronic parts as a contact material, the oxide film is easily scraped, and the contact becomes metal-to-metal. Therefore, low contact resistance is obtained.
Sn and In are excellent in gas corrosion resistance against gases such as chlorine gas, sulfurous acid gas, and hydrogen sulfide gas. For example, when Ag that is inferior in gas corrosion resistance is used in the upper layer, the metal material for electronic parts is used. It works to improve gas corrosion resistance. For Sn and In, Sn is preferable because In is strictly regulated based on the technical guidelines for preventing health problems of the Ministry of Health, Labor and Welfare.

Ag、Au、Pt、Pd、Ru、Rh、Os、Irは、金属の中では比較的耐熱性を有するという特徴がある。よって基材、下層及び中層の組成が上層側に拡散するのを抑制して耐熱性を向上させる。また、これら金属は、上層のSnやInと化合物を形成してSnやInの酸化膜形成を抑制し、はんだ濡れ性を向上させる。なお、Ag、Au、Pt、Pd、Ru、Rh、Os、Irの中では、導電率の観点でAgがより望ましい。Agは導電率が高い。例えば高周波の信号用途にAgを用いた場合、表皮効果により、インピーダンス抵抗が低くなる。   Ag, Au, Pt, Pd, Ru, Rh, Os, and Ir are characterized by relatively heat resistance among metals. Therefore, it suppresses that the composition of a base material, a lower layer, and a middle layer diffuses to the upper layer side, and improves heat resistance. Further, these metals form a compound with Sn or In in the upper layer to suppress the formation of an oxide film of Sn or In and improve solder wettability. Among Ag, Au, Pt, Pd, Ru, Rh, Os, and Ir, Ag is more desirable from the viewpoint of conductivity. Ag has high conductivity. For example, when Ag is used for high frequency signal applications, the impedance resistance is lowered due to the skin effect.

上層の厚みは0.02μm以上3.00μm以下である必要がある。上層の厚みが0.02μm未満であると、基材、下層や中層の組成が上層側に拡散しやすくなって耐熱性やはんだ濡れ性が悪くなる。また微摺動によって上層が磨耗し、接触抵抗の高い基材、下層や中層が露出しやすくなり接触抵抗が上昇しやすくなる。上層の厚みの下限は、より好ましくは0.05μm以上、更に好ましくは0.1μm以上である。一方、上層の厚みが3.00μm超であると、挿入力が大きくなる。上層の厚みの上限は、より好ましくは1.0μm以下、更に好ましくは0.5μm以下である。   The thickness of the upper layer needs to be 0.02 μm or more and 3.00 μm or less. When the thickness of the upper layer is less than 0.02 μm, the composition of the base material, the lower layer, and the middle layer is easily diffused to the upper layer side, and heat resistance and solder wettability are deteriorated. Further, the upper layer is worn by fine sliding, so that the base material, the lower layer and the middle layer having high contact resistance are easily exposed and the contact resistance is likely to increase. The lower limit of the upper layer thickness is more preferably 0.05 μm or more, and still more preferably 0.1 μm or more. On the other hand, when the thickness of the upper layer exceeds 3.00 μm, the insertion force increases. The upper limit of the upper layer thickness is more preferably 1.0 μm or less, and even more preferably 0.5 μm or less.

(下層)
基材と上層との間には、Ni、Cr、Mn、Fe、Co及びCuからなる群であるD構成元素群から選択された1種又は2種以上で構成された下層を形成していることが好ましい。Ni、Cr、Mn、Fe、Co及びCuからなる群であるD構成元素群から選択された1種又は2種以上の金属を用いて下層を形成することで、下層は基材の構成金属が上層に拡散するのを防止して耐熱性やはんだ濡れ性などを安定させる。
下層の厚みは0.02μm以上3.00μm以下であることが好ましい。下層の厚みが0.02μm未満であると、基材の構成金属が上層に拡散するのを防止できず、耐熱性試験やはんだ濡れ性劣化が抑制する場合がある。下層の厚みは、より好ましくは0.05μm以上、更に好ましくは0.1μm以上である。一方、下層の厚みが3.00μm超であると挿入力が大きくなる。下層の厚みは、より好ましくは1.0μm以下、更に好ましくは0.5μm以下である。
Ni、Cr、Mn、Fe、Co及びCuの中ではNiが好ましい。これはNiが硬いため、他の金属と比較して挿入力が小さくなる。一方Niは磁性体であるため、磁性を嫌う場合にはコストを考慮するとCuが好ましい。
(Underlayer)
Between the base material and the upper layer, a lower layer composed of one or more selected from the D constituent element group which is a group consisting of Ni, Cr, Mn, Fe, Co and Cu is formed. It is preferable. By forming the lower layer using one or more metals selected from the D constituent element group which is a group consisting of Ni, Cr, Mn, Fe, Co and Cu, the lower layer is a constituent metal of the base material. Prevents diffusion to the upper layer and stabilizes heat resistance and solder wettability.
The thickness of the lower layer is preferably 0.02 μm or more and 3.00 μm or less. If the thickness of the lower layer is less than 0.02 μm, the constituent metal of the base material cannot be prevented from diffusing into the upper layer, and the heat resistance test and solder wettability deterioration may be suppressed. The thickness of the lower layer is more preferably 0.05 μm or more, and still more preferably 0.1 μm or more. On the other hand, when the thickness of the lower layer exceeds 3.00 μm, the insertion force increases. The thickness of the lower layer is more preferably 1.0 μm or less, and still more preferably 0.5 μm or less.
Among Ni, Cr, Mn, Fe, Co and Cu, Ni is preferable. Since Ni is hard, the insertion force is smaller than other metals. On the other hand, since Ni is a magnetic material, Cu is preferable in consideration of cost when hating magnetism.

(中層)
下層と上層との間には、Sn及びInからなる群であるA構成元素群と、Ag、Au、Pt、Pd、Ru、Rh、Os及びIrからなる群であるB構成元素群及びNi、Cr、Mn、Fe、Co及びCuからなる群であるD構成元素群から選択された1種又は2種以上の合金で構成された中層を形成していることが好ましい。中層の存在によって、基材や下層の構成金属が上層に拡散するのを防止し、耐熱性試験やはんだ濡れ性劣化を抑制する。
中層の厚みは0.02μm以上3.00μm以下であることが好ましい。中層の厚みが0.02μm未満であると、基材や下層の構成金属が上層に拡散するのを防止できず、耐熱性試験やはんだ濡れ性劣化が抑制する場合がある。中層の厚みは、より好ましくは0.05μm以上、更に好ましくは0.1μm以上である。一方中層の厚みが3.00μm超であると挿入力が大きくなる。中層の厚みは、より好ましくは1.0μm以下、更に好ましくは0.5μm以下である。
(Middle layer)
Between the lower layer and the upper layer, there are an A constituent element group which is a group consisting of Sn and In, a B constituent element group which is a group consisting of Ag, Au, Pt, Pd, Ru, Rh, Os and Ir, Ni, It is preferable to form an intermediate layer composed of one or two or more alloys selected from the D constituent element group which is a group consisting of Cr, Mn, Fe, Co and Cu. The presence of the middle layer prevents the constituent metals of the base material and the lower layer from diffusing into the upper layer, and suppresses heat resistance tests and solder wettability degradation.
The thickness of the middle layer is preferably 0.02 μm or more and 3.00 μm or less. If the thickness of the middle layer is less than 0.02 μm, it is not possible to prevent the constituent metals of the base material and the lower layer from diffusing into the upper layer, and the heat resistance test and solder wettability deterioration may be suppressed. The thickness of the middle layer is more preferably 0.05 μm or more, and still more preferably 0.1 μm or more. On the other hand, when the thickness of the middle layer is more than 3.00 μm, the insertion force is increased. The thickness of the middle layer is more preferably 1.0 μm or less, and still more preferably 0.5 μm or less.

(拡散処理)
上層、中層及び下層が、基材上にD構成元素群から選択された1種又は2種以上を成膜し、その後、B構成元素群から選択された1種又は2種以上を成膜し、その後、A構成元素群から選択された1種又は2種類を成膜し、A構成元素群、B構成元素群及びD構成元素群の各元素が拡散することでそれぞれ形成されていても良い。また上層、中層及び下層が、基材上にD構成元素群から選択された1種又は2種以上を成膜し、その後、A構成元素群から選択された1種又は2種類を成膜し、B構成元素群から選択された1種又は2種以上を成膜し、A構成元素群、B構成元素群及びD構成元素群の各元素が拡散することでそれぞれ形成されていても良い。例えば、A構成元素群の金属がSn、B構成元素群の金属がAgの場合、SnへのAgの拡散は速く、自然拡散によってSn−Ag合金層を形成する。合金層形成によりSnの凝着力を一層小さくし、またウィスカの発生を抑制及び耐久性を向上させることができる。
(Diffusion processing)
The upper layer, the middle layer, and the lower layer are formed by depositing one or more selected from the D constituent element group on the base material, and then forming one or more selected from the B constituent element group. Then, one or two kinds selected from the A constituent element group may be formed, and each element of the A constituent element group, the B constituent element group, and the D constituent element group may be formed by diffusion. . In addition, the upper layer, the middle layer, and the lower layer are formed by depositing one or more types selected from the D constituent element group on the base material, and then forming one or two types selected from the A constituent element group. 1 type or 2 types or more selected from the B constituent element group may be formed, and each element of the A constituent element group, the B constituent element group, and the D constituent element group may be diffused. For example, when the metal of the A constituent element group is Sn and the metal of the B constituent element group is Ag, the diffusion of Ag into Sn is fast, and the Sn—Ag alloy layer is formed by natural diffusion. By forming an alloy layer, the adhesion force of Sn can be further reduced, whisker generation can be suppressed, and durability can be improved.

(熱処理)
拡散処理は熱処理でも良い。なお、この熱処理については、処理条件(温度×時間)は適宜選択できる。また、特にこの熱処理はしなくてもよい。なお熱処理を施す場合にはA構成元素群の金属の融点以上の温度で行った方が上層のA構成元素群の金属とB構成元素群の金属とが合金層をより形成しやすくなる。
(Heat treatment)
The diffusion treatment may be a heat treatment. In addition, about this heat processing, process conditions (temperature x time) can be selected suitably. Further, this heat treatment is not particularly required. When heat treatment is performed, it is easier to form an alloy layer between the metal of the A constituent element group and the metal of the B constituent element group at a temperature higher than the melting point of the metal of the A constituent element group.

<電子部品用金属材料の用途>
本発明の電子部品用金属材料の用途は特に限定しないが、例えば電子部品用金属材料を接点部分に用いたコネクタ端子、電子部品用金属材料を接点部分に用いたFFC端子またはFPC端子、電子部品用金属材料を外部接続用電極に用いた電子部品などが挙げられる。なお、端子については、圧着端子、はんだ付け端子、プレスフィット端子等、配線側との接合方法によらない。外部接続用電極には、タブに表面処理を施した接続部品や半導体のアンダーバンプメタル用に表面処理を施した材料などがある。
また、このように形成されたコネクタ端子を用いてコネクタを作製しても良く、FFC端子またはFPC端子を用いてFFCまたはFPCを作製しても良い。
また、本発明の電子部品用金属材料は、ハウジングに取り付ける装着部の一方側にメス端子接続部が、他方側に基板接続部がそれぞれ設けられ、該基板接続部を基板に形成されたスルーホールに圧入して該基板に取り付ける圧入型端子に用いても良い。
コネクタはオス端子とメス端子の両方が本発明の電子部品用金属材料であっても良いし、オス端子またはメス端子の片方だけであっても良い。なおオス端子とメス端子の両方を本発明の電子部品用金属材料にすることで、更に挿入力が低下する。
<Applications of metal materials for electronic parts>
The use of the metal material for electronic parts of the present invention is not particularly limited. For example, a connector terminal using the metal material for electronic parts as a contact part, an FFC terminal or FPC terminal using the metal material for electronic parts as a contact part, and an electronic part Electronic parts using metal materials for external connection as electrodes for external connection. In addition, about a terminal, it does not depend on the joining method with a wiring side, such as a crimp terminal, a solder terminal, and a press fit terminal. Examples of the external connection electrode include a connection component in which a surface treatment is performed on a tab and a material in which a surface treatment is applied to a semiconductor under bump metal.
Moreover, a connector may be produced using the connector terminal formed in this way, and an FFC or FPC may be produced using an FFC terminal or an FPC terminal.
The metal material for electronic parts of the present invention is a through hole in which a female terminal connection portion is provided on one side of a mounting portion to be attached to a housing and a substrate connection portion is provided on the other side, and the substrate connection portion is formed on the substrate. It may be used for a press-fit terminal that is press-fitted into a board and attached to the substrate.
In the connector, both the male terminal and the female terminal may be the metal material for electronic parts of the present invention, or only one of the male terminal and the female terminal. In addition, insertion force falls further by making both the male terminal and the female terminal into the metal material for electronic components of this invention.

<電子部品用金属材料の製造方法>
本発明の電子部品用金属材料の製造方法としては、湿式(電気、無電解)めっき、乾式(スパッタ、イオンプレーティング等)めっき等を用いることができる。
<Method for producing metal material for electronic parts>
As a method for producing a metal material for electronic parts of the present invention, wet (electrical, electroless) plating, dry (sputtering, ion plating, etc.) plating, or the like can be used.

以下、本発明の実施例、参考例及び比較例を共に示すが、これらは本発明をより良く理解するために提供するものであり、本発明が限定されることを意図するものではない。   Hereinafter, examples, reference examples, and comparative examples of the present invention will be shown together, but these are provided for better understanding of the present invention and are not intended to limit the present invention.

実施例、参考例及び比較例のサンプル作製条件を表1に示す。サンプルは、電解脱脂、酸洗、第1めっき、第2めっき、第3めっき、熱処理及び第4めっきの順で表面処理を行った。なお、表1の第2めっきの作製条件において、例えば、実施例1では「めっき条件 番号」が「1+2」で、厚みが「0.03+0.21(μm)」と記載されているが、これは、実施例1の第2めっきを、初めにめっき条件1で厚み0.03μmだけ形成し、続いてめっき条件2で厚み0.21μmだけ形成したことを示す。   Table 1 shows the sample preparation conditions of Examples, Reference Examples, and Comparative Examples. The sample was subjected to surface treatment in the order of electrolytic degreasing, pickling, first plating, second plating, third plating, heat treatment, and fourth plating. In addition, in the production conditions of the second plating in Table 1, for example, in Example 1, the “plating condition number” is “1 + 2” and the thickness is “0.03 + 0.21 (μm)”. Shows that the second plating of Example 1 was first formed with a thickness of 0.03 μm under the plating condition 1, and then was formed with a thickness of 0.21 μm under the plating condition 2.

(素材)
オス端子:厚み0.64mm、幅2.3mm、成分Cu−30Zn
(Material)
Male terminal: thickness 0.64 mm, width 2.3 mm, component Cu-30Zn

(第1めっき条件)
(めっき条件1)光沢Niめっき
表面処理方法:電気めっき
めっき液:スルファミン酸Niめっき液+サッカリン+添加剤
めっき温度:55℃
電流密度:0.5〜4A/dm2
(めっき条件2)Cuめっき
表面処理方法:電気めっき
めっき液:硫酸Cuめっき液
めっき温度:30℃
電流密度:0.5〜4A/dm2
(めっき条件3)半光沢Niめっき
表面処理方法:電気めっき
めっき液:スルファミン酸Niめっき液+サッカリン
めっき温度:55℃
電流密度:0.5〜4A/dm2
(First plating condition)
(Plating condition 1) Bright Ni plating Surface treatment method: electroplating Plating solution: Ni plating solution of sulfamic acid + saccharin + additive Plating temperature: 55 ° C
Current density: 0.5-4 A / dm 2
(Plating condition 2) Cu plating Surface treatment method: electroplating Plating solution: Cu sulfate plating solution Plating temperature: 30 ° C
Current density: 0.5-4 A / dm 2
(Plating condition 3) Semi-bright Ni plating Surface treatment method: electroplating Plating solution: sulfamic acid Ni plating solution + saccharin Plating temperature: 55 ° C
Current density: 0.5-4 A / dm 2

(第2めっき条件)
(めっき条件1)Agめっき(1)
表面処理方法:電気めっき
めっき液:シアン化Agめっき液(ストライク浴)
めっき温度:30℃
電流密度:0.2〜4A/dm2
(めっき条件2)Agめっき(2)
表面処理方法:電気めっき
めっき液:シアン化Agめっき液(厚つけ浴)
めっき温度:60℃
電流密度:0.2〜4A/dm2
(めっき条件3)Ag−Snスパッタ
表面処理方法:スパッタ
ターゲット:目標とする組成が得られるAg−Sn組成ターゲット
(めっき条件4)Snめっき
表面処理方法:電気めっき
めっき液:メタンスルホン酸Snめっき液
めっき温度:40℃
電流密度:0.5〜4A/dm2
(Second plating condition)
(Plating condition 1) Ag plating (1)
Surface treatment method: Electroplating Plating solution: Cyanide Ag plating solution (Strike bath)
Plating temperature: 30 ° C
Current density: 0.2-4 A / dm 2
(Plating condition 2) Ag plating (2)
Surface treatment method: Electroplating Plating solution: Cyanide Ag plating solution (thickening bath)
Plating temperature: 60 ° C
Current density: 0.2-4 A / dm 2
(Plating condition 3) Ag-Sn sputtering Surface treatment method: Sputtering target: Ag-Sn composition target for obtaining target composition (Plating condition 4) Sn plating Surface treatment method: electroplating Plating solution: Methanesulfonic acid Sn plating solution Plating temperature: 40 ° C
Current density: 0.5-4 A / dm 2

(第3めっき条件)
(めっき条件1)Snめっき条件
表面処理方法:電気めっき
めっき液:メタンスルホン酸Snめっき液
めっき温度:40℃
電流密度:0.5〜4A/dm2
(めっき条件2)Agめっき(1)
表面処理方法:電気めっき
めっき液:シアン化Agめっき液(ストライク浴)
めっき温度:30℃
電流密度:0.2〜4A/dm2
(めっき条件3)Agめっき(2)
表面処理方法:電気めっき
めっき液:シアン化Agめっき液(厚つけ浴)
めっき温度:60℃
電流密度:0.2〜4A/dm2
(Third plating condition)
(Plating condition 1) Sn plating condition Surface treatment method: Electroplating Plating solution: Methanesulfonic acid Sn plating solution Plating temperature: 40 ° C
Current density: 0.5-4 A / dm 2
(Plating condition 2) Ag plating (1)
Surface treatment method: Electroplating Plating solution: Cyanide Ag plating solution (Strike bath)
Plating temperature: 30 ° C
Current density: 0.2-4 A / dm 2
(Plating condition 3) Ag plating (2)
Surface treatment method: Electroplating Plating solution: Cyanide Ag plating solution (thickening bath)
Plating temperature: 60 ° C
Current density: 0.2-4 A / dm 2

(熱処理)
ホットプレートにサンプルを置き、ホットプレートの表面が所定の温度になったことを確認して、表1に記載の温度、時間、雰囲気で熱処理を実施した。
(Heat treatment)
A sample was placed on a hot plate, and it was confirmed that the surface of the hot plate had reached a predetermined temperature, and heat treatment was performed at the temperature, time, and atmosphere described in Table 1.

(第4めっき条件)
(めっき条件1)Auめっき
表面処理方法:電気めっき
めっき液:シアンAuめっき液
めっき温度:60℃
電流密度:0.5〜4A/dm2
(めっき条件2)Ptめっき
表面処理方法:電気めっき
めっき液:塩化物浴
めっき温度:60℃
電流密度:0.5〜4A/dm2
(4th plating condition)
(Plating condition 1) Au plating Surface treatment method: Electroplating Plating solution: Cyan Au plating solution Plating temperature: 60 ° C
Current density: 0.5-4 A / dm 2
(Plating condition 2) Pt plating Surface treatment method: Electroplating Plating solution: Chloride bath Plating temperature: 60 ° C
Current density: 0.5-4 A / dm 2

(最表層、上層、中層及び下層の構造[組成]の決定、厚み測定)
最表層、上層、中層及び下層の構造[組成]の決定及び厚み測定は、STEM(走査型電子顕微鏡)分析による線分析/点分析を任意の10点について行って平均化した。また、得られた試料の最表面から基材側に向かって、Au、Ptの合計濃度が50at%以上の領域の決定も上述のSTEMによる線分析を行った。分析は任意の10点について行い平均化した。測定結果を表2に示す。なお、測定された組成について、例えば実施例1で「上層」の組成:Ag−Sn20との記載は、上層の組成がSnを20at%含むAgで構成されていることを示す。また、例えば実施例25で「中層」の組成:Sn−Ni30との記載は、Niを30at%含むAgで構成されていることを示す。
(Determination of structure [composition] of outermost layer, upper layer, middle layer and lower layer, thickness measurement)
The structure [composition] of the outermost layer, the upper layer, the middle layer, and the lower layer and the thickness measurement were averaged by performing line analysis / point analysis by STEM (scanning electron microscope) analysis on arbitrary 10 points. In addition, the above-described STEM line analysis was performed to determine a region where the total concentration of Au and Pt was 50 at% or more from the outermost surface of the obtained sample toward the substrate side. Analysis was performed on 10 arbitrary points and averaged. The measurement results are shown in Table 2. In addition, about the measured composition, the description of "upper layer composition: Ag-Sn20" in Example 1, for example, indicates that the upper layer composition is composed of Ag containing 20 at% Sn. Further, for example, the description of “middle layer” composition: Sn—Ni30 in Example 25 indicates that it is composed of Ag containing 30 at% Ni.

(評価)
各試料について以下の評価を行った。評価結果を表3に示す。
A.外観
外観は耐熱後(200℃×1000hの大気加熱)、耐湿後(60℃×90%×1000h)のサンプル表面を目視や顕微鏡で観察して評価した。試験前と比較して変色がない場合を○とし、一部でも変色がある場合は×とした。
(Evaluation)
The following evaluation was performed for each sample. The evaluation results are shown in Table 3.
A. Appearance Appearance was evaluated by visually and microscopically observing the sample surface after heat resistance (200 ° C. × 1000 h atmospheric heating) and after moisture resistance (60 ° C. × 90% × 1000 h). The case where there was no discoloration compared with before the test was marked with ◯, and the case where there was discoloration even partly was marked with ×.

B.接触抵抗(めっき後、耐熱後、耐湿後)
接触抵抗(めっき後、耐熱後、耐湿後)は、山崎精機研究所製接点シミュレーターCRS−113−Au型を使用し、接点荷重10gの条件で4端子法にて測定した。サンプル数は5個とし、各サンプルの最小値から最大値の範囲を採用した。目標とする特性は、接触抵抗10mΩ以下である。測定はめっき後、耐熱後(200℃×1000hの大気加熱)及び耐湿後(60℃×90%×1000h)に行った。
B. Contact resistance (after plating, after heat resistance, after moisture resistance)
Contact resistance (after plating, after heat resistance, after moisture resistance) was measured by a 4-terminal method using a contact simulator CRS-113-Au type manufactured by Yamazaki Seiki Laboratories under the condition of a contact load of 10 g. The number of samples was 5, and the range from the minimum value to the maximum value of each sample was adopted. The target characteristic is a contact resistance of 10 mΩ or less. The measurement was performed after plating, after heat resistance (atmospheric heating at 200 ° C. × 1000 h) and after moisture resistance (60 ° C. × 90% × 1000 h).

C.接触抵抗(微摺動試験後)
接触抵抗(微摺動試験後)は、山崎精機研究所製精密摺動試験装置CRS−G2050型を使用し、摺動距離0.5mm、摺動速度1mm/s、接触荷重1N、摺動回数500往復条件で摺動回数と接触抵抗との関係を評価した。サンプル数は5個とし、最大値の範囲を採用した。目標とする特性は、摺動回数100回時に接触抵抗が50mΩ以下である。
C. Contact resistance (after micro sliding test)
The contact resistance (after the fine sliding test) is a precision sliding test device CRS-G2050 manufactured by Yamazaki Seiki Laboratories, with a sliding distance of 0.5 mm, a sliding speed of 1 mm / s, a contact load of 1 N, and the number of sliding times. The relationship between the number of sliding and the contact resistance was evaluated under 500 reciprocating conditions. The number of samples was 5 and the range of the maximum value was adopted. The target characteristic is a contact resistance of 50 mΩ or less when the number of sliding times is 100.

D.はんだ濡れ性
はんだ濡れ性はめっき後と不飽和プレッシャークッカー試験(USPCT:Unsaturated Press. Test)後(105℃×不飽和100%RH×8h)のサンプルを評価した。ソルダーチェッカ(レスカ社製)を使用し、フラックスとして市販の25%ロジンメタノールフラックスを用い、メニスコグラフ法にてはんだ濡れ時間を測定した。はんだはSn−3Ag−0.5Cu(245℃)を用いた。サンプル数は5個とした。目標とする特性は、ゼロクロスタイムの最大が2秒以下である。
D. Solder wettability The solder wettability was evaluated for samples after plating and after an unsaturated pressure cooker test (USPCT: Unsaturated Press. Test) (105 ° C. × unsaturated 100% RH × 8 h). Solder checker (manufactured by Reska Co., Ltd.) was used, and a commercially available 25% rosin methanol flux was used as the flux, and the solder wetting time was measured by the meniscograph method. As the solder, Sn-3Ag-0.5Cu (245 ° C.) was used. The number of samples was 5. The target characteristic is that the maximum zero cross time is 2 seconds or less.

E.挿入力
挿入力は、市販のSnリフローめっきメス端子(090型住友TS/矢崎090IIシリーズメス端子非防水/F090−SMTS)を用いてめっきを施したオス端子と挿抜試験することによって評価した。
試験に用いた測定装置は、アイコーエンジニアリング製1311NRであり、オスピンの摺動距離5mmで評価した。サンプル数は5個とし、挿入力は、比較例5のサンプルの最大挿入力を100(基準)として各サンプルを評価した。挿入力の目標は比較例5と同等以下である。
E. Insertion force The insertion force was evaluated by performing insertion / extraction tests with a plated male terminal using a commercially available Sn reflow plating female terminal (090 type Sumitomo TS / Yazaki 090II series female terminal non-waterproof / F090-SMTS).
The measuring device used for the test was 1311NR made by Ikko Engineering, and the evaluation was performed with a male spin sliding distance of 5 mm. The number of samples was 5, and the insertion force was evaluated for each sample with the maximum insertion force of the sample of Comparative Example 5 being 100 (reference). The target of the insertion force is equal to or less than that of Comparative Example 5.

F.ウィスカ
ウィスカは、JEITA RC−5241の荷重試験(球圧子法)にて評価した。すなわち、各サンプルに対して荷重試験を行い、荷重試験を終えたサンプルをSEM(JEOL社製、型式JSM−5410)にて100〜10000倍の倍率で観察して、ウィスカの発生状況を観察した。荷重試験条件を以下に示す。
球圧子の直径:Φ1mm±0.1mm
試験荷重:2N±0.2N
試験時間:120時間
サンプル数:10個
目標とする特性は、どの長さのウィスカも1本も発生しないことである。
F. Whisker Whisker was evaluated by a load test (ball indenter method) of JEITA RC-5241. That is, a load test was performed on each sample, and the sample after the load test was observed at a magnification of 100 to 10,000 times with a SEM (manufactured by JEOL, model JSM-5410) to observe the occurrence of whiskers. . The load test conditions are shown below.
Diameter of ball indenter: Φ1mm ± 0.1mm
Test load: 2N ± 0.2N
Test time: 120 hours Number of samples: 10 The target characteristic is that none of the whiskers of any length will be generated.

Figure 2015042771
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(評価結果)
実施例1〜33は、いずれも、外観、接触抵抗、はんだ濡れ性、挿入力が良好であった。また、ウィスカの発生がなかった。
比較例1は、最表層のAuの厚みが目標よりも薄いため、耐湿後の外観が悪く、また耐湿後の接触抵抗が目標よりも高く、更に微摺動試験後の抵抗が目標よりも高かった。
比較例2は、最表層にAuやPtが存在しないため、耐湿後の外観が悪く、また耐湿後の接触抵抗が目標よりも高く、更に微摺動試験後の抵抗が目標よりも高かった。
比較例3は、上層の厚みが目標よりも薄いため、耐熱後の接触抵抗が目標よりも高く、微摺動試験後の抵抗も目標よりも高かった。
比較例4は、上層の厚みが目標よりも厚いため、挿入力が比較例5よりも高かった。
比較例5は、現行製品となっているリフローSnめっき材の例である。耐熱後や耐湿後の外観が悪く、また耐熱後や耐湿後の接触抵抗も高い。また微摺動試験後の接触抵抗も高い。はんだ濡れ性はUSPCT後のはんだ濡れ性が高い。そしてウィスカも発生する。
参考例1は、下層の厚みが好ましい範囲よりも厚い。よって挿入力が比較例5よりも高い。
参考例2は、中層の厚みが好ましい範囲よりも厚い。よって挿入力が比較例5よりも高い。
(Evaluation results)
In Examples 1 to 33, the appearance, contact resistance, solder wettability, and insertion force were all good. There was no whisker.
In Comparative Example 1, since the thickness of the outermost Au layer is thinner than the target, the appearance after moisture resistance is poor, the contact resistance after moisture resistance is higher than the target, and the resistance after the micro-sliding test is higher than the target. It was.
In Comparative Example 2, since Au and Pt were not present in the outermost layer, the appearance after moisture resistance was poor, the contact resistance after moisture resistance was higher than the target, and the resistance after the microsliding test was higher than the target.
In Comparative Example 3, since the thickness of the upper layer was thinner than the target, the contact resistance after heat resistance was higher than the target, and the resistance after the fine sliding test was also higher than the target.
In Comparative Example 4, since the thickness of the upper layer was thicker than the target, the insertion force was higher than that of Comparative Example 5.
Comparative Example 5 is an example of a reflow Sn plating material that is a current product. The appearance after heat resistance and moisture resistance is poor, and the contact resistance after heat resistance and humidity resistance is also high. Moreover, the contact resistance after a micro sliding test is also high. Solder wettability is high after USPCT. And whiskers are also generated.
In Reference Example 1, the thickness of the lower layer is thicker than the preferred range. Therefore, the insertion force is higher than that of Comparative Example 5.
In Reference Example 2, the thickness of the middle layer is thicker than the preferred range. Therefore, the insertion force is higher than that of Comparative Example 5.

Claims (16)

基材と、
前記基材上に形成された、Sn及びInからなる群であるA構成元素群から選択された1種又は2種と、Ag、Au、Pt、Pd、Ru、Rh、Os及びIrからなる群であるB構成元素群から選択された1種又は2種類以上との合金で構成された上層と、
前記上層上に形成された、Au及びPtからなる群であるC構成元素群から選択された1種又は2種とで構成された最表層を備え、
上層の厚みが0.02μm以上3.00μm以下であり、
最表層の厚みが0.0005μm以上0.02μm未満である電子部品用金属材料。
A substrate;
A group consisting of Ag, Au, Pt, Pd, Ru, Rh, Os, and Ir, and one or two selected from the group consisting of Sn and In formed on the substrate. An upper layer composed of an alloy with one or more selected from the group of B constituent elements,
An outermost layer composed of one or two selected from the group consisting of C and a group consisting of Au and Pt formed on the upper layer;
The thickness of the upper layer is 0.02 μm or more and 3.00 μm or less,
A metal material for electronic parts, wherein the thickness of the outermost layer is 0.0005 μm or more and less than 0.02 μm.
最表面から前記基材側に向かって、Au、Ptの合計濃度が50at%以上の領域が1nm以上存在する請求項1に記載の電子部品用金属材料。   2. The metal material for electronic parts according to claim 1, wherein a region in which the total concentration of Au and Pt is 50 at% or more is 1 nm or more from the outermost surface toward the substrate. 前記基材と、前記上層との間に、
Ni、Cr、Mn、Fe、Co及びCuからなる群であるD構成元素群から選択された1種又は2種以上で構成された下層を備え、
前記下層の厚みが0.02μm以上3.00μm以下である請求項1又は2に記載の電子部品用金属材料。
Between the base material and the upper layer,
Comprising a lower layer composed of one or more selected from the group consisting of D, which is a group consisting of Ni, Cr, Mn, Fe, Co and Cu;
The metal material for electronic parts according to claim 1 or 2, wherein the lower layer has a thickness of 0.02 µm or more and 3.00 µm or less.
前記上層と、前記下層との間に、前記A構成元素群、前記B構成元素群及び前記D構成元素群から選択された1種及び2種以上の合金からなる中層を備え、
前記中層の厚みが0.02μm以上3.00μm以下である請求項3に記載の電子部品用金属材料。
Between the upper layer and the lower layer, an intermediate layer composed of one or more alloys selected from the A constituent element group, the B constituent element group, and the D constituent element group,
The metal material for electronic components according to claim 3, wherein the middle layer has a thickness of 0.02 μm to 3.00 μm.
前記基材上に前記D構成元素群から選択された1種又は2種以上を成膜し、その後、前記B構成元素群から選択された1種又は2種以上を成膜し、その後、前記A構成元素群から選択された1種又は2種を成膜し、その後前記A構成元素群、前記B構成元素群及び前記D構成元素群の各元素を拡散し、更にその後前記C構成元素群から選択された1種又は2種を成膜することで形成されている請求項4に記載の電子部品用金属材料。   Forming one or more selected from the D constituent element group on the base material, and then forming one or more selected from the B constituent element group, 1 type or 2 types selected from the A constituent element group is formed, then each element of the A constituent element group, the B constituent element group, and the D constituent element group is diffused, and then the C constituent element group The metal material for electronic components according to claim 4, wherein the metal material is formed by depositing one or two types selected from the above. 前記基材上に前記D構成元素群から選択された1種又は2種以上を成膜し、その後、前記A構成元素群から選択された1種又は2種を成膜し、その後、前記B構成元素群から選択された1種又は2種以上を成膜し、その後前記A構成元素群、前記B構成元素群及び前記D構成元素群の各元素を拡散し、更にその後前記C構成元素群から選択された1種又は2種を成膜することで形成されている請求項4に記載の電子部品用金属材料。   One or more selected from the D constituent element group is formed on the substrate, and then one or two selected from the A constituent element group is formed, and then the B 1 type or 2 or more types selected from the constituent element group are formed, and then each element of the A constituent element group, the B constituent element group and the D constituent element group is diffused, and then the C constituent element group The metal material for electronic components according to claim 4, wherein the metal material is formed by depositing one or two types selected from the above. 前記拡散が熱処理によって行われた請求項5又は6に記載の電子部品用金属材料。   The metal material for electronic components according to claim 5 or 6, wherein the diffusion is performed by heat treatment. 前記熱処理が、前記A構成元素群の金属の融点以上で行われ、上層に前記A構成元素群から選択された1種又は2種及び前記B構成元素群から選択された1種又は2種以上の合金層が形成されている請求項5〜7のいずれか一項に記載の電子部品用金属材料。   The heat treatment is performed at a temperature equal to or higher than the melting point of the metal of the A constituent element group, and one or more selected from the A constituent element group and one or more selected from the B constituent element group in the upper layer The metal material for electronic components as described in any one of Claims 5-7 in which the alloy layer of this is formed. 請求項1〜8のいずれか一項に記載の電子部品用金属材料を接点部分に用いたコネクタ端子。   The connector terminal which used the metal material for electronic components as described in any one of Claims 1-8 for the contact part. 請求項9に記載のコネクタ端子を用いたコネクタ。   A connector using the connector terminal according to claim 9. 請求項1〜8のいずれか一項に記載の電子部品用金属材料を接点部分に用いたFFC端子。   The FFC terminal which used the metal material for electronic components as described in any one of Claims 1-8 for the contact part. 請求項1〜8のいずれか一項に記載の電子部品用金属材料を接点部分に用いたFPC端子。   The FPC terminal which used the metal material for electronic components as described in any one of Claims 1-8 for the contact part. 請求項11に記載のFFC端子を用いたFFC。   An FFC using the FFC terminal according to claim 11. 請求項12に記載のFPC端子を用いたFPC。   An FPC using the FPC terminal according to claim 12. 請求項1〜8のいずれか一項に記載の電子部品用金属材料を外部接続用電極に用いた電子部品。   The electronic component which used the metal material for electronic components as described in any one of Claims 1-8 for the electrode for external connection. 請求項1〜8のいずれか一項に記載の電子部品用金属材料を、ハウジングに取り付ける装着部の一方側にメス端子接続部が、他方側に基板接続部がそれぞれ設けられ、前記基板接続部を基板に形成されたスルーホールに圧入して前記基板に取り付ける圧入型端子に用いた電子部品。   A female terminal connection part is provided on one side of a mounting part for attaching the metal material for electronic parts according to any one of claims 1 to 8 to a housing, and a board connection part is provided on the other side, respectively, and the board connection part An electronic component used for a press-fit terminal that is press-fitted into a through-hole formed in a substrate and attached to the substrate.
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