JP2018123422A - 表面処理めっき材、コネクタ端子、コネクタ、ffc端子、ffc、fpc及び電子部品 - Google Patents
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Abstract
【課題】ウィスカの発生が抑制され、且つ、高温環境下に曝されても良好なはんだ付け性及び低接触抵抗を保持し、且つ、端子・コネクタの挿入力が低い表面処理めっき材を提供する。【解決手段】ウィスカの発生が抑制され、且つ、高温環境下に曝されても良好なはんだ付け性及び低接触抵抗を保持し、且つ、端子・コネクタの挿入力が低い表面処理めっき材を提供する。基材に上層が設けられ、前記上層がSnまたはInを含有するめっき材を備え、めっき材表面に所定の一般式で表される化合物と、所定の一般式で表される化合物とを含み、さらに所定の一般式で表されるD構成化合物群から選択された1種もしくは2種以上を上層側の表面に付着させた表面処理めっき材。【選択図】図1
Description
本発明は、表面処理めっき材、コネクタ端子、コネクタ、FFC端子、FFC、FPC及び電子部品に関する。
一般に、自動車、家電、OA機器等の各種電子機器に使用されるコネクタ・端子等の電子部品には、銅又は銅合金が母材として使用され、これらは防錆、耐食性向上、電気的特性向上といった機能向上を目的としてめっき処理がなされている。めっきにはAu、Ag、Cu、Sn、Ni、半田及びPd等の種類があるが、特にSnまたはSn合金めっきを施したSnめっき材はコスト面、接触信頼性およびはんだ付け性等の観点からコネクタ、端子、スイッチ及びリードフレームのアウターリード部等に多用されている。
一方、SnまたはSn合金などのいわゆるSn系めっき材では、ウィスカ発生の問題がある。ウィスカとはSnの針状結晶が成長したものであり、SnやZnなど比較的低融点の金属に発生する。ウィスカは数十〜数百μmの長さまで髭状に成長し、電気的な短絡を起こすことがあるため、その発生、成長の防止が望まれている。
さらに、Sn系めっきでは、高温環境下で接触抵抗が上昇し、またはんだ付け性が劣化するという問題がある。この問題を回避する方法としてSn系めっきの厚さを厚くするという方法もあるが、この方法では後述の端子、コネクタの挿入力が増大するという問題が新たに発生する。
近年では、コネクタのピンの数が増え、これに伴うコネクタ挿入力の増加も問題になっている。自動車等のコネクタの組み立て作業は人手に頼ることが多く、挿入力の増大は作業者の手にかかる負担が大きくなるため、コネクタの低挿入力化が望まれているが、Snは端子の嵌合接続時の摩擦が大きく、コネクタの芯数が著しく増大すると強大な挿抜力が必要になる。
例えば、特許文献1には、鋼板表面にSnめっき層を施し、該Snめっき層の上層に、PとSiを含有する化成皮膜を形成させ、この化成皮膜の付着量を特定した発明が記載されている。この発明でははんだ付け性、耐ウィスカが優れていると述べられている。しかしめっき表面にSiが存在しているため、高温環境下ではめっきの接触抵抗が高くなるという問題があると推定される。
また、特許文献2には、SnまたはSn合金めっきの表面を、ホスホン酸基が結合しているメチレン基を少なくとも2個以上有したアミノ窒素を有する化合物等の有する溶液で処理する発明が記載されている。この発明ではSnまたはSn合金めっきをリン酸系の液で後処理する方法について述べられているが、処理した後のめっき表面の各元素の存在状態、付着量については言及されていない。したがって、処理液組成や処理条件によっては、はんだ付け性や耐ウィスカ性がまったく向上しないことが予想される。
従来の、Ni下地またはCu下地めっきの上にSnめっきを施しためっき材、あるいは、3層めっきにおいて、耐ウィスカ性を向上させ、さらに挿抜力を低減するには、Snめっき厚を薄くすればよいが、Snめっきの厚みが薄くなると今度は高温環境下で表層のSnが素材のCu又は下地めっきのNi及びCuと合金化して表層にSnが残存しなくなり、はんだ付け性や接触抵抗が劣化し、特に高温雰囲気中での劣化が顕著になるという問題がある。
そこで、本発明は、ウィスカの発生が抑制され、且つ、高温環境下に曝されても良好なはんだ付け性及び低接触抵抗を保持し、且つ、端子・コネクタの挿入力が低い表面処理めっき材を提供することを課題とする。
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねたところ、意外にも、Ni下地めっきの上にSnまたはInを含有するめっき(以下Sn・In系めっきとよぶ)を施し、さらにその上に特定の液を用いて表面処理することにより、ウィスカの発生が抑制され、しかも高温環境下に曝されても良好なはんだ付け性及び低接触抵抗を保持することができる表面処理めっき材が得られることを見出した。しかも、当該表面処理めっき材は表層Sn・In系めっきを薄くすることができるため、端子・コネクタとして使用する場合の挿入力が低い。このような現象が生じることは従来の知見からは予想できないものである。
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、基材に上層が設けられ、前記上層がSnまたはInを含有するめっき材を備え、前記めっき材表面に下記一般式〔1〕または〔2〕で表される化合物と、下記一般式〔3〕で表される化合物とを含み、さらに下記一般式〔4〕〜〔8〕で表されるD構成化合物群から選択された1種もしくは2種以上を前記上層側の表面に付着させた表面処理めっき材である。
(式〔1〕、〔2〕において、R1、R2はアルキル、置換アルキルを表し、M1は水素、アルカリ金属を表す。)
(式〔3〕において、R3はアルカリ金属または水素を表す。)
(式〔4〕において、R4、R5はアルキル、置換アルキルを表し、M2はアルカリ金属、アルカリ土金属を表し、nは整数を表す。)
(式〔5〕において、R6は水素、アルキル、置換アルキルを表し、R7はアルカリ金属、水素、アルキル、置換アルキルを表す。)
(式〔6〕において、n、mは整数を表す。)
(式〔7〕において、R8はアルキル、置換アルキルを表す。)
(式〔8〕において、R9、R10はアルキル、置換アルキルを表す。)
(式〔1〕、〔2〕において、R1、R2はアルキル、置換アルキルを表し、M1は水素、アルカリ金属を表す。)
本発明の表面処理めっき材は一実施形態において、前記めっき材表面に存在する前記D構成化合物の付着量が、合計で0.005〜10.0μg/mm2である。
本発明の表面処理めっき材は別の一実施形態において、前記めっき材が、前記基材上に形成された、Ni、Cr、Mn、Fe、Co及びCu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種以上で構成された下層と、前記下層上に形成された、前記A構成元素群から選択された1種又は2種以上と、Sn及びIn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種とで構成された中層と、前記中層上に形成された、前記B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C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を備える。
本発明の表面処理めっき材は更に別の一実施形態において、前記下層の厚みが0.05μm以上5.00μm未満であり、前記中層の厚みが0.01μm以上0.40μm未満であり、前記上層の厚みが0.02μm以上1.00μm未満である。
本発明の表面処理めっき材は更に別の一実施形態において、前記上層が、前記B構成元素群の金属を10〜50at%含有する。
本発明の表面処理めっき材は更に別の一実施形態において、前記上層に、Snを11.8〜22.9at%含むSnAg合金であるζ(ゼータ)相が存在する。
本発明の表面処理めっき材は更に別の一実施形態において、前記上層に、Ag3Snであるε(イプシロン)相が存在する。
本発明の表面処理めっき材は更に別の一実施形態において、前記上層に、Snを11.8〜22.9at%含むSnAg合金であるζ(ゼータ)相と、Ag3Snであるε(イプシロン)相とが存在する。
本発明の表面処理めっき材は更に別の一実施形態において、前記上層に、Ag3Snであるε(イプシロン)相のみが存在する。
本発明の表面処理めっき材は更に別の一実施形態において、前記上層に、Ag3Snであるε(イプシロン)相と、Sn単相であるβSnとが存在する。
本発明の表面処理めっき材は更に別の一実施形態において、前記上層に、Snを11.8〜22.9at%含むSnAg合金であるζ(ゼータ)相と、Ag3Snであるε(イプシロン)相と、Sn単相であるβSnとが存在する。
本発明の表面処理めっき材は更に別の一実施形態において、前記中層が、前記B構成元素群の金属を35at%以上含有する。
本発明の表面処理めっき材は更に別の一実施形態において、前記中層に、Ni3Sn4が存在する。
本発明の表面処理めっき材は更に別の一実施形態において、前記中層に、Ni3Sn4と、Sn単相であるβSnとが存在する。
本発明の表面処理めっき材は更に別の一実施形態において、前記上層と前記中層との厚みの比が、上層:中層=9:1〜3:7である。
本発明の表面処理めっき材は更に別の一実施形態において、超微小硬さ計により、前記上層の表面に荷重3mNで打痕を打って測定して得られた硬度である、前記上層の表面の押し込み硬さが1000MPa以上10000MPa以下である。
本発明の表面処理めっき材は更に別の一実施形態において、前記上層の表面の算術平均高さ(Ra)が0.3μm以下である。
本発明の表面処理めっき材は更に別の一実施形態において、前記上層の表面の最大高さ(Rz)が3μm以下である。
本発明の表面処理めっき材は更に別の一実施形態において、前記A構成元素群の金属がNi、Cr、Mn、Fe、Co、Cuの合計で50mass%以上であり、さらにB、P、Sn及びZnからなる群から選択された1種又は2種以上を含む。
本発明の表面処理めっき材は更に別の一実施形態において、前記B構成元素群の金属がSnとInとの合計で50mass%以上であり、残合金成分がAg、Au、Bi、Cd、Co、Cr、Cu、Fe、Mn、Mo、Ni、Pb、Sb、WおよびZnからなる群から選択された1種または2種以上の金属からなる。
本発明の表面処理めっき材は更に別の一実施形態において、前記C構成元素群の金属がAgとAuとPtとPdとRuとRhとOsとIrとの合計で50mass%以上であり、残合金成分がBi、Cd、Co、Cu、Fe、In、Mn、Mo、Ni、Pb、Sb、Se、Sn、W、TlおよびZnからなる群から選択された1種または2種以上の金属からなる。
本発明の表面処理めっき材は更に別の一実施形態において、前記中層が、Ni3SnとNi3Sn2とで構成されている。
本発明の表面処理めっき材は更に別の一実施形態において、前記中層が、Ni3Sn2で構成されている。
本発明の表面処理めっき材は更に別の一実施形態において、前記中層が、Ni3Sn4で構成されている。
本発明の表面処理めっき材は更に別の一実施形態において、前記下層と中層との間に、さらにA構成元素群の金属とC構成元素群の金属との合金で構成された層を備える。
本発明は別の一側面において、本発明の表面処理めっき材を接点部分に備えたコネクタ端子である。
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備えたコネクタである。
本発明は更に別の一側面において、本発明の表面処理めっき材を接点部分に備えたFFC端子である。
本発明は更に別の一側面において、本発明のFFC端子を備えたFFCである。
本発明は更に別の一側面において、本発明のFFC端子を備えたFPCである。
本発明は更に別の一側面において、本発明の表面処理めっき材を外部接続用電極に備えた電子部品である。
本発明は更に別の一側面において、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を備えた電子部品であり、前記圧入型端子が、本発明の表面処理めっき材である電子部品である。
本発明によれば、ウィスカの発生が抑制され、且つ、高温環境下に曝されても良好なはんだ付け性及び低接触抵抗を保持し、且つ、端子・コネクタの挿入力が低い表面処理めっき材を提供することができる。
以下、本発明の実施形態に係る表面処理めっき材について説明する。図1に示すように、本発明の実施形態に係る表面処理めっき材10は、基材11上に下層である層12が形成され、層12上に中層である層13が形成され、層13上に上層である層14が形成されている。また、本発明の実施形態に係る表面処理めっき材10は、基材11上に下地めっきまたは下層である層12が形成され、層12上に層12とSn・In系めっきとの合金層または中層である層13が形成され、層13上にSnまたはInを含有するめっき層または上層である層14が形成されていてもよい。
<表面処理めっき材の構成>
本発明の実施形態に係る表面処理めっき材は、基材11に上層である層14が設けられ、前記上層がSnまたはInを含有するめっき材を備える。前記めっき材表面に後述の一般式〔1〕または〔2〕で表される化合物と、後述の一般式〔3〕で表される化合物とを含み、さらに後述の一般式〔4〕〜〔8〕で表されるD構成化合物群から選択された1種もしくは2種以上が前記上層側の表面に付着している。
本発明の実施形態に係る表面処理めっき材は、基材11に上層である層14が設けられ、前記上層がSnまたはInを含有するめっき材を備える。前記めっき材表面に後述の一般式〔1〕または〔2〕で表される化合物と、後述の一般式〔3〕で表される化合物とを含み、さらに後述の一般式〔4〕〜〔8〕で表されるD構成化合物群から選択された1種もしくは2種以上が前記上層側の表面に付着している。
(基材11)
基材11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(フレキシブルプリント基板、Flexible Printed Circuits)またはFFC(フレキシブルフラットケーブル、Flexible Flat Cable)基材上の電極部分などがある。
基材11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(フレキシブルプリント基板、Flexible Printed Circuits)またはFFC(フレキシブルフラットケーブル、Flexible Flat Cable)基材上の電極部分などがある。
(層14)
図1に示される層14は、SnまたはInを含有するめっき、またはSn及びIn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種と、Ag、Au、Pt、Pd、Ru、Rh、Os及びIr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種類以上との合金で構成されていることが望ましい。
図1に示される層14は、SnまたはInを含有するめっき、またはSn及びIn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種と、Ag、Au、Pt、Pd、Ru、Rh、Os及びIr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種類以上との合金で構成されていることが望ましい。
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、例えば表面処理めっき材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、層14に耐ガス腐食性に劣るAg、層12に耐ガス腐食性に劣るNi、基材11に耐ガス腐食性に劣る銅及び銅合金を用いた場合には、表面処理めっき材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。
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11、層12及び層13の組成が層14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、層14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。
層14の厚みは0.02μm以上1.00μm未満であることが好ましい。層14の厚みが0.02μm未満であると、基材11や層12の組成が層14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層14が磨耗し、接触抵抗の高い層12が露出しやすくなるため耐微摺動磨耗性が悪く、微摺動によって接触抵抗が上昇しやすくなる。更に耐ガス腐食性が悪い層12が露出しやすくなるため耐ガス腐食性も悪く、ガス腐食試験を行うと外観が変色してしまう。一方、層14の厚みが1.00μm以上であると、硬い基材11または層12による薄膜潤滑効果が低下して凝着磨耗が大きくなりやすい。また機械的耐久性が低下して、めっき削れが発生しやすくなる。
層14は、純Snまたは純In、あるいはこれら元素を含有する合金めっきであるが、B構成元素群の金属を10〜50at%含有することが好ましい。B構成元素群の金属が10at%未満であると、例えばC構成元素群の金属がAgの場合、耐ガス腐食性が悪く、ガス腐食試験を行うと外観が変色する場合がある。一方、B構成元素群の金属が50at%を超えると、層14におけるB構成元素群の金属の割合が大きくなって凝着磨耗が大きくなり、またウィスカも発生しやすくなる。更に耐微摺動磨耗性が悪い場合もある。
層14に、Snを11.8〜22.9at%含むSnAg合金であるζ(ゼータ)相が存在することが好ましい。当該ζ(ゼータ)相が存在することで耐ガス腐食性が向上し、ガス腐食試験を行っても外観が変色し難くなる。
層14に、ζ(ゼータ)相と、Ag3Snであるε(イプシロン)相とが存在することが好ましい。ε(イプシロン)相の存在によって、層14にζ(ゼータ)相のみが存在する場合と比較して皮膜が硬くなり凝着磨耗が低下する。また層14のSn割合が多くなることで耐ガス腐食性が向上する。
層14に、Ag3Snであるε(イプシロン)相のみが存在することが好ましい。上層14にε(イプシロン)相が単独に存在することによって、層14にζ(ゼータ)相とAg3Snであるε(イプシロン)相とが存在する場合と比較して皮膜が更に硬くなり凝着磨耗が低下する。また層14のSn割合がより多くなることで耐ガス腐食性も向上する。
層14に、Ag3Snであるε(イプシロン)相と、Sn単相であるβSnとが存在することが好ましい。Ag3Snであるε(イプシロン)相と、Sn単相であるβSnとが存在することによって、層14にε(イプシロン)相のみが存在する場合と比較して更に上層のSn割合がより多くなることで耐ガス腐食性が向上する。
層14に、Snを11.8〜22.9at%含むSnAg合金であるζ(ゼータ)相と、Ag3Snであるε(イプシロン)相と、Sn単相であるβSnとが存在することが好ましい。ζ(ゼータ)相と、Ag3Snであるε(イプシロン)相と、Sn単相であるβSnとが存在することによって、耐ガス腐食性が向上し、ガス腐食試験を行っても外観が変色しにくく、凝着磨耗が低下する。この組成は拡散で生じるものであり、平衡状態の構造ではない。
層14がβSn単独では存在してはいけない。βSn単独での存在の場合には、凝着磨耗が大きく、ウィスカも発生し、耐熱性及び耐微摺動磨耗性等が劣化する。
(層13)
図1に示される層13が層12と層14との間に形成されていることが好ましい。層13は、Sn・In系めっきと層12との合金層、またはNi、Cr、Mn、Fe、Co及びCu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種以上と、Sn及びIn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種とで構成されている。層13は、0.01μm以上0.40μm未満の厚さで形成されていることが好ましい。
図1に示される層13が層12と層14との間に形成されていることが好ましい。層13は、Sn・In系めっきと層12との合金層、またはNi、Cr、Mn、Fe、Co及びCu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種以上と、Sn及びIn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種とで構成されている。層13は、0.01μm以上0.40μm未満の厚さで形成されていることが好ましい。
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、下層12に耐ガス腐食性に劣るNi、基材11に耐ガス腐食性に劣る銅及び銅合金を用いた場合には、表面処理めっき材の耐ガス腐食性を向上させる働きがある。Ni、Cr、Mn、Fe、Co及びCuは、SnやInと比較して皮膜が硬いために凝着磨耗が生じにくく、基材11の構成金属が上層14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などの耐久性を向上させる。
層13の厚みが0.01μm以上であると皮膜が硬くなり凝着磨耗が減少する。一方中層13厚みが0.40μm以上であると曲げ加工性が低下し、また機械的耐久性が低下して、めっき削れが発生する場合もある。Sn及びInの中では、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。またNi、Cr、Mn、Fe、Co及びCuの中ではNiが好ましい。これはNiが硬くて凝着磨耗が生じにくく、また十分な曲げ加工性が得られるためである。
層13においてB構成元素群の金属が35at%以上であることが好ましい。Snが35at%以上になることで皮膜が硬くなり凝着磨耗が減少する場合がある。層13は、Ni3SnとNi3Sn2とで構成されていてもよく、Ni3Sn2又はNi3Sn4単独で構成されていてもよい。Ni3Sn、Ni3Sn2、Ni3Sn4が存在することによって耐熱性やはんだ濡れ性が向上する場合がある。層13に、Ni3Sn4と、Sn単相であるβSnとが存在することが好ましい。これらが存在することによって耐熱性やはんだ濡れ性は、Ni3Sn4とNi3Sn2が存在する場合と比較して耐熱性やはんだ濡れ性が向上する場合がある。
(層14の厚みと層14の最小厚みとの関係)
層14の最小厚み(μm)が層14の厚み(μm)の50%以上を満たすことが好ましい。層14の最小厚みが層14の厚みの50%未満であると、層14の表面粗さが粗いこととなり、接触抵抗が高く、はんだも濡れにくく、耐ガス腐食性が劣るNiが表面に露出しやすくなるため、耐熱性、はんだ濡れ性、耐ガス腐食性が悪くなる場合がある。
層14の最小厚み(μm)が層14の厚み(μm)の50%以上を満たすことが好ましい。層14の最小厚みが層14の厚みの50%未満であると、層14の表面粗さが粗いこととなり、接触抵抗が高く、はんだも濡れにくく、耐ガス腐食性が劣るNiが表面に露出しやすくなるため、耐熱性、はんだ濡れ性、耐ガス腐食性が悪くなる場合がある。
ここで、層14の厚みと上層14の最小厚みとの関係を把握する場所は、本発明の皮膜の作用効果を発揮する部分の平均的断面である。当該部分での、素材の正常表面プロフィール(オイルピット、エッチピット、スクラッチ、だ痕、その他表面欠陥部分を含まない)において正常に成膜処置された部分を示す。成膜前後でのプレス加工による変形部分等を含まないことはいうまでもない。
(層14と層13の厚さの割合及び組成)
層14と層13の厚みの比が、層14:層13=9:1〜3:7であることが好ましい。層14の割合が9を超えると、硬い基材11、層12及び層14よりも硬い層13に薄膜潤滑効果が低下して凝着磨耗が大きくなる。一方層14の割合が3を下回ると、接触抵抗が高く、はんだも濡れにくく、耐ガス腐食性が劣るNiが表面に露出しやすくなるため、耐熱性、はんだ濡れ性、耐微摺動磨耗性及び耐ガス腐食性が悪くなる場合がある。
層14と層13の厚みの比が、層14:層13=9:1〜3:7であることが好ましい。層14の割合が9を超えると、硬い基材11、層12及び層14よりも硬い層13に薄膜潤滑効果が低下して凝着磨耗が大きくなる。一方層14の割合が3を下回ると、接触抵抗が高く、はんだも濡れにくく、耐ガス腐食性が劣るNiが表面に露出しやすくなるため、耐熱性、はんだ濡れ性、耐微摺動磨耗性及び耐ガス腐食性が悪くなる場合がある。
また、層14から、層14の最表面から0.03μmの範囲を除く層13までにおいて、C、S、Oを、それぞれ2at%以下含有するのが好ましい。C、S、Oが2at%よりも多いと熱処理を施したときにこれら共析元素がガス化して均一な合金皮膜が形成できなくなるおそれがある。
(層12)
図1に示される層12が、基材11上に形成されているのが好ましい。層12は、任意の下地めっきまたはNi、Cr、Mn、Fe、Co及びCu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種以上で構成されている。Ni、Cr、Mn、Fe、Co及びCu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種以上の金属を用いて層12を形成することで、硬い下層12形成により薄膜潤滑効果が向上して凝着磨耗が低下し、下層12は基材11の構成金属が層14に拡散するのを防止して耐熱性やはんだ濡れ性などを向上させる。
図1に示される層12が、基材11上に形成されているのが好ましい。層12は、任意の下地めっきまたはNi、Cr、Mn、Fe、Co及びCu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種以上で構成されている。Ni、Cr、Mn、Fe、Co及びCu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種以上の金属を用いて層12を形成することで、硬い下層12形成により薄膜潤滑効果が向上して凝着磨耗が低下し、下層12は基材11の構成金属が層14に拡散するのを防止して耐熱性やはんだ濡れ性などを向上させる。
層12の厚みは0.05μm以上であることが好ましい。層12の厚みが0.05μm未満であると、硬い層12による薄膜潤滑効果が低下して凝着磨耗が大きくなりやすい。さらに基材11の構成金属は層14に拡散しやすくなり、耐熱性やはんだ濡れ性が劣化しやすい。一方、下層12の厚みは5.00μm未満であることが好ましい。厚みが5.00μm以上であると曲げ加工性が悪くなる傾向がある。
下層12と中層13との間に、さらにA構成元素群の金属とC構成元素群の金属との合金で構成された層を備えてもよい。当該層としては、例えば、Ni−Ag合金層が好ましい。このような層が層12と層13との間に形成されていれば、基材11の構成金属が層14に拡散するのをさらに良好に防止して耐熱性やはんだ濡れ性などを向上させる。
(A構成元素群)
A構成元素群の金属がNi、Cr、Mn、Fe、Co、Cuの合計で50mass%以上であり、さらにB、P、Sn及びZnからなる群から選択された1種又は2種以上を含んでも良い。層12の合金組成がこのような構成となることで、層12がより硬化することで更に薄膜潤滑効果が向上して更に凝着磨耗が低下し、層12の合金化は基材11の構成金属が上層に拡散するのを更に防止し、耐熱性やはんだ濡れ性等の耐久性を向上させる場合がある。
A構成元素群の金属がNi、Cr、Mn、Fe、Co、Cuの合計で50mass%以上であり、さらにB、P、Sn及びZnからなる群から選択された1種又は2種以上を含んでも良い。層12の合金組成がこのような構成となることで、層12がより硬化することで更に薄膜潤滑効果が向上して更に凝着磨耗が低下し、層12の合金化は基材11の構成金属が上層に拡散するのを更に防止し、耐熱性やはんだ濡れ性等の耐久性を向上させる場合がある。
(B構成元素群)
B構成元素群の金属がSnとInとの合計で50mass%以上であり、残合金成分がAg、As、Au、Bi、Cd、Co、Cr、Cu、Fe、Mn、Mo、Ni、Pb、Sb、W及びZnからなる群から選択された1種又は2種以上の金属からなっていても良い。これらの金属によって更に凝着磨耗が少なくし、またウィスカの発生を抑制し、さらに耐熱性やはんだ濡れ性等の耐久性を向上させる場合がある。
B構成元素群の金属がSnとInとの合計で50mass%以上であり、残合金成分がAg、As、Au、Bi、Cd、Co、Cr、Cu、Fe、Mn、Mo、Ni、Pb、Sb、W及びZnからなる群から選択された1種又は2種以上の金属からなっていても良い。これらの金属によって更に凝着磨耗が少なくし、またウィスカの発生を抑制し、さらに耐熱性やはんだ濡れ性等の耐久性を向上させる場合がある。
(C構成元素群)
C構成元素群の金属がAgとAuとPtとPdとRuとRhとOsとIrとの合計で50mass%以上であり、残合金成分がBi、Cd、Co、Cu、Fe、In、Mn、Mo、Ni、Pb、Sb、Se、Sn、W、Tl及びZnからなる群から選択された1種又は2種以上の金属からなっていても良い。これらの金属によって更に凝着磨耗を少なくし、またウィスカの発生を抑制し、さらに耐熱性やはんだ濡れ性等の耐久性を向上させる場合がある。
C構成元素群の金属がAgとAuとPtとPdとRuとRhとOsとIrとの合計で50mass%以上であり、残合金成分がBi、Cd、Co、Cu、Fe、In、Mn、Mo、Ni、Pb、Sb、Se、Sn、W、Tl及びZnからなる群から選択された1種又は2種以上の金属からなっていても良い。これらの金属によって更に凝着磨耗を少なくし、またウィスカの発生を抑制し、さらに耐熱性やはんだ濡れ性等の耐久性を向上させる場合がある。
(拡散処理)
層14、層13及び層12が、基材11上にA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、C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、B構成元素群から選択された1種又は2種類以上を成膜し、A構成元素群、B構成元素群及びC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B構成元素群の金属がSn、C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、また低ウィスカ性及び耐久性も更に向上させることができる。
層14、層13及び層12が、基材11上にA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、C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、B構成元素群から選択された1種又は2種類以上を成膜し、A構成元素群、B構成元素群及びC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B構成元素群の金属がSn、C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、また低ウィスカ性及び耐久性も更に向上させることができる。
(熱処理)
層14を形成させた後に更に凝着磨耗抑制し、また低ウィスカ性及び耐久性を更に向上させる目的で熱処理を施しても良い。熱処理によって層14のB構成元素群の金属とC構成元素群の金属、層13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り、Snの凝着力を一層小さくし、また低ウィスカ性及び耐久性も更に向上させることができる。
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B構成元素群の金属の融点以上の温度で行った方が層14のB構成元素群の金属とC構成元素群の金属、層13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。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。
層14を形成させた後に更に凝着磨耗抑制し、また低ウィスカ性及び耐久性を更に向上させる目的で熱処理を施しても良い。熱処理によって層14のB構成元素群の金属とC構成元素群の金属、層13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り、Snの凝着力を一層小さくし、また低ウィスカ性及び耐久性も更に向上させることができる。
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B構成元素群の金属の融点以上の温度で行った方が層14のB構成元素群の金属とC構成元素群の金属、層13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。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。
(後処理)
層14上に、または層14上に熱処理を施した後に、更に凝着磨耗を低下させ、また耐食性、耐熱性も向上させる目的で後処理を施す。後処理によって潤滑性が向上し、更に耐食性も向上しまた層14の酸化が抑制されて、耐熱性やはんだ濡れ性等の耐久性を向上させることができる。具体的な後処理としてはインヒビターとリン酸化合物を用いた防錆処理、有機化合物を用いた潤滑処理等がある。
層14上に、または層14上に熱処理を施した後に、更に凝着磨耗を低下させ、また耐食性、耐熱性も向上させる目的で後処理を施す。後処理によって潤滑性が向上し、更に耐食性も向上しまた層14の酸化が抑制されて、耐熱性やはんだ濡れ性等の耐久性を向上させることができる。具体的な後処理としてはインヒビターとリン酸化合物を用いた防錆処理、有機化合物を用いた潤滑処理等がある。
後処理としては、層14の表面を、1種又は2種以上のリン酸エステルと、メルカプトベンゾチアゾール系化合物、さらにD構成化合物群(潤滑、防錆剤)を含有する液(以下後処理液と呼ぶ)を用いて行う。
この後処理液の必須成分のひとつであるリン酸エステルは、めっきの酸化防止剤および潤滑剤としての機能を果たす。本発明に使用されるリン酸エステルは、一般式〔1〕および〔2〕で表される。一般式〔1〕で表される化合物のうち好ましいものを挙げると、ラウリル酸性リン酸モノエステルなどがある。一般式〔2〕で表される化合物のうち好ましいものを挙げると、ラウリル酸性ジリン酸エステルなどがある。
(式〔1〕、〔2〕において、R1、R2はアルキル、置換アルキルを表し、M1は水素、アルカリ金属を表す。)
後処理液のもうひとつの必須成分であるメルカプトベンゾチアゾール系化合物は、めっきの酸化防止、腐食防止としての機能をはたす。本発明に使用されるメルカプトベンゾチアゾール系化合物のうち好ましいものを挙げると、一般式〔3〕で示されるように、例えばメルカプトベンゾチアゾール、メルカプトベンゾチアゾールのNa塩、メルカプトベンゾチアゾールのK塩などがある。
後処理液に添加されるD構成化合物群は、潤滑、腐食防止としての機能をはたす。本発明に使用されるD構成化合物群を一般式〔4〕〜〔8〕で表し、本発明ではこれらの中から1種もしくは2種以上選択され後処理液に添加される。
一般式〔4〕のうち好ましいものを挙げると、ジノニルナフタレンスルフォン酸バリウム、ジノニルナフタレンスルフォン酸カルシウム、ジノニルナフタレンスルフォン酸亜鉛、ジノニルナフタレンスルフォン酸ナトリウム、ジノニルナフタレンスルフォン酸リチウム、などがある。
一般式〔5〕で表される化合物のなかで好ましいものを挙げると、ベンゾトリアゾール、ベンゾトリアゾールのNa塩などがある。
一般式〔6〕で表される化合物のなかで好ましいものを挙げると、パラフィンワックス、白色ワセリンなどがある。
一般式〔7〕で表される化合物のなかで好ましいものを挙げると、オレイン酸アミド、スレアリン酸アミド、ラウリン酸アミドなどがある。
一般式〔8〕で表される化合物のなかで好ましいものを挙げると、プロピレングリコールt−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルなどがある。
一般式〔4〕のうち好ましいものを挙げると、ジノニルナフタレンスルフォン酸バリウム、ジノニルナフタレンスルフォン酸カルシウム、ジノニルナフタレンスルフォン酸亜鉛、ジノニルナフタレンスルフォン酸ナトリウム、ジノニルナフタレンスルフォン酸リチウム、などがある。
一般式〔5〕で表される化合物のなかで好ましいものを挙げると、ベンゾトリアゾール、ベンゾトリアゾールのNa塩などがある。
一般式〔6〕で表される化合物のなかで好ましいものを挙げると、パラフィンワックス、白色ワセリンなどがある。
一般式〔7〕で表される化合物のなかで好ましいものを挙げると、オレイン酸アミド、スレアリン酸アミド、ラウリン酸アミドなどがある。
一般式〔8〕で表される化合物のなかで好ましいものを挙げると、プロピレングリコールt−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルなどがある。
本発明では層14の表面にD構成化合物が合計で0.005〜10.0μg/mm2とすると潤滑性が良好で、耐食性もより良好になるため好ましい。D構成化合物の付着量が0.005μg/mm2未満ではめっき材の潤滑性が不充分で、付着量が10.0μg/mm2を超えると外観悪化や接触抵抗が高くなるという不具合が発生する。
本発明の層14の表面における後処理成分の付着量を得るために、めっきを拡散または熱処理した後に後処理液中に浸漬処理、または後処理液中で電解処理、あるいは後処理液の塗布などを行う。さらに電解処理のあとに塗布を行うなどの組合せも可能である。
本発明の層14の表面における後処理成分の付着量を得るために、めっきを拡散または熱処理した後に後処理液中に浸漬処理、または後処理液中で電解処理、あるいは後処理液の塗布などを行う。さらに電解処理のあとに塗布を行うなどの組合せも可能である。
本発明のめっき材用の後処理液は、各成分を水中にエマルジョンにしたものや、メタノールなどの有機溶剤に各成分を溶解させたものなどが利用できる。
本発明の上層14の表面における後処理液成分の付着量を得るためのリン酸エステルの濃度は処理液全体の体積に対して、0.1〜10g/L、好ましくは0.5〜5g/Lである。一方ベンゾチアゾール系化合物濃度は処理液全体の体積に対して0.01〜1.0g/L、好ましくは0.05〜0.6g/Lである。またD構成化合物濃度は処理液全体の体積に対して、0.1〜50g/L、好ましくは0.5〜10g/Lである
後処理に時間的制約は特にないが、工業的観点からは一連の工程で行うのが好ましい。
本発明の上層14の表面における後処理液成分の付着量を得るためのリン酸エステルの濃度は処理液全体の体積に対して、0.1〜10g/L、好ましくは0.5〜5g/Lである。一方ベンゾチアゾール系化合物濃度は処理液全体の体積に対して0.01〜1.0g/L、好ましくは0.05〜0.6g/Lである。またD構成化合物濃度は処理液全体の体積に対して、0.1〜50g/L、好ましくは0.5〜10g/Lである
後処理に時間的制約は特にないが、工業的観点からは一連の工程で行うのが好ましい。
<表面処理めっき材の特性>
超微小硬さ試験により、層14の表面に荷重3mNで打痕を打って測定して得られた硬度である、層14の表面の押し込み硬さが1000MPa以上であることが好ましい。押し込み硬さが1000MPa以上であることによって硬い上層14による薄膜潤滑効果が向上し、凝着磨耗を低下させる。上層の表面の押し込み硬さが10000MPa以下であることが好ましい。上層14の表面の押し込み硬さが10000MPa以下であると、曲げ加工性が向上し、本発明の表面処理めっき材をプレス成形した場合に、成形した部分にクラックが入り難くなり、耐ガス腐食性低下を抑制する。
層14の表面の算術平均高さ(Ra)は0.3μm以下であるのが好ましい。層14の表面の算術平均高さ(Ra)が0.3μm以下であると比較的腐食しやすい凸部が少なくなり平滑となるため、耐ガス腐食性が向上する。
層14の表面の最大高さ(Rz)は3μm以下であるのが好ましい。上層14の表面の最大高さ(Rz)が3μm以下であると比較的腐食しやすい凸部が少なくなり平滑となるため、耐ガス腐食性が向上する。
超微小硬さ試験により、層14の表面に荷重3mNで打痕を打って測定して得られた硬度である、層14の表面の押し込み硬さが1000MPa以上であることが好ましい。押し込み硬さが1000MPa以上であることによって硬い上層14による薄膜潤滑効果が向上し、凝着磨耗を低下させる。上層の表面の押し込み硬さが10000MPa以下であることが好ましい。上層14の表面の押し込み硬さが10000MPa以下であると、曲げ加工性が向上し、本発明の表面処理めっき材をプレス成形した場合に、成形した部分にクラックが入り難くなり、耐ガス腐食性低下を抑制する。
層14の表面の算術平均高さ(Ra)は0.3μm以下であるのが好ましい。層14の表面の算術平均高さ(Ra)が0.3μm以下であると比較的腐食しやすい凸部が少なくなり平滑となるため、耐ガス腐食性が向上する。
層14の表面の最大高さ(Rz)は3μm以下であるのが好ましい。上層14の表面の最大高さ(Rz)が3μm以下であると比較的腐食しやすい凸部が少なくなり平滑となるため、耐ガス腐食性が向上する。
<表面処理めっき材の用途>
本発明の表面処理めっき材の用途は特に限定しないが、例えば表面処理めっき材を接点部分に用いたコネクタ端子、表面処理めっき材を接点部分に用いたFFC端子またはFPC端子、表面処理めっき材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。
また本発明の表面処理めっき材は、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表面処理めっき材であっても良いし、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表面処理めっき材にすることで、更に低挿抜性が向上する。
本発明の表面処理めっき材の用途は特に限定しないが、例えば表面処理めっき材を接点部分に用いたコネクタ端子、表面処理めっき材を接点部分に用いたFFC端子またはFPC端子、表面処理めっき材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。
また本発明の表面処理めっき材は、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表面処理めっき材であっても良いし、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表面処理めっき材にすることで、更に低挿抜性が向上する。
<表面処理めっき材の製造方法>
本発明の表面処理めっき材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。
本発明の表面処理めっき材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。
以下、本発明の実施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。
実施例及び比較例として、表1に示す条件で、電解脱脂、酸洗、第1めっき、第2めっき、第3めっき、及び、熱処理の順で表面処理を行った。
実施例及び比較例として、表1に示す条件で、電解脱脂、酸洗、第1めっき、第2めっき、第3めっき、及び、熱処理の順で表面処理を行った。
(素材)
(1)板材:厚み0.30mm、幅30mm、成分Cu−30Zn
(2)オス端子:厚み0.64mm、幅2.3mm、成分Cu−30Zn
(3)圧入型端子:常盤商行製、プレスフィット端子PCBコネクタ、R800
(1)板材:厚み0.30mm、幅30mm、成分Cu−30Zn
(2)オス端子:厚み0.64mm、幅2.3mm、成分Cu−30Zn
(3)圧入型端子:常盤商行製、プレスフィット端子PCBコネクタ、R800
(第1めっき条件)
(1)半光沢Niめっき
めっき方法: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
(2)光沢Niめっき
めっき方法: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
(3)Cuめっき
めっき方法: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
(4)無光沢Niめっき
めっき方法:電気めっき
めっき液:スルファミン酸Niめっき液
めっき温度:55℃
電流密度:0.5〜4A/dm2
(5)Ni−Pめっき
めっき方法:電気めっき
めっき液:スルファミン酸Niめっき液+亜リン酸塩
めっき温度:55℃
電流密度:0.5〜4A/dm2
(1)半光沢Niめっき
めっき方法: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
(2)光沢Niめっき
めっき方法: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
(3)Cuめっき
めっき方法: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
(4)無光沢Niめっき
めっき方法:電気めっき
めっき液:スルファミン酸Niめっき液
めっき温度:55℃
電流密度:0.5〜4A/dm2
(5)Ni−Pめっき
めっき方法:電気めっき
めっき液:スルファミン酸Niめっき液+亜リン酸塩
めっき温度:55℃
電流密度:0.5〜4A/dm2
(第2めっき条件)
(1)Agめっき
めっき方法:電気めっき
めっき液:シアン化Agめっき液
めっき温度:40℃
電流密度:0.2〜4A/dm2
(2)Snめっき
めっき方法: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
(1)Agめっき
めっき方法:電気めっき
めっき液:シアン化Agめっき液
めっき温度:40℃
電流密度:0.2〜4A/dm2
(2)Snめっき
めっき方法: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
(第3めっき条件)
(1)Snめっき条件
めっき方法: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
(2)Inめっき条件
めっき方法:電気めっき
めっき液:硫酸Inめっき液
めっき温度:30℃
電流密度:0.5〜2A/dm2
(1)Snめっき条件
めっき方法: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
(2)Inめっき条件
めっき方法:電気めっき
めっき液:硫酸Inめっき液
めっき温度:30℃
電流密度:0.5〜2A/dm2
(熱処理)
熱処理は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実施した。
熱処理は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実施した。
(後処理)
表面処理液として表1に示す各成分(リン酸エステル、メルカプト系化合物、D構成化合物)をイソパラフィン(C10〜C12)に溶解させ、この液を熱処理後のめっき材表面にスプレー噴射して塗布し、さらに温風により乾燥した。このときの表面処理条件は下記の表2に示した。めっき表面に付着したD構成化合物の量は、まずめっき材表面の付着物をメタノールに溶解させ、次にLC-QMS分析装置(Waters社製ACQUITY UPLC H−CLASS,ACQUITY QDa検出器)を用いて測定した。
表面処理液として表1に示す各成分(リン酸エステル、メルカプト系化合物、D構成化合物)をイソパラフィン(C10〜C12)に溶解させ、この液を熱処理後のめっき材表面にスプレー噴射して塗布し、さらに温風により乾燥した。このときの表面処理条件は下記の表2に示した。めっき表面に付着したD構成化合物の量は、まずめっき材表面の付着物をメタノールに溶解させ、次にLC-QMS分析装置(Waters社製ACQUITY UPLC H−CLASS,ACQUITY QDa検出器)を用いて測定した。
(上層及び中層の構造[組成]の決定及び厚み測定)
得られた試料の上層及び中層の構造の決定及び厚み測定は、STEM(走査型電子顕微鏡)分析による線分析で行った。分析した元素は、上層、中層及び下層の組成と、C、S及びOである。これら元素を指定元素とする。また、指定元素の合計を100%として、各元素の濃度(at%)を分析した。厚みは、線分析(または面分析)から求めた距離に対応する。STEM装置は、日本電子株式会社製JEM−2100Fを用いた。本装置の加速電圧は200kVである。
得られた試料の上層及び中層の構造の決定及び厚み測定は、任意の10点について評価を行って平均化した。
得られた試料の上層及び中層の構造の決定及び厚み測定は、STEM(走査型電子顕微鏡)分析による線分析で行った。分析した元素は、上層、中層及び下層の組成と、C、S及びOである。これら元素を指定元素とする。また、指定元素の合計を100%として、各元素の濃度(at%)を分析した。厚みは、線分析(または面分析)から求めた距離に対応する。STEM装置は、日本電子株式会社製JEM−2100Fを用いた。本装置の加速電圧は200kVである。
得られた試料の上層及び中層の構造の決定及び厚み測定は、任意の10点について評価を行って平均化した。
(下層の厚み測定)
下層の厚みは、蛍光X線膜厚計(Seiko Instruments製 SFT9550X、コリメータ0.1mmΦ)で測定した。
下層の厚み測定は、任意の10点について評価を行って平均化した。
下層の厚みは、蛍光X線膜厚計(Seiko Instruments製 SFT9550X、コリメータ0.1mmΦ)で測定した。
下層の厚み測定は、任意の10点について評価を行って平均化した。
(評価)
各試料について以下の評価を行った。
・凝着磨耗
凝着磨耗は、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、凝着磨耗は挿入力を用いて評価した。挿入力は、各サンプルの最大値を平均した値を採用した。凝着磨耗のブランク材としては、比較例5のサンプルを採用した。
凝着磨耗の目標は、比較例5の最大挿抜力と比較して70%未満である。
各試料について以下の評価を行った。
・凝着磨耗
凝着磨耗は、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、凝着磨耗は挿入力を用いて評価した。挿入力は、各サンプルの最大値を平均した値を採用した。凝着磨耗のブランク材としては、比較例5のサンプルを採用した。
凝着磨耗の目標は、比較例5の最大挿抜力と比較して70%未満である。
・接触抵抗
接触抵抗は、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50g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。
接触抵抗は、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50g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。
・耐熱性
耐熱性は、大気加熱(180℃×1000h)試験後のサンプルの接触抵抗を測定し、評価した。目標とする特性は、接触抵抗10mΩ以下であるが、最大の目標としては、接触抵抗が、耐熱性試験前後で変化がない(同等である)こととした。
耐熱性は、大気加熱(180℃×1000h)試験後のサンプルの接触抵抗を測定し、評価した。目標とする特性は、接触抵抗10mΩ以下であるが、最大の目標としては、接触抵抗が、耐熱性試験前後で変化がない(同等である)こととした。
・耐微摺動磨耗性
耐微摺動磨耗性は、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、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、摺動回数100回時に接触抵抗が100mΩ以下である。
耐微摺動磨耗性は、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、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、摺動回数100回時に接触抵抗が100mΩ以下である。
・はんだ濡れ性
はんだ濡れ性はめっき後のサンプルを評価した。ソルダーチェッカ(レスカ社製SAT−5200)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(250℃)を用いた。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、ゼロクロスタイム5秒(s)以下である。
はんだ濡れ性はめっき後のサンプルを評価した。ソルダーチェッカ(レスカ社製SAT−5200)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(250℃)を用いた。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、ゼロクロスタイム5秒(s)以下である。
・耐ガス腐食性
耐ガス腐食性は、下記の試験環境で評価した。耐ガス腐食性の評価は、環境試験を終えた試験後のサンプルの外観である。なお、目標とする特性は、外観が変色していないことか、実用上問題のない若干の変色である。
硫化水素ガス腐食試験
硫化水素濃度:10ppm
温度:40℃
湿度:80%RH
曝露時間:96h
サンプル数:5個
耐ガス腐食性は、下記の試験環境で評価した。耐ガス腐食性の評価は、環境試験を終えた試験後のサンプルの外観である。なお、目標とする特性は、外観が変色していないことか、実用上問題のない若干の変色である。
硫化水素ガス腐食試験
硫化水素濃度:10ppm
温度:40℃
湿度:80%RH
曝露時間:96h
サンプル数:5個
・機械的耐久性
機械的耐久性は、スルーホール(基板厚2mm、スルーホールΦ1mm)に挿入した圧入型端子をスルーホールから抜き出し、圧入型端子断面をSEM(JEOL社製、型式JSM−5410)にて100〜10000倍の倍率で観察して、粉の発生状況を確認した。粉の直径が5μm未満であるものを○とし、5〜10μm未満であるものを△とし、10μm以上のものを×とした。
機械的耐久性は、スルーホール(基板厚2mm、スルーホールΦ1mm)に挿入した圧入型端子をスルーホールから抜き出し、圧入型端子断面をSEM(JEOL社製、型式JSM−5410)にて100〜10000倍の倍率で観察して、粉の発生状況を確認した。粉の直径が5μm未満であるものを○とし、5〜10μm未満であるものを△とし、10μm以上のものを×とした。
・曲げ加工性
曲げ加工性は、W字型の金型を用いて試料の板厚と曲げ半径の比が1となる条件で90°曲げで評価した。評価は曲げ加工部表面を光学顕微鏡で観察し、クラックが観察されない場合の実用上問題ないと判断した場合には○とし、クラックが認められた場合を×とした。なお○と×との区別がつかない場合には△とした。
曲げ加工性は、W字型の金型を用いて試料の板厚と曲げ半径の比が1となる条件で90°曲げで評価した。評価は曲げ加工部表面を光学顕微鏡で観察し、クラックが観察されない場合の実用上問題ないと判断した場合には○とし、クラックが認められた場合を×とした。なお○と×との区別がつかない場合には△とした。
・表面粗さ
表面粗さ(算術平均高さ(Ra)及び最大高さ(Rz))の測定は、JIS B 0601に準拠し、非接触式三次元測定装置(三鷹光器社製、形式NH−3)を用いて行った。カットオフは0.25mm、測定長さは1.50mmで、1試料当たり5回測定した。
表面粗さ(算術平均高さ(Ra)及び最大高さ(Rz))の測定は、JIS B 0601に準拠し、非接触式三次元測定装置(三鷹光器社製、形式NH−3)を用いて行った。カットオフは0.25mm、測定長さは1.50mmで、1試料当たり5回測定した。
実施例A1〜29は、低ウィスカ性、高はんだ付け性、低接触抵抗及び低凝着磨耗性を有する表面処理めっき材であった。
実施例B1は、D構成化合物の付着量が0.003μg/mm2であり、実施例A1と比較すると付着量が少ないため、目標とする特性は得られたものの、凝着摩耗、挿入力がやや悪かった。
実施例B2は、D構成化合物の付着量が12μg/mm2であり、実施例A1と比較すると付着量が多いため、目標とする特性は得られたものの、接触抵抗がやや高かった。
実施例B3は、上層がε相とβSn層であり、実施例A1と比較すると上層のSnの割合が多いため、目標とする特性は得られ、長さ20μm以上のウィスカは発生しなかったものの、長さ20μm未満のウィスカが発生する場合があった。
実施例B4は、中層の組成がSn:Ni=37:63であり、実施例A1と比較するとNiの割合が高く、目標の特性が得られたものの曲げ加工性が若干悪かった。
実施例B5は、中層の厚みが0.2μmであり、実施例A1と比較すると中層の厚みが厚いため、目標とする特性は得られたものの、微摺動摩耗性が若干悪かった。
実施例B6は、下層がNi−Pめっきであり、実施例A1と比較すると上層の超微小硬さが硬く、目標とする特性は得られたものの、曲げ加工性が悪かった。
実施例B7は、上層厚みが0.01μmであり、実施例A1と比較すると上層の厚みが薄く、目標とする特性は得られたものの、耐熱性、微摺動摩耗性が若干悪かった。
実施例B8は、上層厚みが1.30μmであり、実施例A1と比較すると上層の厚みが厚く、目標の特性が得られたものの、曲げ加工性が若干悪かった。
実施例B9は、中層厚みが0.005μmであり、実施例A1と比較すると中層の厚みが薄く、目標の特性が得られたものの、耐熱性が若干悪かった。
実施例B10は、中層厚みが0.50μmであり、実施例A1と比較すると中層の厚みが厚く、目標の特性が得られたものの、曲げ加工性が若干悪かった。
実施例B11は、下層厚みが0.03μmであり、実施例A1と比較すると下層の厚みが薄く、目標の特性が得られたものの、耐熱性が若干悪かった。
実施例B12は、下層厚みが5.5μmであり、実施例A1と比較すると下層の厚みが厚く、目標とする特性は得られたものの、微摺動摩耗性が若干悪かった。
実施例B13は、中層がない(0μm)ものであり、実施例A1と比較すると目標とする特性は得られたものの、耐熱性が若干悪かった。
比較例1は、リン酸エステルを含有しない液で後処理したものであり、耐熱性、微摺動磨耗性、耐ガス、腐食性、機械的耐久性が悪かった。
比較例2は、メルカプトベンゾチアゾール系化合物を含有しない液で後処理したものであり、耐熱性、耐ガス、腐食性が悪かった。
比較例3は、D構成化合物を含有しない液で後処理したものであり、凝着摩耗、挿入力が悪かった。
比較例4は、上層がAg単独で存在したため、耐ガス(硫化水素)腐食試験で変色が発生した。
比較例5は、上層がSnで後処置を施していないため、凝着摩耗が大きく、耐熱性、微摺動摩耗性も悪かった。
実施例B1は、D構成化合物の付着量が0.003μg/mm2であり、実施例A1と比較すると付着量が少ないため、目標とする特性は得られたものの、凝着摩耗、挿入力がやや悪かった。
実施例B2は、D構成化合物の付着量が12μg/mm2であり、実施例A1と比較すると付着量が多いため、目標とする特性は得られたものの、接触抵抗がやや高かった。
実施例B3は、上層がε相とβSn層であり、実施例A1と比較すると上層のSnの割合が多いため、目標とする特性は得られ、長さ20μm以上のウィスカは発生しなかったものの、長さ20μm未満のウィスカが発生する場合があった。
実施例B4は、中層の組成がSn:Ni=37:63であり、実施例A1と比較するとNiの割合が高く、目標の特性が得られたものの曲げ加工性が若干悪かった。
実施例B5は、中層の厚みが0.2μmであり、実施例A1と比較すると中層の厚みが厚いため、目標とする特性は得られたものの、微摺動摩耗性が若干悪かった。
実施例B6は、下層がNi−Pめっきであり、実施例A1と比較すると上層の超微小硬さが硬く、目標とする特性は得られたものの、曲げ加工性が悪かった。
実施例B7は、上層厚みが0.01μmであり、実施例A1と比較すると上層の厚みが薄く、目標とする特性は得られたものの、耐熱性、微摺動摩耗性が若干悪かった。
実施例B8は、上層厚みが1.30μmであり、実施例A1と比較すると上層の厚みが厚く、目標の特性が得られたものの、曲げ加工性が若干悪かった。
実施例B9は、中層厚みが0.005μmであり、実施例A1と比較すると中層の厚みが薄く、目標の特性が得られたものの、耐熱性が若干悪かった。
実施例B10は、中層厚みが0.50μmであり、実施例A1と比較すると中層の厚みが厚く、目標の特性が得られたものの、曲げ加工性が若干悪かった。
実施例B11は、下層厚みが0.03μmであり、実施例A1と比較すると下層の厚みが薄く、目標の特性が得られたものの、耐熱性が若干悪かった。
実施例B12は、下層厚みが5.5μmであり、実施例A1と比較すると下層の厚みが厚く、目標とする特性は得られたものの、微摺動摩耗性が若干悪かった。
実施例B13は、中層がない(0μm)ものであり、実施例A1と比較すると目標とする特性は得られたものの、耐熱性が若干悪かった。
比較例1は、リン酸エステルを含有しない液で後処理したものであり、耐熱性、微摺動磨耗性、耐ガス、腐食性、機械的耐久性が悪かった。
比較例2は、メルカプトベンゾチアゾール系化合物を含有しない液で後処理したものであり、耐熱性、耐ガス、腐食性が悪かった。
比較例3は、D構成化合物を含有しない液で後処理したものであり、凝着摩耗、挿入力が悪かった。
比較例4は、上層がAg単独で存在したため、耐ガス(硫化水素)腐食試験で変色が発生した。
比較例5は、上層がSnで後処置を施していないため、凝着摩耗が大きく、耐熱性、微摺動摩耗性も悪かった。
10 表面処理めっき材
11 基材
12 層(下層)
13 層(中層)
14 層(上層)
11 基材
12 層(下層)
13 層(中層)
14 層(上層)
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、基材に上層が設けられ、前記上層がSnまたはInを含有するめっき材を備え、前記めっき材が、前記基材上に形成された、Ni、Cr、Mn、Fe、Co及びCu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種以上で構成された下層と、前記下層上に形成された、前記A構成元素群から選択された1種又は2種以上と、Sn及びIn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種とで構成された中層と、前記中層上に形成された、前記B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C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を備え、前記めっき材表面に下記一般式〔1〕または〔2〕で表される化合物と、下記一般式〔3〕で表される化合物とを含み、さらに下記一般式〔4〕〜〔8〕で表されるD構成化合物群から選択された1種もしくは2種以上を前記上層側の表面に付着させた表面処理めっき材である。
(式〔1〕、〔2〕において、R1、R2はアルキル、置換アルキルを表し、M1は水素、アルカリ金属を表す。)
(式〔3〕において、R3はアルカリ金属または水素を表す。)
(式〔4〕において、R4、R5はアルキル、置換アルキルを表し、M2はアルカリ金属、アルカリ土金属を表し、nは整数を表す。)
(式〔5〕において、R6は水素、アルキル、置換アルキルを表し、R7はアルカリ金属、水素、アルキル、置換アルキルを表す。)
(式〔6〕において、n、mは整数を表す。)
(式〔7〕において、R8はアルキル、置換アルキルを表す。)
(式〔8〕において、R9、R10はアルキル、置換アルキルを表す。)
(式〔1〕、〔2〕において、R1、R2はアルキル、置換アルキルを表し、M1は水素、アルカリ金属を表す。)
実施例A1〜27は、低ウィスカ性、高はんだ付け性、低接触抵抗及び低凝着磨耗性を有する表面処理めっき材であった。
実施例B1は、D構成化合物の付着量が0.003μg/mm2であり、実施例A1と比較すると付着量が少ないため、目標とする特性は得られたものの、凝着摩耗、挿入力がやや悪かった。
実施例B2は、D構成化合物の付着量が12μg/mm2であり、実施例A1と比較すると付着量が多いため、目標とする特性は得られたものの、接触抵抗がやや高かった。
実施例B3は、上層がε相とβSn層であり、実施例A1と比較すると上層のSnの割合が多いため、目標とする特性は得られ、長さ20μm以上のウィスカは発生しなかったものの、長さ20μm未満のウィスカが発生する場合があった。
実施例B4は、中層の組成がSn:Ni=37:63であり、実施例A1と比較するとNiの割合が高く、目標の特性が得られたものの曲げ加工性が若干悪かった。
実施例B5は、中層の厚みが0.2μmであり、実施例A1と比較すると中層の厚みが厚いため、目標とする特性は得られたものの、微摺動摩耗性が若干悪かった。
実施例B6は、下層がNi−Pめっきであり、実施例A1と比較すると上層の超微小硬さが硬く、目標とする特性は得られたものの、曲げ加工性が悪かった。
実施例B7は、上層厚みが0.01μmであり、実施例A1と比較すると上層の厚みが薄く、目標とする特性は得られたものの、耐熱性、微摺動摩耗性が若干悪かった。
実施例B8は、上層厚みが1.30μmであり、実施例A1と比較すると上層の厚みが厚く、目標の特性が得られたものの、曲げ加工性が若干悪かった。
実施例B9は、中層厚みが0.005μmであり、実施例A1と比較すると中層の厚みが薄く、目標の特性が得られたものの、耐熱性が若干悪かった。
実施例B10は、中層厚みが0.50μmであり、実施例A1と比較すると中層の厚みが厚く、目標の特性が得られたものの、曲げ加工性が若干悪かった。
実施例B11は、下層厚みが0.03μmであり、実施例A1と比較すると下層の厚みが薄く、目標の特性が得られたものの、耐熱性が若干悪かった。
実施例B12は、下層厚みが5.5μmであり、実施例A1と比較すると下層の厚みが厚く、目標とする特性は得られたものの、微摺動摩耗性が若干悪かった。
実施例B13は、中層がない(0μm)ものであり、実施例A1と比較すると目標とする特性は得られたものの、耐熱性が若干悪かった。
比較例1は、リン酸エステルを含有しない液で後処理したものであり、耐熱性、微摺動磨耗性、耐ガス、腐食性、機械的耐久性が悪かった。
比較例2は、メルカプトベンゾチアゾール系化合物を含有しない液で後処理したものであり、耐熱性、耐ガス、腐食性が悪かった。
比較例3は、D構成化合物を含有しない液で後処理したものであり、凝着摩耗、挿入力が悪かった。
比較例4は、上層がAg単独で存在したため、耐ガス(硫化水素)腐食試験で変色が発生した。
比較例5は、上層がSnで後処置を施していないため、凝着摩耗が大きく、耐熱性、微摺動摩耗性も悪かった。
実施例B1は、D構成化合物の付着量が0.003μg/mm2であり、実施例A1と比較すると付着量が少ないため、目標とする特性は得られたものの、凝着摩耗、挿入力がやや悪かった。
実施例B2は、D構成化合物の付着量が12μg/mm2であり、実施例A1と比較すると付着量が多いため、目標とする特性は得られたものの、接触抵抗がやや高かった。
実施例B3は、上層がε相とβSn層であり、実施例A1と比較すると上層のSnの割合が多いため、目標とする特性は得られ、長さ20μm以上のウィスカは発生しなかったものの、長さ20μm未満のウィスカが発生する場合があった。
実施例B4は、中層の組成がSn:Ni=37:63であり、実施例A1と比較するとNiの割合が高く、目標の特性が得られたものの曲げ加工性が若干悪かった。
実施例B5は、中層の厚みが0.2μmであり、実施例A1と比較すると中層の厚みが厚いため、目標とする特性は得られたものの、微摺動摩耗性が若干悪かった。
実施例B6は、下層がNi−Pめっきであり、実施例A1と比較すると上層の超微小硬さが硬く、目標とする特性は得られたものの、曲げ加工性が悪かった。
実施例B7は、上層厚みが0.01μmであり、実施例A1と比較すると上層の厚みが薄く、目標とする特性は得られたものの、耐熱性、微摺動摩耗性が若干悪かった。
実施例B8は、上層厚みが1.30μmであり、実施例A1と比較すると上層の厚みが厚く、目標の特性が得られたものの、曲げ加工性が若干悪かった。
実施例B9は、中層厚みが0.005μmであり、実施例A1と比較すると中層の厚みが薄く、目標の特性が得られたものの、耐熱性が若干悪かった。
実施例B10は、中層厚みが0.50μmであり、実施例A1と比較すると中層の厚みが厚く、目標の特性が得られたものの、曲げ加工性が若干悪かった。
実施例B11は、下層厚みが0.03μmであり、実施例A1と比較すると下層の厚みが薄く、目標の特性が得られたものの、耐熱性が若干悪かった。
実施例B12は、下層厚みが5.5μmであり、実施例A1と比較すると下層の厚みが厚く、目標とする特性は得られたものの、微摺動摩耗性が若干悪かった。
実施例B13は、中層がない(0μm)ものであり、実施例A1と比較すると目標とする特性は得られたものの、耐熱性が若干悪かった。
比較例1は、リン酸エステルを含有しない液で後処理したものであり、耐熱性、微摺動磨耗性、耐ガス、腐食性、機械的耐久性が悪かった。
比較例2は、メルカプトベンゾチアゾール系化合物を含有しない液で後処理したものであり、耐熱性、耐ガス、腐食性が悪かった。
比較例3は、D構成化合物を含有しない液で後処理したものであり、凝着摩耗、挿入力が悪かった。
比較例4は、上層がAg単独で存在したため、耐ガス(硫化水素)腐食試験で変色が発生した。
比較例5は、上層がSnで後処置を施していないため、凝着摩耗が大きく、耐熱性、微摺動摩耗性も悪かった。
Claims (32)
- 基材に上層が設けられ、前記上層がSnまたはInを含有するめっき材を備え、
前記めっき材表面に下記一般式〔1〕または〔2〕で表される化合物と、下記一般式〔3〕で表される化合物とを含み、さらに下記一般式〔4〕〜〔8〕で表されるD構成化合物群から選択された1種もしくは2種以上を前記上層側の表面に付着させた表面処理めっき材。
(式〔1〕、〔2〕において、R1、R2はアルキル、置換アルキルを表し、M1は水素、アルカリ金属を表す。)
- 前記めっき材表面に存在する前記D構成化合物の付着量が、合計で0.005〜10.0μg/mm2である請求項1に記載の表面処理めっき材。
- 前記めっき材が、前記基材上に形成された、Ni、Cr、Mn、Fe、Co及びCu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種以上で構成された下層と、
前記下層上に形成された、前記A構成元素群から選択された1種又は2種以上と、Sn及びIn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種とで構成された中層と、
前記中層上に形成された、前記B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C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
を備える請求項1または2に記載の表面処理めっき材。 - 前記下層の厚みが0.05μm以上5.00μm未満であり、
前記中層の厚みが0.01μm以上0.40μm未満であり、
前記上層の厚みが0.02μm以上1.00μm未満である請求項3に記載の表面処理めっき材。 - 前記上層が、前記B構成元素群の金属を10〜50at%含有する請求項3または4に記載の表面処理めっき材。
- 前記上層に、Snを11.8〜22.9at%含むSnAg合金であるζ(ゼータ)相が存在する請求項3〜5のいずれか一項に記載の表面処理めっき材。
- 前記上層に、Ag3Snであるε(イプシロン)相が存在する請求項3〜5のいずれか一項に記載の表面処理めっき材。
- 前記上層に、Snを11.8〜22.9at%含むSnAg合金であるζ(ゼータ)相と、Ag3Snであるε(イプシロン)相とが存在する請求項3〜5のいずれか一項に記載の表面処理めっき材。
- 前記上層に、Ag3Snであるε(イプシロン)相のみが存在する請求項3〜5のいずれか一項に記載の表面処理めっき材。
- 前記上層に、Ag3Snであるε(イプシロン)相と、Sn単相であるβSnとが存在する請求項3〜5のいずれか一項に記載の表面処理めっき材。
- 前記上層に、Snを11.8〜22.9at%含むSnAg合金であるζ(ゼータ)相と、Ag3Snであるε(イプシロン)相と、Sn単相であるβSnとが存在する請求項3〜5のいずれか一項に記載の表面処理めっき材。
- 前記中層が、前記B構成元素群の金属を35at%以上含有する請求項3〜11のいずれか一項に記載の表面処理めっき材。
- 前記中層に、Ni3Sn4が存在する請求項3〜11のいずれか一項に記載の表面処理めっき材。
- 前記中層に、Ni3Sn4と、Sn単相であるβSnとが存在する請求項3〜11のいずれか一項に記載の表面処理めっき材。
- 前記上層と前記中層との厚みの比が、上層:中層=9:1〜3:7である請求項3〜14のいずれか一項に記載の表面処理めっき材。
- 超微小硬さ計により、前記上層の表面に荷重3mNで打痕を打って測定して得られた硬度である、前記上層の表面の押し込み硬さが1000MPa以上10000MPa以下である請求項3〜15のいずれか一項に記載の表延処理めっき材。
- 前記上層の表面の算術平均高さ(Ra)が0.3μm以下である請求項3〜16のいずれか一項に記載の表面処理めっき材。
- 前記上層の表面の最大高さ(Rz)が3μm以下である請求項3〜17のいずれか一項に記載の表面処理めっき材。
- 前記A構成元素群の金属がNi、Cr、Mn、Fe、Co、Cuの合計で50mass%以上であり、さらにB、P、Sn及びZnからなる群から選択された1種又は2種以上を含む請求項3〜18のいずれか一項に記載の表面処理めっき材。
- 前記B構成元素群の金属がSnとInとの合計で50mass%以上であり、残合金成分がAg、Au、Bi、Cd、Co、Cr、Cu、Fe、Mn、Mo、Ni、Pb、Sb、WおよびZnからなる群から選択された1種または2種以上の金属からなる請求項3〜19のいずれか一項に記載の表面処理めっき材。
- 前記C構成元素群の金属がAgとAuとPtとPdとRuとRhとOsとIrとの合計で50mass%以上であり、残合金成分がBi、Cd、Co、Cu、Fe、In、Mn、Mo、Ni、Pb、Sb、Se、Sn、W、TlおよびZnからなる群から選択された1種または2種以上の金属からなる請求項3〜20のいずれか一項に記載の表面処理めっき材。
- 前記中層が、Ni3SnとNi3Sn2とで構成されている請求項3〜21のいずれか一項に記載の表面処理めっき材。
- 前記中層が、Ni3Sn2で構成されている請求項3〜21のいずれか一項に記載の表面処理めっき材。
- 前記中層が、Ni3Sn4で構成されている請求項3〜21のいずれか一項に記載の表面処理めっき材。
- 前記下層と中層との間に、さらにA構成元素群の金属とC構成元素群の金属との合金で構成された層を備える請求項3〜24のいずれか一項に記載の表面処理めっき材。
- 請求項1〜25のいずれか一項に記載の表面処理めっき材を接点部分に備えたコネクタ端子。
- 請求項26に記載のコネクタ端子を備えたコネクタ。
- 請求項1〜25のいずれか一項に記載の表面処理めっき材を接点部分に備えたFFC端子。
- 請求項28に記載のFFC端子を備えたFFC。
- 請求項28に記載のFFC端子を備えたFPC。
- 請求項1〜25のいずれか一項に記載の表面処理めっき材を外部接続用電極に備えた電子部品。
- 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を備えた電子部品であり、
前記圧入型端子が、請求項1〜25のいずれか一項に記載の表面処理めっき材である電子部品。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2020196910A (ja) * | 2019-05-31 | 2020-12-10 | 古河電気工業株式会社 | 電気接点用材料およびその製造方法、コネクタ端子、コネクタならびに電子部品 |
JP2020196909A (ja) * | 2019-05-31 | 2020-12-10 | 古河電気工業株式会社 | 電気接点用材料およびその製造方法、コネクタ端子、コネクタならびに電子部品 |
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2017
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JP2020196910A (ja) * | 2019-05-31 | 2020-12-10 | 古河電気工業株式会社 | 電気接点用材料およびその製造方法、コネクタ端子、コネクタならびに電子部品 |
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