JP4632380B2 - めっき被膜接続端子部材、これを用いた接続端子、これに用いられるめっき被膜材及び多層めっき材料、並びにめっき被膜接続端子部材の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、鉛を含まないめっき被膜を有する接続端子部材、これを用いた接続端子、これに用いられるめっき被膜材及び多層めっき材料、並びにめっき被膜接続端子部材の製造方法に関する。

電気的な接続の目的で使用される接続端子には、車載用端子からプリント回路基板に使われるコネクタ端子(以下ＰＣＢ端子)にいたるまで様々な用途のものがあり、そのそれぞれに適合した機能が要求される。図１２には、ＰＣＢ端子を模式化して示した断面図を示す。このＰＣＢ端子１００は雄端子５０及び雌端子６０で構成され、各端子の筐体５５，６５にはそれぞれ雄端子部材５１及び雌端子部材６１が挿設されている。この雌端子６０を全体として矢印（Ｓ）の方向に移動させて雄端子５５の受口５４に挿入すると、逆に針状の雄部材の挿抜部５１ａが筒状の雌部材に挿入され、電気的な接続状態が得られる。
端子部材の構造について雄端子部材５１に基づいて詳しく説明する。該端子部材５１は、ＴＡＢ（Tape Automated Bonding［テープ・オートメイテッド・ボンディング］）側で相手側の雌材と嵌合する挿抜部５１ａと、ＰＣＢ側ではんだ付けされるはんだ付け部５１ｂとを有する。このはんだ付け部５１ｂでリード線５２の導線と接続され、把持部５３で固定された部分を介して端子の外方に延出し、該リード線がプリント回路基板へとつなげられる。このようなＰＣＢ端子の端子部材としては、黄銅等の銅合金を母材とし、この表面にスズめっき層を形成したものが一般的である。このようにスズめっきを施すことにより、電気接触部の嵌合側では、低い接触抵抗で摺動性の良いものとすることができ、さらに表面に耐食性を付与することができる。一方、はんだ付け部では良好なはんだ付け性を実現することができる。

近年、ＰＣＢ端子の小型化及び接続端子部（ピン）数の高密度化に対する要求が高まっており、その対応として接続する際の挿入力を小さくすることが求められる。しかし、上述したようなスズめっきによるものでは、スズが軟質金属であるため挿入時に容易に塑性変形してしまい、その変形部が挿入時の抵抗となりかえって嵌合に大きな挿入力が必要となることがある。そこでスズめっき層の厚さを薄くすることが考えられる。しかし、これは通常はんだ付け性の低下をまねく。

さらに、スズめっき層はその内部応力や下地を含む基材金属の拡散等によりウィスカが発生しやすいという問題がある。ひとたびウィスカが発生し別の導電性部材等と電気的に接触するようなことがおこれば、短絡をおこしデバイスの動作に影響することはもとより、電子素子や半導体に重大な影響を与えることともなりかねない。この対策として、スズめっきを施した後にリフロー処理することが提案されている。また、上述したようなＰＣＢ端子において、特にファインピッチのものについては金めっきが使用されている。言うまでもなく、このような高価な金属の使用量を極力低減することが望まれる。

ところで、近年はんだ材料の成分が大きく変わった。従来、６３Ｓｎ−３７Ｐｂ（スズ−鉛）はんだが汎用されていたが、廃棄物処理法などの環境関連法規制により、鉛は特別管理物質に指定されているなど環境への影響が懸念されており、鉛を含まないはんだ（鉛フリーはんだ）への移行が急速に進んでいる。これに対応するために、鉛を含まないものを適用することが求められている。その上で上述したような摺動性及びはんだ付け性といった相反する特性の両立に加え、ウィスカの発生防止を実現しなければならず、これらを同時に満足する技術の開発は一層困難なものとなっている。

特許文献１はスズめっきの上にインジウムめっきを施したものを開示する。これにより外観とはんだ付け性が良好となるとされる。また、特許文献２はスズの電気めっき層の上に銀、ビスマス、銅、インジウム、又は亜鉛の電気めっき層を施したものを開示し、これにより、摺動性、はんだ付け性、耐食性を改善しうるとされる。

特開平１１−２７９７９１号公報 特開２００２−３１７２９５号公報

本件発明者らは、上述のような摺動性の向上とはんだ付け性の向上とを両立するために、１つの端子部材において挿抜部とはんだ付け部とでスズめっき層の厚さを異ならせる差厚めっきの利用を検討した。しかし鉛を含まないめっき層においてこれを実現するためにスズの層とスズ以外の金属材料の層とを組み合わせて用いるとき、差厚めっきされたものの摺動性とはんだ付け性の両立は困難であると考えられる。特に、リフロー処理をした場合、上記複数の金属は層内で合金化し場所による厚さの差により合金組成に差が生じることが考えられ、その特性の予測及び制御は一層難しくなる。

さらに本発明者らは、上述した各特性の良化とともにＰＣＢ端子用の端子部材を始めとしためっき被膜接続端子部材において、これを長期間使用したときのはんだ接合部の疲労耐久性をも向上することに着目した。その背景として例えば、車載用の接続端子はもとよりＰＣＢ端子のような微細なものにしてみても、近年、自動車や鉄道等の移動手段に搭載される複雑かつ高度な制御システムに組み込まれてきている。これをうけ、接続端子は微小化・精密化されながら、しかもその使用条件は動的なものとなっている。また、静的に使用される大型コンピュータやパーソナルコンピュータであっても疲労耐久性が必要ないとはいえない。コンピュータの内部、とくに内蔵されるＣＰＵ（中央処理装置）の周辺はかなりの高温になり、この使用時の温度の上昇と非使用時の徐冷とが日常頻繁に繰り返される。すると、端子接合部は熱の上昇・下降をうけ膨張と収縮とを繰り返し、亀裂の原因となるような歪を徐々に蓄積していくことが考えられる。用途によっては、長期間使用したときにもそのような亀裂破損等を生じない、十分に余裕をみた設計が求められる。

本発明は、上述したような鉛を含まないめっき被膜に求められる特有の課題に鑑み、コストが高くまた将来的な入手困難性も指摘されるレアメタルの使用量を抑えつつ、鉛フリーはんだに対するはんだ付け性（濡れ性）及び摺動性を両立して向上し、しかもウィスカの発生を抑制ないし防止することができるめっき被膜を有する接続端子部材の提供を目的とする。また、上記の良好な特性とともにはんだ付け温度を低減し、しかも疲労耐久性に優れるめっき被膜接続端子部材、それを用いた接続端子、及びそれに用いられるめっき被膜材、多層めっき材料の提供を目的とし、さらにその製造に特に適しためっき被膜接続端子部材の製造方法の提供を目的とする。

上記の課題は下記の手段により解決された。
（１）導電性基材の外側にスズもしくはスズ合金からなる第１めっき層と、該第１めっき層の表面にインジウムからなる第２めっき層とを有する多層めっき材料をリフローしてなる接続端子部材であって、
前記第１めっき層について、前記接続端子部材の挿抜部における厚さを０．３〜３μｍとし、前記接続端子部材のはんだ付け部における厚さを前記挿抜部の厚さより厚くし、
前記第２めっき層の厚さを０．０５〜０．２μｍとしたことを特徴とするめっき被膜接続端子部材。
（２）前記第１めっき層の前記挿抜部の厚さ（Ｔｓ）と前記はんだ付け部との厚さ（Ｔｈ）の差（Ｔｄ＝Ｔｈ−Ｔｓ）を１．０〜２．７μｍとしたことを特徴とする（１）に記載の接続端子部材。
（３）前記第１めっき層の前記挿抜部における厚さが１．５μｍ以上であることを特徴とする（１）又は（２）に記載の接続端子部材。
（４）前記第２めっき層の厚さが前記挿抜部及び前記はんだ付け部において均一にされたことを特徴とする（１）〜（３）のいずれか１項に記載の接続端子部材。
（５）前記リフロー処理により、前記第２めっき層のインジウムの濃度がめっき表面側から導電性基材側にむけ傾斜的に減少するようにしたことを特徴とする（１）〜（４）のいずれか１項に記載の接続端子部材。
（６）前記第１めっき層と前記導電性基材との間に、ニッケルまたはニッケル合金からなる下地めっき層が介在されている（１）〜（５）のいずれか１項に記載の接続端子部材。
（７）前記第１めっき層と前記導電性基材との間に、銅または銅合金からなる下地めっき層が介在されている（１）〜（６）のいずれか１項に記載の接続端子部材。
（８）前記第１めっき層が、スズ、スズ−銀合金、スズ−ビスマス合金、スズ−銅合金、及びスズ−銀−銅合金の群から選ばれる少なくとも１種からなることを特徴とする（１）〜（７）のいずれか１項に記載の接続端子部材。
（９）（１）〜（８）のいずれか１項に記載の接続端子部材を具備する接続端子。
（１０）導電性基材の外側にスズもしくはスズ合金からなる第１めっき層と、該第１めっき層の表面にインジウムからなる第２めっき層とを有する多層めっき材料をリフローしてなるめっき被膜材であって、前記第１めっき層の厚さを０．３〜３μｍとし、前記第２めっき層の厚さを０．０５〜０．２μｍとした接続端子用めっき被膜材であって、
前記第１めっき層について、所定の厚さの箇所とそれより薄い箇所とを設けたことを特徴とするめっき被膜材。
（１１）接続端子としたときに、前記第１めっき層の所定の厚さの箇所をそのはんだ付け部とし、それより薄い箇所をその挿抜部とすることを特徴とする（１０）に記載のめっき被膜材。
（１２）導電性基材の外側にスズもしくはスズ合金からなる第１めっき層と、該第１めっき層の表面にインジウムからなる第２めっき層とを有する多層めっき材料であって、前記第１めっき層の厚さを０．３〜３μｍとし、前記第２めっき層の厚さを０．０５〜０．２μｍとし、リフローして用いる接続端子用の多層めっき材料であって、前記第１めっき層について、所定の厚さの箇所とそれより薄い箇所とを設けたことを特徴とする多層めっき材料。
（１３）接続端子としたときに、前記第１めっき層の所定の厚さの箇所をそのはんだ付け部とし、それより薄い箇所をその挿抜部とすることを特徴とする（１２）に記載の多層めっき材料。
（１４）導電性基材の外側に、スズもしくはスズ合金からなる第１めっき層を形成し、該第１めっき層の表面にインジウムからなる第２めっき層を形成して接続端子部材の多層めっき材料とし、該多層めっき材料をリフローして挿抜部とはんだ付け部とを有する接続端子部材とするに当たり、
前記第１めっき層について、前記挿抜部における厚さを０．３〜３μｍとし、かつ前記はんだ付け部における厚さを前記挿抜部の厚さより厚くし、他方、前記第２めっき層の厚さを０．０５〜０．２μｍとして前記多層めっき材料とし、該多層めっき材料をリフローして接続端子部材とすることを特徴とするめっき被膜接続端子部材の製造方法。

本発明のめっき被膜接続端子部材は、鉛を含まないめっき被膜を有する端子部材に求められる特有の課題を解決し、コストが高くまた将来的な入手困難性も指摘されるレアメタルの使用量を抑えつつ、鉛フリーはんだに対するはんだ付け性（濡れ性）及び摺動性（挿抜性）の向上はもとより、ウィスカの発生及び成長を抑制・防止するという優れた作用効果を奏する。また、本発明のめっき被膜接続端子部材は、上記の良好な特性とともに、端子部材において求められるはんだ付け温度の低減を実現し、しかも高い疲労耐久性を示す。
本発明のめっき被膜材及び多層めっき材料は上述した端子部材の素材として特に適し、これを用いた端子部材において安定した導通とともに長期間の使用においてもはんだ接合部の破損等を起こさない高い耐久性及びそれに基づく機器の信頼性を実現する。
また、本発明の製造方法によれば、上述した良好な特性を有するめっき被膜接続端子を製造することができる。

本発明のめっき被膜接続端子を構成するめっき被膜接続端子部材の一実施形態についてその一部分の表面を模式的に示す断面図であり、図１（ａ）がリフロー前、図１（ｂ）がリフロー後の状態を示す。 本発明のめっき被膜接続端子部材の一実施形態を模式的に示す側面図（図２ａ）と、そのリフロー前のめっき被膜の厚さを示すグラフ（図２ｂ）である。 作製例で得られためっき被膜材（試験体）のスズとインジウムとの傾斜的な濃度分布を示すオージェ分析の結果を示すグラフである。 作製例で得られた別のめっき被膜材（試験体）のスズとインジウムとの傾斜的な濃度分布を示すオージェ分析の結果を示すグラフである。 作製例で得られた試験体のはんだ濡れ性試験の結果を示すグラフである。 作製例で得られた試験体のバウデン試験の結果を示すグラフである。 作製例で得られた試験体の表面状態を撮影した顕微鏡写真（図面代用写真）である（拡大倍率：１００倍）。 作製例で得られた別の試験体の表面状態を撮影した顕微鏡写真（図面代用写真）である（拡大倍率：１００倍）。 図９に示した試験体［Ｓｎ１．５μｍ／Ｉｎ０．２μｍ］（２０００ｈ）の表面状態を拡大して示した顕微鏡写真（図面代用写真）である。 図９に示した試験体［半光沢Ｓｎ（１．５μｍ）］（２０００ｈ）の表面状態を拡大して撮影した顕微鏡写真（図面代用写真）である。 めっき被膜材（試験体）の疲労寿命評価試験の方法を模式化して説明するための斜視図である。 ＰＣＢ端子の一般的な構造を模式的に示す一部断面図である。

本発明のめっき被膜接続端子に用いることができる導電性基材の材料、形状は特に限定されず、通常の半導体装置に用いられる材料、形状のものを用いることができる。具体的には少なくともその表面が導電性を有する材料であればよく、例えば、銅、鉄、ニッケル、アルミニウム、及びこれらの組み合せによる基材などをあげることができる。目的や用途に応じて適宜に選定することができ、中でも接続端子としての使用を考慮すると、少なくとも表面の構成材料は銅単体、銅合金、ステンレス、鉄系合金などが好ましい。導電性基材の形状は特に限定されないが、接続端子としての使用を考慮すると導電性基材の形状は、平板条やプレス済条が好ましい。

本発明において第１めっき層はスズもしくはスズ合金からなり、好ましくは、スズ（Ｓｎ）、スズ（Ｓｎ）−銀（Ａｇ）合金、スズ（Ｓｎ）−ビスマス（Ｂｉ）合金、スズ（Ｓｎ）−銅（Ｃｕ）合金、及びスズ（Ｓｎ）−銀（Ａｇ）−銅（Ｃｕ）合金の群から選ばれる少なくとも１種からなる。ここで、各金属ないし合金の融点は以下のとおりであり、後述するリフロー処理温度やインジウムの融点との関係で適用する材料を選定してもよい。なかでも、第１めっき層を構成する材料は、スズ、スズ−銀合金、スズ−ビスマス合金、又はスズ−銀−銅合金が好ましく、スズ又はスズ−銀合金がより好ましい。スズ単体の融点は２３１．９℃、スズ−３質量％銀合金は２２０℃、スズ−５質量％ビスマス合金は２２７℃、スズ−０．７質量％銅合金は２２７℃、スズ−３質量％銀−０．５質量％銅合金の融点は２１９℃である。スズ−銀合金の場合は銀含有量の上限値を４質量％とすることが好ましい。スズ−ビスマス合金の場合はビスマス含有量の上限値を５質量％とすることが好ましい。スズ−銅合金の場合は銅の含有量の上限値を１質量％とすることが好ましい。これらの合金において上記上限値の範囲内であると、クラックの抑制性やはんだ濡れ性が高まり好ましい。また、第２めっき層を構成するインジウムは、その融点が低く（１５６℃）、膜厚を細かく制御する目的から、第１めっき層の材料や厚さをそのばらつきの影響を打ち消すことができる範囲で適宜選定・調節することが好ましい。

本発明において、第１めっき層の厚さは０．３〜３μｍとされるが、その範囲で使用目的や用途に応じて適宜選択することができる。端子部材に使用したとき挿抜性を考慮したときには、第１めっき層の厚さを０．５〜１．５μｍとすることが好ましく、０．５〜１．０μｍとすることがより好ましい。さらに、接続端子部材としたときのはんだ付け性を考慮して、はんだ付け部の厚さを１．５〜３．０μｍとすることが好ましく、２．０〜３．０μｍとすることがより好ましい。挿抜部の第１めっき層の厚さ（Ｔｓ）とはんだ付け部の厚さ（Ｔｈ）との差（差厚Ｔｄ＝Ｔｈ−Ｔｓ）は用途や要求性能等に応じて適宜設定すればよいが、１．０〜２．７μｍとすることが好ましい。上記のように挿抜部とはんだ付け部の第１めっき層の厚さに差をもたせることにより、摺動性（挿抜性）とはんだ付け性の両立を実現することができる。

本発明のめっき被膜材において、第２めっき層にはインジウムが用いられる。第２めっき層の厚さは０．０５〜０．２μｍとされるが、使用目的等に応じて適宜選択することができる。接続端子部材としたときのはんだ付け性や摺動性、さらにはウィスカの抑制性及び耐疲労性等を特に考慮して、その厚さを０．０５〜０．１μｍとすることが好ましい。上記インジウムめっき層の厚さを上記の下限値以上とすることによりウィスカの発生を顕著に抑え、高い疲労耐久性を発現し、上記上限値以下とすることにより耐熱性が良化し、例えばリフロー時に生じるめっき表面の微細な凹凸も好適に防ぐことができる。さらに、比較的硬度の低い金属であるインジウムの量を上記範囲の少ない量に抑えたことと相俟って、良好な摺動性（挿抜性）を実現することができる。また、これを超えてインジウムの層を厚くするより、むしろ疲労寿命を最大化することができ好ましい。

本発明においては、前述のとおりめっき表面層側にあるインジウムと基材層側のスズないしスズ合金との厚さを上記範囲に規定したことにより、典型的な鉛フリーはんだであるＳｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕはんだと接合される場合に固液拡散が起こりはんだ濡れ性が高まる。また、表面層側のインジウムは低融点金属であるので、この点も相俟って実装する際のはんだ付け温度を低くすることが可能となる。さらに、本発明によれば、第２めっき層（表面層）のインジウムを０．０５〜０．２μｍという薄い厚さに抑えながら第１めっき層のスズないしその合金と組み合わせて所望の効果を奏するため、コスト面のみならず、レアメタルであるインジウムの使用量を僅少に抑えることができるという省資源の観点からも利点を有する。

本発明においては、上述の利点とともに、さらに第２めっき層を構成するインジウム層を薄層化し、これをリフロー処理することにより傾斜した濃度分布としたことにより特有の作用がもたらされる。
まず、ウィスカの発生を抑制する作用が挙げられる。このように両層の金属が濃度勾配をもって傾斜的に存在することによる相互作用について推定を含めていえば下記のように説明される。すなわち、上記特定の厚さで敷設されたスズもしくはスズ合金層と表面層側のインジウム層とをリフローすることによって、表面相側のインジウムを下地金属側に適度に拡散し傾斜的に配置すると、インジウムのもつ適度なクリープ性が得られ、ウィスカの発生・成長を抑止すると考えられる。つまりスズないしスズ合金層中の内部応力が緩和され、その結果ウィスカの発生が効果的に抑制される。

さらに本発明においては、上記のようにスズないしスズ合金の層に対してインジウム層の厚さを上記の特定の範囲を超えないよう薄く規定したことで、リフローしたときにかえってはんだ付けしたものの疲労耐久性を高めることができる。そのため、例えばＰＣＢ端子や車載用端子としたときに不慮の停止等が許されないような分野や用途に適用される場合にも、極めて高い信頼性を実現することができる。さらには、内部温度の上昇／下降の大きい大型のコンピュータ等においても長期間の連続使用に好適に対応することができる。特に現在主流のはんだであるＳｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕでは従前のＳｎ−３７Ｐｂはんだに比べクラックが入りやすく疲労寿命が短くなるとの懸念もあるが、本発明によればそのような点が顕在化しうるアプリケーションにも好適に対応することができる。このような効果が得られる作用機序については未だ未解明の点があるが、上述した２種の金属を傾斜的に配置したためにもたらされるめっき被膜膜内での応力緩和効果が関与するものと考えられる。

ところで、接続端子等におけるはんだ付け温度は、鉛入りはんだであるＳｎ−３７Ｐｂを使用していた２２０℃から、鉛フリーはんだのＳｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕの２４０℃以上へ移行したため、その差の分大きく上昇している。これに対し本発明によれば、端子部材のはんだ濡れ性を高め、より低温で濡れやすくすることができる。そのため、各種端子部材の製造工程におけるはんだ付け温度を下げることができ大幅なエネルギー削減とともに信頼性の向上につながる。

接続端子部材とする熱処理としてのリフローの前の第１めっき層の厚さと第２めっき層の厚さの関係を以下のように調節することが好ましい。すなわち、第１めっき層の厚さ（ｔ_１）と第２めっき層の厚さ（ｔ_２）の比率（ｔ_２／ｔ_１）も考慮することが好ましい。第１めっき層の厚さと第２めっき層の厚さとの比率（ｔ_２／ｔ_１）は０．０２〜０．０４の範囲とすることが好ましい。この比率（ｔ_２／ｔ_１）を上記上限値以下とすることでウィスカの抑制・防止効果を一層好適に発現させることができ、上記下限値以上とすることで耐熱性を発揮させリフロー後の外観を良化することができる。

図１は、本発明のめっき被膜接続端子部材を構成するめっき被膜材の一実施形態についてその一部分の表面近傍を模式的に示す断面図であり、図１（ａ）がリフロー前、図１（ｂ）がリフロー後の状態を示す。リフロー前においては、導電性基材４の表面に、第１めっき層（スズもしくはスズ合金）１ａ及び第２めっき層（インジウム）が、その順で、上述したそれぞれの特定の層厚さｄ_１及びｄ_２で電気めっきにより形成されている。これにより多層めっき被膜３ａが構成されている。この多層めっき材料１０ａをリフロー処理することにより、特に融点に低いインジウムからなる第２めっき層２ａが溶けて流動し、インジウムがスズもしくはスズ合金からなる第１めっき層に拡散していく。この拡散の結果、インジウムの濃度がめっき層表面から基材４に向かって高−低の連続的な傾斜層ｄ_３を呈することになる。つまり、リフロー後のめっき被膜層３は傾斜していないか若干傾斜した濃度分布とされためっき外層（主にスズ，スズ合金）１と傾斜した濃度分布とされためっき内層（インジウム−スズないしスズ合金）２とからなる。

インジウムが傾斜した濃度で配置された傾斜層ｄ_３の厚さは特に限定されないが、リフロー前の第１めっき層と第２めっき層との厚さの合計（ｄ_１＋ｄ_２）の１〜１０％であることが好ましく、１〜５％であることがより好ましい。具体的な厚さでいうと、接続端子としての利用を考慮したとき、傾斜層ｄ_３が０．１〜０．５μｍであることが好ましく、０．１〜０．２μｍであることがより好ましい。なお、図１に示した部分では差厚めっきとなっていないが、差厚めっきとされたときにもリフロー後に傾斜的な金属材料の配置となることは同様である。このとき、本発明に規定される第１めっき層の厚さの範囲での差厚めっきとし、かつ本発明に規定される第２めっき層の厚さとしたため、例えば挿抜部とはんだ付け部とで第２めっき層の厚さを変える等の迂遠な処理を必要とせず所望の作用効果が得られるため好ましい。

接続端子部材とする熱処理としてのリフローの条件は、基材及びめっきの厚さ等を考慮して設定してもよい。本発明によれば、この熱処理としてリフローとはんだ付けにおける加熱処理とをかねてもよく、この加熱処理温度を低減することができ好ましい。上記熱処理としてリフローするときの炉内雰囲気温度としていえば、３００〜６００℃とすることが好ましい。リフロー処理する時間は１〜１０秒であることが好ましく、２〜５秒であることがより好ましい。リフロー処理温度が上記下限値以上であるとインジウムの拡散を十分に進行させ、所望の傾斜状態が得られる点で好ましい。リフロー温度が上記上限値以下であると、インジウムの傾斜を必要以上に進行させず例えばウィスカの抑制性を十分に発揮させることができ、また電子部品等の品質維持にも対応することができる。

本発明のめっき被膜材においては、スズないしスズ合金のめっきに先立ち、導電性基材の表面に予め下地層を配設しておくことが好ましい。下地層としては、ニッケルまたはニッケル合金からなる層を電気めっきにより形成することが挙げられる。これらの下地めっき層は導電性基材の銅などの熱拡散を抑制するためのバリアとして有効に機能し、この上に形成された２層構造のめっき層の耐熱性を向上させることができる。また、ニッケル合金を下地めっきとして施しておくと、リフロー時の銅のめっき層への拡散を抑制ないし防止することができ好ましい。さらにまた、導電性基材の表面に予め銅または銅合金を下地めっきしておくことにより、一層良好な導電性を付与することができ好ましい。他方、第２めっき層の外側に他の層等を設けてもよい。

本発明の製造方法の好ましい実施態様を挙げると、下記（１）〜（９）の工程を適宜組み合せることが挙げられ、これらをその順で順次行うことが好ましい。（１）導電性基材を浸漬脱脂し必要により水洗する工程、（２）電解脱脂し必要により水洗する工程、（３）酸洗浄し必要により水洗する工程、（４）ニッケルめっき（電気めっき）を施し必要により水洗する工程、（５）スズめっき（電気めっき）を施し必要により水洗する工程、（６）インジウムめっき（電気めっき）を施し必要により水洗する工程、（７）乾燥工程、（８）多層めっき材料への熱処理としてのリフロー処理する工程、（９）雄端子ないし雌端子にリード線等をはんだ付けする工程。

浸漬脱脂する工程（１）では、市販の浸漬脱脂液を濃度２〜４％の範囲で、温度５０℃、約２０秒間で行うことが可能である。電解脱脂する工程（２）でも、それぞれ市販の電解脱脂液を濃度５％程度で、室温付近で電流密度２〜４Ａ／ｄｍ^２、約２０秒間で行うことが可能である。酸洗浄工程（３）は、好ましくは濃度５％硫酸で、室温、２０秒間で行うことが可能である。ニッケルめっき工程（４）は、スルファミン酸ニッケル浴を用いて約５５℃で、電流密度５Ａ／ｄｍ^２、３０秒間で行うことが可能である。スズめっき工程（５）は、酸性スズめっき浴を用いて約３０℃で、電流密度５Ａ／ｄｍ^２、４０秒間で行うことが可能である。インジウムめっき工程（６）は、めっき浴を用いて約３０℃で、電流密度０．５Ａ／ｄｍ^２、１２０秒間で行うことが可能である。このように、めっき工程における電流密度及びめっき処理時間を適宜設定して、第１めっき層（スズ，スズ合金）及び第２めっき層（インジウム）の厚さを上記特定のものとすることができる。

図２（ａ）は、本発明のめっき被膜接続端子部材の一実施形態を模式的に示す側面図であり、図２（ｂ）はリフロー前のめっき被膜層（第１めっき層及び第２めっき層）の厚さを示すグラフである。同図に示しためっき被膜接続端子部材（雄端子部材）７１は図１２に示した雄端子部材５１と同種のものであるが、多少形状の異なるものとして示している。雄端子部材７１はＴＡＢ側が針状の挿抜部７１ａとされ雌端子部材（図示せず）に挿入して接続される。一方、その反対側のプリント回路基板側は同様に針状ではあるがはんだ付けしてリード線と接続されるはんだ付け部７１ｂとされている。図２（ｂ）に示したように、リフロー前において同接続端子７１をなす多層めっき材料の第１めっき層は、挿抜部Ｉ〜III間においておよそ１．２μｍの厚さとされている。一方、はんだ付け部IV−Ｖ間においては第１めっき層が３μｍにまで厚くされている。第２めっき層は全体において０．２μｍの均一な厚さで配設されている。このように本実施形態の接続端子部材７１は挿抜部からはんだ付け部に向けて第１めっき層の厚さが増すように差厚めっきが適用され、所定の厚さの箇所とそれより薄い箇所とが設けられている。このようにすることで、従来実現が困難であった複数の要求特性を同時に満足し、すなわち、良好な挿抜性とはんだ付け性を両立することができることはもとより、ウィスカの発生を抑制し、疲労寿命を長期化することにより機器における耐久性及び信頼性を大幅に高めることができる。

以下、本発明について実施例に基づきさらに詳細に説明するが、本発明がこれにより限定して解釈されるものではない。
（作製例）
試験体１
０．６４ｍｍ（厚さ）×２０ｍｍ（幅）の黄銅（３５／６５黄銅）からなる導電性基材に、ニッケルからなる下地めっきを０．５μｍの厚さで設けた。その後、上記下地めっきの表面にスズめっき層１．５μｍを施し、さらにそのスズめっき層の表面にインジウムめっき層０．０５μｍを形成して多層めっき材料を得た。この多層めっき材料に対し、雰囲気温度４００〜４５０℃の条件でリフロー処理を行ない、めっき被膜材の試験体１を得た。この試験体１について、インジウム表面側から基材側にエッチングしスズとインジウムとの組成を測定するオージェ分析を行なった。その結果、表面側にインジウムが高濃度で存在し、基材側に進むにつれその濃度が減少していくことが確認できた（図３参照）。このとき、インジウムが傾斜的に配置された傾斜層ｄ_３の厚さは０．１μｍと算定された。

試験体２〜１０、ｃ１〜ｃ８
銅合金（導電性基材）、下地めっき、第１めっき層、第２めっき層を表１のように変えた以外、上記試験体１と同様にしてめっき被膜材を作製した。試験体１０について、上記と同様にオージェ分析を行なった。その結果、表面側にインジウムが高濃度で存在し、基材側に進むにつれその濃度が減少していくことが確認できた（図４参照）。このとき、インジウムが傾斜的に配置された傾斜層ｄ_３の厚さは０．１〜０．２μｍと算定された。

（実施例・比較例）
試験体１１〜１４、ｃ９
０．６４ｍｍ（厚さ）×２０ｍｍ（幅）の黄銅（３５／６５黄銅）からなる導電性基材を図２（ａ）の形に打ち抜いた後、ニッケルからなる下地めっきを０．５μｍの厚さで設けた。その後、上記下地めっきの表面に挿抜部はスズめっき層１．０μｍ、はんだ付け部はスズめっき層３．０μｍを施し、さらにそのスズめっき層の表面にインジウムめっき層０．２μｍを形成して多層めっき材料を得た。この多層めっき材料に対し、雰囲気温度４００〜４５０℃の条件でリフロー処理を行ない、めっき被膜材の試験体１１を得た。
試験体ｃ９については、試験体１１と同様の多層めっき材料を得た後、リフロー処理しなかった。試験体１２〜１４についてはめっき厚さを変えた以外は試験体１１と同様にして試験体を得た。

＜はんだ濡れ性試験＞
はんだ濡れ性は、ＪＩＳ Ｃ００５３ 環境試験方法−電気・電子−はんだ付け試験方法（平衡法）に準拠して行なった。溶融したはんだ（千住金属工業社製、Ｓｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ、フラックスマイルドロジン ＮＡ２００［商品名］）に、上で得た試験体１（Ｓｎ１．５／Ｉｎ０．０５）、試験体ｃ１（リフローＳｎ１．５）、試験体ｃ２（半光沢Ｓｎ１．５）を、はんだ温度２３０、２４０、２４５℃でそれぞれ２秒間浸漬して、そのはんだの濡れ性をゼロクロス時間として測定した。ゼロクロス時間とははんだが濡れ始めてから作用力がゼロとなるまでの時間であり短いほどはんだがめっき表面に濡れやすいことを示す。結果を図５に示した。試験体１２〜１４、ｃ９ははんだ付部のみ試験した。

＜摩擦特性試験＞
試験体１（Ｓｎ１．５／Ｉｎ０．０５）、試験体ｃ１（リフローＳｎ１．５）について、下記のようにして摩擦特性試験を行った。バウデン型磨耗試験機を用いて、荷重３００ｇ、摺動速度１００ｍｍ／分で試験を開始し、摺動距離１０ｍｍ、往復２０回摺動させた時の動摩擦係数を測定した。 結果を図６に示した。摩擦特性試験で得られる動摩擦係数について、試験体１は試験体ｃ１と同等もしくは同等以下であり、現行で使用されている試験体ｃ１で実用上の要求レベルを十分に満足していることから、試験体１はこの特性において良好な性能を示すことがわかる。なお、表２に示した本試験の結果について、試験体１２〜１４，ｃ９は挿抜部のみ試験した。

＜はんだ接合疲労試験＞
図１１に示すように、導電性基材（黄銅）４の上にめっき被膜（リフローされ傾斜状態となった第１めっき層及び第２めっき層）３を施した試験体片１０同士を、めっき層３同士が対面するよう重ね合わせ、その間に５０〜１００μｍの厚さに塗布したＳｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕはんだを介在させ２４５℃の条件ではんだ付け処理を行なった。インジウム層の厚さを変えた以外試験体１と同様にして試験体を作製し、これをはんだ接合疲労試験の供試材とし低サイクル疲労寿命を測定した。このとき、歪１％、速度５μｍ／ｓｅｃ、５００サイクルの条件を一方の供試材の末端においてその長さ方向（図中の振幅方向）に付加し、接合部の状態を目視または拡大観察により相対評価した。

＜ウィスカ感受性試験＞
試験体３（Ｓｎ２μｍ／Ｉｎ０．０５μｍ）、試験体ｃ４（半光沢Ｓｎ２μｍ）を常温（約２８℃）で５００、１０００、２０００、４０００時間放置後に、それぞれＳＥＭにより観察しめっき表面の状態を調べた。結果を図７に示す。同様にして試験体１、ｃ３についてＳＥＭ観察を行った結果（２０００ｈ）を図８〜１０に示した。

［各試験における評価基準］
・はんだ濡れ性（２４５℃）
◎・・・ゼロクロス時間が１．０秒未満の場合
△・・・ゼロクロス時間が１．０秒以上２秒未満の場合
×・・・ゼロクロス時間が２秒以上の場合
・ウィスカ感受性試験（２０００ｈ）
◎・・・ウィスカの発生が認められない
△・・・ウィスカの発生がわずかに認められた
×・・・ウィスカの発生が認められた

・摩擦特性試験
◎・・・動摩擦係数が試験体ｃ1と比較して同等もしくは小さい
○・・・動摩擦係数が試験体ｃ1と比較してやや大きい
×・・・動摩擦係数が試験体ｃ1と比較して大きい
・はんだ接合疲労試験
◎・・・クラック発生なし、またはクラックほとんどなし
○・・・ややクラックの発生あり
−・・・試験を実施していない

上記の結果から分かるように、本発明のめっき被膜接続端子に適用される厚さの第１めっき層及び第２めっき層を施されためっき被膜材はリフロー処理によりインジウムとスズとの傾斜的な濃度分布が実現され、良好なはんだ濡れ性と摺動性とを示し、しかもウィスカの発生防止性を示し、また高い耐疲労性（亀裂抑制性）が実現されることが分かる。

１ めっき内層（リフロー後の第１めっき層側の領域）
１ａ 第１めっき層
２ めっき外層（リフロー後の第２めっき層側の領域）
１ａ 第２めっき層
３ リフロー後のめっき被膜層
３ａ 多層めっき被膜
４ 導電性基材
１０ めっき被膜材（接続端子部材）
１０ａ 多層めっき材料（接続端子部材の前駆体）
５０ 雄端子
５１、７１ 雄端子部材
５１ａ、７１ａ 挿抜部
５１ｂ、７１ｂ はんだ付け部
５２ リード線
５３ 把持部
５４ 雄端子受口
５５ 雄端子筐体
６０ 雌端子
６１ 雌端子部材
６５ 雌端子筐体
１００ 端子（コネクター）

Claims (14)

1. 導電性基材の外側にスズもしくはスズ合金からなる第１めっき層と、該第１めっき層の表面にインジウムからなる第２めっき層とを有する多層めっき材料をリフローしてなる接続端子部材であって、
   前記第１めっき層について、前記接続端子部材の挿抜部における厚さを０．３〜３μｍとし、前記接続端子部材のはんだ付け部における厚さを前記挿抜部の厚さより厚くし、
   前記第２めっき層の厚さを０．０５〜０．２μｍとしたことを特徴とするめっき被膜接続端子部材。
2. 前記第１めっき層の前記挿抜部の厚さ（Ｔｓ）と前記はんだ付け部との厚さ（Ｔｈ）の差（Ｔｄ＝Ｔｈ−Ｔｓ）を１．０〜２．７μｍとしたことを特徴とする請求項１に記載の接続端子部材。
3. 前記第１めっき層の前記挿抜部における厚さが１．５μｍ以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の接続端子部材。
4. 前記第２めっき層の厚さが前記挿抜部及び前記はんだ付け部において均一にされたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の接続端子部材。
5. 前記リフロー処理により、前記第２めっき層のインジウムの濃度がめっき表面側から導電性基材側にむけ傾斜的に減少するようにしたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の接続端子部材。
6. 前記第１めっき層と前記導電性基材との間に、ニッケルまたはニッケル合金からなる下地めっき層が介在されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の接続端子部材。
7. 前記第１めっき層と前記導電性基材との間に、銅または銅合金からなる下地めっき層が介在されている請求項１〜６のいずれか１項に記載の接続端子部材。
8. 前記第１めっき層が、スズ、スズ−銀合金、スズ−ビスマス合金、スズ−銅合金、及びスズ−銀−銅合金の群から選ばれる少なくとも１種からなることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の接続端子部材。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の接続端子部材を具備する接続端子。
10. 導電性基材の外側にスズもしくはスズ合金からなる第１めっき層と、該第１めっき層の表面にインジウムからなる第２めっき層とを有する多層めっき材料をリフローしてなるめっき被膜材であって、前記第１めっき層の厚さを０．３〜３μｍとし、前記第２めっき層の厚さを０．０５〜０．２μｍとした接続端子用めっき被膜材であって、
    前記第１めっき層について、所定の厚さの箇所とそれより薄い箇所とを設けたことを特徴とするめっき被膜材。
11. 接続端子としたときに、前記第１めっき層の所定の厚さの箇所をそのはんだ付け部とし、それより薄い箇所をその挿抜部とすることを特徴とする請求項１０に記載のめっき被膜材。
12. 導電性基材の外側にスズもしくはスズ合金からなる第１めっき層と、該第１めっき層の表面にインジウムからなる第２めっき層とを有する多層めっき材料であって、前記第１めっき層の厚さを０．３〜３μｍとし、前記第２めっき層の厚さを０．０５〜０．２μｍとし、リフローして用いる接続端子用の多層めっき材料であって、前記第１めっき層について、所定の厚さの箇所とそれより薄い箇所とを設けたことを特徴とする多層めっき材料。
13. 接続端子としたときに、前記第１めっき層の所定の厚さの箇所をそのはんだ付け部とし、それより薄い箇所をその挿抜部とすることを特徴とする請求項１２に記載の多層めっき材料。
14. 導電性基材の外側に、スズもしくはスズ合金からなる第１めっき層を形成し、該第１めっき層の表面にインジウムからなる第２めっき層を形成して接続端子部材の多層めっき材料とし、該多層めっき材料をリフローして挿抜部とはんだ付け部とを有する接続端子部材とするに当たり、
    前記第１めっき層について、前記挿抜部における厚さを０．３〜３μｍとし、かつ前記はんだ付け部における厚さを前記挿抜部の厚さより厚くし、他方、前記第２めっき層の厚さを０．０５〜０．２μｍとして前記多層めっき材料とし、該多層めっき材料をリフローして接続端子部材とすることを特徴とするめっき被膜接続端子部材の製造方法。