JPH0373963B2 - - Google Patents
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- JPH0373963B2 JPH0373963B2 JP58157537A JP15753783A JPH0373963B2 JP H0373963 B2 JPH0373963 B2 JP H0373963B2 JP 58157537 A JP58157537 A JP 58157537A JP 15753783 A JP15753783 A JP 15753783A JP H0373963 B2 JPH0373963 B2 JP H0373963B2
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Landscapes
- Non-Insulated Conductors (AREA)
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- Contacts (AREA)
Description
本発明は電気、電子機器及びその部品の電気接
続部に用いる電気接続用Ag被覆材料に関するも
ので、特に耐熱性を向上して電気接続性を改善し
たものである。 Ag又はAg−Sb、Ag−Cu、Ag−Pd、Ag−Au
等のAg合金（以下これ等をAgと略記する）は、
耐食性の良導体でCu、Cu合金、Fe合金等の電気
接続用基材上に被覆し、電気、電子機器及びその
部品の電気接続部に用いられている。例えば帯状
基材上にAgを被覆し、これをプレスなどの機械
加工により所望形状に成型するか、又は帯状基材
を機械加工により所望形状に成型し、これにAg
を被覆して電気接続部材を得ている。Agは高価
な貴金属であり、その被覆は必要部分にのみ限ら
れており、例えば帯状基材上にストライプ状又は
スポツト状に被覆したものが、コネクター、リレ
ー、スイツチ等の接点やIC、LSI等のリードフレ
ームに用いられている。 このようなAg被覆材料はAg固有の物理的、化
学的性質、特に接触抵抗が小さく電気的接続性
と、半田付性やポンデイング性に優れた機械的接
続性を利用したものである。これ等特性には耐熱
性が要求されるケースが多く、例えば部品の製造
工程において、半田付け、ボンデイング、モール
ド、樹脂キユアー等が行なわれ、また機器への実
装過程でもプリント基板などに一括半田付けが行
なわれる。また部品の品質、信頼性の試験やデバ
ツキングに高温条件が義務付けられるケースも多
い。 しかるにAg被覆材料は上記高温条件でしばし
ば重大な欠陥を引き起すことが知られており、例
えばAg層が半田付けや機械的外力や変形により
剥離したり、或いは接触抵抗が異常に高くなるこ
とがある。これを防止するため基材とAg層間に
Ni中間層を介在させて、Ag被覆材料の耐食性と
耐熱性を改善したものが用いられている。Niは
耐食性でAg層のピンホールを介して基材表面が
腐食するのを防止すると共に、基材の卑金属元素
とAg層との拡散反応によるAgの消耗を防止し、
更に卑金属元素のAg層表面への浸出を防止する
目的で介在させたものである。しかしながらNi
中間層を介在させても、上記高温条件で同様の欠
陥がしばしば発生することが報告されている。 本発明者等はこれに鑑み上記欠陥発生の条件
と、その原因を究明した結果、Ag層の剥離や接
触抵抗の異常上昇の多くは、Ag層下の基材表面、
例えばCu、Cu合金などの表面が高温においてAg
層を通過するO2によつて酸化するために起るこ
とを知見した。即ちAgの酸化物は180℃以上の高
温で分解するため安定して存在せず、O2はAg層
内を自由に通過することになり、Ag層下の基材
表面に達して該表面を酸化し、Ag層との密着性
を低下し、更には接触抵抗の異常上昇をまねくも
のである。同様にしてNi中間層を介在させても、
Ni表面を酸化しAg層との密着性を低下し、接触
抵抗の異常上昇や半田付性の低下をまねくもので
ある。 本発明は上記知見に基きAg被覆材料の耐熱性
を向上させるため種々研究の結果、高温条件にお
けるAg層の剥離や接触抵抗の異常上昇を防止し、
電気的、機械的接続性を改善すると共に、Ag層
の厚さを薄くしても高度の特性を維持することが
できる省資源的、経済的な電気接続用Ag被覆材
料を開発したもので、電気接続用基材上にAgを
被覆した材料において、基材上にZnを10〜90％
含み、残部Feからなる合金の中間層を形成し、
その上にAgを被覆したことを特徴とするもので
ある。 即ち本発明は電気、電子機器及びその部品の電
気接続部に用いる基材の全面又は一部にAgを被
覆した材料において、基材とAg層間にZnを10〜
90％含み、残部Feからなる合金の中間層を設け
たもので、この中間層はAgと不溶又は難溶性で
高融点であり、基材としてのCu又はCu合金とも
比較的反応し難いFe元素と、Agに可溶で低温で
も拡散し易く、O2との親和力の大きいZn元素か
らなり、Fe元素とZn元素の協同効果によつて高
温条件におけるAg層の剥離及び接触抵抗の異常
上昇を防止し、Agの特性を維持向上したもので
ある。 しかして上記中間層中のZnの含有率を10〜90
％と限定した理由は、Znが10％未満ではZnのAg
中への拡散量が不充分であつてO2の透過により
Feが酸化し、Ag層の密着力が低下するためであ
る。またZnが90％を超えるとZnのAg中への拡散
が過剰となり、かつFe成分が少ないことから基
材の拡散バリヤーとしての効果が低下し、基材成
分までも拡散して変色が発生したり、基材元素と
Ag層との相互拡散によりAgが消耗して半田付性
が低下したりする不具合が発生するからである。 この中間層としては使用条件にもよるが、
0.05μ以上の厚さとすることにより実用上有効に
作用するもので、中間層のFe成分はAgの拡散消
耗を防止し、Zn成分は適度の拡散によつてAg層
の密着力を向上すると共に、透過O2によりFe成
分の酸化を防止する。Zn成分は透過O2と結合す
るが、Ag層の下層部に分散して分布するため、
実質上Zn成分酸化による影響はない。しかして
Fe成分とZn成分の何れかが10％未満の場合、及
び中間層の厚さが0.05μ未満の場合には実用上十
分な効果が得られない。 本発明Ag被覆材料は以上の構成からなり基材
上に中間層としてFe−Zn合金をメツキ、蒸着、
スパツタリング、機械的クラツデイング、溶接な
ど任意の手段により被覆し、その上に同様にして
Agを被覆することにより容易に製造することが
できる。中間層及びAg層の厚さは使用目的及び
条件にもよるが、Ag層としては0.1〜数μ、中間
層としては0.1〜3μ程度とすることが望ましい。 以下本発明を実施例について説明する。 実施例 １ 厚さ0.4mm、巾25mmのトランジスターリードフ
レーム用Sn入りCu条（Sn0.9％）を常法により脱
脂、活性化してから下記メツキ液を用い、第１表
に示す組合せの中間層とAg層をメツキしてAg被
覆材料を製造した。 トランジスターリードフレームはSiトランジス
ターチツプをマウンドする部分と、完成半導体を
プリント回路板にインサートする端子部分とをプ
レス加工した後、トランジスター製造ラインに供
給され、該ラインにおいて高Pb半田（95％Pb−
2.5％Ag−Sn）によるチツプの半田付けと、ボン
デイングの高温条件に耐え、プリント回路板への
実装が円滑に行なわれることが要求される。その
ため350℃の温度で20分間の大気加熱により外観
上異常がなく、MIL208の半田濡れ試験、即ち
235℃の共晶半田浴中に５秒間デツプして90％以
上の半田濡れが得られることが条件とされてい
る。 これに基いて製造したAg被覆材料について、
MIL208に基き温度235℃の共晶半田浴中に５秒
間デツプして半田濡れ性を試験すると共に、上記
チツプ半田付けの強度と健全性を保証するため、
390℃の温度に５分間加熱後、前記高半田を用い、
ロジンフラテツクスを使用して350℃の温度で、
厚さ0.1mm、巾５mmの銅箔と重ね合せて半田付け
し、これを引張試験して破断位置を比較した。こ
れ等の結果を第１表に併記した。 尚引張試験による破断位置については、銅箔部
での切断が正常のものである。 Fe−７％Znメツキ FeSO4・7H2O 450ｇ／ ZnSO4・7H2O 15ｇ／ CH3COONa・3H2O 15ｇ／ クエン酸 ５ｇ／ Na2SO4 30ｇ／ PH ３ 浴 温 50℃ 電流密度 10A／ｄm2 Fe−15％Znメツキ FeSO4・7H2O 450ｇ／ ZnSO4・7H2O 30ｇ／ CH3COONa・3H2O 15ｇ／ クエン酸 ５ｇ／ Na2SO4 30ｇ／ PH ３ 浴 温 50℃ 電流密度 10A／ｄm2 Fe−40％Znメツキ FeSO4・7H2O 350ｇ／ ZnSO4・7H2O 100ｇ／ CH3COONa・3H2O 15ｇ／ クエン酸 ５ｇ／ Na2SO4 40ｇ／ PH ３ 浴 温 50℃ 電流密度 10A／ｄm2 Fe−75％Znメツキ FeSO4・7H2O 300ｇ／ ZnSO4・7H2O 220ｇ／ CH3COONa・3H2O 30ｇ／ クエン酸 ５ｇ／ Na2SO4 40ｇ／ PH ３ 浴 温 50℃ 電流密度 10A／ｄm2 Fe−90％Znメツキ FeSO4・7H2O 200ｇ／ ZnSO4・7H2O 250ｇ／ CH3COONa・3H2O 30ｇ／ クエン酸 ５ｇ／ Na2SO4 30ｇ／ PH ３ 浴 温 50℃ 電流密度 10A／ｄm2 Agメツキ (1) ストライクメツキ AgCN ３ｇ／ KCN 30ｇ／ 浴 温 20℃ 電流密度 10A／ｄm2 (2) 厚付けメツキ AgCN 40ｇ／ KCN 50ｇ／ K2CO3 30ｇ／ 浴 温 20℃ 電流密度 2.5A／ｄm2 Niメツキ NiSO4・6H2O 240ｇ／ HiCl2・6H2O 30ｇ／ H3BO3 45ｇ／ PH 2.5 浴 温 20℃ 電流密度 5A／ｄm2 Feメツキ FeSO4・7H2O 310ｇ／ H2SO4 0.5ｇ／ 浴 温 25℃ 電流密度 2A／ｄm2 Fe−95％Znメツキ FeSO4・7H2O 200ｇ／ ZnSO4・7H2O 300ｇ／ CH3COONa・3H2O 30ｇ／ クエン酸 ５ｇ／ Na2SO4 40ｇ／ PH ３ 浴 温 50℃ 電流密度 10A／ｄm2
続部に用いる電気接続用Ag被覆材料に関するも
ので、特に耐熱性を向上して電気接続性を改善し
たものである。 Ag又はAg−Sb、Ag−Cu、Ag−Pd、Ag−Au
等のAg合金（以下これ等をAgと略記する）は、
耐食性の良導体でCu、Cu合金、Fe合金等の電気
接続用基材上に被覆し、電気、電子機器及びその
部品の電気接続部に用いられている。例えば帯状
基材上にAgを被覆し、これをプレスなどの機械
加工により所望形状に成型するか、又は帯状基材
を機械加工により所望形状に成型し、これにAg
を被覆して電気接続部材を得ている。Agは高価
な貴金属であり、その被覆は必要部分にのみ限ら
れており、例えば帯状基材上にストライプ状又は
スポツト状に被覆したものが、コネクター、リレ
ー、スイツチ等の接点やIC、LSI等のリードフレ
ームに用いられている。 このようなAg被覆材料はAg固有の物理的、化
学的性質、特に接触抵抗が小さく電気的接続性
と、半田付性やポンデイング性に優れた機械的接
続性を利用したものである。これ等特性には耐熱
性が要求されるケースが多く、例えば部品の製造
工程において、半田付け、ボンデイング、モール
ド、樹脂キユアー等が行なわれ、また機器への実
装過程でもプリント基板などに一括半田付けが行
なわれる。また部品の品質、信頼性の試験やデバ
ツキングに高温条件が義務付けられるケースも多
い。 しかるにAg被覆材料は上記高温条件でしばし
ば重大な欠陥を引き起すことが知られており、例
えばAg層が半田付けや機械的外力や変形により
剥離したり、或いは接触抵抗が異常に高くなるこ
とがある。これを防止するため基材とAg層間に
Ni中間層を介在させて、Ag被覆材料の耐食性と
耐熱性を改善したものが用いられている。Niは
耐食性でAg層のピンホールを介して基材表面が
腐食するのを防止すると共に、基材の卑金属元素
とAg層との拡散反応によるAgの消耗を防止し、
更に卑金属元素のAg層表面への浸出を防止する
目的で介在させたものである。しかしながらNi
中間層を介在させても、上記高温条件で同様の欠
陥がしばしば発生することが報告されている。 本発明者等はこれに鑑み上記欠陥発生の条件
と、その原因を究明した結果、Ag層の剥離や接
触抵抗の異常上昇の多くは、Ag層下の基材表面、
例えばCu、Cu合金などの表面が高温においてAg
層を通過するO2によつて酸化するために起るこ
とを知見した。即ちAgの酸化物は180℃以上の高
温で分解するため安定して存在せず、O2はAg層
内を自由に通過することになり、Ag層下の基材
表面に達して該表面を酸化し、Ag層との密着性
を低下し、更には接触抵抗の異常上昇をまねくも
のである。同様にしてNi中間層を介在させても、
Ni表面を酸化しAg層との密着性を低下し、接触
抵抗の異常上昇や半田付性の低下をまねくもので
ある。 本発明は上記知見に基きAg被覆材料の耐熱性
を向上させるため種々研究の結果、高温条件にお
けるAg層の剥離や接触抵抗の異常上昇を防止し、
電気的、機械的接続性を改善すると共に、Ag層
の厚さを薄くしても高度の特性を維持することが
できる省資源的、経済的な電気接続用Ag被覆材
料を開発したもので、電気接続用基材上にAgを
被覆した材料において、基材上にZnを10〜90％
含み、残部Feからなる合金の中間層を形成し、
その上にAgを被覆したことを特徴とするもので
ある。 即ち本発明は電気、電子機器及びその部品の電
気接続部に用いる基材の全面又は一部にAgを被
覆した材料において、基材とAg層間にZnを10〜
90％含み、残部Feからなる合金の中間層を設け
たもので、この中間層はAgと不溶又は難溶性で
高融点であり、基材としてのCu又はCu合金とも
比較的反応し難いFe元素と、Agに可溶で低温で
も拡散し易く、O2との親和力の大きいZn元素か
らなり、Fe元素とZn元素の協同効果によつて高
温条件におけるAg層の剥離及び接触抵抗の異常
上昇を防止し、Agの特性を維持向上したもので
ある。 しかして上記中間層中のZnの含有率を10〜90
％と限定した理由は、Znが10％未満ではZnのAg
中への拡散量が不充分であつてO2の透過により
Feが酸化し、Ag層の密着力が低下するためであ
る。またZnが90％を超えるとZnのAg中への拡散
が過剰となり、かつFe成分が少ないことから基
材の拡散バリヤーとしての効果が低下し、基材成
分までも拡散して変色が発生したり、基材元素と
Ag層との相互拡散によりAgが消耗して半田付性
が低下したりする不具合が発生するからである。 この中間層としては使用条件にもよるが、
0.05μ以上の厚さとすることにより実用上有効に
作用するもので、中間層のFe成分はAgの拡散消
耗を防止し、Zn成分は適度の拡散によつてAg層
の密着力を向上すると共に、透過O2によりFe成
分の酸化を防止する。Zn成分は透過O2と結合す
るが、Ag層の下層部に分散して分布するため、
実質上Zn成分酸化による影響はない。しかして
Fe成分とZn成分の何れかが10％未満の場合、及
び中間層の厚さが0.05μ未満の場合には実用上十
分な効果が得られない。 本発明Ag被覆材料は以上の構成からなり基材
上に中間層としてFe−Zn合金をメツキ、蒸着、
スパツタリング、機械的クラツデイング、溶接な
ど任意の手段により被覆し、その上に同様にして
Agを被覆することにより容易に製造することが
できる。中間層及びAg層の厚さは使用目的及び
条件にもよるが、Ag層としては0.1〜数μ、中間
層としては0.1〜3μ程度とすることが望ましい。 以下本発明を実施例について説明する。 実施例 １ 厚さ0.4mm、巾25mmのトランジスターリードフ
レーム用Sn入りCu条（Sn0.9％）を常法により脱
脂、活性化してから下記メツキ液を用い、第１表
に示す組合せの中間層とAg層をメツキしてAg被
覆材料を製造した。 トランジスターリードフレームはSiトランジス
ターチツプをマウンドする部分と、完成半導体を
プリント回路板にインサートする端子部分とをプ
レス加工した後、トランジスター製造ラインに供
給され、該ラインにおいて高Pb半田（95％Pb−
2.5％Ag−Sn）によるチツプの半田付けと、ボン
デイングの高温条件に耐え、プリント回路板への
実装が円滑に行なわれることが要求される。その
ため350℃の温度で20分間の大気加熱により外観
上異常がなく、MIL208の半田濡れ試験、即ち
235℃の共晶半田浴中に５秒間デツプして90％以
上の半田濡れが得られることが条件とされてい
る。 これに基いて製造したAg被覆材料について、
MIL208に基き温度235℃の共晶半田浴中に５秒
間デツプして半田濡れ性を試験すると共に、上記
チツプ半田付けの強度と健全性を保証するため、
390℃の温度に５分間加熱後、前記高半田を用い、
ロジンフラテツクスを使用して350℃の温度で、
厚さ0.1mm、巾５mmの銅箔と重ね合せて半田付け
し、これを引張試験して破断位置を比較した。こ
れ等の結果を第１表に併記した。 尚引張試験による破断位置については、銅箔部
での切断が正常のものである。 Fe−７％Znメツキ FeSO4・7H2O 450ｇ／ ZnSO4・7H2O 15ｇ／ CH3COONa・3H2O 15ｇ／ クエン酸 ５ｇ／ Na2SO4 30ｇ／ PH ３ 浴 温 50℃ 電流密度 10A／ｄm2 Fe−15％Znメツキ FeSO4・7H2O 450ｇ／ ZnSO4・7H2O 30ｇ／ CH3COONa・3H2O 15ｇ／ クエン酸 ５ｇ／ Na2SO4 30ｇ／ PH ３ 浴 温 50℃ 電流密度 10A／ｄm2 Fe−40％Znメツキ FeSO4・7H2O 350ｇ／ ZnSO4・7H2O 100ｇ／ CH3COONa・3H2O 15ｇ／ クエン酸 ５ｇ／ Na2SO4 40ｇ／ PH ３ 浴 温 50℃ 電流密度 10A／ｄm2 Fe−75％Znメツキ FeSO4・7H2O 300ｇ／ ZnSO4・7H2O 220ｇ／ CH3COONa・3H2O 30ｇ／ クエン酸 ５ｇ／ Na2SO4 40ｇ／ PH ３ 浴 温 50℃ 電流密度 10A／ｄm2 Fe−90％Znメツキ FeSO4・7H2O 200ｇ／ ZnSO4・7H2O 250ｇ／ CH3COONa・3H2O 30ｇ／ クエン酸 ５ｇ／ Na2SO4 30ｇ／ PH ３ 浴 温 50℃ 電流密度 10A／ｄm2 Agメツキ (1) ストライクメツキ AgCN ３ｇ／ KCN 30ｇ／ 浴 温 20℃ 電流密度 10A／ｄm2 (2) 厚付けメツキ AgCN 40ｇ／ KCN 50ｇ／ K2CO3 30ｇ／ 浴 温 20℃ 電流密度 2.5A／ｄm2 Niメツキ NiSO4・6H2O 240ｇ／ HiCl2・6H2O 30ｇ／ H3BO3 45ｇ／ PH 2.5 浴 温 20℃ 電流密度 5A／ｄm2 Feメツキ FeSO4・7H2O 310ｇ／ H2SO4 0.5ｇ／ 浴 温 25℃ 電流密度 2A／ｄm2 Fe−95％Znメツキ FeSO4・7H2O 200ｇ／ ZnSO4・7H2O 300ｇ／ CH3COONa・3H2O 30ｇ／ クエン酸 ５ｇ／ Na2SO4 40ｇ／ PH ３ 浴 温 50℃ 電流密度 10A／ｄm2
【表】
第１表から明らかなように本発明材料は何れも
外観、破断位置が正常で、半田濡れ性も良好であ
ることが判る。これに対しCu条上にNi又はFeか
らなる中間層を形成してAgを被覆したものは、
外観上異常は認められなかつたが、半田濡れ性が
劣るばかりか、破断位置も異常で半田付け性が劣
り、更にFe−95％Zn合金からな中間層を形成し
てAgを被覆したもの、及びCu条上に中間層を形
成することなく直接Agを被覆したものは、何れ
も外観及び破断位置が異常で半田濡れ性も劣つて
いる。 このように本発明Ag被覆材料によれば高温度
の苛酷な条件においても半田付けとの接続性、電
気接触抵抗、半田付け強度等の特性を維持し得る
もので、電気、電子機器及びその部品の信頼性を
向上し得るばかりか、Ag被覆の厚さを薄く節約
することが可能となり、省資源、コストダウンの
面からも顕著な効果を奏するものである。
外観、破断位置が正常で、半田濡れ性も良好であ
ることが判る。これに対しCu条上にNi又はFeか
らなる中間層を形成してAgを被覆したものは、
外観上異常は認められなかつたが、半田濡れ性が
劣るばかりか、破断位置も異常で半田付け性が劣
り、更にFe−95％Zn合金からな中間層を形成し
てAgを被覆したもの、及びCu条上に中間層を形
成することなく直接Agを被覆したものは、何れ
も外観及び破断位置が異常で半田濡れ性も劣つて
いる。 このように本発明Ag被覆材料によれば高温度
の苛酷な条件においても半田付けとの接続性、電
気接触抵抗、半田付け強度等の特性を維持し得る
もので、電気、電子機器及びその部品の信頼性を
向上し得るばかりか、Ag被覆の厚さを薄く節約
することが可能となり、省資源、コストダウンの
面からも顕著な効果を奏するものである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 電気接続用基材上にAg又はAg合金を被覆し
た材料において、基材上にZnを10〜90％含み、
残部Feからなる合金の中間層を形成し、その上
にAg又はAg合金を被覆したことを特徴とする電
気接続用Ag被覆材料。 ２ 中間層を0.05μ以上の厚さに形成する特許請
求の範囲第１項記載の電気接続用Ag被覆材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58157537A JPS6049507A (ja) | 1983-08-29 | 1983-08-29 | 電気接続用Ａｇ被覆材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58157537A JPS6049507A (ja) | 1983-08-29 | 1983-08-29 | 電気接続用Ａｇ被覆材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6049507A JPS6049507A (ja) | 1985-03-18 |
| JPH0373963B2 true JPH0373963B2 (ja) | 1991-11-25 |
Family
ID=15651843
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58157537A Granted JPS6049507A (ja) | 1983-08-29 | 1983-08-29 | 電気接続用Ａｇ被覆材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6049507A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63182764U (ja) * | 1987-05-15 | 1988-11-25 |
-
1983
- 1983-08-29 JP JP58157537A patent/JPS6049507A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6049507A (ja) | 1985-03-18 |
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