JPH09330827A - 電子部品用導電材料及びその製造方法 - Google Patents

電子部品用導電材料及びその製造方法

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JPH09330827A
JPH09330827A JP8147744A JP14774496A JPH09330827A JP H09330827 A JPH09330827 A JP H09330827A JP 8147744 A JP8147744 A JP 8147744A JP 14774496 A JP14774496 A JP 14774496A JP H09330827 A JPH09330827 A JP H09330827A
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Morimasa Tanimoto
守正 谷本
Satoshi Suzuki
智 鈴木
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Furukawa Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半田付け性等に優れる電子部品用導電材料の
提供。 【解決手段】 少なくとも表面にCu又はCu合金層を有す
る導電性基体の表面にNi、Ni合金、Co、又はCo合金の第
一下地層が形成され、その上にNi-B系合金、Ni-P系合
金、Co-B系合金、Co-P系合金、 Ni-Co-B系合金、又は N
i-Co-P系合金の第二下地層が形成され、その上にPd、Pd
合金、Ru、又はRu合金の表面層が形成された電子部品用
導電材料。 【効果】 高価なPd等の表面層の下に、半田付け性の良
いNi-B系合金等が第二下地層として形成されているの
で、表面層の厚さを薄くできコスト低減が計れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体等の電子部
品を外部回路と接続する際に使用される導電材料及びそ
の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ダイオード、トランジスター、ＩＣ等の
半導体、コンデンサー、抵抗等の各種電子部品には、各
々の素子部をプリント基板等の外部回路に接続する為の
リード部が形成されている。リード線やリードフレーム
等は最も古くからあるリード部品で、Cu、Cu-Fe 、Cu-S
n 等のCu合金、又はCu被覆鋼材に、Au、Ag、Sn、Sn-P
b、Ni等をめっきした材料が多用されている。リード線
の材料は、各種電子部品の機械的強度や導電性の基準に
応じて選定され、例えば、機械的強度が重視される部品
にはCu合金又はCu被覆鋼材が選ばれ、導電性が重視され
る部品にはCuが選ばれる。又電子部品の製造工程でエッ
チング処理を行うものには酸に対する耐食性の高いめっ
き材が選ばれ、溶接、半田付け、キュアーモールド、エ
ージング等の処理を行うものには、耐熱性、耐酸化性に
優れるめっき材が選定される。具体的には、半導体の製
造では、Siチップとリード材とは 350〜400 ℃の高温で
半田付けされ、Si樹脂のキュアーは大気中で 200〜250
℃に加熱してなされ、Siチップは強酸又は強アルカリで
エッチングされる。この為半導体のリード線材には、耐
熱性、耐酸化性、耐食性に優れるAgめっき材が選定され
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】Agは上述のように耐熱
性、耐酸化性、耐食性を兼備しているが、高価であり、
マイグレーションを起こし易く、又大気中の高温加熱に
よってAgめっき層中を酸素が透過して下地層を酸化させ
半田付け性が低下する等の欠点がある。このようなこと
から、Agに代えてPd又はPd合金を用いる方法が開発され
た（特開昭59-149609 号公報）。しかしPd又はPd合金も
高価であり、これを薄くすると半田付け時にPdが溶融半
田に溶けだしてやはり半田付け性等が低下するという問
題があった。本発明は、表面層をPd、Pd合金、Ru、又は
Ru合金を薄く形成しても、半田付け性が劣化しない電子
部品用導電材料及びその製造方法の提供を目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
少なくとも表面にCu又はCu合金層を有する導電性基体の
表面にNi、Ni合金、Co、又はCo合金の第一下地層が形成
され、その上にNi-B系合金、Ni-P系合金、Co-B系合金、
Co-P系合金、 Ni-Co-B系合金、又は Ni-Co-P系合金の第
二下地層が形成され、その上にPd、Pd合金、Ru、又はRu
合金の表面層が形成されていることを特徴とする電子部
品用導電材料である。
【０００５】請求項２記載の発明は、第一下地層の厚さ
が0.01〜 5.0μｍ、第二下地層の厚さが 0.001〜 1.0μ
ｍ、表面層の厚さが 0.002〜 0.5μｍであることを特徴
とする請求項１記載の電子部品用導電材料である。
【０００６】請求項３記載の発明は、電子部品用導電材
料がリード線材又はリードフレーム材であることを特徴
とする請求項１又は請求項２記載の電子部品用導電材料
である。
【０００７】請求項４記載の発明は、少なくとも表面に
Cu又はCu合金層を有する導電性基体の表面にNi、Ni合
金、Co、又はCo合金の第一下地層を電気めっきにより形
成し、その上にNi-B系合金、Ni-P系合金、Co-B系合金、
Co-P系合金、 Ni-Co-B系合金、又はNi-Co-P 系合金の第
二下地層を電気めっき又は化学めっきにより形成し、そ
の上にPd、Ru、Pd合金、又はRu合金の表面層を電気めっ
き又は化学めっきにより形成することを特徴とする電子
部品用導電材料の製造方法である。
【０００８】請求項５記載の発明は、電子部品用導電材
料がリード線材又はリードフレーム材であることを特徴
とする請求項４記載の電子部品用導電材料の製造方法で
ある。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明において、表面層を形成す
るPd、Pd合金、Ru、又はRu合金は、マイグレーションを
起こさず、耐熱性、耐酸化性に優れた金属又は合金であ
る。しかし高価な為、できるだけ薄く形成する必要があ
る。しかし、その厚さは 0.002μｍ未満ではその効果が
十分に得られない、又コスト的に 0.5μｍを超えると不
利である。従って 0.002〜0.5 μｍが望ましい。
【００１０】Pd等は高価な為その厚さを薄くすると、例
えば、ダイオード製造時のSiチップの半田付け加熱で、
基体成分が表面層（Pd層等）に拡散して半田付け性等が
低下する。本発明において、Ni、Ni合金、Co、又はCo合
金の第一下地層は、前記の基体成分の表面層への拡散を
防止するバリアの役目を果たす。第一下地層の厚さは0.
01μｍ未満ではその効果が十分に得られず、 5.0μｍを
超えるとその効果が飽和する。従って、0.01〜 5.0μ
ｍ、特には 0.1〜 2.0μｍが望ましい。
【００１１】本発明者等は、種々の実験の結果、Pd等の
表面層が薄いと、半田付け時にPd等の表面層が溶融半田
に溶出し、下地層が溶融半田と接して半田付け性を劣化
させること、Ni(Co)等より Ni-B(P)系合金、 Co-B(P)系
合金、Ni-Co-B(P)系合金の方が半田付け性に優れること
を知見した。本発明では、前記知見に基づいて、第一下
地層の上に半田付け性に優れる Ni-B(P)系合金、Co-B
(P) 系合金、Ni-Co-B(P)系合金からなる第二下地層を形
成して、Pd(Ru)等の表面層を薄くすることによる半田付
け性の劣化を抑制した。しかし、下地層を Ni-B(P)系合
金、 Co-B(P)系合金、Ni-Co-B(P)系合金の第二下地層だ
けで形成したのでは、前記第二下地層は高硬度の為、例
えば、ダイオードのリード線のようにヘッダー加工のよ
うな強加工を受けると割れが生じ、この割れ部から基体
成分が染み出して表面層が汚染される。しかしこの汚染
は、本発明では第一下地層により防止される。つまり、
本発明のように下地層を２層に形成しておくと、基体成
分による表面層の汚染と半田付け性の劣化が共に防止さ
れる。本発明において、第二下地層の厚さは 0.001μｍ
未満ではその効果が十分に得られず、 1.0μｍを超える
とその効果が飽和する。従って、 0.001〜 1.0μｍ、特
には 0.005〜0.2 μｍの厚さが望ましい。本発明におい
て、導電性基体には、Cu又はCu合金の線条材、Cuを被覆
したFe、Fe合金、Al、又はAl合金の線条材等が用いられ
る。
【００１２】本発明の電子部品用導電材料の製造方法
は、少なくとも表面にCu又はCu合金層を有する導電性基
体を連続的に供給して、第一、第二下地層、及び表面層
を電気めっきにより順に形成する方法が生産性に富み適
している。第二下地層のNi-B系合金やNi-P系合金等には
従来より無電解めっきが多く採用されているが、電気め
っきの方がめっき速度が速く、コスト的に有利である。
【００１３】
【実施例】本発明を実施例により詳細に説明する。 （実施例１）走行する 0.6mmφの無酸素銅線に電解脱
脂、水洗、酸洗、水洗の前処理工程を施し、次いで第一
次下地層めっき、水洗、第二次下地層めっき、水洗、表
面層めっき、水洗、乾燥のめっき工程を施し、これをコ
イル状に巻取り、リード線を製造した。製造設備には、
前処理、各層のめっき、巻取りを連続的に行うめっき設
備を用いた。無酸素銅の組成、第一、第二下地層、表面
層の材種は種々に変化させた。 （比較例１）実施例１において、第一下地層又は／及び
第二下地層を形成しなかった他は、実施例１と同じ方法
によりリード線を製造した。
【００１４】めっき条件を下記に示す。 〔Niめっき〕 めっき液：NiSO4 240g/l、 NiCl2 45g/l、 H3BO3 30g/
l。 めっき条件：電流密度 5A/dm2、温度 50℃。 〔Coめっき〕 めっき液：CoSO4 400g/l、NaCl 20g/l、 H3BO3 40g/l。 めっき条件：電流密度 5A/dm2、温度 30℃。 〔Ni-Co 系合金めっき〕 めっき液：NiSO4 240g/l、 NiCl2 45g/l、CoSO4 15g/l
、H3BO3 30g/l。 めっき条件：電流密度 5A/dm2、温度 55℃。 〔Ni-B系合金めっき〕 めっき液：NiSO4 240g/l、 NiCl2 45g/l、H3BO3 30g/
l、 (CH3)3NBH3 3g/l。 めっき条件：電流密度 1〜10A/dm2 、温度 55℃。 〔Ni-P系合金めっき〕 めっき液：NiSO4 240g/l、NiCl2 15g/l、H3BO3 30g/l
、H3PO3 32g/l。 めっき条件：電流密度 1〜10A/dm2 、温度 30℃。 〔Co-B系合金めっき〕 めっき液：CoSO4 400g/l、NaCl 20g/l、 H3BO3 40g/l、
(CH3)3NBH3 3g/l。 めっき条件：電流密度 5A/dm2、温度 30℃。 〔Co-P系合金めっき〕 めっき液： CoSO4・7H2O 70g/l、H3PO3 8g/l、 H3BO3 2
5g/l、Na2SO4 115g/l、 NaCl 25g/l。 めっき条件：電流密度 1〜5A/dm2、温度 30℃。 〔Ni-Co-B 系合金めっき（化学めっき）〕 めっき液： NiCl2・6H2O 10g/l、 CoCl2・6H2O 45g/l、
NH4Cl 12g/l、NH4OH 160ml/l、 (C2H5)4NCl 45ml/l、N
aBH2 1ml/l 。 めっき条件：温度 45℃。 〔Ni-Co-P 系合金めっき（化学めっき）〕 めっき液： NiSO4・6H2O 15g/l、 CoSO4・7H2O 10g/l、
クエン酸Na 84g/l、(NH4)2SO4 42g/l 、NH4OH 14ml/l、 H
3PO2 8ml/l。 めっき条件：温度 90℃。 〔Pdめっき〕 めっき液：Pd(NH3)2Cl2 40g/l、NH4OH 90ml/l、(NH4)2
SO4 50g/l。 めっき条件：電流密度 1A/dm2、温度 30℃。 〔Pd-Ni 合金めっき：Pd/Ni(%) 80/20〕 めっき液： Pd(NH3)2Cl2 40g/l、 NiSO4 45g/l、NH4OH
90ml/l、(NH4)2SO4 50g/l。 めっき条件：電流密度 1A/dm2、温度 30℃。 〔Ruめっき〕 めっき液： RuNOCl3・5H2O 10g/l、 NH2SO3H 15g/l。 めっき条件：電流密度 1A/dm2、温度 60℃。
【００１５】得られた各々のリード線を長さ30mmに切断
し、これをヘッダー加工してピンとし、このピンを大気
中 200℃で８時間加熱し、このピン試料について半田付
け性を MIL法に準じて試験した。前記半田付け性試験
は、加熱処理後のピン試料をアセトンで十分洗浄したの
ち235℃に加熱した共晶半田浴に５秒間浸漬し、次いで
ピン試料を引上げ、ピン試料に付着した半田の面積を15
倍の拡大鏡を用いて測定し、この面積をピン試料の浸漬
面積で徐して半田付け性を表した。又リード線を 180度
曲げたときの曲げ部の割れの状態を顕微鏡で 100倍に拡
大して調べた。結果を表１に示す。
【００１６】
【表１】
【００１７】表１より明らかなように、本発明の電気接
点材料 (No.1〜19) はいずれも、半田付け性に優れた。
但し No.17は表面層が薄い為、No.18 は第二下地層が薄
い為ともに、半田付け性が幾分低下した。又No.1〜5, 7
〜15,17,18には曲げ割れが生じなかった。但し、No.6は
第二下地層が特に硬質の為、No.16 は第一下地層が厚め
だった為いずれにも微小割れが生じた。又No.19 は第二
下地層が厚かった為割れが生じた。これらの割れは強加
工を加えた為に生じたものである。例えばダイオードの
リード線の場合、ヘッダー加工のような強加工が加えら
れることがあるが、このような強い加工を加えない通常
のリード線の場合には問題ない。他方、比較例品のNo.2
0,21は第二下地層を、No.22 は第一下地層を、No.22 は
第一、第二下地層をそれぞれ形成しなかった為、いずれ
も半田付け性が低下した。
【００１８】以上、リード線材について説明したが、本
発明例品は、リードフレーム等、他の電子部品に用いて
も同様の効果が得られるものである。
【００１９】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明の電子部品
用導電材料は、高価なPd等の表面層の下に、半田付け性
の良いNi-B系合金等が第二下地層として形成されている
ので、表面層の厚さを薄くでき、従って低コストで、リ
ード線材やリードフレーム材等の導電材料として用いて
顕著な効果を奏する。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも表面にCu又はCu合金層を有す
    る導電性基体の表面にNi、Ni合金、Co、又はCo合金の第
    一下地層が形成され、その上にNi-B系合金、Ni-P系合
    金、Co-B系合金、Co-P系合金、 Ni-Co-B系合金、又は N
    i-Co-P系合金の第二下地層が形成され、その上にPd、Pd
    合金、Ru、又はRu合金の表面層が形成されていることを
    特徴とする電子部品用導電材料。
  2. 【請求項２】 第一下地層の厚さが0.01〜 5.0μｍ、第
    二下地層の厚さが 0.001〜 1.0μｍ、表面層の厚さが
    0.002〜 0.5μｍであることを特徴とする請求項１記載
    の電子部品用導電材料。
  3. 【請求項３】 電子部品用導電材料がリード線材又はリ
    ードフレーム材であることを特徴とする請求項１又は請
    求項２記載の電子部品用導電材料。
  4. 【請求項４】 少なくとも表面にCu又はCu合金層を有す
    る導電性基体の表面にNi、Ni合金、Co、又はCo合金の第
    一下地層を電気めっきにより形成し、その上にNi-B系合
    金、Ni-P系合金、Co-B系合金、Co-P系合金、 Ni-Co-B系
    合金、又はNi-Co-P 系合金の第二下地層を電気めっき又
    は化学めっきにより形成し、その上にPd、Ru、Pd合金、
    又はRu合金の表面層を電気めっき又は化学めっきにより
    形成することを特徴とする電子部品用導電材料の製造方
    法。
  5. 【請求項５】 電子部品用導電材料がリード線材又はリ
    ードフレーム材であることを特徴とする請求項４記載の
    電子部品用導電材料の製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000007350A (ko) * 1998-07-02 2000-02-07 유무성 다중 도금층을 가지는 반도체 리이드프레임
CN108453413A (zh) * 2018-03-30 2018-08-28 西安瑞鑫科金属材料有限责任公司 一种钯钌二元合金钎焊料

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