JPH1084065A - 電子部品用導電材料 - Google Patents

電子部品用導電材料

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JPH1084065A
JPH1084065A JP23775796A JP23775796A JPH1084065A JP H1084065 A JPH1084065 A JP H1084065A JP 23775796 A JP23775796 A JP 23775796A JP 23775796 A JP23775796 A JP 23775796A JP H1084065 A JPH1084065 A JP H1084065A
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JP
Japan
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alloy
layer
conductive material
solderability
plating
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Application number
JP23775796A
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English (en)
Inventor
Morimasa Tanimoto
守正 谷本
Satoshi Suzuki
智 鈴木
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Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

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  • Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
  • Non-Insulated Conductors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半田付け性に優れる電子部品用導電材料の提
供。 【解決手段】 導電性基体の表面にNi又はNi合金の下地
層が形成され、その上に厚さが 0.005〜0.1 μmのPd又
はPd合金の中間層が形成され、更にその上に厚さが単原
子層(0.001μm) 〜 0.1μmのAu又はAu合金の表層が形
成されている。 【効果】 表層に耐酸化性に優れるAu層又はAu合金層を
形成したものなので、その下方のPd又はPd合金の中間層
の酸化が確実に抑止され、前記Pd又はPd合金の半田付け
性向上効果が十分に発揮される。依って良好な半田付け
性が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半田付け性を改善
した電子部品用導電材料に関する。
【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。このうちリード線やリード
フレームの多くはCu、 Cu-Fe、Cu-Zn、 Cu-Sn等のCu合
金、又はCu被覆鋼線等の線材にNiめっきした材料が主に
用いられている。しかし、前記リード線等はNiめっき層
が酸化し易い為、外部回路との接続を半田付けで行う際
には酸化力の強いフラックスを用いてNiめっき層の酸化
膜を除去する必要があった。この為作業環境が悪化する
という問題があった。このようなことから、Niめっきリ
ード線の半田付け性を改善する為に、Niめっき層の上に
酸化し難いPd又はPd合金層を形成したリード線が提案さ
れた(特開昭59−149609号公報)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、半導体の製
造では、Siチップにリード材を 350〜400 ℃の高温で半
田付けする。又Si樹脂のキュアーは大気中で 200〜250
℃に加熱してなされる。このような熱履歴を受けると、
前記の表層にPd(Pd合金)層をめっきしたリード線で
も、前記Pd(Pd合金)層が僅かながら酸化して、外部導
体との半田付け性が低下するという問題があった。本発
明は、製造工程で加熱されても半田付け性が低下しない
電子部品用導電材料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、
導電性基体の表面にNi又はNi合金の下地層が形成され、
その上に厚さが 0.005〜0.1 μmのPd又はPd合金の中間
層が形成され、更にその上に厚さが単原子層(0.001μ
m) 〜 0.1μmのAu又はAu合金の表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】
【発明の実施の形態】本発明の電子部品用導電材料は、
従来の導電性基体上にNi(Ni合金)層とPd(Pd合金)層
を順に形成したものの上に、耐酸化性に優れるAu(Au合
金)層を更に形成したものであり、前記Au(Au合金)層
がPd(Pd合金)層の酸化を防止してPd(Pd合金)の優れ
た半田付け性が有効に発現されるようにしたものであ
る。
【0006】本発明において、導電性基体にはCu又はCu
合金線材を始めとする導電性を有する任意の金属材料が
用いられる。特に、少なくとも表面にCu層又はCu合金層
を有する導電性基体がめっき性に優れ望ましい。導電性
基体は各種リード部の機械的強度や導電性の基準に応じ
て選定される。例えば、機械的強度が重視される場合は
Cu合金又はCu被覆鋼材が選ばれ、導電性が重視される場
合はCuが選ばれる。
【0007】本発明において、下地層にはNi又はNi合金
が用いられる。前記Ni又はNi合金は耐熱性に優れ種々の
加熱工程において導電性基体の表層への拡散を防止する
バリヤとしての役目を果たす。前記Ni合金にはNi−Co
系、Ni−Fe系、Ni−Zn系、Ni−Sn系、Ni−Co−P 系等の
任意のNi合金が適用できる。
【0008】本発明において、中間層にはPd又はPd合金
が用いられる。前記Pd又はPd合金は半田付け性を向上さ
せる。前記Pd合金にはPd−Ni系合金等が適用できる。中
間層の厚さを 0.005〜0.1 μmに規定した理由は、 0.0
05μm未満ではその効果が十分に得られず、 0.1μmを
超えるとその効果が飽和し、コストアップを招くだけと
なる為である。
【0009】本発明において、表層にはAu又はAu合金が
用いられる。前記Au又はAu合金は酸化し難く半田付け性
を向上させる。前記Au合金にはAu−Pd系、Au−Co系、Au
−Ni系、Au−Ag系等の合金が適用できる。前記表層の厚
さを単原子層(0.001μm) 〜 0.1μmに規定した理由
は、単原子層未満の厚さではその効果が全く得られず、
0.1 μmを超えると半田中にSn-Au系金属間化合物が増
加して半田接合性が劣化し、リード線が脱落する恐れが
ある為である。
【0010】本発明のリード線の製造方法は、例えば、
導電性基体を連続的に供給し、その上に下地層、中間
層、表層を順に電気めっきする方法が生産性に富み適し
ている。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。
【0011】
【実施例】以下に、本発明を実施例により詳細に説明す
る。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、次いで下地層めっき、
水洗、中間層めっき、水洗、表層めっき、水洗、乾燥の
めっき工程を施し、これをコイル状に巻取ってリード線
を製造した。製造設備には、前処理、各層のめっき、巻
取りが連続的に行えるめっき設備を用いた。下地層、中
間層、表層の材質及び厚さは種々に変化させた。比較の
為、中間層の厚さが本発明の規定外のもの、Au(Au合
金)層のないものについても実施例と同じ方法によりリ
ード線を製造した。
【0012】以下にめっき条件を記す。 〔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℃。 〔Ni-5wt%Co 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℃。 〔Pdめっき〕 めっき液:Pd(NH3)2Cl2 40g/l、NH4OH 90ml/l、 (NH4)
2SO4 50g/l。 めっき条件:電流密度 1A/dm2、温度 30℃。 〔Pd-20wt%Ni合金めっき〕 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℃。 〔Auめっき〕 めっき液:KAu(CN)2 15g/l、 KCN 30g/l、 K2CO3 30g/
l、 Na2HPO4 20g/l。 めっき条件:電流密度 0.5A/dm2、温度 60℃。
【0013】得られた各々のリード線を大気中で 180℃
に24時間加熱したのち半田濡れ性と半田接合性を調べ
た。半田濡れ性は MIL法に準じて調べた。即ち、リード
線を長さ30mmに切断してピンとし、これをアセトンで十
分洗浄したのち 230℃に加熱した共晶半田浴に5秒間浸
漬し、ピンに付着した半田の面積(濡れ面積)を15倍の
拡大鏡を用いて測定した。この半田付着面積をピンの浸
漬面積で徐して半田濡れ性を表した。半田接合性は各々
のリード線を共晶半田浴に浸漬して半田を付着させ、こ
の半田付着部分を銅条に接触してリード線と銅条とを半
田付けし、この半田付けしたリード線と銅条とを 155℃
のエアバス内に 100時間放置後、リード線と銅条をそれ
ぞれチャックに挟んで引張試験を行って調べた。条と半
田間で破断したものは半田接合性が良好(○)、めっき
層と半田間で剥離が生じたものは半田接合性が不良
(×)と判定した。以上の試験を各試料について5本づ
つ行った。結果を表1に示す。
【0014】
【表1】 (注)※:5本の平均値。§:○は5本とも○、×は5本とも×。 *:Pd-20wt%Ni 合金。 #:Ni-5wt%Co合金。
【0015】表1より明らかなように、本発明のリード
線 (No.1〜5)はいずれも、半田濡れ性と半田接合性に優
れている。他方、比較例品のNo.6はPd層が薄い為半田濡
れ性が低下した。又No.7,8はAu層がない為大気中 180℃
の加熱でPd層の表面が僅かながら酸化して半田濡れ性が
低下した。No.9は接合性に劣化が見られるが、これは A
u-Sn系金属間化合物が多く形成された為である。
【0016】以上、リード線について説明したが、本発
明の導電材料は、リードフレーム等、他のリード部に用
いても同様の効果が得られるものである。
【0017】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明のリード線
は、表層に耐酸化性に優れるAu層又はAu合金層を形成し
たものなので、その下方のPd又はPd合金の中間層の酸化
が確実に抑止され、前記Pd又はPd合金の半田付け性向上
効果が十分に発揮される。依って良好な半田付け性が得
られ、工業上顕著な効果を奏する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C25D 3/48 C25D 3/48 H01B 5/02 H01B 5/02 A

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 導電性基体の表面にNi又はNi合金の下地
    層が形成され、その上に厚さが 0.005〜0.1 μmのPd又
    はPd合金の中間層が形成され、更にその上に単原子層
    (0.001μm) 厚から 0.1μm厚のAu又はAu合金の表層が
    形成されていることを特徴とする電子部品用導電材料。
JP23775796A 1996-09-09 1996-09-09 電子部品用導電材料 Pending JPH1084065A (ja)

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