JPWO2009008526A1 - 電子部品の製造方法及び該方法により製造する電子部品 - Google Patents
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Abstract
Description
まず、ウィスカの発生を抑制する文献として、特許文献1、特許文献2、特許文献3及び特許文献4を例示する。
次に、多層表面処理として、特許文献5、特許文献6、特許文献7、特許文献8及び特許文献9を例示する。
相手物との接触部分であり、接触部分には外力が加わることになるが、図8のように錫含有物めっきでは外力が加わるとウィスカが発生してしまうと言った課題があった。ウィスカが発生すると、隣接端子間が狭い場合には、隣接端子間で短絡が起こり、接続不良の原因になる。
特許文献5から特許文献9のような多層の表面処理は開示されているものの合金やめっきの成分が最上層めっきに拡散することを防止するようなバリア中間層を施したものはない。さらに、特許文献1から特許文献4に挙げた、ウィスカ抑制方法も合金やめっきの成分が最上層めっきに拡散することを防止するバリア中間層で行っているものはない。
そこで、本発明者は、ウィスカ発生の原因を確認すべく、ウィスカ部分の分析を行った。その結果、銅合金の素材の上に、下地としてニッケルめっき(約2μm以上)が施され、さらに、その上に錫含有物めっき(約1.5μm以上)が施されていた。
図9及び図10から、ウィスカ部分には、錫以外の成分として、銅とニッケルが含まれていることが判る。銅は素材である銅合金中の成分であり、ニッケルはニッケルめっき中の成分であり、それぞれの銅及びニッケルが錫含有物めっき中に拡散することで、ウィスカの成長を助長していると考えられる。図9(A)はウィスカ発生部分を断面方向から観察した断面図(写真)であり、(B)は(A)のX部拡大図(写真)である。図9の図(写真)は透過電子像である。図9(B)のY部で覆われている点1及び点2に対してEDX(エネルギー分散型元素分析装置)にて元素分析を実施した。Y部の点1は図中で黒色にみえる析出物(介在物)であり、Y部の点2は析出物がない領域である。図10(A)が点1の分析結果であり、(B)が点2の分析結果である。図10(A)には、Z部のように錫(Sn)の他に、銅(Cu)とニッケル(Ni)が検出されている。しかし、点2には図10(B)のように錫(Sn)以外は検出されていない。このことから、上記のようなことが言えることが判った。
また、図11のようにウィスカ発生部分における根元の錫(Sn)結晶が粗大化している。これは、錫含有物層に外力が負荷された場合、錫含有物層と下地層の界面部分及び錫めっき粒界を通じて錫(Sn)原子がある方向へ拡散(粒界及び粒内拡散)し易くなり、ある錫(Sn)結晶粒に錫(Sn)原子の拡散が集中し、粗大化したものと推測できる。
上述した2つの原因(銅(素材)及びニッケル(下地めっき)が錫含有物めっき中に拡散することやある錫(Sn)結晶粒に錫(Sn)原子の拡散が集中し、粗大化すること)が相まって、ウィスカの発生が助長されると思料される。
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、素材や下地層の組成成分原子が錫含有物層中に拡散することなく、外力型ウィスカの抑制する電子部品の製造方法と該方法により製造する電子部品を提供せんとするものである。
上記目的は、請求項1に記載したように、電子部品の製造方法としては、素材70に表面処理を施す製造方法であって、素材70表面に下地層72の表面処理を施す工程と、前記下地層72の上方に錫含有物層74の表面処理を施す工程とを有する電子部品の製造方法において、前記錫含有物層74を施す前に、前記素材70や前記下地層72の組成成分原子が前記錫含有物層74に拡散することを防止して、前記錫含有物層74の表面に外力が負荷した場合の外力型ウィスカの発生を抑制するバリア中間層76を施す工程を有することにより達成できる。
また、上記目的は、請求項2記載のように、電子部品の製造方法としては、素材70に表面処理を施す製造方法であって、素材70表面に下地層72の表面処理を施す工程と、前記下地層72の上方に錫含有物層74の表面処理を施す工程とを有する電子部品の製造方法において、前記錫含有物層74を施す前に、錫原子と安定した化合物を生成し易い物質を含有する表面処理層であり、前記下地層72と前記錫含有物層74の界面で拡散する錫原子が前記物質と化合物を生成することにより拡散することを防止して、前記錫含有物層74の表面に外力が負荷した場合の外力型ウィスカの発生を抑制するバリア中間層76を施す工程を有することにより達成できる。
前記バリア中間層76とは、下地層72の全面に施すものや下地層72上に表面処理の金属粒子が斑点状に点在するものの両方を含む。
請求項3記載の電子部品の製造方法では、前記バリア中間層76は、金含有物761及び/又はパラジウム765を含有する表面処理層であることを特徴とする請求項1記載の電子部品の製造方法にある。
さらに、請求項4記載の電子部品の製造方法では、前記バリア中間層76は、表面処理の付着量として0.01mg/cm2以上であることを特徴とする請求項1、2または3、4記載の電子部品の製造方法にある。
請求項5記載の電子部品の製造方法では、前記バリア中間層76は、表面処理の厚さが0.03μm以上であることを特徴とする請求項1、2または3、4、5記載の電子部品の製造方法にある。
また、請求項6記載の電子部品の製造方法では、前記バリア中間層76は、前記下地層72上に、表面処理の金属粒子が斑点状の点在状態になるように施すことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項記載の電子部品の製造方法にある。
さらに、請求項7記載の電子部品の製造方法は、前記バリア中間層76として、金含有物めっき761若しくは金含有物ストライクめっき766を施した際に、少なくとも前記錫含有物層74の界面部分に、錫と金の金属間化合物層を形成することを特徴とする請求項3〜6のいずれか1項記載の電子部品の製造方法にある。
また、請求項8記載の電子部品の製造方法は、前記金含有物761は、純金または金基合金であることを特徴とする請求項3〜7のいずれか1項記載の電子部品の製造方法にある。
さらに、請求項9に記載の電子部品は、金属の端子を用いる電子部品において、前記端子の表面に、まず、下地層72の表面処理を施し、次に表面処理の付着量として 0.01mg/cm2以上のバリア中間層76を施し、最後に錫含有物層74を施し、前記端子の素材や前記下地層72の組成成分原子が前記錫含有物層74へ拡散すること及び錫原子が前記下地層と前記錫含有物層の界面で拡散することを防止することで、前記錫含有物層74の表面に外力が負荷した場合の外力型ウィスカの発生を抑制することを特徴とする電子部品にある。
以上の説明から明らかなように、本発明の電子部品の製造方法と該方法により製造した電子部品によると、次のような優れた顕著な効果が得られる。
(1)請求項1に記載したように、電子部品の製造方法としては、素材70に表面処理を施す製造方法であって、素材70表面に下地層72の表面処理を施す工程と、前記下地層72の上方に錫含有物層74の表面処理を施す工程とを有する電子部品の製造方法において、前記錫含有物層74を施す前に、前記素材70や前記下地層72の組成成分原子が前記錫含有物層74に拡散することを防止して、前記錫含有物層74の表面に外力が負荷した場合の外力型ウィスカの発生を抑制するバリア中間層76を施す工程を有しているので、前記素材70や前記下地層72の組成成分原子の前記錫含有物層74への拡散を防止でき、かつ、錫原子の拡散を抑制することで錫(Sn)結晶粒の粗大化が防止でき、防止することでウィスカの発生を抑制できる。
(2)請求項2記載のように、電子部品の製造方法としては、素材70に表面処理を施す製造方法であって、素材70表面に下地層72の表面処理を施す工程と、前記下地層72の上方に錫含有物層74の表面処理を施す工程とを有する電子部品の製造方法において、前記錫含有物層74を施す前に、錫原子と安定した化合物を生成し易い物質を含有する表面処理層であり、前記下地層72と前記錫含有物層74の界面で拡散する錫原子が前記物質と化合物を生成することにより拡散することを防止して、前記錫含有物層74の表面に外力が負荷した場合の外力型ウィスカの発生を抑制するバリア中間層76を施す工程を有しているので、物質が錫(Sn)と結合し易く、金属間化合物層を形成し、よりいっそう、前記素材70や前記下地層72の組成成分原子の前記錫含有物層74に拡散することを防止し、かつ、錫原子と安定した化合物を生成し易い金属(例えば、純金及び金基合金)をめっきすることによりニッケルと錫含有物めっきの界面の拡散を抑制することで錫(Sn)結晶粒の粗大化が防止でき、ウィスカの発生を抑制する。
(3)請求項3記載の電子部品の製造方法では、前記バリア中間層76は、金含有物761及び/又はパラジウム765を含有する表面処理層であることを特徴とする請求項1記載の電子部品の製造方法にしているので、前記素材70や前記下地層72の組成成分原子の前記錫含有物層74の拡散を防止でき、防止することでウィスカの発生を抑制できる。前記バリア中間層76の種類としては、金含有物めっき761やパラジウムめっき765であれば、十分に前記素材70や前記下地層72の組成成分原子の前記錫含有物層74への拡散を防止でき、かつ、錫原子の拡散を抑制することで錫(Sn)結晶粒の粗大化が防止できる(後の図3(A)を参照願います)。
さらに、前記バリア中間層76は、金含有物及び/又はパラジウムを含有する表面処理層であることを特徴とする請求項2記載の電子部品の製造方法にしているので、錫(Sn)と結合し易く、錫と金・銅の所謂錫−金(Sn−Au)や錫−パラジウム(Sn−Pd)等金属間化合物層を形成し、よりいっそう、前記素材70や前記下地層72の組成成分原子の前記錫含有物層74に拡散することを防止し、かつ、錫原子と安定した化合物を生成し易い金属(例えば、純金及び金基合金)をめっきすることによりニッケルと錫含有物めっきの界面の拡散を抑制することで錫(Sn)結晶粒の粗大化が防止でき、ウィスカの発生を抑制する。
(4)請求項4記載の電子部品の製造方法では、前記バリア中間層76は、表面処理の付着量として0.01mg/cm2以上であることを特徴とする請求項1、2又は3記載の電子部品の製造方法にしているので、前記素材70や前記下地層72の組成成分原子の前記錫含有物層74への拡散を防止でき、かつ、錫原子と安定した化合物を生成し易い金属(例えば、純金及び金基合金)をめっきすることによりニッケルと錫含有物めっきの界面の拡散を抑制することで錫(Sn)結晶粒の粗大化が防止でき、防止することでウィスカの発生を抑制できる。前記バリア中間層76の付着量としては、0.01mg/cm2あれば、十分に前記素材70や前記下地層72の組成成分原子の前記錫含有物層74への拡散を防止でき、かつ、錫原子と安定した化合物を生成し易い金属(例えば、純金及び金基合金)をめっきすることによりニッケルと錫含有物めっきの界面の拡散を抑制することで錫(Sn)結晶粒の粗大化が防止できる。
(5)請求項5記載の電子部品の製造方法では、前記バリア中間層76は、表面処理の厚さが0.03μm以上であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項記載の電子部品の製造方法にしているので、前記素材70や前記下地層72の組成成分原子の前記錫含有物層74への拡散を防止でき、かつ、錫原子と安定した化合物を生成し易い金属(例えば、純金及び金基合金)をめっきすることによりニッケルと錫含有物めっきの界面の拡散を抑制することで錫(Sn)結晶粒の粗大化が防止でき、防止することでウィスカの発生を抑制できる。前記バリア中間層76の厚さとしては、0.03μmあれば、十分に前記素材70や前記下地層72の組成成分原子の前記錫含有物層74への拡散を防止でき(後の図5を参照願います)、かつ、錫原子と安定した化合物を生成し易い金属(例えば、純金及び金基合金)をめっきすることによりニッケルと錫含有物めっきの界面の拡散を抑制することで錫(Sn)結晶粒の粗大化が防止できる。
(6)請求項6記載の電子部品の製造方法では、前記バリア中間層76は、前記下地層72上に、表面処理の金属粒子が斑点状の点在状態になるように施すことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項記載の電子部品の製造方法にしているので、前記素材70や前記下地層72の組成成分原子の前記錫含有物層74の拡散を防止でき、防止することでウィスカの発生を抑制できる。表面処理が斑点状に点在する前記バリア中間層76の種類としては、金含有物ストライクめっき766やパラジウムストライクめっきであれば、十分に前記素材70や前記下地層72の組成成分原子の前記錫含有物層74への拡散を防止できる(後の図3(B)を参照願います)。
(7)請求項7記載の電子部品の製造方法は、前記バリア中間層76として、金含有物めっき761若しくは金含有物ストライクめっき766を施した際に、少なくとも前記錫含有物層74の界面部分に、錫と金の金属間化合物層を形成することを特徴とする請求項3〜6のいずれか1項記載の電子部品の製造方法にしているので、金含有物めっき761若しくは金含有物ストライクめっき766の場合、金(Au)が錫含有物層74の錫(Sn)と結合し易く、錫と金の所謂錫−金(Sn−Au)金属間化合物層を形成し、よりいっそう、前記素材70や前記下地層72の組成成分原子の前記錫含有物層74に拡散することを防止し(図6を参照願います。)、かつ、錫原子と安定な化合物を生成し易い金属(例えば、純金及び金基合金)をめっきすることによりニッケルと錫含有物めっきの界面の拡散を抑制することで錫(Sn)結晶粒の粗大化が防止でき、ウィスカの発生を抑制する。図6は、金含有物めっき761若しくは金含有物ストライクめっき766後に、集束イオンビーム(FIB)加工後におけるめっき断面の二次イオン(SIM)像である。
(8)請求項8記載の電子部品の製造方法は、前記金含有物761は、純金または金基合金であることを特徴とする請求項3〜7のいずれか1項記載の電子部品の製造方法にしているので、純金または金基合金の場合、金(Au)が錫含有物層74の錫(Sn)と結合し易く、錫と金の所謂錫−金(Sn−Au)金属間化合物層を形成し、よりいっそう、前記素材70や前記下地層72の組成成分原子の前記錫含有物層74に拡散することを防止し、ウィスカの発生を抑制する。金基合金とは、金(Au)が50%以上含有しているものをいう。
(9)請求項9記載の電子部品は、金属の端子を用いる電子部品において、前記端子の表面に、まず、下地層72の表面処理を施し、次に表面処理の付着量として0.01mg/cm2以上のバリア中間層76を施し、最後に錫含有物層74を施し、前記端子の素材や前記下地層72の組成成分原子が前記錫含有物層74へ拡散すること及び錫原子が前記下地層と前記錫含有物層の界面で拡散することを防止することで、前記錫含有物層74の表面に外力が負荷した場合の外力型ウィスカの発生を抑制することを特徴とする電子部品にしているので、前記素材70や前記下地層72の組成成分原子の前記錫含有物層74への拡散を防止でき、防止することでウィスカの発生を抑制でき、隣接端子間が狭い場合でも隣接端子間で短絡が発生することなく、接続不良も発生しない。
図1(B)は、(A)のコネクタより端子を1本抜いた状態のコネクタと端子の斜視図である。
図1(C)は、コネクタをある端子部分で断面した断面図である。
図2は、コンタクトに外力が掛かる部分の本願の表面処理を表した拡大断面図である。
図3(A)は、バリア中間層として金含有物めっきを使用した場合のウィスカの発生状態を示す図面である。
図3(B)は、バリア中間層として金含有物ストライクめっきを使用した場合のウィスカの発生状態を示す図面である。
図4(A)は、バリア中間層としてパラジウムめっきを使用した場合のウィスカの発生状態を示す図面である。
図4(B)は、バリア中間層として白金めっきを使用した場合のウィスカの発生状態を示す図面である。
図4(C)は、バリア中間層として銀めっきを使用した場合のウィスカの発生状態を示す図面である。
図5(A)は、バリア中間層として金含有物めっきを使用した場合の金含有物めっきの厚さによるウィスカの発生状態を示す図面である。
図5(B)は、金含有物めっき層の厚さ違いによる、外力を負荷した場合のウィスカの合計長さを示す図面である。
図6は、金含有物めっき若しくは金含有物ストライクめっき後に、集束イオンビーム(FIB)加工後におけるめっき断面の二次イオン(SIM)像である。
図7は、外力が掛かる部分の従来の表面処理を表した拡大断面図である。
図8は、図7のウィスカ発生状態を示す図面である。
図9(A)は、ウィスカ発生部分を断面方向から観察した断面図(写真)である。
図9(B)は、(A)のX部拡大図(写真)である。
図10(A)は、銅とニッケルが拡散した状態の点1の分析結果である。
図10(B)は、点2の分析結果である。
図11は、従来の表面処理に外力を負荷した後、ウィスカ発生部分の集束イオンビーム(FIB)加工後におけるめっき断面の二次イオン(SIM)像である。
図12は、Cuからなる素材上に、Niからなる下地層、Auを含有物めっきからなるバリア中間層及び錫含有物層を順次形成してなる電子部品の一部断面を、透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて拡大して観察したときの写真である。
図13(A)は、図12中の金属間化合物層の一部(領域A)を、エネルギー分散型X線分光分析装置(EDS)によって、分析して得られた回折線のピークを示したものである。
図13(B)は、領域Aを、エネルギー分散型X線分光分析装置(EDS)によって、半定量分析して得られた各元素の分布を示す表である。
図14(A)は、図12中の金属間化合物層の一部(領域B)を、エネルギー分散型X線分光分析装置(EDS)によって、分析して得られた回折線のピークを示したものである。
図14(B)は、領域Bを、エネルギー分散型X線分光分析装置(EDS)によって、半定量分析して得られた各元素の分布を示す表である。
上述したように(図9のように)、素材70や下地層72の原子が錫含有物層74に拡散することで、ウィスカの成長を助長していることがわかった。そこで、本発明者は素材70や下地層72の原子が錫含有物層74内への拡散を防止するバリア中間層76を下地層72と錫含有物層74との間に施してはどうかと考えた。そこで、図2のように、素材70(銅合金)の上に1.0〜2.0μmの下地層表面処理72(ニッケルめっき721)を施し、その上に0.03〜0.1μmのバリア中間層76(金めっき761)を施し、最後に2.0〜3.0μmの錫含有物層を施し、試料1とした。さらに、金含有物めっき761の代わりに、金含有物ストライクめっき766を施したものを試料1−1とした。
上記試料1にジルコニア簡易荷重試験法により外力を加え、ウィスカの発生状態を確認した結果、錫含有物層74の直ぐ下にバリア中間層76である金含有物めっき761を施せば、図3(A)のようにウィスカの発生を抑制できることがわかった。さらに、上記試料1−1にジルコニア簡易荷重試験法により外力を加え、ウィスカの発生状態を確認した結果、錫含有物層74の直ぐ下にバリア中間層76である金含有物ストライクめっき766を施せば、図3(B)のようにウィスカの発生を抑制できることもわかった。ここでいう、金含有物とは、純金または金基合金(金が50%以上含有するもの)をいう。
そこで、本発明者は、パラジウム765、白金762及び銀767についても同様のことを試みた。バリア中間層76として、白金めっき762を施したものを試料2とし、パラジウムめっき765を施したものを試料4とし、銀めっき767を施したものを試料8とした。それぞれの試料にジルコニア簡易荷重試験法により外力を加え、ウィスカの発生状態を確認した結果、図4のようになった。つまり、図4(A)のように、パラジウム765についてはウィスカの発生を抑制する効果が見られる。一方、図4(B)及び(C)のように、白金762(図4(B))及び銀767(図4(C))についてはウィスカの発生を抑制する効果が見られなかった。
図3と図4の結果からみると、ウィスカの発生を抑制するバリア中間層76として好ましいのは、金含有物めっき761若しくは金含有物ストライクめっき766である。金含有物めっき761若しくは金含有物ストライクめっき766の場合、図6のように、金(Au)が錫含有物層74の錫(Sn)と結合し易く、錫(Sn)と金(Au)の金属間化合物層を形成し、よりいっそう、素材70や下地層72の原子が錫含有物層74に拡散することを防止し、ウィスカの発生を抑制する結果になる。
ここで、図12は、Cuからなる素材70上に、Niからなる下地層72を形成し、該下地層72上に、Auを含有物めっきからなるバリア中間層76を形成し、該バリア中間層76上に、錫含有物層74を形成してなる電子部品の一部断面を、透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて拡大して観察したときの写真(明視野像)である。図12に示されているように、前記バリア中間層76と前記錫含有層74との間には、金属間化合物層が形成されていることがわかる。そして、この金属間化合物層の一部(図12の領域A)を、エネルギー分散型X線分光分析装置(EDS)によって、得られたスペクトルを図13(A)に示す。その結果、前記金属間化合物層の一部は、図13(A)に示されているように、Au及びSnのピークが見られ、Au−Sn金属間化合物が形成されていることがわかる。また、このAu−Sn金属間化合物は、図13(B)の各元素の分布を示す表からAuSn4(金属間化合物層1)であることが判明した。さらに、前記下地層72(Ni)と金属間化合物層1の間(領域B)にはAuSn2(金属間化合物層2)なる物質の存在が、EDSにより得られたスペクトル(図14(A))及び各元素の分布(図14(B))により明らかになった。おそらく、AuとSnが反応した際に、まず、準安定相のAuSn2が形成され、次いで安定相のAuSn4が形成されたためである。
次に、どの程度の金含有物めっき761を施せば、ウィスカの発生の抑制に効果があるかを確かめることにした。金含有物めっき761の厚さを変えた試料を準備し、0.03μmの厚さを試料5とし、0.05μmの厚さを試料6とし、0.1μmの厚さを試料7とした。それぞれの試料にジルコニア簡易荷重試験法により外力を加え、ウィスカの発生状態を確認した結果、図5(A)のような結果になった。○印は良好、△印はどちらともいえない、×印は不良という判定をした。図5(B)からバリア中間層76の厚さが厚いほど、ウィスカの発生を抑制できることが判る。図5(B)は外力を負荷した場合のウィスカの合計長さを示したものである。
つまり、少なくとも金含有物めっき761をバリア中間層76として、0.03μm施せば、ウィスカの発生を抑制できることがはっきりした。
上記厚さの0.03μmは、厚さを測定できる限界であるが、図3(B)のように、表面処理が斑点状に点在する金含有物ストライクでもウィスカの発生の抑制に効果があることは判っている。そのため、限界と考えられる上記試料1−1の付着量(mg/mm2)を確認したところ0.01mg/cm2であった。
上記のような結果から、外力型ウィスカの抑制方法としては、錫含有物層74の下に、バリア中間層76を施せば、ウィスカの発生を抑制できる。つまり、測定できる最低限の厚さとしては、少なくとも0.03μmのバリア中間層76を施すことで、素材70や下地層表面処理72の原子が錫含有物層74への拡散を防止している。ウィスカの抑制やコストや半田濡れ性を考慮すると、理想的には0.03〜0.1μmが望ましい。さらに、測定できない厚さ(めっきが点在する場合を含む)としては、少なくとも0.01mg/cm2の付着量のバリア中間層76を施すことで、素材70や下地層表面処理72の原子が錫含有物層74への拡散を防止している。
図6のように、金含有物めっき761若しくは金含有物ストライクめっき766の場合、金(Au)が錫含有物層74の錫(Sn)と結合し易く、錫と金の所謂錫−金(Sn−Au)金属間化合物層を形成し、よりいっそう、前記素材70や前記下地層72の組成成分原子の前記錫含有物層74に拡散することを防止し、ウィスカの発生を抑制する結果になる。図6は、金含有物めっき761若しくは金含有物ストライクめっき766後に、集束イオンビーム(FIB)加工後におけるめっき断面の二次イオン(SIM)像である。
以下で、上述した外力型ウィスカの抑制方法を用いた電子部品であるコネクタについて説明する。
図1(A)は外力によるウィスカ発生を抑制する方法のより表面処理を施した端子を使用したコネクタの斜視図であり、(B)は(A)のコネクタより端子を1本抜いた状態のコネクタと端子の斜視図であり、(C)はコネクタをある端子部分で断面した断面図である。
本実施例であるコネクタは、主にハウジング12と回動部材18と端子14とを備えている。
まず、図1に基づいて、端子14について説明する。この端子14は金属製であり、公知技術のプレス加工によって製作されている。前記端子14の材質としては、バネ性や導電性などが要求されるので、銅合金である黄銅やベリリウム銅やリン青銅等を挙げることができる。
前記端子14に、外力としての負荷が掛かる部分は、図1(C)のようにFPC64と接触するA部と前記回動部材18の押圧部54により押圧されるB部と前記端子14が前記ハウジング12へ圧入される圧入部分である。少なくとも、これらの外力としての負荷が掛かる部分には、上述したように錫含有物層74の下に、バリア中間層76を設ける必要がある。つまり、本実施例では、工程を考慮して、部分的にではなく、全体として、素材70としてのリン青銅の上に下地層表面処理72としてのニッケルめっき721を施し、その上にバリア中間層76としての金含有物めっき761(ここでは、金以外にコバルト(Co)が約0.3%含まれたものを使用)を施し、最後に錫含有物層74を施している。
前記端子14は図1(B)のように倒略H形状をし、少なくとも前記FPC64と接触する接触部26(図1(B)の図面の上側)と基板等に接続する接続部40と前記ハウジング12に固定する固定部38と連結支点部30と回動部材18によって押圧される押受部32を備えている。前記接触部26と前記押受部32は板状片の第一片22の両端に設けられ、前記押受部32の先端には内側に突出した突出部42が設けられ、また、一端側に前記接触部26と対向する方向に延設された延設部36と他端側に基板と接続する接続部40とを有する第ニ片24を備え、前記第一片22と前記第二片24はほぼ中間付近で連結支点部30によって連結されている。前記接触部26と前記連結支点部30と前記接続部40とは略クランク形状に配置されており、前記押受部32と前記接続部40との間で前記回動部材18の押圧部54が回動するようなっている。
前記接続部40の配置位置としては、基板のランド位置や基板のパターン位置や狭スペース等を考慮して適宜設計する。本実施例では、前記端子14の前記接続部40は前記押受部32と対向する側に設けている。前記接触部26は、FPC64と接触し易いように凸部形状にしており、前記接続部40は本実施例では図1のように表面実装タイプ(SMT)にしているが、ディップタイプでも良い。前記FPC64の仕様によっては、前記接触部26と対向する側にも接触部26を設ける場合もある。即ち、2つの接触部26、26を設けて、前記FPC64を挟持するようにしてもよい。
前記連結支点部30と前記押受部32とは、前記FPC64が挿入された際に、次のような作用を果たすための部分である。前記FPC64が前記ハウジング12の嵌合口20内に挿入された後に、前記回動部材18の押圧部54が前記端子4の接続部40と押受部32との間で回動すると、前記押受部32が押圧部54によって押し上げられることで前記端子4の連結支点部30の下端(図1(C)の下側)を支点にし、前記端子14の連結支点部30の上端が前記接触部26側に傾くことによって、前記接触部26が前記FPC64側に押圧される。前記連結支点部30と前記押受部32の大きさや形状は、このような作用を果たすために、適宜設計されている。また、前記端子14の押受部32の先端に突出部42を設け、前記回動部材18の押圧部54を前記端子14の押受部32と接続部40との間で回動させるとき、前記回動部材18の係止孔58に係合させることで、前記回動部材18の回動に対する強い反発力に対抗することが望ましい。前記突出部42の大きさは、このような役割を果たすことが出来れば如何なる大きさでもよく、前記回動部材18の係止孔が引っ掛かる程度に適宜設計する。
次に、回動部材18について説明する。この回動部材18は電気絶縁性のプラスチックであり、公知技術の射出成形によって製作され、この材質としては寸法安定性や加工性やコスト等を考慮して適宜選択するが、一般的にはポリブチレンテレフタレート(PBT)やポリアミド(66PA、46PA)や液晶ポリマー(LCP)やポリカーボネート(PC)やこれらの合成材料を挙げることができる。
前記回動部材18は主に前記ハウジング12に回動可能に装着される軸部分と前記端子14の押受部32を押圧する押圧部54と前記端子14の突出部42が係合する係止孔58と操作部56とを備えている。前記軸は、回動部材18を回動するための支点であり、ハウジング12の長手方向両側に回動部材18が回動可能に適宜装着され、上述したように前記押圧部54が回動する際に回転軸72が変化するように前記軸と前記ハウジング12の軸受け部との関係ではクリアランスを設けている。また、長手方向両側には、前記端子14の押受部32を押圧した際に回動部材18が高さ(図面の上)方向に持ち上がらないようにするためにハウジング12と係合するロック部が設けられている。ロック部の形状や大きさ等は、ハウジング12に係合できれば如何なるものでもよく、上述の役割やコネクタ10の大きさや強度等を考慮して適宜設計する。
前記回動部材18の前記押圧部54は、前記端子14の押受部32に押し付ける部分であり、その形状としては細長形状にすることが望ましく、本実施例では楕円形状をしている。このように楕円形状にすることによって、前記端子14の押受部32と接続部40との間で回転させることで、押圧部54の大きさの変化により前記端子14の押受部32が持ち上げられ、FPC64を前記端子14の接触部26側に押し付けている。押圧部54の形状としては、前記端子14の押受部32と接続部40との間で回転でき、長軸と短軸といった大きさの違いにより前記端子14の押受部32を押し上げられれば、如何なるものでもよい。前記押圧部54の形状や大きさは、このようなことを考慮して適宜設計する。また、前記回動部材18には、操作性を考慮して、操作部56が設けられている。
前記回動部材18を回動した際に、前記回動部材18の回動に対する反発力が強い為に、前記端子14の突出部42が係合する係止孔58が別個独立に設けられている。前記係止孔58を別個独立に設けることで、前記回動部材18の強度アップや回動時の変形を防止している。
上述した前記回動部材18は前記ハウジング12の嵌合口20と反対側(前記端子14の接続部側)に回動自在に装着されている。
最後に、ハウジング12について説明する。このハウジング12は電気絶縁性のプラスチックであり、公知技術の射出成形によって製作され、この材質としては寸法安定性や加工性やコスト等を考慮して適宜選択するが、一般的にはポリブチレンテレフタレート(PBT)やポリアミド(66PA、46PA)や液晶ポリマー(LCP)やポリカーボネート(PC)やこれらの合成材料を挙げることができる。
前記ハウジング12には、所要数の端子14が装着される挿入溝48が設けられており、圧入や引っ掛け(ランス)や溶着等によって固定されている。また、前記ハウジング12には前記FPC64が挿入される嵌合口20が設けられ、前記嵌合口20の大きさは前記FPC64が挿入でき、前記FPC64が挿入された際に前記回動部材18で前記端子14に押圧できるように適宜設計されている。前記ハウジング12の長手方向両側には、前記回動部材18の軸が回動可能に装着される軸受部が設けられている。前記軸と前記軸受けとの関係は、上述したような前記回動部材18の押圧部54のコンパクトな回転が可能なようにクリアランスが設けられている。この軸受部の形状や大きさは、回動部材18の軸が回動でき、前記押圧部54のコンパクトな回転が可能なように装着されていれば如何なるものでもよく、この役割やハウジング12の強度や大きさ等を考慮して適宜設計する。
前記ハウジング12には、前記端子14の接触部26を被覆する天井部50が設けられている。前記天井部50は、前記端子14の防塵性を高めるためのものであり、その大きさや形状はこの役割や前記ハウジング12の強度や前記回動部材18の回動性や強度等を考慮して適宜設計する。
本発明は、電子機器や電気機器内に使用されるコネクタに関するもので、特にコネクタに使用される金属製の端子に表面処理を施す場合に、外力が負荷された際にウィスカの発生を抑制するコネクタの製造方法に関するものである。
背景技術
コネクタ等の電子部品に用いられる端子は、通常、耐腐食性や耐久性のために表面処理が施されている。表面処理としては、まず、下地めっきを施し、その上にさらに上層めっきを施している。上層めっきとしては、端子の部分での使用用途によって適宜選択している。例えば、相手との接触部分であれば、接続安定性やコストを考慮しており、金含有物めっきや銀めっきや錫含有物めっき等が挙げられる。さらに、基板等との接続部分であれば、半田付け性や環境問題やコストを考慮しており、金含有物めっきや錫含有物めっきなどを挙げられる。
まず、ウィスカの発生を抑制する文献として、特許文献1、特許文献2、特許文献3及び特許文献4を例示する。
次に、多層表面処理として、特許文献5、特許文献6、特許文献7、特許文献8及び特許文献9を例示する。
特許文献1 特開2006−127939号公報
特許文献1の要約によると、鉛フリーの錫メッキを施したフラットケーブル等の電気導体部品において、外部応力を受ける部分でのウィスカの発生が防止された電気導体部品及びその製造方法を提供することを目的とし、電気接続部分に厚さ0.2μm〜1.0μm未満の錫メッキ2を施し、錫メッキ2は、熱処理により錫メッキ2の錫と電気導体1との合金層4の比率
考えられる。図9(A)はウィスカ発生部分を断面方向から観察した断面図(写真)であり、(B)は(A)のX部拡大図(写真)である。図9の図(写真)は透過電子像である。図9(B)のY部で覆われている点1及び点2に対してEDX(エネルギー分散型元素分析装置)にて元素分析を実施した。Y部の点1は図中で黒色にみえる析出物(介在物)であり、Y部の点2は析出物がない領域である。図10(A)が点1の分析結果であり、(B)が点2の分析結果である。図10(A)には、Z部のように錫(Sn)の他に、銅(Cu)とニッケル(Ni)が検出されている。しかし、点2には図10(B)のように錫(Sn)以外は検出されていない。このことから、上記のようなことが言えることが判った。
また、図11のようにウィスカ発生部分における根元の錫(Sn)結晶が粗大化している。これは、錫含有物層に外力が負荷された場合、錫含有物層と下地層の界面部分及び錫めっき粒界を通じて錫(Sn)原子がある方向へ拡散(粒界及び粒内拡散)し易くなり、ある錫(Sn)結晶粒に錫(Sn)原子の拡散が集中し、粗大化したものと推測できる。
上述した2つの原因(銅(素材)及びニッケル(下地めっき)が錫含有物めっき中に拡散することやある錫(Sn)結晶粒に錫(Sn)原子の拡散が集中し、粗大化すること)が相まって、ウィスカの発生が助長されると思料される。
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、素材や下地層の組成成分原子が錫含有物層中に拡散することなく、外力型ウィスカの抑制するコネクタの製造方法と該方法により製造するコネクタを提供せんとするものである。
上記目的は、請求項1に記載したように、コネクタの製造方法としては、素材70に表面処理を施す製造方法であって、素材70表面に下地層72の表面処理を施す工程と、前記下地層72の上方に錫含有物層74の表面処理を施す工程とを有するコネクタの製造方法において、前記錫含有物層74を施す前に、前記素材70や前記下地層72の組成成分原子が前記
錫含有物層74に拡散することを防止して、前記錫含有物層74の表面に外力が負荷した場合の外力型ウィスカの発生を抑制するバリア中間層76を施す工程を有することにより達成できる。
また、上記目的は、請求項2記載のように、コネクタの製造方法としては、素材70に表面処理を施す製造方法であって、素材70表面に下地層72の表面処理を施す工程と、前記下地層72の上方に錫含有物層74の表面処理を施す工程とを有するコネクタの製造方法において、前記錫含有物層74を施す前に、錫原子と安定した化合物を生成し易い物質を含有する表面処理層であり、前記下地層72と前記錫含有物層74の界面で拡散する錫原子が前記物質と化合物を生成することにより拡散することを防止して、前記錫含有物層74の表面に外力が負荷した場合の外力型ウィスカの発生を抑制するバリア中間層76を施す工程を有することにより達成できる。
前記バリア中間層76とは、下地層72の全面に施すものや下地層72上に表面処理の金属粒子が斑点状に点在するものの両方を含む。
また、請求項1又は2記載のコネクタの製造方法では、前記バリア中間層76は、金含有物761及び/又はパラジウム765を含有する表面処理層であることを特徴とする。
さらに、請求項1又は2記載のコネクタの製造方法では、前記バリア中間層76は、表面処理の付着量として0.01mg/cm2以上であることを特徴とする。
請求項5記載のコネクタの製造方法では、前記バリア中間層76は、表面処理の厚さが0.03μm以上であることを特徴とする請求項1又は2記載のコネクタの製造方法にある。
また、請求項6記載のコネクタの製造方法では、前記バリア中間層76は、前記下地層72上に、表面処理の金属粒子が斑点状の点在状態になるように施すことを特徴とする請求項1、2又は5記載のコネクタの製造方法にある。
さらに、請求項7記載のコネクタの製造方法は、前記バリア中間層76として、金含有物めっき761若しくは金含有物ストライクめっき766を施した際に、少なくとも前記錫含有物層74の界面部分に、錫と金の金属間化合物層を形成することを特徴とする請求項5又は6記載のコネクタの製造方法にある。
また、請求項8記載のコネクタの製造方法は、前記金含有物761は、純金または金基合金であることを特徴とする請求項5〜7のいずれか1項記載のコネクタの製造方法にある。
さらに、請求項9に記載のコネクタは、金属の端子を用いるコネクタにおいて、前記端子の表面に、まず、下地層72の表面処理を施し、次に表面処理の付着量として 0.01mg/cm2以上のバリア中間層76を施し、最後に錫含有物層74を施し、前記端子の素材や前記下地層72の組成成分原子が前記錫含有物層74へ拡散すること及び錫原子が前記下地層と前記錫含有物層の界面で拡散することを防止することで、前記錫含有物層74の表面に外力が負荷した場合の外力型ウィスカの発生を抑制することを特徴とするコネクタにある。
以上の説明から明らかなように、本発明のコネクタの製造方法と該方法により製造したコネクタによると、次のような優れた顕著な効果が得られる。
(1)請求項1に記載したように、コネクタの製造方法としては、素材70に表面処理を施す製造方法であって、素材70表面に下地層72の表面処理を施す工程と、前記下地層72の上方に錫含有物層74の表面処理を施す工程とを有するコネクタの製造方法において、前記錫含有物層74を施す前に、前記素材70や前記下地層72の組成成分原子が前記錫含有物層74に拡散することを防止して、前記錫含有物層74の表面に外力が負荷した場合の外力型ウィスカの発生を抑制するバリア中間層76を施す工程を有しているので、前記素材70や前記下地層72の組成成分原子の前記錫含有物層74への拡散を防止でき、かつ、錫原子の拡散を抑制するこ
とで錫(Sn)結晶粒の粗大化が防止でき、防止することでウィスカの発生を抑制できる。
(2)請求項2記載のように、コネクタの製造方法としては、素材70に表面処理を施す製造方法であって、素材70表面に下地層72の表面処理を施す工程と、前記下地層72の上方に錫含有物層74の表面処理を施す工程とを有するコネクタの製造方法において、前記錫含有物層74を施す前に、錫原子と安定した化合物を生成し易い物質を含有する表面処理層であり、前記下地層72と前記錫含有物層74の界面で拡散する錫原子が前記物質と化合物を生成することにより拡散することを防止して、前記錫含有物層74の表面に外力が負荷した場合の外力型ウィスカの発生を抑制するバリア中間層76を施す工程を有しているので、物質が錫(Sn)と結合し易く、金属間化合物層を形成し、よりいっそう、前記素材70や前記下地層72の組成成分原子の前記錫含有物層74に拡散することを防止し、かつ、錫原子と安定した化合物を生成し易い金属(例えば、純金及び金基合金)をめっきすることによりニッケルと錫含有物めっきの界面の拡散を抑制することで錫(Sn)結晶粒の粗大化が防止でき、ウィスカの発生を抑制する。
(3)請求項1又は2記載のコネクタの製造方法では、前記バリア中間層76は、金含有物761及び/又はパラジウム765を含有する表面処理層であることを特徴とするので、前記素材70や前記下地層72の組成成分原子の前記錫含有物層74の拡散を防止でき、防止することでウィスカの発生を抑制できる。前記バリア中間層76の種類としては、金含有物めっき761やパラジウムめっき765であれば、十分に前記素材70や前記下地層72の組成成分原子の前記錫含有物層74への拡散を防止でき、かつ、錫原子の拡散を抑制することで錫(Sn)結晶粒の粗大化が防止できる(後の図3(A)を参照願います)。
さらに、前記バリア中間層76は、金含有物及び/又はパラジウムを含
有する表面処理層であることを特徴とする請求項2記載のコネクタの製造方法にしているので、錫(Sn)と結合し易く、錫と金・銅の所謂錫−金(Sn−Au)や錫−パラジウム(Sn−Pd)等金属間化合物層を形成し、よりいっそう、前記素材70や前記下地層72の組成成分原子の前記錫含有物層74に拡散することを防止し、かつ、錫原子と安定した化合物を生成し易い金属(例えば、純金及び金基合金)をめっきすることによりニッケルと錫含有物めっきの界面の拡散を抑制することで錫(Sn)結晶粒の粗大化が防止でき、ウィスカの発生を抑制する。
(4)請求項1又は2記載のコネクタの製造方法では、前記バリア中間層76は、表面処理の付着量として0.01mg/cm2以上であることを特徴とするので、前記素材70や前記下地層72の組成成分原子の前記錫含有物層74への拡散を防止でき、かつ、錫原子と安定した化合物を生成し易い金属(例えば、純金及び金基合金)をめっきすることによりニッケルと錫含有物めっきの界面の拡散を抑制することで錫(Sn)結晶粒の粗大化が防止でき、防止することでウィスカの発生を抑制できる。前記バリア中間層76の付着量としては、0.01mg/cm2あれば、十分に前記素材70や前記下地層72の組成成分原子の前記錫含有物層74への拡散を防止でき、かつ、錫原子と安定した化合物を生成し易い金属(例えば、純金及び金基合金)をめっきすることによりニッケルと錫含有物めっきの界面の拡散を抑制することで錫(Sn)結晶粒の粗大化が防止できる。
(5)請求項5記載のコネクタの製造方法では、前記バリア中間層76は、表面処理の厚さが0.03μm以上であることを特徴とする請求項1又は2記載のコネクタの製造方法にしているので、前記素材70や前記下地層72の組成成分原子の前記錫含有物層74への拡散を防止でき、かつ、錫原子と安定した化合物を生成し易い金属(例えば、純金及び金基合金)をめっきすることによりニッケルと錫含有物めっきの界面の拡散を抑制することで錫(Sn)結晶粒の粗大化が防止でき、防止するこ
とでウィスカの発生を抑制できる。前記バリア中間層76の厚さとしては、0.03μmあれば、十分に前記素材70や前記下地層72の組成成分原子の前記錫含有物層74への拡散を防止でき(後の図5を参照願います)、かつ、錫原子と安定した化合物を生成し易い金属(例えば、純金及び金基合金)をめっきすることによりニッケルと錫含有物めっきの界面の拡散を抑制することで錫(Sn)結晶粒の粗大化が防止できる。
(6)請求項6記載のコネクタの製造方法では、前記バリア中間層76は、前記下地層72上に、表面処理の金属粒子が斑点状の点在状態になるように施すことを特徴とする請求項1、2又は5記載のコネクタの製造方法にしているので、前記素材70や前記下地層72の組成成分原子の前記錫含有物層74の拡散を防止でき、防止することでウィスカの発生を抑制できる。表面処理が斑点状に点在する前記バリア中間層76の種類としては、金含有物ストライクめっき766やパラジウムストライクめっきであれば、十分に前記素材70や前記下地層72の組成成分原子の前記錫含有物層74への拡散を防止できる(後の図3(B)を参照願います)。
(7)請求項7記載のコネクタの製造方法は、前記バリア中間層76として、金含有物めっき761若しくは金含有物ストライクめっき766を施した際に、少なくとも前記錫含有物層74の界面部分に、錫と金の金属間化合物層を形成することを特徴とする請求項5又は6記載のコネクタの製造方法にしているので、金含有物めっき761若しくは金含有物ストライクめっき766の場合、金(Au)が錫含有物層74の錫(Sn)と結合し易く、錫と金の所謂錫−金(Sn−Au)金属間化合物層を形成し、よりいっそう、前記素材70や前記下地層72の組成成分原子の前記錫含有物層74に拡散することを防止し(図6を参照願います。)、かつ、錫原子と安定な化合物を生成し易い金属(例えば、純金及び金基合金)をめっきすることによりニッケルと錫含有物めっきの界面の拡散を抑制することで錫(Sn)結晶粒の粗大化が防止でき、ウィスカの発生を抑
制する。図6は、金含有物めっき761若しくは金含有物ストライクめっき766後に、集束イオンビーム(FIB)加工後におけるめっき断面の二次イオン(SIM)像である。
(8)請求項8記載のコネクタの製造方法は、前記金含有物761は、純金または金基合金であることを特徴とする請求項5〜7のいずれか1項記載のコネクタの製造方法にしているので、純金または金基合金の場合、金(Au)が錫含有物層74の錫(Sn)と結合し易く、錫と金の所謂錫−金(Sn−Au)金属間化合物層を形成し、よりいっそう、前記素材70や前記下地層72の組成成分原子の前記錫含有物層74に拡散することを防止し、ウィスカの発生を抑制する。金基合金とは、金(Au)が50%以上含有しているものをいう。
(9)請求項9記載のコネクタは、金属の端子を用いるコネクタにおいて、前記端子の表面に、まず、下地層72の表面処理を施し、次に表面処理の付着量として0.01mg/cm2以上のバリア中間層76を施し、最後に錫含有物層74を施し、前記端子の素材や前記下地層72の組成成分原子が前記錫含有物層74へ拡散すること及び錫原子が前記下地層と前記錫含有物層の界面で拡散することを防止することで、前記錫含有物層74の表面に外力が負荷した場合の外力型ウィスカの発生を抑制することを特徴とするコネクタにしているので、前記素材70や前記下地層72の組成成分原子の前記錫含有物層74への拡散を防止でき、防止することでウィスカの発生を抑制でき、隣接端子間が狭い場合でも隣接端子間で短絡が発生することなく、接続不良も発生しない。
図面の簡単な説明
図1(A)は、外力によるウィスカ発生を抑制する方法のより表面処理を施した端子を使用したコネクタの斜視図である。
図1(B)は、(A)のコネクタより端子を1本抜いた状態のコネクタと端子の斜視図である。
図1(C)は、コネクタをある端子部分で断面した断面図である。
図11は、従来の表面処理に外力を負荷した後、ウィスカ発生部分の集束イオンビーム(FIB)加工後におけるめっき断面の二次イオン(SIM)像である。
図12は、Cuからなる素材上に、Niからなる下地層、Auを含有物めっきからなるバリア中間層及び錫含有物層を順次形成してなるコネクタの一部断面を、透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて拡大して観察したときの写真である。
図13(A)は、図12中の金属間化合物層の一部(領域A)を、エネルギー分散型X線分光分析装置(EDS)によって、分析して得られた回折線のピークを示したものである。
図13(B)は、領域Aを、エネルギー分散型X線分光分析装置(EDS)によって、半定量分析して得られた各元素の分布を示す表である。
図14(A)は、図12中の金属間化合物層の一部(領域B)を、エネルギー分散型X線分光分析装置(EDS)によって、分析して得られた回折線のピークを示したものである。
図14(B)は、領域Bを、エネルギー分散型X線分光分析装置(EDS)によって、半定量分析して得られた各元素の分布を示す表である。
発明を実施するための最良の形態
まず、従来と比較をしながら、図2から図5に基づいて、本発明の外力型ウィスカの抑制方法について説明する。図2はコンタクトに外力が掛かる部分の本願の表面処理を表した拡大断面図である。図3(A)はバリア中間層として金含有物めっきを使用した場合のウィスカの発生状態を示す図面であり、(B)はバリア中間層として金含有物ストライクめっきを使用した場合のウィスカの発生状態を示す図面である。図4(A)はバリア中間層としてパラジウムめっきを使用した場合のウィスカの発生状態を示す図面であり、(B)はバリア中間層として白金めっきを使用した場合のウィスカの発生状態を示す図面である。図5(A)はバリア中間層として金含有物めっきを使用した場合の金含有物めっきの厚さによるウィスカの
ジルコニア簡易荷重試験法により外力を加え、ウィスカの発生状態を確認した結果、図4のようになった。つまり、図4(A)のように、パラジウム765についてはウィスカの発生を抑制する効果が見られる。一方、図4(B)及び(C)のように、白金762(図4(B))及び銀767(図4(C))についてはウィスカの発生を抑制する効果が見られなかった。
図3と図4の結果からみると、ウィスカの発生を抑制するバリア中間層76として好ましいのは、金含有物めっき761若しくは金含有物ストライクめっき766である。金含有物めっき761若しくは金含有物ストライクめっき766の場合、図6のように、金(Au)が錫含有物層74の錫(Sn)と結合し易く、錫(Sn)と金(Au)の金属間化合物層を形成し、よりいっそう、素材70や下地層72の原子が錫含有物層74に拡散することを防止し、ウィスカの発生を抑制する結果になる。
ここで、図12は、Cuからなる素材70上に、Niからなる下地層72を形成し、該下地層72上に、Auを含有物めっきからなるバリア中間層76を形成し、該バリア中間層76上に、錫含有物層74を形成してなるコネクタの一部断面を、透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて拡大して観察したときの写真(明視野像)である。図12に示されているように、前記バリア中間層76と前記錫含有層74との間には、金属間化合物層が形成されていることがわかる。そして、この金属間化合物層の一部(図12の領域A)を、エネルギー分散型X線分光分析装置(EDS)によって、得られたスペクトルを図13(A)に示す。その結果、前記金属間化合物層の一部は、図13(A)に示されているように、Au及びSnのピークが見られ、Au−Sn金属間化合物が形成されていることがわかる。また、このAu−Sn金属間化合物は、図13(B)の各元素の分布を示す表からAuSn4(金属間化合物層1)であることが判明した。さらに、前記下地層72(Ni)と金属間化合物層1の間(領域B)にはAuSn2(金属間化合物層2)なる物質の存在が、EDSにより得られたスペクトル(図14(A))及び各元素の分布(図14(B))により明らかになった。おそ
できるように適宜設計されている。前記ハウジング12の長手方向両側には、前記回動部材18の軸が回動可能に装着される軸受部が設けられている。前記軸と前記軸受けとの関係は、上述したような前記回動部材18の押圧部54のコンパクトな回転が可能なようにクリアランスが設けられている。この軸受部の形状や大きさは、回動部材18の軸が回動でき、前記押圧部54のコンパクトな回転が可能なように装着されていれば如何なるものでもよく、この役割やハウジング12の強度や大きさ等を考慮して適宜設計する。
前記ハウジング12には、前記端子14の接触部26を被覆する天井部50が設けられている。前記天井部50は、前記端子14の防塵性を高めるためのものであり、その大きさや形状はこの役割や前記ハウジング12の強度や前記回動部材18の回動性や強度等を考慮して適宜設計する。
産業上の利用可能性
本発明の活用例としては、電気機器や電子機器内で金属製の端子を使用されるコネクタに活用され、特にコネクタに使用される金属製の端子に表面処理を施す場合に、外力が負荷製造方法を提供することが可能になった。
Claims (9)
- 素材に表面処理を施す製造方法であって、
素材表面に下地層の表面処理を施す工程と、前記下地層の上方に錫含有物層の表面処理を施す工程とを有する電子部品の製造方法において、
前記錫含有物層を施す前に、前記素材や前記下地層の組成成分原子が前記錫含有物層に拡散することを防止して、前記錫含有物層の表面に外力が負荷した場合の外力型ウィスカの発生を抑制するバリア中間層を施す工程を有することを特徴とする電子部品の製造方法。 - 素材に表面処理を施す製造方法であって、
素材表面に下地層の表面処理を施す工程と、前記下地層の上方に錫含有物層の表面処理を施す工程とを有する電子部品の製造方法において、
前記錫含有物層を施す前に、錫原子と安定した化合物を生成し易い物質を含有する表面処理層であり、前記下地層と前記錫含有物層の界面で拡散する錫原子が前記物質と化合物を生成することにより拡散することを防止して、前記錫含有物層の表面に外力が負荷した場合の外力型ウィスカの発生を抑制するバリア中間層を施す工程を有することを特徴とする電子部品の製造方法。 - 前記バリア中間層は、金含有物及び/又はパラジウムを含有する表面処理層であることを特徴とする請求項1又は2記載の電子部品の製造方法。
- 前記バリア中間層は、表面処理の付着量として0.01mg/cm2以上であることを特徴とする請求項1、2又は3記載の電子部品の製造方法。
- 前記バリア中間層は、表面処理の厚さが0.03μm以上であることを特徴とする請求項1、2、3又は4記載の電子部品の製造方法。
- 前記バリア中間層は、前記下地層上に、表面処理の金属粒子が斑点状の点在状態になるように施すことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項記載の電子部品の製造方法。
- 前記バリア中間層として、金含有物めっき若しくは金含有物ストライクめっきを施した際に、少なくとも前記錫含有物層の界面部分に、錫と金の金属間化合物層を形成することを特徴とする請求項3〜6のいずれか1項記載の電子部品の製造方法。
- 前記金含有物は、純金または金基合金であることを特徴とする請求項3〜7のいずれか1項記載の電子部品の製造方法。
- 金属の端子を用いる電子部品において、
前記端子の表面に、まず、下地層の表面処理を施し、次に表面処理の付着量として0.01mg/cm2以上のバリア中間層を施し、最後に錫含有物層を施し、前記端子の素材や前記下地層の組成成分原子が前記錫含有物層へ拡散すること及び錫原子が前記下地層と前記錫含有物層の界面で拡散することを防止することで、前記錫含有物層の表面に外力が負荷した場合の外力型ウィスカの発生を抑制することを特徴とする電子部品。
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