JPWO2011001737A1 - 電気部品の製造方法及び電気部品 - Google Patents
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Abstract
Description
〈実施例1〉
基材として、コネクタ用コンタクトとなるべき部分が接続部分を介して多数連結されてなるリン青銅製のテープを用いた。このリン青銅製テープの脱脂及び酸洗浄を行った後に、銅ストライクメッキ(メッキ厚0.1μm)を施し、この上にニッケルメッキ(メッキ厚2.0μm)を施して合計厚さ約2μmの下地メッキ層を得、該下地メッキ層上にパラジウムメッキを施して厚さ0.05μmの中間メッキ層を得た。得られた中間メッキ層上に厚さ3μmのスズメッキを施すことにより、厚さ約3μmの表面メッキ層を得た。なお、これらの各メッキ工程はフープメッキにより行い、パラジウムメッキ液としてエヌ・イー ケムキャット(株)製のPD−LF−800を、スズメッキ液としてユケン工業(株)製のSBS−Mを用いた。このようにして、本発明の電気部品としてのコネクタ用コンタクトを多数連結された状態で有するテープ1を得た。即ち、テープ1は、基材上にニッケル下地層、パラジウム中間層及びスズ表面層をこの順に積層して有している。
実施例1において得られたテープ1を簡易リフロー炉に導入し、ピーク温度225℃で2分間アニール処理することにより、テープ2を得た。得られたテープ2について、実施例1と同様の方法により断面観察を行った。観察部位の断面の顕微鏡写真を図4に示す。図4において、41はニッケル下地層を、42は中間層としての拡散層を、43はスズ表面層を、それぞれ示す。
実施例1において得られたテープ1を簡易リフロー炉に導入し、ピーク温度310℃で2秒間リフロー処理することにより、テープ3を得た。得られたテープ3について、実施例1と同様の方法により断面観察を行った。観察部位の断面の顕微鏡写真を図5(a)に示す。図5(a)において、51はニッケル下地層を、52は中間層としてのスズ−パラジウム拡散層を、53は表面層を、それぞれ示す。また、表面層53中において、54はスズ相であり、55はスズ−パラジウム合金相である。更に、テープ3の表面をX線回折装置に観察した。得られたX線回折パターンを図5(b)に示す。これより、PdSn4に相当するピークの存在が確認された。
基材として、コネクタ用コンタクトとなるべき部分が接続部分を介して多数連結されてなるリン青銅製のテープを用いた。このリン青銅製テープの脱脂及び酸洗浄を行った後に、銅ストライクメッキ(メッキ厚0.1μm)を施し、この上に銅メッキ(メッキ厚1.5μm)を施して合計厚さ約1.5μmの下地層を得、この下地層上にパラジウムメッキを施して厚さ0.01μmの中間層を得た。得られた中間層上にスズメッキを施すことにより、厚さ3μmの表面層を得た。なお、これらの各メッキ工程はフープメッキにより行い、パラジウムメッキ液としてエヌ・イー ケムキャット(株)製のPD−LF−800を、スズメッキ液としてユケン工業(株)製のSBS−Mを用いた。このようにして、本発明の電気部品としてのコネクタを多数連結された状態で有するテープ4を得た。
実施例4において、パラジウム中間層の厚さを表1に示すよう変更した以外は、実施例4と同様の方法を用いてテープ5及び6を作製した。得られたテープ5及び6について、実施例4と同様に自然放置試験を行った。結果を表1に示す。
実施例5において得られたテープ5を簡易リフロー炉に導入し、ピーク温度290℃で2秒間リフロー処理してテープ7を得た。得られたテープ7について、実施例4と同様に自然放置試験を行った。結果を表1に示す。
実施例5において、下地メッキ層として銅メッキの代わりにニッケルメッキを施す以外は、実施例5と同様の方法を用い、ニッケル下地層を有するテープ8を得た。また、このテープ8を、実施例7と同様の方法により加熱処理してテープ9を得た。得られたテープ8及び9について、実施例4と同様に自然放置試験を行った。結果を表1に示す。
実施例4において、パラジウムメッキを行わなかった以外は実施例4と同様の方法を用い、比較テープ1を得た。得られた比較テープ1について、実施例4と同様に自然放置試験を行った。結果を表1に示す。
実施例5で作製したテープ5を用い、JEITA RC−5241 7.2.1に記載された球圧子法に準拠して荷重試験を行った。テープに対して直径1mmのジルコニア球圧子で300gfの荷重をかけ、その状態で96時間保持した。その後、テープに生じた圧痕周辺をFE−SEMにより観察し、ウィスカ及びノジュール発生の有無を調べた。また、ウィスカが観察された場合には、その長さを測定した。結果を表2に示す。
前処理条件:85℃、85%RH、飽和4時間
測定器:タルチンケスター製 SWET 2100e
はんだ:Sn−3Ag−0.5Cu
フラックス :CF-110VH−2A
測定条件:速度=2mm/sec、浸漬深さ=0.2mm、浸漬時間=5sec
温度:245℃、測定レンジ=10mN
実施例7で作製したテープ7及び実施例8で作製したテープ8を用い、実施例10と同様の方法により荷重試験を行った。結果を表2に示す。
実施例4において、パラジウムメッキの代わりに銀メッキを施す以外は、実施例4と同様の方法を用い、厚さ0.3μmの銀中間層を有する比較テープ2を得た。このとき、銀メッキ液として無光沢シアン銀メッキ液を用いた。得られた比較テープ2について、実施例10と同様の方法により荷重試験を行った。結果を表2に示す。
比較例2において、銀中間層の厚さを0.15μmとし、スズメッキ後に実施例7と同様の方法により加熱処理したこと以外は比較例2と同様の方法を用いて、比較テープ3を得た。得られた比較テープ3について、実施例10と同様の方法により荷重試験を行った。結果を表2に示す。
比較例2において、下地メッキ層として銅メッキの代わりにニッケルメッキを施す以外は、比較例2と同様の方法を用い、ニッケル下地層及び銀中間層を有する比較テープ4を得た。得られた比較テープ4について、実施例10と同様の方法により荷重試験を行った。結果を表2に示す。
実施例8で作製したテープ8からコネクタ用コンタクトを切断し、これをコネクタのハウジングに装着することにより、フレキシブルプリント基板(FPC)用コネクタ1を得た。得られたコネクタ1について、JEITA RC−5241に記載の方法に準拠して、コネクタの嵌合試験を行った。コネクタ1を、金メッキを施したFPCに嵌合させ、この状態で250時間及び500時間保持した後のコネクタからのウィスカ発生の有無を走査型電子顕微鏡(SEM)により観察した。これより、ウィスカが発生したコネクタの数量と、ウィスカ発生率を算出した。結果を表3に示す。
比較例1、2及び4で作製した比較テープ1、2及び4を用いた以外は実施例13と同様の方法を用いて、FPC用比較コネクタ1〜3を得た。得られた比較コネクタ1〜3について、実施例13と同様の方法により嵌合試験を行った。結果を表3に示す。
比較例2において、銀中間層の厚さを0.05μmに変更した以外は比較例2と同様の方法を用いてテープを作製し、コネクタ用コンタクトを得た。これをコネクタのハウジングに装着することにより、FPC用比較コネクタ4を得た。得られた比較コネクタ4について、実施例13と同様の方法により嵌合試験を行った。結果を表3に示す。
基材として、ポリイミドベースのフィルム上に厚さ10μmの硫酸銅箔が積層されてなるFPC用銅張板を用いた。このFPC用銅張板の整面研磨、化学研磨、ソフトエッチング及び酸洗浄を行った後に、パラジウムメッキを施して厚さ0.05μmの中間層を得た。得られた中間層上にスズメッキを施すことにより、厚さが最大で5μmの表面層を得た。なお、これらの各メッキ工程はフープメッキにより行い、パラジウムメッキ液としてエヌ・イー ケムキャット(株)製のPD−LF−800を、スズメッキ液として日本マクダーミッド(株)製のIF−433を用いた。このようにして、本発明の電気部品としてのFPC1を得た。
実施例14において、パラジウムメッキの代わりに銀メッキを施したこと以外は実施例14と同様の方法を用いて、厚さ0.05μmの銀中間層を有する比較FPC1を得た。得られた比較FPC1について、実施例14と同様の方法により嵌合試験を行った。結果を表4に示す。
比較例9において、中間層としての銀メッキを施さなかったこと以外は比較例9と同様の方法を用いて、中間層を有さない比較FPC2を得た。得られた比較FPC2について、実施例13と同様の方法により嵌合試験を行った。結果を表4に示す。
実施例8で製造したテープ8の表面メッキ層の断面及び表面におけるスズの結晶方位を、EDAX社製 結晶方位解析装置 TSL OIMシリーズを用いて測定した。テープの断面測定に際しては、ライカ社製ウルトラミクロトーム EM UC6を用いて断面観察サンプルを作製した。テープ8は、基材上に、ニッケル下地メッキ層、パラジウム中間メッキ層(0.05μm)、及びスズ表面メッキ層が形成されたものである。テープ8の断面におけるスズの結晶方位マップ(IPF)を図6(a)に、表面におけるスズのIPFを図6(b)に、それぞれ示す。図6(a)において、61はニッケル下地層を、62はスズ表面層を、それぞれ示している。
実施例9で製造したテープ9の表面層の断面及び表面におけるスズの結晶方位を、EBSD装置を用いて実施例15と同様の方法により測定した。テープ8は、基材上に、ニッケル下地メッキ層、パラジウム中間メッキ層(0.05μm)、及びスズ表面メッキ層をこの順に形成した後、加熱処理を行ったものである。テープ9の断面におけるスズの結晶方位マップ(IPF)を図7(a)に、表面におけるスズのIPFを図7(b)に、それぞれ示す。図7(a)において、71はニッケル下地層を、72はスズ表面層を、それぞれ示している。
11 基材
12、31、41、51、61、71 下地層
13、42、52 中間層
14、24、32、43、53、62、72 表面層
25、54 スズ又はスズとパラジウム以外の金属を含有するスズ合金からなる相
26、55 スズとパラジウムを含有する合金相
Claims (17)
- 基材上にパラジウム又はパラジウム合金からなる中間メッキ層を形成する工程と、
前記中間メッキ層上にスズ又はパラジウム以外の金属を含有するスズ合金からなる表面メッキ層を形成する工程とを有する、電気部品の製造方法。 - 前記中間メッキ層の厚さが0.02〜2μmである、請求項1記載の電気部品の製造方法。
- 前記中間メッキ層を電解メッキ法により形成する、請求項1又は2記載の電気部品の製造方法。
- 前記基材が銅を含む材料からなる、請求項1〜3のいずれか1項記載の電気製品の製造方法。
- 前記表面メッキ層を形成した後に、加熱処理を行う工程を更に有する、請求項1〜4のいずれか1項記載の電気部品の製造方法。
- 前記加熱処理はリフロー処理である、請求項5記載の電気部品の製造方法。
- 前記加熱処理はアニール処理である、請求項5記載の電気部品の製造方法。
- 前記中間メッキ層の形成に先立って、基材上にニッケル又は銅を主成分とする下地メッキ層を形成する工程を更に有する、請求項1〜7のいずれか1項記載の電気部品の製造方法。
- 基材と、該基材上に形成されたパラジウム又はパラジウム合金からなる中間層と、該中間層上に形成されたスズ又はパラジウム以外の金属を含有するスズ合金からなる表面層とを有する、電気部品。
- 前記中間層の厚さが0.02〜2μmである、請求項9記載の電気部品。
- 更に、ニッケル又は銅を主成分とする下地層を前記中間層の下層に有する、請求項9又は10記載の電気部品。
- 基材と、該基材上に形成された表面層とを有し、
前記表面層は、スズ又はパラジウム以外の金属を含有するスズ合金からなる相と、スズとパラジウムを含有する合金相とを有する、電気部品。 - 更に、パラジウム又はパラジウム合金からなる中間層を前記表面層の下層に有する、請求項12記載の電気部品。
- 前記中間層の厚さが0.02〜2μmである、請求項13記載の電気部品。
- 更に、ニッケル又は銅を主成分とする下地層を前記表面層の下層に有する、請求項12記載の電気部品。
- 前記基材が銅を含む材料からなる、請求項9〜15のいずれか1項記載の電気部品。
- 前記表面層の前記基材表面に直交する断面の、電子後方散乱回折像法(EBSD法)により測定されるスズの結晶方位分布において、粒子間の結晶方位差が15°以内の領域が10μm以上連続して存在する、請求項9〜16のいずれか1項記載の電気部品。
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