JPWO2017038825A1 - 耐熱性に優れためっき材及びその製造方法 - Google Patents
耐熱性に優れためっき材及びその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2017038825A1 JPWO2017038825A1 JP2017528984A JP2017528984A JPWO2017038825A1 JP WO2017038825 A1 JPWO2017038825 A1 JP WO2017038825A1 JP 2017528984 A JP2017528984 A JP 2017528984A JP 2017528984 A JP2017528984 A JP 2017528984A JP WO2017038825 A1 JPWO2017038825 A1 JP WO2017038825A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- alloy
- underlayer
- work
- plating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
- C25D5/10—Electroplating with more than one layer of the same or of different metals
- C25D5/12—Electroplating with more than one layer of the same or of different metals at least one layer being of nickel or chromium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
- C25D5/34—Pretreatment of metallic surfaces to be electroplated
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
- C25D5/48—After-treatment of electroplated surfaces
- C25D5/50—After-treatment of electroplated surfaces by heat-treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
- C25D5/48—After-treatment of electroplated surfaces
- C25D5/50—After-treatment of electroplated surfaces by heat-treatment
- C25D5/505—After-treatment of electroplated surfaces by heat-treatment of electroplated tin coatings, e.g. by melting
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
- C25D5/60—Electroplating characterised by the structure or texture of the layers
- C25D5/615—Microstructure of the layers, e.g. mixed structure
- C25D5/617—Crystalline layers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D7/00—Electroplating characterised by the article coated
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
- H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
- H01R13/02—Contact members
- H01R13/03—Contact members characterised by the material, e.g. plating, or coating materials
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
Abstract
Description
(1)CuまたはCu合金からなる導電性基材上にNiまたはNi合金からなる第一下地層、CuSn化合物からなる中間層、SnまたはSn合金からなる表面層の順に各層を有するSnめっき材であって、該Snめっき材は圧延方向と板厚方向からなる断面を見たときに、導電性基材の表面に、第一下地層と導電性基材の界面長さ20μm当たりに、0.5〜10μmの長さで加工変質層が残存しているか、界面長さ20μm当たりに、複数の加工変質層が合計で0.5〜10μmの長さで存在していることを特徴とするSnめっき材。
(2)CuまたはCu合金からなる導電性基材上にNiまたはNi合金からなる第一下地層、CuまたはCu合金からなる第二下地層、CuSn化合物からなる中間層、SnまたはSn合金からなる表面層の順に各層を有するSnめっき材であって、該Snめっき材は圧延方向と板厚方向からなる断面を見たときに、導電性基材の表面に、第一下地層と導電性基材の界面長さ20μm当たりに、0.5〜10μmの長さで加工変質層が残存しているか、界面長さ20μm当たりに、複数の加工変質層が合計で0.5〜10μmの長さで存在していることを特徴とするSnめっき材。
(3)前記第一下地層が、結晶粒径が1μm以上の部分と1μm未満の部分が混在することを特徴とする(1)または(2)に記載のSnめっき材。
(4)前記表面層の厚さが0.2〜5μmであることを特徴とする(1)〜(3)のいずれか1項に記載のSnめっき材。
(5)前記中間層の厚さが0.1〜1μmであることを特徴とする(1)〜(4)のいずれか1項に記載のSnめっき材。
(6)前記第一下地層の厚さが0.1〜2μmであることを特徴とする(1)〜(5)のいずれか1項に記載のSnめっき材。
(7)前記第二下地層の厚さが0〜0.1μmであることを特徴とする(2)〜(6)のいずれか1項に記載のSnめっき材。
(8)175℃、240時間の熱処理したとき、前記中間層が材料表面に0.1〜60%の面積率で露出していることを特徴とする(1)〜(7)のいずれか1項に記載のSnめっき材。
(9)(1)〜(8)のいずれか1項に記載のSnめっき材を使用した車載部品。
(10)(1)〜(8)のいずれか1項に記載のSnめっき材を使用した電気電子部品。
(11)CuまたはCu合金からなる導電性基材上にNiまたはNi合金からなる第一下地層、CuSn化合物からなる中間層、SnまたはSn合金からなる表面層の順に各層が形成されたSnめっき材の製造方法であって、
前記導電性基材上に、前記第一下地層、CuまたはCu合金からなる第二下地層、前記表面層をこの順に形成した後、リフロー処理により前記第二下地層と前記表面層を、前記第二下地層が無くなるまで反応させて前記中間層を形成し、
導電性基材のバフ研磨及び酸洗条件をバフ研磨粒子のサイズが#1000〜5000で、かつ、酸洗液への浸漬時間を0〜60秒、仕上げ加工条件の加工率を0〜70%に調整し、更に場合によって仕上げ熱処理条件を250〜650℃で5秒〜5時間に調整して実施することにより導電性基材表面の加工変質層の残存量を制御することで、該Snめっき材は圧延方向と板厚方向からなる断面を見たときに、導電性基材の表面に、前記第一下地層と導電性基材の界面長さ20μm当たりに、0.5〜10μmの長さで加工変質層を残存させるか、界面長さ20μm当たりに、複数の加工変質層が合計で0.5〜10μmの長さで存在させることを特徴とする、Snめっき材の製造方法。
(12)CuまたはCu合金からなる導電性基材上にNiまたはNi合金からなる第一下地層、CuまたはCu合金からなる第二下地層、CuSn化合物からなる中間層、SnまたはSn合金からなる表面層の順に各層が形成されたSnめっき材の製造方法であって、
前記導電性基材上に、前記第一下地層、前記第二下地層、前記表面層をこの順に形成した後、リフロー処理により前記第二下地層と前記表面層を、前記第二下地層が一部残るよう、反応させて前記中間層を形成し、
導電性基材のバフ研磨及び酸洗条件をバフ研磨粒子のサイズが#1000〜5000で、かつ、酸洗液への浸漬時間を0〜60秒、仕上げ加工条件の加工率を0〜70%に調整し、更に場合によって仕上げ熱処理条件を250〜650℃で5秒〜5時間に調整して実施することにより導電性基材表面の加工変質層の残存量を制御することで、該Snめっき材は圧延方向と板厚方向からなる断面を見たときに、導電性基材の表面に、前記第一下地層と導電性基材の界面長さ20μm当たりに、0.5〜10μmの長さで加工変質層を残存させるか、界面長さ20μm当たりに、複数の加工変質層が合計で0.5〜10μmの長さで存在させることを特徴とする、Snめっき材の製造方法。
本発明の上記および他の特徴および利点は、下記の記載および添付の図面からより明らかになるであろう。
導電性基材(1)に用いることができる銅合金の一例として、CDA(Copper Development Association)掲載合金である「C14410(Cu−0.15Sn、古河電気工業(株)製、商品名:EFTEC3)」、「C19400(Cu−Fe系合金材料、Cu−2.3Fe−0.03P−0.15Zn)」、「C18045(Cu−0.3Cr−0.25Sn−0.5Zn、古河電気工業(株)製、商品名:EFTEC64T)」、「C64770(Cu−Ni−Si系合金材料、古河電気工業(株)製、商品名:EFTEC−97)」、「C64775(Cu−Ni−Si系合金材料、古河電気工業(株)製、商品名:EFTEC−820)」等を用いることができる。(なお、前記銅合金の各元素の前の数字の単位は銅合金中の質量%を示す。)また、TPC(タフピッチ銅)やOFC(無酸素銅)、りん青銅、黄銅(例えば、70質量%Cu−30質量%Zn。7/3黄銅と略記する。)等も用いることができる。導電性や放熱性を向上させるという観点からは、導電率が5%IACS以上の銅合金の条材とすることが好ましい。なお、銅合金を導電性基材(1)として取り扱う時での本発明の「基材成分」とは、基金属である銅のことを示すものとする。導電性基材(1)の厚さには特に制限はないが、通常、0.05〜2.00mmであり、好ましくは、0.1〜1.2mmである。
加工変質層は熱的に不安定な組織であるため、加熱処理中の熱による原子拡散によって熱的に安定な原子配列に変化し、減少する。導電性基材の表面を溶解することで、加工変質層を一部または全部除去することができる。本実施形態のSnめっき材(10)は、圧延方向と板厚方向からなる断面を見たときに、導電性基材(1)の表面に、第一下地層(2)と導電性基材(1)の界面長さ20μm当たりに、0.5〜10μmの長さで加工変質層(6)が残存しているか、または、界面長さ20μm当たりに、複数の加工変質層(6)が合計で0.5〜10μmの長さで存在していることが好ましく、1つ又は複数の加工変質層(6)が合計で1〜5μm残存していることがより好ましい。加工変質層(6)の長さが短すぎる場合、第一下地層(2)(Ni)の大部分の結晶粒径が大きく、加工性の低下により接点部で割れが発生し、電気接続性が損なわれる恐れがある。逆に、加工変質層(6)の長さが長すぎる場合、第一下地層(2)(Ni)の大部分の結晶粒径が小さく、導電性基材(1)から表面層(5)に基材成分Cuが拡散し、耐熱性が低下する恐れがある。
導電性基材(1)は、CuまたはCu合金であれば特に限定されるものではなく、用いる用途の強度、導電率等の要求に合わせ、適宜選択すれば良い。導電性基材(1)表面の加工変質層(6)は、熱処理後のバフ研磨及び酸洗工程におけるバフ研磨量、酸洗液での表面溶解量、あるいは仕上げ加工の加工率、更に必要に応じて仕上げ焼鈍条件を調整することで、制御できる。バフ研磨量や酸洗液での表面溶解量は、バフ研磨粒子のサイズ、酸洗液組成、酸洗液への浸漬時間等で制御できる。具体的には、バフ研磨粒子のサイズを#1000〜5000、酸洗液への浸漬時間を0〜60秒で制御する。バフ研磨粒子のサイズが#1000より小さい場合、研磨後の導電性基材(1)の表面が粗く、めっき膜にピンホール等の欠陥が生じ易くなり、また#5000より大きい場合、バフ研磨の効果が得づらくなる。また酸洗液への浸漬時間が60秒より長い場合、導電性基材(1)の表面が酸焼けし、正常なめっき膜が得られなくなる恐れがある。浸漬時間が0秒は、酸洗を行わないことを意味する。また酸洗液としては、硫酸系水溶液、フッ酸系水溶液、硝酸系水溶液、リン酸系水溶液等を用いることができる。また、仕上げ加工は、例えば0〜70%の加工率で実施することができる。ここで、仕上げ加工0%は、仕上げ加工を行わないことを意味する。仕上げ加工率が70%を超える場合、得られるSnめっき材(10)の曲げ加工性が著しく低下する。また仕上げ焼鈍を実施する場合、例えば250〜650℃で5秒〜5時間で実施することができる。この条件より低温、あるいは短時間となると仕上げ焼鈍の効果が得づらく、加工変質層の残存量が規定の範囲より多くなる恐れがある。また高温、あるいは長時間となると加工変質層の残存量が規定の範囲より少なく、またSnめっき材(10)の材料強度が著しく低下する恐れがある。
NiまたはNi合金は、一般的な方法でめっきすれば良い。めっき浴としては、例えばスルファミン浴やワット浴、硫酸浴等を使用できる。めっき条件は、浴温20〜60℃、電流密度1〜30A/dm2でめっきすればよい。
CuまたはCu合金は、一般的な方法でめっきすれば良い。めっき浴としては、例えば硫酸浴やシアン浴を使用できる。めっき条件は、浴温20〜60℃、電流密度1〜30A/dm2でめっきすればよい。
SnまたはSn合金は、一般的な方法でめっきすれば良い。めっき浴としては、例えば硫酸浴等を使用できる。めっき条件は、浴温10〜40℃、電流密度1〜30A/dm2でめっきすればよい。
上記表面層(5)まで形成した後のリフロー処理は、一般的な方法で実施できる。例えば400〜800℃に設定した炉内に材料を通過させ、5〜20秒加熱した後、冷却すればよい。リフロー処理により、第二下地層(3)と表面層(5)が反応し、中間層(4)が形成される。
したがって、リフロー処理により第二下地層(3)と表面層(5)を、第二下地層(3)が無くなるまで反応させて中間層(4)を形成した場合は、図1のように第一下地層(2)と中間層(4)の間に第二下地層は存在しない。
またリフロー処理により第二下地層(3)と表面層(5)を、第二下地層(3)が一部残るよう、反応させて中間層(4)を形成した場合は、図2のように第一下地層(2)と中間層(4)の間に第二下地層(3)が形成される。
本実施形態のSnめっき材(10)は、特に高温下での耐熱性(電気接続性)に優れる。このため本実施形態のSnめっき材(10)は、小型端子、高圧大電流端子等の車載部品の他、端子、コネクタ、リードフレームなどの電気電子部品に好適である。
このような条件で、後述の表2に示す通り、本発明の範囲に入る例として、層厚構成の異なる発明例1〜7のSnめっき材(10)を作製した。
また比較例として、加工変質層の残存量が本発明の規定から外れているSnめっき材も作製した(比較例1、2、3、4)。
ここで、比較例1は前記特許文献3の加工変質層がない場合(特許文献3の実施例1〜6)に相当し、バフ研磨及び酸洗工程でバフ研磨後に酸洗液に60秒浸漬し、仕上げ加工と仕上げ焼鈍を実施しないことで作製した。また比較例4は加工変質層が導電性基材(1)上の全面に残存している場合(特許文献3の比較例1)に相当し、バフ研磨及び酸洗後に仕上げ加工70%を施し、仕上げ焼鈍を実施しないことで作製した。比較例2、3は、導電性基材上に加工変質層が一部残存し、残存量が本発明の規定の範囲に収まらないように調整した例である。比較例2は、バフ研磨及び酸洗後に仕上げ加工を施し、仕上げ焼鈍を本発明で規定する温度より高温の675℃、2時間で実施し、加工変質層の残存量を本発明既定の範囲より少なくしている。比較例3は、バフ研磨及び酸洗後に仕上げ加工を施し、仕上げ焼鈍を本発明で規定する温度より低温の225℃、2時間で実施し、加工変質層の残存量を本発明既定の範囲より多くしている。
脱脂液:NaOH 60g/リットル
脱脂条件:2.5A/dm2、温度60℃、脱脂時間60秒
酸洗液:10%硫酸
酸洗条件:30秒 浸漬、室温
JIS H 8501の10に記載された定電流溶解法により、上記で作製したSnめっき材の各層の層厚を測定した。
FIB−SIM(集束イオンビーム−走査型イオン顕微鏡)により、上記で作製したSnめっき材(10)の圧延方向と板厚方向からなる断面を観察し、導電性基材(1)の表面に残存している加工変質層(6)の長さ(残存量)を計測した。観察は、10000〜50000倍の倍率で行った。測定は、第一下地層(2)と導電性基材(1)の界面について、界面長さ20μmを含む範囲を1視野とし、視野範囲が重ならないように3視野について加工変質層(6)の残存している部分の界面長さを計測した後、その平均値を測定結果として用いた。あるいは、この界面長さ20μm当たりに、複数の加工変質層(6)が合計で0.5〜10μmの長さで存在していることを確認した。第一下地層(2)と導電性基材(1)の界面位置は、FIBに付随したオージェ電子分光分析を用いた元素マッピングを用いることで判断した。また、直上の第一下地層(2)が導電性基材(1)に配向してNiの結晶粒界がCuの結晶粒界と一致している部分は、加工変質層(6)が除去されていると判断した。一方、第一下地層(2)のNiの結晶粒径が導電性基材(1)のCuの結晶粒界に対して小さい部分を加工変質層(6)が残存していると判断した。
160℃、1000時間加熱後のSn残存量(160℃耐熱性)と、175℃、240時間加熱後のSn残存量(175℃耐熱性)をJIS H 8501の10に記載された定電流試験法で測定し、それぞれSnが少しでも残存していると評価されたものをA(良)、全く残存していないと評価されたものをD(劣)とした。
図5に、前記高温化で経年劣化した状態(例えば、150℃、1000時間放置した状態)を模式的に示す。図5では、加工変質層(6)が存在しない部分では中間層(4)とその上の表面層(5)が残っているが、加工変質層(6)の直上では中間層(4)が厚くなって表面層(5)がほとんど無くなっている。
上記で作製したSnめっき材(10)を張り出し加工し、加工後にめっき割れが生じなかったものをA(良)、生じたものをD(劣)とした。めっき割れの判定は、加工後の張り出し部表面を光学顕微鏡で50〜500倍で観察し、基材の露出しているものを割れが発生したと判断した。図3は張り出し加工方法と張り出し加工されたSnめっき材(10)の断面模式図である。張り出し加工では、固定した前記上記で作製したSnめっき材(10)を、先端に0.5mmRの半球がついた治具を押し付けることで変形させ、加工した。図中、Oは張り出し加工に用いる治具の先端にある半球の中心を示す。図4は、張り出し加工後のSnめっき材(10)の断面模式図である。図中、Oは張り出し部の半球の中心を示す。
175℃、240時間加熱後の、上記で作製したSnめっき材(10)表面を1000倍でSEM観察し、中間層(4)が露出した部分の面積率を画像解析により求めた。中間層(4)の露出の有無は、二次電子像観察、反射電子像観察、SEMに付属のEDX元素マッピングを併用して判断した。露出面積率が1〜30%のものをA(優)、0.5%以上1%未満、または30%より大きく40%以下のものをB(良)、0.1%以上0.5%未満、または40%より大きく60%以下のものをC(可)、0.1%未満、または60%より大きいものをD(劣)とした。
ここで表2中、「層厚(μm)」と記載した欄の「Ni」と記載した欄は第一下地層(2)の厚さを示し、「Cu」と記載した欄は第二下地層(3)の厚さを示し、「CuSn」と記載した欄は中間層(4)の厚さを示し、「Sn」と記載した欄は表面層(5)の厚さを示す。これらの発明例において、「Cu」層つまり第二下地層(3)が0μmの場合は、図1に示した実施態様であり、「Cu」層つまり第二下地層(3)が0μmではない場合は、図2に示した実施態様である。
表2において、本発明の条件を満たす発明例1〜7はいずれも耐熱性、張り出し加工性の全てに優れていた。
これに対し、比較例1〜4は、耐熱性、張り出し加工性のいずれかの評価が劣る結果となった。加工変質層の残存量が本発明の規定の範囲より少ない比較例1、2については、張り出し加工性が劣り、また比較例1では175℃、240時間加熱後の中間層(4)の露出面積率が非常に小さくなっていた。また加工変質層の残存量が本発明の規定の範囲より多い比較例3、4については、175℃、240時間加熱における耐熱性が劣り、加熱後は中間層(4)の露出面積率が非常に大きくなっており、表面層(5)がほとんど残存していなかった。
以上から、本発明の条件を満たすSnめっき材が優れた特性を示すことが確認された。
2 第一下地層
3 第二下地層
4 中間層
5 表面層
6 加工変質層
10 Snめっき材
(1)金属材を一方向に圧延して製造される、CuまたはCu合金からなる導電性基材上にNiまたはNi合金からなる第一下地層、CuSn化合物からなる中間層、SnまたはSn合金からなる表面層の順に各層を有するSnめっき材であって、該Snめっき材は、導電性基材の圧延方向と板厚方向からなる断面を見たときに、導電性基材の表面に、第一下地層と導電性基材との間に延在する方向の界面長さ20μm当たりに、0.5〜10μmの長さで加工変質層が残存しているか、前記界面長さ20μm当たりに、複数の加工変質層が合計で0.5〜10μmの長さで存在していることを特徴とするSnめっき材。
(2)金属材を一方向に圧延して製造される、CuまたはCu合金からなる導電性基材上にNiまたはNi合金からなる第一下地層、CuまたはCu合金からなる第二下地層、CuSn化合物からなる中間層、SnまたはSn合金からなる表面層の順に各層を有するSnめっき材であって、該Snめっき材は、導電性基材の圧延方向と板厚方向からなる断面を見たときに、導電性基材の表面に、第一下地層と導電性基材との間に延在する方向の界面長さ20μm当たりに、0.5〜10μmの長さで加工変質層が残存しているか、前記界面長さ20μm当たりに、複数の加工変質層が合計で0.5〜10μmの長さで存在していることを特徴とするSnめっき材。
(3)前記第一下地層が、結晶粒径が1μm以上の部分と1μm未満の部分が混在することを特徴とする(1)または(2)に記載のSnめっき材。
(4)前記表面層の厚さが0.2〜5μmであることを特徴とする(1)〜(3)のいずれか1項に記載のSnめっき材。
(5)前記中間層の厚さが0.1〜1μmであることを特徴とする(1)〜(4)のいずれか1項に記載のSnめっき材。
(6)前記第一下地層の厚さが0.1〜2μmであることを特徴とする(1)〜(5)のいずれか1項に記載のSnめっき材。
(7)前記第二下地層の厚さが0〜0.1μmであることを特徴とする(2)〜(6)のいずれか1項に記載のSnめっき材。
(8)175℃、240時間の熱処理したとき、前記中間層が材料表面に0.1〜60%の面積率で露出していることを特徴とする(1)〜(7)のいずれか1項に記載のSnめっき材。
(9)(1)〜(8)のいずれか1項に記載のSnめっき材を使用した車載部品。
(10)(1)〜(8)のいずれか1項に記載のSnめっき材を使用した電気電子部品。
(11)金属材を一方向に圧延して製造される、CuまたはCu合金からなる導電性基材上にNiまたはNi合金からなる第一下地層、CuSn化合物からなる中間層、SnまたはSn合金からなる表面層の順に各層が形成されたSnめっき材の製造方法であって、
前記導電性基材上に、前記第一下地層、CuまたはCu合金からなる第二下地層、前記表面層をこの順に形成した後、リフロー処理により前記第二下地層と前記表面層を、前記第二下地層が無くなるまで反応させて前記中間層を形成し、
導電性基材のバフ研磨及び酸洗条件をバフ研磨粒子のサイズが#1000〜5000で、かつ、酸洗液への浸漬時間を0〜60秒、仕上げ加工条件の加工率を0〜70%に調整し、更に場合によって仕上げ熱処理条件を250〜650℃で5秒〜5時間に調整して実施することにより導電性基材表面の加工変質層の残存量を制御することで、該Snめっき材は、導電性基材の圧延方向と板厚方向からなる断面を見たときに、導電性基材の表面に、前記第一下地層と導電性基材との間に延在する方向の界面長さ20μm当たりに、0.5〜10μmの長さで加工変質層を残存させるか、前記界面長さ20μm当たりに、複数の加工変質層が合計で0.5〜10μmの長さで存在させることを特徴とする、Snめっき材の製造方法。
(12)金属材を一方向に圧延して製造される、CuまたはCu合金からなる導電性基材上にNiまたはNi合金からなる第一下地層、CuまたはCu合金からなる第二下地層、CuSn化合物からなる中間層、SnまたはSn合金からなる表面層の順に各層が形成されたSnめっき材の製造方法であって、
前記導電性基材上に、前記第一下地層、前記第二下地層、前記表面層をこの順に形成した後、リフロー処理により前記第二下地層と前記表面層を、前記第二下地層が一部残るよう、反応させて前記中間層を形成し、
導電性基材のバフ研磨及び酸洗条件をバフ研磨粒子のサイズが#1000〜5000で、かつ、酸洗液への浸漬時間を0〜60秒、仕上げ加工条件の加工率を0〜70%に調整し、更に場合によって仕上げ熱処理条件を250〜650℃で5秒〜5時間に調整して実施することにより導電性基材表面の加工変質層の残存量を制御することで、該Snめっき材は、導電性基材の圧延方向と板厚方向からなる断面を見たときに、導電性基材の表面に、前記第一下地層と導電性基材との間に延在する方向の界面長さ20μm当たりに、0.5〜10μmの長さで加工変質層を残存させるか、前記界面長さ20μm当たりに、複数の加工変質層が合計で0.5〜10μmの長さで存在させることを特徴とする、Snめっき材の製造方法。
加工変質層は熱的に不安定な組織であるため、加熱処理中の熱による原子拡散によって熱的に安定な原子配列に変化し、減少する。導電性基材の表面を溶解することで、加工変質層を一部または全部除去することができる。本実施形態のSnめっき材(10)は、導電性基材の圧延方向と板厚方向からなる断面を見たときに、導電性基材(1)の表面に、第一下地層(2)と導電性基材(1)との間に延在する方向の界面長さ20μm当たりに、0.5〜10μmの長さで加工変質層(6)が残存しているか、または、前記界面長さ20μm当たりに、複数の加工変質層(6)が合計で0.5〜10μmの長さで存在していることが好ましく、1つ又は複数の加工変質層(6)が合計で1〜5μm残存していることがより好ましい。加工変質層(6)の長さが短すぎる場合、第一下地層(2)(Ni)の大部分の結晶粒径が大きく、加工性の低下により接点部で割れが発生し、電気接続性が損なわれる恐れがある。逆に、加工変質層(6)の長さが長すぎる場合、第一下地層(2)(Ni)の大部分の結晶粒径が小さく、導電性基材(1)から表面層(5)に基材成分Cuが拡散し、耐熱性が低下する恐れがある。
FIB−SIM(集束イオンビーム−走査型イオン顕微鏡)により、上記で作製したSnめっき材(10)の、導電性基材の圧延方向と板厚方向からなる断面を観察し、導電性基材(1)の表面に残存している加工変質層(6)の長さ(残存量)を計測した。観察は、10000〜50000倍の倍率で行った。測定は、第一下地層(2)と導電性基材(1)の界面について、前記第一下地層と導電性基材との間に延在する方向の界面長さ20μmを含む範囲を1視野とし、視野範囲が重ならないように3視野について加工変質層(6)の残存している部分の前記界面長さを計測した後、その平均値を測定結果として用いた。あるいは、この界面長さ20μm当たりに、複数の加工変質層(6)が合計で0.5〜10μmの長さで存在していることを確認した。第一下地層(2)と導電性基材(1)の界面位置は、FIBに付随したオージェ電子分光分析を用いた元素マッピングを用いることで判断した。また、直上の第一下地層(2)が導電性基材(1)に配向してNiの結晶粒界がCuの結晶粒界と一致している部分は、加工変質層(6)が除去されていると判断した。一方、第一下地層(2)のNiの結晶粒径が導電性基材(1)のCuの結晶粒界に対して小さい部分を加工変質層(6)が残存していると判断した。
Claims (12)
- CuまたはCu合金からなる導電性基材上にNiまたはNi合金からなる第一下地層、CuSn化合物からなる中間層、SnまたはSn合金からなる表面層の順に各層を有するSnめっき材であって、該Snめっき材は圧延方向と板厚方向からなる断面を見たときに、導電性基材の表面に、第一下地層と導電性基材の界面長さ20μm当たりに、0.5〜10μmの長さで加工変質層が残存しているか、界面長さ20μm当たりに、複数の加工変質層が合計で0.5〜10μmの長さで存在していることを特徴とするSnめっき材。
- CuまたはCu合金からなる導電性基材上にNiまたはNi合金からなる第一下地層、CuまたはCu合金からなる第二下地層、CuSn化合物からなる中間層、SnまたはSn合金からなる表面層の順に各層を有するSnめっき材であって、該Snめっき材は圧延方向と板厚方向からなる断面を見たときに、導電性基材の表面に、第一下地層と導電性基材の界面長さ20μm当たりに、0.5〜10μmの長さで加工変質層が残存しているか、界面長さ20μm当たりに、複数の加工変質層が合計で0.5〜10μmの長さで存在していることを特徴とするSnめっき材。
- 前記第一下地層が、結晶粒径が1μm以上の部分と1μm未満の部分が混在することを特徴とする請求項1または2に記載のSnめっき材。
- 前記表面層の厚さが0.2〜5μmであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のSnめっき材。
- 前記中間層の厚さが0.1〜1μmであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のSnめっき材。
- 前記第一下地層の厚さが0.1〜2μmであることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のSnめっき材。
- 前記第二下地層の厚さが0〜0.1μmであることを特徴とする請求項2〜6のいずれか1項に記載のSnめっき材。
- 175℃、240時間の熱処理したとき、前記中間層が材料表面に0.1〜60%の面積率で露出していることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のSnめっき材。
- 請求項1〜8のいずれか1項に記載のSnめっき材を使用した車載部品。
- 請求項1〜8のいずれか1項に記載のSnめっき材を使用した電気電子部品。
- CuまたはCu合金からなる導電性基材上にNiまたはNi合金からなる第一下地層、CuSn化合物からなる中間層、SnまたはSn合金からなる表面層の順に各層が形成されたSnめっき材の製造方法であって、
前記導電性基材上に、前記第一下地層、CuまたはCu合金からなる第二下地層、前記表面層をこの順に形成した後、リフロー処理により前記第二下地層と前記表面層を、前記第二下地層が無くなるまで反応させて前記中間層を形成し、
導電性基材のバフ研磨及び酸洗条件をバフ研磨粒子のサイズが#1000〜5000で、かつ、酸洗液への浸漬時間を0〜60秒、仕上げ加工条件の加工率を0〜70%に調整し、更に場合によって仕上げ熱処理条件を250〜650℃で5秒〜5時間に調整して実施することにより導電性基材表面の加工変質層の残存量を制御することで、該Snめっき材は圧延方向と板厚方向からなる断面を見たときに、導電性基材の表面に、前記第一下地層と導電性基材の界面長さ20μm当たりに、0.5〜10μmの長さで加工変質層を残存させるか、界面長さ20μm当たりに、複数の加工変質層が合計で0.5〜10μmの長さで存在させることを特徴とする、Snめっき材の製造方法。 - CuまたはCu合金からなる導電性基材上にNiまたはNi合金からなる第一下地層、CuまたはCu合金からなる第二下地層、CuSn化合物からなる中間層、SnまたはSn合金からなる表面層の順に各層が形成されたSnめっき材の製造方法であって、
前記導電性基材上に、前記第一下地層、前記第二下地層、前記表面層をこの順に形成した後、リフロー処理により前記第二下地層と前記表面層を、前記第二下地層が一部残るよう、反応させて前記中間層を形成し、
導電性基材のバフ研磨及び酸洗条件をバフ研磨粒子のサイズが#1000〜5000で、かつ、酸洗液への浸漬時間を0〜60秒、仕上げ加工条件の加工率を0〜70%に調整し、更に場合によって仕上げ熱処理条件を250〜650℃で5秒〜5時間に調整して実施することにより導電性基材表面の加工変質層の残存量を制御することで、該Snめっき材は圧延方向と板厚方向からなる断面を見たときに、導電性基材の表面に、前記第一下地層と導電性基材の界面長さ20μm当たりに、0.5〜10μmの長さで加工変質層を残存させるか、界面長さ20μm当たりに、複数の加工変質層が合計で0.5〜10μmの長さで存在させることを特徴とする、Snめっき材の製造方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015172147 | 2015-09-01 | ||
JP2015172147 | 2015-09-01 | ||
PCT/JP2016/075347 WO2017038825A1 (ja) | 2015-09-01 | 2016-08-30 | 耐熱性に優れためっき材及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP6219553B2 JP6219553B2 (ja) | 2017-10-25 |
JPWO2017038825A1 true JPWO2017038825A1 (ja) | 2017-11-02 |
Family
ID=58188064
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017528984A Active JP6219553B2 (ja) | 2015-09-01 | 2016-08-30 | 耐熱性に優れためっき材及びその製造方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6219553B2 (ja) |
KR (1) | KR102503365B1 (ja) |
CN (1) | CN107849721B (ja) |
WO (1) | WO2017038825A1 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6653340B2 (ja) * | 2018-02-01 | 2020-02-26 | Jx金属株式会社 | バーンインテストソケット用表面処理金属材料、それを用いたバーンインテストソケット用コネクタ及びバーンインテストソケット |
JP6805217B2 (ja) * | 2018-10-18 | 2020-12-23 | Jx金属株式会社 | 導電性材料、成型品及び電子部品 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH046296A (ja) * | 1990-04-23 | 1992-01-10 | Furukawa Electric Co Ltd:The | ニッケルめっき銅線とその製造方法 |
JP3880877B2 (ja) * | 2002-03-29 | 2007-02-14 | Dowaホールディングス株式会社 | めっきを施した銅または銅合金およびその製造方法 |
JP2011195927A (ja) * | 2010-03-23 | 2011-10-06 | Jx Nippon Mining & Metals Corp | 電子材料用銅合金及びその製造方法 |
JP2015155560A (ja) * | 2014-02-20 | 2015-08-27 | 株式会社神戸製鋼所 | 耐熱性に優れる表面被覆層付き銅合金板条 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4090302B2 (ja) | 2001-07-31 | 2008-05-28 | 株式会社神戸製鋼所 | 接続部品成形加工用導電材料板 |
EP2703524A3 (en) | 2012-08-29 | 2014-11-05 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) | Sn-coated copper alloy strip having excellent heat resistance |
JP2014122403A (ja) | 2012-12-21 | 2014-07-03 | Mitsubishi Materials Corp | Snめっき付き導電材及びその製造方法 |
-
2016
- 2016-08-30 WO PCT/JP2016/075347 patent/WO2017038825A1/ja active Application Filing
- 2016-08-30 KR KR1020187003474A patent/KR102503365B1/ko active IP Right Grant
- 2016-08-30 JP JP2017528984A patent/JP6219553B2/ja active Active
- 2016-08-30 CN CN201680045594.5A patent/CN107849721B/zh active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH046296A (ja) * | 1990-04-23 | 1992-01-10 | Furukawa Electric Co Ltd:The | ニッケルめっき銅線とその製造方法 |
JP3880877B2 (ja) * | 2002-03-29 | 2007-02-14 | Dowaホールディングス株式会社 | めっきを施した銅または銅合金およびその製造方法 |
JP2011195927A (ja) * | 2010-03-23 | 2011-10-06 | Jx Nippon Mining & Metals Corp | 電子材料用銅合金及びその製造方法 |
JP2015155560A (ja) * | 2014-02-20 | 2015-08-27 | 株式会社神戸製鋼所 | 耐熱性に優れる表面被覆層付き銅合金板条 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20180044886A (ko) | 2018-05-03 |
JP6219553B2 (ja) | 2017-10-25 |
WO2017038825A1 (ja) | 2017-03-09 |
CN107849721B (zh) | 2020-11-17 |
CN107849721A (zh) | 2018-03-27 |
KR102503365B1 (ko) | 2023-02-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4090302B2 (ja) | 接続部品成形加工用導電材料板 | |
JP3880877B2 (ja) | めっきを施した銅または銅合金およびその製造方法 | |
TWI362046B (en) | Flat cable | |
JP2019031732A (ja) | 銀皮膜付端子材及び銀皮膜付端子 | |
JP2014208904A (ja) | 耐摩耗性に優れる接続部品用導電材料 | |
JP4397245B2 (ja) | 電気・電子部品用錫めっき銅合金材及びその製造方法 | |
WO2011019042A1 (ja) | 電気電子部品用銅合金材料 | |
JP2005126763A (ja) | 被覆材、それを用いた電気・電子部品、それを用いたゴム接点部品、及び被覆材の製造方法 | |
JP4090483B2 (ja) | 導電接続部品 | |
JP6219553B2 (ja) | 耐熱性に優れためっき材及びその製造方法 | |
JP4699252B2 (ja) | チタン銅 | |
WO2021065866A1 (ja) | コネクタ用端子材 | |
JP4247256B2 (ja) | Cu−Zn−Sn系合金すずめっき条 | |
JP4090488B2 (ja) | 接続部品成形加工用導電材料板及びその製造方法 | |
WO2018074256A1 (ja) | 導電性条材 | |
WO2015125350A1 (ja) | コネクタ端子用銅合金材料、及びコネクタ端子用銅合金材料の製造方法 | |
JP5226032B2 (ja) | ウィスカーが抑制されたCu−Zn合金耐熱Snめっき条 | |
JP2019112666A (ja) | 導電材 | |
JP4642701B2 (ja) | めっき密着性に優れるCu−Ni−Si系合金条 | |
JP5761400B1 (ja) | コネクタピン用線材、その製造方法及びコネクタ | |
JP2012124025A (ja) | めっき被覆銅線およびその製造方法 | |
JP6490510B2 (ja) | 耐熱性に優れためっき材の製造方法 | |
TWI412612B (zh) | 壓延板材 | |
JP5748019B1 (ja) | ピン端子及び端子材料 | |
JP2017027705A (ja) | コネクタ用端子およびその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20170529 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170529 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20170529 |
|
A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20170614 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170627 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170821 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20170821 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170905 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170927 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6219553 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |