TWI696730B - 表面處理金屬材料、表面處理金屬材料之製造方法、及電子零件 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種接觸電阻與插入力得以良好地抑制之表面處理金屬材料。表面處理金屬材料具備：基材、形成於基材上之由Ni所構成之下層、形成於下層上之由Ni₃ Sn₄ 合金所構成之中層、及形成於中層上之由Ag₃ Sn合金所構成之上層。下層之厚度為0.5 μm以上且3.0 μm以下，中層之厚度為0.03 μm以上且0.20 μm以下，上層之厚度為0.25 μm以上且0.55 μm以下，根據自上層側表面之EDS分析，Ag₃ Sn面積率為97%以上，且上層側表面之氧化膜之厚度未達2 nm。

Description

表面處理金屬材料、表面處理金屬材料之製造方法、及電子零件

本發明係關於一種表面處理金屬材料、表面處理金屬材料之製造方法、及電子零件。

一般而言，使用於汽車、家電、及OA機器等各種電子機器之連接器、端子等電子零件中，使用銅或銅合金作為母材，該等以防銹、提高耐蝕性、及提高電特性等之功能提高為目的而被實施鍍覆處理。鍍覆有Au、Ag、Cu、Sn、Ni、焊料、及Pd等之種類，尤其係實施Sn或Sn合金鍍覆之鍍Sn材料就成本方面、接觸可靠性、及焊接性等觀點而言，多用於連接器、端子、開關、及引線框架之外引線部等。

關於Sn系鍍覆，有高溫環境下接觸電阻上升，又，焊接性劣化之問題。雖亦有增厚Sn系鍍覆之厚度之方法作為避免該問題之方法，但該方法中新出現下述端子、及連接器之插入力增大之問題。

近年來，連接器之接腳之數量增加，伴隨其之連接器插入力之增加亦成為問題。因汽車等之連接器之組裝作業較多地依賴於人力，插入力之增大對於作業人員之手造成之負擔變大，故期望連接器之低插入力化，但若Sn於端子之嵌合連接時之摩擦較大，且連接器之芯數顯著增多，則需要強大之插拔力。

專利文獻1中記載有藉由於基材上依序設置下層、中層、及上層，於下層、中層、及上層使用特定之金屬，且設為特定之厚度及組成，可製作具有低晶鬚性、低凝附磨耗性、及高耐久性之電子零件用金屬材料。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利第5275504號公報

[發明所欲解決之課題]

習知之表面處理金屬材料雖如上述般於基材之表面以特定之厚度形成各種鍍覆層，而提高作為電子零件材料之性能，但尤其於接觸電阻與插入力之抑制提高之方面上有改善之餘地。

本發明係為了解決上述之課題而成者，其提供一種接觸電阻與插入力得以良好地抑制之表面處理金屬材料。 [解決課題之技術手段]

本發明人進行潛心研究，結果發現，藉由於基材上依序設置下層、中層、及上層，於下層、中層、及上層使用特定之金屬，分別設為特定之厚度，並且，控制根據自上層側表面之EDS分析之特定之面積率，從而獲得能夠解決該課題之表面處理金屬材料。

基於以上之知識見解而完成之本發明於一態樣中，係一種表面處理金屬材料，其具備：基材、形成於上述基材上之由Ni所構成之下層、形成於上述下層上之由Ni₃ Sn₄ 合金所構成之中層、及形成於上述中層上之由Ag₃ Sn合金所構成之上層；且上述下層之厚度為0.5 μm以上且3.0 μm以下，上述中層之厚度為0.03 μm以上且0.20 μm以下，上述上層之厚度為0.25 μm以上且0.55 μm以下，根據自上述上層側表面之EDS分析，Ag₃ Sn面積率為97%以上，上層側表面之氧化膜之厚度未達2 nm。

本發明之表面處理金屬材料於一實施形態中，上述下層之厚度為0.5 μm以上且2.0 μm以下，上述中層之厚度為0.05 μm以上且0.15 μm以下，且上述上層之厚度為0.3 μm以上且0.45 μm以下。

本發明之表面處理金屬材料於另一實施形態中，上述上層與上述中層之厚度比：上層／中層為1.0～2.5。

本發明之表面處理金屬材料於又一實施形態中，自上述上層側表面之EBSD分析中，粒徑0.04 μm以下之粒子之密度以頻度分析為30%以上。

本發明之表面處理金屬材料於又一實施形態中，於上述上層之表面附著有P及N，且上述P及N之附著量分別為： P：1×10^-11 ～4×10^-8 mol／cm² 、N：2×10^-12 ～8×10^-9 mol／cm² 。

本發明之表面處理金屬材料於又一實施形態中，利用XPS分析上述上層時，將檢測出之起因於P之2S軌道電子之光電子檢測強度設為I（P2s）、將起因於N之1S軌道電子之光電子檢測強度設為I（Nls）時，滿足0.1≦I（P2s）／I（Nls）≦1。

本發明之表面處理金屬材料於又一實施形態中，於利用XPS分析上述上層時，將檢測出之起因於P之2S軌道電子之光電子檢測強度設為I（P2s）、將起因於N之1S軌道電子之光電子檢測強度設為I（N1s）時，滿足1＜I（P2s）／I（Nls）≦50。

本發明於另一態樣中，係一種本發明之表面處理金屬材料之製造方法，其包括如下步驟：利用鍍覆處理，將0.5～3.0 μm厚度之Ni底層、0.2～0.35 μm厚度之Ag層、及0.1～0.2 μm厚度之Sn層以上述Sn層與上述Ag層之厚度比成為Sn層／Ag層=1.0～2.5之方式，依序設置於上述基材上之步驟；及上述鍍覆處理之後，於785～825℃中進行25～30秒之迴焊處理之步驟。

本發明於又一態樣中，係一種具備本發明之表面處理金屬材料之電子零件。 [發明之效果]

根據本發明，可提供一種接觸電阻與插入力得以良好地抑制之表面處理金屬材料。

＜表面處理金屬材料之構成＞ 一直以來，業界致力於藉由於表面處理金屬材料之基材上設置Sn或Ag並藉由迴焊處理形成各種鍍覆層，從而降低接觸電阻及插入力，提高耐蝕性。然而，本發明人對該等性能之進一步提高進行了研究。因此，著眼於：習知係藉由對表面處理金屬材料進行剖面觀察而進行線分析，並對鍍覆品進行評價，但並未進行自表面之詳細觀察。若未進行此種自表面之觀察，則即便於所製作之鍍覆品之表面上仍然存在一部分未反應之Sn或Ag，亦未被確認到。就此種方面而言，本發明人觀察表面處理金屬材料之表面，確認到殘存有未反應之Sn或Ag、以及其所造成之特性之劣化。並且發現了用於極力抑制表面處理金屬材料表面上之未反應之Sn或Ag之殘存的鍍覆構成（組成及厚度）、及為此之迴焊處理條件。以下，對本發明之實施形態之表面處理金屬材料進行說明。

如圖1所示，實施形態之表面處理金屬材料10於基材11上形成有下層12，於下層12上形成有中層13，且於中層13上形成有上層14。

（基材） 作為基材11，無特別限定，例如可使用銅及銅合金、Fe系材料、不鏽鋼、鈦及鈦合金、鋁及鋁合金等金屬基材。

（下層） 下層12由Ni所構成，且厚度為0.5 μm以上且3.0 μm以下。藉由使用Ni形成下層12，從而藉由形成較硬之下層12使薄膜潤滑效果提高，減少凝附磨耗，且下層12防止基材11之構成金屬向上層14擴散，提高耐熱性或焊料潤濕性等。若下層12之厚度未達0.5 μm，則有因較硬之下層所造成之薄膜潤滑效果降低，使凝附磨耗變大，又，基材11之構成金屬變得易向上層14擴散，且耐熱性或焊料潤濕性劣化之虞。另一方面，若下層12之厚度超過3.0 μm，則有彎曲加工性變差之虞。下層12之厚度較佳為0.5 μm以上且2.0 μm以下。

（中層） 中層13由Ni₃ Sn₄ 合金所構成，且厚度為0.03 μm以上且0.20 μm以下。藉由中層13由Ni₃ Sn₄ 合金所構成，從而使得對於氯氣、亞硫酸氣體、及硫化氫氣體等氣體之耐蝕性優異，防止基材11之構成金屬向上層14擴散，且提高耐熱性試驗或抑制焊料潤濕性劣化等之耐久性。若中層13之厚度未達0.03 μm，則有皮膜變軟，使凝附磨耗增加之虞。另一方面，若中層13之厚度超過0.20 μm，則有彎曲加工性變差之虞。中層之厚度較佳為0.05 μm以上且0.15 μm以下。

（上層） 上層14由Ag₃ Sn合金所構成，且厚度為0.25 μm以上且0.55 μm以下。藉由上層14由Ag₃ Sn合金所構成，從而使得對於氯氣、亞硫酸氣體、及硫化氫氣體等氣體之耐蝕性變得良好，且接觸電阻降低。若上層14之厚度未達0.25 μm，則有基材11或下層12之組成變得易向上層14側擴散，導致耐熱性變差之虞。又，因微滑動導致上層14產生磨耗，容易露出接觸電阻較高之下層12，因此耐微滑動磨耗性變差，因微滑動導致接觸電阻容易上升。另一方面，若上層14之厚度超過0.55 μm，則有因較硬之基材11或下層12所造成之薄膜潤滑效果降低，導致凝附磨耗變大之虞。又，有機械耐久性降低，容易發生鍍覆切削之虞。上層之厚度較佳為0.3 μm以上且0.45 μm以下。

本發明之實施形態之表面處理金屬材料根據自上層14側表面之EDS分析，Ag₃ Sn面積率為97%以上。藉由將根據自上層14側表面之EDS分析之Ag₃ Sn面積率控制為97%以上，而良好地抑制於上層14側表面之未反應之Sn或Ag之殘存，故可提供一種接觸電阻與插入力得以良好地抑制之表面處理金屬材料。根據自上層14側表面之EDS分析，Ag₃ Sn面積率較佳為98%以上，更佳為99%以上。

關於本發明之實施形態之表面處理金屬材料，上層14側表面之氧化膜之厚度控制為未達2 nm。根據此種構成，表面處理金屬材料之接觸電阻變得良好。上層14側表面之氧化膜之厚度之下限無特別限定，例如亦可為0.3 nm。

關於本發明之實施形態之表面處理金屬材料，較佳為上層14與中層13之厚度比：上層／中層為1.0～2.5。根據此種構成，可提高低晶鬚性及耐久性、耐微滑動磨耗性。

關於本發明之實施形態之表面處理金屬材料，較佳為於自上層14側表面之EBSD分析中，粒徑0.04 μm以下之粒子之密度以頻度分析為30%以上。根據此種構成，可提高低晶鬚性及耐久性、耐微滑動磨耗性。

＜表面處理金屬材料之用途＞ 本發明之實施形態之表面處理金屬材料之用途無特別限定，可列舉以下之電子零件等。具體而言，可列舉將表面處理金屬材料用於接點部分之連接器端子、將表面處理金屬材料用於接點部分之FFC端子或FPC端子、及將表面處理金屬材料用於外部連接用電極之電子零件等。再者，關於端子，壓接端子、焊接端子、及壓入配合端子等與和配線側之接合方法不相關。外部連接用電極有對引板實施表面處理而得之連接零件或對半導體之凸塊下金屬實施表面處理而得之材料等。又，可使用如此形成之連接器端子來製作連接器，亦可使用FFC端子或FPC端子來製作FFC或FPC。又，本發明之實施形態之表面處理金屬材料於安裝於殼體之安裝部之一側設置有母端子連接部，於另一側設置有基板連接部，亦可將該基板連接部插接至形成於基板之通孔並用於安裝在該基板之插接型端子。連接器可公端子與母端子兩者均為本發明之實施形態之表面處理金屬材料，亦可僅公端子或母端子之一者為本發明之實施形態之表面處理金屬材料。再者，藉由將公端子與母端子兩者設為本發明之實施形態之表面處理金屬材料，進一步提高低插拔性。

＜表面處理金屬材料之製造方法＞ （成膜及迴焊處理） 作為本發明之實施形態之表面處理金屬材料之製造方法，可使用濕式（電氣、及無電解）鍍覆、及乾式（濺鍍、及離子鍍覆等）鍍覆等。首先，利用鍍覆處理，將0.5～3.0 μm厚度之Ni底層、0.2～0.35 μm厚度之Ag層、及0.1～0.2 μm厚度之Sn層以Sn層與Ag層之厚度比成為Sn層／Ag層=1.0～2.5之方式，依序設置於基材上。鍍覆處理之後，於785～825℃中進行25～30秒之迴焊處理，藉此獲得本發明之實施形態之表面處理金屬材料。當迴焊不充分時，Ag₃ Sn面積率會變為未達97%。另一方面，當過度迴焊時，上層側表面所形成之氧化膜之厚度變為2 nm以上，因此無法實現優異之接觸電阻。

藉由如上述般對Ni底層、Ag層、及Sn層以上述之厚度與相互之厚度比進行設置，且於785～825℃中進行25～30秒之迴焊處理，從而可將根據自上層14側表面之EDS分析之Ag₃ Sn面積率控制為97%以上。

（後處理） 亦可於迴焊處理後進行下述之使用磷酸酯系液之後處理。又，亦可於迴焊處理前進行下述之使用磷酸酯系液之後處理後，進行迴焊處理。該後處理（表面處理）較理想為使用含有1種或2種以上之磷酸酯、與1種或2種以上之環狀有機化合物之水溶液（稱為磷酸酯系液）對鍍覆材料之上層表面進行後處理。添加於磷酸酯系液中之磷酸酯發揮作為鍍覆之抗氧化劑及潤滑劑之功能。本發明所使用之磷酸酯以通式[1]及[2]表示。若列舉通式[1]所表示之化合物中之較佳者，則有酸性磷酸單月桂酯等。若列舉通式[2]所表示之化合物中之較佳者，則有酸性磷酸二月桂酯等。

（式[1]、[2]中，R₁ 及R₂ 分別表示經取代之烷基；M表示氫或鹼金屬）

添加於磷酸酯系液之環狀有機化合物發揮作為鍍覆之抗氧化劑之功能。將本發明所使用之環狀有機化合物之群以通式[3]及[4]表示。若列舉通式[3]及[4]所表示之環狀有機化合物群中之較佳者，則例如有巰基苯并噻唑、巰基苯并噻唑之鈉（Na）鹽、巰基苯并噻唑之鉀（K）鹽、苯并三唑、1-甲基三唑、甲苯并三唑、及三口井系化合物等。

（式[3]、[4]中，R₁ 表示氫、烷基、或經取代之烷基；R₂ 表示鹼金屬、氫、烷基、或經取代之烷基；R₃ 表示鹼金屬或氫；R₄ 表示-SH、經烷基或芳基取代之胺基、或經烷基取代之咪唑基烷基；R₅ 及R₆ 表示-NH₂ 、-SH、或-SM（M表示鹼金屬））

於本發明之實施形態中，以在後處理後於最表層之上層表面共存P與N之方式進行處理。若於上層表面未存在P，則焊接性變得易劣化，又，鍍覆材料之潤滑性變差。另一方面，若於上層表面未存在N，則於高溫環境下鍍覆材料之接觸電阻變得易上升。 進而，於本發明之實施形態中，發現若P及N之附著量分別為： P：1×10^-11 ～4×10^-8 mol／cm² 、N：2×10^-12 ～8×10^-9 mol／cm² ， 則焊接性不易劣化，潤滑性更加良好，且接觸電阻之上升亦較少。若P之附著量未達1×10^-11 mol／cm² ，則焊料潤濕性變得易劣化；若超過4×10^-8 mol／cm² ，則會發生接觸電阻變高之異常。

又，於以XPS分析上層時，將檢測出之起因於P之2S軌道電子之光電子檢測強度設為I（P2s）、將起因於N之1S軌道電子之光電子檢測強度設為I（Nls）時，滿足0.1≦I（P2s）／I（Nls）≦1，於該情形時，接觸電阻與焊接性於高溫環境下變得不易劣化。當I（P2s）／I（Nls）之值未達0.1時，有接觸電阻等之劣化防止功能不充分之虞；當值超過1時，動摩擦係數可能變小。

又，於以XPS分析上層時，將檢測出之起因於P之2S軌道電子之光電子檢測強度設為I（P2s）、將起因於N之1S軌道電子之光電子檢測強度設為I（Nls）時，滿足1＜I（P2s）／I（Nls）≦50，於該情形時，動摩擦係數變小，且端子、及連接器之插入力變低。當I（P2s）／I（Nls）之值為1以下之情形時，有插入力稍微變高之虞；當值超過50時，有初始之接觸電阻變高，且初始之焊接性變差之虞。

為獲得本發明之實施形態之後處理液成分之附著量，磷酸酯之濃度為0.1～10 g／L，較佳為0.5～5 g／L。另一方面，環狀有機化合物之濃度相對於處理液整體之體積為0.01～1.0 g／L，較佳為0.05～0.6 g／L。磷酸酯系液係具有上述成分之水溶液，若將溶液之溫度加熱至40～80℃，則成分於水中之乳化會更快速地進行，進而，處理後之材料之乾燥變得容易。表面處理亦可於上層之表面塗佈磷酸酯系液來進行。作為塗佈之方法，可列舉噴塗、流塗、浸漬塗佈、及輥塗等方法，就生產性之觀點而言，較佳為浸漬塗佈或者噴塗。另一方面，作為其他處理方法，亦可藉由使迴焊處理後之表面處理金屬材料浸漬於磷酸酯系液中，以表面處理金屬材料作為陽極進行電解來進行處理。利用該方法處理之表面處理金屬材料有於高溫環境下之接觸電阻更不易上升之優點。 [實施例]

以下，一併揭示本發明之實施例與比較例，但其等係為了更好地理解本發明而提供，並不意欲限定本發明。

[例1] （表面處理金屬材料之製作） 作為實施例1～10、及比較例1～7，於以下之條件，於基材（寬度20 mm、長度80 mm、厚度0.64 mm之黃銅板）之表面以鍍Ni、鍍Ag、鍍Sn、進而磷酸酯系液處理、及熱處理之順序進行表面處理。表1中表示有各實施例、及比較例之製造時之鍍覆厚度、熱處理（迴焊處理）條件、及磷酸酯系液處理條件。

（鍍Ni條件） 表面處理方法：電鍍 鍍覆液：胺基磺酸鎳（150 g／l）+硼酸（30 g／l） 鍍覆溫度：55℃ 電流密度：0.5～4 A／dm²

（鍍Ag條件） 表面處理方法：電鍍 鍍覆液：氰化銀（10 g／l）+氰化鉀（30 g／l） 鍍覆溫度：40℃ 電流密度：0.2～4 A／dm²

（鍍Sn條件） 表面處理方法：電鍍 鍍覆液：甲磺酸錫（50 g／l）+甲磺酸（200 g／l） 鍍覆溫度：30℃ 電流密度：5～7 A／dm²

（迴焊處理） 第1～第3鍍覆後，以表1所示之溫度、氣體環境下、及熱處理時間對樣品實施迴焊處理。

（磷酸酯系液處理） 迴焊處理後，如表1所示般於鍍覆表面使用以下之磷酸酯種類（Al、A2）及環狀有機化合物種類（Bl、B2），並於以下之條件進行磷酸酯系液處理。將磷酸酯系液處理後之鍍覆表面之P附著量及N附著量示於表1。 ・磷酸酯種類：A1 酸性磷酸單月桂酯（磷酸單月桂酯） ・磷酸酯種類：A2 酸性磷酸二月桂酯（磷酸二月桂酯） ・環狀有機化合物種類：B1 苯并三唑 ・環狀有機化合物種類：B2 巰基苯并噻唑之Na鹽 ・電解條件：以2 V進行5秒陽極電解

（評價） ・下層之厚度測定 下層之厚度係利用螢光X射線膜厚計（Seiko Instruments製造之SEA5100，準直器0.l mmΦ）進行測定。 下層之厚度測定係對任意之10點進行評價並取其平均。

・表層、上層、及中層之結構[組成]之決定及厚度測定 所獲得之試樣之上層及中層之結構之決定及厚度測定係根據利用STEM（掃描式電子顯微鏡）分析之線分析而進行。厚度對應於根據線分析（或面分析）求出之距離。STEM裝置係使用日本電子股份有限公司製造之JEM-2100F。本裝置之加速電壓為200 kV。 所獲得之試樣之上層及中層之結構之決定及厚度測定係對任意之10點進行評價並取其平均。表層之厚度係與上層及中層之厚度同樣地進行測定。 又，確認到實施例1～10及比較例1～7均為中層由Ni₃ Sn₄ 合金所構成，且上層由Ag₃ Sn合金所構成。

・接觸電阻 接觸電阻係利用四端子法（精密滑動試驗機 CRS-G2050型 山崎精機研究所）以接觸負載3 N進行測定。對作為樣品之剛鍍覆後（初始）之樣品進行評價。樣品數量為5個，採用各樣品之最小值至最大值之範圍。 再者，本發明中，當接觸電阻為3 mΩ以下時，定義為優異之接觸電阻。

・插入力 插入力係藉由使用市售之Sn迴焊鍍覆母端子（090型住友TS／矢崎090II系列母端子非防水／F090-SMTS）並與經鍍覆之公端子進行插拔試驗而進行評價。 試驗中使用之測定裝置係AIKOH ENGINEERING製造之1311NR，以公接腳之滑動距離5 mm進行評價。 再者，本發明中，當插入力未達1.2 N時，定義為優異之插入力。

・耐蝕性 耐蝕性係於下述之試驗環境中進行評價。耐蝕性之評價係觀察環境試驗結束後之試驗後之樣品之外觀。再者，目標特性係外觀未變色、或實用上無問題之略微變色。 硫化氫氣體腐蝕試驗 硫氫化濃度：10 ppm 溫度：40℃ 濕度：80%RH 暴露時間：96 h 樣品數量：5個 再者，本發明中，當變色面積之相對於樣品面積（總面積）之比率（變色率）未達1%，則定義為優異之耐蝕性。

・EDS分析 於以下所示之條件，進行自樣品之上層側表面之EDS分析，測定Ag₃ Sn面積率。 使用日立高新技術公司製造之掃描式電子顯微鏡（型式：SU-70），以倍率×20000、觀察視野26.5 μm² 進行EDS面分析。 圖2中示出實施例3之根據EDS分析之表面觀察結果，又，圖3中示出比較例2之根據EDS分析之表面觀察結果。

・EBSD分析 於以下所示之條件，進行自樣品之上層側表面之EBSD分析，對各粒子尺寸之密度之頻度分析進行評價。 使用TSL Solutions公司製造之EBSD裝置，使用掃描電子顯微鏡用結晶解析工具（OIM）進行評價。 圖4中示出實施例3之EBSD分析中之特定尺寸之粒子之頻度分析結果，又，圖5中示出比較例2之EBSD分析中之特定尺寸之粒子之頻度分析結果。 表2中表示關於粒徑0.04 μm以下之粒子之EBSD粒度分佈。

・氧化膜測定方法 關於樣品之上層側表面之氧化膜之厚度之測定，利用STEM（日本電子股份有限公司製造之JEM-2100F）進行分析。具體而言，藉由STEM觀察，於200萬倍之BF像中以5處視野觀察樣品之上層側表面，並分別測定氧化膜之厚度，求出其平均值。 圖6中示出實施例2之STEM觀察圖像，又，圖7中示出比較例5之STEM觀察圖像。 將試驗條件及評價結果示於表1、2。

[表1]

[表2]

實施例1～10均良好地抑制接觸電阻與插入力。 實施例2及5因上層側表面之P附著量與N附著量收容於適當之範圍，故實現了未達1.05 N之更優異之插入力。 比較例1因迴焊不充分，故Ag₃ Sn面積率未達97%。因此，比較例1未能實現優異之耐蝕性。 比較例2～4因根據自上層側表面之EDS分析，Ag₃ Sn面積率未達97%，故未能實現優異之插入力。 比較例5中，因過度迴焊，導致形成於上層側表面之氧化膜之厚度成為2 nm以上。其結果為，比較例5未能實現優異之接觸電阻。 比較例6中，因迴焊前之Ag層較薄，故迴焊後之上層厚度較薄。其結果為，比較例6之Ag₃ Sn面積率未達97%，未能實現優異之耐蝕性。 比較例7中，因迴焊前之Ag層較厚，故迴焊後之中層之厚度較薄。其結果為，比較例7之Ag₃ Sn面積率未達97%，未能實現優異之耐蝕性。

10‧‧‧表面處理金屬材料 11‧‧‧基材 12‧‧‧下層 13‧‧‧中層 14‧‧‧上層

圖1係表示實施形態之表面處理金屬材料之構成之剖面模式圖。 圖2係實施例3之根據EDS分析之表面觀察結果。 圖3係比較例2之根據EDS分析之表面觀察結果。 圖4係實施例3之EBSD分析中之特定尺寸之粒子之頻度分析結果。 圖5係比較例2之EBSD分析中之特定尺寸之粒子之頻度分析結果。 圖6係實施例2之STEM觀察圖像。 圖7係比較例5之STEM觀察圖像。

Claims (9)

1. 一種表面處理金屬材料，其具備： 基材、 形成於上述基材上之由Ni所構成之下層、 形成於上述下層上之由Ni₃ Sn₄ 合金所構成之中層、及 形成於上述中層上之由Ag₃ Sn合金所構成之上層；且 上述下層之厚度為0.5 μm以上且3.0μm以下， 上述中層之厚度為0.03 μm以上且0.20 μm以下， 上述上層之厚度為0.25 μm以上且0.55 μm以下， 根據自上述上層側表面之EDS分析，Ag₃ Sn面積率為97%以上， 上述上層側表面之氧化膜之厚度未達2 nm。
2. 如請求項1所述之表面處理金屬材料，其中，上述下層之厚度為0.5 μm以上且2.0 μm以下， 上述中層之厚度為0.05 μm以上且0.15 μm以下， 上述上層之厚度為0.3 μm以上且0.45 μm以下。
3. 如請求項1或2所述之表面處理金屬材料，其中，上述上層與上述中層之厚度比：上層／中層為1.0～2.5。
4. 如請求項1或2所述之表面處理金屬材料，其中，於自上述上層側表面之EBSD分析中，粒徑0.04 μm以下之粒子之密度以頻度分析為30%以上。
5. 如請求項1或2所述之表面處理金屬材料，其中，於上述上層之表面附著有P及N，且上述P及N之附著量分別為： P：1×10^-11 ～4×10^-8 mol／cm² 、N：2×10^-12 ～8×10^-9 mol／cm² 。
6. 如請求項5所述之表面處理金屬材料，其中，於利用XPS分析上述上層時，將檢測出之起因於P之2S軌道電子之光電子檢測強度設為I（P2s）、將起因於N之1S軌道電子之光電子檢測強度設為I（Nls）時，滿足0.1≦I（P2s）／I（Nls）≦1。
7. 如請求項5所述之表面處理金屬材料，其中，於利用XPS分析上述上層時，將檢測出之起因於P之2S軌道電子之光電子檢測強度設為I（P2s）、將起因於N之1S軌道電子之光電子檢測強度設為I（N1s）時，滿足1＜I（P2s）／I（Nls）≦50。
8. 一種請求項1至7中任一項所述之表面處理金屬材料之製造方法，其包括如下步驟：利用鍍覆處理，將0.5～3.0 μm厚度之Ni底層、0.2～0.35 μm厚度之Ag層、及0.1～0.2 μm厚度之Sn層以上述Sn層與上述Ag層之厚度比成為Sn層／Ag層=1.0～2.5之方式，依序設置於上述基材上之步驟；及 上述鍍覆處理之後，於785～825℃中進行25～30秒之迴焊處理之步驟。
9. 一種電子零件，其具備請求項1至7中任一項所述之表面處理金屬材料。

Images