(57)【要約】 【課題】  はんだ付け性の劣化、接着強度の低下、接触抵抗の増大を引き起こすことがない、端子部品の表面処理膜、及びその形成方法を提供すること。【解決手段】  不活性雰囲気で、スズからなる第一のめっき膜と、厚さが５０ｎｍ以下で、スズより卑な金属を含む第二のめっき膜を、端子部品表面に順次形成する。第二のめっき膜は、スズよりも卑な金属を含むので、第一のめっき膜よりも容易に酸化されるが、その酸化物層により下地の第一のめっき膜の酸化防止が可能で、はんだ付け性などが向上する。第二のめっき膜の酸化物層は薄いので、通常のフラックスの処理で支障なくはんだ付けができる。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品の端子母材表面に形成され、スズからなる第一のめっき膜と、前記第一のめっき膜の表面に形成され、スズより卑な金属を含む第二のめっき膜を有することを特徴とする表面処理膜。
【請求項２】
前記第二のめっき膜は、亜鉛またはスズ−亜鉛合金からなることを特徴とする、請求項１に記載の表面処理膜。
【請求項３】
前記第二のめっき膜の厚さは、５０ｎｍ以下（０を含まない）であることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の表面処理膜。
【請求項４】
前記第二のめっき膜のスズ含有量は、６０重量％以下であることを特徴とする、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の表面処理膜。
【請求項５】
電子部品の端子母材表面に、不活性雰囲気において、スズからなる第一のめっき膜を形成し、引き続き前記不活性雰囲気において、前記第一のめっき膜の表面に、スズより卑な金属を含む第二のめっき膜を形成することを特徴とする、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の表面処理膜の形成方法。
【請求項６】
前記第二のめっき膜は、電解めっきにより形成することを特徴とする、請求項５に記載の表面処理膜の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種電子機器に用いられる電子部品に関するものであり、特にはんだや導電性接着剤などにより、異種金属との接合を行うための、端子部分の表面処理に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、各種電子機器に用いられる電子部品の端子部分は、下地金属の表面保護の他、はんだ付け性を高めるためにスズ−鉛からなるはんだめっきが施されていた。しかし近年、鉛成分の環境負荷が問題となっており、平成１０年には、ＥＵで提案されたエレクトロニクス製品全般の廃棄に関する法制化の動き（ＷＥＥＥ：Waste  Electrical  and  Electric  Equipment）にはんだの鉛フリー化が盛り込まれた。
【０００３】
これに対処するため、現在、鉛フリーはんだや銀を導電性フィラーとする導電性接着剤の開発、実用化が急がれている。この動きに連動して端子部分のはんだめっきの使用は減少し、スズを主体とするスズめっきが替わって使用されるようになってきている。
【０００４】
しかしながら、スズめっきは空気中で酸化し易く、かつその酸化膜は、はんだのフラックスでは除去し難い。このためはんだ実装時に、固着強度の低下や接触抵抗の増大を引き起こす原因となり得る。酸化膜を除去するために、活性の高いフラックスを使用した場合ははんだ実装後の洗浄・乾燥が必須となる。これによって工程が煩雑になったり、また洗浄不足によってはんだ付けの強度が劣化したりするという問題があった。
【０００５】
上記問題を解決するために、端子表面にスズめっきではなく、銀／パラジウムなどの貴金属めっきを施す方法などが採られている。一例として特許文献１には、金、銀、ニッケル、スズから選ばれる金属によりめっきを施したリード線を、圧延などの手段で平坦化することで、はんだ付け性を向上した、めっき電子ターミネーションの製造方法が開示されている。
【０００６】
また、特許文献２には、鉄合金からなる基板の表面に、第一の貴金属めっき層、銅めっき層、ニッケルめっき層、第二の貴金属めっき層を順に形成した、多層めっきリードフレームが開示されている。
【０００７】
さらに、特許文献３には、前記特許文献とは逆の観点から、金めっきやパラジウムめっきを施した部材との濡れ性を向上させるため、はんだとフラックスを含有するはんだペーストに、イオウを含む有機化合物を添加する技術が開示されている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−６０６４９号公報
【特許文献２】特開２００２−３６１４８４号公報
【特許文献３】特開平１０−２３７６９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、銀／パラジウムや金などの貴金属めっきは、素材そのものが高価で、製品の価格高騰の原因となっている。従って、本発明の課題は、端子の表面にスズめっきを施した場合でも、特に複雑な工程を加えることなく、はんだ付け性の劣化、接着強度の低下、接触抵抗の増大を引き起こすことがない、電子部品の端子部分の表面処理膜、及びその形成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、前記課題の解決のため、スズを基材とした表面処理膜の構造と、その形成方法を再検討した結果なされたものである。
【００１１】
前記の目的を達成するための本発明に係る電子部品の端末部分の表面処理膜は、スズからなる第一のめっき膜と、前記第一のめっき膜の表面に形成され、スズより卑な金属を含む第二のめっき膜を有することを特徴とする表面処理膜である。
【００１２】
また、前記第二のめっき膜は、亜鉛又はスズ−亜鉛合金からなることを特徴とする。
【００１３】
また、前記第二のめっき膜の厚さは、５０ｎｍ以下（０を含まない）であることを特徴とする。
【００１４】
また、前記第二のめっき膜のスズ含有量は、６０重量％以下であることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係る電子部品の端末部分の表面処理膜の形成方法は、窒素ガス又はアルゴンガスを含む不活性雰囲気において、スズからなる第一のめっき膜を形成し、引き続き前記不活性雰囲気において、前記第一のめっき膜の表面に、スズより卑な金属を含む第二のめっき膜を形成することを特徴とする。
【００１６】
また、前記表面処理膜の形成方法において、前記第二のめっき膜は、電解めっきにより形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明による表面処理膜は、スズからなる第一のめっき膜の表面に、スズよりも卑な金属を含むめっき膜を形成するので、スズより卑な金属の存在により、第一のめっき膜の酸化を防止できる。スズの２５℃における標準電極電位は、１．３６Ｖであり、スズより卑な金属としては、亜鉛やアルミニウムなどがあるが、はんだに溶解し、はんだ付けによる強固な接合を形成することから、亜鉛が好適である。
【００１８】
表面処理の工程で酸化が起こることも想定されるが、表面処理を不活性雰囲気で行うことで、この問題に対処できる。また、不活性雰囲気で第一のめっき膜を形成した後に引き続いて不活性雰囲気で第二のめっき膜を形成するため、第一のめっき膜と第二のめっき膜との界面にも酸化膜が形成されることは極めて少ない。
【００１９】
また、端子の表面にスズめっきが既に施された電子部品においても、既存のスズめっき膜表面の酸化物層を除去すれば、本発明の表面処理を適用する、つまり第二のめっき膜のみを形成することが可能であり、特に煩雑な工程を加えることなくはんだ付け性、固着強度、接触抵抗などの性能を維持したまま、はんだもしくは導電性接着剤による異種金属との接合を行うことが可能できる。
【００２０】
また、本発明の第二のめっき膜の厚さは、５０ｎｍ以下であることが望ましい。その理由は、第二のめっき膜はそれ自体が酸化されて酸化物層を形成し、第一のめっき膜の酸化を防止するが、この酸化物層の厚さを薄くしておくことで、通常のフラックスでの処理が可能となるからである。
【００２１】
また、本発明の第二のめっき膜のスズ含有量は、６０％以下であることが望ましい。その理由は、スズに含有量がこれよりも多い領域では、本発明の効果が十分に発現できないからである。また、本発明の第二のめっき膜の形成は、第一のめっき膜に用いられるスズよりも卑な金属で行うことから、電解めっきで行うのが望ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。本発明の特徴は、前記のように、不活性雰囲気で、電子部品の端子にスズめっきにより第一のめっき膜を形成し、次いで、スズとスズよりも卑な金属を含む第二のめっき膜を形成することにある。
【００２３】
従って、めっきなどには公知の装置を使用することが可能であるが、重要なことは第一のめっき膜形成、第二のめっき膜形成の両工程を不活性雰囲気で行うことである。即ち、スズめっきによる第一のめっき膜を形成した後、端子を空気に曝露してしまうとめっき膜の表面に酸化スズが形成されてしまい、その後に、スズより卑な金属を含むめっき膜を形成しても、下地に酸化膜が残ってしまい、接触抵抗の増大や固着強度の劣化を引き起こす要因となってしまうからである。
【実施例１】
【００２４】
次に、具体的な実施例を示し、本発明をさらに詳しく説明する。
【００２５】
厚さ０．１ｍｍ、幅２００ｍｍのリン青銅からなる端子部品を２５ｍ／分の速度で連続的にスズめっき浴を通過させ、電解めっきによりスズめっき膜を形成した。このときのスズめっき膜、即ち第一のめっき膜の厚さは約１μｍである。
【００２６】
この端子部品を、直ちに亜鉛めっき浴を通過させ、亜鉛めっき膜、即ち第二のめっき膜を形成して実施例１の端子部品を得た。このときの亜鉛めっき膜の厚さは約５０ｎｍである。なお、これらの工程はすべて窒素ガスフロー下の不活性雰囲気で行った。
【００２７】
また、比較に供するために、実施例１に用いたのと同一のリン青銅からなる電子部品に大気中で、スズめっき膜のみを形成した、比較例の端子部品を調製した。
【００２８】
このようにして調製した、実施例１及び比較例の端子部品を、１２０℃の大気中に４００時間保持した後、接触抵抗及びはんだ付け性、導電性接着剤の接着特性を評価した。なお、接触抵抗は材料の表面に先端半径１０ｍｍの銀丸棒を、２００ｇの荷重をかけて接触させ、１００ｍＡの電流を流したときの抵抗値を測定した。
【００２９】
また、はんだ付け性は、端子部品のめっき表面に塩化亜鉛−塩化アンモニウム系のフラックスを塗布し、厚さ１ｍｍ、直径５ｍｍのはんだをおき、あらかじめ３３０℃に加熱されたホットプレート上に２．５分間保持した後に室温まで冷却し、前記はんだが溶解して広がった面積を測定し、比較例の端子部品での測定値を１００とした相対値で評価した。
【００３０】
また、導電性接着剤の接着特性は、端子部品のめっき表面に導電性接着剤を塗布して乾燥後、バネ秤を用い、３０°の角度で押して接着剤が剥離したときの力を測定するという方法で評価した。
【実施例２】
【００３１】
スズ４０重量％、亜鉛６０重量％からなる金属で、厚さが４０ｎｍの第二のめっき膜を形成した他は、実施例１とまったく同様にして、実施例２の端子部品を調製した。これについても、実施例１と同様の評価を行った。表１は、実施例１、実施例２、比較例の評価結果をまとめて示したものである。
【００３２】
【表１】
2006022345.tif 000002
【００３３】
表１から明らかなように、本発明による実施例１、２のいずれも、比較例に比べて接触抵抗、はんだ付け性、導電性接着剤の接着特性に優れている。
【００３４】
以上のように本発明によるスズめっきの表面処理膜の形成方法は、はんだもしくは導電性接着剤にて異種金属と接点を形成する電子部品の端子表面に、窒素もしくはアルゴンガスなどの不活性雰囲気下においてスズめっき膜を形成し、引き続いて不活性雰囲気下で前記スズめっき膜の表面に亜鉛もしくはスズ−亜鉛合金からなる膜を電解めっきにより形成することを特徴としており、この表面処理膜の形成方法によれば、端子の表面にスズめっきを形成した電子部品においても、特に煩雑な工程を加えることなくはんだ付け性、固着強度、接触抵抗などの性能を維持したまま、はんだ又は導電性接着剤による異種金属との接合に十分な信頼性を付与できる。