(57)【要約】【課題】  鉛フリーの純錫或いは錫合金のめっき層であって、ウイスカーの発生が殆どなく接触抵抗に優れたフレキシブルプリント配線基板端子部並びにフレキシブルフラットケーブル端子部を提供することにある。【解決手段】  フレキシブルプリント配線基板或いはフレキシブルフラットケーブルのコネクタ嵌合される端子部であって、純錫又は錫合金のめっき層が形成された銅或いは銅合金配線が熱処理されることにより、銅或いは銅合金配線上に銅および錫を含む金属間化合物拡散層が形成され、かつ前記純錫又は錫合金のめっき層の残存厚さが０．２〜１．６μｍとされたフレキシブルプリント配線基板端子部或いはフレキシブルフラットケーブル端子部とすることによって、解決される。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレキシブルプリント配線基板或いはフレキシブルフラットケーブルのコネクタ嵌合される端子部であって、純錫又は錫合金のめっき層が形成された銅或いは銅合金配線が熱処理されることにより、銅或いは銅合金配線上に銅および錫を含む金属間化合物拡散層が形成され、かつ前記純錫又は錫合金のめっき層の残存厚さが０．２〜１．６μｍとされたことを特徴とするフレキシブルプリント配線基板端子部或いはフレキシブルフラットケーブル端子部。
【請求項２】
前記純錫又は錫合金のめっき層の残存厚さが、０．２〜１．０μｍ未満であることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブルプリント配線基板端子部或いはフレキシブルフラットケーブル端子部。
【請求項３】
前記銅或いは銅合金配線上に形成された純錫又は錫合金のめっき層の厚さが、初期めっき層の厚さとして０．５μｍ以上であることを特徴とする請求項１または２に記載のフレキシブルプリント配線基板端子部或いはフレキシブルフラットケーブル端子部。
【請求項４】
前記銅或いは銅合金配線上に形成された純錫又は錫合金の初期めっき層の厚さは、残存めっき層と金属間化合物の拡散層中の錫存在量から求めた厚さとして、０．５μｍ以上であることを特徴とする請求項３に記載のフレキシブルプリント配線基板端子部或いはフレキシブルフラットケーブル端子部。
【請求項５】
前記錫合金めっき層が、錫銅合金、錫銀合金、錫ビスマス合金から選ばれることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のフレキシブルプリント配線基板端子部或いはフレキシブルフラットケーブル端子部。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載するフレキシブルプリント配線基板端子部或いはフレキシブルフラットケーブル端子部に於いて、前記銅或いは銅合金配線上に形成された純錫又は錫合金の初期めっき層が、１度のめっき処理によって形成されたことを特徴とするフレキシブルプリント配線基板端子部或いはフレキシブルフラットケーブル端子部。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウイスカーの発生が殆どなく接触抵抗に優れると共に、ピンホールの発生がないフレキシブルプリント配線基板およびフレキシブルフラットケーブルの端子部に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子機器等に用いられるフレキシブルプリント配線基板（以下ＦＰＣ）やフレキシブルフラットケーブル（以下ＦＦＣ）は、多くが銅や銅合金を配線として使用している。そして、これ等を他の配線基板等と電気的に接続する場合にコネクタ接続も多く行なわれている。このようなコネクタ接続する場合には、配線とコネクタの接触抵抗を低くして導通不良をなくすために銅配線端子に表面処理が通常行なわれている。例えば、金、錫−鉛合金等による電解めっき処理である。しかしながら、金めっきはコスト的に高くなる問題があり、また鉛を含む合金によるめっき処理では、鉛が溶出して環境を汚染する問題が指摘されており、鉛フリー化も望まれている。このために、純錫めっきや鉛を含まない錫合金系のめっきが検討されている。しかし純錫めっきや鉛を含まない錫合金めっきの場合には、銅配線端子部をコネクタと嵌合して使用すると、コネクタのピンによって押付けられた箇所の周辺のめっき皮膜から、ウイスカーと称する髭状の結晶が急速に発生してくることが確認されている。このような現象は、純錫めっきや鉛を含まない錫系合金めっきに於いて顕著であることも判ってきた。さらに実験によると、めっき皮膜を塑性変形させた後にも一定以上の圧力がかかっている時に起こる現象であることが確認された。このようなウイスカーの成長は、銅配線間等での短絡を生じて電子機器等のトラブルに繋がり好ましくない。
【０００３】
ウイスカー等の問題を解決する技術が、特許文献１に見られる。すなわち、少なくとも表面がＣｕ又はＣｕ合金からなる基体表面に、Ｃｕ３Ｓｎ（ε相）とＣｕ６Ｓｎ５（η′相）とがこの順序で積層されてなる中間層を介して、いずれもＣｕ含有量が０．１〜３重量％である厚み１〜２０μｍの含ＣｕＳｎ層又は含ＣｕＳｎ合金層が形成されており、この材料は、いずれもＣｕイオンを０．２〜５０ｐｐｍ含有するＳｎめっき浴又はＳｎ合金めっき浴の中で、少なくとも表面がＣｕ又はＣｕ合金からなる基体に電気めっきを行なって製造されるとしている。そしてウイスカーの発生防止は、リフロー処理することによって略防止できるとしているが、前記リフロー処理のみでは、自然発生するウイスカーに対しては抑制効果が見られるが、コネクタ嵌合によって発生するウイスカーに対しては、必ずしも十分に効果があるとは言えないことが判ってきた。また、特許文献２には、銅又は銅合金の微細パターン上にスズメッキを施す場合にショートの原因になるスズメッキホイスカーを抑制する方法が開示されている。すなわち、銅又は銅合金の微細パターン上にスズメッキを施すに際し、まず厚さ０．１５μ以上のスズメッキを施し、ついで加熱処理して該純スズ層を全て銅素地とのＣｕ−Ｓｎ拡散層とし、その上にスズメッキを施し、純スズメッキ層を０．１５〜０．８μｍとするスズメッキホイスカーの抑制方法である。しかしながら、この抑制方法ではスズメッキ工程を２回行なうことになるので、工程が複雑になると共に製造コスト等が問題となる。そこで、これ等の問題点を解決する技術が求められていた。
【特許文献１】特開平１１−３４３５９４号公報
【特許文献２】特許第３０１４８１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
よって本発明が解決しようとする課題は、純錫或いは鉛を含まない錫合金のめっき層であって、ウイスカーの発生が殆どなく接触抵抗に優れたフレキシブルプリント配線基板端子部並びにフレキシブルフラットケーブル端子部を提供すること。また、よりウイスカーの発生がなく接触抵抗に優れると共に、ピンホールがなく光沢性も実用的なフレキシブルプリント配線基板端子部並びにフレキシブルフラットケーブル端子部を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記解決しようとする課題は、請求項１に記載されるように、ＦＰＣ或いはＦＦＣのコネクタ嵌合される端子部であって、純錫又は錫合金のめっき層が形成された銅或いは銅合金配線が熱処理されることにより、銅或いは銅合金配線上に銅および錫を含む金属間化合物拡散層が形成され、かつ前記純錫又は錫合金のめっき層の残存厚さが０．２〜１．６μｍとされたフレキシブルプリント配線基板端子部或いはフレキシブルフラットケーブル端子部とすることによって、さらに好ましくは、請求項２に記載されるように、前記純錫又は錫合金のめっき層の残存厚さが、０．２〜１．０μｍ未満である請求項１に記載のフレキシブルプリント配線基板端子部或いはフレキシブルフラットケーブル端子部とすることによって、解決される。
【０００６】
また請求項３に記載されるように、前記銅或いは銅合金配線上に形成された純錫又は錫合金のめっき層の厚さが、初期めっき層の厚さとして０．５μｍ以上である請求項１または２に記載のフレキシブルプリント配線基板端子部或いはフレキシブルフラットケーブル端子部とすることによって、解決される。さらに請求項４に記載されるように、前記銅或いは銅合金配線上に形成された純錫又は錫合金の初期めっき層の厚さは、残存めっき層と金属間化合物の拡散層中の錫存在量から求めた厚さとして、０．５μｍ以上である請求項３に記載のフレキシブルプリント配線基板端子部或いはフレキシブルフラットケーブル端子部とすることによっても解決される。
【０００７】
また請求項５に記載されるように、前記錫合金めっき層が、錫銅合金、錫銀合金、錫ビスマス合金から選ばれた請求項１〜４のいずれかに記載のフレキシブルプリント配線基板端子部或いはフレキシブルフラットケーブル端子部とすることによって、解決される。
【０００８】
さらに、請求項６に記載されるように、請求項１〜５のいずれかに記載するフレキシブルプリント配線基板端子部或いはフレキシブルフラットケーブル端子部に於いて、前記銅或いは銅合金配線上に形成された純錫又は錫合金の初期めっき層が、１度のめっき処理によって形成されたフレキシブルプリント配線基板端子部或いはフレキシブルフラットケーブル端子部とすることによって、解決される。
【発明の効果】
【０００９】
以上のような本発明によれば、純錫又は錫合金のめっき層が形成された銅或いは銅合金配線が熱処理されることにより、銅或いは銅合金配線上に銅および錫を含む金属間化合物拡散層が形成され、かつ前記純錫又は錫合金のめっき層の残存厚さが０．２〜１．６μｍとされたフレキシブルフラットケーブル端子部（以下ＦＰＣ端子部）或いはフレキシブルフラットケーブル端子部（以下ＦＦＣ端子部）としたので、発生するウイスカーは実用上問題とならない微小なウイスカーである。具体的には、発生したウイスカーの最大長も５０μｍ以下とすることができ、コネクタ嵌合してもウイスカーによる短絡事故を生じることがない。また前記端子部は、接触抵抗が５０ｍΩ未満のものである。さらに、鉛による環境汚染の問題も生じない。
【００１０】
さらに好ましくは、前記純錫又は錫合金のめっき層の残存厚さが、０．２〜１．０μｍ未満であるＦＰＣ端子部或いはＦＦＣ端子部としたので、ウイスカーの発生をより抑制することができる。具体的には、ウイスカーが発生してもその最大長が３０μｍ以下のものであり、コネクタ嵌合しても短絡事故を生じることがない。また、端子部の接触抵抗は５０ｍΩ未満と優れたものである。さらに、鉛による環境汚染の問題も生じない。
【００１１】
また、銅或いは銅合金配線上に形成された純錫又は錫合金の初期めっき層の厚さを０．５μｍ以上としたことにより、前述した効果に加えて、ピンホール等の欠陥がなく下地の銅又は銅合金配線を確実に被覆することができると共に、めっき表面の光沢性も実用上問題ないものとすることができる。さらに、前記初期めっき層の厚さを、前記銅或いは銅合金配線上に形成された純錫又は錫合金の初期めっき層の厚さは、残存めっき層と金属間化合物の拡散層中の錫存在量から求めた厚さとして０．５μｍ以上としたので、めっきした直後にめっき層の厚さを測定することができないような場合でも、製品の初期めっき厚さを知ることができるようになる。
【００１２】
また錫合金めっき層を、錫銅合金、錫銀合金、錫ビスマス合金から選ぶことによって、種々の鉛フリーの錫合金めっき層を選択できると共に、前述した特性を有するＦＰＣ端子部或いはＦＦＣ端子部とすることができる。
【００１３】
なお、本発明のＦＰＣ端子部或いはＦＦＣ端子部は、前記銅或いは銅合金配線上に形成された純錫又は錫合金の初期めっき層を、１度のめっき処理によって形成するようにしたので、複雑な製造工程としなくても前述した特性のＦＰＣ端子部或いはＦＦＣ端子部を得ることができ、製造コスト的にも有利となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に本発明を詳細に説明する。請求項１に記載される発明は、ＦＰＣ或いはＦＦＣのコネクタ嵌合される端子部であって、純錫又は錫合金のめっき層が形成された銅或いは銅合金配線が熱処理されることにより、銅或いは銅合金配線上に銅および錫を含む金属間化合物拡散層が形成され、かつ前記純錫又は錫合金のめっき層の残存厚さが０．２〜１．６μｍとされたＦＰＣ或いはＦＦＣ端子部である。
【００１５】
このような発明に至ったのは、ＦＰＣ端子部或いはＦＦＣの端子部をコネクタ嵌合した場合、特にピンを有するコネクタ嵌合した場合に発生するウイスカーについて検討した結果、ウイスカーの発生はコネクタから受ける外部応力の影響が大きいことを見い出したことにある。すなわち、熱拡散処理によって銅および錫を含む金属間化合物拡散層と純錫、錫合金めっき層の厚さの関係を調整することによって、めっき層が外部応力の影響を受け難くなりウイスカーの発生が抑えられることが確認された。
【００１６】
よって、純錫又は錫合金のめっき層が形成された銅或いは銅合金配線が熱処理されることにより、銅或いは銅合金配線上に銅および錫を含む金属間化合物拡散層が形成され、かつ前記純錫又は錫合金のめっき層の残存厚さが０．２〜１．６μｍとなるように形成するものである。このような純錫或いは錫合金のめっき層とすることによって、コネクタ嵌合した場合でもウイスカーの発生が抑えられ、また発生したウイスカーもその最大長を５０μｍ以下とすることができ、ＦＰＣやＦＦＣ端子部に於いてコネクタ嵌合による短絡を生じることがないことが判った。なお、熱処理後に於ける残存純錫或いは錫合金のめっき層の厚さが０．２μｍ未満では、コネクタ嵌合した場合に接触抵抗が大きくなって十分な導通が確保できず、また、１．６μｍを超えるとコネクタ嵌合した場合に、ウイスカーの発生度合い（発生率や長さ）が大きくなり、特に最大長が５０μｍ以下となるように制御できなくなるためである。具体的には、めっき層の残存厚さが１〜１．６μｍの場合には、ウイスカーの最大長を５０μｍ以下とすることができることを確認した。なお、純錫又は錫合金のめっき層の残存厚さが０．２〜１．６μｍの場合、銅および錫からなる金属間化合物拡散層の厚さは、０．１〜３．５μｍ程度であった。そしてこのような端子部は、電気的特性として接触抵抗が５０ｍΩ未満と優れたものであり、また鉛による環境問題もない。
【００１７】
また前記端子部は請求項２に記載されるように、前記純錫又は錫合金のめっき層の残存厚さが、０．２〜１．０μｍ未満であるＦＰＣ端子部或いはＦＦＣ端子部とするのがよい。このように、純錫又は錫合金のめっき層の残存厚さを１．０μｍ未満とすることによって、発生するウイスカーをより抑制することができると共に、発生したウイスカーの最大長は３０μｍ以下のものであることが確認された。このため、コネクタ嵌合しても短絡事故を生じることがなくなった。また、ＦＰＣ端子部或いはＦＦＣ端子部の接触抵抗は５０ｍΩ未満と電気的特性にも優れたものであり、さらに鉛フリーのめっきであるから鉛による環境問題を生じることもない。
【００１８】
そして、前記ＦＰＣ端子部或いはＦＦＣ端子部に於いて、さらにピンホールの発生を防止するためには、請求項３に記載されるように、銅或いは銅合金配線上に形成された純錫又は錫合金の初期めっき層の厚さを、０．５μｍ以上とするのがよい。すなわち、銅或いは銅合金配線上に最初に形成する純錫或いは錫合金のめっき層を０．５μｍ以上となるように電解めっきによって形成し、ついで熱処理を施すことによって、銅および錫からなる金属間化合物拡散および純錫又は錫合金のめっき層が０．２〜１．６μｍ、好ましくは０．２〜１．０μｍ未満の厚さに残存するように処理することによって、ウイスカーの最大長が５０μｍ以下或いは３０μｍ以下のＦＰＣ或いはＦＦＣ端子部とすることができる。また、純錫又は錫合金の初期めっき層の厚さが０．５μｍ未満であると、電解めっきした時にピンホール等の欠陥が生じ、長期間の使用に於いて腐食等の原因になり好ましくない。なお、銅或いは銅合金配線上に最初に形成する純錫或いは錫合金のめっき層は、厚くても４〜５μｍ程度とするのがよい。これは、熱処理によって１．６μｍ以下の残存めっき層を形成させるのに長時間を要し、このことにより銅および錫からなる金属間化合物拡散層が厚くなって、曲げ特性が悪くなる。すなわちめっき層にクラックが入り易くなって好ましくないためである。また、これらのめっき層の形成は、電解めっきや無電解めっきによって行なえばよい。以上のような構成のＦＰＣ端子部或いはＦＦＣ端子部とすることによって、発生したウイスカーの最大長が５０μｍ以下、或いは３０μｍ以下となり、コネクタ嵌合してもウイスカーによる短絡事故を生じることがない。また、前記端子部はピンホールがなく、接触抵抗も５０ｍΩ未満であり、光沢性も実用上問題ないものである。特に、初期めっき厚さが１．５μｍ以上の場合には光沢性が優れている。さらには、曲げによるクラックの発生も軽微なものであり、銅配線等の強度に悪影響を及ぼすことがない。
【００１９】
なお前述の初期めっきの厚さを、請求項４に記載されるように、前記銅或いは銅合金配線上に形成された純錫又は錫合金の初期めっき層の厚さは、残存めっき層と金属間化合物の拡散層中の錫存在量から求めた厚さとして、０．５μｍ以上であるＦＰＣ端子部或いはＦＦＣ端子部とすることもできる。このような手段によって初期めっき層の厚さを決定すれば、めっきした直後にめっき層の厚さを測定することができないような場合でも、製品の初期めっき厚さを知ることができるようになる。すなわち、初期めっき層（めっき直後の層であって、拡散層が形成されていない状態）は、熱履歴を受けた後は、下地からの銅の拡散により銅、錫の金属間化合物からなる拡散層が形成されると共に初期めっき層は薄くなる。このため、熱処理後のＦＰＣ端子部或いはＦＦＣ端子部の錫、錫合金層は、単位面積あたりの錫の存在量が、例えば０．５μｍの初期めっき厚さの時と同量あれば、初期めっき厚さが０．５μｍであったとみなすことができるので、このような方法によって測定することができる。例えば、蛍光Ｘ線膜厚計によって錫の特性Ｘ線強度を測定することによって、また試料を溶解し化学分析により錫を定量することによって行なうことが可能である。
【００２０】
このような方法によって測定した実験結果を説明する。表１に示した実験を行った。初期めっき層の厚さを、めっき層を形成後１０分以内に蛍光Ｘ線膜厚計（セイコーインスツルメンツ社のＳＦＴ―３２００を使用）によって測定した。すなわち、蛍光Ｘ線膜厚計による錫Ｘ線強度から錫の残存量を計算し、初期めっき層の厚さに換算した。つぎに、このめっき層を種々の熱処理条件によって銅および錫からなる金属間化合物拡散層を形成すると共に、種々の厚さの残存めっき層を形成させた。ついで、熱処理前と同様に蛍光Ｘ線膜厚計によって測定し、錫Ｘ線強度から錫存在量を求め初期めっき厚さを計算した。結果は表１のとおりである。
【００２１】
【表１】
2006045665.tif 000002
【００２２】
表１の実験例１〜５から明らかなように、熱処理前の初期めっき厚さと熱処理後の錫存在量から計算した初期めっき厚さは一致しており、めっき直後に初期めっき層の厚さを測定していない製品であっても、後に初期めっき層の厚さを知ることができることになる。
【００２３】
また請求項５に記載されるように、前記錫合金を錫銅合金、錫銀合金、錫ビスマス合金から選ぶことによって、鉛フリーで、良好な半田付け性等の特性を有するＦＰＣ端子部或いはＦＦＣ端子部とすることができる。具体的には、銅を０．２〜３質量％含有する錫銅合金、銀を０．５〜５質量％含有する錫銀合金、ビスマスを０．５〜４質量％含有する錫ビスマス合金から選択することが好ましい。
【００２４】
なお、前述の純錫又は錫合金からなるめっき層の熱処理条件としては、ＦＰＣの構成材料やめっき層の種類によって、一番好ましい条件を選定して行なえばよい。例えば、１４０〜１８０℃で数時間或いは前記純錫又は錫合金の融点付近の温度で数秒〜数十秒とすることによって、実用的な製造方法とすることができる。このような熱処理条件とすることによって、前述した銅或いは銅合金配線上に銅および錫を含む金属間化合物拡散層が形成され、かつ前記純錫又は錫合金のめっき層の残存厚さが０．２〜１．６μｍ、好ましくは０．２〜１．０μｍ未満とされたＦＰＣ端子部が得られる。さらに、ＦＰＣ絶縁材料にダメージを与えることもない。またＦＦＣの場合には、純錫又は錫合金の融点以上で０．０５〜数秒とするのが実用の製法からは好ましいが、場合によっては融点以下で長時間の熱処理を行なってもよく、またこれらの熱処理条件を組み合わせて行なってもよい。
【００２５】
さらに本発明における初期めっき層は、請求項６に記載されるように、請求項１〜５のいずれかに記載するＦＰＣ端子部或いはＦＦＣ端子部に於いて、前記銅或いは銅合金配線上に形成された純錫又は錫合金の初期めっき層は１度のめっき処理によって形成されるものである。このような１度の初期めっき処理によって、前述した特性のＦＰＣ端子部或いはＦＦＣ端子部を得ることができるので製造コスト的にも有利なものとなる。しかも、前述のように純錫めっきのみならず、錫銅合金、錫銀合金、錫ビスマス合金等の鉛フリーの錫合金めっきにも適用できるので、めっき処理の使用範囲が広くなり有用である。
【実施例】
【００２６】
表２に記載した実施例並びに比較例によって、本発明の効果を確認した。０．５ｍｍピッチの銅配線を有するＦＰＣ端子部並びにＦＦＣ端子部を用意した。これに表２に記載した各種類のめっき層を形成した。ついで、ＦＰＣ端子部については、オーブン又はリフロー炉を用いて所定の熱処理を施した。またＦＦＣ端子部ついては、通電アニーラー又はオーブンを用いて所定の熱処理を行なった。ついで、前記めっき層の断面をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）を用いて金属間化合物の生成状態並びに残存めっき層の厚さを測定した。残存めっき層の厚さは、２０箇所の測定を行なった平均値として記載した。また、前記端子部にピンの先端のＲが０．０２５ｍｍのＺＩＦ型コネクタを嵌合して試験を行なった。コネクタは、金／ニッケルめっきしたものと純錫めっきを施した２種類を使用した。この嵌合は、室温で１０００時間放置した場合である。この後、ＦＰＣ端子部およびＦＦＣ端子部とＺＩＦ型コネクタをはずし、端子部のめっき層についてウイスカーの発生の有無を調べた。観察はＳＥＭにより５００倍以上に拡大して行なった。発生したウイスカーの最大長が３０μｍ以下の場合には◎印で、５０μｍ以下の場合は○印で、５０μｍを超えるものが見られる場合には×印で示した。また接触抵抗を、ＺＩＦ型コネクタと嵌合させた状態でテスターによって測定し、５０ｍΩ以上を×印で、５０ｍΩ未満を○印で表示した。なお接触抵抗は５０ｍΩ未満であれば、電気的特性に優れた嵌合部を得ることができる。結果を表２に示した。
【００２７】
【表２】
2006045665.tif 000003
【００２８】
表２の実施例１〜１３に示されるように、純錫又は鉛フリーの錫合金のめっき層が形成された銅或いは銅合金配線が熱処理されることにより、銅或いは銅合金配線上に銅および錫を含む金属間化合物拡散層が形成され、かつ前記純錫又は錫合金のめっき層の残存厚さが０．２〜１．６μｍとされたＦＰＣ或いはＦＦＣ端子部は、例えウイスカーが発生したとしても殆どが３０μｍ以下のものであり、最大長でも５０μｍ以下のものであった。さらに、めっき層の残存厚さが１．０μｍ未満のものでは最大長が３０μｍ以下であった。また、接触抵抗は全てのものが５０ｍΩ未満であった。さらに、曲げ性に於いてもめっき層にクラックが生じない良好なものであった。
【００２９】
これに対して、比較例１または２に示されるように、熱処理後の残存めっき層の厚さが１．７０μｍ又は２．８０μｍと厚いものでは、発生するウイスカーの最大長さが５０μｍを超えて好ましくなかった。また比較例３〜５のように、熱処理後のめっき層の残存厚さが０．２μｍ未満になると、接触抵抗が５０ｍΩ以上となり電気的特性の点から好ましくなくなる。
【００３０】
つぎに、表３に記載した実施例並びに比較例によって本発明の効果を確認した。前述した表２の方法と同様にして試料を作製した。また同様の測定方法によってウイスカーの発生の有無、接触抵抗を調べた。まためっき層形成後、めっき層のピンホールの有無を１００倍以上の拡大鏡によって調べ、全くピンホールがないものを○印で、一つでもピンホールが確認されたものは×印で示した。また、めっき表面の光沢性を実体顕微鏡によって測定し、光沢状態が良好な場合は○印で、実用上は問題ないが半光沢状態の場合は△印で記載した。結果を表３に示した。
【００３１】
【表３】
2006045665.tif 000004
【００３２】
表３の実施例１４〜２８に示されるように、純錫又は鉛フリーの錫合金のめっき層が初期めっき厚さ０．５μｍ以上に形成され、銅或いは銅合金配線が熱処理されることにより、銅或いは銅合金配線上に銅および錫を含む金属間化合物拡散層が形成され、かつ前記純錫又は錫合金のめっき層の残存厚さが０．２〜１．６μｍ以下とされたＦＰＣ或いはＦＦＣ端子部は、ウイスカーの発生が抑制され、例えウイスカーが発生したとしても最大長は５０μｍ以下のものであった。そして、純錫又は鉛フリーの錫合金のめっき層が初期めっき厚さ０．５μｍ以上で、めっき層の残存厚さが０．２〜１．０μｍ未満のものは、よりウイスカーの発生が抑制され、ウイスカーの最大長も３０μｍ以下であった。また接触抵抗は全てのものが５０ｍΩ未満であり、初期めっき層の厚さを０．５μｍ以上とすることにより、めっき層にはピンホールが全くなく光沢性も実用上問題がないものであった。特に初期めっき厚さが１．５μｍ以上の場合には、光沢性が良好である。さらに、曲げ性に於いてもめっき層にクラックが生じない良好なものであった。
【００３３】
これに対して、比較例６〜８に示されるように熱処理後の残存めっき層の厚さが０．２μｍ以上であっても、初期めっき層の厚さが０．５μｍ未満であると、耐ウイスカー性並びに接触抵抗は合格するが、ピンホールが発生して問題があった。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明のように、銅或いは銅合金配線上に純錫や錫系合金めっきを形成したＦＰＣ端子部或いはＦＦＣ端子部は、コネクタ嵌合して長期間使用しても、発生するウイスカーは極めて微小なもので短絡を生じることがないので、種々の電子機器類に対して有用なものである。
【手続補正書】
【提出日】平成17年11月11日(2005.11.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレキシブルプリント配線基板或いはフレキシブルフラットケーブルの、コネクタと嵌合される銅或いは銅合金配線端子部であって、純錫又は鉛を含まない錫合金のめっき層が形成された前記銅或いは銅合金配線が熱処理されることにより、銅或いは銅合金配線上に銅および錫を含む金属間化合物拡散層が形成され、かつ前記純錫又は鉛を含まない錫合金のめっき層の残存厚さが０．２〜１．６μｍとされたことを特徴とするフレキシブルプリント配線基板端子部或いはフレキシブルフラットケーブル端子部。
【請求項２】
前記純錫又は鉛を含まない錫合金のめっき層の残存厚さが、０．２〜１．０μｍ未満であることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブルプリント配線基板端子部或いはフレキシブルフラットケーブル端子部。
【請求項３】
前記銅或いは銅合金配線上に形成された純錫又は鉛を含まない錫合金のめっき層の厚さが、初期めっき層の厚さとして０．５μｍ以上であることを特徴とする請求項１または２に記載のフレキシブルプリント配線基板端子部或いはフレキシブルフラットケーブル端子部。
【請求項４】
前記銅或いは銅合金配線上に形成された純錫又は鉛を含まない錫合金の初期めっき層の厚さは、残存めっき層と金属間化合物の拡散層中の錫存在量から求めた厚さとして、０．５μｍ以上であることを特徴とする請求項３に記載のフレキシブルプリント配線基板端子部或いはフレキシブルフラットケーブル端子部。
【請求項５】
前記鉛を含まない錫合金めっき層が、錫銅合金、錫銀合金、錫ビスマス合金から選ばれることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のフレキシブルプリント配線基板端子部或いはフレキシブルフラットケーブル端子部。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載するフレキシブルプリント配線基板端子部或いはフレキシブルフラットケーブル端子部に於いて、前記銅或いは銅合金配線上に形成された純錫又は鉛を含まない錫合金の初期めっき層が、１度のめっき処理によって形成されたことを特徴とするフレキシブルプリント配線基板端子部或いはフレキシブルフラットケーブル端子部。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
前記解決しようとする課題は、請求項１に記載されるように、ＦＰＣ或いはＦＦＣの、コネクタと嵌合される銅或いは銅合金配線端子部であって、純錫又は鉛を含まない錫合金のめっき層が形成された前記銅或いは銅合金配線が熱処理されることにより、銅或いは銅合金配線上に銅および錫を含む金属間化合物拡散層が形成され、かつ前記純錫又は鉛を含まない錫合金のめっき層の残存厚さが０．２〜１．６μｍとされたフレキシブルプリント配線基板端子部或いはフレキシブルフラットケーブル端子部とすることによって、さらに好ましくは、請求項２に記載されるように、前記純錫又は鉛を含まない錫合金のめっき層の残存厚さが、０．２〜１．０μｍ未満である請求項１に記載のフレキシブルプリント配線基板端子部或いはフレキシブルフラットケーブル端子部とすることによって、解決される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
また請求項３に記載されるように、前記銅或いは銅合金配線上に形成された純錫又は鉛を含まない錫合金のめっき層の厚さが、初期めっき層の厚さとして０．５μｍ以上である請求項１または２に記載のフレキシブルプリント配線基板端子部或いはフレキシブルフラットケーブル端子部とすることによって、解決される。さらに請求項４に記載されるように、前記銅或いは銅合金配線上に形成された純錫又は鉛を含まない錫合金の初期めっき層の厚さは、残存めっき層と金属間化合物の拡散層中の錫存在量から求めた厚さとして、０．５μｍ以上である請求項３に記載のフレキシブルプリント配線基板端子部或いはフレキシブルフラットケーブル端子部とすることによっても解決される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
また請求項５に記載されるように、前記鉛を含まない錫合金めっき層が、錫銅合金、錫銀合金、錫ビスマス合金から選ばれる請求項１〜４のいずれかに記載のフレキシブルプリント配線基板端子部或いはフレキシブルフラットケーブル端子部とすることによって、解決される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
さらに、請求項６に記載されるように、請求項１〜５のいずれかに記載するフレキシブルプリント配線基板端子部或いはフレキシブルフラットケーブル端子部に於いて、前記銅或いは銅合金配線上に形成された純錫又は鉛を含まない錫合金の初期めっき層が、１度のめっき処理によって形成されたフレキシブルプリント配線基板端子部或いはフレキシブルフラットケーブル端子部とすることによって、解決される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
以上のような本発明によれば、純錫又は鉛を含まない錫合金のめっき層が形成された前記銅或いは銅合金配線が熱処理されることにより、銅或いは銅合金配線上に銅および錫を含む金属間化合物拡散層が形成され、かつ前記純錫又は鉛を含まない錫合金のめっき層の残存厚さが０．２〜１．６μｍとされたフレキシブルプリント配線基板端子部（以下ＦＰＣ端子部）或いはフレキシブルフラットケーブル端子部（以下ＦＦＣ端子部）としたので、発生するウイスカーは実用上問題とならない微小なウイスカーである。具体的には、発生したウイスカーの最大長も５０μｍ以下とすることができ、コネクタと嵌合してもウイスカーによる短絡事故を生じることがない。また前記端子部は、接触抵抗が５０ｍΩ未満のものである。さらに、鉛による環境汚染の問題も生じない。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
さらに好ましくは、前記純錫又は鉛を含まない錫合金のめっき層の残存厚さが、０．２〜１．０μｍ未満であるＦＰＣ端子部或いはＦＦＣ端子部としたので、ウイスカーの発生をより抑制することができる。具体的には、ウイスカーが発生してもその最大長が３０μｍ以下のものであり、コネクタと嵌合しても短絡事故を生じることがない。また、端子部の接触抵抗は５０ｍΩ未満と優れたものである。さらに、鉛による環境汚染の問題も生じない。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
また、前記銅或いは銅合金配線上に形成された純錫又は鉛を含まない錫合金の初期めっき層の厚さを０．５μｍ以上としたことにより、前述した効果に加えて、ピンホール等の欠陥がなく下地の銅又は銅合金配線を確実に被覆することができると共に、めっき表面の光沢性も実用上問題ないものとすることができる。さらに、前記銅或いは銅合金配線上に形成された純錫又は鉛を含まない錫合金の初期めっき層の厚さを、残存めっき層と金属間化合物の拡散層中の錫存在量から求めた厚さとして０．５μｍ以上としたので、前述した効果に加えて、めっきした直後にめっき層の厚さを測定することができないような場合でも、製品の初期めっき厚さを知ることができるようになる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
また鉛を含まない錫合金めっき層を、錫銅合金、錫銀合金、錫ビスマス合金から選ぶことによって、種々の鉛フリーの錫合金めっき層を選択できると共に、前述した特性を有するＦＰＣ端子部或いはＦＦＣ端子部とすることができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
なお、本発明のＦＰＣ端子部或いはＦＦＣ端子部は、前記銅或いは銅合金配線上に形成された純錫又は鉛を含まない錫合金の初期めっき層を、１度のめっき処理によって形成するようにしたので、複雑な製造工程としなくても前述した特性のＦＰＣ端子部或いはＦＦＣ端子部を得ることができ、製造コスト的にも有利となる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
以下に本発明を詳細に説明する。請求項１に記載される発明は、ＦＰＣ或いはＦＦＣの、コネクタと嵌合される端子部であって、純錫又は鉛を含まない錫合金のめっき層が形成された銅或いは銅合金配線が熱処理されることにより、銅或いは銅合金配線上に銅および錫を含む金属間化合物拡散層が形成され、かつ前記純錫又は鉛を含まない錫合金のめっき層の残存厚さが０．２〜１．６μｍとされたＦＰＣ或いはＦＦＣ端子部である。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
よって、純錫又は鉛を含まない錫合金のめっき層が形成された銅或いは銅合金配線が熱処理されることにより、銅或いは銅合金配線上に銅および錫を含む金属間化合物拡散層が形成され、かつ前記純錫又は鉛を含まない錫合金のめっき層の残存厚さが０．２〜１．６μｍとなるように形成するものである。このような純錫或いは鉛を含まない錫合金のめっき層とすることによって、コネクタと嵌合した場合でもウイスカーの発生が抑えられ、また発生したウイスカーもその最大長を５０μｍ以下とすることができ、ＦＰＣやＦＦＣ端子部に於いてコネクタと嵌合しても短絡を生じることがないことが判った。なお、熱処理後に於ける残存純錫或いは鉛を含まない錫合金のめっき層の厚さが０．２μｍ未満では、コネクタと嵌合した場合に接触抵抗が大きくなって十分な導通が確保できず、また、１．６μｍを超えるとコネクタと嵌合した場合に、ウイスカーの発生度合い（発生率や長さ）が大きくなり、特に最大長が５０μｍ以下となるように制御できなくなるためである。具体的には、めっき層の残存厚さが１〜１．６μｍの場合には、ウイスカーの最大長を５０μｍ以下とすることができることを確認した。なお、純錫又は鉛を含まない錫合金のめっき層の残存厚さが０．２〜１．６μｍの場合、銅および錫からなる金属間化合物拡散層の厚さは、０．１〜３．５μｍ程度であった。そしてこのような端子部は、電気的特性として接触抵抗が５０ｍΩ未満と優れたものであり、また鉛による環境問題もない。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
また前記端子部は請求項２に記載されるように、前記純錫又は鉛を含まない錫合金のめっき層の残存厚さが、０．２〜１．０μｍ未満であるＦＰＣ端子部或いはＦＦＣ端子部とするのがよい。このように、純錫又は鉛を含まない錫合金のめっき層の残存厚さを１．０μｍ未満とすることによって、発生するウイスカーをより抑制することができると共に、発生したウイスカーの最大長は３０μｍ以下のものであることが確認された。このため、コネクタと嵌合しても短絡事故を生じることがなくなった。また、ＦＰＣ端子部或いはＦＦＣ端子部の接触抵抗は５０ｍΩ未満と電気的特性にも優れたものであり、さらに鉛フリーのめっきであるから鉛による環境問題を生じることもない。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
そして、前記ＦＰＣ端子部或いはＦＦＣ端子部に於いて、さらにピンホールの発生を防止するためには、請求項３に記載されるように、銅或いは銅合金配線上に形成された純錫又は鉛を含まない錫合金の初期めっき層の厚さを、０．５μｍ以上とするのがよい。すなわち、銅或いは銅合金配線上に最初に形成する純錫或いは鉛を含まない錫合金のめっき層を０．５μｍ以上となるように電解めっきによって形成し、ついで熱処理を施すことによって、銅および錫からなる金属間化合物拡散層および純錫又は鉛を含まない錫合金のめっき層が０．２〜１．６μｍ、好ましくは０．２〜１．０μｍ未満の厚さに残存するように処理することによって、ウイスカーの最大長が５０μｍ以下或いは３０μｍ以下のＦＰＣ或いはＦＦＣ端子部とすることができる。また、純錫又は鉛を含まない錫合金の初期めっき層の厚さが０．５μｍ未満であると、電解めっきした時にピンホール等の欠陥が生じ、長期間の使用に於いて腐食等の原因になり好ましくない。なお、銅或いは銅合金配線上に最初に形成する純錫或いは鉛を含まない錫合金のめっき層は、厚くても４〜５μｍ程度とするのがよい。これは、熱処理によって１．６μｍ以下の残存めっき層を形成させるのに長時間を要し、このことにより銅および錫からなる金属間化合物拡散層が厚くなって、曲げ特性が悪くなる。すなわち、めっき層にクラックが入り易くなって好ましくないためである。また、これらのめっき層の形成は、電解めっきや無電解めっきによって行なえばよい。以上のような構成のＦＰＣ端子部或いはＦＦＣ端子部とすることによって、発生したウイスカーの最大長が５０μｍ以下、或いは３０μｍ以下となり、コネクタと嵌合してもウイスカーによる短絡事故を生じることがない。また、前記端子部はピンホールがなく、接触抵抗も５０ｍΩ未満であり、光沢性も実用上問題ないものである。特に、初期めっき厚さが１．５μｍ以上の場合には光沢性が優れている。さらには、曲げによるクラックの発生も軽微なものであり、銅配線等の強度に悪影響を及ぼすことがない。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
なお前述の初期めっきの厚さを、請求項４に記載されるように、前記銅或いは銅合金配線上に形成された純錫又は鉛を含まない錫合金の初期めっき層の厚さは、残存めっき層と金属間化合物の拡散層中の錫存在量から求めた厚さとして、０．５μｍ以上であるＦＰＣ端子部或いはＦＦＣ端子部とすることもできる。このような手段によって初期めっき層の厚さを決定すれば、めっきした直後にめっき層の厚さを測定することができないような場合でも、製品の初期めっき厚さを知ることができるようになる。すなわち、初期めっき層（めっき直後の層であって、拡散層が形成されていない状態）は、熱履歴を受けた後は、下地からの銅の拡散により銅、錫の金属間化合物からなる拡散層が形成されると共に初期めっき層は薄くなる。このため、熱処理後のＦＰＣ端子部或いはＦＦＣ端子部の錫、鉛を含まない錫合金層は、単位面積あたりの錫の存在量が、例えば０．５μｍの初期めっき厚さの時と同量あれば、初期めっき厚さが０．５μｍであったとみなすことができるので、このような方法によって測定することができる。例えば、蛍光Ｘ線膜厚計によって錫の特性Ｘ線強度を測定することによって、また試料を溶解し化学分析により錫を定量することによって行なうことが可能である。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
また請求項５に記載されるように、前記鉛を含まない錫合金を錫銅合金、錫銀合金、錫ビスマス合金から選ぶことによって、鉛フリーで、良好な半田付け性等の特性を有するＦＰＣ端子部或いはＦＦＣ端子部とすることができる。具体的には、銅を０．２〜３質量％含有する錫銅合金、銀を０．５〜５質量％含有する錫銀合金、ビスマスを０．５〜４質量％含有する錫ビスマス合金から選択することが好ましい。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
なお、前述の純錫又は鉛を含まない錫合金からなるめっき層の熱処理条件としては、ＦＰＣの構成材料やめっき層の種類によって、一番好ましい条件を選定して行なえばよい。例えば、１４０〜１８０℃で数時間或いは前記純錫又は鉛を含まない錫合金の融点付近の温度で数秒〜数十秒とすることによって、実用的な製造方法とすることができる。このような熱処理条件とすることによって、前述した銅或いは銅合金配線上に銅および錫を含む金属間化合物拡散層が形成され、かつ前記純錫又は鉛を含まない錫合金のめっき層の残存厚さが０．２〜１．６μｍ、好ましくは０．２〜１．０μｍ未満とされたＦＰＣ端子部が得られる。さらに、ＦＰＣ絶縁材料にダメージを与えることもない。またＦＦＣの場合には、純錫又は鉛を含まない錫合金の融点以上で０．０５〜数秒とするのが実用の製法からは好ましいが、場合によっては融点以下で長時間の熱処理を行なってもよく、またこれらの熱処理条件を組み合わせて行なってもよい。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
さらに本発明における初期めっき層は、請求項６に記載されるように、請求項１〜５のいずれかに記載するＦＰＣ端子部或いはＦＦＣ端子部に於いて、前記銅或いは銅合金配線上に形成された純錫又は鉛を含まない錫合金の初期めっき層は１度のめっき処理によって形成されるものである。このような１度の初期めっき処理によって、前述した特性のＦＰＣ端子部或いはＦＦＣ端子部を得ることができるので製造コスト的にも有利なものとなる。しかも、前述のように純錫めっきのみならず、錫銅合金、錫銀合金、錫ビスマス合金等の鉛フリーの錫合金めっきにも適用できるので、めっき処理の使用範囲が広くなり有用である。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
本発明のように、銅或いは銅合金配線上に純錫や鉛を含まない錫系合金めっきを形成したＦＰＣ端子部或いはＦＦＣ端子部は、コネクタと嵌合して長期間使用しても、発生するウイスカーは極めて微小なもので短絡を生じることがないので、種々の電子機器類に対して有用なものである。