(57)【要約】【課題】半田の濡れ性の高い半田付け領域と、半田濡れ性の低い、あるいは半田が濡れない非半田付け領域を効率よく形成することのできる表面処理方法、電子部品並びにコネクタピンの製造方法、および電子部品を提供すること。【解決手段】コネクタピン１を製造する際、下地のニッケルめっき層１１の表面に金めっき層１２を形成しておき、所定領域にレーザ光を照射する。その結果、レーザ光の照射領域では、金めっき層１２の一部が除去されるとともに、金とニッケルとが拡散し合い、ニッケルと金との混合層１３からなる非半田付け領域３が形成される。これに対して、レーザ光の照射されなかったその他の領域では、金めっき層１２がそのまま残る半田付け領域２が形成される。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半田濡れ性が低い、あるいは半田が濡れない低濡れ性金属からなる下層側金属層の表面に、前記低濡れ性金属よりも半田濡れ性の高い高濡れ性金属からなる上層側金属層が積層された処理対象物の表面に対して、その所定領域にレーザ光を照射し、当該レーザ光の照射領域によって非半田付け領域とする一方、その他の領域に半田付け領域を形成することを特徴とする表面処理方法。
【請求項２】
半田濡れ性の高い高濡れ性金属からなる下層側金属層の表面に、前記高濡れ性金属よりも半田濡れ性の低い、あるいは半田が濡れない低濡れ性金属からなる上層側金属層が積層された処理対象物の表面に対して、その所定領域にレーザ光を照射し、当該レーザ光の照射領域によって半田付け領域を形成する一方、その他の領域に非半田付け領域を形成することを特徴とする表面処理方法。
【請求項３】
請求項１または２において、前記所定領域では前記上層側金属層の一部が除去されているとともに、前記高濡れ性金属と前期低濡れ性金属との混合層が露出していることを特徴とする表面処理方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかにおいて、前記高濡れ性金属は、金、金合金、銀、あるいは銀合金であり、前記低濡れ性金属は、ニッケル、ニッケル合金、銅、あるいは銅合金であることを特徴とする表面処理方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに規定する表面処理方法を用いて、表面に前記半田付け領域と前記非半田付け領域とを備えた電子部品を製造することを特徴とする電子部品の製造方法。
【請求項６】
請求項５において、前記電子部品を形成するための前記処理対象物をリードフレームに対してその長手方向に複数、接続した状態とし、前記処理対象物が複数、接続された前記リードフレームをその長手方向に搬送する途中でローラ面上を通し、該ローラ面上で姿勢を変える前期処理対象物に対して前記レーザ光を照射することを特徴とする電子部品の製造方法。
【請求項７】
請求項５または６に規定する電子部品として、前記半田付け領域と前記非半田付け領域とが長手方向で隣接するコネクタピンを製造することを特徴とするコネクタピンの製造方法。
【請求項８】
半田濡れ性が低い、あるいは半田が濡れない低濡れ性金属からなる下層側金属層の表面に、前記低濡れ性金属よりも半田濡れ性の高い高濡れ性金属からなる上層側金属層が積層された半田付け領域と、前記高濡れ性金属と前記低濡れ性金属との混合層が露出した非半田付け領域とが形成されていることを特徴とする電子部品。
【請求項９】
半田濡れ性の高い高濡れ性金属からなる下層側金属層の表面に、前記高濡れ性金属よりも半田濡れ性の低い、あるいは半田が濡れない低濡れ性金属からなる上層側金属層が積層された非半田付け領域と、前記高濡れ性金属と前記低濡れ性金属との混合層が露出した半田付け領域とが形成されていることを特徴とする電子部品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半田付け領域と非半田付け領域と形成するための表面処理方法、この表面処理方法を用いた電子部品並びにコネクタピンの製造方法、および電子部品に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品を電気的に接続するのには、一般的に半田が使用されているが、半田の場合には、溶融した半田が不必要な領域にまで這い上がって短絡を起こす場合がある。このため、電子部品のうち、例えば、コネクタピンでは、図５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、半田によって回路基板との電気的な接続が行われる先端側、および他の電子部品との電気な接続が行われる基端側には、下地のニッケルめっき層１１の表面に金めっき層１２を形成して半田付け領域２を形成する一方、長手方向の途中部分に、下地のニッケルめっき層１１が露出している非半田付け領域３′を形成している。このため、コネクタピン１′の基端側に半田付けを行う際、溶融した半田は、非半田付け領域２′によって這い上がりが防止され、先端側に到達しないので、回路基板に形成されているパターンが半田で短絡することがない。
【０００３】
このような構成のコネクタピン１′を製造する際には、銅などからなる基材１０の表面全体にニッケルめっき層１１を形成した後、非半田付け領域３′を形成すべき領域をマスクでコーティングし、マスクの形成されていない領域に対して選択的に金めっき層１２を形成し、しかる後に、マスクを除去する。また、基材１０の表面全体にニッケルめっき層１１を形成した後、基端側および先端側のみに金めっき層１２を形成してもよい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のコネクタピン１′の製造方法では、マスクを利用する方法、あるいは選択的に金めっき層１２を形成する方法のいずれにおいても、生産性が低いという問題点がある。
【０００５】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、半田の濡れ性の高い半田付け領域と、半田濡れ性の低い、あるいは半田が濡れない非半田付け領域を効率よく形成することのできる表面処理方法、電子部品並びにコネクタピンの製造方法、および電子部品を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では、半田濡れ性が低い、あるいは半田が濡れない低濡れ性金属からなる下層側金属層の表面に、前記低濡れ性金属よりも半田濡れ性の高い高濡れ性金属からなる上層側金属層が積層された処理対象物の表面に対して、その所定領域にレーザ光を照射し、当該レーザ光の照射領域によって非半田付け領域とする一方、その他の領域に半田付け領域を形成することを特徴とする。
【０００７】
本発明では、低濡れ性金属からなる下層側金属層の表面に高濡れ性金属からなる上層側金属層が積層された処理対象物の表面に対して、その所定領域にレーザ光を照射すると、この所定領域（レーザ光の照射領域）では、上層側金属層が完全に除去されて、下層側金属層が露出した状態になるか、あるいは、上層側金属層の一部が除去されて高濡れ性金属と低濡れ性金属との混合層が露出した状態になり、その他の領域には、高濡れ性金属からなる上層側金属層が残る。このため、レーザ光の照射領域に、高濡れ性金属がそのままの状態では残っていない非半田付け領域が形成できる一方、その他の領域に、高濡れ性金属がそのまま残る半田付け領域を形成できる。それ故、部分めっきなどの手法を用いなくても、半田付け領域と非半田付け領域を効率よく形成することができる。
【０００８】
本発明の別の形態では、半田濡れ性の高い高濡れ性金属からなる下層側金属層の表面に、前記高濡れ性金属よりも半田濡れ性の低い、あるいは半田が濡れない低濡れ性金属からなる上層側金属層が積層された処理対象物の表面に対して、その所定領域にレーザ光を照射し、当該レーザ光の照射領域によって半田付け領域を形成する一方、その他の領域に非半田付け領域を形成することを特徴とする。
【０００９】
本発明では、高濡れ性金属からなる下層側金属層の表面に低濡れ性金属からなる上層側金属層が積層された処理対象物の表面に対して、その所定領域にレーザ光を照射すると、この所定領域（レーザ光の照射領域）では、上層側金属層が完全に除去されて、下層側金属層が露出した状態になるか、あるいは、上層側金属層の一部が除去されて高濡れ性金属と低濡れ性金属との混合層が露出した状態になり、その他の領域には、低濡れ性金属からなる上層側金属層が残る。このため、レーザ光の照射領域に、低濡れ性金属がそのままの状態では残っていない半田付け領域を形成できる一方、その他の領域に、低濡れ性金属がそのまま残る非半田付け領域を形成できる。それ故、部分めっきなどの手法を用いなくても、半田付け領域と非半田付け領域を効率よく形成することができる。
【００１０】
本発明において、前記所定領域（レーザ光の照射領域）では、前記上層側金属層が完全に除去され、前記下層側金属層が露出している構成であってもよいが、前記所定領域では、前記上層側金属層の一部が除去されているとともに、前記高濡れ性金属と前期低濡れ性金属との混合層が露出していることが好ましい。このように構成すると、所定領域（レーザ光の照射領域）の上層側金属層を完全に除去する場合と比較して、レーザ照射時間の短縮などを図ることができる。また、下層側金属層あるいは上層側金属層の材質によっては、下層側金属層が露出している場合と違って、局部電池による腐蝕などを防止することができる。
【００１１】
本発明を適用した電子部品では、半田濡れ性が低い、あるいは半田が濡れない低濡れ性金属からなる下層側金属層の表面に、前記低濡れ性金属よりも半田濡れ性の高い高濡れ性金属からなる上層側金属層が積層された半田付け領域と、前記高濡れ性金属と前記低濡れ性金属との混合層が露出した非半田付け領域とが形成されていることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明を適用した別の電子部品では、半田濡れ性の高い高濡れ性金属からなる下層側金属層の表面に、前記高濡れ性金属よりも半田濡れ性の低い、あるいは半田が濡れない低濡れ性金属からなる上層側金属層が積層された非半田付け領域と、前記高濡れ性金属と前記低濡れ性金属との混合層が露出した半田付け領域とが形成されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明において、前記高濡れ性金属は、例えば、金、金合金、銀、あるいは銀合金であり、前記低濡れ性金属は、例えば、ニッケル、ニッケル合金、銅、あるいは銅合金である。
【００１４】
本発明に係る表面処理方法は、例えば、表面に前記半田付け領域と前記非半田付け領域とを備えた電子部品を製造するのに用いられる。
【００１５】
本発明において、前記電子部品を形成するための前記処理対象物をフレームに対してその長手方向に複数、接続した状態とし、前記処理対象物が複数、接続された前記フレームをその長手方向に搬送する途中でローラ面上を通し、該ローラ面上で姿勢を変える前期処理対象物に対して前記レーザ光を照射することが好ましい。このように構成すると、ローラ面上で電子部品を形成するための前記処理対象物をフレームに対してその長手方向に複処理対象物が姿勢を変えるので、少なくとも２つの面に対してレーザ光を照射することができる。
【００１６】
本発明が適用される電子部品としては、例えば、前記半田付け領域と前記非半田付け領域とが長手方向で隣接するコネクタピンを例示することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
添付図面を参照して、本発明に係る実施形態について説明する。なお、本発明は各種の電子部品などに適用することができるが、以下の説明では、コネクタピンの製造に本発明を適用した例に説明する。
【００１８】
［実施の形態１］
（電子部品の構成）
図１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、本発明を適用したコネクタピンの斜視図、半田付け領域における断面図、および非半田付け領域における断面図である。
【００１９】
図１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、本発明を適用したコネクタピン１（電子部品）は、回路基板の接続が行われる先端側、および他の電子部品との電気な接続が行われる基端側に、下地のニッケルめっき層１１（半田濡れ性が低い、あるいは半田が濡れない低濡れ性金属からなる下層側金属層）の表面に金めっき層１２（半田濡れ性が高い高濡れ性金属からなる上層側金属層）が形成されている半田付け領域２を有する一方、長手方向の途中部分には、金めっき層１２の一部が除去されて金とニッケルとの混合層１３が露出した非半田付け領域３を備えている。このため、コネクタピン１の基端側に半田付けを行う際、溶融した半田は、非半田付け領域３によって這い上がりが防止され、先端側に到達しないので、回路基板に形成されているパターンが半田で短絡することがない。
【００２０】
（電子部品の製造方法）
図２（Ａ）〜（Ｉ）はそれぞれ、本発明に係るコネクタピンの製造に用いたコネクタピン素材の斜視図、その半田付け領域における断面図、その非半田付け領域における断面図、コネクタピン素材の所定領域にレーザ光を照射する様子を示す斜視図、その半田付け領域における断面図、その非半田付け領域における断面図、コネクタピン素材の所定領域にレーザ光を照射し終えた後の様子を示す斜視図、その半田付け領域における断面図、その非半田付け領域における断面図である。
【００２１】
本発明に係るコネクタピン１を製造するにあたって、本形態では、図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、銅などからなる基材１０の表面全体にニッケルめっき層１１を形成した後、その表面全体に金めっき層１２を形成する。
【００２２】
次に、図２（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）に示すように、コネクタピン素材５の表面に対して、その所定領域（非半田付け領域３を形成する領域）にレーザ光を照射する。なお、図２（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）では、断面矩形のコネクタピン素材５の表面のうち、上面５１のみにレーザ光を照射している様子を示してあるが、コネクタピン素材５の４つの面全体にレーザ光を照射する。
【００２３】
その結果、図２（Ｇ）、（Ｈ）、（Ｉ）に示すように、レーザ光の照射領域では、金めっき層１２の一部が除去されるとともに、金とニッケルとが拡散し合い、ニッケルと金との混合層１３が形成される。これに対して、レーザ光の照射されなかったその他の領域では、金めっき層１２がそのまま残る。なお、図２（Ｇ）、（Ｈ）、（Ｉ）では、断面矩形のコネクタピン素材５の表面のうち、上面５１のみにニッケルと金との混合層１３が形成された様子を示してあるが、コネクタピン素材の４つの面全体にニッケルと金との混合層１３が形成される。
【００２４】
ここで、混合層１３におけるニッケルと金との比率と、半田の濡れ性との関係を検討した結果を表１、および表２に示す。表１には、レーザ照射条件として、波長１０６０ｎｍのレーザ光を周波数６０ｋＨｚで照射した結果を示す。表２には、レーザ照射条件として、波長２６６ｎｍのレーザ光を周波数１０Ｈｚで照射した結果を示す。なお、混合層１３におけるニッケルと金との比率については、レーザ光の照射時間およびレーザ出力によって任意の条件に変えた。
【００２５】
【表１】
2004277837.tif 000003
【００２６】
【表２】
2004277837.tif 000004
【００２７】
表１、表２に示すように、ニッケルと金との比率が５５：４５を境界とし、それ以上、金の比率が高くなると、半田の濡れ性が高く、ニッケルの比率が高くなると、半田の濡れ性が低くなる。
【００２８】
従って、図１および図２（Ｇ）、（Ｉ）において、レーザ光の照射領域で露出する混合層１３のニッケルと金との比率を５５：４５よりもニッケルの比率が高くすれば、レーザ光の照射領域を、半田の濡れ性が低い非半田付け領域３とすることができる。これに対して、レーザ光の照射されなかったその他の領域では、金めっき層１２がそのまま残るので、半田付け領域２とすることができる。それ故、部分めっきなどの手法を用いなくてもよいので、半田付け領域２と非半田付け領域３を備えたコネクタピン１を効率よく製造することができる。
【００２９】
また、本形態では、レーザ光の照射領域（非半田付け領域３）では、金めっき層１２の一部が除去され、そこに金とニッケルの混合層１３が残っている。このような構成であれば、レーザ光の照射領域（非半田付け領域３））で金めっき層１２を完全に除去する場合と比較して、レーザ照射時間の短縮などを図ることができる。また、ニッケルめっき層１１が露出している場合と違って、局部電池による腐蝕などを防止することができる。
【００３０】
なお、本形態では、レーザ光の照射領域（非半田付け領域３）では、金めっき層１２の一部が除去され、そこに金とニッケルの混合層１３が残っている構成であったが、レーザ光の照射領域（非半田付け領域３）では、金めっき層１２が完全に除去され、ニッケルめっき層１３が露出している構成であってもよい。
【００３１】
（コネクタピン製造装置の構成例）
図３（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、本発明に係るコネクタピンの製造装置の要部を示す説明図、およびこの製造装置においてレーザ光がコネクタピン素材の２つの面に照射される様子を示す説明図である。図４は、本発明に係るコネクタピンの製造装置においてレーザ光がコネクタピン素材の４つの面に照射される様子を示す説明図である。
【００３２】
コネクタピン１の製造は、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、コネクタピン素材５がフレーム６に対してその長手方向に複数、接続したリードフレーム７を用い、各種処理を終えた後、コネクタピン素材５をフレーム６から切断する方法が採用されることが多い。
【００３３】
このような場合には、リードフレーム７の状態でニッケルめっき層１１および金めっき層１２を形成した後、リードフレーム７をその長手方向に向かってローラ９１、９２で搬送する際、その途中でローラ面上を通し、このローラ面上で姿勢を変えるコネクタピン素材５に対してレーザ光を照射すればよい。
【００３４】
このような方法を採用すると、矩形のコネクタピン素材５のうち、上面５１および一方の側面５２の２つの面に対してレーザ光を照射することができる。また、図３（Ａ）、（Ｂ）に示す方法で、矩形のコネクタピン素材５の上面５１および一方の側面５２の２つの面に対してレーザ光を照射した後、リードフレーム７を捻って、あるいは装着しなおして、リードフレーム７を裏表反転させ、再度、図３（Ａ）、（Ｂ）に示す方法で、矩形のコネクタピン素材５の下面５３および他方の側面５４の２つの面に対してレーザ光を照射すれば、コネクタピン素材５の４つの面、全てにレーザ光を照射することができる。
【００３５】
また、図４に示すように、２つのローラ９２、９４によってリードフレーム７をＳ字形状に送り、２つのローラ面の各々において、姿勢を変えるコネクタピン素材５に対してレーザ光を照射してもよい。
【００３６】
このように構成すれば、上面５１および一方の側面５２の２つの面に対するレーザ光の照射と、下面５３および他方の側面５４の２つの面に対するレーザ光の照射とを連続して行うことができる。
【００３７】
［実施の形態２］
上記形態では、半田濡れ性が低い、あるいは半田が濡れない低濡れ性金属からなる下層側金属層（ニッケルめっき層１１）の表面に、半田濡れ性の高い高濡れ性金属からなる上層側金属層（金めっき層１２）を積層した後、その所定領域にレーザ光を照射し、このレーザ光の照射領域によって非半田付け領域３を形成する一方、その他の領域に半田付け領域２を形成したが、その反対でもよい。
【００３８】
このような構成は、図１〜図４を参照して説明したものと、実質的には反対の原理を利用したものであるため、その説明を省略するが、例えば、金めっき層１２の表面にニッケルめっき層１１を形成した後、その所定領域にレーザ光を照射する。その結果、レーザ光の照射領域では、ニッケルめっき層１１が完全に除去されて、金めっき層１２が露出した状態になるか、あるいは、ニッケルめっき層１１の一部が除去されてニッケルと金との混合層１３が露出した状態になる一方、その他の領域には、ニッケルめっき層１１が残る。ここで、ニッケルと金との混合層１３については、表１、表２に示すように、ニッケルと金との比率を５５：４５よりも金の比率を高くして半田の濡れ性を高める。その結果、レーザ光の照射領域に、ニッケルめっき層１１がそのままの状態では残っていない半田付け領域を形成できる一方、その他の領域に、ニッケルめっき層１１がそのまま残る非半田付け領域を形成できる。それ故、部分めっきなどの手法を用いなくても、半田付け領域と非半田付け領域を効率よく形成することができる。
【００３９】
［その他の実施の形態］
なお、上記形態では、高濡れ性金属として金を用い、低濡れ性金属としてニッケルを用いた例であったが、高濡れ性金属としては、金以外にも、金合金、銀、あるいは銀合金などを用いることができ、低濡れ性金属としては、ニッケル、ニッケル合金、銅、あるいは銅合金などを用いることができる。
【００４０】
また、上記形態では、銅からなる基材１０の表面に下層側金属層および上層側金属層が形成されている例であったが、銅に代えて、銅−ニッケル合金、チタン−銅合金、りん青銅、真鍮からなる基材の表面に下層側金属層および上層側金属層が形成されている素材に対しても本発明を適用できる。
【００４１】
さらに、基材の表面に下層側金属層および上層側金属層が形成されている例に限らず、基材自身が下層側金属層を構成している素材に対しても本発明を適用できる。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、低濡れ性金属からなる下層側金属層の表面に高濡れ性金属からなる上層側金属層が積層された処理対象物の表面に対して、その所定領域にレーザ光を照射すると、この所定領域（レーザ光の照射領域）では、上層側金属層が完全に除去されて、下層側金属層が露出した状態になるか、あるいは、上層側金属層の一部が除去されて高濡れ性金属と低濡れ性金属との混合層が露出した状態になり、その他の領域には、高濡れ性金属からなる上層側金属層が残る。このため、レーザ光の照射領域に、高濡れ性金属がそのままの状態では残っていない非半田付け領域が形成できる一方、その他の領域に、高濡れ性金属がそのまま残る半田付け領域を形成できる。それ故、部分めっきなどの手法を用いなくても、半田付け領域と非半田付け領域を効率よく形成することができる。
【００４３】
また、本発明の別の形態では、高濡れ性金属からなる下層側金属層の表面に低濡れ性金属からなる上層側金属層が積層された処理対象物の表面に対して、その所定領域にレーザ光を照射すると、この所定領域（レーザ光の照射領域）では、上層側金属層が完全に除去されて、下層側金属層が露出した状態になるか、あるいは、上層側金属層の一部が除去されて高濡れ性金属と低濡れ性金属との混合層が露出した状態になり、その他の領域には、低濡れ性金属からなる上層側金属層が残る。このため、レーザ光の照射領域に、低濡れ性金属がそのままの状態では残っていない半田付け領域を形成できる一方、その他の領域に、低濡れ性金属がそのまま残る非半田付け領域を形成できる。それ故、部分めっきなどの手法を用いなくても、半田付け領域と非半田付け領域を効率よく形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、本発明を適用したコネクタピンの斜視図、半田付け領域における断面図、および非半田付け領域における断面図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｉ）はそれぞれ、本発明に係るコネクタピンの製造に用いたコネクタピン素材の斜視図、その半田付け領域における断面図、その非半田付け領域における断面図、コネクタピン素材の所定領域にレーザ光を照射する様子を示す斜視図、その半田付け領域における断面図、その非半田付け領域における断面図、コネクタピン素材の所定領域にレーザ光を照射し終えた後の様子を示す斜視図、その半田付け領域における断面図、その非半田付け領域における断面図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、本発明に係るコネクタピンの製造装置の要部を示す説明図、およびこの製造装置においてレーザ光がコネクタピン素材の２つの面に照射される様子を示す説明図である。
【図４】本発明に係るコネクタピンの製造装置においてレーザ光がコネクタピン素材の４つの面に照射される様子を示す説明図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、従来のコネクタピンの斜視図、半田付け領域における断面図、および非半田付け領域における断面図である。
【符号の説明】
１  コネクタピン１（電子部品）
２  半田付け領域
３  非半田付け領域
５  コネクタピン素材（処理対象物）
６  フレーム
７  リードフレーム
１０  基材
１１  ニッケルめっき層（下層側金属層）
１２  金めっき層（上層側金属層）
１３  金とニッケルとの混合層
９１、９２、９３  ローラ
【図１】
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【図２】
2004277837.tif 000006
【図３】
2004277837.tif 000007
【図４】
2004277837.tif 000008
【図５】
2004277837.tif 000009