(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、
前記基材上にＮｉ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ及びＣｕからなる群から選択された１種又は２種以上で構成された下層を備え、
前記下層上にＳｎ及びＩｎ（Ａ構成元素）の一方もしくは両方ならびにＡｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｏｓ及びＩｒ（Ｂ構成元素）の１種もしくは２種類以上からなる合金で構成された上層を備え、
前記下層の厚みが０．０５μｍ以上であり、
前記上層の厚みが０．００５μｍ以上０．６μｍ以下であり、
前記上層において、Ａ構成元素／（Ａ構成元素＋Ｂ構成元素）[ｍａｓｓ％]（以下、Ｓｎ＋Ｉｎ割合という）とめっき厚み[μｍ]との関係が、
めっき厚み≦８．２×（Ｓｎ＋Ｉｎ割合）-0.66  〔ここで、（Ｓｎ＋Ｉｎ割合）≧１０ｍａｓｓ％である〕
である低ウィスカ性、低挿抜性、耐微摺動磨耗性及び耐ガス腐食性に優れた電子部品用金属材料。
【請求項２】
基材と、
前記基材上にＮｉ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ及びＣｕからなる群から選択された１種又は２種以上で構成された下層を備え、
前記下層上にＳｎ及びＩｎ（Ａ構成元素）の一方もしくは両方ならびにＡｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｏｓ及びＩｒ（Ｂ構成元素）の１種もしくは２種類以上からなる合金で構成された上層を備え、
前記下層のめっき付着量が０．０３ｍｇ／ｃｍ2以上であり、
前記上層のめっき付着量が７μｇ／ｃｍ2以上６００μｇ／ｃｍ2以下であり、
前記上層において、Ａ構成元素／（Ａ構成元素＋Ｂ構成元素）[ｍａｓｓ％]（以下、Ｓｎ＋Ｉｎ割合という）とめっき付着量[μｇ／ｃｍ2]との関係が、
めっき付着量≦８２００×（Ｓｎ＋Ｉｎ割合）-0.66  〔ここで、（Ｓｎ＋Ｉｎ割合）≧１０ｍａｓｓ％である〕
である低ウィスカ性、低挿抜性、耐微摺動磨耗性及び耐ガス腐食性に優れた電子部品用金属材料。
【請求項３】
前記上層のめっき厚みが０．０５μｍ以上である耐挿抜性に優れた請求項１又は２に記載の電子部品用金属材料。
【請求項４】
前記上層のめっき付着量が４０μｇ／ｃｍ2以上である耐挿抜性に優れた請求項１〜３のいずれかに記載の電子部品用金属材料。
【請求項５】
前記上層のＳｎ＋Ｉｎ割合[ｍａｓｓ％]とめっき厚み[μｍ]との関係が、
めっき厚み≧０．０３×ｅ0.015×(Sn+In割合)
である耐熱性及びはんだ濡れ性に優れた請求項１〜４のいずれかに記載の電子部品用金属材料。
【請求項６】
前記上層のＳｎ＋Ｉｎ割合[ｍａｓｓ％]とめっき付着量[μｇ／ｃｍ2]との関係が、
めっき付着量≧２７．８×ｅ0.017×(Sn+In割合)
である耐熱性及びはんだ濡れ性に優れた請求項１〜５のいずれかに記載の電子部品用金属材料。
【請求項７】
前記上層が、前記下層に前記Ｂ構成元素を成膜した後、前記Ａ構成元素を成膜することで、前記Ａ構成元素とＢ構成元素との拡散によって形成された請求項１〜６のいずれかに記載の電子部品用金属材料。
【請求項８】
前記拡散が熱処理によって行われた請求項７に記載の電子部品用金属材料。
【請求項９】
前記上層におけるＡ構成元素がＳｎとＩｎとの合計で５０ｍａｓｓ％以上であり、前記上層において、Ａｓ，Ｂｉ，Ｃｄ，Ｃｏ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｍｎ，Ｍｏ，Ｎｉ，Ｐｂ，Ｓｂ，Ｗ及びＺｎからなる群から選択された１種又は２種以上の金属をさらに合金成分として含む請求項１〜８のいずれかに記載の電子部品用金属材料。
【請求項１０】
前記上層におけるＢ構成元素がＡｇとＡｕとＰｔとＰｄとＲｕとＲｈとＯｓとＩｒとの合計で５０ｍａｓｓ％以上であり、前記上層において、Ｂｉ，Ｃｄ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｉｎ，Ｍｎ，Ｍｏ，Ｎｉ，Ｐｂ，Ｓｂ，Ｓｅ，Ｓｎ，Ｗ，Ｔｌ及びＺｎからなる群から選択された１種又は２種以上の金属をさらに合金成分として含む請求項１〜９のいずれかに記載の電子部品用金属材料。
【請求項１１】
前記下層の合金組成がＮｉ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃｕの合計で５０ｍａｓｓ％以上であり、さらにＢ，Ｐ，Ｓｎ及びＺｎからなる群から選択された１種又は２種以上を含む請求項１〜１０のいずれかに記載の電子部品用金属材料。
【請求項１２】
前記上層の表面から測定したビッカース硬さがＨｖ１００以上である請求項１〜１１のいずれかに記載の電子部品用金属材料。
【請求項１３】
前記上層の表面から測定した押し込み硬さが１０００ＭＰａ以上である請求項１〜１２のいずれかに記載の電子部品用金属材料。
【請求項１４】
前記上層の表面から測定したビッカース硬さがＨｖ１０００以下である、高曲げ加工性を有する請求項１〜１３のいずれかに記載の電子部品用金属材料。
【請求項１５】
前記上層の表面から測定した押し込み硬さが１００００ＭＰａ以下である、高曲げ加工性を有する請求項１〜１４のいずれかに記載の電子部品用金属材料。
【請求項１６】
前記上層の表面の算術平均高さ（Ｒａ）が０．１μｍ以下である請求項１〜１５のいずれかに記載の電子部品用金属材料。
【請求項１７】
前記上層の表面の最大高さ（Ｒｚ）が１μｍ以下である請求項１〜１６のいずれかに記載の電子部品用金属材料。
【請求項１８】
前記上層の表面の反射濃度が０．３以上である請求項１〜１７のいずれかに記載の電子部品用金属材料。
【請求項１９】
ＸＰＳ（Ｘ線光電子分光）でＤｅｐｔｈ分析を行ったとき、前記上層のＡ構成元素のＳｎまたはＩｎの原子濃度（ａｔ％）の最高値を示す位置（Ｄ1）、前記上層のＢ構成元素のＡｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｕ，Ｒｈ，ＯｓまたはＩｒの原子濃度（ａｔ％）の最高値を示す位置（Ｄ2）、前記下層のＮｉ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，ＣｏまたはＣｕの原子濃度（ａｔ％）の最高値を示す位置（Ｄ3）が最表面からＤ1、Ｄ2、Ｄ3の順で存在する請求項１〜１８のいずれかに記載の電子部品用金属材料。
【請求項２０】
ＸＰＳ（Ｘ線光電子分光）でＤｅｐｔｈ分析を行ったとき、前記上層のＡ構成元素のＳｎまたはＩｎの原子濃度（ａｔ％）の最高値、及び、前記上層のＢ構成元素のＡｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｕ，Ｒｈ，ＯｓまたはＩｒの原子濃度（ａｔ％）の最高値がそれぞれ１０ａｔ％以上であって、前記下層のＮｉ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，ＣｏまたはＣｕの原子濃度（ａｔ％）が２５％以上である深さが５０ｎｍ以上である請求項１９に記載の電子部品用金属材料。
【請求項２１】
ＸＰＳ（Ｘ線光電子分光）でＤｅｐｔｈ分析を行ったとき、最表面から０．０２μｍの範囲における原子濃度（ａｔ％）の比について、Ａ構成元素／（Ａ＋Ｂ）構成元素が０．１以上である請求項１〜２０のいずれかに記載の電子部品用金属材料。
【請求項２２】
前記下層の断面のビッカース硬さがＨｖ３００以上である請求項１〜２１のいずれかに記載の電子部品用金属材料。
【請求項２３】
前記下層の断面の押し込み硬さが２５００ＭＰａ以上である請求項１〜２２のいずれか記載の電子部品用金属材料。
【請求項２４】
前記下層の断面のビッカース硬さがＨｖ１０００以下である、高曲げ加工性を有する請求項１〜２３のいずれかに記載の電子部品用金属材料。
【請求項２５】
前記下層の表面の押し込み硬さが１００００ＭＰａ以下である、高曲げ加工性を有する請求項１〜２４のいずれかに記載の電子部品用金属材料。
【請求項２６】
請求項１〜２５のいずれかに記載の電子部品用金属材料を接点部分に用いたコネクタ端子。
【請求項２７】
請求項２６に記載のコネクタ端子を用いたコネクタ。
【請求項２８】
請求項１〜２５のいずれかに記載の電子部品用金属材料を接点部分に用いたＦＦＣ端子。
【請求項２９】
請求項１〜２５のいずれかに記載の電子部品用金属材料を接点部分に用いたＦＰＣ端子。
【請求項３０】
請求項２８に記載のＦＦＣ端子を用いたＦＦＣ。
【請求項３１】
請求項２９に記載のＦＰＣ端子を用いたＦＰＣ。
【請求項３２】
請求項１〜２５のいずれかに記載の電子部品用金属材料を外部接続用電極に用いた電子部品。
【請求項３３】
請求項１〜２５のいずれかに記載の電子部品用金属材料を、ハウジングに取り付ける装着部の一方側にめす端子接続部が、他方側に基板接続部がそれぞれ設けられ、前記基板接続部を基板に形成されたスルーホールに圧入して前記基板に取り付ける圧入型端子に用いた電子部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品用金属材料、それを用いたコネクタ端子、コネクタ及び電子部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
民生用及び車載用電子機器用接続部品であるコネクタには、黄銅やリン青銅の表面にＮｉやＣｕの下地めっきを施し、さらにその上にＳｎ又はＳｎ合金めっきを施した材料が使用されている。Ｓｎ又はＳｎ合金めっきは、一般的に低接触抵抗及び高はんだ濡れ性という特性が求められ、更に近年めっき材をプレス加工で成形したオス端子及びメス端子勘合時の挿入力の低減化も求められている。また、製造工程でめっき表面に、短絡等の問題を引き起こす針状結晶であるウィスカが発生することがあり、このウィスカを良好に抑制する必要もある。
【０００３】
これに対し、特許文献１には、接点基材と、前記接点基材の表面に形成されたＮｉもしくはＣｏまたは両者の合金から成る下地層と、前記下地層の表面に形成されたＡｇ−Ｓｎ合金層とを備え、前記Ａｇ−Ｓｎ合金層におけるＳｎの平均濃度は１０質量％未満であり、かつ前記Ａｇ−Ｓｎ合金層におけるＳｎの濃度は前記下地層との界面から前記Ａｇ−Ｓｎ合金層の表層部にかけて増大する濃度勾配で変化していることを特徴とする電気接点材料が開示されている。そしてこれによれば、耐摩耗性，耐食性，加工性が優れている電気接点材料とそれを極めて安価に製造することができると記載されている。
【０００４】
また、特許文献２には、少なくとも表面がＣｕまたはＣｕ合金から成る基体の前記表面に、ＮｉまたはＮｉ合金層から成る中間層を介して、いずれもＡｇ3Ｓｎ（ε相）化合物を含有する厚み０.５〜２０μｍのＳｎ層またはＳｎ合金層から成る表面層が形成されていることを特徴とする電気・電子部品用材料が開示されている。そしてこれによれば、表面層はＳｎより低融点であり、はんだ付け性に優れ、またウイスカーの発生もなく、はんだ付け後に形成された接合部の接合強度が高いと同時に、その接合強度の高温下における経時的な低下も起こりづらいのでリード材料として好適であり、また高温環境下で使用したときでも接触抵抗の上昇が抑制され、相手材との間で接続信頼性の低下を招くこともないのでコンタクト材料としても好適な電気・電子部品用材料とその製造方法、およびその材料を用いた電気・電子部品の提供を目的とすることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平４−３７０６１３号公報
【特許文献２】特開平１１−３５０１８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、近年求められている挿入力の低減化やウィスカ発生の有無との関係が明らかになっていない。またＡｇ−Ｓｎ合金層におけるＳｎの平均濃度は１０質量％未満であり、Ａｇ−Ｓｎ合金層中のＡｇの割合がかなり多いため、塩素ガス、亜硫酸ガス、硫化水素等のガスに対する耐ガス腐食性が十分ではなかった。
また、特許文献２に記載の技術では、Ａｇ3Ｓｎ（ε相）化合物を含有する厚み０.５〜２０μｍのＳｎ層またはＳｎ合金層から成る表面層であり、特許文献１と同様に、この厚みでは十分に挿入力を下げることはできていない。更にＳｎ層またはＳｎ合金層から成る表面層のＡｇ3Ｓｎ（ε相）の含有量が、Ａｇ換算にして０．５〜５質量％であるとも記載されており、Ｓｎ層またはＳｎ合金層から成る表面層におけるＳｎの割合が多く、Ｓｎ層またはＳｎ合金層から成る表面層の厚みも厚いためにウィスカが発生してしまうという問題が残されている。
このように、従来のＳｎ−Ａｇ合金／Ｎｉ下地めっき構造を有する電子部品用金属材料には挿抜性やウィスカに問題があり、耐久性（耐熱性、耐ガス腐食性、高はんだ濡れ性、耐微摺動磨耗性等）についても十分満足できる仕様とすることは困難であり、明らかになっていない。
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、低挿抜性（低挿抜性とは、オス端子とメス端子を勘合させた時に生じる挿入力が低いことを言う。）、低ウィスカ性及び高耐久性を有する電子部品用金属材料、それを用いたコネクタ端子、コネクタ及び電子部品を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、鋭意検討の結果、基材上に下層と上層とを順に設け、下層及び上層に所定の金属を用い、且つ、所定の厚み又は付着量及び組成を形成することで、低挿抜性、低ウィスカ性及び高耐久性のいずれも備えた電子部品用金属材料を作製することができることを見出した。
【０００８】
以上の知見を基礎として完成した本発明は一側面において、基材と、前記基材上にＮｉ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ及びＣｕからなる群から選択された１種又は２種以上で構成された下層を備え、前記下層上にＳｎ及びＩｎ（Ａ構成元素）の一方もしくは両方ならびにＡｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｏｓ及びＩｒ（Ｂ構成元素）の１種もしくは２種類以上からなる合金で構成された上層を備え、前記下層の厚みが０．０５μｍ以上であり、前記上層の厚みが０．００５μｍ以上０．６μｍ以下であり、前記上層において、Ａ構成元素／（Ａ構成元素＋Ｂ構成元素）[ｍａｓｓ％]（以下、Ｓｎ＋Ｉｎ割合という）とめっき厚み[μｍ]との関係が、
めっき厚み≦８．２×（Ｓｎ＋Ｉｎ割合）-0.66  〔ここで、（Ｓｎ＋Ｉｎ割合）≧１０ｍａｓｓ％である〕
である低ウィスカ性、低挿抜性、耐微摺動磨耗性及び耐ガス腐食性に優れた電子部品用金属材料である。
なお、本発明において、Ｓｎ＋Ｉｎ割合[ｍａｓｓ％]は、０と１００ｍａｓｓ％を除く。
【０００９】
本発明の電子部品用金属材料は別の一側面において、基材と、前記基材上にＮｉ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ及びＣｕからなる群から選択された１種又は２種以上で構成された下層を備え、前記下層上にＳｎ及びＩｎ（Ａ構成元素）の一方もしくは両方ならびにＡｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｏｓ及びＩｒ（Ｂ構成元素）の１種もしくは２種類以上からなる合金で構成された上層を備え、前記下層のめっき付着量が０．０３ｍｇ／ｃｍ2以上であり、前記上層のめっき付着量が７μｇ／ｃｍ2以上６００μｇ／ｃｍ2以下であり、前記上層において、Ａ構成元素／（Ａ構成元素＋Ｂ構成元素）[ｍａｓｓ％]（以下、Ｓｎ＋Ｉｎ割合という）とめっき付着量[μｇ／ｃｍ2]との関係が、
めっき付着量≦８２００×（Ｓｎ＋Ｉｎ割合）-0.66  〔ここで、（Ｓｎ＋Ｉｎ割合）≧１０ｍａｓｓ％である〕
である低ウィスカ性、低挿抜性、耐微摺動磨耗性及び耐ガス腐食性に優れた電子部品用金属材料である。
【００１０】
本発明の電子部品用金属材料は一実施形態において、前記上層のめっき厚みが０．０５μｍ以上である。
【００１１】
本発明の電子部品用金属材料は別の一実施形態において、前記上層のめっき付着量が４０μｇ／ｃｍ2以上である。
【００１２】
本発明の電子部品用金属材料は更に別の一実施形態において、前記上層のＳｎ＋Ｉｎ割合[ｍａｓｓ％]とめっき厚み[μｍ]との関係が、
めっき厚み≧０．０３×ｅ0.015×(Sn+In割合)
である。
【００１３】
本発明の電子部品用金属材料は更に別の一実施形態において、前記上層のＳｎ＋Ｉｎ割合[ｍａｓｓ％]とめっき付着量[μｇ／ｃｍ2]との関係が、
めっき付着量≧２７．８×ｅ0.017×(Sn+In割合)
である。
【００１４】
本発明の電子部品用金属材料は更に別の一実施形態において、前記上層が、前記下層に前記Ｂ構成元素を成膜した後、前記Ａ構成元素を成膜することで、前記Ａ構成元素とＢ構成元素との拡散によって形成されている。
【００１５】
本発明の電子部品用金属材料は更に別の一実施形態において、前記拡散が熱処理によって行われている。
【００１６】
本発明の電子部品用金属材料は更に別の一実施形態において、前記Ａ構成元素がＳｎとＩｎとの合計で５０ｍａｓｓ％以上であり、残合金成分がＡｇ，Ａｓ，Ａｕ，Ｂｉ，Ｃｄ，Ｃｏ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｍｎ，Ｍｏ，Ｎｉ，Ｐｂ，Ｓｂ，Ｗ及びＺｎからなる群から選択された１種又は２種以上の金属からなる。
【００１７】
本発明の電子部品用金属材料は更に別の一実施形態において、前記Ｂ構成元素がＡｇとＡｕとＰｔとＰｄとＲｕとＲｈとＯｓとＩｒとの合計で５０ｍａｓｓ％以上であり、残合金成分がＢｉ，Ｃｄ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｉｎ，Ｍｎ，Ｍｏ，Ｎｉ，Ｐｂ，Ｓｂ，Ｓｅ，Ｓｎ，Ｗ，Ｔｌ及びＺｎからなる群から選択された１種又は２種以上の金属からなる。
【００１８】
本発明の電子部品用金属材料は更に別の一実施形態において、前記下層の合金組成がＮｉ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃｕの合計で５０ｍａｓｓ％以上であり、さらにＢ，Ｐ，Ｓｎ及びＺｎからなる群から選択された１種又は２種以上を含む。
【００１９】
本発明の電子部品用金属材料は更に別の一実施形態において、前記上層の表面から測定したビッカース硬さがＨｖ１００以上である。
【００２０】
本発明の電子部品用金属材料は更に別の一実施形態において、前記上層の表面から測定した押し込み硬さが１０００ＭＰａ以上である。
【００２１】
本発明の電子部品用金属材料は更に別の一実施形態において、前記上層の表面から測定したビッカース硬さがＨｖ１０００以下である。
【００２２】
本発明の電子部品用金属材料は更に別の一実施形態において、前記上層の表面から測定した押し込み硬さが１００００ＭＰａ以下である。
【００２３】
本発明の電子部品用金属材料は更に別の一実施形態において、前記上層の表面の算術平均高さ（Ｒａ）が０．１μｍ以下である。
【００２４】
本発明の電子部品用金属材料は更に別の一実施形態において、前記上層の表面の最大高さ（Ｒｚ）が１μｍ以下である。
【００２５】
本発明の電子部品用金属材料は更に別の一実施形態において、前記上層の表面の反射濃度が０.３以上である。
【００２６】
本発明の電子部品用金属材料は更に別の一実施形態において、ＸＰＳ（Ｘ線光電子分光）でＤｅｐｔｈ分析を行ったとき、前記上層のＡ構成元素のＳｎまたはＩｎの原子濃度（ａｔ％）の最高値を示す位置（Ｄ1）、前記上層のＢ構成元素のＡｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｕ，Ｒｈ，ＯｓまたはＩｒの原子濃度（ａｔ％）の最高値を示す位置（Ｄ2）、前記下層のＮｉ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，ＣｏまたはＣｕの原子濃度（ａｔ％）の最高値を示す位置（Ｄ3）が最表面からＤ1、Ｄ2、Ｄ3の順で存在する。
【００２７】
本発明の電子部品用金属材料は更に別の一実施形態において、ＸＰＳ（Ｘ線光電子分光）でＤｅｐｔｈ分析を行ったとき、前記上層のＡ構成元素のＳｎまたはＩｎの原子濃度（ａｔ％）の最高値、及び、前記上層のＢ構成元素のＡｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｕ，Ｒｈ，ＯｓまたはＩｒの原子濃度（ａｔ％）の最高値がそれぞれ１０ａｔ％以上であって、前記下層のＮｉ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，ＣｏまたはＣｕの原子濃度（ａｔ％）が２５％以上である深さが５０ｎｍ以上である。
【００２８】
本発明の電子部品用金属材料は更に別の一実施形態において、ＸＰＳ（Ｘ線光電子分光）でＤｅｐｔｈ分析を行ったとき、最表面から０．０２μｍの範囲における原子濃度（ａｔ％）の比について、Ａ構成元素／（Ａ＋Ｂ）構成元素が０．１以上である。
【００２９】
本発明の電子部品用金属材料は更に別の一実施形態において、前記下層の断面のビッカース硬さがＨｖ３００以上である。
【００３０】
本発明の電子部品用金属材料は更に別の一実施形態において、前記下層の断面の押し込み硬さが２５００ＭＰａ以上である。
【００３１】
本発明の電子部品用金属材料は更に別の一実施形態において、前記下層の断面のビッカース硬さがＨｖ１０００以下である。
【００３２】
本発明の電子部品用金属材料は更に別の一実施形態において、前記下層の表面の押し込み硬さが１００００ＭＰａ以下である。
【００３３】
本発明は更に別の一側面において、本発明の電子部品用金属材料を接点部分に用いたコネクタ端子である。
【００３４】
本発明は更に別の一側面において、本発明のコネクタ端子を用いたコネクタである。
【００３５】
本発明は更に別の一側面において、本発明の電子部品用金属材料を接点部分に用いたＦＦＣ端子である。
【００３６】
本発明は更に別の一側面において、本発明の電子部品用金属材料を接点部分に用いたＦＰＣ端子である。
【００３７】
本発明は更に別の一側面において、本発明のＦＦＣ端子を用いたＦＦＣである。
【００３８】
本発明は更に別の一側面において、本発明のＦＰＣ端子を用いたＦＰＣである。
【００３９】
本発明は更に別の一側面において、本発明の電子部品用金属材料を外部接続用電極に用いた電子部品である。
【００４０】
本発明は更に別の一側面において、本発明の電子部品用金属材料を、ハウジングに取り付ける装着部の一方側にめす端子接続部が、他方側に基板接続部がそれぞれ設けられ、前記基板接続部を基板に形成されたスルーホールに圧入して前記基板に取り付ける圧入型端子に用いた電子部品である。
【発明の効果】
【００４１】
本発明によれば、低挿抜性、低ウィスカ性及び高耐久性を有する電子部品用金属材料、それを用いたコネクタ端子、コネクタ及び電子部品を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施形態に係る電子部品用金属材料の構成を示す模式図である。
【図２】実施例１７に係るＸＰＳ（Ｘ線光電子分光）のＤｅｐｔｈ測定結果である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下、本発明の実施形態に係る電子部品用金属材料について説明する。図１に示すように、実施形態に係る電子部品用金属材料１０は、基材１１の表面に下層１２が形成され、下層１２の表面に上層１３が形成されている。
【００４４】
＜電子部品用金属材料の構成＞
（基材）
基材１１としては、特に限定されないが、例えば、銅及び銅合金、Ｆｅ系材、ステンレス、チタン及びチタン合金、アルミニウム及びアルミニウム合金などの金属基材を用いることができる。また、金属基材に樹脂層を複合させたものであっても良い。金属基材に樹脂層を複合させたものとは、例としてＦＰＣまたはＦＦＣ基材上の電極部分などがある。
【００４５】
（上層）
上層１３はＳｎ及びＩｎ（Ａ構成元素）の一方もしくは両方ならびにＡｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｏｓ及びＩｒ（Ｂ構成元素）の１種もしくは２種類以上からなる合金で構成される合金である必要がある。
Ｓｎ及びＩｎは、酸化性を有する金属ではあるが、金属の中では比較的柔らかいという特徴がある。よって、Ｓｎ及びＩｎ表面に酸化膜が形成されていても、例えば電子部品用金属材料を接点材料としてオス端子とメス端子を勘合する時に、容易に酸化膜が削られ、接点が金属同士となるため、低接触抵抗が得られる。
また、Ｓｎ及びＩｎは塩素ガス、亜硫酸ガス、硫化水素ガス等のガスに対する耐ガス腐食性に優れ、例えば、上層１３に耐ガス腐食性に劣るＡｇ、下層１２に耐ガス腐食性に劣るＮｉ、基材１１に耐ガス腐食性に劣る銅及び銅合金を用いた場合には、電子部品用金属材料の耐ガス腐食性を向上させる働きがある。なおＳｎ及びＩｎでは、厚生労働省の健康障害防止に関する技術指針に基づき、Ｉｎは規制が厳しいため、Ｓｎが好ましい。
Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｏｓ，Ｉｒは、金属の中では比較的耐熱性を有するという特徴がある。よって基材１１や下層１２の組成が上層１３側に拡散するのを抑制して耐熱性を向上させる。また、これら金属は、上層１３のＳｎやＩｎと化合物を形成してＳｎやＩｎの酸化膜形成を抑制し、はんだ濡れ性を向上させる。なお、Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｏｓ，Ｉｒの中では、導電率の観点でＡｇがより望ましい。Ａｇは導電率が高い。例えば高周波の信号用途にＡｇ用いた場合、表皮効果により、インピーダンス抵抗が低くなる。
上層１３の厚みは０．００５μｍ以上０．６μｍ以下である必要がある。上層１３の厚みが０．００５μｍ未満であると耐ガス腐食性が悪く、ガス腐食試験を行うと外観が変色する。また耐微摺動磨耗性も悪く接触抵抗が増加する。一方、上層１３の厚みが０．６μｍを超えると、ＳｎやＩｎの凝着磨耗が大きく、また硬い基材１１または下層による薄膜潤滑効果が低下して挿抜力が大きくなり、ウィスカも発生する。
上層１３の付着量は７μｇ／ｃｍ2以上６００μｇ／ｃｍ2以下である必要がある。ここで、付着量で定義する理由を説明する。例えば、上層１３の厚みを蛍光Ｘ線膜厚計で測定する場合、上層１３とその下の下層１２との間に形成した合金層により、測定される厚みの値に誤差が生じる場合がある。一方、付着量で制御する場合、合金層の形成状況に左右されず、より正確な品質管理をすることができる。
上層１３の付着量が７μｇ／ｃｍ2未満であると耐ガス腐食性が悪く、ガス腐食試験を行うと外観が変色する。また耐微摺動磨耗性も悪く接触抵抗が増加する。一方、上層１３の付着量が６００μｇ／ｃｍ2を超えるとＳｎやＩｎの凝着磨耗が大きく、また硬い基材１１または下層による薄膜潤滑効果が低下して挿抜力が大きくなり、ウィスカも発生する。
上層において、Ａ構成元素／（Ａ構成元素＋Ｂ構成元素）[ｍａｓｓ％]（以下、Ｓｎ＋Ｉｎ割合という）とめっき厚み[μｍ]との関係が、
めっき厚み≦８．２×（Ｓｎ＋Ｉｎ割合）-0.66  〔ここで、（Ｓｎ＋Ｉｎ割合）≧１０ｍａｓｓ％である〕である必要がある。めっき厚みがこの範囲に入っていないと挿入力が高くて挿抜性が悪く、ウィスカが発生し、耐微摺動磨耗性も悪くなり、耐ガス腐食性も劣る。
上層において、Ａ構成元素／（Ａ構成元素及び＋Ｂ構成元素）[ｍａｓｓ％]（以下、Ｓｎ＋Ｉｎ割合という）とめっき付着量[μｇ／ｃｍ2]との関係が、
めっき付着量≦８２００×（Ｓｎ＋Ｉｎ割合）-0.66  〔ここで、（Ｓｎ＋Ｉｎ割合）≧１０ｍａｓｓ％である〕である必要がある。めっき厚みがこの範囲に入っていないと挿入力が高くて挿抜性が悪く、ウィスカが発生し、耐湿性も悪く、耐微摺動磨耗性も悪くなる。
上層１３の厚みは０．０５μｍ以上であることが好ましい。上層１３の厚みは０．０５μｍ未満であると耐挿抜性が悪い場合があり、繰り返し挿抜を行うと上層が削れて接触抵抗が高くなる場合がある。
上層１３の付着量は４０μｇ／ｃｍ2以上であることが好ましい。上層１３の付着量は４０μｇ／ｃｍ2未満であると耐挿抜性が悪い場合があり、繰り返し挿抜を行うと上層が削れて接触抵抗が高くなる場合がある。
上層１３のＳｎ＋Ｉｎ割合[ｍａｓｓ％]とめっき厚み[μｍ]との関係が、
めっき厚み≧０．０３×ｅ0.015×(Sn+In割合)
であることが好ましい。めっき厚みがこの範囲に入っていないと耐熱性及びはんだ濡れ性が悪い場合がある。
上層１３のＳｎ＋Ｉｎ割合[ｍａｓｓ％]とめっき付着量[μｇ／ｃｍ2]との関係が、
めっき付着量≧２７．８×ｅ0.017×(Sn+In割合)
であることが好ましい。めっき付着量がこの範囲に入っていないと耐熱性及びはんだ濡れ性が悪い場合がある。
上層１３のＡ構成元素がＳｎとＩｎとの合計で５０ｍａｓｓ％以上であり、残合金成分がＡｇ，Ａｓ，Ａｕ，Ｂｉ，Ｃｄ，Ｃｏ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｍｎ，Ｍｏ，Ｎｉ，Ｐｂ，Ｓｂ，Ｗ及びＺｎからなる群から選択された１種又は２種以上の金属で構成されていても良い。これらの金属によって低挿抜性、低ウィスカ性、及び、耐久性（耐熱性、耐ガス腐食性、はんだ濡れ性等）などをより向上させる場合がある。
上層１３のＢ構成元素は、ＡｇとＡｕとＰｔとＰｄとＲｕとＲｈとＯｓとＩｒとの合計で５０ｍａｓｓ％以上であり、残合金成分がＢｉ，Ｃｄ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｉｎ，Ｍｎ，Ｍｏ，Ｎｉ，Ｐｂ，Ｓｂ，Ｓｅ，Ｓｎ，Ｗ，Ｔｌ及びＺｎからなる群から選択された１種又は２種以上の金属で構成されていても良い。これらの金属によって低挿抜性、低ウィスカ性、及び、耐久性（耐熱性、耐ガス腐食性、はんだ濡れ性等）などをより向上させる場合がある。
【００４６】
（下層）
基材１１と上層１３との間には、Ｎｉ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ及びＣｕからなる群から選択された１種又は２種以上で構成された下層１２を形成する必要がある。Ｎｉ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ及びＣｕからなる群から選択された１種、もしくは２種以上の金属を用いて下層１２を形成することで、硬い下層形成により薄膜潤滑効果が向上して低挿抜性が向上し、下層１２は基材１１の構成金属が上層１３に拡散するのを防止し、耐熱性試験や耐ガス腐食性試験後の接触抵抗増加及びはんだ濡れ性劣化を抑制するなど、耐久性が向上する。
下層１２の厚みは０．０５μｍ以上である必要がある。下層１２の厚みが０．０５μｍ未満であると、硬い下層による薄膜潤滑効果が低下して低挿抜性が悪くなり、基材１１の構成金属は上層１３に拡散しやすくなり、耐熱性試験や耐ガス腐食性試験後の接触抵抗増加及びはんだ濡れ性劣化しやすいなど、耐久性が悪くなる場合がある。
下層１２のＮｉ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃｕの付着量が、０．０３ｍｇ／ｃｍ2以上である必要がある。ここで、付着量で定義する理由を説明する。例えば、下層１２の厚みを蛍光Ｘ線膜厚計で測定する場合、上層１３、及び基材１１等と形成した合金層により、測定される厚みの値に誤差が生じる場合がある。一方、付着量で制御する場合、合金層の形成状況に左右されず、より正確な品質管理をすることができる。下層１２のＮｉ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃｕの付着量が０．０３ｍｇ／ｃｍ2未満であると、硬い下層による薄膜潤滑効果が低下して低挿抜性が悪くなり、基材１１の構成金属は上層１３に拡散しやすくなり、耐熱性試験や耐ガス腐食性試験後の接触抵抗増加及びはんだ濡れ性劣化しやすいなど、耐久性が悪くなる場合がある。
下層１２の合金組成が、Ｎｉ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃｕの合計で５０ｍａｓｓ％以上であり、さらにＢ，Ｐ，Ｓｎ及びＺｎからなる群から選択された１種又は２種以上を含んでも良い。下層１２の合金組成がこのような構成となることで、下層がより硬化することで更に薄膜潤滑効果が向上して低挿抜性が向上し、下層１２の合金化は基材１１の構成金属が上層に拡散するのを更に防止し、耐熱性試験や耐ガス腐食性試験後の接触抵抗増加及びはんだ濡れ性劣化を抑制するなど、耐久性が向上する。
【００４７】
（拡散処理）
上層１３は、下層１２に前記Ｂ構成元素を成膜した後、Ａ構成元素を成膜することで、Ａ構成元素とＢ構成元素との拡散によって形成されたものであっても良い。例えばＡ構成元素がＳｎ、Ｂ構成元素がＡｇの場合、ＳｎへのＡｇの拡散は速く、自然拡散によってＳｎ−Ａｇ合金層を形成する。合金層形成によりＳｎの凝着力を一層小さくすることにより低挿抜性が得られ、また低ウィスカ性及び耐久性も更に向上させることができる。
【００４８】
（熱処理）
上層１３を形成させた後に、低挿抜性、低ウィスカ性、耐久性（耐熱性、耐ガス腐食性、はんだ濡れ性等）を向上させる目的で熱処理を施しても良い。熱処理によって上層１３のＡ構成元素とＢ構成元素とが合金層をより一層形成しやすくなり、Ｓｎの凝着力を一層小さくすることにより低挿抜性が得られ、また低ウィスカ性及び耐久性も更に向上させることができる。なお、この熱処理については、処理条件（温度×時間）は適宜選択できる。また、特にこの熱処理はしなくてもよい。
【００４９】
（後処理）
上層１３上に、または上層１３上に熱処理を施した後に、低挿抜性や耐久性（耐熱性、耐ガス腐食性、はんだ濡れ性等）を向上させる目的で後処理を施しても良い。後処理によって潤滑性が向上し、更なる低挿抜性が得られ、また上層１３の酸化が抑制されて、耐熱性、耐ガス腐食性及びはんだ濡れ性等の耐久性を向上させることができる。具体的な後処理としてはインヒビターを用いた、リン酸塩処理、潤滑処理、シランカップリング処理等がある。なお、この熱処理については、処理条件（温度×時間）は適宜選択できる。また、特にこの熱処理はしなくてもよい。
【００５０】
＜電子部品用金属材料の特性＞
上層１３の表面から測定したビッカース硬さはＨｖ１００以上であるのが好ましい。上層１３の表面のビッカース硬さがＨｖ１００以上であると、硬い上層によって薄膜潤滑効果が向上し、低挿抜性が向上する。また一方で、上層１３表面（上層の表面から測定した）のビッカース硬さはＨｖ１０００以下あるのが好ましい。上層１３の表面のビッカース硬さがＨｖ１０００以下であると、曲げ加工性が向上し、本発明の電子部品用金属材料をプレス成形した場合に、成形した部分にクラックが入り難くなり、耐ガス腐食性（耐久性）低下を抑制する。
上層１３の表面の押し込み硬さは１０００ＭＰａ以上あるのが好ましい。上層１３の表面の押し込み硬さが１０００ＭＰａ以上であると、硬い上層１３によって薄膜潤滑効果が向上し、低挿抜性が向上する。また一方で上層１３の表面の押し込み硬さは１００００ＭＰａ以下あるのが好ましい。上層１３の表面の押し込み硬さが１００００ＭＰａ以下であると、曲げ加工性が向上し、本発明の電子部品用金属材料をプレス成形した場合に、成形した部分にクラックが入り難くなり、耐ガス腐食性（耐久性）低下を抑制する。
上層１３の表面の算術平均高さ（Ｒａ）は０．１μｍ以下であるのが好ましい。上層１３の表面の算術平均高さ（Ｒａ）が０．１μｍ以下であると比較的腐食しやすい凸部が少なくなり平滑となるため、耐ガス腐食性が向上する。
上層１３の表面の最大高さ（Ｒｚ）は１μｍ以下であるのが好ましい。上層１３の表面の最大高さ（Ｒｚ）が１μｍ以下であると比較的腐食しやすい凸部が少なくなり平滑となるため、耐ガス腐食性が向上する。
上層１３の表面の反射濃度が０．３以上であるのが好ましい。上層１３の表面の反射濃度が０．３以上であると比較的腐食しやすい凸部が少なくなり平滑となるため、耐ガス腐食性が向上する。
下層１２のビッカース硬さはＨｖ３００以上であるのが好ましい。下層１２のビッカース硬さがＨｖ３００以上であると、下層がより硬化することで更に薄膜潤滑効果が向上して低挿抜性が向上する。また一方で、下層１２のビッカース硬さＨｖ１０００以下あるのが好ましい。下層１２のビッカース硬さがＨｖ１０００以下であると、曲げ加工性が向上し、本発明の電子部品用金属材料をプレス成形した場合に、成形した部分にクラックが入り難くなり、耐ガス腐食性（耐久性）低下を抑制する。
下層１２の押し込み硬さは２５００ＭＰａ以上であるのが好ましい。下層１２の押し込み硬さが２５００ＭＰａ以上であると、下層がより硬化することで更に薄膜潤滑効果が向上して低挿抜性が向上する。また一方で、下層１２の押し込み硬さが１００００ＭＰａ以下であるのが好ましい。下層１２の押し込み硬さが１００００ＭＰａ以下であると、曲げ加工性が向上し、本発明の電子部品用金属材料をプレス成形した場合に、成形した部分にクラックが入り難くなり、耐ガス腐食性（耐久性）低下を抑制する。
ＸＰＳ（Ｘ線光電子分光）でＤｅｐｔｈ分析を行ったとき、上層１３のＡ構成元素のＳｎまたはＩｎの原子濃度（ａｔ％）の最高値を示す位置（Ｄ1）、上層１３のＢ構成元素のＡｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｕ，Ｒｈ，ＯｓまたはＩｒの原子濃度（ａｔ％）の最高値を示す位置（Ｄ2）、下層１２のＮｉ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，ＣｏまたはＣｕの原子濃度（ａｔ％）の最高値を示す位置（Ｄ3）が最表面からＤ1、Ｄ2、Ｄ3の順で存在することが好ましい。最表面からＤ1、Ｄ2、Ｄ3の順で存在しない場合、充分な耐ガス腐食性が得られず、電子部品用金属材料を塩素ガス、亜硫酸ガス、硫化水素ガス等のガス腐食試験を行うと腐食して、ガス腐食試験前と比較して大きく接触抵抗が増加するとなるおそれがある。
ＸＰＳ（Ｘ線光電子分光）でＤｅｐｔｈ分析を行ったとき、上層１３のＡ構成元素のＳｎまたはＩｎの原子濃度（ａｔ％）の最高値、及び、上層１３のＢ構成元素のＡｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｕ，Ｒｈ，ＯｓまたはＩｒの原子濃度（ａｔ％）の最高値がそれぞれ１０ａｔ％以上であって、下層１２のＮｉ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，ＣｏまたはＣｕの原子濃度（ａｔ％）が２５％以上である深さが５０ｎｍ以上であることが好ましい。上層１３のＡ構成元素のＳｎまたはＩｎの原子濃度（ａｔ％）の最高値、及び、上層１３のＢ構成元素のＡｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｕ，Ｒｈ，ＯｓまたはＩｒの原子濃度（ａｔ％）の最高値がそれぞれ１０ａｔ％未満であって、下層１２のＮｉ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，ＣｏまたはＣｕの原子濃度（ａｔ％）が２５ａｔ％以上である深さが５０ｎｍ未満である場合、低挿抜性や耐久性（耐熱性、耐ガス腐食性、はんだ濡れ性等）は、基材成分が上層１３に拡散して悪くなるおそれがある。
ＸＰＳ（Ｘ線光電子分光）でＤｅｐｔｈ分析を行ったとき、最表面から０．０２μｍの範囲における原子濃度（ａｔ％）の比について、Ａ構成元素／（Ａ＋Ｂ）構成元素が０．１以上であることが望ましい。０．１未満であると塩素ガス、亜硫酸ガス、硫化水素ガス等のガス腐食試験を行うと腐食して、ガス腐食試験前と比較して大きく外観が変色するおそれがある。
【００５１】
＜電子部品用金属材料の用途＞
本発明の電子部品用金属材料の用途は特に限定しないが、例えば電子部品用金属材料を接点部分に用いたコネクタ端子、電子部品用金属材料を接点部分に用いたＦＦＣ端子またはＦＰＣ端子、電子部品用金属材料を外部接続用電極に用いた電子部品などが挙げられる。なお、端子については、圧着端子、はんだ付け端子、プレスフィット端子等、配線側との接合方法によらない。外部接続用電極には、タブに表面処理を施した接続部品や半導体のアンダーバンプメタル用に表面処理を施した材料などがある。
また、このように形成されたコネクタ端子を用いてコネクタを作製しても良く、ＦＦＣ端子またはＦＰＣ端子を用いてＦＦＣまたはＦＰＣを作製しても良い。
また本発明の電子部品用金属材料は、ハウジングに取り付ける装着部の一方側にめす端子接続部が、他方側に基板接続部がそれぞれ設けられ、該基板接続部を基板に形成されたスルーホールに圧入して該基板に取り付ける圧入型端子に用いても良い。
コネクタはオス端子とメス端子の両方が本発明の電子部品用金属材料であっても良いし、オス端子またはメス端子の片方だけであっても良い。なおオス端子とメス端子の両方を本発明の電子部品用金属材料にすることで、更に低挿抜性が向上する。
【００５２】
＜電子部品用金属材料の製造方法＞
本発明の電子部品用金属材料の製造方法としては、湿式（電気、無電解）めっき、乾式（スパッタ、イオンプレーティング等）めっき等を用いることができる。
【実施例】
【００５３】
以下、本発明の実施例を比較例と共に示すが、これらは本発明をより良く理解するために提供するものであり、本発明が限定されることを意図するものではない。
【００５４】
実施例及び比較例として、基材、下層、上層をこの順に設けて熱処理を行うことで形成した試料を、以下の表１〜６に示す条件でそれぞれ作製した。
表１に基材の作製条件を、表２に下層の作製条件を、表３に上層の作製条件を、表４に熱処理条件をそれぞれ示す。また、表５（表５−１、表５−２、表５−３）に各実施例で使用した各層の作製条件及び熱処理の条件を、表６に各比較例で使用した各層の作製条件及び熱処理の条件それぞれ示す。
【００５５】
【表１】
0005138827.tif 000002
【００５６】
【表２】
0005138827.tif 000003
【００５７】
【表３】
0005138827.tif 000004
【００５８】
【表４】
0005138827.tif 000005
【００５９】
【表５−１】
0005138827.tif 000006
【００６０】
【表５−２】
0005138827.tif 000007
【００６１】
【表５−３】
0005138827.tif 000008
【００６２】
【表６】
0005138827.tif 000009
【００６３】
（厚みの測定）
上層、下層の厚みは、上層、下層の元素を有していない基材にそれぞれ表面処理を施し、それぞれ蛍光Ｘ線膜厚計（Ｓｅｉｋｏ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製  ＳＥＡ５１００、コリメータ０．１ｍｍΦ）で実際の厚みを測定した。例えば、Ｓｎめっきの場合には、基材がＣｕ−１０質量％Ｓｎ−０．１５質量％Ｐであると、基材にＳｎが有しており、正確なＳｎめっきの厚みがわからないため、Ｓｎが基材の組成を有していない、Ｃｕ−３０質量％Ｚｎで厚みを測定した。
【００６４】
（付着量の測定）
各試料を硫酸や硝酸等で酸分解し、ＩＣＰ（誘導結合プラズマ）発光分光分析により各金属の付着量を測定した。なお具体的に用いる酸は、それぞれのサンプルを有する組成によって異なる。
【００６５】
（組成の決定）
測定した付着量に基づき、各金属の組成を算出した。
【００６６】
（層構造の決定）
得られた試料の層構造は、ＸＰＳ（Ｘ線光電子分光）分析による深さ（Ｄｅｐｔｈ）プロファイルで決定した。分析した元素は、上層、下層の組成と、Ｃ及びＯである。これら元素を指定元素とする。また、指定元素の合計を１００％として、各元素の濃度(ａｔ％)を分析した。ＸＰＳ（Ｘ線光電子分光）分析での厚みは、分析によるチャートの横軸の距離（ＳｉＯ2換算での距離）に対応する。
また、得られた試料の表面は、ＸＰＳ（Ｘ線光電子分光）分析によるＳｕｒｖｅｙ測定にて定性分析も行った。定性分析の濃度の分解能は０．１ａｔ％とした。
ＸＰＳ装置としては、アルバック・ファイ株式会社製５６００ＭＣを用い、到達真空度：５．７×１０-9Ｔｏｒｒ、励起源：単色化ＡｌＫα、出力：２１０Ｗ、検出面積：８００μｍΦ、入射角：４５度、取り出し角：４５度、中和銃なしとし、以下のスパッタ条件で測定した。
イオン種：Ａｒ+
加速電圧：３ｋＶ
掃引領域：３ｍｍ×３ｍｍ
レート：２．８ｎｍ／ｍｉｎ．（ＳｉＯ2換算）
【００６７】
（評価）
各試料について以下の評価を行った。
Ａ．挿抜力
挿抜力は，市販のＳｎリフローめっきメス端子（０９０型住友ＴＳ/矢崎０９０ＩＩシリーズメス端子非防水/Ｆ０９０−ＳＭＴＳ）を用いて、実施例及び比較例に係るめっきしたオス端子と挿抜試験することによって評価した。
試験に用いた測定装置は，アイコーエンジニアリング製１３１１ＮＲであり、オスピンの摺動距離５ｍｍで評価した。サンプル数は５個とし，挿抜力は、挿入力と抜去力が同等であるため、各サンプルの最大挿入力の値を平均した値を採用した。挿抜力のブランク材としては、比較例１のサンプルを採用した。
挿抜力の目標は、比較例１の最大挿抜力と比較して８５％未満である。これは、比較例２が比較例１の最大挿入力と比較して９０％であり、この比較例２よりも、より大きな挿抜力の減少を目標とした。
【００６８】
Ｂ.ウィスカ
ウィスカは、ＪＥＩＴＡ  ＲＣ−５２４１の荷重試験（球圧子法）にて評価した。すなわち、各サンプルに対して荷重試験を行い、荷重試験を終えたサンプルをＳＥＭ（ＪＥＯＬ社製、型式ＪＳＭ−５４１０）にて１００〜１００００倍の倍率で観察して、ウィスカの発生状況を観察した。荷重試験条件を以下に示す。
球圧子の直径：Φ１ｍｍ±０．１ｍｍ
試験荷重：２Ｎ±０．２Ｎ
試験時間：１２０時間
サンプル数：１０個
目標とする特性は、長さ２０μｍ以上のウィスカが発生しないことであるが、最大の目標としては、ウィスカが１本も発生しないこととした。
【００６９】
Ｃ．接触抵抗
接触抵抗は、山崎精機研究所製接点シミュレーターＣＲＳ−１１３−Ａｕ型を使用し、接点荷重５０ｇの条件で４端子法にて測定した。サンプル数は５個とし、各サンプルの最小値から最大値の範囲を採用した。目標とする特性は、接触抵抗１０ｍΩ以下である。
【００７０】
Ｄ．耐熱性
耐熱性は、大気加熱（１５５℃×１０００ｈ）試験後のサンプルの接触抵抗を測定し、評価した。目標とする特性は、接触抵抗１０ｍΩ以下であるが、最大の目標としては、接触抵抗が、耐熱性試験前後で変化がない（同等である）こととした。
【００７１】
Ｅ．挿抜性
挿入力に記載の方法で１０回挿抜試験を行い、挿抜試験後の接触抵抗で評価した。目標とする特性は、接触抵抗１０ｍΩ以下である。
【００７２】
Ｆ．耐微摺動磨耗性
耐微摺動磨耗性は、山崎精機研究所製精密摺動試験装置ＣＲＳ−Ｇ２０５０型を使用し、摺動距離０．５ｍｍ、摺動速度１ｍｍ／ｓ、接触荷重１Ｎ、摺動回数５００往復条件で摺動回数と接触抵抗との関係を評価した。サンプル数は５個とし、各サンプルの最小値から最大値の範囲を採用した。目標とする特性は、摺動回数１００回時に接触抵抗が５０ｍΩ以下である。
【００７３】
Ｇ．耐ガス腐食性
耐ガス腐食性は、下記の試験環境で評価した。耐ガス腐食性の評価は、環境試験を終えた試験後のサンプルの外観と接触抵抗である。なお、目標とする特性は、外観が変色していないことと、試験後の接触抵抗が１０ｍΩ以下である。
硫化水素ガス腐食試験
硫化水素濃度：１０ｐｐｍ
温度：４０℃
湿度：８０％ＲＨ
曝露時間：９６ｈ
サンプル数：５個
【００７４】
Ｈ．はんだ濡れ性
はんだ濡れ性はめっき後のサンプルを評価した。ソルダーチェッカ（レスカ社製ＳＡＴ−５０００）を使用し、フラックスとして市販の２５％ロジンメタノールフラックスを用い、メニスコグラフ法にてはんだ濡れ時間を測定した。はんだはＳｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ（２５０℃）を用いた。サンプル数は５個とし、各サンプルの最小値から最大値の範囲を採用した。目標とする特性は、ゼロクロスタイム５秒（ｓ）以下である。
【００７５】
Ｉ．曲げ加工性
曲げ加工性は、Ｗ字型の金型を用いて試料の板厚と曲げ半径の比が１となる条件で９０°曲げで評価した。評価は曲げ加工部表面を光学顕微鏡で観察し、クラックが観察されない場合の実用上問題ないと判断した場合には○とし、クラックが認められた場合を×とした。
【００７６】
Ｊ．ビッカース硬さ
上層のビッカース硬さは、サンプル表面より荷重９８０．７ｍＮ（Ｈｖ０．１）、荷重保持時間１５秒で打根を打って測定した。
また、下層のビッカース硬さは、下層断面より荷重９８０．７ｍＮ（Ｈｖ０．１）、荷重保持時間１５秒で打根を打って測定した。
【００７７】
Ｋ．押し込み硬さ
上層の押し込み硬さは、超微小硬さ試験（エリオニクス製ＥＮＴ−２１００）により、サンプル表面に荷重０．１ｍＮで打根を打って測定した。
また、下層の押し込み硬さは、下層断面より荷重９８０．７ｍＮ（Ｈｖ０．１）、荷重保持時間１５秒で打根を打って測定した。
【００７８】
Ｌ．表面粗さ
表面粗さ（算術平均高さ（Ｒａ）及び最大高さ（Ｒｚ））の測定は、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１に準拠し、非接触式三次元測定装置（三鷹光器社製、形式ＮＨ−３）を用いて行った。カットオフは０．２５ｍｍ、測定長さは１．５０ｍｍで、１試料当たり５回測定した。
【００７９】
Ｍ．反射濃度
反射濃度は、デンシトメーター（ＮＤ−１，日本電色工業社製）を使用して測定した。
【００８０】
【表７−１】
0005138827.tif 000010
【００８１】
【表７−２】
0005138827.tif 000011
【００８２】
【表７−３】
0005138827.tif 000012
【００８３】
【表８】
0005138827.tif 000013
【００８４】
【表９】
0005138827.tif 000014
【００８５】
【表１０】
0005138827.tif 000015
【００８６】
【表１１】
0005138827.tif 000016
【００８７】
【表１２】
0005138827.tif 000017
【００８８】
【表１３】
0005138827.tif 000018
【００８９】
【表１４】
0005138827.tif 000019
【００９０】
【表１５】
0005138827.tif 000020
【００９１】
実施例１〜８９は、低挿抜性、低ウィスカ性及び高耐久性のいずれも優れた電子部品金属材料であった。
比較例１はブランク材である。
比較例２は、比較例１のブランク材のＳｎめっきを薄くして作製したものであるが、長さ２０μｍ以上のウィスカが発生した。また耐微摺動磨耗性が悪く接触抵抗が増加した。
比較例３は、比較例２と比較して熱処理を施さないで作製したものであるが、長さ２０μｍ以上のウィスカが発生した。また耐微摺動磨耗性が悪く接触抵抗が増加した。
比較例４は、比較例１と比較して下層にＣｕめっきを施して作製したものであるが、長さ２０μｍ以上のウィスカが発生した。また耐微摺動磨耗性が悪く接触抵抗が増加した。
比較例５は、比較例１のブランク材と比較して下層のＮｉめっきを厚く施して作製したものであるが、比較例１と特性は変わらなかった。
比較例６は、上層のＳｎ＋Ｉｎの割合が１０ｍａｓｓ％以下であったため、耐ガス腐食性が悪かった。
比較例７も、比較例６と同じように耐ガス腐食性が悪かった、
比較例８は、めっき厚みが８．２×（Ｓｎ＋Ｉｎ割合）-0.66よりも厚かったため、挿抜力が目標よりも高く、長さ２０μｍ以上のウィスカが発生した。
比較例９は、下層のめっきを施さなかったため、挿入力が目標よりも高かった。
比較例１０は、上層のめっきを施さなかったため、耐微摺動磨耗性が悪く接触抵抗が増加した。また耐ガス腐食性も悪かった。
比較例１１は、下層のめっきが極端に薄いために、挿抜力が目標よりも高かった。
比較例１２は、上層のめっきが極端に薄いために、耐微摺動磨耗性が悪く接触抵抗が増加した。また耐ガス腐食性も悪かった。
比較例１３は、上層のめっき厚みが０．６μｍを超え，めっき厚みが８．２×（Ｓｎ＋Ｉｎ割合）-0.66よりも厚かったため、２０μｍ以上のウィスカが発生し、挿抜力が目標よりも高かった。
比較例１４は、上層のめっき厚みが０．６μｍを超え，めっき厚みが８．２×（Ｓｎ＋Ｉｎ割合）-0.66よりも厚かったため、２０μｍ以上のウィスカが発生し、挿抜力が目標よりも高かった。
比較例１５は、上層のめっき厚みが８．２×（Ｓｎ＋Ｉｎ割合）-0.66よりも厚かったため、２０μｍ以上のウィスカが発生し、挿抜力が目標よりも高く、耐微摺動磨耗試験後の接触抵抗が高かった。
比較例１６は、上層のめっき厚みが８．２×（Ｓｎ＋Ｉｎ割合）-0.66よりも厚かったため、２０μｍ以上のウィスカが発生し、挿抜力が目標よりも高く、耐微摺動磨耗試験後の接触抵抗が高かった。
比較例１７は、下層のめっきが極端に薄いために、ＸＰＳ（Ｘ線光電子分光）でのＤｅｐｔｈ測定で下層のＮｉ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，ＣｏまたはＣｕの原子濃度（ａｔ％）が２５％以上である深さが目標よりも薄かったため、挿抜力が目標よりも高かった。
比較例１８は、実施例１７と比較して、ＳｎとＡｇのめっき順序を逆にして作製したものであるが、ＸＰＳ（Ｘ線光電子分光）でのＤｅｐｔｈ測定で上層Ａ構成元素のＳｎまたはＩｎの原子濃度（ａｔ％）の最高値を示す位置（Ｄ1）、上層Ｂ構成元素のＡｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｕ，Ｒｈ，ＯｓまたはＩｒの原子濃度（ａｔ％）の最高値を示す位置（Ｄ2）がＤ2、Ｄ1の順で存在するため、耐ガス腐食性が悪かった。
比較例１９は、上層にＢ構成元素が存在せず、上層のＢ構成元素のＡｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｕ，Ｒｈ，ＯｓまたはＩｒの原子濃度（ａｔ％）の最高値が目標以下であったため、耐熱性が悪かった。
比較例２０は、上層のＳｎめっきを極端に薄くして施して作製したものであるが、ＸＰＳ（Ｘ線光電子分光）でのＤｅｐｔｈ測定で、上層のＳｎまたはＩｎの原子濃度（ａｔ％）の最高値を示す位置（Ｄ1）が１０ａｔ％以下であり、耐ガス腐食性が悪かった。
比較例２１は、上層のＳｎ＋Ｉｎの割合が１０ｍａｓｓ％以下であり、ＸＰＳ（Ｘ線光電子分光）でのＤｅｐｔｈ測定で最表面から０．０２μｍの範囲でＡ構成元素[ａｔ％]／  （Ａ層＋Ｂ層）構成元素[ａｔ％]が０．１未満であり、Ａ構成元素の割合が非常に少なく、Ａｇ３Ｓｎは存在していなくＡｇ相が存在していたため、耐ガス腐食性が悪かった。
比較例２２も、比較例２１と同じ理由で耐ガス腐食性が悪かった。
【００９２】
また、図２に実施例１７に係るＸＰＳ（Ｘ線光電子分光）のＤｅｐｔｈ測定結果を示す。図２より、上層のＳｎまたはＩｎの原子濃度（ａｔ％）の最高値を示す位置（Ｄ1）、Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｕ，Ｒｈ，ＯｓまたはＩｒの原子濃度（ａｔ％）の最高値を示す位置（Ｄ2）がＤ1、Ｄ2の順で存在し、Ｄ1が３５ａｔ％、Ｄ2が８７％であることが分かる。また、最表面から０．０２μｍの範囲における原子濃度（ａｔ％）の比について、Ａ構成元素／（Ａ＋Ｂ）構成元素が０．１以上であることがわかる。すなわち、この範囲でＡ構成元素（Ｓｎ）が最も濃度が低いのは１０ａｔ％であり、そのときのＢ構成元素（Ａｇ）の濃度は９０ａｔ％で、Ａ構成元素／（Ａ＋Ｂ）構成元素が０．１となっている。
【符号の説明】
【００９３】
１０  電子部品用金属材料
１１  基材
１２  下層
１３  上層
【要約】
【課題】低挿抜性、低ウィスカ性及び高耐久性を有する電子部品用金属材料、それを用いたコネクタ端子、コネクタ及び電子部品を提供する。
【解決手段】電子部品用金属材料は、基材と、基材上にＮｉ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ及びＣｕからなる群から選択された１種又は２種以上で構成された下層を備え、下層上にＳｎ及びＩｎ（Ａ構成元素）の一方もしくは両方ならびにＡｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｏｓ及びＩｒ（Ｂ構成元素）の１種もしくは２種類以上からなる合金で構成された上層を備え、下層の厚みが０．０５μｍ以上であり、上層の厚みが０．００５μｍ以上０．６μｍ以下であり、上層において、Ａ構成元素／（Ａ構成元素＋Ｂ構成元素）[ｍａｓｓ％]（以下、Ｓｎ＋Ｉｎ割合という）とめっき厚み[μｍ]との関係が、
めっき厚み≦８．２×（Ｓｎ＋Ｉｎ割合）-0.66  〔ここで、（Ｓｎ＋Ｉｎ割合）≧１０ｍａｓｓ％である〕
である。
【選択図】図１【図１】
0005138827.tif 000021
【図２】
0005138827.tif 000022