JP2000313989A - 電子部品用金又は金合金めっき材料 - Google Patents
電子部品用金又は金合金めっき材料Info
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来にない耐熱性、耐食性、金又は金合金め
っき同士の接触抵抗の劣化が少ない非常に優れた金又は
金合金めっき材料を得る。 【解決手段】 中間層として、銅−りん系、銅−りん−
ホウ素系の合金めっきを施すことにより、非常に良好な
耐熱性、耐食性、金又は金合金めっき同士の接触抵抗の
劣化が少ない金又は金合金めっきの材料が得られた。
っき同士の接触抵抗の劣化が少ない非常に優れた金又は
金合金めっき材料を得る。 【解決手段】 中間層として、銅−りん系、銅−りん−
ホウ素系の合金めっきを施すことにより、非常に良好な
耐熱性、耐食性、金又は金合金めっき同士の接触抵抗の
劣化が少ない金又は金合金めっきの材料が得られた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、耐食性及び耐熱性
に優れ、はんだ付け性の劣化が少なく、金又は金合金め
っき同士の接触子として使用する際、接触抵抗の劣化が
少なく、かつプレス加工性が良好な電子部品用金又は金
合金めっき材料に関するものである。
に優れ、はんだ付け性の劣化が少なく、金又は金合金め
っき同士の接触子として使用する際、接触抵抗の劣化が
少なく、かつプレス加工性が良好な電子部品用金又は金
合金めっき材料に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】高信頼性が要求される電子部品の接点部
分には、ステンレスや、りん青銅、黄銅、ベリリウム銅
等の銅合金を母材とし、金又は金合金めっきを施した材
料が用いられる。これは、金が優れた物理的、化学的安
定性を有するためである。金は高価な金属であるため、
必要な部分のみに金又は金合金をめっきしたり、金又は
金合金めっき自体の厚さを薄くする対応が取られてい
る。しかし、金または金合金めっき厚さが薄くなると、
めっき皮膜のピンホールが指数関数的に増加し、ピンホ
ールを介して母材が腐蝕され、耐食性が著しく劣化する
問題がある。
分には、ステンレスや、りん青銅、黄銅、ベリリウム銅
等の銅合金を母材とし、金又は金合金めっきを施した材
料が用いられる。これは、金が優れた物理的、化学的安
定性を有するためである。金は高価な金属であるため、
必要な部分のみに金又は金合金をめっきしたり、金又は
金合金めっき自体の厚さを薄くする対応が取られてい
る。しかし、金または金合金めっき厚さが薄くなると、
めっき皮膜のピンホールが指数関数的に増加し、ピンホ
ールを介して母材が腐蝕され、耐食性が著しく劣化する
問題がある。
【０００３】また、母材に銅合金を使用する際、母材か
ら銅の拡散を防止するため、ニッケルを中間層としてめ
っきすることが多い。しかし、ピンホールが増加する
と、高温で使用した場合、ニッケルが金又は金合金めっ
き中に拡散しその酸化物が形成されることにより、はん
だ付け性が劣化する他、金又は金合金めっきしたコネク
タ等の接触子同士の接触抵抗が高くなるという問題があ
る。ピンホールの問題を解決する手段の一つとして、封
孔処理が挙げられる。封孔処理は、各種の無機性あるい
は有機性の薬品で金又は金合金のめっき皮膜の表面を処
理し、ピンホールを塞ぎ、耐食性を向上させる他、その
潤滑作用によりコネクタに加工したときの挿抜性を向上
させる効果がある。しかし、この方法では金及び金合金
めっきの表層へのニッケルの拡散による耐熱性の低下の
問題は解決できない。
ら銅の拡散を防止するため、ニッケルを中間層としてめ
っきすることが多い。しかし、ピンホールが増加する
と、高温で使用した場合、ニッケルが金又は金合金めっ
き中に拡散しその酸化物が形成されることにより、はん
だ付け性が劣化する他、金又は金合金めっきしたコネク
タ等の接触子同士の接触抵抗が高くなるという問題があ
る。ピンホールの問題を解決する手段の一つとして、封
孔処理が挙げられる。封孔処理は、各種の無機性あるい
は有機性の薬品で金又は金合金のめっき皮膜の表面を処
理し、ピンホールを塞ぎ、耐食性を向上させる他、その
潤滑作用によりコネクタに加工したときの挿抜性を向上
させる効果がある。しかし、この方法では金及び金合金
めっきの表層へのニッケルの拡散による耐熱性の低下の
問題は解決できない。
【０００４】上記問題を解決するため、発明者等はニッ
ケルとりん、ホウ素を主体とする合金層を中間層とする
ことを研究してきたが、ニッケル−りん合金層は他の層
に比べ硬いため、プレス加工を行なう際、曲げ加工部に
てクラックが発生しやすく、小型で精密な電子部品に加
工するには改善する必要がある。
ケルとりん、ホウ素を主体とする合金層を中間層とする
ことを研究してきたが、ニッケル−りん合金層は他の層
に比べ硬いため、プレス加工を行なう際、曲げ加工部に
てクラックが発生しやすく、小型で精密な電子部品に加
工するには改善する必要がある。
【発明が解決しようとする課題】本発明は、封孔処理だ
けでは解決できない、銅合金にめっきした金又は金合金
の耐熱性を向上させ、なおかつ封孔処理を行ったときと
同等な耐食性を有し、プレス加工性も良好な金又は金合
金めっきを提供するものである。
けでは解決できない、銅合金にめっきした金又は金合金
の耐熱性を向上させ、なおかつ封孔処理を行ったときと
同等な耐食性を有し、プレス加工性も良好な金又は金合
金めっきを提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者等は上記課題を
解決するため研究を行った結果、（１）銅合金素材にり
んを０．０５〜１５ｗｔ％含有し、残部銅及び不可避的
不純物からなる合金めっき中間層を有し、金又は金合金
の表層めっきからなる耐食性及び耐熱性を有することを
特徴とする電子部品用金又は金合金めっき材料。又は
（２）銅合金素材にりん及びホウ素を合計で０．０５〜
１５ｗｔ％含有し、残部銅及び不可避的不純物からなる
合金めっき中間層を有し、金又は金合金の表層めっきか
らなる耐食性及び耐熱性を有することを特徴とする電子
部品用金又は金合金めっき材料。又は（３）合金めっき
中間層の厚さが０．０１〜１．０μｍであることを特徴
とする上記（１）叉は（２）に記載の電子部品用金又は
金合金めっき材料。であり、これら銅−りん系、銅−り
ん−ホウ素系合金の中間層を有することにより、耐食
性、耐熱性に優れ、はんだ付け性の劣化が少なく、金又
は金合金めっき同士の接触子として使用する際、接触抵
抗の劣化が少なく、しかもプレス加工性が良好となる知
見を得た。
解決するため研究を行った結果、（１）銅合金素材にり
んを０．０５〜１５ｗｔ％含有し、残部銅及び不可避的
不純物からなる合金めっき中間層を有し、金又は金合金
の表層めっきからなる耐食性及び耐熱性を有することを
特徴とする電子部品用金又は金合金めっき材料。又は
（２）銅合金素材にりん及びホウ素を合計で０．０５〜
１５ｗｔ％含有し、残部銅及び不可避的不純物からなる
合金めっき中間層を有し、金又は金合金の表層めっきか
らなる耐食性及び耐熱性を有することを特徴とする電子
部品用金又は金合金めっき材料。又は（３）合金めっき
中間層の厚さが０．０１〜１．０μｍであることを特徴
とする上記（１）叉は（２）に記載の電子部品用金又は
金合金めっき材料。であり、これら銅−りん系、銅−り
ん−ホウ素系合金の中間層を有することにより、耐食
性、耐熱性に優れ、はんだ付け性の劣化が少なく、金又
は金合金めっき同士の接触子として使用する際、接触抵
抗の劣化が少なく、しかもプレス加工性が良好となる知
見を得た。
【０００６】上記中間層を構成する元素のうち、銅はめ
っきする素材の主構成元素であり、めっきにより形成さ
れた銅は、素材に含まれる銅に比べ、表層の金又は金合
金への拡散が遅いという特徴を持つ。したがって、ニッ
ケルを主体とした中間層よりははんだ付け性が若干劣る
ものの、中間層を持たないものよりは劣化は少ない。
っきする素材の主構成元素であり、めっきにより形成さ
れた銅は、素材に含まれる銅に比べ、表層の金又は金合
金への拡散が遅いという特徴を持つ。したがって、ニッ
ケルを主体とした中間層よりははんだ付け性が若干劣る
ものの、中間層を持たないものよりは劣化は少ない。
【０００７】りん及びホウ素はそれ自身が酸化されるこ
とにより、ピンホール部で安定な皮膜を形成し、素材及
びめっき層の銅の表層への拡散を抑制し、加熱した際の
接触抵抗の増加や、はんだ付け性の低下が起こりにくく
なる。
とにより、ピンホール部で安定な皮膜を形成し、素材及
びめっき層の銅の表層への拡散を抑制し、加熱した際の
接触抵抗の増加や、はんだ付け性の低下が起こりにくく
なる。
【０００８】中間層のりん及びホウ素の含有量は、要求
される耐熱性に応じ決めれば良いが、０．０５ｗｔ％未
満ではその効果が得られず、より好ましくは０．５ｗｔ
％以上であることが望ましい。１５ｗｔ％を超えると、
めっきに有効なりん、ホウ素の量が飽和するため０．０
５〜１５ｗｔ％とする。また、１２ｗｔ％を超えるとめ
っき時の電流効率が低下し、めっき皮膜内の引張応力が
高くなり、めっきの割れ（剥離）が生じ易ることがある
ため１２ｗｔ％以下の添加量が望ましい。
される耐熱性に応じ決めれば良いが、０．０５ｗｔ％未
満ではその効果が得られず、より好ましくは０．５ｗｔ
％以上であることが望ましい。１５ｗｔ％を超えると、
めっきに有効なりん、ホウ素の量が飽和するため０．０
５〜１５ｗｔ％とする。また、１２ｗｔ％を超えるとめ
っき時の電流効率が低下し、めっき皮膜内の引張応力が
高くなり、めっきの割れ（剥離）が生じ易ることがある
ため１２ｗｔ％以下の添加量が望ましい。
【０００９】中間層の厚さは０．０１μｍ未満では前記
耐熱性の効果が得られなく、厚さが１．０μｍを超える
とプレス性が損なわれるため、中間層の厚さは０．０１
〜１．０μｍとした。好ましくは０．０２μｍ以上とす
ることにより、耐熱性が更に向上する。
耐熱性の効果が得られなく、厚さが１．０μｍを超える
とプレス性が損なわれるため、中間層の厚さは０．０１
〜１．０μｍとした。好ましくは０．０２μｍ以上とす
ることにより、耐熱性が更に向上する。
【００１０】挿抜性も向上させたい場合は、各種無機系
あるいは有機系の封孔処理液により封孔処理を行うと良
い。封孔処理の手段については一般的な手段で良く、特
に限定されない。
あるいは有機系の封孔処理液により封孔処理を行うと良
い。封孔処理の手段については一般的な手段で良く、特
に限定されない。
【００１１】表層のめっきは金の他金合金、例えば、金
−パラジウム、金−コバルト、金−ニッケル、金−銀合
金めっき等も選択可能である。
−パラジウム、金−コバルト、金−ニッケル、金−銀合
金めっき等も選択可能である。
【００１２】中間層のめっきとして、基本となる銅−り
んの合金めっきは、ピロリン酸系の銅めっき浴に次亜り
ん酸ナトリウムを添加した浴をベースとする。また、目
標とする銅の組成に応じて錯化剤も適宜添加する。しか
し、本発明において、いずれのめっきにおいてもめっき
浴の組成や条件は任意に選択できる。ホウ素はボランア
ミン錯体、他の金属塩はめっき浴に応じて最適なものを
選ぶ。ただし、これらの条件の選定で本発明の効果は何
ら制限されていない。
んの合金めっきは、ピロリン酸系の銅めっき浴に次亜り
ん酸ナトリウムを添加した浴をベースとする。また、目
標とする銅の組成に応じて錯化剤も適宜添加する。しか
し、本発明において、いずれのめっきにおいてもめっき
浴の組成や条件は任意に選択できる。ホウ素はボランア
ミン錯体、他の金属塩はめっき浴に応じて最適なものを
選ぶ。ただし、これらの条件の選定で本発明の効果は何
ら制限されていない。
【００１３】表層の金又は金合金めっきについても公知
の浴を使用することができ、浴の種類の影響は受けず、
本発明の効果が得られる。
の浴を使用することができ、浴の種類の影響は受けず、
本発明の効果が得られる。
【００１４】なお、ニッケルを含む中間層は表層の金又
は金合金めっき層の下にニッケルを含む層として存在し
ていればよく、この中間層と母材との間に銅めっき等の
別のめっき層が存在していても問題無く、本発明の効果
は期待できる。
は金合金めっき層の下にニッケルを含む層として存在し
ていればよく、この中間層と母材との間に銅めっき等の
別のめっき層が存在していても問題無く、本発明の効果
は期待できる。
【００１５】
【実施例】次に本発明の効果を実施例に基づき説明す
る。母板には厚さ０．２ｍｍのばね用りん青銅（ＪＩＳ
Ｃ ５２１０Ｒ−Ｈ）を脱脂、酸洗したものを用いた。
る。母板には厚さ０．２ｍｍのばね用りん青銅（ＪＩＳ
Ｃ ５２１０Ｒ−Ｈ）を脱脂、酸洗したものを用いた。
【００１６】銅−りん系のめっき浴を表１、銅−りん−
ホウ素系のめっき浴を表２に示す。比較材として０．１
８〜０．２２μｍのニッケル、ニッケル−３０ｗｔ％コ
バルト合金を中間層としたものを用意した。表層のめっ
きは金めっきについて評価した。金めっき浴は市販のシ
アン浴を用い、厚みは０．１μmとした。
ホウ素系のめっき浴を表２に示す。比較材として０．１
８〜０．２２μｍのニッケル、ニッケル−３０ｗｔ％コ
バルト合金を中間層としたものを用意した。表層のめっ
きは金めっきについて評価した。金めっき浴は市販のシ
アン浴を用い、厚みは０．１μmとした。
【００１７】
【表１】
【００１８】
【表２】
【００１９】評価は、耐熱性の評価として、評価材を４
６０℃にて２４０秒加熱後のはんだ付け性と、接触抵抗
の変化、耐食性の評価として表３に示す腐食条件で腐食
を行った場合の接触抵抗の変化を評価した。
６０℃にて２４０秒加熱後のはんだ付け性と、接触抵抗
の変化、耐食性の評価として表３に示す腐食条件で腐食
を行った場合の接触抵抗の変化を評価した。
【００２０】
【表３】
【００２１】はんだ付け性は２５％ロジン−エタノール
をフラックスとし、メニスコグラフ法によりはんだ濡れ
時間を測定することで評価した。接触抵抗は耐熱試験で
は供試材より作成したオスピンを４６０℃にて２４０秒
加熱し、次に供試材から形成されたメスピンとオスピン
と共に図１に示すように様に嵌合させ、オスピンの加熱
前後の接触抵抗（電気抵抗）を比較評価した。耐食試験
も耐熱試験は、最初からオスピンとメスピンを図１に示
すように嵌合させた状態で腐食環境に暴露し、腐食前後
の接触抵抗を比較評価した。また、プレス性について
は、各めっき材を圧延方向に直角方向に幅１０ｍｍに試
料を採取し、内側曲げ半径０．２ｍｍにてＷ曲げ試験
（ ＪＩＳ Ｈ ３１３０）を行いクラックの発生状況で
評価した。それらの結果を表６に示す。
をフラックスとし、メニスコグラフ法によりはんだ濡れ
時間を測定することで評価した。接触抵抗は耐熱試験で
は供試材より作成したオスピンを４６０℃にて２４０秒
加熱し、次に供試材から形成されたメスピンとオスピン
と共に図１に示すように様に嵌合させ、オスピンの加熱
前後の接触抵抗（電気抵抗）を比較評価した。耐食試験
も耐熱試験は、最初からオスピンとメスピンを図１に示
すように嵌合させた状態で腐食環境に暴露し、腐食前後
の接触抵抗を比較評価した。また、プレス性について
は、各めっき材を圧延方向に直角方向に幅１０ｍｍに試
料を採取し、内側曲げ半径０．２ｍｍにてＷ曲げ試験
（ ＪＩＳ Ｈ ３１３０）を行いクラックの発生状況で
評価した。それらの結果を表６に示す。
【００２２】
【表４】
【００２３】本発明の実施例は、りん、ホウ素を含まな
い比較例の純ニッケル（９）、Ｎｉ−３０ｗｔ％Ｃｏ
（１２）の下地めっきに比べ、加熱後のはんだ付け性が
良好であり、加熱後、腐蝕後の接触抵抗も良好である。
（１０）はりん添加量が少ないため、加熱後のはんだ付
け性、加熱後、腐蝕後の接触抵抗が改善されない。ま
た、同一中間めっき組成（Ｃｕ−０．０３ｗｔ％Ｐ）で
ある（４）、（５）（１１）を比較すると、めっき厚さ
が０．０１μｍ以上となると、加熱後のはんだ付け性、
加熱後、腐蝕後の接触抵抗が良好になる。なお、りんを
１５ｗｔ％、ホウ素を８ｗｔ％含有し残部銅を目標とす
る中間めっきを試みたが、めっき割れ（剥離）が生じ、
はんだ付け性、接触抵抗の評価はできなかった。なお、
このとき中間めっきの組成はＣｕ−１５．２ｗｔ％Ｐ−
５．１ｗｔ％Ｂだった。
い比較例の純ニッケル（９）、Ｎｉ−３０ｗｔ％Ｃｏ
（１２）の下地めっきに比べ、加熱後のはんだ付け性が
良好であり、加熱後、腐蝕後の接触抵抗も良好である。
（１０）はりん添加量が少ないため、加熱後のはんだ付
け性、加熱後、腐蝕後の接触抵抗が改善されない。ま
た、同一中間めっき組成（Ｃｕ−０．０３ｗｔ％Ｐ）で
ある（４）、（５）（１１）を比較すると、めっき厚さ
が０．０１μｍ以上となると、加熱後のはんだ付け性、
加熱後、腐蝕後の接触抵抗が良好になる。なお、りんを
１５ｗｔ％、ホウ素を８ｗｔ％含有し残部銅を目標とす
る中間めっきを試みたが、めっき割れ（剥離）が生じ、
はんだ付け性、接触抵抗の評価はできなかった。なお、
このとき中間めっきの組成はＣｕ−１５．２ｗｔ％Ｐ−
５．１ｗｔ％Ｂだった。
【００２４】
【発明の効果】以上中間層として、銅−りん系、銅−り
ん−ホウ素系の合金めっきを施すことにより、従来にな
い耐熱性、耐食性、金又は金合金めっき同士の接触抵抗
の劣化が少ない非常に優れた金又は金合金めっき材料が
得られる。
ん−ホウ素系の合金めっきを施すことにより、従来にな
い耐熱性、耐食性、金又は金合金めっき同士の接触抵抗
の劣化が少ない非常に優れた金又は金合金めっき材料が
得られる。
【図１】接触抵抗及び挿抜性を評価したコネクタの形状
メスピン オスピン
Claims (3)
- 【請求項1】銅合金の素材にりんを０．０５〜１５ｗｔ
％含有し、残部銅及び不可避的不純物からなる合金めっ
き中間層を有し、金又は金合金の表層めっきからなる耐
食性及び耐熱性を有することを特徴とする電子部品用金
又は金合金めっき材料。 - 【請求項２】銅合金の素材にりん及びホウ素を合計で
０．０５〜１５ｗｔ％含有し、残部銅及び不可避的不純
物からなる合金めっき中間層を有し、金又は金合金の表
層めっきからなる耐食性及び耐熱性を有することを特徴
とする電子部品用金又は金合金めっき材料。 - 【請求項３】合金めっき中間層の厚さが０．０１〜１．
０μｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載の
電子部品用金又は金合金めっき材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11119291A JP2000313989A (ja) | 1999-04-27 | 1999-04-27 | 電子部品用金又は金合金めっき材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11119291A JP2000313989A (ja) | 1999-04-27 | 1999-04-27 | 電子部品用金又は金合金めっき材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000313989A true JP2000313989A (ja) | 2000-11-14 |
Family
ID=14757779
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11119291A Pending JP2000313989A (ja) | 1999-04-27 | 1999-04-27 | 電子部品用金又は金合金めっき材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000313989A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101154183B1 (ko) | 2011-11-16 | 2012-06-18 | (주)알코마 | 브레이징 합금 |
-
1999
- 1999-04-27 JP JP11119291A patent/JP2000313989A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101154183B1 (ko) | 2011-11-16 | 2012-06-18 | (주)알코마 | 브레이징 합금 |
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