JPH03219064A - 電子機器用部品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電気及び電子機器に使用される表面に錫及び
錫合金めっきなどの金属層を形成した銅合金を基板とす
る電子機器用部品に関するものである。

（従来の技術） 従来より電子機器部品として、導電性及びはんだ付は性
の良い金または錫合金など各種めっき付き鋼合金が使用
されてきたが、電気及び電子機器部品の高密度化並びに
品質の向上から接点としての信頼性に優れた材料が求め
られている。

さらに、近年強くなっている低コスト化要求から、高４
：、頼性ｎ、つ低コストの電気及び電子機器部すＪ川の
材料が求められている。このため、めっき付き鋼合金に
対しても従来以上の高信頼性及び低コスト化か要求され
ている。

現在、これらの要求に対応する電子機器用部品としてめ
っき付き鋼合金、中でもつん青銅（Ｓｎ３−１０．Ｐｏ
、０１−０．５及び残部鋼の外電−Ｉ％よりなる合金）
が使用されてきたが、特に近年では様々な諸性質の改善
を目的としてりん青銅中にＦｅ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｃｏ、Ｚ
ｎ。

Ｓｉ、Ｍｎ等を微量添加したりん青銅も広く使用されて
きている。

これら鋼合金の接点金属として、利用されている一例を
あげると、産業用コネクタ等では金めつきが主流である
が、民生用コネクタ等では低コスト化の要求から、高価
な金めつきの代りに安価な錫めっきか使用されている。

錫めっきは金めつきに比較すると信頼性で劣るが、接触
圧を太きくすることにより、安定した接触を得ることが
できる。錫めっきの信頼性を向上させるために、例えば
特開平１−１３４９５７号公報に開示されているように
、銅合金の表面に亜鉛を拡散被覆してはんだ付は性を向
トさせている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、電気及び電子機器部品へのさらに厳しく
なる高信頼性且つ低コスト化の要求に答えるには、従来
の銅合金では対応できない問題点があった。

近年、自動車等高温下で使用される場合を想定して、コ
ネクタを始めとする電子機器用部品の信頼性評価の項目
として、耐熱信頼性の重要性が高まっている。

現在、耐熱信頼性の評価基準の一つとして、１００℃で
１０００時間保持後のめっきの密着性を評価する方法が
あるが、従来のりん青銅に錫及び錫合金めっきを施した
基板で、この基準を満足するためには、 （１）銅Ｆ地めっきＪ’＾さを２μｍ以Ｆ施すか、ある
いは （２）ニッケル下地めっきＪ’Ｊさを０．５μｍ以］−
施すこと が必要となる。しかし、前記の方法にはそれぞれ問題点
かあり、銅下地めっきを厚く付けるとめっき加［時間が
増加してコストが高くなり、また、ニッケル下地めっき
はめっき膜が素材に比較して硬いためプレス加工時の鋳
型の摩耗が増加し、鋳ヘリの寿命が短くなる。

本発明は、館記のような電子機器用部品における接点金
属としての錫及び錫合金めっき付き銅合金の問題点を解
消するために、銅合金基板表面にニッケルを０．０１μ
ｍ以−にめっきし、さらにこのニッケルをｔす材中に拡
散させることにより、錫めっきの高信頼性■つ低コスト
の電子機器用部品を提供することを目的としている。

（課題を解決するための手段） この発明は、りん青銅基板表面に厚さ０．０１μｍ以］
二のニッケルをめっきし、このニッケルをりん青銅基板
中に拡散させたニッケル拡散層、及びこのニッケル拡散
層上に形成した金属層を有することを特徴とする電子機
器用部品に係るものである。

（作用） りん青銅基板中にニッケルを拡散させて合金化したので
錫めっきの耐熱信頼性が向上するが、その理由を以下に
説明する。

ニッケルは錫及び錫合金などの金属層の下地めっきとし
て行われた場合、銅合金母材からの元素の錫及び錫合金
中への拡散を防ぐ効果があることが知られているが、ニ
ッケルには、下地めっきのように単独層をつくらなくて
も銅合金中にある濃度以−ト含有されていれば、銅合金
中の添加元素の拡散を抑制する効果を持つ。

錫及び錫合金めっき付きりん青銅の耐熱信頼性を阻害す
る要因としては、りん青銅中のＰ。

Ｆｅ、Ｓｉなどの微量添加元素がめつき層に拡散し、母
材とめつき層の界面に偏析しあるいは、脆弱な化合物を
生成して、ｌす材とめっき層との剥離を引きおこすため
である。

Ｉｌ材の表面にニッケルをめっきし、さらにこのニッケ
ルを）ＪＪ封材中拡散させることにより、Ｆｕ材表面の
数ミクロンにニッケルを含有する層か生成され、Ｉす材
中のＰ、Ｆｅ、Ｓｉなどの拡散はこの層により抑制され
、母材とめワき膜界面での偏析及び脆弱な化合物の生成
を防ぎ母材とめっき層の剥離を防ぐ。ニッケルめっき層
は、厚すぎるとめっき層全部を拡散させるのに時間が掛
り、薄すぎると抑制効果がでないため、めっき層はＯ，
０ｆ−１，０μｍの厚さが適している。

また、ｔす材表面のニッケル含有層は、ニッケルめワき
層に比較して軟らかく、母材と同程度の硬さなので、プ
レス加工時に鋳型の摩耗を減少させ寿命を長くする。

りん青銅にＮｉ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｃｏ。

Ｚｎ、Ｓｉ、Ｍｎの内１種以上を０．０５〜０．８ｆｉ
ｉ％含有させることにより、りん青銅の機械的性質やめ
っき付は性などの諸性質が改善されるので、多くの場合
前記のような徴■元素が添加される。

りん青銅基板ははんだ付は性を良くするため表面に錫及
び錫合金めっきなどの金属層を形成して使用されるが、
錫及び錫合金のめっき層をリフロー処理することにより
めっき層の性質を改善することができる。

〔実施例〕

以下にこの発明を実施例に基づいて説明する。

本発明に係る電子Ｒ器用部品は、Ｓｎ０．５〜１０、Ｐ
ｏ、０１〜０．５及び残部鋼の各重量％の組成よりなる
りん青銅基板及び航記り／、ｆｆ銅基板にＮｉ、Ｆｅ、
Ｃｒ、Ｚｒ、Ｃｏ、Ｚｎ。

Ｓｉ、Ｍｎの内１種以上を０．０５〜０．８重量％含有
させた特殊りん青銅基板の最終焼鈍航にニッケルめっき
を施し、母材の最終焼鈍とニッケルめっきの拡散をかね
て５００℃で５時間の加熱処理を施し、さらに仕上圧延
を行し＼、最終の錫及び錫合金めフきを施して供試した
。

また、比較用として従来の錫めっき付きりん、＋１銅も
合せて供試し、耐熱信頼性試験を実施した。

特殊添加成分及びめっき厚さを変化させた場合の本発明
に係わる実施例に基づいた電子機器用部品と従来の比較
部品について次のような試験条件で試験を実施した。

（１）耐熱温度：１００℃ （２）耐熱時間７５００時間及び１０００時間（３）剥
離試験＝１８０°密着曲げ 第１表は本発明による電子機器用部品と比較部１１′１
との耐熱信頼性を測定した表であり、実施例２〜１３ま
でが本発明に係わる電子機器用部品である。

実施例２は、りんｈ銅基板にニッケル０．０１μｍめっ
き後熱処理した部品であり１０００時間の耐熱試験後で
もめっき層の剥離はなかった。

実施例３はＺｒＯ，１５，１ｊｊｔ％、実施例５はＣｒ
０９１６重量％、実施例６はＮｉ０．２重ｆｉ％、実施
例７はＦｅｄ、５重量％、実施例８はＳｉＯ，２＋’１
ｌｒＪ％、実施例９はＭｎＯ，３及びＣ。

Ｏ，２各重量％、実施例１２はＺｎ０．２５重看％、そ
れぞれ添加した部品であり、すへての部品が１０００時
間耐熱試験後もめっき層の剥離はなかった。実施例５及
び実施例１１は下地めっきが施されていない部品である
が１０００時間耐熱試験後もめっき層の剥離はなかった
。実施例４はニッケル０．５μｍめっき後熱処理した部
品であり、実施例１０は錫合金を２．０μｍはんだ付け
した部品であり、実施例１３は錫合金を１、Ｏｌ、１ｍ
はんだ付けした後リフロー処理した部品であり、いずれ
の部品も１０００時間耐熱試験後もめっき層の剥離はな
かった。

実施例はすべて１０００時間耐熱試験後でもＲ）材とめ
っき層の剥離は発生しなかった。しかし、従来の比較部
品は、銅下地めワき２μｍ（比較例１４）及びニッケル
下地めっき０．５μｍ（比較例１８）を施したものでは
、ｔ　ｏｏｏ時間耐熱試験後でも剥離しなかったが、下
地めっき厚さが前記以下である比較部品はすべて１００
０時間耐熱試験後には剥離が発生した。また、ニッケル
めっき後熱処理を行なった部品でもニッケルめっき厚が
０．００５μｍ（比較例１）と薄い場合は、１０００時
間耐熱試験後に剥離が発生したので、ニッケル拡散層の
抑制効果を得るためにはニッケルめっき厚が０．０１μ
ｍ以上必要である。

（発明の効果） 本発明に係わる電子機器用部品は、りん青銅基板表面に
ニッケルをめっきし、さらにこのニッケルを母材中に拡
散させてニッケル拡散層を形成しであるので錫めっきな
どの金属層の耐熱イ３頼性が向上し、自動車部品など高
温下で使用される電子機器用部品にきわめて有効に使用
できる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　りん青銅基板表面に厚さ０．０１μｍ以上のニッケル
   をめっきし、このニッケルをりん青銅基板中に拡散させ
   たニッケル拡散層、及びこのニッケル拡散層上に形成し
   た金属層を有することを特徴とする電子機器用部品。