电子零件用金属材料及其制造方法_3

文档序号:8367090阅读:来源:国知局
旋差排需要数百nm以上的厚度的块材。 若最表层(A层)14的厚度为0. 2 以下,则不为足够发生螺旋差排的厚度,基本上不会 产生晶须。另外,最表层(A层)与中层(B层)在常温下易进行短路扩散(short circuit diffusion),而容易形成合金,因此不会产生晶须。
[0080] 最表层(A层)14的Sn、In的附着量必需为1~150 y g/cm2。最表层(A层)14的 附着量优选为7~75 yg/cm2。此处,说明以附着量进行定义的原因。例如,在利用荧光X 射线膜厚计测定最表层(A层)14的厚度的情况下,存在例如因形成在最表层(A层)与其下 的中层(B层)之间的合金层而引起所测定的厚度值产生误差的情形。另一方面,在以附着 量进行控制的情况下,可不受合金层的形成状况影响而更准确地进行品质管理。若最表层 (A层)14的Sn、In的附着量低于1 y g/cm2,则无法获得充分的耐气体腐蚀性,当对电子零 件用金属材料进行氯气、亚硫酸气体、硫化氢气体等的气体腐蚀试验时会被腐蚀,而与气体 腐蚀试验前相比接触电阻大幅增加。为获得更充分的耐气体腐蚀性,优选为7 y g/cm2以上 的附着量。另外,若附着量变多,则Sn或In的粘着磨损变大,插拔力变大,也容易产生晶须。 为获得更充分的低插拔性、低晶须性,设为150 yg/cm2以下。更优选为75 yg/cm2以下。 需要说明的是,若将附着量设为75 yg/cm2以下则不会产生晶须。晶须是因发生螺旋差排 而产生,但要发生螺旋差排需要数十Ug/cm 2以上的附着量的块材。若最表层(A层)14的 附着量为150 yg/cm2以下,则不为足够发生螺旋差排的附着量,基本上不会产生晶须。另 外,最表层(A层)与中层(B层)在常温下易进行短路扩散,而容易形成合金,因此不会产生 晶须。
[0081](中层(B层)) 中层(B层)13必需由Ag、Au、Pt、Pd、Ru、Rh、0s、Ir或它们的合金所形成。Ag、Au、Pt、 Pd、Ru、Rh、〇S、Ir是具有在金属中相对具有耐热性的特征。因此,抑制基材11或下层(C层) 12的组成向最表层(A层)14侧扩散而使耐热性提高。另外,这些金属与最表层(A层)14的 Sn或In形成化合物而抑制Sn或In的氧化膜形成,使焊料润湿性提高。需要说明的是,在 Ag、Au、Pt、Pd、Ru、Rh、0s、Ir中,就导电率的观点而言更理想为Ag。Ag的导电率高。例如, 在将Ag用于高频信号用途的情况下,通过集肤效应(skin effect),而阻抗电阻降低。
[0082]中层(B 层)13的合金组成也可为Ag、Au、Pt、Pd、Ru、Rh、0s、Ir 或Ag、Au、Pt、Pd、 Ru、Rh、0s及Ir的合计为50质量%以上,其余合金成分由选自Bi、Cd、Co、Cu、Fe、In、Mn、 Mo、Ni、Pb、Sb、Se、Sn、W、Tl、Zn所组成的组中的1种或2种以上金属而构成。通过形成此 种合金组成(例如实施Sn-Ag镀敷),会有使低插拔性、低晶须性及耐久性(耐热性、耐气体腐 蚀性、焊料润湿性等)等提高的情况。
[0083] 中层(B层)13的厚度必需厚于0.3 iim。中层(B层)13的厚度优选为超过0.3 ym且为0.6 iim以下。若厚度厚于0.3 iim,则耐久性(耐热性、耐气体腐蚀性、焊料润湿 性等)提高。另一方面,若厚度变厚,则插拔力变大,因此厚度优选为0.6 以下。若厚度 超过0.6 ym,则存在插拔力变得大于现有材料(比较例4)的情形。
[0084] 中层(B层)13的Ag、Au、Pt、Pd、Ru、Rh、Os、Ir或它们的合金的附着量必需多于 330 iig/cm2。中层(B层)13的附着量优选为超过330 iig/cm2且为660 iig/cm2以下。此 处,说明以附着量进行定义的原因。例如,在利用荧光X射线膜厚计测定中层(B层)13的 厚度的情况下,存在例如因形成在最表层(A层)14与其下的中层(B层)13之间的合金层而 引起所测定的厚度值产生误差的情形。另一方面,在以附着量进行控制的情况下,可不受合 金层的形成状况影响而更准确地进行品质管理。若附着量多于330 yg/cm2,则耐久性(耐 热性、耐气体腐蚀性、焊料润湿性等)提高。另一方面,若附着量变多,则插拔力变大,因此优 选为660 iig/cm2以下。若附着量超过660 iig/cm2,则存在插拔力变得大于现有材料(t匕 较例4)的情形。
[0085] (下层(C 层)) 在基材11与中层(B层)13之间,优选为形成由选自附、0^11、?6、(:〇、(:11所组成的组 中的1种或2种以上构成的下层(C层)12。通过使用由选自Ni、Cr、Mn、Fe、Co、Cu所组成 的组中的1种或2种以上金属形成下层(C层)12,由于较硬的下层(C层)形成而使薄膜润 滑效果提高,低插拔性提高,下层(C层)12会防止基材11的构成金属向中层(B层)扩散,抑 制耐热性试验或耐气体腐蚀性试验后的接触电阻增加及焊料润湿性劣化等,耐久性提高。
[0086]下层(C层)12的合金组成可为Ni、Cr、Mn、Fe、Co、Cu的合计为50质量%以上,进 而含有选自由B、P、Sn、Zn所组成的组中的1种或2种以上。通过使下层(C层)12的合金 组成为此种构成,下层(C层)进一步固化,由此进而薄膜润滑效果提高,低插拔性提高,且下 层(C层)12的合金化进一步防止基材11的构成金属向中层(B层)扩散,抑制耐热性试验 或耐气体腐蚀性试验后的接触电阻增加及焊料润湿性劣化等,而耐久性提高。
[0087]下层(C层)12的厚度优选为0.05 iim以上。若下层(C层)12的厚度低于0.05 um,则较硬的下层(C层)的薄膜润滑效果降低,低插拔性变差,且基材11的构成金属容易 向中层(B层)扩散,耐热性试验或耐气体腐蚀性试验后的接触电阻容易增加且焊料润湿性 容易劣化等,而耐久性变差。
[0088] 下层(C层)12的Ni、Cr、Mn、Fe、Co、Cu的附着量优选为0? 03 mg/cm2以上。此处, 说明以附着量进行定义的理由。例如,在以荧光X射线膜厚计测定下层(C层)12的厚度时, 存在与最表层(A层)14、中层(B层)13及基材11等形成的合金层而导致所测定的厚度值 产生误差的情况。另一方面,在以附着量进行控制的情况下,不会受合金层的形成状况的影 响,而可进行更精确的品质管理。另外,若附着量低于0.03 mg/cm2,则较硬的下层(C层)的 薄膜润滑效果降低,低插拔性变差,且基材11的构成金属容易向中层(B层)扩散,耐热性试 验或耐气体腐蚀性试验后的接触电阻容易增加且焊料润湿性容易劣化等,而耐久性变差。
[0089] (热处理) 也可在形成最表层(A层)14后,为了提高低插拔性、低晶须性、耐久性(耐热性、耐气体 腐蚀性、焊料润湿性等)而实施热处理。通过热处理,最表层(A层)14与中层(B层)13容 易形成合金层,且进一步减小Sn的粘着力,由此获得低插拔性,且也进而提高低晶须性及 耐久性。需要说明的是,关于该热处理,处理条件(温度X时间)可适当选择。另外,也可不 特别进行该热处理。
[0090](后处理) 也可在最表层(A层)14上、或在最表层(A层)14上实施热处理后,为了提高低插拔性 或耐久性(耐热性、耐气体腐蚀性、焊料润湿性等)而实施后处理。通过后处理,润滑性提高, 获得进一步的低插拔性,且最表层(A层)及中层(B层)的氧化得到抑制,耐热性、耐气体腐 蚀性及焊料润湿性等耐久性提高。作为具体的后处理,有使用抑制剂的磷酸盐处理、润滑处 理、硅烷偶联处理等。需要说明的是,关于该后处理,处理条件(温度X时间)可适当选择。 另外,也可不特别进行该后处理。
[0091] <电子零件用金属材料的特性> 最表层(A层)的表面(自最表层的表面起测定)的维氏硬度Hv优选为90以上。若最 表层(A层)14的表面的维氏硬度Hv为90以上,则通过较硬的最表层(A层)而使薄膜润滑 效果提_,并使低插拔性提_。另一方面,最表层(A层)14的表面(自最表层的表面起测定) 的维氏硬度Hv优选为1000以下。若最表层(A层)14的表面的维氏硬度Hv为1000以下, 则弯曲加工性提高,在加压成形本发明的电子零件用金属材料的情况下,在已成形的部分 不易形成裂痕,从而抑制耐气体腐蚀性(耐久性)的降低。
[0092] 最表层(A层)14的表面(自最表层的表面起测定)的压痕硬度优选为1000 MPa以 上。若最表层(A层)14的表面的压痕硬度为1000 MPa以上,则通过较硬的最表层(A层)而 使薄膜润滑效果提高,并使低插拔性提高。另一方面,最表层(A层)14的表面(自最表层的 表面起测定)的压痕硬度优选为10000 MPa以下。若最表层(A层)14的表面的压痕硬度为 10000 MPa以下,则弯曲加工性提高,在加压成形本发明的电子零件用金属材料的情况下, 在已成形的部分不易形成裂痕,从而抑制耐气体腐蚀性(耐久性)的降低。
[0093] 最表层(A层)14的表面的算术平均高度(Ra)优选为0.1 ii m以下。若最表层(A 层)14的表面的算术平均高度(Ra)为0. 1 y m以下,则相对易受腐蚀的凸部减少而变得平 滑,因此耐气体腐蚀性提高。
[0094] 最表层(A层)14的表面的最大高度(Rz)优选为1 ii m以下。若最表层(A层)14 的表面的最大高度(Rz)为1 um以下,则相对易受腐蚀的凸部减少而变得平滑,因此耐气 体腐蚀性提高。
[0095] 最表层(A层)14的表面的反射浓度优选为0. 3以上。若最表层(A层)14的表面 的反射浓度为〇. 3以上,则相对易受腐蚀的凸部减少而变得平滑,因此耐气体腐蚀性提高。[0096] 下层(C层)12的维氏硬度优选为Hv300以上。若下层(C层)12的维氏硬度为 Hv300以上,则通过下层(C层)进一步固化,进而使薄膜润滑效果提高,低插拔性提高。另 外,另一方面,下层(C层)12的维氏硬度优选为HvlOOO以下。若下层(C层)12的维氏硬度 为HvlOOO以下,则弯曲加工性提高,在对本发明的电子零件用金属材料进行压制成形的情 况下,已成形的部分不易产生龟裂,抑制耐气体腐蚀性(耐久性)的降低。
[0097]下层(C层)12的维氏硬度与下层(C层)12的厚度优选为满足下述式: 维氏硬度(Hv)彡-376.22Ln (厚度 iim)+86.411。
[0098] 若下层(C层)12的维氏硬度与下层(C层)12的厚度满足上述式,则通过下层(C 层)进一步固化,进而使薄膜润滑效果提高,低插拔性提高。
[0099] 需要说明的是,在本发明中,"L
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