电子零件用金属材料及其制造方法
【专利说明】电子零件用金属材料及其制造方法
[0001] 【技术领域】 本发明是关于一种电子零件用金属材料及其制造方法。
[0002] 【【背景技术】】 作为民用及车辆用电子机器用连接零件的连接器中，使用对黄铜或磷青铜的表面实施 有Ni或Cu的基底镀敷并进而在其上实施有Sn或Sn合金镀敷的材料。Sn或Sn合金镀敷 一般要求低接触电阻及高焊料润湿性的特性，进而近年来，也要求由压制加工使镀敷材料 成形而成的公端子及母端子嵌合时的插入力的降低化。另外，制造步骤中，存在镀敷表面产 生引起短路等问题的针状结晶即晶须的情况，也必需良好地抑制该晶须。
[0003] 对此，专利文献1中揭示有一种被覆银的电气材料，其是在自表面起厚度0.05 Um以上的表层由Ni、Co或它们的合金构成的基材上，部分被覆有Ag或Ag合金，在露出的 基材表面及部分被覆的Ag或Ag合金层上，以0. 01~1. 0ym的厚度被覆有In、Zn、Sn、Pd 或它们的合金。而且记载有，由此可长期地维持作为电气材料的优异的焊接性或机械电性 连接的连接性。
[0004] 另外，专利文献2中揭示有一种被覆Sn或Sn合金的材料，其是在Cu或Cu合金基 材表面设置Ni、Co或含有它们的合金的第1被覆层，在其表面设置Ag或Ag合金的第2被 覆层，进而在其表面设置Sn或Sn合金的被覆层而成。而且记载有，由此可提供即使在高温 下使用也无表面的氧化变色且接触电阻的增加少，经过长时间外观及接触特性良好的被覆 Sn或Sn合金的材料。
[0005] 另外，专利文献3中揭示有一种被覆Sn或Sn合金的材料，其是在Cu或Cu合金基 材表面设置Ni、Co或含有它们的合金的第1被覆层，在其表面设置Ag或Ag合金的第2被 覆层，进而在其表面设置Sn或Sn合金的熔融凝固被覆层而成。而且记载有，由此可提供即 使在高温下使用也无表面的氧化变色且接触电阻的增加少，经过长时间外观及接触特性良 好的被覆Sn或Sn合金的材料。
[0006] 另外，专利文献4中揭示有一种电接点用材料，其是在导电性的带条体单面被覆 有Ag层或Ag合金层，在另一面被覆有Sn层或Sn合金层。而且记载有，由此可提供即使曝 露在硫化环境等中焊接性的劣化也少的电接点用材料或电接点零件。
[0007] 另外，专利文献5中揭示有一种利用预处理的锡晶须的防止方法，其特征在于： (a)在被镀敷物上形成基底用金属薄膜，该基底用金属薄膜是选自由银、钯、钼、铋、铟、镍、 锌、钛、锆、铝、铬、锑所组成的组中的任一者，之后（b)在上述基底用的金属薄膜上形成锡或 锡合金的镀敷皮膜。而且记载有，由此，可以简便的操作而有效地在所形成的锡系皮膜上防 止锡晶须，该锡系皮膜是为了确保焊接性等良好而形成在铜系基质等被镀敷物表面上者。
[0008] 另外，专利文献6中揭示有一种镀敷结构，其是对镀银结构体进行热处理而获 得，该镀银结构体是在镀敷用基体表面形成镀银层，进而在该镀银层的表面形成厚度为 0. 001~0. 1ym的锡、铟或锌的镀敷层而成。而且记载有，由此可提供耐热性优异、由银的 硫化所致的反射率降低少的收纳发光元件用支持体，及经硫化不易变色、具有银本来的光 泽、接触电阻小的电器零件用被覆方法。
[0009] 现有技术文献 专利文献
[专利文献1]日本特开昭61-124597号公报 [专利文献2]日本特开平1-306574号公报 [专利文献3]日本特开平2-301573号公报 [专利文献4]日本特开平9-78287号公报 [专利文献5]日本特开2003-129278号公报 [专利文献6]日本特开2011-122234号公报。
[0010] 【
【发明内容】
】 发明要解决的技术问题 然而，在专利文献1所记载的技术中，存在极薄地形成有Sn的区域中接触电阻增大的 问题。
[0011] 另外，在专利文献2~5所记载的技术中，焊料润湿性或接触特性良好，但关于插 拔性或晶须的抑制却无法满足。
[0012] 另外，在专利文献6所记载的技术中，接触电阻得到改善，但无法满足焊料润湿 性。
[0013] 如此，现有的具有Sn/Ag/Ni基底镀敷结构的电子零件用金属材料在插拔性或晶 须方面存在问题，即使为插拔性或晶须方面不存在问题的规格，也难以成为满足耐久性(耐 热性、耐气体腐蚀性、高焊料润湿性）的规格，而解决方法尚不明确。
[0014] 本发明是为了解决上述课题而完成，其课题在于提供一种具有低插拔性(所谓低 插拔性是指使公端子与母端子嵌合时产生的插入力低)、低晶须性及高耐久性的电子零件 用金属材料及其制造方法。
[0015] 本发明者等人经过锐意研究，结果发现，在基材上依次设置中层与最表层，使用特 定金属、且以特定厚度或附着量来形成中层及最表层，由此可制作低插拔性、低晶须性及高 耐久性均具备的电子零件用金属材料。
[0016] 基于以上见解而完成的本发明的一侧面是一种电子零件用金属材料，其具有低插 拔性、低晶须性及高耐久性，且具备基材、A层、及B层，该A层构成上述基材的最表层，由 Sn、In或它们的合金所形成；该B层设置在上述基材与A层之间而构成中层，由Ag、Au、Pt、 Pd、Ru、Rh、Os、Ir或它们的合金所形成；且上述最表层（A层）的厚度厚于0. 2 ii m，上述中 层（B层）的厚度为0.001 iim以上。
[0017] 本发明的另一侧面是一种电子零件用金属材料，其具有低插拔性、低晶须性及高 耐久性，且具备基材、A层、及B层，该A层构成上述基材的最表层，由Sn、In或它们的合金 所形成；该B层设置在上述基材与A层之间而构成中层，由Ag、Au、Pt、Pd、Ru、Rh、Os、Ir或 它们的合金所形成；且上述最表层（A层）的Sn、In的附着量多于150 y g/cm2,上述中层（B 层）的 Ag、Au、Pt、Pd、Ru、Rh、Os、Ir 的附着量为 1 y g/cm2以上。
[0018] 本发明的电子零件用金属材料是在一实施方式中，上述最表层（A层）的合金组 成为Sn、In或Sn与In的合计为50质量％以上，其余合金成分由选自Ag、As、Au、Bi、 Cd、Co、Cr、Cu、Fe、Mn、Mo、Ni、Pb、Sb、W、Zn所组成的组中的1种或2种以上的金属而 构成。
[0019] 本发明的电子零件用金属材料是在另一实施方式中，上述中层（B层）的合金组成 为Ag、Au、Pt、Pd、Ru、Rh、Os、Ir，或Ag、Au、Pt、Pd、Ru、Rh、Os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种以上的金属构成。
[0020] 本发明的电子零件用金属材料是在另一实施方式中，上述最表层（A层）表面的算 术平均高度（Ra)为0.1 ym以下。
[0021] 本发明的电子零件用金属材料是在另一实施方式中，上述最表层（A层）表面的最 大高度（Rz)为1 以下。
[0022] 本发明的电子零件用金属材料是在另一实施方式中，上述最表层（A层）表面的反 射浓度为0.3以上。
[0023] 本发明的电子零件用金属材料是在另一实施方式中，在通过XPS(X射线光电子光 谱）进行D印th (深度）分析时，显示上述最表层（A层）的Sn或In的原子浓度（at%)最高 值的位置（DJ、显示上述中层（B层）的4 §、八11、？丨、？(1、1?11、诎、〇8或11'的原子浓度（&丨％)最 高值的位置（D 2)是从最表面起以Dp D2的顺序存在。
[0024] 本发明的电子零件用金属材料是在另一实施方式中，在通过XPS(X射线光电子光 谱）进行Depth分析时，上述中层（B层）的Ag、Au、Pt、Pd、Ru、Rh、Os或Ir的原子浓度（at%) 最高值为10at%以上。
[0025] 本发明的电子零件用金属材料是在另一实施方式中，还具备C层，该C层设置在上 述基材与8层之间而构成下层，且由选自附、〇^114 6、(：0、(：11所组成的组中的1种或2种 以上而形成。
[0026] 本发明的电子零件用金属材料是在另一实施方式中，下层（C层）的合金组成为 Ni、Cr、Mn、Fe、Co及Cu的合计为50质量％以上，进而包含选自由B、P、Sn、Zn所组成的组 中的1种或2种以上。
[0027] 本发明的电子零件用金属材料是在另一实施方式中，在通过XPS(X射线光电子光 谱）进行Depth分析时，显示上述最表层（A层）的Sn或In的原子浓度（at%)最高值的位 置（DJ、显示上述中层（B层）的4§、八11、？丨、？(1、1?11、诎、〇8或11'的原子浓度（ &丨％)最高值的 位置（D2)、显示上述下层（C层）的Ni、Cr、Mn、Fe、Co或Cu的原子浓度（at%)最高值的位置 (D3)是从最表面起以Di、D2、D 3的顺序存在。
[0028] 本发明的电子零件用金属材料是在另一实施方式中，在通过XPS(X射线光电子光 谱）进行Depth分析时，上述中层（B层）的Ag、Au、Pt、Pd、Ru、Rh、0s或Ir的原子浓度（at%) 最高值为1〇3七％以上，上述下层（(：层）的附、011116、(：0或(：11的原子浓度（ &七％)为25% 以上的深度为50 nm以上。
[0029] 本发明的电子零件用金属材料是在另一实施方式中，上述下层（C层）的厚度为 0? 05 u m 以上。
[0030] 本发明的电子零件用金属材料是在另一实施方式中，上述下层（C层）的Ni、Cr、 Mn、Fe、Co、Cu 的附着量为 0? 03 mg/cm2以上。
[0031] 本发明的电子零件用金属材料是在另一实施方式中，上述最表层（A层）的厚度超 过0? 2 y m且低于0? 6 y m。
[0032] 本发明的电子零件用金属材料是在另一实施