电子零件用金属材料及其制造方法_3

文档序号:8367091阅读:来源:国知局
的粘 着磨损变大,插拔力也变大。为获得更充足的低晶须性,优选为低于0.6 ym。若厚度低于 0.6 iim,则不会产生长度20 iim以上的晶须。
[0074] 最表层(A层)14的Sn、In的附着量必需多于150 ii g/cm2。最表层(A层)14的附 着量优选为超过150 yg/cm2且低于450 yg/cm2。此处,说明以附着量进行定义的理由。 例如,在以荧光X射线膜厚计测定最表层(A层)14的厚度时,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。若最表层(A层)14的Sn、In的附着量多于150 yg/cm2,则耐气体性会提高。另外, 若附着量增多,则容易产生晶须,且Sn或In的粘着磨耗变大,插拔力也变大。为获得更充足 的低晶须性,优选为低于450 iig/cm2。若附着量低于450 iig/cm2,则不会产生长度20iim 以上的晶须。
[0075](中层(B层)) 中层(B层)13必需由Ag、Au、Pt、Pd、Ru、Rh、Os、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、Os、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。
[0076]中层(B 层)13 的合金组成也可为 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。
[0077]中层(B层)13的厚度必需为0.001 iim以上。中层(B层)13的厚度优选为0.005~ 0. 1 ym。若厚度低于0.001 ym,则焊料润湿性差。为获得更充足的焊料润湿性,优选为 0.005 以上的厚度。另外,若厚度增大,则插拔力会变大,为获得更充足的低插拔性,优 选为0. 3 iim以下,更优选为0. 1 iim以下。
[0078] 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为1 yg/cm 2以上。中层(B层)13的附着量优选为4~120 yg/cm2。此处,说明以附着量进行 定义的理由。例如,在以荧光X射线膜厚计测定中层(B层)13的厚度时,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。若附着量低于4 yg/cm2,则焊料润湿性差。为获得更充足的焊料 润湿性,优选为4 yg/cm2以上的附着量。另外,若附着量较多,则插拔力大幅增加,为获得 更充足的低插拔性而附着量为330 yg/cm2以下,更优选为120 yg/cm2以下。
[0079](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。
[0080] 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。
[0081] 下层(C层)12的厚度优选为0.05 ilm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。
[0082] 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。
[0083](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。
[0084](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。
[0085] <电子零件用金属材料的特性> 最表层(A层)表面(自最表层的表面进行测定)的维氏硬度优选为Hv90以上。若最表 层(A层)14表面的维氏硬度为Hv90以上,则因较硬的最表层(A层)而使薄膜润滑效果提 高,低插拔性提高。另外,另一方面,最表层(A层)14表面(自最表层的表面进行测定)的维 氏硬度优选为Hv300以下。若最表层(A层)14表面的维氏硬度为Hv300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。
[0086]最表层(A层)14表面(自最表层的表面进行测定)的压痕硬度优选为1000 MPa以 上。若最表层(A层)14表面的压痕硬度为1000 MPa以上,则因较硬的最表层(A层)而使 薄膜润滑效果提高,低插拔性提高。另外,另一方面,最表层(A层)14表面(自最表层的表面 进行测定)的压痕硬度优选为4200 MPa以下。若最表层(A层)14表面的压痕硬度为4200 MPa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。
[0087] 最表层(A层)14表面的算术平均高度(Ra)优选为0. 1 iim以下。若最表层(A层) 14表面的算术平均高度(Ra)为0. 1 y m以下,则相对易腐蚀的凸部会减少而变得平滑,因 此耐气体腐蚀性提高。
[0088] 最表层(A层)14表面的最大高度(Rz)优选为1 ii m以下。若最表层(A层)14表 面的最大高度(Rz)为1 U m以下,则相对易腐蚀的凸会部减少而变得平滑,因此耐气体腐 蚀性提_。
[0089] 最表层(A层)14表面的反射浓度优选为0.3以上。若最表层(A层)14表面的反 射浓度为〇. 3以上,则耐气体腐蚀性提高。
[0090] 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。
[0091] 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。
[0092] 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。
[0093] 需要说明的是,在本发明中,"Ln(厚度ym)"是指厚度(ym)的自然对数的数值。
[0094] 下层(C层)12的压痕硬度优选为2500 MPa以上。若下层(C层)12的压痕硬度为 2500 MPa以上,则低插拔性提高。另外,另一方面,下层(C层)12的压痕硬度优选为1
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