专利名称：电子部件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电子部件，该电子部件在表面形成有覆盖Sn (锡)或Sn合金而构成的Sn镀层。
背景技术：
基于在欧洲启动了原则上禁止使用Pb (铅)的RoHS指令以及减轻环境负担的观点，近年来，在电子部件中，作为镀层的材料使用以Sn或Sn合金为主要成分的无铅材料，以代替含有1 (铅)的现有材料。但是，当形成在电子部件表面覆盖Sn或Sn合金的Sn镀层时，会产生被称为晶须的针状结晶，存在容易引发电气方面的短路的问题。另一方面，通过在电子部件的表面形成镀金层以代替Sn镀层，能够避免产生晶须的问题。但是，由于金非常昂贵，因而存在导致制造成本上升的问题。因此，期望开发出一种可以抑制在Sn镀层产生晶须的技术。并且，在抑制晶须产生的同时，还需要确保作为电子部件性能的焊料润湿性和导电性。需要说明的是，日本特开2009-97030号公报和日本特开2009-266499号公报中公开了一种表面覆盖有Sn合金的电子部件。日本特开2009-97030号公报公开了一种在母材表面的无铅镀层(Sn镀层)上形成有深50 μ m以上的多个凹处的电子部件。另外，日本特开2009-266499号公报中公开了一种电子部件，其形成于表层部分的Sn镀层的厚度t为 0. 2 μ m以上，在与其他端子接触的区域形成有深度大于等于0. 4t且小于等于t的凹部。日本特开2009-97030号公报和日本特开2009-266499号公报中所公开的电子部件的目的均在于抑制晶须的产生。但是，对于日本特开2009-266499号公报中所公开的那样的连接器用端子等电子部件而言，多以外部的其他部件在电子部件表面的Sn镀层滑动而对Sn镀层加压的状态下使用。因此，由于作用于Sn镀层的外力的影响，具有容易促进晶须产生的倾向。另外，如日本特开2009-97030号公报或日本特开2009-266499号公报所公开的电子部件那样，即使是采取了抑制晶须产生对策的电子部件，由于作用于Sn镀层的外力的影响，也存在容易促进晶须产生的倾向，因此现状是期望更进一步地进行抑制。
发明内容
本发明鉴于上述情况，目的在于提供一种电子部件，该电子部件可确保焊料润湿性和导电性，即使在对Sn镀层作用外力的情况下也能够抑制晶须的产生。用于实现上述目的的第1方案的电子部件为表面形成有镀层的电子部件，该电子部件具有主体部和Sn镀层，该主体部由金属材料形成，该Sn镀层是通过对上述主体部的表面或对覆盖于该主体部表面的底镀层覆盖Sn或Sn合金而形成的。并且，第1方案的电子部件的特征在于，在上述主体部的表面或上述底镀层的表面重复形成有多个凹凸部，多个上述凹凸部形成为该凹凸部在上述主体部的表面或上述底镀层的表面的面方向上的最大尺寸的平均值大于上述Sn镀层的平均厚度尺寸，并且该凹凸部的深度尺寸的平均值大于上述Sn镀层的平均厚度尺寸。
根据本发明，在电子部件的主体部的表面或覆盖其表面的底镀层设置有重复形成的多个凹凸部，进而在主体部的表面直接或隔着底镀层形成了 Sn镀层。另外，多个凹凸部形成为面方向上的最大尺寸的平均值大于Sn镀层的平均厚度尺寸、并且深度尺寸的平均值大于Sn镀层的平均厚度尺寸。由此，即使是产生了外部的其他部件对Sn镀层的表面加压等状态而对Sn镀层作用外力的情况下，在凹凸部的凸部分也能够有效地分散外力而进行支撑，能够有效抑制Sn镀层的变形。另外，即使在外部的其他部件在电子部件的表面滑动的情况下，在凹凸部的凸部分也能够有效地分散并负担以滑动状态作用的外力，能够大幅抑制Sn镀层的变形。此外，多个凹凸部的各凸部分发挥分别构成分隔壁的功能，能够有效地抑制外力作用时Sn镀层中的应力传播。通过上述作用，本发明的电子部件能够抑制表面的Sn镀层处的晶须的产生。另外，本申请的发明人进行了验证试验，结果确认到本发明的电子部件能够确保充分的焊料润湿性和导电性。此外，通过验证试验还确认到上述效果， 即，即使在对Sn镀层作用外力的情况下也能够抑制晶须的产生。因此，根据本发明，能够提供一种电子部件，该电子部件可确保焊料润湿性和导电性，即使在对Sn镀层作用外力的情况下也能够抑制晶须的产生。第2方案的电子部件的特征在于，在第1方案的电子部件中，多个上述凹凸部是通过对上述主体部的表面或上述底镀层实施电解处理而形成的。根据本发明，凹凸部通过电解处理而形成。因此，在主体部表面或底镀层，能够容易地加工设定为面方向上的最大尺寸的平均值大于Sn镀层的平均厚度尺寸、并且深度尺寸的平均值大于Sn镀层的平均厚度尺寸并重复形成的多个凹凸部。由此，能够实现如下的电子部件制造的高效化，该电子部件可确保焊料润湿性和导电性，即使在对Sn镀层作用外力的情况下也能够抑制晶须的产生。第3方案的电子部件的特征在于，在第1方案的电子部件中，多个上述凹凸部是通过对上述主体部的表面或上述底镀层实施喷丸加工而形成的。根据本发明，凹凸部通过喷丸加工而形成。因此，在主体部表面或底镀层，能够容易地加工设定为面方向的最大尺寸的平均值大于Sn镀层的平均厚度尺寸、并且深度尺寸的平均值大于Sn镀层的平均厚度尺寸并重复形成的多个凹凸部。由此，能够实现如下的电子部件制造的高效化，该电子部件可确保焊料润湿性和导电性，即使在对Sn镀层作用外力的情况下也能够抑制晶须的产生。第4方案的电子部件的特征在于，在第1方案 第3方案的任一项的电子部件中， 该电子部件在与上述Sn镀层的表面接触的其他部件对该Sn镀层的表面加压的状态下使用。根据本发明，即使在其他部件对Sn镀层的表面加压接触的状态下使用电子部件的情况下，也能够抑制Sn镀层的晶须的产生。第5方案的电子部件的特征在于，在第4方案的电子部件中，上述其他部件构成为导体，上述Sn镀层的与上述其他部件接触的部分构成与上述其他部件电连接的电触点部。根据本发明，即使在以Sn镀层的与其他部件加压接触的部分构成电触点部的方式下使用电子部件的情况下，也能够抑制Sn镀层处的晶须的产生。因此，在电子部件中，能够抑制晶须引发电短路的事态产生。第6方案的电子部件的特征在于，在第4方案的电子部件中，上述其他部件构成为由绝缘性材料形成的外壳部件，通过相对于上述外壳部件压入该电子部件，该外壳部件在上述Sn镀层的表面滑动并加压。根据本发明，即使在对由绝缘性材料形成的外壳部件压入电子部件、以滑动状态和加压状态对Sn镀层作用外力的情况下，也能够抑制Sn镀层处的晶须的产生。第7方案的电子部件的特征在于，在第5方案的电子部件中，上述Sn镀层的构成上述电触点部的部分对上述主体部弯曲形成的表面或对覆盖于该表面的上述底镀层进行覆盖。根据本发明，Sn镀层的构成电触点部的部分与主体部的弯曲形成的表面对应配置。因此，在电触点部，可以使多个凹凸部的各凸部分的顶部以沿弯曲表面向外侧张开的方式分散配置。由此，能够更有效地分散并负担外力，能够更有效地抑制Sn镀层的变形和应力传播，能够进一步抑制晶须的产生。并且，在电子部件的电触点部的附近，能够进一步抑制晶须引发电短路的事态产生。根据本发明，能够提供一种电子部件，该电子部件可确保焊料润湿性和导电性，即使在对Sn镀层作用外力的情况下也能够抑制晶须的产生。
图1为示出在连接器中安装有作为本发明的一个实施方式的电子部件的端子的状态的截面图。图2为对图1所示的端子的表面的一部分截面进行示意性放大而示出的放大示意截面图。图3为对图2的一部分进行放大而示出的图。图4为示出为了验证本发明的效果而进行的验证试验的结果的图，该图示出了最长晶须长度确认试验的结果。图5例示出进行了最长晶须长度确认试验的现有例的端子的电触点部的Sn镀层的表面SEM照片的图像。图6例示出进行了最长晶须长度确认试验的比较例的端子且未进行回流焊工序的端子的电触点部的Sn镀层的表面SEM照片的图像。图7例示出进行了最长晶须长度确认试验的实施例的端子且未进行回流焊工序的端子的Sn镀层的表面SEM照片的图像。图8为示出为了验证本发明的效果而进行的验证试验的结果的图，该图示出了焊料润湿性确认试验的结果。图9为示出为了验证本发明的效果而进行的验证试验的结果的图，该图示出了导电性确认试验的结果。图10为示出为了验证本发明的效果而进行的验证试验的结果的图，该图示出了导电性确认试验的结果。图11为示出为了验证本发明的效果而进行的验证试验的结果的图，该图示出了导电性确认试验的结果。标号说明1端子(电子部件)
11121314
主体部底镀层 Sn镀层凹凸部
具体实施例方式以下，参照附图对用于实施本发明的方式进行说明。需要说明的是，在本实施方式的说明中，以将本发明应用于作为连接器用的端子而构成的电子部件的情况为例进行说明，但本发明的应用不限于该例。即，本发明能够广泛应用于在表面形成有覆盖Sn或Sn合金而构成的Sn镀层的电子部件。图1为示出在连接器100中安装有作为本实施方式中的电子部件而构成的连接器用的端子1的状态的截面图。连接器100例如作为连接扁平电缆101的端部的连接器而构成。需要说明的是，图1示出了与连接器100的宽度方向垂直的截面。并且，在图1中，关于连接器100中的外壳部件102和转动部件103、以及与端子1电连接的扁平电缆101，用截面图示，关于端子1，图示出外形。如图1所示，连接器100构成为具有外壳部件102、转动部件103和本实施方式的端子(电子部件)1。需要说明的是，在连接器100中具有多个端子1。外壳部件102和转动部件103由作为绝缘性材料构成的树脂材料形成。端子1由金属材料形成，例如，由磷青铜形成。并且，如后所述，在端子1的表面形成有镀层。在外壳部件102上形成有多个插入口 102a，用于分别插入多个端子1，各插入口 102a以与外壳部件102内侧的空间区域(后述的开放区域102b)连通的方式形成。需要说明的是，多个插入口 10 在连接器100的宽度方向上串联排列而配置。并且，在与外壳部件102中的多个插入口 10 相反的一侧向外部开放而形成的开放区域102b，构成了配置扁平电缆101的端部的区域。另外，配置于开放区域102b的扁平电缆101的端部被剥去绝缘被覆而露出导体， 以形成为能够与端子1电连接的状态。需要说明的是，扁平电缆101例如作为挠性扁平电缆或挠性印刷电路基板等而设置，通过一体地绝缘被覆平行排列的多个导体而形成。端子1在一个端部形成了一对突出片部(la、lb)，该一对突出片部形成为呈叉形突出，在另一个端部利用安装等方式固定在未图示的其他设备或基板等上。并且，端子1在该一对突出片部(la、lb)被插入外壳部件102的插入孔10 中。此时，端子1以在插入口 10 被压入的状态被插入外壳部件102中。另外，在端子1的一个突出片部la，以突起状形成有电触点部lc，该电触点部Ic 与扁平电缆101的端部处的各导体电连接。另外，在端子1的另一个突出片部lb，形成有卡定凹部ld，该卡定凹部Id以自如滑动的方式卡定在后述的转动部件103的各旋转轴部 103a的外周。转动部件103作为以可相对于外壳部件102和多个端子1转动的方式操作的杆状部件而设置，同时作为以对各端子1加压的状态下挤压扁平电缆101端部的各导体的部件而设置。并且，该转动部件103以沿外壳部件102的宽度方向延伸、同时部分覆盖外壳部件 102的开放区域102b的方式形成。
另外，转动部件103的一个端部侧作为转动操作用的操作部10 而形成，在另一个端部侧以沿宽度方向排列配置的方式形成了多个槽部103c。各槽部103c构成了插入各端子1的另一个突出片部Ib的前端部分的槽部。另外，在各槽部103c配置了横跨该槽部 103c架设而形成的各旋转轴部103a。如上所述，端子1的另一个突出片部Ib中的卡定凹部Id以自如滑动的方式卡定在该各旋转轴部103a的外周。由此，转动部件103构成为，以在各旋转轴部103a卡定在各端子1的卡定凹部Id的状态下被支撑为相对于多个端子1转动自如。在连接器100中，从各插入口 10 对外壳部件102压入各端子1。并且，以对外壳部件102压入全部多个端子1的状态安装转动部件103。此时，转动部件103以与外壳部件 102大致垂直的姿势在各旋转轴部103a卡定在各端子1的卡定凹部Id。通过各旋转轴部 103a卡定在各卡定凹部ld，由此转动部件103被支撑为相对于多个端子1转动自如。以如上所述组装了连接器100的状态下，扁平电缆101的端部插入配置于开放区域102b的多个端子1各自的一对突出片部(la、lb)之间。此时，在转动部件103与外壳部件102大致垂直的姿势的状态下的连接器100中，扁平电缆101的端部插入在各一对突出片部(la、lb)之间。并且，在插入扁平电缆101的端部后，通过操作操作部103b，从而转动部件103在各旋转轴部103a在各卡定凹部Id滑动的同时，相对于多个端子1转动。由此， 通过作为转动部件103中与扁平电缆101对置的面而设置的加压面103d，扁平电缆101的端部的各导体被挤压到各端子1中的电触点部lc，使得各导体与各电触点部Ic电连接。另外，以扁平电缆101的端部的各导体对各端子1的电触点部Ic加压的状态，将扁平电缆101 的端部保持在连接器1中，使得连接器100与扁平电缆101连接。接下来，对作为本实施方式的电子部件的端子1的表面镀层的结构进行详细说明。图2为对端子1表面处的一部分截面进行示意性放大而示出的示意放大截面图。需要说明的是，图2中示出了压入外壳部件102的端子1在电触点部Ic与扁平电缆101的导体接触的部分的示意放大截面图。如图2所示，端子1具有由金属材料(本实施方式中为磷青铜)形成的作为母材的主体部11、覆盖在主体部11的表面上的底镀层12和覆盖在底镀层12上的Sn镀层13。底镀层12通过对主体部11的表面覆盖例如Ni (镍)或Ni合金而形成。另外，Sn 镀层13通过对底镀层12覆盖Sn (锡)或Sn合金而形成。底镀层12和Sn镀层13例如通过电镀工艺而形成。另外，如图2所示，在主体部11的表面重复形成有多个凹凸部14。各凹凸部14作为凸部分Ha或作为凹部分14b形成。并且，通过重复配置凸部分1 和凹部分14b，重复形成了多个凹凸部14。需要说明的是，在主体部11的表面重复形成的多个凹凸部14以在主体部11的表面的面方向(是指主体部11的表面以面状扩展的方式延伸的方向，在图2 中为双端箭头A表示的方向)随机配置的方式形成。另外，各凹凸部14的形状、尺寸、深度存在偏差。需要说明的是，如图2中双端箭头B所示，各凹凸部14的深度方向构成为与主体部11的表面的面方向垂直的方向。需要说明的是，如图2所示，通过在主体部11的表面重复形成多个凹凸部14，在底镀层12的表面也重复形成了与多个凹凸部14对应的多个凹凸部。另外，多个凹凸部14例如通过对主体部11的表面实施电解处理而形成。并且，多个凹凸部14形成为，凹凸部14在主体部11表面的面方向上的最大尺寸的平均值大于Sn 镀层13的平均厚度尺寸。此外，多个凹凸部14形成为，凹凸部14的深度尺寸的平均值大于Sn镀层13的平均厚度尺寸。需要说明的是，对于底镀层12的表面处的多个凹凸部，也同样地形成为，凹凸部在底镀层12表面的面方向上的最大尺寸的平均值大于Sn镀层13的平均厚度尺寸。并且，底镀层12表面处的多个凹凸部形成为，这些凹凸部的深度尺寸的平均值大于Sn镀层13的平均厚度尺寸。需要说明的是，作为上述电解处理的方式，可以选择电解抛光等各种作为电解加工工艺而构成的处理方法。在该电解处理中，工具作为负极侧，被加工物(即，形成为端子1 的形状，而没有覆盖形成底镀层12和Sn镀层13的主体部11)作为正极侧，隔开间隙设置工具和被加工物。并且，通过在该工具与被加工物之间流过电解液并同时施加直流电压，从而利用电解作用进行对在主体部11的表面随机配置并重复形成的多个凹凸部14的加工。 另外，形状、大小、深度存在偏差的凹凸部的平均尺寸可以通过适当设定施加于工具与被加工物之间的电压条件和/或电流密度条件、电解时间条件、电解液条件等各种条件来控制。图3为对图2的一部分进行放大而示出的图。如图3所示，凹凸部14在主体部 11表面的面方向上的最大尺寸，作为以一个凸部分14a的顶部或其附近为中心、配置于相邻位置上的凹部分14b之间的中心部间的面方向上的距离尺寸之中最大的距离尺寸Ra(图 3中为双端箭头Ra表示的尺寸)来测量。或者，凹凸部14在主体部11的表面的面方向上的最大尺寸，作为以一个凹部分14b的最深部或其附近为中心、配置于相邻位置上的凸部分Ha之间的中心部间的面方向上的距离尺寸之中最大的距离尺寸Rb (图3中为双端箭头 Rb表示的尺寸)来测量。另外，如图3所示，凹凸部14的深度尺寸作为一个凸部分14a的顶部与配置于和该凸部分Ha相邻位置上的凹部分14b的最深部之间的深度方向上的尺寸 Dl (图3中为双端箭头Dl表示的尺寸)来测量。需要说明的是，本实施方式中，在底镀层 12也重复形成了与多个凹凸部14对应的多个凹凸部。并且，凹凸部在底镀层12表面的面方向上的最大尺寸，作为以与一个凸部分14a的顶部对应的顶部或其附近为中心、配置于相邻位置上的与凹部分14b对应的凹部分之间的中心部间的面方向上的距离尺寸之中最大的距离尺寸Ra(关于图3中该尺寸的图示，由于与针对凹凸部14的情况下的图示位置重复，因此用与凹凸部14的情况相同的双端箭头Ra来表示尺寸)来测量。或者，凹凸部在底镀层12表面的面方向上的最大尺寸作为以与一个凹部分14b对应的凹部分的最深部或其附近为中心、配置于相邻位置上的与凸部分Ha对应的凸部分之间的中心部间的面方向上的距离尺寸之中最大的距离尺寸Rb (关于图3中该尺寸的图示，由于与针对凹凸部14的情况下的图示位置重复，因此用与凹凸部14的情况相同的双端箭头Rb来表示尺寸)来测量。 另外，底镀层12的凹凸部的深度尺寸作为与一个凸部分14a的顶部对应的顶部、跟与配置于和该凸部分Ha相邻位置上的凹部分14b的最深部对应的最深部之间的深度方向的尺寸 D2 (图3中为两端箭头D2表示的尺寸)来测量。端子1中，多个凹凸部14形成为，如上所述测量的最大尺寸(Ra、Rb)的平均值大于Sn镀层13的厚度尺寸Tsn(图3中为双端箭头Tsn表示的尺寸)的平均值即平均厚度尺寸。并且，端子1中，多个凹凸部14形成为，如上所述测量的凹凸部14的深度尺寸Dl的平均值大于Sn镀层13的平均厚度尺寸。另外，端子1中，底镀层12表面的多个凹凸部形成为，如上所述测量的最大尺寸(Ra、Rb)的平均值大于Sn镀层13的平均厚度尺寸。另外，底镀层12表面的多个凹凸部形成为，如上所述测量的凹凸部的深度尺寸D2的平均值大于 Sn镀层13的平均厚度尺寸。需要说明的是，凹凸部14在主体部11表面的面方向上的最大尺寸(Ra、Rb)的测量例如基于Sn镀层13的表面SEM(Scanning Electron Microscope 扫描型电子显微镜)照片的图像进行。同样地，凹凸部14的深度尺寸Dl和Sn镀层13的厚度尺寸Tsn的测量也基于主体部11的表面部分处的截面SEM照片的图像等进行。另外，同样地，关于凹凸部在底镀层12表面的面方向上的最大尺寸(Ra、Rb)和凹凸部的深度尺寸D2 的测量，也基于Sn镀层13表面SEM照片的图像和底镀层12的截面SEM照片的图像进行。另外，如上所述，在连接器100中使用端子1。因此，端子1以与Sn镀层13的表面接触的其他部件即外壳部件102或扁平电缆101的导体对Sn镀层13的表面加压的状态下使用。另外，上述其他部件构成为扁平电缆101的导体的情况下，端子1的在Sn镀层13 处与其他部件(扁平电缆101的导体)接触的部分构成与其他部件电连接的电触点部lc。 需要说明的是，Sn镀层13处构成电触点部Ic的部分是对在主体部11弯曲形成的表面上覆盖的底镀层12进行了覆盖的部分。另外，上述其他部件构成为外壳部件102的情况下， 构成为通过对外壳部件102压入端子1，外壳部件102在Sn镀层13的表面滑动并加压。接下来，对于为了验证本发明的效果而进行的验证试验的结果进行说明。在验证试验中，作为本发明的实施例，制作构成上述实施方式的端子1的端子，基于SEM照片的图像进行了凹凸部14的最大尺寸(Ra或Rb)、底镀层12表面的凹凸部的最大尺寸(Ra或Rb)、 凹凸部14的深度尺寸D1、底镀层12表面的凹凸部的深度尺寸D2以及Sn镀层13的厚度 Tsn的测量。另外，在实施例的端子1的制作中，根据预定的电解处理条件对已形成为端子1 的形状的主体部11实施上述电解处理，然后通过电镀，覆盖形成底镀层12，进而进行Sn镀层13的覆盖形成。由此，以凹凸部14在主体部11表面的面方向上的最大尺寸的平均值和凹凸部在底镀层12表面的面方向上的最大尺寸的平均值分别大于Sn镀层13的平均厚度尺寸、并且凹凸部14的深度尺寸的平均值和底镀层12表面的凹凸部的深度尺寸的平均值分别大于Sn镀层13的平均厚度尺寸的方式，形成了多个凹凸部14和底镀层12表面的凹凸部。需要说明的是，在实施例中，制作了多个端子1，对于这些多个端子1，基于SEM照片的图像确认到Sn镀层13的平均厚度设定在1. 5 3. 5μπι的范围内，凹凸部14的最大尺寸的平均值设定在15 25 μ m的范围内，底镀层12表面的凹凸部的最大尺寸的平均值设定在15 25 μ m的范围内，凹凸部14的深度尺寸的平均值设定在15 20 μ m的范围内， 底镀层12表面的凹凸部的深度尺寸的平均值设定在15 20 μ m的范围内。另外，在验证试验中，为了与实施例的端子1进行比较，还制作了在主体部表面和底镀层表面形成有细小的凹凸部的比较例的端子(以下，称为“端子Cl”)。在比较例的端子Cl的制作中，对于形成为与上述实施方式的端子1的形状同样形状的主体部，利用与上述电解处理条件不同的处理条件实施电解处理，通过电镀在其表面覆盖形成底镀层，进而进行Sn镀层的覆盖形成。由此，制作了形成有多个凹凸部(主体部表面的凹凸部和底镀层表面的凹凸部)的端子Cl，该多个凹凸部中，凹凸部在主体部表面的面方向上的最大尺寸的平均值和凹凸部在底镀层表面的面方向上的最大尺寸的平均值小于Sn镀层的平均厚度尺寸、并且主体部表面的凹凸部的深度尺寸的平均值和底镀层表面的凹凸部的深度尺寸的平均值小于Sn镀层的平均厚度尺寸。需要说明的是，在比较例中，制作了多个端子Cl，对于这些多个端子1，基于SEM照片的图像确认到Sn镀层的平均厚度设定在3. 0 6. 0 μ m的范围内，主体部表面的凹凸部的最大尺寸的平均值和底镀层表面的凹凸部的最大尺寸的平均值设定在1. 0 3. 0 μ m的范围内，主体部表面的凹凸部的深度尺寸的平均值和底镀层表面的凹凸部的深度尺寸的平均值设定在1. 0 3. 0 μ m的范围内。另外，在验证试验中，如后所述，进行了在图4中示出试验结果的最长晶须长度确认试验、在图8中示出试验结果的焊料润湿性确认试验、在图9 图11中示出试验结果的导电性确认试验。以下，对这些试验结果进行说明。图4为示出对实施例的端子1和比较例的端子Cl实施最长晶须长度确认试验的结果的图。在最长晶须长度确认试验中，对于在对实施例的端子1的Sn镀层13作用外力的情况下，抑制从Sn镀层13产生晶须的效果进行了验证试验。在该试验中，首先，分别关于实施例的端子1和比较例的端子Cl，以与实际使用时相同的使用形式分别作为与被压入外壳部件102且与扁平电缆101的端部导体电连接的端子进行使用，然后确认了晶须的产生状况。在晶须产生状况的确认中，对于在加压状态下与扁平电缆101的导体接触而通电的电触点部，利用SEM进行了观察。并且，在实施例和比较例中确认了通过该SEM观察Sn 镀层的表面时确认产生的晶须之中长度最长的晶须(最长晶须)的长度。另外，在上述最长晶须长度确认试验中，对于实施例的端子1和比较例的端子，制作出进行了通过回流焊炉(通过焊膏在基板上放置安装时使用的炉)的回流焊工序的试样 (端子)、和不进行回流焊工序的试样(端子)。并且，对于进行了回流焊工序的试样，实际上不安装在基板上，而使试样单独通过回流焊炉。需要说明的是，关于实施例的端子1和比较例的端子Cl，分别制作多个(M个)进行了回流焊工序的试样和不进行回流焊工序的试样，确认了最长晶须的长度。另外，图4中，关于进行了回流焊工序的试样的试验结果(表示为“有回流焊”)， 以小点状的阴影表示，关于不进行回流焊工序的试样的试验结果(表示为“无回流焊”)，以白色背景表示。另外，还制作了与现有例对应的端子，除了实施例的端子1和比较例的端子 Cl之外，对现有例的端子(以下，称为“端子C2”)也进行了最长晶须长度确认试验。需要说明的是，现有例的端子C2对主体部的表面覆盖形成底镀层和Sn镀层而形成，并不利用上述电解处理形成凹凸部。另外，现有例的端子C2制作成不进行回流焊工序的试样，并进行了最长晶须长度确认试验。如图4的最长晶须长度确认试验的试验结果所示，现有例的端子C2产生了长度为 500 μ m的晶须，比较例的端子Cl中不进行回流焊工序的端子Cl产生了长度为100 μ m以上的晶须。但是，关于实施例的端子1，进行了回流焊工序的端子1和不进行回流焊工序的端子1两者均只产生了长度为 ομπι 20μπι左右的晶须。因此，确认到实施例的端子1即使在对Sn镀层13作用外力的情况下也能够抑制晶须的产生。需要说明的是，在本次试验中，现有例的端子C2中确认到的晶须的长度为500 μ m，但通常众所周知的是，与上述现有例的端子C2同样形成的端子产生长度1 2mm左右的晶须。此处，对于作为上述试样的各端子的电触点部的Sn镀层的表面SEM照片的图像进行说明。图5例示出现有例的端子C2的电触点部的Sn镀层的表面SEM照片的图像。另外， 图6例示出比较例的端子Cl中未进行回流焊工序的端子Cl的电触点部的Sn镀层的表面 SEM照片的图像。另外，图7例示出实施例的端子1中未进行回流焊工序的端子1的Sn镀层13的表面SEM照片的图像。如图5的SEM图像所示，现有例的端子C2产生了长度500 μ m左右的较长延伸的晶须。另外，如图6的SEM图像所示，比较例的端子Cl产生了长度为100 μ m以上的晶须。 与此相对，如图7的SEM图像所示，实施例的端子Cl为基本上没有观察到晶须产生的状态。另外，如图6中虚线围起的部分所示，比较例的端子Cl在较大面积的范围内产生了凹凸形状被破坏那样的变形。即，在主体部的表面形成有细小的凹凸部并覆盖形成有底镀层和Sn镀层的比较例的端子Cl在较大区域产生了 Sn镀层连续变形的区域。因此，成为伴随着Sn镀层的变形量的增大而容易产生晶须的状态。另一方面，如图7中虚线围起的部分所示，在设置了上述结构的多个凹凸部14和底镀层12表面的多个凹凸部、以及Sn镀层13的实施例的端子1中，只在很窄的面积区域产生了凹凸形状被破坏那样的变形的区域，其中，Sn镀层13在与这些多个凹凸部14和底镀层12表面的多个凹凸部的关系上满足预定的厚度条件。因此，即使是产生了外部的其他部件对Sn镀层13的表面加压等状态而对Sn镀层13作用外力的情况下，在凹凸部14的凸部分1 和底镀层12表面的凹凸部的凸部分也能够有效地分散外力而进行支撑，能够有效地抑制Sn镀层13的变形。另外，多个凹凸部14的各凸部分1 和底镀层12的表面的多个凹凸部的各凸部分发挥分别构成分隔壁的功能，能够有效地抑制外力作用时Sn镀层13中的应力传播。由此确认到，通过上述作用，实施例的端子1能够抑制表面的Sn镀层13处的晶须产生。图8为示出对实施例的端子1和比较例的端子Cl实施焊料润湿性确认试验的结果的图。在该焊料润湿性确认试验中，对于实施例的端子1和比较例的端子Cl，使用高压炉测试器(pressure cooker tester)(评价电子部件的耐湿性的加速寿命试验机) 在温度为105°C、湿度为100%、处理时间为8小时的条件下进行处理，然后利用弧形图 (meniscograph)进行焊料润湿性确认试验。并且，根据过零时间(秒)评价焊料润湿性。需要说明的是，关于过零时间，测定从作为试样的端子的端部浸渍到焊膏中、至经过焊锡对端子作用的力暂时为正负零的瞬间为止的时间。S卩，过零时间测量的是以下时间 作为试样的端子的端部浸渍到焊膏中，通过加热而产生焊膏的溶剂的分离，从而开始所导致的润湿现象，出现熔剂成分的溶解、与之相伴的浮力产生的现象以及润湿产生的现象，进而出现焊锡粉的溶解、与之相伴的浮力产生的现象以及润湿产生的现象，在上述过程中，将直到经过焊锡对端子作用的力暂时为正负零的瞬间为止的时间计测为过零时间。另外，在上述焊料润湿性确认试验中，焊锡的材料使用Sn-3Ag-0. 5Cu。并且，在该焊料润湿性确认试验中，由于将端子浸渍于焊膏中的深度设定为0. 2mm，能够确保充分的焊料润湿性的过零时间的要求水平为3秒以下，因此将从端子浸渍于焊膏中起至提起为止的时间即浸渍时间设定为3秒。S卩，如果在浸渍时间即3秒以内测量到过零时间，则可以确保充分的焊料润湿性。另外，在上述焊料润湿性确认试验中，对于实施例的端子1和比较例的端子Cl分别制作多个( 个)试样并测量过零时间，关于该测量结果，用平均值、最大值和最小值进行评价。需要说明的是，图8中，平均值的结果用白色背景表示，最大值的结果用小点状阴影表示，最小值的结果用斜线状阴影表示。如图8的焊料润湿性确认试验结果所示，实施例的端子1和比较例的端子Cl任一者的平均值、最大值和最小值的过零时间均为3秒以下，确认到能够确保充分的焊料润湿性。另外，实施例的端子1的平均值、最大值和最小值的任一者与比较例的端子Cl相比，均能够降低过零时间，确认到能够确保更好的焊料润湿性。图9 图11为示出对实施例的端子1和比较例的端子Cl实施导电性确认试验的结果的图。在图9 图11中示出结果的导电性确认试验中，对于实施例的端子1和比较例的端子Cl，在安装到基板上后，分别进行后述的预定试验，并测定通过进行预定试验而产生的电阻上升值(πιΩ)。另外，对于实施例的端子1和比较例的端子Cl，分别制作多个(24 个)与各试验条件对应的试样(即，每个试验条件分别制作M个端子)，进行电阻上升值的测定，关于该测量结果，用各试验条件下的电阻上升值的最大值即最大电阻上升值(πιΩ) 进行评价。在图9中示出结果的导电性确认试验中重复实施以下插拔作业来进行试验，即， 在被压入外壳部件102的状态下的端子的一对突出片部之间插入扁平电缆101的端部，操作转动部件103使端子和扁平电缆101的端部的导体连接后，操作转动部件103拔出扁平电缆101。并且，在重复实施10次插拔操作的条件(插拔10次)、重复实施30次插拔操作的条件(插拔30次)、和重复实施50次插拔操作的条件(50次)这三个条件下进行试验， 在各试验后测定电阻上升值，评价上述最大电阻上升值(πιΩ)。需要说明的是，在图9中， 上述插拔10次的结果用白色背景表示，上述插拔30次的结果用小点状阴影表示，上述插拔 50次的结果用斜线状阴影表示。作为即使重复上述插拔操作也能确保良好的导电性的水平，通常要求在重复30 次插拔操作的状态下电阻上升值为20πιΩ以下。针对于此，如图9的导电性试验结果所示， 实施例的端子1和比较例的端子Cl在插拔操作为10次、30次以及50次的任一情况下最大电阻上升值均为^ιιΩ以下，确认到能够确保良好的水平。另外，对于实施例的端子1，即使在比所要求的水平(插拔操作为30次的条件)更苛刻的条件(插拔操作为50次的条件) 下的试验中，确认到也能够维持良好的导电性。在图10和图11中示出结果的导电性确认试验中，对于实施例的端子1和比较例的端子Cl进行了热冲击试验、湿度试验、高温试验、硫化氢气体试验。另外，在各试验(热冲击试验、湿度试验、高温试验、硫化氢气体试验)后，分别测定进行了各试验后的各试样的电阻上升值，评价最大电阻上升值(ΠΙΩ)。需要说明的是，在图10和图11中，热冲击试验的结果用白色背景表示，湿度试验的结果用小点状阴影表示，高温试验的结果用斜线状阴影表示，硫化氢气体试验的结果用网格状阴影表示。在图10中示出结果的导电性确认试验中的热冲击试验中，将试样暴露在以下环境中在500小时之间重复500次循环在-55 °C 85 °C的范围内变化温度的热循环 (在的温度下设定30分钟、在85 °C的温度下设定30分钟的温度模式的热循环)。另一方面，在图11中示出结果的导电性确认试验中的热冲击试验中，利用与上述相同的温度模式，将试样暴露在以下环境中在1000小时之间重复1000次循环在-55°C 85°C的范围内变化温度的热循环。需要说明的是，通常，作为为了确认端子的导电性而要求的热冲击试验的水平，设定将试样暴露于在25小时之间重复25次循环上述温度范围的热循环的环境中的条件。但是，本次试验中，在更加苛刻的条件下进行了试验。在图10中示出结果的导电性确认试验中的湿度试验中，将试样暴露于温度为400C 士2°C、湿度为90% 95%的环境中500小时。另一方面，在图11中示出结果的导电性确认试验中的湿度试验中，将试样暴露于温度为40°C 士2°C、湿度为90% 95%的环境中1000小时。需要说明的是，通常，作为为了确认端子的导电性而要求的湿度试验的水平， 设定将试样暴露于上述温度和湿度的环境中240小时的条件。但是，本次试验中，在更加苛刻的条件下进行了试验。在图10中示出结果的导电性确认试验中的高温试验中，将试样暴露于温度为 850C 士2°C的环境中500小时。另一方面，在图11中示出结果的导电性确认试验中的高温试验中，将试样暴露于温度为85°C 士2°C的环境中1000小时。需要说明的是，通常，作为为了确认端子的导电性而要求的高温试验的水平，设定将试样暴露于上述温度的环境中250 小时的条件。但是，本次试验中，在更加苛刻的条件下进行了试验。在图10中示出结果的导电性确认试验中的硫化氢气体试验中，将试样暴露于硫化氢浓度为3ppm士 lppm、温度为40°C 士2°C、湿度为80% 士5%的环境中500小时。另一方面，在图11中示出结果的导电性确认试验中的硫化氢气体试验中，将试样暴露于硫化氢浓度为3ppm士 lppm、温度为40°C 士2°C、湿度为80% 士5%的环境中1000小时。需要说明的是，通常，作为为了确认端子的导电性而要求的硫化氢气体试验的水平，设定将试样暴露于上述温度的环境中96小时的条件。但是，本次试验中，在更加苛刻的条件下进行了试验。作为即使进行上述各试验(热冲击试验、湿度试验、高温试验、硫化氢气体试验) 也能够确保良好的导电性的水平，通常，要求电阻上升值为20πιΩ以下。针对于此，如图10 的导电性试验结果所示，实施例的端子1和比较例的端子Cl在各试验(热冲击试验、湿度试验、高温试验、硫化氢气体试验)的试验时间为500小时的条件下最大电阻上升值均为 ImQ以下，确认到能够确保良好的水平。另外，如图11的导电性试验结果所示，实施例的端子1和比较例的端子Cl在各试验(热冲击试验、湿度试验、高温试验、硫化氢气体试验)的试验时间为1000小时的条件下最大电阻上升值均为&Ι1Ω以下，确认到能够确保良好的水平。另外，对于实施例的端子1，即使在比所要求的水平更苛刻的条件下的各试验(热冲击试验、湿度试验、高温试验、硫化氢气体试验)中，确认到也能够维持良好的导电性。根据以上说明的本实施方式的端子1，在主体部11的表面设置重复形成的多个凹凸部14，进而在主体部的表面11隔着底镀层12形成Sn镀层13。需要说明的是，在底镀层 12的表面也设置了重复形成的多个凹凸部。另外，多个凹凸部14以面方向上的最大尺寸 (Ra、Rb)的平均值大于Sn镀层13的平均厚度尺寸、并且深度尺寸Dl的平均值大于Sn镀层13的平均厚度尺寸的方式形成。另外，底镀层12表面的多个凹凸部以面方向上的最大尺寸(Ra、Rb)的平均值大于Sn镀层13的平均厚度尺寸、并且深度尺寸D2的平均值大于 Sn镀层13的平均厚度尺寸的方式形成。由此，即使是产生了外部的其他部件对Sn镀层13 的表面加压等状态而对Sn镀层13作用外力的情况下，在凹凸部14的凸部分1 和底镀层 12的表面的凹凸部的凸部分也能够有效地分散外力而进行支撑，能够有效地抑制Sn镀层 13的变形。另外，即使在外部的其他部件在端子1的表面滑动的情况下，在凹凸部14的凸部分1 和底镀层12的表面的凹凸部的凸部分也能够有效地分散而负担滑动状态下作用的外力，能够大幅抑制Sn镀层13的变形。此外，多个凹凸部14的各凸部分1 和底镀层 12的表面的多个凹凸部的各凸部分发挥分别构成分隔壁的功能，能够有效地抑制外力作用时Sn镀层13中的应力传播。通过上述作用，本实施方式的端子(电子部件)1能够抑制表
1面的Sn镀层13处的晶须的产生。另外，如上述验证试验中所验证的那样，确认到通过本实施方式的端子(电子部件)1能够确保充分的焊料润湿性和导电性。此外，通过验证试验还确认到上述效果，即，即使在对Sn镀层13作用外力的情况下也能够抑制晶须的产生。因此，根据本实施方式，能够提供一种端子(电子部件)1，该端子1可确保焊料润湿性和导电性，即使在对Sn镀层13作用外力的情况下也能够抑制晶须的产生。另外，根据本实施方式的端子1，凹凸部14通过电解处理而形成。因此，在主体部 11的表面，能够容易地加工以面方向上的最大尺寸(Ra、Rb)的平均值大于Sn镀层13的平均厚度尺寸、并且深度尺寸Dl的平均值大于Sn镀层13的平均厚度尺寸的方式设定并重复形成的多个凹凸部14。由此，能够实现端子1制造的高效化，该端子1可确保焊料润湿性和导电性，即使在对Sn镀层13作用外力的情况下也能够抑制晶须的产生。另外，根据本实施方式，即使在扁平电缆101的导体或外壳部件102那样的其他部件对Sn镀层13的表面加压并接触的状态下使用端子1的情况下，也能够抑制Sn镀层13 处的晶须产生。另外，根据本实施方式，即使在以Sn镀层13中的与其他部件(扁平电缆101的导体)加压接触的部分构成电触点部Ic的方式下使用端子1的情况下，也能够抑制Sn镀层 13处的晶须的产生。因此，在端子(电子部件)1中，能够抑制晶须引发电短路的事态的产生。并且，在设置于与扁平电缆101连接的连接器100中的端子1中，能够抑制相邻的端子 1之间产生短路。另外，根据本实施方式，即使在对由绝缘性材料形成的外壳部件102压入端子(电子部件)1、以滑动状态和加压状态对Sn镀层13作用外力的情况下，也能够抑制Sn镀层13 处的晶须的产生。另外，根据本实施方式的端子l，Sn镀层13的构成电触点部Ic的部分与主体部11 的弯曲形成的表面对应配置。因此，在电触点部lc，可以使多个凹凸部14的各凸部分1 的顶部和底镀层12表面的多个凹凸部的各凸部分的顶部以沿弯曲表面向外侧张开的方式分散配置。由此，能够更有效地分散并负担外力，能够更有效地抑制Sn镀层13的变形和应力传播，能够进一步抑制晶须的产生。并且，在端子1的电触点部Ic的附近，能够进一步抑制晶须引发电短路的事态的产生。以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不限于上述实施方式，可以在权利要求书中所记载的范围内进行各种变更。例如，可以如下变更而实施。(1)在上述实施方式中，以本发明适用于作为端子构成的电子部件的情况为例进行了说明，但可以不限于端子来适用本发明。即，只要是表面形成有覆盖Sn或Sn合金而构成的Sn镀层的电子部件，则可以广泛适用本发明。另外，即使在本发明适用于作为端子构成的电子部件的情况下，也不限定于上述实施方式中例示出的端子的形态，可以进行各种变更而实施。例如，可以将本发明适用于针状的端子、插座状的端子等各种形态的端子。(2)在上述实施方式中，以在主体部的表面形成底镀层、在底镀层的表面形成Sn 镀层的电子部件的形态为例进行了说明，但也可以不是这样。也可以是不在主体部的表面形成底镀层而直接形成Sn镀层的电子部件的形态。(3)在上述实施方式中，以在主体部的表面重复形成多个凹凸部、并且在底镀层的表面也重复形成与主体部表面的多个凹凸部对应的多个凹凸部的形态为例进行了说明，但也可以不是这样。例如，也可以是在主体部的表面形成较厚的底镀层、并对该较厚的底镀层实施电解处理等加工而形成多个凹凸部的形态。(4)在上述实施方式中，以通过对主体部的表面实施电解处理从而形成多个凹凸部的形态为例进行了说明，但也可以不是这样。例如，也可以是通过对主体部的表面或底镀层实施喷丸加工从而形成多个凹凸部的形态。通过这样使用喷丸加工，在主体部的表面或底镀层能够容易地加工以面方向的最大尺寸的平均值大于Sn镀层的平均厚度尺寸、并且深度尺寸的平均值大于Sn镀层的平均厚度尺寸的方式设定并重复形成的多个凹凸部。由此，能够实现如下的电子部件制造的高效化，该电子部件可确保焊料润湿性和导电性，即使在对Sn镀层作用外力的情况下也能够抑制晶须的产生。需要说明的是，作为形成多个凹凸部的方法，不限于电解处理和喷丸加工，也可以使用各种方法。例如，也可以使用离子铣削或溅射的方法。另外，通过利用表面形成有凹凸的工具进行冲压加工，也可以直接或隔着润滑油膜转印凹凸形状，从而形成多个凹凸部。工业实用性本发明涉及一种在表面形成有覆盖Sn或Sn合金而构成的Sn镀层的电子部件，该电子部件能够广泛使用。
权利要求
1.一种电子部件，其表面形成有镀层，其特征在于，该电子部件具有主体部，其由金属材料形成；以及Sn镀层，其是通过对上述主体部的表面或对覆盖于该主体部的表面的底镀层覆盖Sn 或Sn合金而形成的，在上述主体部的表面或上述底镀层的表面重复形成有多个凹凸部，多个上述凹凸部形成为，该凹凸部在上述主体部的表面或上述底镀层的表面的面方向上的最大尺寸的平均值大于上述Sn镀层的平均厚度尺寸，并且形成为该凹凸部的深度尺寸的平均值大于上述Sn镀层的平均厚度尺寸。
2.如权利要求1所述的电子部件，其特征在于，多个上述凹凸部是通过对上述主体部的表面或对上述底镀层实施电解处理而形成的。
3.如权利要求1所述的电子部件，其特征在于，多个上述凹凸部是通过对上述主体部的表面或对上述底镀层实施喷丸加工而形成的。
4.如权利要求1 3中的任一项所述的电子部件，其特征在于，该电子部件在与上述Sn镀层的表面接触的其他部件对该Sn镀层的表面加压的状态下使用。
5.如权利要求4所述的电子部件，其特征在于，上述其他部件构成为导体，上述Sn镀层的与上述其他部件接触的部分构成与上述其他部件电连接的电触点部。
6.如权利要求4所述的电子部件，其特征在于，上述其他部件构成为由绝缘性材料形成的外壳部件，通过相对于上述外壳部件压入该电子部件，该外壳部件在上述Sn镀层的表面滑动并加压。
7.如权利要求5所述的电子部件，其特征在于，上述Sn镀层中构成上述电触点部的部分对上述主体部中弯曲形成的表面或对覆盖于该表面的上述底镀层进行覆盖。
全文摘要
本发明提供一种电子部件，该电子部件可确保焊料润湿性和导电性，即使在对Sn镀层作用外力的情况下也能够抑制晶须的产生。作为解决手段，电子部件(1)具有主体部(11)和Sn镀层(13)，该主体部(11)由金属材料形成，该Sn镀层(13)通过对在主体部(11)的表面所被覆的底镀层(12)被覆Sn或Sn合金而形成。在主体部(11)的表面重复形成有多个凹凸部(14)，多个凹凸部(14)形成为凹凸部(14)在主体部(11)的表面的面方向上的最大尺寸的平均值大于Sn镀层(13)的平均厚度尺寸。另外，多个凹凸部(14)形成为凹凸部(14)的深度尺寸的平均值大于上述Sn镀层(13)的平均厚度尺寸。
文档编号H01R13/03GK102394414SQ20111016651
公开日2012年3月28日 申请日期2011年6月20日 优先权日2010年6月28日
发明者赤田智 申请人:日本压着端子制造株式会社