专利名称：电子零件及其表面处理方法
技术领域：
本发明涉及将要钎焊的电子零件的表面处理方法，诸如连接接线端或金属底架和它们的表面处理方法。
背景技术：
随着在环境保护中对铅的控制，产品要求是无铅的，并且在对于电子零件不可缺少的连接接线端钎焊工作中也是如此，因此兴起无铅化工作的要求。
传统上，将要钎焊的连接接线端，诸如连接器或引线架，或用于包容连接接线端之类的金属底架(外壳)通常接受无铅处理，即一种用锡的表面处理具有极佳的钎焊可湿性。在使用锡的情况中，存在一个问题，即虽然其钎焊可湿性极佳，但易于产生锡须(须状物)，并且易于发生电气短路状态。
作为这类电子零件表面处理方法的例子，例如，专利文件1披露在应用于线路板布线层的钎焊区域并且使用不含锡的金属的表面处理中，采用非电镀方法的镀覆是在布线层上通过三层镀层进行，其中镍层具有平均粒子尺寸为20nm(纳米)而其厚度为0.5μm到5μm(微米)，钯或钯合金层厚度为0.005μm到2μm，而金层厚度为0.05μm到0.8μm。
JP-A-2002-111188(3到5页，图2)不过，作为将要钎焊的电子零件，诸如连接接线端或金属底架，希望有无铅、没有须状物、有极佳可湿性、有极佳耐腐蚀性、使用少量黄金、并且具有极佳镀覆生产率。
在专利文件1的处理方法中，使用黄金量很大，镀覆生产率不佳，并且有成本变高的趋向。还有，由于黄金使用量很大，还存在钎焊最新的细节距产品时钎焊处黄金浓度变高的问题，而且钎焊强度降低。
发明概要本发明用来解决以上描述的问题，并且其目的是提供电子零件，它使用不含铅、锡的金属并且具有极佳的钎焊可湿性，极其经济并具有高度可靠性，和提供这样的表面处理方法。
按照本发明，电子零件包括将要钎焊的钎焊部分，钎焊部分接受镍、钯及金等三层结构的表面处理，其中钯层厚度范围在0.007到0.1μm，金层厚度范围在0.003到0.02μm，并且建立金层厚度＜钯层厚度的关系。
按照本发明，在电子零件的表面处理方法中，其中钎焊部分接受镍、钯及金等三层结构的表面处理，钯层和金层由电解电镀处理形成，钯层厚度范围在0.007到0.1μm，金层厚度范围在0.003到0.02μm，并且建立金层厚度＜钯层厚度的关系。
按照本发明，如以上所描述，由于将要钎焊的电子零件的金属基础材料随后接受镀镍、钯触击电镀、和黄金包镀等表面处理，存在一种结果，即获得电子零件无铅、具有极佳钎焊可湿性、使用少量黄金、和经济性。
附图简要说明
图1为显示按照本发明实施例1电子零件表面处理的说明图。
图2为显示接受按照本发明实施例1表面处理的接线端外部视图。
图3为显示使用接受按照本发明实施例1表面处理的接线端的连接器的外部视图。
图4为显示接受按照本发明实施例1表面处理的金属底架外部视图。
图5为显示按照本发明实施例1的电子零件表面处理原理图。
图6为显示按照本发明实施例1电子零件的钎焊可湿性试验结果图。
图7为显示按照本发明实施例1电子零件的黄金包镀的厚度改变情况中的试验结果图。
图8为显示接受按照本发明实施例2表面处理的电子零件耐腐蚀处理解释图。
具体的实施方式实施例1图1为显示按照本发明实施例1电子零件表面处理的解释图。
在图1中，三层，就是，镍镀层2(镍层)，钯触击镀层3(钯层)，和黄金包镀层4(金层)顺序地在由铜合金之类制成的基础材料1上形成。图2为显示接受按照本发明实施例1表面处理的接线端外部视图。
在图2中，接线端5具有钎焊部分6。
图3为显示使用接受按照本发明实施例1表面处理的接线端的连接器的外部视图。
在图3中，具有钎焊部分的接线端5构成连接器7。
图4为显示接受按照本发明实施例1表面处理的金属底架外部视图。
在图4中，将要钎焊的金属底架接受如图1所示的三层表面处理。不通电的金属底架8如此构造，使储存卡9插入内部，并且通过钎焊部分6钎焊在基底10上。
图5为显示按照本发明实施例1的电子零件表面处理原理图。
在图5中，参考数字1到4代表图1中相同部分。在图5中，黄金包镀层4形成为部分地包覆钯触击镀层3。
图6为显示按照本发明实施例1的电子零件的钎焊可湿性试验结果图。
在图6中，Ni+Pd-st(触击)+Au黄金包镀处理代表本发明的处理方法。
图7为显示按照本发明实施例1的电子零件的黄金包镀的厚度改变情况中的试验结果图。
在图7中，Ni+Pd-st(触击)+Au黄金包镀处理代表本发明的处理方法。
其次，将描述接线端的表面处理方法。
图1中镍镀层2形成1到3μm的厚度以便覆盖基础材料的布线层。钯触击镀层3位于镍镀层2上面并形成0.007到0.1μm的厚度以便形成核心。当触击层薄于0.007μm时，粘度较差，而当其厚于0.1μm时，粘度相似地也变坏。如此，触击层形成在可保证粘度的0.007到0.1μm范围。
其次，包金镀层4形成在0.003到0.02μm的范围。当金包镀层厚度小于如图5所示钯触击镀层3的厚度时，金包镀层覆盖钯触击镀层3的核心。在该状态下，可以获得极佳钎焊可湿性的表面处理。在金包镀层4的上述厚度中，不显出金色。
金包镀层4保护(抵抗由于氧化之类的侵蚀)钯触击镀层3的表面。如此，金包镀层次必须为0.003μm或更大，以便覆盖钯触击镀层3的核心。另一方面，在实行钎焊的情况中，首先，该保护部分的金包镀层4扩散进入焊料，清洁的钯层表面暴露，并且实行钎焊。此时，当金包镀层4的镀层厚度变厚并且变成显示金色的约0.03μm或更大的厚度，金的扩散量变大。在钎焊最新的细节距产品时，在钎焊处的金浓度变高，而钎焊强度降低。相应地。金包镀层4必须形成0.02μm或更少的厚度而不显示金色。就是，当金包镀层4形成0.003到0.02μm范围的厚度，它覆盖钯触击镀层3的核心，并且在钎焊时不发生强度的下降。还有，在这样金层厚度下，金消耗量很小，镀层生产率良好，并且经济性得到改进。
作为接受这样表面处理的电子零件，接线端如图2所示，采用接线端的连接器显示在图3中，而金属底架显示在图4中，对于它们各自可以执行具有极佳钎焊可湿性的钎焊。
接受如以上说明的表面处理的电子零件的钎焊可湿性试验如图6及7所示具有极佳结果。
图6显示按照弯月形图表方法的零交叉时间判别，对于接受作为本发明处理方法的Ni+Pd-st(触击)+Au黄金包镀处理的电子零件，钎焊可湿性为1秒或更少是优良的。
图7显示按照弯月形图表方法的零交叉时间判别，当Au金包镀层厚度为30、50、100、和200埃(10-10米)时，对于接受作为本发明处理方法的Ni+Pd-st(触击)+Au黄金包镀处理的电子零件，钎焊可湿性为1秒或更少是优良的。
在实施钎焊使用Sn-Ag-Cu和Sn-Ag-Bi-Cu钎焊料的情况中弯曲强度也极佳。
按照实施例1，由于将要钎焊的电子零件金属基底材料随后通过电镀镍、钯触击电镀、和包金电镀接受表面处理，其结果是可以得到无铅的、具有极佳钎焊可湿性、使用少量黄金、并且是经济的电子零件。
其次，上述用于电子零件的表面处理将具体地描述。
如以上所述，当镍镀层2具有1到3μm的厚度，钯触击镀层3(钯触击)具有0.007到0.1μm的厚度，和包金镀层4具有0.003到0.02μm的厚度完成，并且建立起包金层4厚度＜钯触击层3厚度的关系时，可以执行具有极佳钎焊可湿性的表面处理。三层的形成以如下的方式进行。
首先，具有1到3μm厚度的镍镀层2是通过浸入制作成为其浓度小于正常商业上供应浓度的钯溶液形成，钯电镀是在电流密度为1到10A/dm2的条件下执行，而形成具有0.007到0.1μm厚度的钯触击镀层3。
其次，带有钯触击镀层3的基底材料1浸入制作成为其浓度小于正常商业上供应浓度的黄金溶液，金电镀是在电流密度0.05到0.1A/dm2的条件下执行，而形成具有0.003到0.02μm厚度的金镀层4。
钯触击镀层3和包金镀层4可以通过连续地在恒速下顺序地在包括其中含有钯溶液的钯浴槽和其中含有黄金溶液的金浴槽的电镀生产线中移动而形成。
由于沉积速度按照溶液中钯和金的浓度和电流密度而变化，溶液中钯和金浓度按照所使用生产线(设备)的性能而设定。
实施例2在实施例1中，虽然具有极佳钎焊可湿性的无铅表面处理已经描述，实施例2涉及一种耐腐蚀处理，它处理由于包金镀层变薄而引起的腐蚀阻力下降并且改进包金镀层的耐腐蚀阻力。
图8为显示按照本发明实施例2表面处理的电子零件耐腐蚀处理解释图。
在图8中，在包金镀层4上形成防腐蚀剂的保护薄膜11，并且封住包金镀曾的针孔12。
在实施例2中，防腐蚀剂的保护薄膜11还在包金镀层4上形成。作为该保护薄膜11，可以采用商业上供应的防腐蚀剂，它并不降低接线端的钎焊可湿性和不降低接触可靠性。保护薄膜11附着在包金镀层4的表面上，充满由于包金镀层4形成很薄而产生的针孔12，并且保护包金镀层4的表面抵抗大气中腐蚀性气体。
按照实施例2，通过防腐蚀剂的保护薄膜，即使包金镀层形成较薄，腐蚀阻力可以极佳。
权利要求
1.一种包括将要钎焊的钎焊部分的电子零件，钎焊部分接受镍、钯、和金三层结构的表面处理，其中，钯层具有0.007到0.1μm的厚度范围，金层具有0.003到0.02μm的厚度范围，并且建立起金层厚度＜钯层厚度的关系。
2.按照权利要求1所述的电子零件，其特征在于，在钎焊部分中，在金层上设置焊珠或无铅焊珠。
3.按照权利要求1或2所述的电子零件，其特征在于，电子零件为接线端。
4.按照权利要求1或2所述的电子零件，其特征在于，电子零件为金属底架。
5.按照权利要求1到4中任何一个所述的电子零件，其特征在于，防腐蚀保护薄膜设置在金层上。
6.一种用于电子零件的表面处理方法，其中钎焊部分接受镍、钯、和金三层结构的表面处理，其中，钯层和金层由电解电镀处理形成，钯层具有0.007到0.1μm的厚度范围，金层具有0.003到0.02μm的厚度范围，并且建立起金层厚度＜钯层厚度的关系。
7.按照权利要求6所述的电子零件表面处理方法，其特征在于，在电解电镀处理中，当钯层在电流密度为1到10A/dm2的条件下镀在镍层上后，金层在电流密度为0.05到0.1A/dm2的条件下镀上。
8.按照权利要求6或7所述的电子零件表面处理方法，其特征在于，耐腐蚀保护薄膜形成在金层上。
9.按照权利要求6到8之一所述的电子零件表面处理方法，其特征在于，电子零件在恒速下顺序地在其中含有钯溶液的钯浴槽和其中含有黄金溶液的金浴槽移动，而形成钯层和金层。
10.一种电子零件的表面处理方法，其中，在钎焊部分上形成镍、钯及金三种镀层，其中，在镍层上形成钯触击，和金镀层施加于钯触击的周边并达到不致出现金色的程度。
全文摘要
一种电子零件表面处理方法，它采用不含铅和锡的金属，并且具有极佳钎焊可湿性、经济性和具有高度可靠性。在电子零件表面处理方法中，钎焊部分接受镍、钯及金三层结构的表面处理，而镍层、钯层及金层由电解电镀处理形成，其中钯层厚度在0.007到0.1μm范围，金层厚度在0.003到0.02μm范围，并且建立起金层厚度＜钯层厚度的关系。
文档编号C25D5/10GK1691416SQ20051000783
公开日2005年11月2日 申请日期2005年1月27日 优先权日2004年4月28日
发明者小林健一 申请人:信荣高科技股份有限公司