JPH05311279A - 溶融錫、はんだめっき材 - Google Patents
溶融錫、はんだめっき材Info
- Publication number
- JPH05311279A JPH05311279A JP34086891A JP34086891A JPH05311279A JP H05311279 A JPH05311279 A JP H05311279A JP 34086891 A JP34086891 A JP 34086891A JP 34086891 A JP34086891 A JP 34086891A JP H05311279 A JPH05311279 A JP H05311279A
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- phosphor bronze
- tin
- solder
- plating
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 りん青銅母材の表面に錫または錫合金溶融め
っき層を有する耐熱剥離性の溶融錫はんだめっき材を提
供すること。 【構成】 りん青銅母材の酸素含有量が２０ｐｐｍ以
下、硫黄含有量が４０ｐｐｍ以下、更に好ましくはりん
濃度が８００ｐｐｍ以下であることを特徴とする溶融錫
はんだめっき材。
っき層を有する耐熱剥離性の溶融錫はんだめっき材を提
供すること。 【構成】 りん青銅母材の酸素含有量が２０ｐｐｍ以
下、硫黄含有量が４０ｐｐｍ以下、更に好ましくはりん
濃度が８００ｐｐｍ以下であることを特徴とする溶融錫
はんだめっき材。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電子部品のコネクタ接触
子（コンタクト）あるいはリードの金属材料として使用
され、長時間時効による錫あるいは錫合金めっき層の剥
離、すなわち熱剥離を生じないりん青銅の溶融錫、はん
だめっき材を提供するものである。
子（コンタクト）あるいはリードの金属材料として使用
され、長時間時効による錫あるいは錫合金めっき層の剥
離、すなわち熱剥離を生じないりん青銅の溶融錫、はん
だめっき材を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】りん青銅はプレス加工性と強度に優れる
銅合金であるため、電子部品用の金属材料として多用さ
れている。特にコネクタの接触子あるいは部品のリード
材などで一般的な金属材料である。そして、これらの部
品の金属材料として使用されるにあたっては、接点にお
ける接触抵抗の低減、はんだ付け性の向上などの目的で
錫または錫に鉛を合金化した錫合金（はんだ）めっきが
施される。
銅合金であるため、電子部品用の金属材料として多用さ
れている。特にコネクタの接触子あるいは部品のリード
材などで一般的な金属材料である。そして、これらの部
品の金属材料として使用されるにあたっては、接点にお
ける接触抵抗の低減、はんだ付け性の向上などの目的で
錫または錫に鉛を合金化した錫合金（はんだ）めっきが
施される。
【０００３】ところがりん青銅の錫またははんだめっき
材は、めっき後長時間時効すると、めっき皮膜の錫と母
材の銅との反応拡散が進み、この反応拡散にともない母
在中のりんが拡散層と母材との界面近傍でのカーケンド
ールボイドの形成を促進してめっき層の密着性が低下す
るために剥離を生じる。この現象はめっき直後は密着性
が良好であるにもかかわらず、時効による拡散、偏析な
どの熱的な過程により生じるため熱剥離と称する。銅と
錫の反応拡散は常温でも進行するため、熱剥離は常温時
効でも生じるが、昇温環境下では更に起こり易くなる。
材は、めっき後長時間時効すると、めっき皮膜の錫と母
材の銅との反応拡散が進み、この反応拡散にともない母
在中のりんが拡散層と母材との界面近傍でのカーケンド
ールボイドの形成を促進してめっき層の密着性が低下す
るために剥離を生じる。この現象はめっき直後は密着性
が良好であるにもかかわらず、時効による拡散、偏析な
どの熱的な過程により生じるため熱剥離と称する。銅と
錫の反応拡散は常温でも進行するため、熱剥離は常温時
効でも生じるが、昇温環境下では更に起こり易くなる。
【０００４】一方、りん青銅の錫、はんだめっき材が使
用される電子部品は、電子機器の内部は高密度実装化な
どの影響もあり、常温より高い温度となる。従ってめっ
き材の熱剥離は加速される傾向がある。電子部品で熱剥
離が生じた場合、回路の断線を招くため、めっき材の熱
剥離は致命的欠陥となる。
用される電子部品は、電子機器の内部は高密度実装化な
どの影響もあり、常温より高い温度となる。従ってめっ
き材の熱剥離は加速される傾向がある。電子部品で熱剥
離が生じた場合、回路の断線を招くため、めっき材の熱
剥離は致命的欠陥となる。
【０００５】従来、りん青銅錫、はんだめっき材の熱剥
離を防止する方法として、ニッケルを下地めっきとして
施す方法、銅を下地めっきとして２μｍ以上の厚みで施
す方法、下地めっきを省略して施した錫、はんだめっき
皮膜を加熱溶融処理（リフロー処理）する方法、あるい
は下地めっきを施さず溶融めっきを施す方法などであ
る。しかし、ニッケル下地めっきを施すとプレス加工性
の低下を招き、銅下地めっきを２μｍ以上の厚みで施す
とめっきの生産性が著しくて低下するなどの問題があ
る。また、下地めっきを省略してめっき皮膜をリフロー
処理する方法は、めっきの生産性も高く熱剥離に対する
信頼性も最も高いため、りん青銅錫、はんだめっき材の
耐熱剥離性材料として現在最も普及している。また、溶
融めっきも下地を省略したリフローめっきと同程度の耐
熱剥離性を有するが、時効温度やプレス加工などの条件
によっては、極めて軽微ではあるが数万時間の時効で熱
剥離が生じることがある。そして、溶融めっきは電気め
っきのようにめっき浴や通電が不要であるため生産性が
高いという利点を有する。そこで、溶融錫めっき材の耐
熱剥離性の一層の向上が望まれていた。
離を防止する方法として、ニッケルを下地めっきとして
施す方法、銅を下地めっきとして２μｍ以上の厚みで施
す方法、下地めっきを省略して施した錫、はんだめっき
皮膜を加熱溶融処理（リフロー処理）する方法、あるい
は下地めっきを施さず溶融めっきを施す方法などであ
る。しかし、ニッケル下地めっきを施すとプレス加工性
の低下を招き、銅下地めっきを２μｍ以上の厚みで施す
とめっきの生産性が著しくて低下するなどの問題があ
る。また、下地めっきを省略してめっき皮膜をリフロー
処理する方法は、めっきの生産性も高く熱剥離に対する
信頼性も最も高いため、りん青銅錫、はんだめっき材の
耐熱剥離性材料として現在最も普及している。また、溶
融めっきも下地を省略したリフローめっきと同程度の耐
熱剥離性を有するが、時効温度やプレス加工などの条件
によっては、極めて軽微ではあるが数万時間の時効で熱
剥離が生じることがある。そして、溶融めっきは電気め
っきのようにめっき浴や通電が不要であるため生産性が
高いという利点を有する。そこで、溶融錫めっき材の耐
熱剥離性の一層の向上が望まれていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、耐熱剥離性
の溶融錫、はんだめっき材を提供しようとするものであ
る。
の溶融錫、はんだめっき材を提供しようとするものであ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述の現状の下に、りん
青銅錫、はんだめっき材の一層の耐熱剥離性の向上を達
成すべく各種の実験を行い、以下に示す発明に至った。
青銅錫、はんだめっき材の一層の耐熱剥離性の向上を達
成すべく各種の実験を行い、以下に示す発明に至った。
【０００８】１）りん青銅の錫または錫合金溶融めっき
材においてりん青銅母材の酸素を２０ｐｐｍ以下かつ硫
黄を４０ｐｐｍ以下であることを特徴とする溶融錫、は
んだめっき材。
材においてりん青銅母材の酸素を２０ｐｐｍ以下かつ硫
黄を４０ｐｐｍ以下であることを特徴とする溶融錫、は
んだめっき材。
【０００９】２）りん青銅中のりん濃度が８００ｐｐｍ
以下であることを特徴とする上記１）項記載の溶融錫、
はんだめっき材。
以下であることを特徴とする上記１）項記載の溶融錫、
はんだめっき材。
【００１０】ここでりん青銅とはＪＩＳに規定される錫
３．５〜９．０％、りん０．０３〜０．３５％の範囲の
もののみならず、錫１．０％以上でりんを含み錫、はん
だめっきが施された場合に熱剥離が起こる危険がある銅
合金を示す錫、りんの他、ニッケル、亜鉛等他の添加元
素を含むものも包含するものである。
３．５〜９．０％、りん０．０３〜０．３５％の範囲の
もののみならず、錫１．０％以上でりんを含み錫、はん
だめっきが施された場合に熱剥離が起こる危険がある銅
合金を示す錫、りんの他、ニッケル、亜鉛等他の添加元
素を含むものも包含するものである。
【００１１】これらの銅合金は、炉材、モールド材から
の硫黄の混入、原料からの硫黄の混入などに配慮して所
定の合金成分で溶解し、鋳塊に鋳込まれる。場合によっ
ては溶解用フラックスの調整、マグネシウムなどの微量
添加などの方法で鋳塊中の硫黄濃度を調整されることも
ある。鋳塊中の酸素はりんの脱酸効果の制御、雰囲気の
制御などにより所望の濃度に調整される。また、鋳塊を
板、条あるいは線などに加工する工程での熱処理による
内部酸化によっても製品の酸素濃度が上昇しないよう注
意が必要である。いずれにしても、合金中の硫黄濃度お
よび酸素濃度は合金成分や加工方法に応じて適宜選択で
きる。
の硫黄の混入、原料からの硫黄の混入などに配慮して所
定の合金成分で溶解し、鋳塊に鋳込まれる。場合によっ
ては溶解用フラックスの調整、マグネシウムなどの微量
添加などの方法で鋳塊中の硫黄濃度を調整されることも
ある。鋳塊中の酸素はりんの脱酸効果の制御、雰囲気の
制御などにより所望の濃度に調整される。また、鋳塊を
板、条あるいは線などに加工する工程での熱処理による
内部酸化によっても製品の酸素濃度が上昇しないよう注
意が必要である。いずれにしても、合金中の硫黄濃度お
よび酸素濃度は合金成分や加工方法に応じて適宜選択で
きる。
【００１２】熱剥離は反応拡散層と母材との界面近傍で
カーケンダールボイドが生成しめっき層の密着性が低下
することが主な原因であるが、カーケンダールボイドの
内面にはりん、硫黄、酸素などが表面偏析して熱剥離を
促進する。そこで、本発明は母材におけるそれら有害元
素の濃度を制御して熱剥離を抑制しようとするものであ
る。硫黄および酸素濃度の制御と共にりん濃度を８００
ｐｐｍ以下に抑えると一層耐熱剥離性が向上する。
カーケンダールボイドが生成しめっき層の密着性が低下
することが主な原因であるが、カーケンダールボイドの
内面にはりん、硫黄、酸素などが表面偏析して熱剥離を
促進する。そこで、本発明は母材におけるそれら有害元
素の濃度を制御して熱剥離を抑制しようとするものであ
る。硫黄および酸素濃度の制御と共にりん濃度を８００
ｐｐｍ以下に抑えると一層耐熱剥離性が向上する。
【００１３】めっきは板、条、線等の素材の段階でも、
プレスなどによる加工を加えた後でも施される。まず、
脱脂、酸洗等の表面活性化を行った後、錫またははんだ
が溶融メッキされる。はんだは主に錫に鉛を５〜４５％
程度合金化したものが一般的であるがビスマス、亜鉛な
どを合金化する場合もある。熱剥離は錫を主成分とする
めっき皮膜で起こり、その他のめっき合金元素を含む場
合も本発明に含まれる。
プレスなどによる加工を加えた後でも施される。まず、
脱脂、酸洗等の表面活性化を行った後、錫またははんだ
が溶融メッキされる。はんだは主に錫に鉛を５〜４５％
程度合金化したものが一般的であるがビスマス、亜鉛な
どを合金化する場合もある。熱剥離は錫を主成分とする
めっき皮膜で起こり、その他のめっき合金元素を含む場
合も本発明に含まれる。
【００１４】所望の形状のりん青銅はアルカリ溶液によ
る脱脂、酸洗による活性化など湿式による前処理、ある
いは無酸化炉などによる前処理など公知のものが使用で
きる。錫、はんだめっきの溶融めっきは目的のめっき組
成の溶融金属中にりん青銅を通入して行なわれる。これ
に先立ち、前処理後塩化亜鉛系フラックスなどを施すこ
とは特に問題はない。溶融金属から引き上げられためっ
き材は、皮膜が溶融状態のままでめっき厚が制御され
る。めっき厚みの制御はメカニカルワイパー、エアーナ
イフなど公知の方法が適応できる。
る脱脂、酸洗による活性化など湿式による前処理、ある
いは無酸化炉などによる前処理など公知のものが使用で
きる。錫、はんだめっきの溶融めっきは目的のめっき組
成の溶融金属中にりん青銅を通入して行なわれる。これ
に先立ち、前処理後塩化亜鉛系フラックスなどを施すこ
とは特に問題はない。溶融金属から引き上げられためっ
き材は、皮膜が溶融状態のままでめっき厚が制御され
る。めっき厚みの制御はメカニカルワイパー、エアーナ
イフなど公知の方法が適応できる。
【００１５】こうして、作製されたりん青銅錫、はんだ
めっき材は極めて高い耐熱剥離性を有する。
めっき材は極めて高い耐熱剥離性を有する。
【００１６】以下、実施例および比較例によって本発明
を更に具体的に説明する。
を更に具体的に説明する。
【００１７】
【実施例】３種類の組成のりん青銅（表１）を溶製した
後、冷間加工と熱処理を繰り返し０．２ｍｍ厚の板を作
製した。これを脱脂、酸洗し、さらにＧＸ−５（旭化学
研究所）に浸漬しフラックス処理した。この後直ちに３
００℃の溶融錫または溶融９／１（９０％Ｓｎ−１０％
Ｐｂ）はんだ中に浸漬した。３秒間浸漬した後、これを
引き上げ空冷した。
後、冷間加工と熱処理を繰り返し０．２ｍｍ厚の板を作
製した。これを脱脂、酸洗し、さらにＧＸ−５（旭化学
研究所）に浸漬しフラックス処理した。この後直ちに３
００℃の溶融錫または溶融９／１（９０％Ｓｎ−１０％
Ｐｂ）はんだ中に浸漬した。３秒間浸漬した後、これを
引き上げ空冷した。
【００１８】めっき材は１０ｍｍＷ×５０ｍｍＬの試験
片に切り出し、０．４ｍｍの曲げ半径で１８０度曲げ
（Ｕ曲げ）を施し、８５℃で所定時間時効した後、平板
に曲げ戻し、曲げ部内側のめっき剥離の有無を目視観察
することにより、めっき材の耐熱剥離性を評価した。
片に切り出し、０．４ｍｍの曲げ半径で１８０度曲げ
（Ｕ曲げ）を施し、８５℃で所定時間時効した後、平板
に曲げ戻し、曲げ部内側のめっき剥離の有無を目視観察
することにより、めっき材の耐熱剥離性を評価した。
【００１９】結果を表１に示す。
【００２０】
【表１】
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のめっき材
は、耐熱剥離性が高く、これを用いることによって、信
頼性の高い電気部品を製造することができる。
は、耐熱剥離性が高く、これを用いることによって、信
頼性の高い電気部品を製造することができる。
Claims (2)
- 【請求項１】 りん青銅母材の表面に、錫または錫合金
溶融めっき層を有するめっき材において、りん青銅母材
の酸素含有量が２０ｐｐｍ以下、かつ、硫黄含有量が４
０ｐｐｍ以下であることを特徴とする溶融錫、はんだめ
っき材。 - 【請求項２】 りん青銅母材中のりん濃度が８００ｐｐ
ｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の溶融錫、
はんだめっき材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34086891A JPH05311279A (ja) | 1991-12-24 | 1991-12-24 | 溶融錫、はんだめっき材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34086891A JPH05311279A (ja) | 1991-12-24 | 1991-12-24 | 溶融錫、はんだめっき材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05311279A true JPH05311279A (ja) | 1993-11-22 |
Family
ID=18341058
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34086891A Pending JPH05311279A (ja) | 1991-12-24 | 1991-12-24 | 溶融錫、はんだめっき材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05311279A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007100136A (ja) * | 2005-09-30 | 2007-04-19 | Nikko Kinzoku Kk | 均一めっき性に優れたリードフレーム用銅合金 |
-
1991
- 1991-12-24 JP JP34086891A patent/JPH05311279A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007100136A (ja) * | 2005-09-30 | 2007-04-19 | Nikko Kinzoku Kk | 均一めっき性に優れたリードフレーム用銅合金 |
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