旋差排需要數(shù)百nm以上的厚度的塊材。 若最表層(A層)14的厚度為0. 2 以下,則不為足夠發(fā)生螺旋差排的厚度,基本上不會(huì) 產(chǎn)生晶須。另外,最表層(A層)與中層(B層)在常溫下易進(jìn)行短路擴(kuò)散(short circuit diffusion),而容易形成合金,因此不會(huì)產(chǎn)生晶須。
[0080] 最表層(A層)14的Sn、In的附著量必需為1~150 y g/cm2。最表層(A層)14的 附著量優(yōu)選為7~75 yg/cm2。此處,說明以附著量進(jìn)行定義的原因。例如,在利用熒光X 射線膜厚計(jì)測定最表層(A層)14的厚度的情況下,存在例如因形成在最表層(A層)與其下 的中層(B層)之間的合金層而引起所測定的厚度值產(chǎn)生誤差的情形。另一方面,在以附著 量進(jìn)行控制的情況下,可不受合金層的形成狀況影響而更準(zhǔn)確地進(jìn)行品質(zhì)管理。若最表層 (A層)14的Sn、In的附著量低于1 y g/cm2,則無法獲得充分的耐氣體腐蝕性,當(dāng)對電子零 件用金屬材料進(jìn)行氯氣、亞硫酸氣體、硫化氫氣體等的氣體腐蝕試驗(yàn)時(shí)會(huì)被腐蝕,而與氣體 腐蝕試驗(yàn)前相比接觸電阻大幅增加。為獲得更充分的耐氣體腐蝕性,優(yōu)選為7 y g/cm2以上 的附著量。另外,若附著量變多,則Sn或In的粘著磨損變大,插拔力變大,也容易產(chǎn)生晶須。 為獲得更充分的低插拔性、低晶須性,設(shè)為150 yg/cm2以下。更優(yōu)選為75 yg/cm2以下。 需要說明的是,若將附著量設(shè)為75 yg/cm2以下則不會(huì)產(chǎn)生晶須。晶須是因發(fā)生螺旋差排 而產(chǎn)生,但要發(fā)生螺旋差排需要數(shù)十Ug/cm 2以上的附著量的塊材。若最表層(A層)14的 附著量為150 yg/cm2以下,則不為足夠發(fā)生螺旋差排的附著量,基本上不會(huì)產(chǎn)生晶須。另 外,最表層(A層)與中層(B層)在常溫下易進(jìn)行短路擴(kuò)散,而容易形成合金,因此不會(huì)產(chǎn)生 晶須。
[0081](中層(B層)) 中層(B層)13必需由Ag、Au、Pt、Pd、Ru、Rh、0s、Ir或它們的合金所形成。Ag、Au、Pt、 Pd、Ru、Rh、〇S、Ir是具有在金屬中相對具有耐熱性的特征。因此,抑制基材11或下層(C層) 12的組成向最表層(A層)14側(cè)擴(kuò)散而使耐熱性提高。另外,這些金屬與最表層(A層)14的 Sn或In形成化合物而抑制Sn或In的氧化膜形成,使焊料潤濕性提高。需要說明的是,在 Ag、Au、Pt、Pd、Ru、Rh、0s、Ir中,就導(dǎo)電率的觀點(diǎn)而言更理想為Ag。Ag的導(dǎo)電率高。例如, 在將Ag用于高頻信號(hào)用途的情況下,通過集膚效應(yīng)(skin effect),而阻抗電阻降低。
[0082]中層(B 層)13的合金組成也可為Ag、Au、Pt、Pd、Ru、Rh、0s、Ir 或Ag、Au、Pt、Pd、 Ru、Rh、0s及Ir的合計(jì)為50質(zhì)量%以上,其余合金成分由選自Bi、Cd、Co、Cu、Fe、In、Mn、 Mo、Ni、Pb、Sb、Se、Sn、W、Tl、Zn所組成的組中的1種或2種以上金屬而構(gòu)成。通過形成此 種合金組成(例如實(shí)施Sn-Ag鍍敷),會(huì)有使低插拔性、低晶須性及耐久性(耐熱性、耐氣體腐 蝕性、焊料潤濕性等)等提高的情況。
[0083] 中層(B層)13的厚度必需厚于0.3 iim。中層(B層)13的厚度優(yōu)選為超過0.3 ym且為0.6 iim以下。若厚度厚于0.3 iim,則耐久性(耐熱性、耐氣體腐蝕性、焊料潤濕 性等)提高。另一方面,若厚度變厚,則插拔力變大,因此厚度優(yōu)選為0.6 以下。若厚度 超過0.6 ym,則存在插拔力變得大于現(xiàn)有材料(比較例4)的情形。
[0084] 中層(B層)13的Ag、Au、Pt、Pd、Ru、Rh、Os、Ir或它們的合金的附著量必需多于 330 iig/cm2。中層(B層)13的附著量優(yōu)選為超過330 iig/cm2且為660 iig/cm2以下。此 處,說明以附著量進(jìn)行定義的原因。例如,在利用熒光X射線膜厚計(jì)測定中層(B層)13的 厚度的情況下,存在例如因形成在最表層(A層)14與其下的中層(B層)13之間的合金層而 引起所測定的厚度值產(chǎn)生誤差的情形。另一方面,在以附著量進(jìn)行控制的情況下,可不受合 金層的形成狀況影響而更準(zhǔn)確地進(jìn)行品質(zhì)管理。若附著量多于330 yg/cm2,則耐久性(耐 熱性、耐氣體腐蝕性、焊料潤濕性等)提高。另一方面,若附著量變多,則插拔力變大,因此優(yōu) 選為660 iig/cm2以下。若附著量超過660 iig/cm2,則存在插拔力變得大于現(xiàn)有材料(t匕 較例4)的情形。
[0085] (下層(C 層)) 在基材11與中層(B層)13之間,優(yōu)選為形成由選自附、0^11、?6、(:〇、(:11所組成的組 中的1種或2種以上構(gòu)成的下層(C層)12。通過使用由選自Ni、Cr、Mn、Fe、Co、Cu所組成 的組中的1種或2種以上金屬形成下層(C層)12,由于較硬的下層(C層)形成而使薄膜潤 滑效果提高,低插拔性提高,下層(C層)12會(huì)防止基材11的構(gòu)成金屬向中層(B層)擴(kuò)散,抑 制耐熱性試驗(yàn)或耐氣體腐蝕性試驗(yàn)后的接觸電阻增加及焊料潤濕性劣化等,耐久性提高。
[0086]下層(C層)12的合金組成可為Ni、Cr、Mn、Fe、Co、Cu的合計(jì)為50質(zhì)量%以上,進(jìn) 而含有選自由B、P、Sn、Zn所組成的組中的1種或2種以上。通過使下層(C層)12的合金 組成為此種構(gòu)成,下層(C層)進(jìn)一步固化,由此進(jìn)而薄膜潤滑效果提高,低插拔性提高,且下 層(C層)12的合金化進(jìn)一步防止基材11的構(gòu)成金屬向中層(B層)擴(kuò)散,抑制耐熱性試驗(yàn) 或耐氣體腐蝕性試驗(yàn)后的接觸電阻增加及焊料潤濕性劣化等,而耐久性提高。
[0087]下層(C層)12的厚度優(yōu)選為0.05 iim以上。若下層(C層)12的厚度低于0.05 um,則較硬的下層(C層)的薄膜潤滑效果降低,低插拔性變差,且基材11的構(gòu)成金屬容易 向中層(B層)擴(kuò)散,耐熱性試驗(yàn)或耐氣體腐蝕性試驗(yàn)后的接觸電阻容易增加且焊料潤濕性 容易劣化等,而耐久性變差。
[0088] 下層(C層)12的Ni、Cr、Mn、Fe、Co、Cu的附著量優(yōu)選為0? 03 mg/cm2以上。此處, 說明以附著量進(jìn)行定義的理由。例如,在以熒光X射線膜厚計(jì)測定下層(C層)12的厚度時(shí), 存在與最表層(A層)14、中層(B層)13及基材11等形成的合金層而導(dǎo)致所測定的厚度值 產(chǎn)生誤差的情況。另一方面,在以附著量進(jìn)行控制的情況下,不會(huì)受合金層的形成狀況的影 響,而可進(jìn)行更精確的品質(zhì)管理。另外,若附著量低于0.03 mg/cm2,則較硬的下層(C層)的 薄膜潤滑效果降低,低插拔性變差,且基材11的構(gòu)成金屬容易向中層(B層)擴(kuò)散,耐熱性試 驗(yàn)或耐氣體腐蝕性試驗(yàn)后的接觸電阻容易增加且焊料潤濕性容易劣化等,而耐久性變差。
[0089] (熱處理) 也可在形成最表層(A層)14后,為了提高低插拔性、低晶須性、耐久性(耐熱性、耐氣體 腐蝕性、焊料潤濕性等)而實(shí)施熱處理。通過熱處理,最表層(A層)14與中層(B層)13容 易形成合金層,且進(jìn)一步減小Sn的粘著力,由此獲得低插拔性,且也進(jìn)而提高低晶須性及 耐久性。需要說明的是,關(guān)于該熱處理,處理?xiàng)l件(溫度X時(shí)間)可適當(dāng)選擇。另外,也可不 特別進(jìn)行該熱處理。
[0090](后處理) 也可在最表層(A層)14上、或在最表層(A層)14上實(shí)施熱處理后,為了提高低插拔性 或耐久性(耐熱性、耐氣體腐蝕性、焊料潤濕性等)而實(shí)施后處理。通過后處理,潤滑性提高, 獲得進(jìn)一步的低插拔性,且最表層(A層)及中層(B層)的氧化得到抑制,耐熱性、耐氣體腐 蝕性及焊料潤濕性等耐久性提高。作為具體的后處理,有使用抑制劑的磷酸鹽處理、潤滑處 理、硅烷偶聯(lián)處理等。需要說明的是,關(guān)于該后處理,處理?xiàng)l件(溫度X時(shí)間)可適當(dāng)選擇。 另外,也可不特別進(jìn)行該后處理。
[0091] <電子零件用金屬材料的特性> 最表層(A層)的表面(自最表層的表面起測定)的維氏硬度Hv優(yōu)選為90以上。若最 表層(A層)14的表面的維氏硬度Hv為90以上,則通過較硬的最表層(A層)而使薄膜潤滑 效果提_,并使低插拔性提_。另一方面,最表層(A層)14的表面(自最表層的表面起測定) 的維氏硬度Hv優(yōu)選為1000以下。若最表層(A層)14的表面的維氏硬度Hv為1000以下, 則彎曲加工性提高,在加壓成形本發(fā)明的電子零件用金屬材料的情況下,在已成形的部分 不易形成裂痕,從而抑制耐氣體腐蝕性(耐久性)的降低。
[0092] 最表層(A層)14的表面(自最表層的表面起測定)的壓痕硬度優(yōu)選為1000 MPa以 上。若最表層(A層)14的表面的壓痕硬度為1000 MPa以上,則通過較硬的最表層(A層)而 使薄膜潤滑效果提高,并使低插拔性提高。另一方面,最表層(A層)14的表面(自最表層的 表面起測定)的壓痕硬度優(yōu)選為10000 MPa以下。若最表層(A層)14的表面的壓痕硬度為 10000 MPa以下,則彎曲加工性提高,在加壓成形本發(fā)明的電子零件用金屬材料的情況下, 在已成形的部分不易形成裂痕,從而抑制耐氣體腐蝕性(耐久性)的降低。
[0093] 最表層(A層)14的表面的算術(shù)平均高度(Ra)優(yōu)選為0.1 ii m以下。若最表層(A 層)14的表面的算術(shù)平均高度(Ra)為0. 1 y m以下,則相對易受腐蝕的凸部減少而變得平 滑,因此耐氣體腐蝕性提高。
[0094] 最表層(A層)14的表面的最大高度(Rz)優(yōu)選為1 ii m以下。若最表層(A層)14 的表面的最大高度(Rz)為1 um以下,則相對易受腐蝕的凸部減少而變得平滑,因此耐氣 體腐蝕性提高。
[0095] 最表層(A層)14的表面的反射濃度優(yōu)選為0. 3以上。若最表層(A層)14的表面 的反射濃度為〇. 3以上,則相對易受腐蝕的凸部減少而變得平滑,因此耐氣體腐蝕性提高。[0096] 下層(C層)12的維氏硬度優(yōu)選為Hv300以上。若下層(C層)12的維氏硬度為 Hv300以上,則通過下層(C層)進(jìn)一步固化,進(jìn)而使薄膜潤滑效果提高,低插拔性提高。另 外,另一方面,下層(C層)12的維氏硬度優(yōu)選為HvlOOO以下。若下層(C層)12的維氏硬度 為HvlOOO以下,則彎曲加工性提高,在對本發(fā)明的電子零件用金屬材料進(jìn)行壓制成形的情 況下,已成形的部分不易產(chǎn)生龜裂,抑制耐氣體腐蝕性(耐久性)的降低。
[0097]下層(C層)12的維氏硬度與下層(C層)12的厚度優(yōu)選為滿足下述式: 維氏硬度(Hv)彡-376.22Ln (厚度 iim)+86.411。
[0098] 若下層(C層)12的維氏硬度與下層(C層)12的厚度滿足上述式,則通過下層(C 層)進(jìn)一步固化,進(jìn)而使薄膜潤滑效果提高,低插拔性提高。
[0099] 需要說明的是,在本發(fā)明中,"L