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      電子零件用金屬材料及其制造方法_3

      文檔序號:8367091閱讀:來源:國知局
      的粘 著磨損變大,插拔力也變大。為獲得更充足的低晶須性,優(yōu)選為低于0.6 ym。若厚度低于 0.6 iim,則不會產(chǎn)生長度20 iim以上的晶須。
      [0074] 最表層(A層)14的Sn、In的附著量必需多于150 ii g/cm2。最表層(A層)14的附 著量優(yōu)選為超過150 yg/cm2且低于450 yg/cm2。此處,說明以附著量進行定義的理由。 例如,在以熒光X射線膜厚計測定最表層(A層)14的厚度時,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, 在以附著量進行控制的情況下,不會受合金層的形成狀況的影響,而可進行更精確的品質(zhì) 管理。若最表層(A層)14的Sn、In的附著量多于150 yg/cm2,則耐氣體性會提高。另外, 若附著量增多,則容易產(chǎn)生晶須,且Sn或In的粘著磨耗變大,插拔力也變大。為獲得更充足 的低晶須性,優(yōu)選為低于450 iig/cm2。若附著量低于450 iig/cm2,則不會產(chǎn)生長度20iim 以上的晶須。
      [0075](中層(B層)) 中層(B層)13必需由Ag、Au、Pt、Pd、Ru、Rh、Os、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、Os、Ir中,就導(dǎo)電率的觀點而言更理想為Ag。Ag的導(dǎo)電率高。例如, 在將Ag用于高頻信號用途的情況下,通過集膚效應(yīng)(skin effect),而阻抗電阻降低。
      [0076]中層(B 層)13 的合金組成也可為 Ag、Au、Pt、Pd、Ru、Rh、Os、Ir 或 Ag、Au、Pt、Pd、 Ru、Rh、Os及Ir的合計為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(例如實施Sn-Ag鍍敷),會有使低插拔性、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。
      [0077]中層(B層)13的厚度必需為0.001 iim以上。中層(B層)13的厚度優(yōu)選為0.005~ 0. 1 ym。若厚度低于0.001 ym,則焊料潤濕性差。為獲得更充足的焊料潤濕性,優(yōu)選為 0.005 以上的厚度。另外,若厚度增大,則插拔力會變大,為獲得更充足的低插拔性,優(yōu) 選為0. 3 iim以下,更優(yōu)選為0. 1 iim以下。
      [0078] 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為1 yg/cm 2以上。中層(B層)13的附著量優(yōu)選為4~120 yg/cm2。此處,說明以附著量進行 定義的理由。例如,在以熒光X射線膜厚計測定中層(B層)13的厚度時,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,在以附著量進行控制的情況下,不會受合金層的形成狀況的影響,而可 進行更精確的品質(zhì)管理。若附著量低于4 yg/cm2,則焊料潤濕性差。為獲得更充足的焊料 潤濕性,優(yōu)選為4 yg/cm2以上的附著量。另外,若附著量較多,則插拔力大幅增加,為獲得 更充足的低插拔性而附著量為330 yg/cm2以下,更優(yōu)選為120 yg/cm2以下。
      [0079](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會防止基材11的構(gòu)成金屬向中層(B層)擴散,抑 制耐熱性試驗或耐氣體腐蝕性試驗后的接觸電阻增加及焊料潤濕性劣化等,耐久性提高。
      [0080] 下層(C層)12的合金組成可為Ni、Cr、Mn、Fe、Co、Cu的合計為50質(zhì)量%以上,進 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)進一步固化,由此進而薄膜潤滑效果提高,低插拔性提高,且下 層(C層)12的合金化進一步防止基材11的構(gòu)成金屬向中層(B層)擴散,抑制耐熱性試驗 或耐氣體腐蝕性試驗后的接觸電阻增加及焊料潤濕性劣化等,而耐久性提高。
      [0081] 下層(C層)12的厚度優(yōu)選為0.05 ilm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)擴散,耐熱性試驗或耐氣體腐蝕性試驗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。
      [0082] 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, 說明以附著量進行定義的理由。例如,在以熒光X射線膜厚計測定下層(C層)12的厚度時, 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,在以附著量進行控制的情況下,不會受合金層的形成狀況的影 響,而可進行更精確的品質(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)擴散,耐熱性試 驗或耐氣體腐蝕性試驗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。
      [0083](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,且進一步減小Sn的粘著力,由此獲得低插拔性,且也進而提高低晶須性及 耐久性。需要說明的是,關(guān)于該熱處理,處理條件(溫度X時間)可適當選擇。另外,也可不 特別進行該熱處理。
      [0084](后處理) 也可在最表層(A層)14上、或在最表層(A層)14上實施熱處理后,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)而實施后處理。通過后處理,潤滑性提高, 獲得進一步的低插拔性,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,處理條件(溫度X時間)可適當選擇。 另外,也可不特別進行該后處理。
      [0085] <電子零件用金屬材料的特性> 最表層(A層)表面(自最表層的表面進行測定)的維氏硬度優(yōu)選為Hv90以上。若最表 層(A層)14表面的維氏硬度為Hv90以上,則因較硬的最表層(A層)而使薄膜潤滑效果提 高,低插拔性提高。另外,另一方面,最表層(A層)14表面(自最表層的表面進行測定)的維 氏硬度優(yōu)選為Hv300以下。若最表層(A層)14表面的維氏硬度為Hv300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行壓制成形的情況下,已成形的部分不易產(chǎn) 生龜裂。
      [0086]最表層(A層)14表面(自最表層的表面進行測定)的壓痕硬度優(yōu)選為1000 MPa以 上。若最表層(A層)14表面的壓痕硬度為1000 MPa以上,則因較硬的最表層(A層)而使 薄膜潤滑效果提高,低插拔性提高。另外,另一方面,最表層(A層)14表面(自最表層的表面 進行測定)的壓痕硬度優(yōu)選為4200 MPa以下。若最表層(A層)14表面的壓痕硬度為4200 MPa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。
      [0087] 最表層(A層)14表面的算術(shù)平均高度(Ra)優(yōu)選為0. 1 iim以下。若最表層(A層) 14表面的算術(shù)平均高度(Ra)為0. 1 y m以下,則相對易腐蝕的凸部會減少而變得平滑,因 此耐氣體腐蝕性提高。
      [0088] 最表層(A層)14表面的最大高度(Rz)優(yōu)選為1 ii m以下。若最表層(A層)14表 面的最大高度(Rz)為1 U m以下,則相對易腐蝕的凸會部減少而變得平滑,因此耐氣體腐 蝕性提_。
      [0089] 最表層(A層)14表面的反射濃度優(yōu)選為0.3以上。若最表層(A層)14表面的反 射濃度為〇. 3以上,則耐氣體腐蝕性提高。
      [0090] 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)進一步固化,進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。
      [0091] 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。
      [0092] 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)進一步固化,進而使薄膜潤滑效果提高,低插拔性提高。
      [0093] 需要說明的是,在本發(fā)明中,"Ln(厚度ym)"是指厚度(ym)的自然對數(shù)的數(shù)值。
      [0094] 下層(C層)12的壓痕硬度優(yōu)選為2500 MPa以上。若下層(C層)12的壓痕硬度為 2500 MPa以上,則低插拔性提高。另外,另一方面,下層(C層)12的壓痕硬度優(yōu)選為1
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