專利名稱：電子部件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及在表面形成有通過覆蓋Sn或Sn合金而構成的Sn鍍層的電子部件。
背景技術：
鑒于由歐洲發(fā)起了原則上禁止使用Pb (鉛)的RoHS指令以及對減輕環(huán)境負擔的要求，近年來，在電子部件中，作為鍍層的材料，已經替代含有Pb (鉛)的現有材料，而使用了以Sn(錫)或Sn合金為主要成分的無鉛材料。但是，在電子部件的表面形成覆蓋Sn或 Sn合金的Sn鍍層時，將產生被稱作晶須(whisker)的針狀結晶，存在容易誘發(fā)電短路的問題。另一方面，通過在電子部件的表面形成鍍金層來代替Sn鍍層，能夠避免產生晶須的問題。但是，金的價格昂貴，因此，存在導致制造成本上升的問題。因此，期望開發(fā)出抑制在Sn鍍層上產生晶須的技術。此外，在抑制晶須產生的同時，作為電子部件的性能，還需要確保焊料潤濕性和導電性。此外，在日本特開2005-109373號公報和日本特開2005-314750號公報中，公開了在表面形成有通過覆蓋Sn或Sn合金而構成的Sn鍍層的電子部件。在日本特開 2005-109373號公報中公開了如下這樣的電子部件設置有由Ni(鎳)形成的層和由 Ni-P(鎳磷)合金形成的層作為底鍍層，在由Ni-P合金形成的底鍍層的表面上設置有作為焊錫鍍層的Sn鍍層。此外，在日本特開2005-314750號公報中公開了如下這樣的電子部件 設置有由鎳形成的底鍍層，該底鍍層以0.01 3%重量百分比的比例含有從由硼、硫和鐵構成的組中選擇出的元素中的至少一種以上的元素，并且在該底鍍層的表面設置有Sn鍍層。日本特開2005-109373號公報和日本特開2005-314750號公報所公開的電子部件均是以抑制晶須的產生為目的的。但是，連接器用的端子等電子部件大多是在外部的其他部件在該電子部件表面的Sn鍍層上進行滑動或加壓的狀態(tài)下來使用的。因此，由于對Sn鍍層作用的外力的影響，存在容易促進晶須產生的傾向。并且，即使是像日本特開 2005-109373號公報和日本特開2005-314750號公報所公開的電子部件那樣的、采取了抑制晶須產生的對策的電子部件，由于對Sn鍍層作用的外力的影響，還是存在容易促進晶須產生的傾向，從而期望能夠進一步抑制晶須的產生。

發(fā)明內容
本發(fā)明鑒于上述情況，目的在于提供一種確保了焊料潤濕性和導電性、即使對Sn 鍍層作用了外力也能夠抑制晶須產生的電子部件。用于達到上述目的的第1發(fā)明的電子部件在表面形成有鍍層，該電子部件具有 主體部，其由金屬材料形成；底鍍層，其覆蓋在所述主體部的表面上；以及Sn鍍層，其是通過在所述底鍍層的表面覆蓋Sn或Sn合金而形成的。而且，第1發(fā)明的電子部件的特征在于，所述底鍍層具有通過覆蓋Ni-B合金而形成的Ni-B鍍層和通過覆蓋Ni-P合金而形成的Ni-P鍍層中的至少任意一種鍍層，所述Sn鍍層的平均厚度尺寸被設定在0. 2 μ m以上且 0. 6μπι以下的范圍。根據本發(fā)明，在電子部件的主體部的表面，形成有包含Ni-B鍍層和Ni-P鍍層中的至少任意一種鍍層的底鍍層。因此，通過形成可發(fā)揮比較良好的焊料潤濕性和導電性的包含M-B合金或M-P合金的底鍍層，能夠保證用于確保電子部件的性能所需的充分的鍍覆厚度。此外，在該底鍍層的表面上進一步形成有平均厚度尺寸為0. 2 μ m以上且0. 6 μ m以下的Sn鍍層。因此，焊料潤濕性和導電性非常優(yōu)異的由Sn或Sn合金形成的Sn鍍層以薄鍍覆化(薄化)后的狀態(tài)，形成在底鍍層的表面。由此，能夠實現焊料潤濕性和導電性的進一步提高，并且，通過使Sn鍍層薄化，能夠抑制晶須的產生。此外，在本發(fā)明的電子部件中，通過使Sn鍍層薄化而降低了 Sn鍍層的變形量，因此，即使產生了外部的其他部件對Sn鍍層的表面進行加壓的狀態(tài)而對Sn鍍層作用了外力， 也能夠抑制表面的Sn鍍層中的晶須產生。此外，即使外部的其他部件在電子部件的表面滑動，也能夠降低Sn鍍層的變形量，因此能夠抑制表面的Sn鍍層中的晶須產生。此外，本發(fā)明人進行驗證后確認到以下情況根據本發(fā)明的電子部件，通過將Sn 鍍層的平均厚度尺寸設定為0. 2μπι以上，能夠確保充分的焊料潤濕性和導電性。并且，通過將Sn鍍層的平均厚度尺寸設定為0. 6 μ m以下，也確認到了上述效果，即，即使對Sn鍍層作用外力也能夠抑制晶須的產生。由此，根據本發(fā)明，能夠提供一種確保了焊料潤濕性和導電性、即使對Sn鍍層作用外力也能夠抑制晶須產生的電子部件。第2發(fā)明的電子部件是第1發(fā)明的電子部件，其特征在于，該電子部件在與所述Sn 鍍層的表面接觸的其他部件對所述Sn鍍層的表面進行了加壓的狀態(tài)下使用。根據本發(fā)明，即使在其他部件加壓地接觸Sn鍍層表面的狀態(tài)下使用電子部件，也能夠抑制Sn鍍層中的晶須產生。第3發(fā)明的電子部件是第2發(fā)明的電子部件，其特征在于，所述其他部件構成為導體，所述Sn鍍層中的與所述其他部件接觸的部分構成與所述其他部件電連接的電觸點部。根據本發(fā)明，即使以Sn鍍層中的被其他部件加壓接觸的部分構成電觸點部的形式使用電子部件，也能夠抑制Sn鍍層中的晶須產生。因此，在電子部件中，能夠抑制因晶須引發(fā)電短路的情況發(fā)生。第4發(fā)明的電子部件是第2發(fā)明的電子部件，其特征在于，所述其他部件構成為由絕緣性材料形成的外殼部件，通過將該電子部件壓入到所述外殼部件中，由此該外殼部件在所述Sn鍍層表面上滑動并進行加壓。根據本發(fā)明，即使電子部件被壓入由絕緣性材料形成的外殼部件、以滑動狀態(tài)和加壓狀態(tài)對Sn鍍層作用外力，也能夠抑制Sn鍍層中的晶須產生。根據本發(fā)明，能夠提供一種確保了焊料潤濕性和導電性、即使對Sn鍍層作用外力也能夠抑制晶須產生的電子部件。


圖1是示出在連接器上安裝了作為本發(fā)明的一個實施方式的電子部件的端子的狀態(tài)的截面圖。圖2是示意性放大地示出圖1所示的端子的表面的一部分截面的示意性放大截面圖。圖3是示意性放大地示出在用于驗證本發(fā)明的效果的驗證試驗中使用的作為試驗片的端子的表面的一部分截面的示意性放大截面圖。圖4是示出為了驗證本發(fā)明的效果而進行的驗證試驗的結果的圖，示出了最長晶須長度確認試驗的結果。圖5例示了現有例的進行了最長晶須長度確認試驗的端子的電觸點部的Sn鍍層的表面的SEM照片的圖像。圖6例示了本發(fā)明實施例的進行了最長晶須長度確認試驗的端子的電觸點部的 Sn鍍層的表面的SEM照片的圖像。圖7是示出為了驗證本發(fā)明的效果而進行的驗證試驗結果的圖，示出了焊料潤濕性確認試驗的結果。圖8是示出為了驗證本發(fā)明的效果而進行的驗證試驗的結果的圖，示出了導電性確認試驗的結果。圖9是示出為了驗證本發(fā)明的效果而進行的驗證試驗的結果的圖，示出了導電性確認試驗的結果。圖10是示出為了驗證本發(fā)明的效果而進行的驗證試驗的結果的圖，示出了導電性確認試驗的結果。圖11例示了本發(fā)明實施例的進行了回流焊(reflow)工序后的端子表面部分的截面的SEM照片的圖像。圖12例示了本發(fā)明實施例的進行了回流焊工序后的端子表面部分的截面的SEM 照片的圖像。標號說明1、3:端子(電子部件)11 主體部12 :底鍍層13: Sn 鍍層15 =Ni-B 鍍層16 =Ni-P 鍍層
具體實施例方式以下，參照附圖來說明用于實施本發(fā)明的方式。其中，在本實施方式的說明中，以將本發(fā)明應用于構成為連接器用端子的電子部件的情況為例進行說明，但是，在該例以外的其他情況下也能夠應用本發(fā)明。即，本發(fā)明能夠廣泛應用于在表面形成有通過覆蓋Sn或 Sn合金而構成的Sn鍍層的電子部件。圖1是示出在連接器100上安裝了構成為本實施方式中的電子部件的連接器用端子1的狀態(tài)的截面圖。連接器100例如構成為用于連接扁平電纜101的端部的連接器。需要說明的是，圖1示出了與連接器100的寬度方向垂直的截面。此外，在圖1中，用截面示出了連接器100中的外殼部件102和轉動部件103、以及與端子1電連接的扁平電纜101， 且示出了端子1的外形。
如圖1所示，連接器100構成為具有外殼部件102、轉動部件103以及本實施方式的端子(電子部件)1。此外，在連接器100中具有多個端子1。外殼部件102和轉動部件 103由作為絕緣性材料的樹脂材料形成。端子1的母材(后述的主體部11)由金屬材料形成，例如由磷青銅形成。此外，如后所述，在端子1的表面上形成有鍍層。在外殼部件102中，形成有分別插入多個端子1的多個插入口 102a，各插入口 10 形成為與外殼部件102的內側的空間區(qū)域(后述的開放區(qū)域102b)連通。此外，多個插入口 10 是在連接器100的寬度方向上串聯地并排配置的。并且，在外殼部件102的與多個插入口 10 相反的一側形成了對外部開放的開放區(qū)域102b，該開放區(qū)域102b構成配置扁平電纜101的端部的區(qū)域。此外，配置在開放區(qū)域102b中的扁平電纜101的端部的絕緣覆蓋層被剝離掉從而露出導體，形成為可與端子1電連接的狀態(tài)。此外，扁平電纜101例如被設為撓性扁平電纜或撓性印刷電路基板等，該扁平電纜101是通過對平行排列的多個導體一體地進行絕緣覆蓋而形成的。端子1在一個端部，形成有一對突出片部(la、lb)，在另一個端部，通過裝配等方式而安裝在未圖示的其他設備或基板等上，其中，所述一對突出片部(la、lb)形成為呈兩股狀而突出。并且，端子1通過該一對突出片部(la、lb)而被插入到外殼部件102的插入孔10 中。此時，端子1是在被壓入到插入口 10 中的狀態(tài)下被插入到外殼部件102中。此外，在端子1的一個突出片部Ia處，呈突起狀地形成有與扁平電纜101的端部上的各個導體電連接的電觸點部lc。而在端子1的另一個突出片部Ib處，形成有對后述的轉動部件103的各個旋轉軸部103a的外周以滑動自如的方式進行卡定的卡定凹部Id。轉動部件103被設置為以相對于外殼部件102和多個端子1轉動的方式而操作的桿狀部件，并且被設置為在對各個端子1加壓的狀態(tài)下按壓扁平電纜101的端部的各個導體的部件。并且，該轉動部件103形成為沿著外殼部件102的寬度方向延伸并且局部地覆蓋外殼部件102的開放區(qū)域102b。此外，轉動部件103的一個端部側形成為轉動操作用的操作部103b，而在另一個端部側形成為沿著寬度方向排列配置有多個槽部103c。各槽部103c構成插入各端子1的另一個突出片部Ib的前端部分的槽部。并且，在各槽部103c中，配置有各個旋轉軸部103a， 該旋轉軸部103a形成為被架在該槽部103c的整體中。如前所述，該各個旋轉軸部103a的外周被滑動自如地卡定于端子1的另一個突出片部Ib的卡定凹部Id中。由此，轉動部件 103以如下方式構成被支撐為在通過各個旋轉軸部103a卡定于各端子1的卡定凹部Id中的狀態(tài)下，相對于多個端子1轉動自如。在連接器100中，各端子1從各插入口 10 被壓入到外殼部件102中。并且，在多個端子1被完全壓入到外殼部件102中的狀態(tài)下，安裝轉動部件103。此時，轉動部件103 以與外殼部件102大致垂直的姿勢，通過各旋轉軸部103a而被卡定于各端子1的卡定凹部 Id中。通過將各旋轉軸部103a卡定于各卡定凹部Id中，將轉動部件103支撐為相對于多個端子1轉動自如。在如上述那樣組裝了連接器100的狀態(tài)下，將扁平電纜101的端部插入到配置于開放區(qū)域102b中的多個端子1各自的一對突出片部(la、lb)之間。此時，在處于轉動部件 103與外殼部件102大致垂直的姿勢的狀態(tài)的連接器100中，扁平電纜101的端部被插入到各一對突出片部(la、lb)之間。并且，在插入扁平電纜101的端部后對操作部10 進行操作，由此轉動部件103能夠通過各旋轉軸部103a在各卡定凹部Id中滑動，從而相對于多個端子1轉動。由此，通過轉動部件103中被設置為與扁平電纜101相對的面的加壓面103d， 使得扁平電纜101的端部的各導體按壓各端子1的電觸點部lc，從而將各導體與各電觸點部Ic電連接。并且，在扁平電纜101端部的各導體對各端子1的電觸點部Ic進行了加壓的狀態(tài)下，將扁平電纜101的端部保持在連接器1中，從而將連接器100與扁平電纜101連接起來。接著，對作為本實施方式的電子部件的端子1的表面的鍍層結構進行具體說明。 圖2是示意性放大地示出端子1的表面的一部分截面的示意性放大截面圖。其中，在圖2 中，示出了被壓入到外殼部件102中的端子1在電觸點部Ic處與扁平電纜101的導體接觸的部分的示意性放大截面圖。如圖2所示，端子1具有由金屬材料(在本實施方式中為磷青銅)形成的作為母材的主體部11、覆蓋主體部11的表面的底鍍層12、以及覆蓋底鍍層12 的Sn鍍層13。底鍍層12構成為具有覆蓋主體部11的表面而形成的Ni鍍層14、和進一步覆蓋 Ni鍍層14的表面而形成的Ni-B鍍層15。Ni鍍層14是通過覆蓋Ni (鎳)或Ni合金而形成的，且是通過電解鍍或無電解鍍而形成的。另一方面，Ni-B鍍層15是通過覆蓋Ni-B (鎳-硼合金)而形成的，且是通過無電解鍍而形成的。此外，在本實施方式中，作為底鍍層12，以形成有Ni鍍層和Ni-B鍍層15的形式為例進行了說明，但不限于此。底鍍層12只要具有Ni-B鍍層15、和通過覆蓋Ni-P合金 (鎳-磷合金)而形成的Ni-P鍍層中的至少任意一種鍍層即可。例如，也可以是如下形式在底鍍層12中，在Ni鍍層14的表面上，形成Ni-P鍍層而不是Ni-B鍍層15。此外，也可以構成不具有Ni鍍層14的形式的底鍍層12。S卩，也可以構成僅形成有Ni-B鍍層15的底鍍層12、僅形成有Ni-P鍍層的底鍍層12等。此外，也可以構成具有Ni-B鍍層15和Ni-P鍍層這兩者的底鍍層12。此外，Ni-P鍍層是通過電解鍍或無電解鍍而形成的。此外，通過在主體部11的表面與Ni-B鍍層15之間、或者在主體部11的表面與 Ni-P鍍層之間形成Ni鍍層14，能夠實現鍍覆材料的低成本化。即，通過配置Ni-B鍍層15 或M-P鍍層作為與后述的Sn鍍層相鄰的鍍層、并且使用較多的附，由此，既能削減M-B合金或Ni-P合金的使用量，又能形成足夠厚的底鍍層12。Sn鍍層13是通過在底鍍層12的Ni-B鍍層15的表面上覆蓋Sn (錫)或Sn合金而形成的，且是通過電解鍍或無電解鍍形成的。此外，該Sn鍍層13的厚度尺寸(在圖2中為用雙端箭頭Tsn示出的尺寸)的平均值即平均厚度尺寸被設定在0. 2 μ m以上且0. 6 μ m 以下的范圍。此外，Sn鍍層13的平均厚度尺寸可通過適當設定鍍覆條件(例如電解鍍中的電流條件、鍍覆時間條件等)來進行調整。并且，例如，根據端子1的表面部分的截面的 SEM(Scanning Electron Microscope 掃描型電子顯微鏡)照片的圖像計測Sn鍍層13的厚度尺寸iTsn15此外，如前所述，端子1被用在連接器100中。因此，端子1在與Sn鍍層13的表面接觸的作為其他部件的外殼部件102或扁平電纜101的導體對Sn鍍層13的表面進行了加壓的狀態(tài)下使用。
并且，在上述其他部件構成為扁平電纜101的導體的情況下，端子1的Sn鍍層13 的與其他部件(扁平電纜101的導體)接觸的部分構成與其他部件電連接的電觸點部lc。 此外，在上述其他部件構成為外殼部件102的情況下，通過將端子1壓入到外殼部件102 中，由此外殼部件102在Sn鍍層13的表面上滑動并進行加壓。接著，對為了驗證本發(fā)明的效果而進行的驗證試驗的結果進行說明。圖3是示意性放大地示出驗證試驗中使用的作為試驗片的端子(1、2、3、4)的表面的一部分截面的示意性放大截面圖。圖3(a)是作為本發(fā)明第1實施例而制作的端子1的試驗片的表面的一部分的示意性放大截面圖。圖3(b)是作為第1比較例而制作的端子2的試驗片的表面的一部分的示意性放大截面圖。圖3(c)是作為本發(fā)明第2實施例而制作的端子3的試驗片的表面的一部分的示意性放大截面圖。圖3(d)是作為第2比較例而制作的端子4的試驗片的表面的一部分的示意性放大截面圖。在圖3(a)中示出了示意性放大截面圖的第1實施例的端子1的制作中，在形成為端子1的形狀的主體部11上，通過電解鍍形成Ni鍍層14，進而通過無電解鍍在其表面上形成Ni-B鍍層15，從而形成了底鍍層12。接著，在該底鍍層12的表面上通過電解鍍形成了薄的Sn鍍層13。此外，在第1實施例中，制作多個端子1，并針對這多個端子1，根據SEM 照片的圖像，確認到Sn鍍層13的平均厚度被設定在0. 2 0. 6 μ m的范圍。此外，對于在圖3(b)中示出了示意性放大截面圖的第1比較例的端子2，制作了如下形式的端子在主體部11的表面僅形成Ni鍍層14和Ni-B鍍層15，而未形成Sn鍍層13。該第1比較例的端子2也是被制作出了多個。在圖3(c)中示出了示意性放大截面圖的第2實施例的端子3的制作中，在形成為與端子1相同形狀的主體部11上，通過電解鍍形成Ni鍍層14，進而利用無電解鍍在其表面上形成通過覆蓋Ni-P合金而形成的Ni-P鍍層16，從而形成了底鍍層12。接著，在該底鍍層12的表面上通過電解鍍形成了薄的Sn鍍層13。此外，在第2實施例中，制作了多個端子3，并針對這多個端子3，根據SEM照片的圖像，確認到Sn鍍層13的平均厚度被設定為 0. 2 0. 6 μ m的范圍。此外，對于在圖3 (d)中示出了示意性放大截面圖的第2比較例的端子4，制作了如下形式的端子在主體部11的表面僅形成Ni鍍層14和Ni-P鍍層16，而未形成Sn鍍層13。該第2比較例的端子4也是被制作出了多個。此外，在驗證試驗中，如后所述，進行了在圖4中示出試驗結果的最長晶須長度確認試驗、在圖7中示出試驗結果的焊料潤濕性確認試驗、以及在圖8至圖10中示出試驗結果的導電性確認試驗。以下，對這些試驗結果進行說明。圖4示出了針對第1實施例的端子1、第1比較例的端子2、第2實施例的端子3和第2比較例的端子4實施最長晶須長度確認試驗后的結果。在最長晶須長度確認試驗中， 進行了如下試驗，即對有外力作用于第1和第2實施例的端子(1、3)的Sn鍍層13時抑制從Sn鍍層13產生晶須的效果進行驗證。此外，在該試驗中，還同時確認了有外力作用于第 1和第2比較例的端子0、4)中的最外層即Ni-B鍍層15或Ni-P鍍層16時的晶須產生狀況。在最長晶須長度確認試驗中，首先，針對第1和第2實施例的端子(1、3)以及第1 和第2比較例的端子0、4)，以與實際使用情況相同的使用形式，將這些端子分別用作與被壓入外殼部件102中而與扁平電纜101的端部的導體電連接的端子，之后確認了晶須產生狀況。在晶須產生狀況的確認中，針對在加壓狀態(tài)下與扁平電纜101的導體接觸而通電的電觸點部進行了基于SEM的觀察。然后，針對第1實施例、第2實施例、第1比較例和第2 比較例，確認了通過基于該SEM的電觸點部表面的觀察而被確認產生的晶須中長度最長的晶須(最長晶須)的長度。此外，在上述最長晶須長度確認試驗中，假定將各個端子(1、2、3、4)用于裝配用途，制作了進行回流焊工序后的試驗片(端子)，在該回流焊工序中，使試驗片經過回流焊爐(在基板上通過焊膏進行載置裝配時所使用的爐)。并且，對于這樣進行了回流焊工序的試驗片，實際上沒有被裝配于基板上，而是使試驗片單獨通過了回流焊爐。此外，針對第 1和第2實施例的端子(1、3)以及第1和第2比較例的端子0、4)，分別制作了多個(120 個)試驗片，并確認了最長晶須的長度。并且，還制作了與現有例對應的端子，除了第1和第2實施例的端子(1、3)以及第 1和第2比較例的端子0、4)以外，還針對現有例的端子(以下稱作“端子C”)進行了最長晶須長度確認試驗。此外，現有例的端子C是通過對主體部11的表面直接覆蓋厚的Sn鍍層而形成的，作為未進行回流焊工序的試驗片而制成。而且，針對現有例的端子C，也以與實際使用情況相同的使用形式，將該端子C用作與被壓入外殼部件102而與扁平電纜101的端部的導體電連接的端子，之后確認晶須的產生狀況，并進行了最長晶須長度確認試驗。如圖4的最長晶須長度確認試驗的試驗結果所示，在現有例的端子C中產生了 500 μ m長度的晶須。但是，對于第1和第2實施例的端子(1、3)，即使是最長的晶須長度，也僅產生了 10 μ m到15 μ m左右長度的晶須。因此，確認到了以下情況對于第1和第2實施例的端子(1、3)而言，即使對Sn鍍層13作用了外力，也能夠抑制晶須的產生。另一方面， 對于第1和第2比較例的端子(2、4)，由于在表面上未覆蓋形成Sn鍍層13，因此未確認到 IOym以上長度的晶須產生。此外，在此次試驗中，在現有例的端子C中確認到的晶須長度為500 μ m,然而，通常眾所周知的是，在與上述現有例的端子C同樣形成的端子中，所產生的晶須的長度為1 2mm左右。這里，針對上述試驗片中第1實施例的端子1和現有例的端子C的電觸點部的Sn 鍍層的表面的SEM照片的圖像進行說明。圖5例示了現有例的端子C的電觸點部的Sn鍍層的表面的SEM照片的圖像。此外，圖6例示了第1實施例的未進行回流焊工序的狀態(tài)下的端子1的Sn鍍層13的表面的SEM照片的圖像。此外，針對在圖6中示出了表面的SEM 照片的圖像的端子1，也以與實際使用情況相同的使用形式，將該端子1用作與被壓入外殼部件102而與扁平電纜101的端部的導體電連接的端子，之后確認了晶須的產生狀況。如圖5的SEM圖像所示，在現有例的端子C中，產生了 500 μ m左右長度的較長地延伸的晶須。與此相對，如圖6的SEM圖像所示，在第1實施例的端子1中，處于基本上觀察不到晶須產生的狀態(tài)。此外，如圖6中用虛線圍起示出的那樣，在第1實施例的端子1中， 能夠確認到以下狀態(tài)由于是薄薄地形成Sn鍍層13，因此Sn鍍層13的變形量小，Sn鍍層 13中的被削除的金屬量非常少。由此確認到即使產生了外部的其他部件對Sn鍍層13的表面進行加壓的狀態(tài)而對Sn鍍層13作用了外力，也能夠抑制表面的Sn鍍層13中的晶須產生。圖7是示出對第1和第2實施例的端子(1、3)以及第1和第2比較例的端子(2、 4)實施了焊料潤濕性確認試驗后的結果的圖。在該焊料潤濕性確認試驗中，針對第1和第2實施例的端子(1、；3)以及第1和第2比較例的端子0、4)，使用加壓蒸煮測試儀(電子部件的耐濕評價的加速壽命試驗機)在溫度105°C、濕度100%、處理時間8小時的條件下進行處理，之后進行了利用弧面狀沾錫(Meniscograph)的焊料潤濕性確認試驗。并且，基于過零時間(zero cross time)(秒)對焊料潤濕性進行了評價。這里，所測定的過零時間為如下時間從作為試驗片的端子的端部被浸漬到焊膏中起，到由焊料對端子作用的力一時經過正負零的瞬間為止的時間。S卩，關于過零時間，將作為試驗片的端子的端部浸漬到焊膏中，通過加熱使焊膏溶劑分離而開始產生潤濕現象， 發(fā)生了溶劑成分的溶解及與其相伴的產生浮力的現象和產生潤濕的現象，進而發(fā)生了錫粉的溶解及與其伴隨的產生浮力的現象和產生潤濕的現象，對于以上過程，所計測的過零時間為以上過程中到由焊料對端子作用的力一時經過正負零的瞬間為止的時間。此外，在上述焊料潤濕性確認試驗中，作為焊料，使用了 Sn-3Ag-0. 5Cu。并且，在該焊料潤濕性確認試驗中，將端子浸漬到焊膏中的浸漬深度設定為0. 2mm，能夠確保充分的焊料潤濕性的過零時間的要求水平為3秒以下，因此，將從端子被浸漬到焊膏起到提起端子為止的時間即浸漬時間設定為3秒。即，如果能夠在作為浸漬時間的3秒以內計測到過零時間，則能夠確保充分的焊料潤濕性。此外，在上述焊料潤濕性確認試驗中，針對第1實施例的端子1(在圖7中用 “Ni-B+Sn”表示試驗結果)、第1比較例的端子2 (在圖7中用“Ni_B”表示試驗結果)、第2 實施例的端子3 (在圖7中用“Ni-P+Sn”表示試驗結果)、第2比較例的端子4 (在圖7中用 “附-P”表示試驗結果)，分別制成了多個( 個)試驗片而進行了過零時間計測。并且，關于該計測結果，利用平均值、最大值和最小值進行了評價。此外，在圖7中，用空白圖案表示平均值結果，用細點圖案的陰影表示最大值結果，用斜線圖案的陰影表示最小值結果。如圖7的焊料潤濕性確認試驗結果所示，對于第1和第2比較例的端子(2、4)均確認到如下情況對于平均值、最大值和最小值，都未能在浸漬時間的3秒期間內計測到過零時間，從而不能充分確保焊料潤濕性。與此相對，對于第1和第2實施例的端子(1、3)均確認到如下情況過零時間的平均值、最大值和最小值均為3秒以下，從而能夠確保充分的焊料潤濕性。圖8至圖10是示出對第1和第2實施例的端子(1、3)以及第1和第2比較例的端子(2、4)實施了導電性確認試驗后的結果的圖。在圖8至圖10中示出結果的導電性確認試驗中，針對第1和第2實施例的端子(1、；3)以及第1和第2比較例的端子0、4)，在回流焊爐中將它們安裝于基板上，之后分別進行后述的預定試驗，并測定了因進行該預定試驗而引起的電阻上升值(πιΩ)。此外，針對第1實施例的端子1(在圖8中用“Ni-B+Sn”表示試驗結果)、第1比較例的端子2 (在圖8中用“附-B”表示試驗結果)、第2實施例的端子3(在圖8中用“Ni-P+Sn”表示試驗結果)、第2比較例的端子4 (在圖8中用“Ni_P”表示試驗結果)，分別制作了與各試驗條件對應的多個( 個)試驗片(即，按照每個試驗條件分別制作M個端子)并進行了電阻上升值的測定。然后，針對該測定結果，利用各試驗條件中的電阻上升值的最大值即最大電阻上升值(πιΩ)進行了評價。在圖8中示出結果的導電性確認試驗中，進行了重復實施插拔作業(yè)的試驗，在所述插拔作業(yè)中在處于被壓入到外殼部件102中的狀態(tài)的端子的一對突出片部之間插入扁平電纜101的端部，對轉動部件103進行操作而使端子與扁平電纜101的端部的導體連接，之后，對轉動部件103進行操作而拔出扁平電纜101。然后，在重復實施10次插拔作業(yè)的條件(插拔10次)、重復實施30次插拔作業(yè)的條件(插拔30次)、重復實施50次插拔作業(yè)的條件(50次)這三個條件下進行試驗，在各試驗后測定電阻上升值而對上述最大電阻上升值(πιΩ)進行了評價。此外，在圖8中，用空白圖案表示上述插拔10次的結果，用細點圖案的陰影表示上述插拔30次的結果，用斜線圖案的陰影表示上述插拔50次的結果。作為即使重復上述插拔作業(yè)也能夠確保良好導電性的水平，通常要求在重復30 次插拔作業(yè)后的狀態(tài)下電阻上升值為20πιΩ以下。與此相對，如圖8的導電性試驗結果所示，對于第1和第2實施例的端子(1、3)以及第1和第2比較例的端子(2、4)均確認到以下情況在插拔作業(yè)為10次、30次和50次中的任意一種情況下，都能夠確保最大電阻上升值為:ΜΩ以下這樣良好的水平。并且，對于第1和第2實施例的端子(1、3)確認到以下情況即使是承擔了比所要求的水平(插拔作業(yè)為30次的條件)更嚴格更苛刻的條件(插拔作業(yè)為50次的條件)的試驗，也能夠維持良好的導電性。在圖9和圖10中示出結果的導電性確認試驗中，針對第1實施例的端子1 (在圖9 和圖10中用“Ni-B+Sn”表示試驗結果)、第1比較例的端子2(在圖9和圖10中用“Ni_B” 表示試驗結果)、第2實施例的端子3 (在圖9和圖10中用“Ni-P+Sn”表示試驗結果)、第2 比較例的端子4 (在圖9和圖10中用“附-P”表示試驗結果)，分別進行了熱沖擊試驗、濕度試驗、高溫試驗以及硫化氫氣體試驗。并且，在各試驗(熱沖擊試驗、濕度試驗、高溫試驗、 硫化氫氣體試驗)后，分別測定了進行各試驗后的各試驗片的電阻上升值而對最大電阻上升值(m Ω )進行了評價。此外，在圖9和圖10中，用空白圖案表示熱沖擊試驗的結果，用細點圖案的陰影表示濕度試驗的結果，用斜線圖案的陰影表示高溫試驗的結果，用網格圖案的陰影表示硫化氫氣體試驗的結果。在圖9中示出結果的導電性確認試驗的熱沖擊試驗中，將試驗片置于如下環(huán)境中在500小時的期間重復500次使溫度在-55 0C到85 °C的范圍內變化的熱循環(huán)(對于_55°C的溫度設定30分鐘的期間、對于85°C的溫度設定30分鐘的期間這一溫度模式的熱循環(huán))。另一方面，在圖10中示出結果的導電性確認試驗的熱沖擊試驗中，將試驗片置于如下環(huán)境中在1000小時的期間，重復1000次使溫度以與上述相同的溫度模式在_55°C到 85°C的范圍內變化的熱循環(huán)。此外，作為確認端子的導電性所要求的熱沖擊試驗的水平，通常設定如下條件將試驗片置于在25小時的期間重復25次上述溫度范圍的熱循環(huán)的環(huán)境中。但是，在此次試驗中，以更嚴格更苛刻的條件進行了試驗。在圖9中示出結果的導電性確認試驗的濕度試驗中，將試驗片置于溫度為 400C 士2°C且濕度為90% 95%的環(huán)境中500小時。另一方面，在圖10中示出結果的導電性確認試驗的濕度試驗中，將試驗片置于溫度為40°C 士2°C且濕度為90% 95%的環(huán)境中 1000小時。此外，作為確認端子的導電性所要求的濕度試驗的水平，通常設定如下條件將試驗片置于上述溫度和濕度的環(huán)境中240小時。但是，在此次試驗中以更嚴格更苛刻的條件進行了試驗。在圖9中示出結果的導電性確認試驗的高溫試驗中，將試驗片置于溫度為 850C 士2°C的環(huán)境中500小時。另一方面，在圖10中示出結果的導電性確認試驗的高溫試驗中，將試驗片置于溫度為85°C 士 2°C的環(huán)境中1000小時。此外，作為確認端子的導電性所要求的高溫試驗的水平，通常設定如下條件將試驗片置于上述溫度環(huán)境中250小時。但是，在此次試驗中以更嚴格更苛刻的條件進行了試驗。在圖9中示出結果的導電性確認試驗的硫化氫氣體試驗中，將試驗片置于硫化氫濃度為3ppm士 lppm、溫度為40°C 士2°C、濕度為80% 士5%的環(huán)境中500小時。另一方面， 在圖10中示出結果的導電性確認試驗的硫化氫氣體試驗中，將試驗片置于硫化氫濃度為 3ppm 士 lppm、溫度為40°C 士 2°C、濕度為80% 士 5%的環(huán)境中1000小時。此外，作為確認端子的導電性所要求的硫化氫氣體試驗的水平，通常設定如下條件將試驗片置于上述溫度環(huán)境中96小時。但是，在此次試驗中以更嚴格更苛刻的條件進行了試驗。作為即使進行了上述各個試驗(熱沖擊試驗、濕度試驗、高溫試驗、硫化氫氣體試驗)也能夠確保良好導電性的水平，通常要求電阻上升值為20πιΩ以下。但是，如圖9的導電性試驗結果所示，對于第1和第2比較例的端子(2、4)確認到以下情況在一部分試驗中最大電阻上升值超過了 20πιΩ，隨環(huán)境不同有時難以得到良好的導電性。與此相對，對于第 1和第2實施例的端子(1、；3)均確認到以下情況在各個試驗(熱沖擊試驗、濕度試驗、高溫試驗、硫化氫氣體試驗)的試驗時間為500小時的條件下，都能夠確保最大電阻上升值為 4mΩ以下這樣良好的水平。此外，如圖10的導電性試驗結果所示，對于第1和第2比較例的端子(2、4)確認到以下情況在一半試驗中最大電阻上升值超過了 20πιΩ，隨環(huán)境不同有時難以得到良好的導電性。與此相對，對于第1和第2實施例的端子(1、；3)均確認到以下情況在各個試驗 (熱沖擊試驗、濕度試驗、高溫試驗、硫化氫氣體試驗)的試驗時間為1000小時的條件下，都能夠確保最大電阻上升值為17πιΩ以下這樣良好的水平。并且，能夠確認到以下情況對于第1和第2實施例的端子(1、3)，即使是實施了比所要求的水平更嚴格更苛刻的條件的各個試驗(熱沖擊試驗、濕度試驗、高溫試驗、硫化氫氣體試驗)，也能夠維持良好的導電性。這里，還對進行回流焊工序后的狀態(tài)下的Sn鍍層13的狀態(tài)的確認結果進行說明。 圖11例示了第1實施例的進行了回流焊工序的端子1的表面部分的截面的SEM照片的圖像。此外，圖12例示了第2實施例的進行了回流焊工序的端子3的表面部分的截面的SEM 照片的圖像。如圖11所示，在進行了回流焊工序后的端子1中，在構成主體部11的磷青銅層的上層形成有構成Ni鍍層14的Ni層，進一步在其上層形成有構成Ni-B鍍層15的Ni-B合金層。并且，在Ni-B合金層的上層，形成有Ni-B合金與Sn的合金層。但是，在Ni-B合金與Sn的合金層的上層，成為殘留了構成Sn鍍層13的Sn層的狀態(tài)，只是比進行回流焊工序前要薄。由此，即使進行了回流焊工序，對于第1實施例的端子1而言，也能夠保留焊料潤濕性和導電性非常優(yōu)異的Sn鍍層13。此外，在Sn鍍層13的表面上附著有在回流焊工序中產生的碳。此外，如圖12所示，在進行了回流焊工序后的端子3中，在構成主體部11的磷青銅層的上層形成有構成Ni鍍層14的Ni層，進一步在其上層形成有構成Ni-P鍍層16的 Ni-P合金層。并且，在Ni-P合金層的上層，形成有Ni-P合金與Sn的合金層。但是，在Ni-P 合金與Sn的合金層的上層，成為殘留有構成Sn鍍層13的Sn層的狀態(tài)，只是比進行回流焊工序前要薄。由此，即使進行了回流焊工序，對于第2實施例的端子3而言，也能夠保留焊料潤濕性和導電性非常優(yōu)異的Sn鍍層13。此外，在Sn鍍層13的表面上附著有在回流焊工序中產生的碳。
根據以上所說明的本實施方式的端子(1、3)，在主體部11的表面上，形成有包含 Ni-B鍍層15和Ni-P鍍層16中的至少任意一種鍍層的底鍍層12。因此，通過形成可發(fā)揮比較良好的焊料潤濕性和導電性的包含Ni-B合金或Ni-P合金的底鍍層12，能夠保證用于確保電子部件的端子(1、；3)的性能所需的充分的鍍覆厚度。此外，在該底鍍層12的表面上進一步形成有平均厚度尺寸為0. 2 μ m以上且0. 6 μ m以下的Sn鍍層13。因此，焊料潤濕性和導電性非常優(yōu)異的由Sn或Sn合金形成的Sn鍍層13以薄鍍覆化(薄化)后的狀態(tài)，形成在底鍍層12的表面。由此，能夠實現焊料潤濕性和導電性的進一步提高，并且通過使Sn 鍍層13薄化，能夠抑制晶須的產生。此外，對于本實施方式的端子(1、3)，通過使Sn鍍層13薄化而降低了 Sn鍍層13 的變形量，因此，即使產生了外部的其他部件對Sn鍍層13的表面進行加壓的狀態(tài)而對Sn 鍍層13作用了外力，也能夠抑制表面的Sn鍍層13中的晶須產生。此外，即使外部的其他部件在端子(U)的表面滑動，也能夠降低Sn鍍層13的變形量，因此能夠抑制表面的Sn 鍍層13中的晶須產生。此外，在本發(fā)明人進行驗證后確認到以下情況根據作為本實施方式的電子部件的端子(1、3)，通過將Sn鍍層13的平均厚度尺寸設定為0. 2 μ m以上，能夠確保充分的焊料潤濕性和導電性。并且，通過將Sn鍍層13的平均厚度尺寸設定為0. 6 μ m以下，也能夠確認到上述效果，即，即使對Sn鍍層13作用了外力也能夠抑制晶須產生。由此，根據本實施方式，能夠提供確保了焊料潤濕性和導電性、即使對Sn鍍層13作用外力也能夠抑制晶須產生的作為電子部件的端子(1、3)。此外，根據本實施方式，即使在扁平電纜101的導體或外殼部件102那樣的其他部件加壓地接觸Sn鍍層13表面的狀態(tài)下使用端子(1、3)，也能夠抑制Sn鍍層13中的晶須產生。此外，根據本實施方式，即使以Sn鍍層13中的被其他部件(扁平電纜101的導體)加壓地接觸的部分構成電觸點部的形式使用端子(1、3)，也能夠抑制Sn鍍層13中的晶須產生。因此，在作為電子部件的端子(1、3)中，能夠抑制因晶須引發(fā)電短路的情況發(fā)生。 而且，對于與扁平電纜101連接的設置于連接器100中的端子(1、3)，能夠抑制在相鄰的端子(1、；3)彼此之間產生短路。此外，根據本實施方式，即使作為電子部件的端子(1、；3)被壓入到由絕緣性材料形成的外殼部件102中、且以滑動狀態(tài)和加壓狀態(tài)對Sn鍍層13作用外力，也能夠抑制Sn 鍍層13中的晶須產生。以上對本發(fā)明的實施方式進行了說明，但本發(fā)明不限于上述實施方式，可在權利要求所記載的范圍內進行各種變更。例如，也可以按如下方式進行變更來實施。(1)在上述實施方式中，以將本發(fā)明應用于構成為端子的電子部件的情況為例進行了說明，但是在端子以外的其他情況下也能夠應用本發(fā)明。即，只要是在表面形成有通過覆蓋Sn或Sn合金而構成的Sn鍍層的電子部件，即可廣泛應用本發(fā)明。此外，在將本發(fā)明應用于構成為端子的電子部件的情況下，也不限于上述實施方式中例示的端子的形式，可以進行各種變更來實施。例如，可以將本發(fā)明應用于針狀端子、插槽狀端子等各種形式的端子。(2)也可以實施如下的電子部件該電子部件除了在主體部表面進行覆蓋而形成了具有Ni-B鍍層和Ni-P鍍層中的至少任意一種鍍層的底鍍層和Sn鍍層以外，還在Sn鍍層的表面形成有防銹劑的層(防銹劑層)。防銹劑層是通過在電子部件的Sn鍍層表面涂覆防銹劑、或者將電子部件浸漬到防銹劑液體中等方式而形成的。根據這種具有防銹劑層的電子部件，能夠進一步提高焊料潤濕性。即，形成在Sn鍍層表面的防銹劑層構成起到耐水效果的有機膜和起到耐熱效果的無機膜，能夠防止生成會引起焊料潤濕性劣化的氧化膜 (隔斷氧)。由此，能夠實現焊料潤濕性的進一步提高。產業(yè)上的可利用性本發(fā)明能夠廣泛應用于在表面形成有通過覆蓋Sn或Sn合金而構成的Sn鍍層的電子部件。
權利要求
1.一種電子部件，其在表面形成有鍍層，該電子部件的特征在于，具有 主體部，其由金屬材料形成；底鍍層，其覆蓋在所述主體部的表面上；以及Sn鍍層，其是通過在所述底鍍層的表面上覆蓋Sn或Sn合金而形成的， 所述底鍍層具有通過覆蓋Ni-B合金而形成的Ni-B鍍層以及通過覆蓋Ni-P合金而形成的Ni-P鍍層中的至少任意一種鍍層，所述Sn鍍層的平均厚度尺寸被設定在0. 2 μ m以上且0. 6 μ m以下的范圍。
2.根據權利要求1所述的電子部件，其特征在于，該電子部件在與所述Sn鍍層的表面接觸的其他部件對該Sn鍍層的表面進行了加壓的狀態(tài)下使用。
3.根據權利要求2所述的電子部件，其特征在于， 所述其他部件構成為導體，所述Sn鍍層中的與所述其他部件接觸的部分構成與所述其他部件電連接的電觸點部。
4.根據權利要求2所述的電子部件，其特征在于， 所述其他部件構成為由絕緣性材料形成的外殼部件，通過將該電子部件壓入到所述外殼部件中，由此該外殼部件在所述Sn鍍層的表面上滑動并進行加壓。
全文摘要
本發(fā)明的課題在于提供一種電子部件，其能夠確保焊料潤濕性和導電性，即使對Sn鍍層作用外力也能夠抑制晶須的產生。作為解決手段，電子部件(1)具有主體部(11)，其由金屬材料形成；底鍍層(12)，其覆蓋在主體部(11)的表面上；以及Sn鍍層(13)，其是通過在底鍍層(12)上覆蓋Sn或Sn合金而形成的。底鍍層(12)具有通過覆蓋Ni-B合金而形成的Ni-B鍍層(15)和通過覆蓋Ni-P合金而形成的Ni-P鍍層(16)中的至少任意一種鍍層。Sn鍍層的厚度尺寸(Tsn)的平均尺寸被設定在0.2μm以上且0.6μm以下的范圍。
文檔編號C25D3/30GK102394413SQ20111016647
公開日2012年3月28日 申請日期2011年6月20日 優(yōu)先權日2010年6月28日
發(fā)明者雨宮直人 申請人:日本壓著端子制造株式會社