电子元件用镀Sn材料制造技术

本发明专利技术的目的在于提供一种作为连接器、端子等的导电性弹簧材料防止Sn粉的产生，并且具有良好的表面光泽的镀Sn材料，该镀Sn材料在铜或铜合金条的基体材料上具有实施了回流焊处理的Sn镀层，其特征在于，回流焊Sn镀层由上侧的Sn层和下侧的Cu-Sn合金层构成，在镀Sn材料的最表面，每35mm2存在1个以上放射状的Sn凝固组织，镀Sn材料的最表面的轧制直角方向的表面粗糙度Ra为0.05μm以下。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及适合用作电子元件，特别是连接器、端子等的导电性弹簧材料的镀Sn材料。
技术介绍
作为连接器、端子等的导电性弹簧材料，使用实施了Sn镀敷的铜或铜合金条(以下，称为“镀Sn材料”)。一般地，镀Sn材料通过以下工序制造：在连续镀敷作业线进行脱脂以及酸洗后，通过电镀法形成Cu基底镀层，接着通过电镀法形成Sn层，最后实施回流焊处理，使Sn层熔融。在对上述镀Sn材料进行冲压加工来制造连接器等时，通过压板按压镀Sn材料，但由于压板与镀Sn材料表面接触，产生了从镀Sn材料的Sn镀层产生Sn粉并混入冲压机的问题。此外，一般地，在连接器等的组装作业线，设置有用于检测表面缺陷的检测器，通过向端子表面照射光并对其反射光进行检测来检测出缺陷。因此，为了高精度地检测缺陷，要求端子的表面光泽高，也就是说要求导电性弹簧材料的表面光泽高。随着近年来的连接器的小型化，对于镀Sn材料，强烈要求抑制上述Sn粉的产生以及良好的表面光泽强。对于上述Sn粉的问题，在专利文献1中公开了以下方法：在对铜合金条进行基底镀敷、Sn镀敷后，控制回流焊处理的风机的频率，由此，使Cu-Sn合金层露出到镀Sn材料的最表面，使该露出的Cu-Sn合金层面积比为0.5～4％，使每0.033mm2的个数为100～900个。在专利文献2中公开了以下方法：在铜合金条进行基底镀敷、Sn镀敷后，在通过回流焊炉进行加热，风冷后，通过水冷，使回流焊后的Sn层中以50～1000个/μm2的个数密度存在晶粒直径为10～100nm的Cu-Sn合金颗粒。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第5389097号公报专利文献2：日本专利第5587935号公报专利技术所要解决的课题上述镀Sn材料在抑制Sn粉的产生上有效，但却不足以满足伴随近年来的连接器的小型化的抑制Sn粉产生的要求。并且，为了高精度地进行表面检查，还要求提高表面光泽。
技术实现思路
本专利技术的目的在于进一步改良以抑制Sn粉产生，同时得到良好的表面光泽。据本专利技术的专利技术人所知，以往，并未发现抑制Sn粉产生并且能得到良好的表面光泽的专利技术。本专利技术是鉴于上述课题完成的，其目的在于提供一种作为连接器、端子等的导电性弹簧材料，防止Sn粉的产生并具有良好的表面光泽的镀Sn材料。用于解决课题的方案本专利技术人锐意研究的结果，发现为了抑制Sn粉的产生，提高镀Sn材料的表面平滑性是行之有效的。在冲压加工时，通过压板保持镀Sn材料时Sn层受到刮擦，由此产生Sn粉。压板以一定的负荷按压镀Sn材料，但当镀Sn材料的表面粗糙度大时，如图1所示，由于与压板接触的面积变小，压板和镀Sn材料的接触部的单位面积上的负荷变大，压板相对于镀Sn材料的咬入量变大。其结果是，镀Sn材料被刮擦的量变多，Sn粉的产生量也变多。相反，当镀Sn材料的表面粗糙度小时，如图2所示，由于与压板接触的面积变大，压板和镀Sn材料的接触部的单位面积上的负荷变小，压板相对于镀Sn材料的咬入量变小。其结果是，镀Sn材料被刮擦的量变少，Sn粉的产生量也变少。而且，当镀Sn材料的表面粗糙度变小时，表面光泽提高。为了减小镀Sn材料的表面粗糙度，需要通过回流焊处理，对实施了Sn镀敷的铜合金条进行加热后，喷雾出冷却水至镀Sn材料的表面(以下，称为“雾
状水冷”)，接着投入镀Sn材料。一般地，通过回流焊处理加热后的镀敷材料的冷却方法是在加热后投入水槽，或者数秒风冷后，投入水槽的方法。该情况下，由于通过回流焊加热而熔融的Sn在投入水槽后马上凝固，因此，如图3所示，此Sn的凝固组织的形态呈柱状。因此，其剖面形状如图1，表面粗糙度变大。另一方面，当在将通过回流焊处理加热后的镀敷材料投入水槽之前进行雾状水冷时，由于喷雾出的水粒子附着于表面而冷却，因此，如图4所示，此Sn的凝固组织的形态呈放射状。因此，其剖面形状如图2，表面粗糙度变小。像这样，对通过回流焊处理加热后的镀敷材料进行雾状水冷后，进行投入水槽的冷却，使Sn的凝固组织形态呈放射状，减小表面粗糙度，由此，能抑制Sn粉的产生，并能得到良好的表面光泽。即，本专利技术包括：(1)一种镀Sn材料，其特征在于，在铜或铜合金条的基体材料上具有实施了回流焊处理的Sn镀层，回流焊Sn镀层由上侧的Sn层和下侧的Cu-Sn合金层构成，在镀Sn材料的最表面，每35mm2存在1个以上放射状的Sn凝固组织，镀Sn材料的最表面的轧制直角方向的表面粗糙度Ra为0.05μm以下。(2)根据(1)所述的镀Sn材料，其特征在于，露出到最表面的Cu-Sn合金层的面积比为40％以下，从表面观察时的所述露出的Cu-Sn合金层的晶粒直径为3μm以下。(3)根据(1)或(2)所述的镀Sn材料，铜或铜合金条的基体材料上通过Cu基底镀层、或Ni基底镀层、或将Ni以及Cu按照该顺序层叠而成的Ni/Cu双层基底镀层覆盖，在该基底镀层上具有回流焊Sn镀层。(4)一种镀Sn材料的制造方法，其特征在于，在铜或铜合金条的基体材料上，在形成Sn镀层或按顺序形成Cu、Sn镀层后，通过回流焊处理，在基体材料上隔着Cu-Sn合金层形成Sn层，使所述Cu镀层的厚度为0～0.5μm，所述Sn镀层的厚度为0.5～1.5μm，在所述回流焊处理中，以温度300～600℃加热1～30秒后，喷雾出20～90℃的冷却水，接着投入至20～90℃的水槽。(5)一种镀Sn材料的制造方法，其特征在于，在铜或铜合金条的基体材
料上按顺序形成Ni、Cu、Sn镀层后，通过回流焊处理，在基体材料上覆盖Ni基底镀层或Ni/Cu双层基底镀层，隔着Cu-Sn合金层形成Sn层，使所述Ni镀层为0.05～3μm，所述Cu镀层的厚度为0.05～0.5μm，所述Sn镀层的厚度为0.5～1.5μm，在所述回流焊处理中，以温度300～600℃加热1～30秒后，喷雾出20～90℃的冷却水，接着投入至20～90℃的水槽。(6)一种电子元件，其具备(1)～(3)中任一项所述的镀Sn材料。专利技术效果通过本专利技术的镀Sn材料，特别是对于用于汽车以及电子元件等的端子，能使接合时的插入力低，高精度地实施端子组装时的表面检查。附图说明图1是镀Sn材料的最表面的表面粗糙度大的情况下的剖面示意图。图2是镀Sn材料的最表面的表面粗糙度小的情况下的剖面示意图。图3是在通过回流焊处理加热后投入水槽的情况下的镀Sn材料的刻蚀后的最表面组织照片。图4是在通过回流焊处理加热后实施雾状水冷，接着投入水槽的情况下的镀Sn材料的刻蚀后的最表面组织照片。图5是镜面反射率测定方法的说明图。具体实施方式以下，对于本专利技术的镀Sn材料的一实施方式进行说明。需要说明的是，本专利技术中，所谓％表示质量％，除非另有说明。(1)基体材料的组成作为构成镀Sn材料的基体材料的铜条，能使用纯度99.9％以上的韧铜、无氧铜，此外，作为铜合金条，能根据所要求的强度、导电性，使用公知的铜合金。作为公知的铜合金，例如可以举出Cu-Sn-P系合金、Cu-Zn系合金、Cu-Ti系合金、Cu-Ni-Si系合金、Cu-Sn-Zn系合金、Cu-Zr系合金等。(2)放射状的Sn凝固组织通过如前述地进行雾状水冷，熔融的Sn凝固为放射状。如果每35mm2存在1个以上该放射状的Sn凝固组织，则表面粗糙度Ra为0.05μm以下。放射状的Sn本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种镀Sn材料，其特征在于，在铜或铜合金条的基体材料上具有实施了回流焊处理的Sn镀层，回流焊Sn镀层由上侧的Sn层和下侧的Cu‑Sn合金层构成，在镀Sn材料的最表面，每35mm2存在1个以上放射状的Sn凝固组织，镀Sn材料的最表面的轧制直角方向的表面粗糙度Ra为0.05μm以下。

【技术特征摘要】
2015.02.24 JP 2015-0342461.一种镀Sn材料，其特征在于，在铜或铜合金条的基体材料上具有实施了回流焊处理的Sn镀层，回流焊Sn镀层由上侧的Sn层和下侧的Cu-Sn合金层构成，在镀Sn材料的最表面，每35mm2存在1个以上放射状的Sn凝固组织，镀Sn材料的最表面的轧制直角方向的表面粗糙度Ra为0.05μm以下。2.根据权利要求1所述的镀Sn材料，其特征在于，露出到最表面的Cu-Sn合金层的面积比为40％以下，从表面观察时的所述露出的Cu-Sn合金层的晶粒直径为3μm以下。3.根据权利要求1或2所述的镀Sn材料，其中，铜或铜合金条的基体材料上通过Cu基底镀层、或Ni基底镀层、或将Ni以及Cu按照该顺序层叠而成的Ni/Cu双层基底镀层覆盖，在该基底镀层上具有回流焊镀Sn层。4.一种镀Sn材料的制造方法，其特征在于，在铜或铜合金条的...

【专利技术属性】
技术研发人员：长野真之，山崎浩崇，中谷胜哉，
申请(专利权)人：JX金属株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP