JP3878057B2 - Striped plating strip and striped plating method - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品であるコネクタなどの各種端子、ＩＣリードフレームなどのリード材などに用いられる金属条であって、金、半田などのストライプめっきが施されたストライプめっき条、及び、ストライプめっき方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子部品であるコネクタなどの各種端子或はＩＣリードフレームなどのリード材などを製造するためには、例えば黄銅、バネ用りん青銅のような銅合金などからなる金属条を用い、この金属条をプレス成形加工し、雄及び雌の連続端子が形成される。
【０００３】
つまり、図７に、電子部品であるコネクタなどの各種端子を製造するための、従来使用されている金属条、即ち、ストライプめっき金属条の一例を示すが、プレス成形加工後の金属条１は、長手方向に連続したキヤリヤ部２を有し、このキャリヤ部２に所定の間隔（Ｇ）にて端子３が互に離間して接続された形状とされる。このようなプレス成形された金属条１は、キヤリヤ部２が駆動装置に係合駆動されることにより、連続してめっき設備へと供給される。
【０００４】
金属条１にＮｉ或はＰｄ−Ｎｉなどにて下地めっき（単に「ニッケルめっき」という。）をした後、この金属条１の長手方向にストライプ状に、即ち、端子先端部、即ち、接点部４には長さＬＡ領域に金或は金−コバルト合金などの接点用金めっきが、又、端子３のキヤリヤ部側、即ち、接続部５にはキヤリヤ部２をも含めて長さＬＳ領域に半田めっき、例えば、錫、錫合金めっき等の金属めっきが施される。
【０００５】
コネクタなどの電子部品の小型化に伴い、このようなストライプめっきにおいて、領域ＬＳの半田めっきと、領域ＬＡの接点用金めっきとの間隔ＬＧが狭くなり、実装時、半田めっき（領域ＬＳ）の溶融半田が接点用金めっき（領域ＬＡ）まで達してしまう、所謂、「半田の吸いあがり現象」が顕在化してきた。これが起こると、領域ＬＡの接点用金めっき上に半田がつき接点電気特性が劣ってしまう。
【０００６】
そこで、領域ＬＳの半田めっきと、領域ＬＡの接点用金めっきとの間の連結部６（領域ＬＧ）に金めっきがつかずニッケルめっきが露出した、所謂、「ニッケルバリア」の必要性が高まっている。このようなニッケルバリア領域ＬＧは金めっきがないため溶融半田がのらず、半田めっき上の溶融半田が接点まで流れることを防止できる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、次のような問題があった。
【０００８】
従来、金めっき位置規格に対しては、めっき製造上のめっき位置のバラツキを考慮して金めっき位置を広げることが行われている。
【０００９】
一方、ニッケルバリアとして必要な幅（即ち、領域ＬＧの距離）については必ずしも明確ではないが、最低でも０．１ｍｍは必要と言われている。したがって、金めっき位置のバラツキが大きいほど金めっき位置を広げなければならず、ニッケルバリア領域ＬＧを０．１ｍｍ以上形成するとなると半田めっきと接点用金めっきの両めっき位置の規格の間隔が広いものでないと適用できないことになる。
【００１０】
つまり、両めっき位置規格の間隔の狭いものでその間隔内にニッケルバリア領域ＬＧを形成するには金めっき位置のバラツキを小さくし規格より広げる余分な金めっき位置を最小化しなければならない。
【００１１】
具体的には、両めっき位置の規格の間隔が１ｍｍ以下のものでは、０．１ｍｍのニッケルバリア領域ＬＧを形成するためには両めっき位置のバラツキの範囲は０．４５ｍｍ以下に抑えなければならない。
【００１２】
液面制御が行われる金めっき槽に金属条を浸漬し、部分金めっきを行う最も単純なめっき方法では、めっき位置のバラツキに加えそのめっき厚分も考慮して金めっき位置は規格に対し１．５ｍｍ余分にする必要があり、上記要求に全く応じられない。
【００１３】
また、図８に示すように、金めっき槽１００中に回転ドラム１０１と電極１０２を配置し、槽中にはめっき液１０３が収容され、又、回転ドラム１０１の回りにエンドレスマスキングベルト１０４を巻回し、回転ドラム１０１とマスキングベルト１０４の間に金属条１を供給して部分めっきする、所謂、ドラム法では、めっき位置の範囲を０．４５ｍｍ以下に抑えたとしても、金めっき製造時にマスキング部から金めっき液が浸入して金めっき部で極薄い「金めっきにじみ」を生じる。
【００１４】
つまり、本発明者らの知る限りにおいて、現状では、領域ＬＳの半田めっきと、領域ＬＡの接点用金めっきとの両めっき位置間隔が狭いものに対し、量産レベルでニッケルバリア形成を保証できる方法はない。
【００１５】
そこで、本発明者らは、半田めっき工程におけるリフロー処理に着目した。つまり、半田めっき工程においては、従来、めっき半田を凝固金属組織とし、めっき上がりの電着状態の半田における、ウィスカーの発生や、プレス加工時の粉や、ヒゲ状のバリの発生を防止するために、半田めっきを施した後、電気炉中を通板させる等により被めっき条温度を半田の融点以上にし、半田めっきをリフロー処理することが行われている。
【００１６】
めっき上がりにおけるニッケル下地めっきと半田めっきの境界部では、リフロー処理によりニッケルと錫の熱拡散が起こり、ニッケルと錫の合金層ができる。本発明者らの実験研究の結果、合金層そのものはニッケル下地と半田めっき層の結合力を高めるのに有効であるが、半田付け性は悪く、そのために、合金層の上に十分な半田めっき層が残っていれば半田付け性には問題はないが、合金層が半田めっきの表面にまで達すると半田付け性は極端に劣化することが分かった。
【００１７】
本発明は、斯かる本発明者らの新規な知見に基づきなされたものである。
【００１８】
本発明の目的は、金めっきに「めっきにじみ」があっても、実質上半田が付かず、ニッケルバリアと同じか或いはそれ以上の効果を発揮して、金属条にストライプめっきを高精度且つ高品質にて行なうことができ、電子部品の小型化に対応することのできるストライプめっきが施されたストライプめっき条、及び、ストライプめっき方法を提供することである。
【００１９】
本発明の他の目的は、前めっき或いは後めっきのいずれにおいても有効に、金属条にストライプめっきを高精度且つ高品質にて行なうことができ、電子部品の小型化に対応することのできるストライプめっきが施されたストライプめっき条、及び、ストライプめっき方法を提供することである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係るストライプめっき用金属条、ストライプめっきが施されたストライプめっき条、及び、ストライプめっき方法にて達成される。要約すれば、第１の本発明は、全面に形成されたＮｉ下地めっき層と、半田付け性必要部に形成された半田付け性の良い錫又は錫合金めっき層とを有するストライプめっき条であって、
前記錫又は錫合金めっき層に隣接して、半田付け性の良くない、前記Ｎｉ下地めっき層のめっき金属と前記錫又は錫合金めっき層のめっき金属との合金層をリフロー処理により形成し、リフロー処理前の錫又は錫合金めっき層のめっき厚さが前記半田付け性必要部で０．７μｍ以上、３．０μｍ以下であり、前記半田付け性必要部に隣接した半田付け性の良くない合金層を形成する極薄半田めっき部で０．０５μｍ以上、０．３μｍ以下であることを特徴とするストライプめっき条である。
【００２１】
第２の本発明によれば、（ａ）ストライプめっき用金属条の全面にＮｉ下地めっきを行う工程、次いで、
（ｂ）前記ストライプめっき用金属条の半田付け性必要部に半田付け用錫又は錫合金めっきを行い、錫又は錫合金めっき層を形成すると共に、前記錫又は錫合金めっき層に隣接して錫又は錫合金めっき層からなる極薄半田めっき部を形成する工程、
（ｃ）その後、リフロー処理して、前記極薄半田めっき部を、半田付け性の良くない、前記Ｎｉ下地めっきのめっき金属と前記極薄半田めっき部のめっき金属との合金層とする工程、
を有することを特徴とするストライプめっき方法が提供される。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るストライプめっきが施されたストライプめっき条、及び、ストライプめっき方法を図面に則して更に詳しく説明する。
【００２４】
図１（Ａ）、（Ｂ）は、本発明に係るストライプめっき条１Ａの特徴とする半田付け性必要部近傍の構成を示す模式的な断面図である。
【００２５】
図１（Ｂ）に示すように、本発明のストライプめっき条１Ａは、全面に形成された下地めっき層１１と、半田付け性必要部に形成された、半田付け性の良い半田めっき層１２とを有する。特に、本発明によれば、半田めっき層１２に隣接して、半田付け性の悪い合金からなる合金層１４が形成される。
【００２６】
本実施例によれば、下地めっき層１１のめっき金属はニッケルであり、半田めっき層１２のめっき金属は錫又は錫合金（例えば、鉛−錫系合金）とされ、また、合金層１４は、ニッケルと錫との合金にて形成される。
【００２７】
つまり、図１（Ａ）に示すように、被めっき材としてのストライプめっき用金属条１に下地めっきとしてニッケルめっき１１を施し、その後、半田めっき１２、１３を行う。特に、半田めっき１３部分は、半田付け性必要部を形成する半田めっき１２に比較して薄くなっており、本願明細書では、このような半田めっき１２の厚さが薄くなった部分１３を「極薄半田めっき部」と呼ぶ。
【００２８】
半田めっき１２、１３を施した後、ストライプめっき条１Ａを電気炉中へと送給し、ストライプめっき条１Ａの温度を半田の融点以上（略２００℃以上）にまで加熱して、半田めっき１２、１３をリフロー処理する。
【００２９】
このようなリフロー処理により、めっき上がりにおけるニッケル下地めっき１１と半田めっき１２、１３の境界部では、図１（Ｂ）に示すように、ニッケルと錫の熱拡散が起こり、ニッケルと錫の合金層１４ができる。合金層１４そのものはニッケル下地と半田めっき層の結合力を高めるのに有効であるが、半田付け性は悪い。
【００３０】
そこで、本発明によれば、図１（Ｂ）に示すように、半田付け性必要部においては、合金層１４の上に十分な半田めっき層１２が残るようにし、半田付け性を必要としない部分では、合金層１４が半田めっき１３の表面にまで達するようにした。
【００３１】
従って、本発明によれば、半田めっき層１２に隣接して形成された合金層１４は、実質的に半田がつかず、ニッケルバリアと同じ効果、或いは、それ以上の効果を発揮することができる。
【００３２】
本発明は、接点用金めっきと半田めっきとの間隔が狭い仕様で、金めっきのにじみの一部が半田めっきに重なったような場合にも有効である。
【００３３】
つまり、図２（Ａ）には、金属条１にニッケルめっき１１をした後、端子３の接点部４には金或は金−コバルト合金などの接点用金めっき２０を施し、又、端子３の接続部５には半田めっき１２を施した時の状態を示す。
【００３４】
金めっき２０と半田めっき１２の間隔（ｗ０）が狭いときには、図示するように、金めっき２０を施したとき金めっき２０のにじみ２１が半田めっき１２に重なることがある。このような状態では、リフロー処理後においては、図２（Ｂ）に示すように、半田めっき１２とニッケルめっきとの間には、上述のようにニッケルと錫の合金層１４が形成されるが、金めっき部２０と半田めっき部１２とは金めっき２１にて連結された状態となる。従って、実装時には、半田めっき部１２の溶融半田が接点用金めっきに達してしまう、所謂、「半田の吸いあがり現象」が生じる。
【００３５】
これに対して、図３（Ａ）には、本発明に従って、半田めっき層１２に隣接して極薄半田めっき部１３を形成した場合を示す。
【００３６】
この場合には、図示するように、金めっき２０のにじみ２１は極薄半田めっき１３、場合によっては、半田めっき１２とも重なることとなる。このような、極薄半田めっき１３及び半田めっき１２と重なった金めっきにじみ部２１は、リフロー処理によって、極薄半田めっき１３中に溶解し、極薄半田めっき１３及び半田めっき部１２は、ニッケルめっき１１との間に拡散層、即ち、ニッケルと錫の合金層１４が形成される。従って、半田付け用の溶融半田は合金層１４で止まり、金めっき２０まで到達することを防止できる。
【００３７】
即ち、極薄半田めっき１３があれば、金めっき２０のにじみ２１の存在の有無に拘わらず合金層１４を形成し、「半田の吸いあがり現象」を防止できる。
【００３８】
勿論、金のにじみだけでなく、金めっき２０或いは半田めっき１２の位置のバラツキにより一部において重なりが生じてしまうような場合にも、本発明は同様に有効である。
【００３９】
次に、上記構成の本発明のストライプめっき条１Ａを作製する方法について説明する。
【００４０】
本実施例によれば、先ず、被めっき材である、例えば、厚さ（Ｔ）０．２ｍｍ、幅（Ｗ）２５ｍｍのばね用リン青銅のような銅合金からなるストライプめっき用金属条１をプレス成形加工し、プレス成形加工された金属条１は、ニッケル（Ｎｉ）めっき槽にて全体が厚さ（ＴＮ）が１〜２μｍにてニッケルめっき１１を施す。
【００４１】
次いで、図４及び図８に示すように、ニッケルめっきが施された金属条１は、回転ドラム１０１に巻回され、半田めっき槽１００へと供給される。
【００４２】
このとき、金属条１は、半田付け性必要部である接続部５を含む領域ＬＳを除いて、連結部６（領域ＬＧ）、及び、端子部４（領域ＬＳ）は、マスキングベルト１０４、１０５によりマスクされる。
【００４３】
また、本実施例によれば、図４に示すように、接続部５の連結部６側の端部に位置したマスキングベルト１０４の接続部端縁１０４ａは、図示するように、テーパが付けられている。このテーパ角度θは、マスキングベルト１０４の厚さ（ＴＭ）を５ｍｍとした場合に１０〜４５°とされる。
【００４４】
これにより、半田めっき性必要部、即ち、接続部５に隣接したマスキングベルト１０４の端面１０４ａにおけるめっき液の流れが悪くなり、結果として、半田めっき性必要部のめっき厚（ｔ１）に比べ、半田めっき性必要部端部の半田めっきの厚さ（ｔ２）が薄くなる。このように、半田めっき性必要部端部の半田めっき１２に隣接して、半田めっきの厚さが薄くなった部分、即ち、極薄半田めっき部１３が形成される。極薄半田めっき部１３のめっき厚（ｔ２）は０．３μｍ以下である。
【００４５】
上述のように、半田めっき１２、１３が施されたストライプめっき条１Ａをリフロー処理すると半田は熱拡散によりニッケルと錫の合金層１４となり、半田付け性は良くない。リフロー処理しなければ０．３μｍ程度の半田めっきで溶融半田は濡れ半田が付いてしまう。
【００４６】
つまり、半田めっき層１２のめっき厚（ｔ１）は、０．７μｍ以上、３．０μｍ以下であり、極薄半田めっき部１３のめっき厚（ｔ２）は、０．０５μｍ以上、０．３μｍ以下とされる。また、極薄半田めっき部１３の幅（ｗ１）は、０．１ｍｍ以上とされ、最大幅は、必要とされる合金層の幅とされる。
【００４７】
即ち、半田付け性必要部である半田めっき層１２の半田めっき厚（ｔ１）は０．７μｍ以上施すことによってリフロー処理後もニッケルと錫の合金層１４の上に半田めっき層１２が残存しており半田付け性は良好である。半田めっき層１２のめっき厚（ｔ１）が０．７μｍ未満では、リフロー処理後の残留半田めっき層１２が少なく、半田付け性が良くない。また、めっき厚（ｔ１）が３．０μｍを超えるとリフロー処理後に半田めっき層１２にシワが発生し、外観が悪く、且つ、半田付け性も良くない。
【００４８】
一方、極薄半田めっき部１３の半田めっき厚（ｔ２）が０．０５μｍ未満では、リフロー処理後十分な合金層１４が形成されず、また、０．３μｍを超えるとリフロー処理後に残留半田めっき層１３が残り、この部分にも、半田付け作業時に溶融半田が濡れる（付着する）可能性がある。
【００４９】
上述にて理解されるように、リフロー処理温度は、被めっき材である金属条１の材料温度として、半田めっき１２、１３の融点以上、即ち、２００℃以上、４００°以下とされる。４００°を超えるとリフロー処理後ニッケルと錫の合金層１４が厚くなり過ぎ、０．７μｍ以上のめっき厚でも残留半田めっき層１２が少なくなり半田付け性が良くない。
【００５０】
本発明の作用効果を実証するために以下の実験を行った。
【００５１】
この実験では、厚さ（Ｔ）０．２ｍｍ、幅（Ｗ）２５ｍｍのばね用リン青銅とされるコネクタ用プレス材を用いて、図３に示す形状のストライプめっき用金属条１をプレス加工により作製した。
【００５２】
先ず、プレス加工された金属条１は、全体が厚さ１．５μｍにてニッケルめっき１１を施した後、金めっき領域ＬＡに接点用金めっきを０．４〜０．６μｍ付けた。
【００５３】
続いて、半田付け性必要部、即ち、接続部５を含む領域ＬＳに、ドラム法により、半田付け用錫合金（鉛−錫系合金）めっき１２、１３を、表１に示すように、種々の厚さで施した。この時、使用したマスキングベルト１０４、１０５は、厚さ（ＴＭ）が５ｍｍであり、また、マスキングベルト１０４の接続部端縁１０４ａは、テーパ角度θ＝３０°にてテーパを付けた。
【００５４】
このようにして作製したストライプめっき条１Ａにリフロー処理を施した。リフロー温度は、材料度で２２０℃で行った。
【００５５】
このようにして得られたストライプめっき条１Ａを用いて、半田実装試験の模擬試験を実施した。即ち、６０％錫（Ｓｎ）残鉛（Ｐｂ）半田の２３５℃溶融半田中に２５％ロジンメタノールフラックスを付けた上記サンプルを数秒浸漬し、半田付け性必要部における半田付着状態を観察した。結果を表１に示す。
【００５６】
表１の結果から、本発明によれば、金属条にストライプめっきを高精度且つ高品質にて行なうことができることが分かる。
【００５７】
【表１】

【００５８】
上記実施例では、図４に示すように、マスキングベルト１０４の端部１０４ａを角度θで傾斜して加工することにより、極薄半田めっき１３を半田めっき１２に隣接して形成したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００５９】
例えば、図５に示すように、マスキングベルト１０４の端部１０４ａを段状に形成することができる。つまり、金属条１のニッケルめっき１１に隣接した側のマスキングベルト１０４の端部１０４ａを、端部１０４ａより内方へと距離Ｂ、又、厚み方向へと距離Ａにて凹所１０４ｂを形成しても良い。
【００６０】
斯かる構成のマスキングベルト１０４を使用することにより、半田めっき工程において、半田めっき液が、上記マスキングベルト１０４の凹所１０４ｂ部分に進入し、半田めっき層１２に隣接して極薄半田めっき１３が形成される。
【００６１】
具体的には、マスキングベルト１０４の厚みが５ｍｍの場合に、Ａ＝０．５〜３ｍｍ、Ｂ＝０．１ｍｍ以上（最大幅Ｂは、必要とされる極薄半田めっき層、即ち、合金層１４の幅）とされる。
【００６２】
更に他の実施例によれば、図６（Ａ）に示すように、先ず、マスキングベルト１０４Ａと、マスキングベルト１０５とを用いて、ニッケルめっき１１が施された金属条１に極薄半田めっき１３を行う。
【００６３】
次いで、図６（Ｂ）に示すように、極薄半田めっき１３の一端は、マスキングベルト１０４Ｂにて幅Ｂだけ覆い、他端は、マスキングベルト１０５を配置して、半田めっきを行い、図６（Ｃ）に示す、つまり、図１に示したと同様に、厚さ（ｔ１）の半田めっき層１２に隣接して、厚さ（ｔ２）、幅（Ｂ）とされる極薄の半田めっき層１３を形成することができる。
【００６４】
上記各実施例では、金属条を所定形状にプレスした後にめっきする、所謂「後めっき」について説明したが、本発明は、上記態様に限定されるものではなく、極薄半田めっきなどをした後にプレス加工する、所謂「前めっき」でも同様の効果を達成することができる。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のストライプめっき条及びストライプめっき方法は、錫又は錫合金めっき層に隣接して、半田付け性の良くない、Ｎｉ下地めっき層のめっき金属と錫又は錫合金めっき層のめっき金属との合金層を形成した構成とされるので、金めっきに「めっきにじみ」があっても、実質上半田が付かず、ニッケルバリアと同じか或いはそれ以上の効果を発揮して、金属条にストライプめっきを高精度且つ高品質にて行なうことができ、電子部品の小型化に対応することができる。また、本発明は、前めっき或いは後めっきのいずれにおいても有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のストライプめっき条の一実施例を説明する模式断面図である。
【図２】従来のストライプめっき条の模式断面図である。
【図３】本発明の作用効果を説明するストライプめっき条の模式断面図である。
【図４】ドラム法におけるエンドレスマスキングベルトの一実施例を示す断面図である。
【図５】ドラム法におけるエンドレスマスキングベルトの他の実施例を示す断面図である。
【図６】本発明のストライプめっき条の作製方法の他の実施例を説明する模式断面図である。
【図７】ストライプめっき用金属条の一実施例の構成を示す正面図である。
【図８】本発明のストライプめっき方法を実施するためのめっき設備の一実施例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１ ストライプめっき用金属条
１Ａ ストライプめっき条
２ キャリヤ部
３ 端子
４ 接点部
５ 接続部（半田めっき性必要部）
６ 連結部
１１ 下地めっき層
１２ 半田めっき層
１３ 極薄半田めっき部
１４ 合金層
１０１ 回転ドラム
１０２ 電極
１０３ めっき液
１０４、１０５マスキングベルト[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a metal strip used for various terminals such as a connector as an electronic component, a lead material such as an IC lead frame, and the like, a strip plating strip on which stripe plating such as gold or solder is applied, and stripe plating It is about the method.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in order to manufacture various terminals such as connectors as electronic parts or lead materials such as IC lead frames, metal strips made of copper alloys such as brass and phosphor bronze for springs are used. The strip is press-molded to form male and female continuous terminals.
[0003]
That is, FIG. 7 shows an example of a metal strip that has been conventionally used for manufacturing various terminals such as a connector that is an electronic component, that is, a striped metal strip. The carrier portion 2 is continuous in the longitudinal direction, and the terminals 3 are connected to the carrier portion 2 at a predetermined interval (G). The press-molded metal strip 1 is continuously supplied to the plating equipment by the carrier portion 2 being engaged and driven by the drive device.
[0004]
After the metal strip 1 is plated with Ni or Pd—Ni or the like (simply referred to as “nickel plating”), the metal strip 1 is striped in the longitudinal direction, that is, the terminal tip portion, that is, the contact portion. 4 is gold plating for contact such as gold or gold-cobalt alloy in the length LA area, and the LS area is the length LS area including the carrier part 2 on the carrier side of the terminal 3, that is, the connection part 5. Solder plating, for example, metal plating such as tin or tin alloy plating, is performed on the substrate.
[0005]
Along with the downsizing of electronic parts such as connectors, in such stripe plating, the distance LG between the solder plating in the region LS and the gold plating for the contact in the region LA becomes narrow, and the solder plating (region LS) is reduced during mounting. The so-called “solder sucking up phenomenon” in which the molten solder reaches the gold plating for contact (area LA) has become apparent. If this occurs, solder will be deposited on the contact gold plating in the area LA, resulting in poor contact electrical characteristics.
[0006]
Therefore, there is an increasing need for a so-called “nickel barrier” in which gold plating is not applied to the connection portion 6 (region LG) between the solder plating in the region LS and the contact gold plating in the region LA and the nickel plating is exposed. ing. Such a nickel barrier region LG has no gold plating, so no molten solder is applied, and the molten solder on the solder plating can be prevented from flowing to the contacts.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, there were the following problems.
[0008]
Conventionally, with respect to the gold plating position standard, the gold plating position is widened in consideration of the variation in the plating position in the plating production.
[0009]
On the other hand, the width necessary for the nickel barrier (that is, the distance of the region LG) is not necessarily clear, but it is said that at least 0.1 mm is necessary. Therefore, the greater the variation in the gold plating position, the wider the gold plating position. When the nickel barrier region LG is formed to have a thickness of 0.1 mm or more, the standard interval between the solder plating and the gold plating for the contact is wide. Otherwise, it will not be applicable.
[0010]
In other words, in order to form the nickel barrier region LG within the interval between the two plating position standards, it is necessary to reduce the variation in the gold plating position and minimize the extra gold plating position that is wider than the standard.
[0011]
Specifically, in the case where the standard interval between both plating positions is 1 mm or less, in order to form a 0.1 mm nickel barrier region LG, the range of variation between both plating positions must be suppressed to 0.45 mm or less. .
[0012]
In the simplest plating method in which metal strips are immersed in a gold plating tank where the liquid level is controlled, and the partial gold plating is performed, the gold plating position is 1 to the standard in consideration of the plating thickness and the plating thickness. It is necessary to make an extra 5 mm, and the above requirement cannot be met at all.
[0013]
Further, as shown in FIG. 8, a rotating drum 101 and an electrode 102 are arranged in a gold plating tank 100, a plating solution 103 is accommodated in the tank, and an endless masking belt 104 is wound around the rotating drum 101. In the so-called drum method, in which the metal strip 1 is supplied between the rotating drum 101 and the masking belt 104 to perform partial plating, the masking portion can be used during gold plating manufacturing even if the plating position range is suppressed to 0.45 mm or less. The gold plating solution permeates through the gold plating area, resulting in an extremely thin “gold plating blur” at the gold plating portion.
[0014]
In other words, to the best of the present inventors' knowledge, at present, a method capable of guaranteeing nickel barrier formation at a mass production level for a case where the distance between both plating positions of the solder plating in the region LS and the gold plating for contact in the region LA is narrow. There is no.
[0015]
Therefore, the present inventors paid attention to the reflow process in the solder plating process. In other words, in the solder plating process, in order to prevent the occurrence of whiskers, powder during pressing, and whisker-like burrs in the electrodeposited solder after plating, the plating solder is a solid metal structure. In addition, after the solder plating is performed, the plating temperature is set to be equal to or higher than the melting point of the solder by passing the plate through an electric furnace or the like, and the solder plating is reflowed.
[0016]
At the boundary between the nickel base plating and the solder plating after plating, thermal diffusion of nickel and tin occurs due to the reflow process, and an alloy layer of nickel and tin is formed. As a result of the experimental research by the present inventors, the alloy layer itself is effective in increasing the bonding force between the nickel base and the solder plating layer, but the solderability is poor, so that sufficient solder plating is applied on the alloy layer. If the layer remains, there is no problem in solderability, but it has been found that when the alloy layer reaches the surface of the solder plating, the solderability is extremely deteriorated.
[0017]
The present invention has been made based on such novel findings of the present inventors.
[0018]
The object of the present invention is that even if the gold plating has “blotting of plating”, the soldering is substantially not applied, and the same effect as or more than that of the nickel barrier is exhibited. It is an object to provide a stripe plating strip on which stripe plating is performed and a stripe plating method that can be performed with quality and can be adapted to miniaturization of electronic components.
[0019]
Another object of the present invention is to enable stripe plating on a metal strip with high accuracy and high quality, effectively in either pre-plating or post-plating, and stripes that can cope with downsizing of electronic components. It is to provide a stripe plating strip and a stripe plating method on which plating has been performed.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
The above object is achieved by the stripe plating metal strip, the stripe plating strip subjected to stripe plating, and the stripe plating method according to the present invention. In summary, the first aspect of the present invention is a stripe plating strip having a Ni base plating layer formed on the entire surface and a tin or tin alloy plating layer having good solderability formed on a solderability required portion. And
Adjacent to the tin or tin alloy plating layer, with poor solderability, the alloy layer and the plated metal of the Ni base plating layer plated metal as the tin or tin alloy plated layer is formed by a reflow process, the reflow The plating layer of the tin or tin alloy plating layer before processing is 0.7 μm or more and 3.0 μm or less in the solderability required portion, and the alloy layer having poor solderability adjacent to the solderability required portion It is a stripe plating strip characterized in that it is 0.05 μm or more and 0.3 μm or less in the ultra-thin solder plating part that forms .
[0021]
According to the second aspect of the present invention, (a) a step of performing Ni base plating on the entire surface of the metal strip for stripe plating,
(B) the solderability required portion of the stripe plating metal strip performs soldering tin or tin alloy plating, to form a tin or tin alloy plating layer, adjacent to the tin or tin alloy plating layer of tin Or a process of forming an ultra-thin solder plating portion comprising a tin alloy plating layer ,
(C) Thereafter, a reflow process is performed to make the ultrathin solder plating part an alloy layer of the plating metal of the Ni base plating and the plating metal of the ultrathin solder plating part , which has poor solderability.
There is provided a stripe plating method characterized by comprising:
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the stripe plating strip on which stripe plating according to the present invention is applied and the stripe plating method will be described in more detail with reference to the drawings.
[0024]
FIGS. 1A and 1B are schematic cross-sectional views showing the configuration in the vicinity of the solderability required portion, which is a feature of the stripe plating strip 1A according to the present invention.
[0025]
As shown in FIG. 1B, the strip plating strip 1A according to the present invention includes a base plating layer 11 formed on the entire surface, and a solder plating layer 12 with good solderability formed on a solderability required portion. Have In particular, according to the present invention, the alloy layer 14 made of an alloy having poor solderability is formed adjacent to the solder plating layer 12.
[0026]
According to the present embodiment, the plating metal of the base plating layer 11 is nickel, the plating metal of the solder plating layer 12 is tin or a tin alloy (for example, a lead-tin alloy), and the alloy layer 14 is It is formed of an alloy of nickel and tin.
[0027]
That is, as shown in FIG. 1A, nickel plating 11 is applied as a base plating to a striped metal strip 1 as a material to be plated, and then solder plating 12 and 13 are performed. In particular, the solder plating 13 portion is thinner than the solder plating 12 forming the solderability required portion. In this specification, the portion 13 where the thickness of the solder plating 12 is reduced is referred to as “ It is called “ultra-thin solder plating part”.
[0028]
After applying the solder platings 12 and 13, the strip plating strip 1A is fed into an electric furnace, and the temperature of the strip plating strip 1A is heated to the melting point of the solder or higher (approximately 200 ° C. or higher). , 13 are reflow processed.
[0029]
By such a reflow process, as shown in FIG. 1B, thermal diffusion of nickel and tin occurs at the boundary between the nickel base plating 11 and the solder platings 12 and 13 after plating, and an alloy layer of nickel and tin. 14 is possible. The alloy layer 14 itself is effective for increasing the bonding strength between the nickel base and the solder plating layer, but the solderability is poor.
[0030]
Therefore, according to the present invention, as shown in FIG. 1B, in the solderability required portion, a sufficient solder plating layer 12 is left on the alloy layer 14, and solderability is not required. In the portion, the alloy layer 14 reaches the surface of the solder plating 13.
[0031]
Therefore, according to the present invention, the alloy layer 14 formed adjacent to the solder plating layer 12 is substantially free of solder, and can exhibit the same effect as the nickel barrier or more. .
[0032]
The present invention is also effective in the case where the distance between the contact gold plating and the solder plating is narrow and a part of the gold plating blur overlaps the solder plating.
[0033]
That is, in FIG. 2A, after the nickel plating 11 is applied to the metal strip 1, the contact portion 4 of the terminal 3 is subjected to the contact gold plating 20 such as gold or gold-cobalt alloy. The connection part 5 shows a state when the solder plating 12 is applied.
[0034]
When the distance (w0) between the gold plating 20 and the solder plating 12 is narrow, as shown in the figure, the bleeding 21 of the gold plating 20 may overlap the solder plating 12 when the gold plating 20 is applied. In such a state, after reflow treatment, as shown in FIG. 2B, the nickel-tin alloy layer 14 is formed between the solder plating 12 and the nickel plating as described above. The gold plating part 20 and the solder plating part 12 are connected by the gold plating 21. Therefore, at the time of mounting, a so-called “solder sucking up phenomenon” occurs in which the molten solder in the solder plating portion 12 reaches the gold plating for contacts.
[0035]
On the other hand, FIG. 3A shows a case where an ultrathin solder plating portion 13 is formed adjacent to the solder plating layer 12 according to the present invention.
[0036]
In this case, as shown in the drawing, the blur 21 of the gold plating 20 overlaps with the ultrathin solder plating 13 and, in some cases, the solder plating 12. The gold-plated bleeding portion 21 overlapping with the ultra-thin solder plating 13 and the solder plating 12 is dissolved in the ultra-thin solder plating 13 by the reflow process, and the ultra-thin solder plating 13 and the solder plating portion 12 are made of nickel. A diffusion layer, that is, an alloy layer 14 of nickel and tin is formed between the plating 11. Accordingly, it is possible to prevent the molten solder for soldering from stopping at the alloy layer 14 and reaching the gold plating 20.
[0037]
In other words, if there is the ultrathin solder plating 13, the alloy layer 14 can be formed regardless of the presence or absence of the bleeding 21 of the gold plating 20, and the “solder sucking up phenomenon” can be prevented.
[0038]
Of course, the present invention is also effective not only in the case of gold blur but also in the case where overlap occurs in part due to variations in the position of the gold plating 20 or the solder plating 12.
[0039]
Next, a method for producing the stripe plating strip 1A of the present invention having the above configuration will be described.
[0040]
According to the present embodiment, first, a striped metal strip 1 made of a copper alloy such as phosphor bronze for a spring having a thickness (T) of 0.2 mm and a width (W) of 25 mm, which is a material to be plated. The metal strip 1 which has been press-molded and subjected to press-molding is subjected to nickel plating 11 with a thickness (TN) of 1 to 2 μm as a whole in a nickel (Ni) plating tank.
[0041]
Next, as shown in FIGS. 4 and 8, the metal strip 1 subjected to nickel plating is wound around a rotating drum 101 and supplied to the solder plating tank 100.
[0042]
At this time, the connecting portion 6 (region LG) and the terminal portion 4 (region LS) are connected to the masking belts 104 and 105 except for the region LS including the connecting portion 5 which is a solderability required portion. Is masked.
[0043]
Further, according to the present embodiment, as shown in FIG. 4, the connecting portion edge 104 a of the masking belt 104 located at the end of the connecting portion 5 on the connecting portion 6 side is tapered as shown. ing. The taper angle θ is 10 to 45 ° when the thickness (TM) of the masking belt 104 is 5 mm.
[0044]
As a result, the flow of the plating solution at the end portion 104a of the masking belt 104 adjacent to the connecting portion 5 is deteriorated, and as a result, compared to the plating thickness (t1) of the necessary portion for solder plating, The thickness (t2) of the solder plating at the end of the plating-necessary portion is reduced. In this way, a portion where the thickness of the solder plating is reduced, that is, an ultrathin solder plating portion 13 is formed adjacent to the solder plating 12 at the end of the solder plating property required portion. The plating thickness (t2) of the ultrathin solder plating portion 13 is 0.3 μm or less.
[0045]
As described above, when the strip plating strip 1A to which the solder platings 12 and 13 are applied is subjected to the reflow process, the solder becomes an alloy layer 14 of nickel and tin by thermal diffusion, and the solderability is not good. If reflow treatment is not performed, the molten solder will be wetted by solder plating of about 0.3 μm.
[0046]
That is, the plating thickness (t1) of the solder plating layer 12 is 0.7 μm or more and 3.0 μm or less, and the plating thickness (t2) of the ultrathin solder plating portion 13 is 0.05 μm or more and 0.3 μm or less. Is done. The width (w1) of the ultrathin solder plating portion 13 is 0.1 mm or more, and the maximum width is the width of the required alloy layer.
[0047]
That is, the solder plating thickness 12 (t1) of the solder plating layer 12 which is a solderability required portion is 0.7 μm or more, so that the solder plating layer 12 remains on the nickel-tin alloy layer 14 even after the reflow process. The soldering property is good. When the plating thickness (t1) of the solder plating layer 12 is less than 0.7 μm, the residual solder plating layer 12 after the reflow process is small and the solderability is not good. On the other hand, if the plating thickness (t1) exceeds 3.0 μm, wrinkles are generated in the solder plating layer 12 after the reflow treatment, the appearance is poor, and the solderability is not good.
[0048]
On the other hand, if the solder plating thickness (t2) of the ultrathin solder plating portion 13 is less than 0.05 μm, a sufficient alloy layer 14 is not formed after the reflow treatment, and if it exceeds 0.3 μm, the residual solder plating layer after the reflow treatment. 13 remains, and there is a possibility that the molten solder also gets wet (attaches) to this portion during the soldering operation.
[0049]
As understood above, the reflow treatment temperature is set to the material temperature of the metal strip 1 that is the material to be plated, not less than the melting point of the solder platings 12 and 13, that is, not less than 200 ° C. and not more than 400 °. If it exceeds 400 °, the nickel-tin alloy layer 14 becomes too thick after the reflow treatment, and even if the plating thickness is 0.7 μm or more, the residual solder plating layer 12 is reduced and the solderability is not good.
[0050]
The following experiment was conducted in order to demonstrate the effect of the present invention.
[0051]
In this experiment, a metal strip for strip plating 1 having a shape shown in FIG. 3 was pressed by using a press material for a connector made of phosphor bronze for a spring having a thickness (T) of 0.2 mm and a width (W) of 25 mm. Produced.
[0052]
First, the pressed metal strip 1 was subjected to nickel plating 11 with a thickness of 1.5 μm as a whole, and then gold plating for contact was applied to the gold plating region LA in an amount of 0.4 to 0.6 μm.
[0053]
Subsequently, soldering tin alloy (lead-tin alloy) platings 12 and 13 are variously applied to the solderability required portion, that is, the region LS including the connection portion 5 by the drum method as shown in Table 1. Of thickness. At this time, the masking belts 104 and 105 used had a thickness (TM) of 5 mm, and the connecting portion edge 104a of the masking belt 104 was tapered at a taper angle θ = 30 °.
[0054]
A reflow treatment was applied to the stripe plating strip 1A thus produced. The reflow temperature was 220 ° C. in terms of material degree.
[0055]
A simulation test of a solder mounting test was performed using the stripe plating strip 1A thus obtained. That is, the above-mentioned sample with 25% rosin methanol flux in 235 ° C. molten solder of 60% tin (Sn) residual lead (Pb) solder was immersed for several seconds, and the solder adhesion state in the solderability required part was observed. The results are shown in Table 1.
[0056]
From the results of Table 1, it can be seen that according to the present invention, stripe plating can be performed on the metal strip with high accuracy and high quality.
[0057]
[Table 1]

[0058]
In the above embodiment, as shown in FIG. 4, the ultrathin solder plating 13 is formed adjacent to the solder plating 12 by processing the end portion 104a of the masking belt 104 at an angle θ. Is not limited to this.
[0059]
For example, as shown in FIG. 5, the end portion 104a of the masking belt 104 can be formed in a step shape. In other words, the end 104a of the masking belt 104 on the side adjacent to the nickel plating 11 of the metal strip 1 is formed with a recess 104b at a distance B inward from the end 104a and at a distance A in the thickness direction. May be.
[0060]
By using the masking belt 104 having such a configuration, in the solder plating process, the solder plating solution enters the recess 104b of the masking belt 104, and the ultrathin solder plating 13 is adjacent to the solder plating layer 12. It is formed.
[0061]
Specifically, when the thickness of the masking belt 104 is 5 mm, A = 0.5 to 3 mm, B = 0.1 mm or more (the maximum width B is a required ultra-thin solder plating layer, that is, an alloy layer) 14 width).
[0062]
According to another embodiment, as shown in FIG. 6A, first, an ultrathin solder plating 13 is applied to the metal strip 1 on which the nickel plating 11 has been applied, using a masking belt 104A and a masking belt 105. I do.
[0063]
Next, as shown in FIG. 6B, one end of the ultra-thin solder plating 13 is covered with the masking belt 104B by the width B, and the other end is subjected to solder plating with the masking belt 105 disposed. As shown in FIG. 1C, that is, as shown in FIG. 1, an extremely thin solder plating layer having a thickness (t2) and a width (B) adjacent to the solder plating layer 12 having a thickness (t1). 13 can be formed.
[0064]
In each of the above embodiments, the so-called “post-plating” in which the metal strip is pressed after being pressed into a predetermined shape has been described, but the present invention is not limited to the above-described embodiment, and after performing ultra-thin solder plating or the like Similar effects can be achieved by so-called “pre-plating” in which pressing is performed.
[0065]
【The invention's effect】
As described above, the stripe plating strip and the stripe plating method of the present invention are adjacent to the tin or tin alloy plating layer and have poor solderability. The plating metal of the Ni base plating layer and the tin or tin alloy plating layer Because it is configured to form an alloy layer with the plating metal of, even if there is "plating blur" in the gold plating, solder is not practically applied, and the same or more effect as the nickel barrier is exhibited, Stripe plating can be performed on the metal strip with high accuracy and high quality, and it is possible to cope with downsizing of electronic components. Further, the present invention is effective in either pre-plating or post-plating.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining one embodiment of a stripe plating strip of the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a conventional stripe plating strip.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a stripe plating strip for explaining the effect of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing an embodiment of an endless masking belt in the drum method.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing another embodiment of the endless masking belt in the drum method.
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for explaining another embodiment of the method for producing a stripe plating strip of the present invention.
FIG. 7 is a front view showing a configuration of an embodiment of a metal strip for stripe plating.
FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of plating equipment for carrying out the stripe plating method of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Striped metal strip 1A Striped strip 2 Carrier section 3 Terminal 4 Contact section 5 Connection section (required solder plating)
6 connecting portion 11 ground plating layer 12 solder plating layer 13 ultrathin solder plating portion 14 alloy layer 101 rotating drum 102 electrode 103 plating solution 104, 105 masking belt

Claims (5)

全面に形成されたＮｉ下地めっき層と、半田付け性必要部に形成された半田付け性の良い錫又は錫合金めっき層とを有するストライプめっき条であって、
前記錫又は錫合金めっき層に隣接して、半田付け性の良くない、前記Ｎｉ下地めっき層のめっき金属と前記錫又は錫合金めっき層のめっき金属との合金層をリフロー処理により形成し、リフロー処理前の錫又は錫合金めっき層のめっき厚さが前記半田付け性必要部で０．７μｍ以上、３．０μｍ以下であり、前記半田付け性必要部に隣接した半田付け性の良くない合金層を形成する極薄半田めっき部で０．０５μｍ以上、０．３μｍ以下であることを特徴とするストライプめっき条。A strip plating strip having a Ni base plating layer formed on the entire surface and a tin or tin alloy plating layer with good solderability formed on the solderability required portion,
Adjacent to the tin or tin alloy plating layer, with poor solderability, the alloy layer and the plated metal of the Ni base plating layer plated metal as the tin or tin alloy plated layer is formed by a reflow process, the reflow The plating layer of the tin or tin alloy plating layer before processing is 0.7 μm or more and 3.0 μm or less at the solderability required portion, and the alloy layer having poor solderability adjacent to the solderability required portion A stripe plating strip characterized by having a thickness of 0.05 μm or more and 0.3 μm or less at an ultra-thin solder plating part for forming a film. （ａ）ストライプめっき用金属条の全面にＮｉ下地めっきを行う工程、次いで、
（ｂ）前記ストライプめっき用金属条の半田付け性必要部に半田付け用錫又は錫合金めっきを行い、錫又は錫合金めっき層を形成すると共に、前記錫又は錫合金めっき層に隣接して錫又は錫合金めっき層からなる極薄半田めっき部を形成する工程、
（ｃ）その後、リフロー処理して、前記極薄半田めっき部を、半田付け性の良くない、前記Ｎｉ下地めっきのめっき金属と前記極薄半田めっき部のめっき金属との合金層とする工程、
を有することを特徴とするストライプめっき方法。(A) A step of performing Ni base plating on the entire surface of the metal strip for stripe plating,
(B) the solderability required portion of the stripe plating metal strip performs soldering tin or tin alloy plating, to form a tin or tin alloy plating layer, adjacent to the tin or tin alloy plating layer of tin Or a process of forming an ultra-thin solder plating portion comprising a tin alloy plating layer ,
(C) Thereafter, a reflow process is performed to make the ultrathin solder plating portion an alloy layer of the plating metal of the Ni base plating and the plating metal of the ultrathin solder plating portion , which has poor solderability.
A stripe plating method characterized by comprising: 前記半田付け用錫又は錫合金めっき層のめっき厚は、０．７μｍ以上、３．０μｍ以下であり、前記極薄半田めっき部のめっき厚は、０．０５μｍ以上、０．３μｍ以下であることを特徴とする請求項２のストライプめっき方法。 The soldering tin or tin alloy plating layer has a plating thickness of 0.7 μm or more and 3.0 μm or less, and the ultrathin solder plating portion has a plating thickness of 0.05 μm or more and 0.3 μm or less. The stripe plating method according to claim 2 . 前記リフロー処理は、材料温度が、前記錫又は錫合金めっきの融点以上、４００℃以下であることを特徴とする請求項３のストライプめっき方法。4. The stripe plating method according to claim 3 , wherein the reflow treatment is performed at a material temperature not lower than the melting point of the tin or tin alloy plating and not higher than 400.degree. 前記工程（ｂ）は、前記ストライプめっき用金属条を、回転ドラムとこの回転ドラムの回りに巻回されて走行するエンドレスマスキングベルトとの間に供給して半田付け性必要部に部分めっきすることにより行い、前記エンドレスマスキングベルトは、前記半田付け性必要部に隣接した端面にテーパ又は段部を設け、前記半田付け性必要部端部の錫又は錫合金めっきの厚さを他の部分に比べて薄くした前記極薄半田めっき部を形成することを特徴とする請求項２〜４のいずれかの項に記載のストライプめっき方法。In the step (b), the metal strip for stripe plating is supplied between a rotating drum and an endless masking belt which is wound around the rotating drum and travels, and is partially plated on the solderability required portion. The endless masking belt is provided with a taper or a step on the end face adjacent to the solderability required portion, and the thickness of the tin or tin alloy plating at the end of the solderability required portion is compared with other portions. 5. The stripe plating method according to claim 2 , wherein the ultrathin solder plating portion is thinned.

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