JP4091458B2

JP4091458B2 - Surface treatment method, electronic component manufacturing method, and connector pin manufacturing method

Info

Publication number: JP4091458B2
Application number: JP2003072913A
Authority: JP
Inventors: 房利原; 巻夫西澤; 匡倉科; 政志柳沢; 真野口; 善一吉田
Original assignee: 大和電機工業株式会社
Priority date: 2003-03-18
Filing date: 2003-03-18
Publication date: 2008-05-28
Anticipated expiration: 2023-03-18
Also published as: JP2004277837A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半田付け領域と非半田付け領域と形成するための表面処理方法、この表面処理方法を用いた電子部品の製造方法、およびコネクタピンの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品を電気的に接続するのには、一般的に半田が使用されているが、半田の場合には、溶融した半田が不必要な領域にまで這い上がって短絡を起こす場合がある。このため、電子部品のうち、例えば、コネクタピンでは、図５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、半田によって回路基板との電気的な接続が行われる先端側、および他の電子部品との電気な接続が行われる基端側には、下地のニッケルめっき層１１の表面に金めっき層１２を形成して半田付け領域２を形成する一方、長手方向の途中部分に、下地のニッケルめっき層１１が露出している非半田付け領域３′を形成している。このため、コネクタピン１′の基端側に半田付けを行う際、溶融した半田は、非半田付け領域２′によって這い上がりが防止され、先端側に到達しないので、回路基板に形成されているパターンが半田で短絡することがない。
【０００３】
このような構成のコネクタピン１′を製造する際には、銅などからなる基材１０の表面全体にニッケルめっき層１１を形成した後、非半田付け領域３′を形成すべき領域をマスクでコーティングし、マスクの形成されていない領域に対して選択的に金めっき層１２を形成し、しかる後に、マスクを除去する。また、基材１０の表面全体にニッケルめっき層１１を形成した後、基端側および先端側のみに金めっき層１２を形成してもよい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のコネクタピン１′の製造方法では、マスクを利用する方法、あるいは選択的に金めっき層１２を形成する方法のいずれにおいても、生産性が低いという問題点がある。
【０００５】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、半田の濡れ性の高い半田付け領域と、半田濡れ性の低い、あるいは半田が濡れない非半田付け領域を効率よく形成することのできる表面処理方法、電子部品の製造方法、およびコネクタピンの製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では、下層側金属層の表面に上層側金属層が積層された処理対象物に半田付け領域および非半田付け領域を形成するための表面処理方法であって、前記下層側金属層を構成する金属は、前記上層側金属層を構成する金属より半田濡れ性が低い、あるいは半田が濡れない低濡れ性金属からなり、前記上層側金属層を構成する金属は、前記低濡れ性金属より半田濡れ性が高い高濡れ性金属からなり、前記処理対象物表面の所定領域にレーザ光を照射するとともに、当該レーザ光の照射時間およびレーザ出力を調整して、当該レーザ光の照射領域において前記上層側金属層の一部を除去するとともに前記高濡れ性金属と前記低濡れ性金属とが所定比率に混合した混合層を露出させ、前記レーザ光の照射領域を非半田付け領域とする一方、前記レーザ光が照射されなかった領域の前記上層側金属層表面を半田付け領域とすることを特徴とする。
【０００７】
本発明では、低濡れ性金属からなる下層側金属層の表面に高濡れ性金属からなる上層側金属層が積層された処理対象物の表面に対して、その所定領域にレーザ光を照射すると、この所定領域（レーザ光の照射領域）では、上層側金属層の一部が除去されて高濡れ性金属と低濡れ性金属との混合層が露出した状態になり、その他の領域には、高濡れ性金属からなる上層側金属層が残る。このため、レーザ光の照射領域に、高濡れ性金属がそのままの状態では残っていない非半田付け領域が形成できる一方、その他の領域に、高濡れ性金属がそのまま残る半田付け領域を形成できる。それ故、部分めっきなどの手法を用いなくても、半田付け領域と非半田付け領域を効率よく形成することができる。
【０００８】
本発明の別の形態では、下層側金属層の表面に上層側金属層が積層された処理対象物に半田付け領域および非半田付け領域を形成するための表面処理方法であって、前記上層側金属層を構成する金属は、前記下層側金属層を構成する金属より半田濡れ性が低い、あるいは半田が濡れない低濡れ性金属からなり、前記下層側金属層を構成する金属は、前記低濡れ性金属より半田濡れ性が高い高濡れ性金属からなり、前記処理対象物表面の所定領域にレーザ光を照射するとともに、当該レーザ光の照射時間およびレーザ出力を調整して、当該レーザ光の照射領域において前記上層側金属層の一部を除去するとともに前記高濡れ性金属と前記低濡れ性金属とが所定比率に混合した混合層を露出させ、前記レーザ光の照射領域を半田付け領域とする一方、前記レーザ光が照射されなかった領域の前記上層側金属層表面を非半田付け領域とすることを特徴とする。
【０００９】
本発明では、高濡れ性金属からなる下層側金属層の表面に低濡れ性金属からなる上層側金属層が積層された処理対象物の表面に対して、その所定領域にレーザ光を照射すると、この所定領域（レーザ光の照射領域）では、上層側金属層の一部が除去されて高濡れ性金属と低濡れ性金属との混合層が露出した状態になり、その他の領域には、低濡れ性金属からなる上層側金属層が残る。このため、レーザ光の照射領域に、低濡れ性金属がそのままの状態では残っていない半田付け領域を形成できる一方、その他の領域に、低濡れ性金属がそのまま残る非半田付け領域を形成できる。それ故、部分めっきなどの手法を用いなくても、半田付け領域と非半田付け領域を効率よく形成することができる。
【００１０】
また、本発明において、前記所定領域（レーザ光の照射領域）では、前記上層側金属層の一部が除去されているとともに、前記高濡れ性金属と前記低濡れ性金属との混合層が露出しているため、所定領域（レーザ光の照射領域）の上層側金属層を完全に除去する場合と比較して、レーザ照射時間の短縮などを図ることができる。また、下層側金属層あるいは上層側金属層の材質によっては、下層側金属層が露出している場合と違って、局部電池による腐蝕などを防止することができる。
【００１３】
本発明において、前記高濡れ性金属は、例えば、金、金合金、銀、あるいは銀合金であり、前記低濡れ性金属は、例えば、ニッケル、ニッケル合金、銅、あるいは銅合金である。
【００１４】
本発明に係る表面処理方法は、例えば、表面に前記半田付け領域と前記非半田付け領域とを備えた電子部品を製造するのに用いられる。
【００１５】
本発明において、前記電子部品を形成するための前記処理対象物をフレームに対してその長手方向に複数、接続した状態とし、前記処理対象物が複数、接続された前記フレームをその長手方向に搬送する途中でローラ面上を通し、該ローラ面上で姿勢を変える前記処理対象物に対して前記レーザ光を照射することが好ましい。このように構成すると、ローラ面上で電子部品を形成するための前記処理対象物をフレームに対してその長手方向に複処理対象物が姿勢を変えるので、少なくとも２つの面に対してレーザ光を照射することができる。
【００１６】
本発明が適用される電子部品としては、例えば、前記半田付け領域と前記非半田付け領域とが長手方向で隣接するコネクタピンを例示することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
添付図面を参照して、本発明に係る実施形態について説明する。なお、本発明は各種の電子部品などに適用することができるが、以下の説明では、コネクタピンの製造に本発明を適用した例に説明する。
【００１８】
［実施の形態１］
（電子部品の構成）
図１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、本発明を適用したコネクタピンの斜視図、半田付け領域における断面図、および非半田付け領域における断面図である。
【００１９】
図１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、本発明を適用したコネクタピン１（電子部品）は、回路基板の接続が行われる先端側、および他の電子部品との電気な接続が行われる基端側に、下地のニッケルめっき層１１（半田濡れ性が低い、あるいは半田が濡れない低濡れ性金属からなる下層側金属層）の表面に金めっき層１２（半田濡れ性が高い高濡れ性金属からなる上層側金属層）が形成されている半田付け領域２を有する一方、長手方向の途中部分には、金めっき層１２の一部が除去されて金とニッケルとの混合層１３が露出した非半田付け領域３を備えている。このため、コネクタピン１の基端側に半田付けを行う際、溶融した半田は、非半田付け領域３によって這い上がりが防止され、先端側に到達しないので、回路基板に形成されているパターンが半田で短絡することがない。
【００２０】
（電子部品の製造方法）
図２（Ａ）〜（Ｉ）はそれぞれ、本発明に係るコネクタピンの製造に用いたコネクタピン素材の斜視図、その半田付け領域における断面図、その非半田付け領域における断面図、コネクタピン素材の所定領域にレーザ光を照射する様子を示す斜視図、その半田付け領域における断面図、その非半田付け領域における断面図、コネクタピン素材の所定領域にレーザ光を照射し終えた後の様子を示す斜視図、その半田付け領域における断面図、その非半田付け領域における断面図である。
【００２１】
本発明に係るコネクタピン１を製造するにあたって、本形態では、図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、銅などからなる基材１０の表面全体にニッケルめっき層１１を形成した後、その表面全体に金めっき層１２を形成する。
【００２２】
次に、図２（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）に示すように、コネクタピン素材５の表面に対して、その所定領域（非半田付け領域３を形成する領域）にレーザ光を照射する。なお、図２（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）では、断面矩形のコネクタピン素材５の表面のうち、上面５１のみにレーザ光を照射している様子を示してあるが、コネクタピン素材５の４つの面全体にレーザ光を照射する。
【００２３】
その結果、図２（Ｇ）、（Ｈ）、（Ｉ）に示すように、レーザ光の照射領域では、金めっき層１２の一部が除去されるとともに、金とニッケルとが拡散し合い、ニッケルと金との混合層１３が形成される。これに対して、レーザ光の照射されなかったその他の領域では、金めっき層１２がそのまま残る。なお、図２（Ｇ）、（Ｈ）、（Ｉ）では、断面矩形のコネクタピン素材５の表面のうち、上面５１のみにニッケルと金との混合層１３が形成された様子を示してあるが、コネクタピン素材の４つの面全体にニッケルと金との混合層１３が形成される。
【００２４】
ここで、混合層１３におけるニッケルと金との比率と、半田の濡れ性との関係を検討した結果を表１、および表２に示す。表１には、レーザ照射条件として、波長１０６０ｎｍのレーザ光を周波数６０ｋＨｚで照射した結果を示す。表２には、レーザ照射条件として、波長２６６ｎｍのレーザ光を周波数１０Ｈｚで照射した結果を示す。なお、混合層１３におけるニッケルと金との比率については、レーザ光の照射時間およびレーザ出力によって任意の条件に変えた。
【００２５】
【表１】

【００２６】
【表２】

【００２７】
表１、表２に示すように、ニッケルと金との比率が５５：４５を境界とし、それ以上、金の比率が高くなると、半田の濡れ性が高く、ニッケルの比率が高くなると、半田の濡れ性が低くなる。
【００２８】
従って、図１および図２（Ｇ）、（Ｉ）において、レーザ光の照射領域で露出する混合層１３のニッケルと金との比率を５５：４５よりもニッケルの比率が高くすれば、レーザ光の照射領域を、半田の濡れ性が低い非半田付け領域３とすることができる。これに対して、レーザ光の照射されなかったその他の領域では、金めっき層１２がそのまま残るので、半田付け領域２とすることができる。それ故、部分めっきなどの手法を用いなくてもよいので、半田付け領域２と非半田付け領域３を備えたコネクタピン１を効率よく製造することができる。
【００２９】
また、本形態では、レーザ光の照射領域（非半田付け領域３）では、金めっき層１２の一部が除去され、そこに金とニッケルの混合層１３が残っている。このような構成であれば、レーザ光の照射領域（非半田付け領域３））で金めっき層１２を完全に除去する場合と比較して、レーザ照射時間の短縮などを図ることができる。また、ニッケルめっき層１１が露出している場合と違って、局部電池による腐蝕などを防止することができる。
【００３１】
（コネクタピン製造装置の構成例）
図３（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、本発明に係るコネクタピンの製造装置の要部を示す説明図、およびこの製造装置においてレーザ光がコネクタピン素材の２つの面に照射される様子を示す説明図である。図４は、本発明に係るコネクタピンの製造装置においてレーザ光がコネクタピン素材の４つの面に照射される様子を示す説明図である。
【００３２】
コネクタピン１の製造は、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、コネクタピン素材５がフレーム６に対してその長手方向に複数、接続したリードフレーム７を用い、各種処理を終えた後、コネクタピン素材５をフレーム６から切断する方法が採用されることが多い。
【００３３】
このような場合には、リードフレーム７の状態でニッケルめっき層１１および金めっき層１２を形成した後、リードフレーム７をその長手方向に向かってローラ９１、９２で搬送する際、その途中でローラ面上を通し、このローラ面上で姿勢を変えるコネクタピン素材５に対してレーザ光を照射すればよい。
【００３４】
このような方法を採用すると、矩形のコネクタピン素材５のうち、上面５１および一方の側面５２の２つの面に対してレーザ光を照射することができる。また、図３（Ａ）、（Ｂ）に示す方法で、矩形のコネクタピン素材５の上面５１および一方の側面５２の２つの面に対してレーザ光を照射した後、リードフレーム７を捻って、あるいは装着しなおして、リードフレーム７を裏表反転させ、再度、図３（Ａ）、（Ｂ）に示す方法で、矩形のコネクタピン素材５の下面５３および他方の側面５４の２つの面に対してレーザ光を照射すれば、コネクタピン素材５の４つの面、全てにレーザ光を照射することができる。
【００３５】
また、図４に示すように、２つのローラ９２、９４によってリードフレーム７をＳ字形状に送り、２つのローラ面の各々において、姿勢を変えるコネクタピン素材５に対してレーザ光を照射してもよい。
【００３６】
このように構成すれば、上面５１および一方の側面５２の２つの面に対するレーザ光の照射と、下面５３および他方の側面５４の２つの面に対するレーザ光の照射とを連続して行うことができる。
【００３７】
［実施の形態２］
上記形態では、半田濡れ性が低い、あるいは半田が濡れない低濡れ性金属からなる下層側金属層（ニッケルめっき層１１）の表面に、半田濡れ性の高い高濡れ性金属からなる上層側金属層（金めっき層１２）を積層した後、その所定領域にレーザ光を照射し、このレーザ光の照射領域によって非半田付け領域３を形成する一方、その他の領域に半田付け領域２を形成したが、その反対でもよい。
【００３８】
このような構成は、図１〜図４を参照して説明したものと、実質的には反対の原理を利用したものであるため、その説明を省略するが、例えば、金めっき層１２の表面にニッケルめっき層１１を形成した後、その所定領域にレーザ光を照射する。その結果、レーザ光の照射領域では、ニッケルめっき層１１の一部が除去されてニッケルと金との混合層１３が露出した状態になる一方、その他の領域には、ニッケルめっき層１１が残る。ここで、ニッケルと金との混合層１３については、表１、表２に示すように、ニッケルと金との比率を５５：４５よりも金の比率を高くして半田の濡れ性を高める。その結果、レーザ光の照射領域に、ニッケルめっき層１１がそのままの状態では残っていない半田付け領域を形成できる一方、その他の領域に、ニッケルめっき層１１がそのまま残る非半田付け領域を形成できる。それ故、部分めっきなどの手法を用いなくても、半田付け領域と非半田付け領域を効率よく形成することができる。
【００３９】
［その他の実施の形態］
なお、上記形態では、高濡れ性金属として金を用い、低濡れ性金属としてニッケルを用いた例であったが、高濡れ性金属としては、金以外にも、金合金、銀、あるいは銀合金などを用いることができ、低濡れ性金属としては、ニッケル、ニッケル合金、銅、あるいは銅合金などを用いることができる。
【００４０】
また、上記形態では、銅からなる基材１０の表面に下層側金属層および上層側金属層が形成されている例であったが、銅に代えて、銅−ニッケル合金、チタン−銅合金、りん青銅、真鍮からなる基材の表面に下層側金属層および上層側金属層が形成されている素材に対しても本発明を適用できる。
【００４１】
さらに、基材の表面に下層側金属層および上層側金属層が形成されている例に限らず、基材自身が下層側金属層を構成している素材に対しても本発明を適用できる。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、低濡れ性金属からなる下層側金属層の表面に高濡れ性金属からなる上層側金属層が積層された処理対象物の表面に対して、その所定領域にレーザ光を照射すると、この所定領域（レーザ光の照射領域）では、上層側金属層の一部が除去されて高濡れ性金属と低濡れ性金属との混合層が露出した状態になり、その他の領域には、高濡れ性金属からなる上層側金属層が残る。このため、レーザ光の照射領域に、高濡れ性金属がそのままの状態では残っていない非半田付け領域が形成できる一方、その他の領域に、高濡れ性金属がそのまま残る半田付け領域を形成できる。それ故、部分めっきなどの手法を用いなくても、半田付け領域と非半田付け領域を効率よく形成することができる。
【００４３】
また、本発明の別の形態では、高濡れ性金属からなる下層側金属層の表面に低濡れ性金属からなる上層側金属層が積層された処理対象物の表面に対して、その所定領域にレーザ光を照射すると、この所定領域（レーザ光の照射領域）では、上層側金属層の一部が除去されて高濡れ性金属と低濡れ性金属との混合層が露出した状態になり、その他の領域には、低濡れ性金属からなる上層側金属層が残る。このため、レーザ光の照射領域に、低濡れ性金属がそのままの状態では残っていない半田付け領域を形成できる一方、その他の領域に、低濡れ性金属がそのまま残る非半田付け領域を形成できる。それ故、部分めっきなどの手法を用いなくても、半田付け領域と非半田付け領域を効率よく形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、本発明を適用したコネクタピンの斜視図、半田付け領域における断面図、および非半田付け領域における断面図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｉ）はそれぞれ、本発明に係るコネクタピンの製造に用いたコネクタピン素材の斜視図、その半田付け領域における断面図、その非半田付け領域における断面図、コネクタピン素材の所定領域にレーザ光を照射する様子を示す斜視図、その半田付け領域における断面図、その非半田付け領域における断面図、コネクタピン素材の所定領域にレーザ光を照射し終えた後の様子を示す斜視図、その半田付け領域における断面図、その非半田付け領域における断面図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、本発明に係るコネクタピンの製造装置の要部を示す説明図、およびこの製造装置においてレーザ光がコネクタピン素材の２つの面に照射される様子を示す説明図である。
【図４】本発明に係るコネクタピンの製造装置においてレーザ光がコネクタピン素材の４つの面に照射される様子を示す説明図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、従来のコネクタピンの斜視図、半田付け領域における断面図、および非半田付け領域における断面図である。
【符号の説明】
１コネクタピン１（電子部品）
２半田付け領域
３非半田付け領域
５コネクタピン素材（処理対象物）
６フレーム
７リードフレーム
１０基材
１１ニッケルめっき層（下層側金属層）
１２金めっき層（上層側金属層）
１３金とニッケルとの混合層
９１、９２、９３ローラ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a surface treatment method for forming a soldering region and a non-soldering region, a method for manufacturing an electronic component using the surface treatment method, and a method for manufacturing a connector pin .
[0002]
[Prior art]
In order to electrically connect electronic components, solder is generally used. However, in the case of solder, there is a case where the molten solder climbs up to an unnecessary area and causes a short circuit. For this reason, among the electronic components, for example, in the connector pin, as shown in FIGS. 5A, 5B, and 5C, the tip side where electrical connection with the circuit board is performed by solder, and others On the base end side where electrical connection with the electronic component is performed, the gold plating layer 12 is formed on the surface of the underlying nickel plating layer 11 to form the soldering region 2, while in the middle in the longitudinal direction, A non-soldering region 3 ′ is formed in which the underlying nickel plating layer 11 is exposed. For this reason, when soldering to the base end side of the connector pin 1 ′, the melted solder is prevented from scooping up by the non-soldering region 2 ′ and does not reach the tip end side, so that it is formed on the circuit board. The pattern is not short-circuited with solder.
[0003]
When manufacturing the connector pin 1 ′ having such a configuration, after forming the nickel plating layer 11 on the entire surface of the substrate 10 made of copper or the like, the region where the non-soldering region 3 ′ is to be formed is masked. The gold plating layer 12 is selectively formed on the area where the mask is not formed, and then the mask is removed. Moreover, after forming the nickel plating layer 11 on the whole surface of the base material 10, the gold plating layer 12 may be formed only on the base end side and the tip end side.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional method of manufacturing the connector pin 1 ′ has a problem that productivity is low in either a method using a mask or a method of selectively forming the gold plating layer 12.
[0005]
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a surface treatment capable of efficiently forming a soldering region with high solder wettability and a non-soldering region with low solder wettability or no solder wettability. The object is to provide a method, a method for manufacturing an electronic component , and a method for manufacturing a connector pin .
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention provides a surface treatment method for forming a soldering region and a non-soldering region on a processing object in which an upper metal layer is laminated on the surface of a lower metal layer. The metal constituting the lower metal layer is made of a low wettability metal having lower solder wettability than the metal constituting the upper metal layer, or the solder does not wet, and the metal constituting the upper metal layer is And a high wettability metal having higher solder wettability than the low wettability metal, irradiating a predetermined region on the surface of the object to be processed with laser light, adjusting the laser light irradiation time and laser output, A part of the upper metal layer is removed in the laser light irradiation region, and a mixed layer in which the high wettability metal and the low wettability metal are mixed in a predetermined ratio is exposed, so that the laser light irradiation region is non-exposed. Half While the attached region, characterized in that the upper surface of the metal layer in the region where the laser beam is not irradiated with the soldering area.
[0007]
In the present invention, when irradiating the predetermined region with laser light on the surface of the processing object in which the upper layer metal layer made of high wettability metal is laminated on the surface of the lower layer metal layer made of low wettability metal, in the predetermined area (irradiation area of the laser beam), ready to mix layer is exposed in a portion of the upper layer side metal layer is removed and the high-wettability metal with low wettability metal, in the other regions, An upper metal layer made of a highly wettable metal remains. For this reason, a non-soldering region where the high wettability metal does not remain as it is can be formed in the laser light irradiation region, while a soldering region where the high wettability metal remains as it is can be formed in other regions. Therefore, the soldering region and the non-soldering region can be efficiently formed without using a technique such as partial plating.
[0008]
In another embodiment of the present invention, there is provided a surface treatment method for forming a soldering region and a non-soldering region on a processing object in which an upper metal layer is laminated on a surface of a lower metal layer, the upper layer side The metal constituting the metal layer is made of a low wettability metal having lower solder wettability than the metal constituting the lower metal layer, or the solder does not wet, and the metal constituting the lower metal layer is the low wettability metal. Made of a highly wettable metal having higher solder wettability than a conductive metal, irradiates a predetermined region on the surface of the object to be processed with laser light, adjusts the irradiation time and laser output of the laser light, and irradiates the laser light. In the region, a part of the upper metal layer is removed and a mixed layer in which the high wettability metal and the low wettability metal are mixed in a predetermined ratio is exposed, and the laser light irradiation region is used as a soldering region. one , Characterized in that the upper surface of the metal layer in the region where the laser beam is not irradiated with the non-soldered area.
[0009]
In the present invention, when irradiating the predetermined region with laser light on the surface of the object to be processed in which the upper metal layer made of low wettability metal is laminated on the surface of the lower metal layer made of high wettability metal, in the predetermined area (irradiation area of the laser beam), ready to mix layer is exposed in a portion of the upper layer side metal layer is removed and the high-wettability metal with low wettability metal, in the other regions, An upper metal layer made of a low wettability metal remains. Therefore, it is possible to form a soldering region where the low wettability metal remains in the state irradiated with the laser light, while forming a non-soldering region where the low wettability metal remains as it is in the other region. Therefore, the soldering region and the non-soldering region can be efficiently formed without using a technique such as partial plating.
[0010]
Further, in the present invention, in the predetermined area (irradiation area of the laser beam), together with a portion has been removed before Symbol upper metal layer, mixed layer of the low-wettability metal and the high wettability metal Since it is exposed, the laser irradiation time can be shortened as compared with the case where the upper metal layer of the predetermined region (laser light irradiation region) is completely removed. Further, depending on the material of the lower layer side metal layer or the upper layer side metal layer, unlike the case where the lower layer side metal layer is exposed, corrosion by a local battery can be prevented.
[0013]
In the present invention, the high wettability metal is, for example, gold, a gold alloy, silver, or a silver alloy, and the low wettability metal is, for example, nickel, a nickel alloy, copper, or a copper alloy.
[0014]
The surface treatment method according to the present invention is used, for example, for manufacturing an electronic component having the soldering region and the non-soldering region on the surface.
[0015]
In the present invention, a plurality of the processing objects for forming the electronic component are connected to the frame in the longitudinal direction, and the plurality of processing objects connected to the frame are conveyed in the longitudinal direction. middle passed over the roller surface which, it is preferable to irradiate the laser light to the processing object for changing the attitude on the roller surface. With this configuration, the multi-processing object changes its posture in the longitudinal direction with respect to the frame to form the processing object for forming the electronic component on the roller surface, so that laser light is applied to at least two surfaces. Can be irradiated.
[0016]
As an electronic component to which the present invention is applied, for example, a connector pin in which the soldering region and the non-soldering region are adjacent in the longitudinal direction can be exemplified.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Although the present invention can be applied to various electronic components and the like, in the following description, an example in which the present invention is applied to manufacture of connector pins will be described.
[0018]
[Embodiment 1]
(Configuration of electronic parts)
1A, 1B, and 1C are a perspective view of a connector pin to which the present invention is applied, a cross-sectional view in a soldering region, and a cross-sectional view in a non-soldering region, respectively.
[0019]
As shown in FIGS. 1A, 1B, and 1C, the connector pin 1 (electronic component) to which the present invention is applied is electrically connected to the tip side where the circuit board is connected and to other electronic components. On the base end side where the smooth connection is made, the gold plating layer 12 (solder wettability) is formed on the surface of the underlying nickel plating layer 11 (lower metal layer made of a low wettability metal having low solder wettability or solder wettability). The upper metal layer made of a high wettability metal) is formed, while a part of the gold plating layer 12 is removed in the middle of the longitudinal direction to form gold and nickel. A non-soldering region 3 with the mixed layer 13 exposed is provided. For this reason, when soldering to the base end side of the connector pin 1, the melted solder is prevented from scooping up by the non-soldering region 3 and does not reach the tip end side, so that the pattern formed on the circuit board is There is no short circuit with solder.
[0020]
(Method for manufacturing electronic parts)
2 (A) to 2 (I) are respectively a perspective view of a connector pin material used for manufacturing a connector pin according to the present invention, a cross-sectional view in the soldering region, a cross-sectional view in the non-soldering region, and a connector pin material. A perspective view showing a state of irradiating a predetermined region of laser light, a cross-sectional view of the soldering region, a cross-sectional view of the non-soldering region, and a state after irradiating the predetermined region of the connector pin material with the laser light FIG. 3 is a perspective view, a cross-sectional view in the soldering region, and a cross-sectional view in the non-soldering region.
[0021]
In manufacturing the connector pin 1 according to the present invention, in this embodiment, as shown in FIGS. 2A, 2B, and 2C, the nickel plating layer 11 is formed on the entire surface of the base material 10 made of copper or the like. After the formation, the gold plating layer 12 is formed on the entire surface.
[0022]
Next, as shown in FIGS. 2D, 2 </ b> E, and 2 </ b> F, the surface of the connector pin material 5 is irradiated with laser light on a predetermined region (region where the non-soldering region 3 is formed). To do. 2D, 2 </ b> E, and 2 </ b> F, a state in which only the upper surface 51 among the surfaces of the connector pin material 5 having a rectangular cross section is irradiated with laser light is shown. 5 is irradiated with the laser beam.
[0023]
As a result, as shown in FIGS. 2 (G), (H), and (I), in the laser light irradiation region, a part of the gold plating layer 12 is removed, and gold and nickel diffuse together, A mixed layer 13 of nickel and gold is formed. On the other hand, the gold plating layer 12 remains as it is in other areas where the laser beam is not irradiated. 2 (G), (H), and (I) show a state where the mixed layer 13 of nickel and gold is formed only on the upper surface 51 of the surface of the connector pin material 5 having a rectangular cross section. However, the mixed layer 13 of nickel and gold is formed on the entire four surfaces of the connector pin material.
[0024]
Here, Table 1 and Table 2 show the results of examining the relationship between the ratio of nickel and gold in the mixed layer 13 and the wettability of the solder. Table 1 shows the results of irradiation with laser light having a wavelength of 1060 nm at a frequency of 60 kHz as laser irradiation conditions. Table 2 shows the results of irradiation with a laser beam having a wavelength of 266 nm at a frequency of 10 Hz as the laser irradiation conditions. The ratio of nickel and gold in the mixed layer 13 was changed to an arbitrary condition depending on the laser beam irradiation time and the laser output.
[0025]
[Table 1]

[0026]
[Table 2]

[0027]
As shown in Tables 1 and 2, when the ratio of nickel to gold is 55:45 as a boundary and the gold ratio is higher than that, solder wettability is high, and when the nickel ratio is high, The wettability is lowered.
[0028]
Accordingly, in FIG. 1 and FIGS. 2G and 2I, if the ratio of nickel to gold in the mixed layer 13 exposed in the laser light irradiation region is higher than 55:45, the laser beam The non-soldering region 3 with low solder wettability can be used as the irradiation region. On the other hand, since the gold plating layer 12 remains as it is in the other area where the laser beam is not irradiated, the soldering area 2 can be obtained. Therefore, since it is not necessary to use a technique such as partial plating, the connector pin 1 including the soldering region 2 and the non-soldering region 3 can be efficiently manufactured.
[0029]
In this embodiment, a part of the gold plating layer 12 is removed in the laser light irradiation region (non-soldering region 3), and the mixed layer 13 of gold and nickel remains there. With such a configuration, it is possible to shorten the laser irradiation time as compared with the case where the gold plating layer 12 is completely removed in the laser light irradiation region (non-soldering region 3). Further, unlike the case where the nickel plating layer 11 is exposed, corrosion due to the local battery can be prevented.
[0031]
(Configuration example of connector pin manufacturing equipment)
FIGS. 3A and 3B are explanatory views showing the main part of the connector pin manufacturing apparatus according to the present invention, and how laser light is irradiated on the two surfaces of the connector pin material in this manufacturing apparatus. It is explanatory drawing shown. FIG. 4 is an explanatory diagram showing a state in which laser light is irradiated onto four surfaces of the connector pin material in the connector pin manufacturing apparatus according to the present invention.
[0032]
As shown in FIGS. 3A and 3B, the manufacture of the connector pin 1 was completed using a lead frame 7 in which a plurality of connector pin materials 5 were connected to the frame 6 in the longitudinal direction. Thereafter, a method of cutting the connector pin material 5 from the frame 6 is often employed.
[0033]
In such a case, after the nickel plating layer 11 and the gold plating layer 12 are formed in the state of the lead frame 7, when the lead frame 7 is conveyed by the

rollers

91 and 92 in the longitudinal direction, Laser light may be irradiated to the connector pin material 5 that passes through the surface and changes the posture on the roller surface.
[0034]
When such a method is adopted, laser light can be irradiated to two surfaces of the rectangular connector pin material 5, that is, the upper surface 51 and the one side surface 52. 3A and 3B, the lead frame 7 is twisted after irradiating the two surfaces of the upper surface 51 and one side surface 52 of the rectangular connector pin material 5 with laser light. Alternatively, the lead frame 7 is reversed, and the lead frame 7 is turned upside down, and again on the two surfaces of the lower surface 53 and the other side surface 54 of the rectangular connector pin material 5 by the method shown in FIGS. 3 (A) and 3 (B). On the other hand, if the laser beam is irradiated, the four surfaces of the connector pin material 5 can be irradiated with the laser beam.
[0035]
Further, as shown in FIG. 4, the lead frame 7 is fed into an S shape by the two rollers 92 and 94, and the laser light is irradiated to the connector pin material 5 whose posture is changed on each of the two roller surfaces. Also good.
[0036]
If comprised in this way, irradiation of the laser beam with respect to the two surfaces of the upper surface 51 and the one side surface 52 and irradiation of the laser beam with respect to the two surfaces of the lower surface 53 and the other side surface 54 can be performed continuously. .
[0037]
[Embodiment 2]
In the above embodiment, the upper metal layer made of a highly wettable metal having high solder wettability is formed on the surface of the lower metal layer (nickel plating layer 11) made of low wettability metal having low solder wettability or not wettable by solder. After the (gold plating layer 12) is laminated, the predetermined region is irradiated with laser light, and the non-soldering region 3 is formed by this laser light irradiation region, while the soldering region 2 is formed in other regions. Or vice versa.
[0038]
Since such a configuration uses a principle substantially opposite to that described with reference to FIGS. 1 to 4, the description thereof is omitted, but for example, the surface of the gold plating layer 12. After the nickel plating layer 11 is formed, a predetermined region is irradiated with laser light. As a result, the irradiation region of the laser beam, while a portion of the

nickel

plating layer 11 is removed in a state where the mixed layer 13 is exposed between the nickel and gold, in the other areas, leaving the nickel-plated layer 11 . Here, as for the mixed layer 13 of nickel and gold, as shown in Tables 1 and 2, the ratio of nickel and gold is made higher than 55:45 to increase the wettability of solder. As a result, a soldering region where the nickel plating layer 11 is not left as it is can be formed in the laser light irradiation region, while a non-soldering region where the nickel plating layer 11 is left as it is can be formed in other regions. Therefore, the soldering region and the non-soldering region can be efficiently formed without using a technique such as partial plating.
[0039]
[Other embodiments]
In the above embodiment, gold was used as the high wettability metal and nickel was used as the low wettability metal. However, as the high wettability metal, besides gold, gold alloy, silver, or silver alloy As the low wettability metal, nickel, nickel alloy, copper, copper alloy, or the like can be used.
[0040]
Moreover, in the said form, although it was the example by which the lower layer side metal layer and the upper layer side metal layer were formed in the surface of the base material 10 which consists of copper, it replaced with copper, a copper-nickel alloy, a titanium-copper alloy, The present invention can also be applied to a material in which a lower metal layer and an upper metal layer are formed on the surface of a base material made of phosphor bronze or brass.
[0041]
Furthermore, the present invention can be applied not only to the example in which the lower layer side metal layer and the upper layer side metal layer are formed on the surface of the substrate, but also to the material in which the substrate itself constitutes the lower layer side metal layer.
[0042]
【The invention's effect】
As described above, in the present invention, the surface of the object to be processed in which the upper metal layer made of high wettability metal is laminated on the surface of the lower metal layer made of low wettability metal is placed in the predetermined region. Upon irradiation with laser light, in the predetermined area (irradiation area of the laser beam), ready mixed layer of a portion of the upper layer side metal layer is removed and the high-wettability metal with low wettability metal is exposed, In the other regions, the upper metal layer made of a highly wettable metal remains. For this reason, a non-soldering region where the high wettability metal does not remain as it is can be formed in the laser light irradiation region, while a soldering region where the high wettability metal remains as it is can be formed in other regions. Therefore, the soldering region and the non-soldering region can be efficiently formed without using a technique such as partial plating.
[0043]
In another embodiment of the present invention, the surface of the lower layer metal layer made of a high wettability metal and the upper layer metal layer made of a low wettability metal are laminated in a predetermined region. Upon irradiation with laser light, in the predetermined area (irradiation area of the laser beam), ready mixed layer of a portion of the upper layer side metal layer is removed and the high-wettability metal with low wettability metal is exposed, In the other region, the upper metal layer made of the low wettability metal remains. Therefore, it is possible to form a soldering region where the low wettability metal remains in the state irradiated with the laser light, while forming a non-soldering region where the low wettability metal remains as it is in the other region. Therefore, the soldering region and the non-soldering region can be efficiently formed without using a technique such as partial plating.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A, 1B, and 1C are a perspective view of a connector pin to which the present invention is applied, a cross-sectional view in a soldering region, and a cross-sectional view in a non-soldering region, respectively.
FIGS. 2A to 2I are a perspective view of a connector pin material used for manufacturing a connector pin according to the present invention, a cross-sectional view in a soldering region, a cross-sectional view in a non-soldering region, and a connector, respectively. A perspective view showing how to irradiate a predetermined region of the pin material with laser light, a cross-sectional view of the soldering region, a cross-sectional view of the non-soldering region, and after irradiating the predetermined region of the connector pin material with laser light It is the perspective view which shows a mode, sectional drawing in the soldering area | region, and sectional drawing in the non-soldering area | region.
FIGS. 3A and 3B are explanatory views showing a main part of a connector pin manufacturing apparatus according to the present invention, respectively, and laser light is irradiated on two surfaces of a connector pin material in this manufacturing apparatus. It is explanatory drawing which shows a mode.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a state in which laser light is irradiated onto four surfaces of a connector pin material in the connector pin manufacturing apparatus according to the present invention.
5A, 5B, and 5C are a perspective view of a conventional connector pin, a cross-sectional view in a soldering region, and a cross-sectional view in a non-soldering region, respectively.
[Explanation of symbols]
1 Connector pin 1 (electronic component)
2 Soldering area 3 Non-soldering area 5 Connector pin material (object to be processed)
6 Frame 7 Lead frame 10 Base material 11 Nickel plating layer (lower metal layer)
12 Gold plating layer (upper metal layer)
13 Mixed layers of gold and

nickel

91, 92, 93 rollers

Claims

下層側金属層の表面に上層側金属層が積層された処理対象物に半田付け領域および非半田付け領域を形成するための表面処理方法であって、
前記下層側金属層を構成する金属は、前記上層側金属層を構成する金属より半田濡れ性が低い、あるいは半田が濡れない低濡れ性金属からなり、
前記上層側金属層を構成する金属は、前記低濡れ性金属より半田濡れ性が高い高濡れ性金属からなり、
前記処理対象物表面の所定領域にレーザ光を照射するとともに、当該レーザ光の照射時間およびレーザ出力を調整して、当該レーザ光の照射領域において前記上層側金属層の一部を除去するとともに前記高濡れ性金属と前記低濡れ性金属とが所定比率に混合した混合層を露出させ、
前記レーザ光の照射領域を前記非半田付け領域とする一方、前記レーザ光が照射されなかった領域の前記上層側金属層表面を前記半田付け領域とすることを特徴とする表面処理方法。A surface treatment method for forming a soldering region and a non-soldering region on a processing object in which an upper metal layer is laminated on the surface of a lower metal layer,
The metal constituting the lower metal layer is made of a low wettability metal that has lower solder wettability than the metal that constitutes the upper metal layer, or does not wet the solder,
The metal constituting the upper metal layer is a high wettability metal having higher solder wettability than the low wettability metal,
While irradiating a predetermined region on the surface of the object to be processed with laser light, adjusting the irradiation time and laser output of the laser light, removing a part of the upper metal layer in the laser light irradiation region and Exposing a mixed layer in which a high wettability metal and the low wettability metal are mixed in a predetermined ratio;
A surface treatment method, wherein the laser light irradiation region is the non-soldering region, and the upper metal layer surface of the region not irradiated with the laser light is the soldering region.

下層側金属層の表面に上層側金属層が積層された処理対象物に半田付け領域および非半田付け領域を形成するための表面処理方法であって、
前記上層側金属層を構成する金属は、前記下層側金属層を構成する金属より半田濡れ性が低い、あるいは半田が濡れない低濡れ性金属からなり、
前記下層側金属層を構成する金属は、前記低濡れ性金属より半田濡れ性が高い高濡れ性金属からなり、
前記処理対象物表面の所定領域にレーザ光を照射するとともに、当該レーザ光の照射時間およびレーザ出力を調整して、当該レーザ光の照射領域において前記上層側金属層の一部を除去するとともに前記高濡れ性金属と前記低濡れ性金属とが所定比率に混合した混合層を露出させ、
前記レーザ光の照射領域を前記半田付け領域とする一方、前記レーザ光が照射されなかった領域の前記上層側金属層表面を前記非半田付け領域とすることを特徴とする表面処理方法。A surface treatment method for forming a soldering region and a non-soldering region on a processing object in which an upper metal layer is laminated on the surface of a lower metal layer,
The metal constituting the upper metal layer is composed of a low wettability metal that has lower solder wettability than the metal that constitutes the lower metal layer, or does not wet the solder,
The metal constituting the lower metal layer is a high wettability metal having higher solder wettability than the low wettability metal,
While irradiating a predetermined region on the surface of the object to be processed with laser light, adjusting the irradiation time and laser output of the laser light, removing a part of the upper metal layer in the laser light irradiation region and Exposing a mixed layer in which a high wettability metal and the low wettability metal are mixed in a predetermined ratio;
A surface treatment method characterized in that the laser light irradiation area is the soldering area, and the upper metal layer surface of the area not irradiated with the laser light is the non-soldering area.

請求項１または２において、前記高濡れ性金属は、金、金合金、銀、あるいは銀合金であり、前記低濡れ性金属は、ニッケル、ニッケル合金、銅、あるいは銅合金であることを特徴とする表面処理方法。 3. The high wettability metal according to claim 1 or 2, wherein the high wettability metal is gold, gold alloy, silver, or silver alloy, and the low wettability metal is nickel, nickel alloy, copper, or copper alloy. Surface treatment method.

請求項１ないし３のいずれかに規定する表面処理方法を用いて、表面に前記半田付け領域と前記非半田付け領域とを備えた電子部品を製造することを特徴とする電子部品の製造方法。 An electronic component manufacturing method comprising manufacturing the electronic component having the soldered region and the non-soldered region on a surface using the surface treatment method defined in any one of claims 1 to 3.

請求項４において、前記電子部品を形成するための前記処理対象物をリードフレームに対してその長手方向に複数、接続した状態とし、前記処理対象物が複数、接続された前記リードフレームをその長手方向に搬送する途中でローラ面上を通し、該ローラ面上で姿勢を変える前記処理対象物に対して前記レーザ光を照射することを特徴とする電子部品の製造方法。 5. The lead frame according to claim 4, wherein a plurality of the processing objects for forming the electronic component are connected to a lead frame in a longitudinal direction thereof, and the lead frame connected to the plurality of processing objects is a longitudinal direction. A method of manufacturing an electronic component, wherein the laser beam is irradiated to the object to be processed that passes through a roller surface in the middle of conveyance in a direction and changes its posture on the roller surface.

請求項４または５に規定する電子部品として、前記半田付け領域と前記非半田付け領域とが長手方向で隣接するコネクタピンを製造することを特徴とするコネクタピンの製造方法。 6. A method of manufacturing a connector pin, comprising manufacturing the connector pin in which the soldering area and the non-soldering area are adjacent in the longitudinal direction as the electronic component defined in claim 4.