JPH06196349A - タンタルコンデンサ用銅系リードフレーム材及びその製造方法 - Google Patents

タンタルコンデンサ用銅系リードフレーム材及びその製造方法

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JPH06196349A
JPH06196349A JP4344143A JP34414392A JPH06196349A JP H06196349 A JPH06196349 A JP H06196349A JP 4344143 A JP4344143 A JP 4344143A JP 34414392 A JP34414392 A JP 34414392A JP H06196349 A JPH06196349 A JP H06196349A
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tin
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nickel
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Satoshi Maruo
聡 丸尾
Masumitsu Soeda
益光 副田
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Kobe Steel Ltd
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Kobe Steel Ltd
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    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐熱剥性が優れ、熱処理後も良好な半田濡れ
性を示すタンタルコンデンサ用銅系リードフレーム材を
提供する。 【構成】 本発明に係るタンタルコンデンサ用銅系リー
ドフレーム材は、洋白からなる基材4と、この基材4上
に形成されたニッケルめっき層2と、このニッケルめっ
き層2上に0.2乃至2.0μmの厚さで形成された錫
及び銅の金属間化合物層3と、この金属間化合物層3上
に形成された錫めっき層1(又は、半田めっき層)とを
有する。金属間化合物層3は、例えばニッケルめっき層
上に0.1乃至1.0μmの厚さの銅めっき層を形成
し、この銅めっき層上に錫若しくは半田めっき層を形成
した後リフロー処理を施すか、又は銅めっき層上に溶融
錫めっき若しくは溶融半田めっきを施すことにより形成
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半田濡れ性及び耐熱剥
離性が優れたタンタルコンデンサ用銅系リードフレーム
材及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般的に、タンタルコンデンサはコンデ
ンサ部とリードフレーム部とに分けられる。また、リー
ドフレーム材料としては、銅合金系のものと、ニッケル
合金系のものとがある。このうち、リードフレーム部に
厳しい加工性が要求される用途については、主に、銅系
合金である洋白(Cu−Ni−Zn系合金)が使用され
ている。
【0003】タンタルコンデンサは、その製造組み立て
工程において、コンデンサ部を樹脂でモールドした後、
樹脂を硬化させるために180℃の温度で数時間の熱処
理が施される。その後、製品として出荷され、電子部品
の一つとして基板上に半田付けされる。このため、一般
的に、タンタルコンデンサ用リードフレーム材には18
0℃の温度で数時間の熱処理を施した後も優れた半田濡
れ性及び耐剥離性を有することが要求される。
【0004】従来のタンタルコンデンサ用銅系リードフ
レーム材としては、洋白にニッケルを下地めっきした
後、更に錫又は半田めっきをしたもの、又は洋白にニッ
ケル下地めっき及び銅めっきを順次施し、更に錫又は半
田をめっきしたものが使用されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た洋白にニッケル下地めっきをした後、更に錫又は半田
めっきをしたものは、熱処理すると錫とニッケルとの金
属間化合物の生成により表面の錫層が失われ、半田濡れ
性が低下するという難点がある。このため、熱処理後で
も優れた半田濡れ性を得るためには、熱処理後も錫層を
確保するために、錫めっき層を厚く形成する必要があ
り、製品コストの上昇を招来する。
【0006】一方、洋白にニッケル下地めっき及び銅め
っきを順次施し、更に錫又は半田をめっきしたものも、
熱処理によって錫と銅との金属間化合物層の生成による
錫層の減少で半田濡れ性が低下するという難点があると
共に、熱処理により生成される錫と銅との金属間化合物
層(ε相;Cu3 Sn)と銅めっき層との間で剥離が生
じやすいという問題点がある。
【0007】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、熱処理後も良好な半田濡れ性を確保できる
と共に、耐熱剥離性も優れたタンタルコンデンサ用銅系
リードフレーム材及びその製造方法を提供することを目
的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明に係るタンタルコ
ンデンサ用銅系リードフレーム材は、洋白からなる基材
と、この基材上に形成されたニッケルめっき層と、この
ニッケルめっき層の上に0.2乃至2.0μmの厚さで
形成された錫及び銅の金属間化合物層と、この金属間化
合物層の上に形成された錫又は半田からなるめっき層と
を有することを特徴とする。
【0009】本発明に係るタンタルコンデンサ用銅系リ
ードフレーム材の製造方法は、洋白からなる基材の表面
上にニッケルめっき層を形成する工程と、このニッケル
めっき層上に0.1乃至1.0μmの厚さの銅めっき層
を形成する工程と、この銅めっき層上に錫又は半田めっ
き層を形成する工程と、リフロー処理により前記錫又は
半田めっき層と前記ニッケルめっき層との間に0.2乃
至2.0μmの厚さの錫及び銅の金属間化合物層を形成
する工程とを有することを特徴とする。
【0010】また、本発明に係るタンタルコンデンサ用
銅系リードフレーム材の製造方法は、洋白からなる基材
の表面上にニッケルめっき層を形成する工程と、このニ
ッケルめっき層上に0.1乃至1.0μmの厚さの銅め
っき層を形成する工程と、溶融錫めっき又は溶融半田め
っきによりこの錫又は半田めっき層と前記ニッケルめっ
き層との間に0.2乃至2.0μmの厚さの錫及び銅の
金属間化合物層を形成する工程とを有することを特徴と
する。
【0011】なお、本願においてニッケルとは、純ニッ
ケルの他にニッケル合金を含むものとする。
【0012】
【作用】本発明に係るタンタルコンデンサ用銅系リード
フレーム材は、錫又は半田めっき層とニッケルめっき層
との間に、厚さが0.2乃至2.0μmの錫と銅との金
属間化合物を有する。このため、錫と銅との金属間化合
物層がバリヤー的に作用して錫とニッケルとの接触を遮
断し、熱処理を受けた場合に錫とニッケルとの金属間化
合物の生成を防止する。これにより、熱処理後でもその
表面に錫又は半田層を確保することができるため、錫又
は半田めっき層を厚くしなくても、熱処理後も良好な半
田濡れ性を得ることができる。
【0013】錫と銅との金属間化合物層の厚さは、0.
2乃至2.0μmが適切である。錫と銅との金属間化合
物層の厚さが0.2μm未満の場合は、前述のバリヤー
的作用が少なく、熱処理を受けた場合に錫とニッケルと
の金属間化合物の生成を十分に防止することができな
い。このため、熱処理後に良好な半田濡れ性を維持する
ことができなくなる。
【0014】一方、錫と銅との金属間化合物層の厚さを
2.0μmを超えて厚くしても、それによる特性の改善
効果は小さく、コストの上昇を招来する。このため、こ
の金属間化合物層の厚さは2.0μm以下とする。
【0015】なお、本発明に係るタンタルコンデンサ用
の銅系リードフレーム材は、銅層を有してしないため、
一般的に、銅層と錫層との金属間化合物層(ε相)との
間で起こるといわれている剥離は生じない。このため、
耐熱剥離性が優れている。
【0016】上述の優れた特性を有するタンタルコンデ
ンサ用銅系リードフレーム材は、洋白からなる基材にニ
ッケルめっき層を形成し、0.1乃至1.0μmの厚さ
の銅めっき層を形成した後、更に錫又は半田のめっき層
を形成し、リフロー処理により前述の錫及び銅の金属間
化合物層を形成するか、又は前記銅めっき層の上に、溶
融錫めっき又は半田めっきを施して、前述の金属間化合
物層を形成することにより、製造することができる。
【0017】この場合に、リフロー処理又は溶融めっき
処理により、全ての銅めっき層を錫と銅との金属間化合
物層に変化させることが重要である。このため、前記銅
めっき層の厚さは、300℃前後で数秒間のリフロー処
理で前述の錫と銅との金属間化合物を形成すること、又
は溶融めっきの製造上の制約等を勘案して、0.1乃至
1.0μmとする。
【0018】なお、本願発明方法において、洋白からな
る基材にニッケルめっきを施す前に銅めっきを行って
も、上述の特性に差し支えることはない。
【0019】
【実施例】以下、本発明の実施例について、具体的に説
明する。
【0020】実施例A,B,Cとして、図1に示すよう
に、板厚が0.3mmの洋白からなる基材4に厚さが
2.0μmのニッケルめっき層2を形成した後、厚さが
夫々0.1μm、0.5μm、1.0μmの銅めっき層
を形成し、更に後工程のリフロー処理後に残存する錫め
っき層1の厚さが2.0μmとなるように、厚さが夫々
2.2μm、3.0μm、4.0μmの錫めっき層1を
形成した後、300℃の温度で50秒間のリフロー処理
を施し、錫めっき層1とニッケル層2との間に錫と銅と
の金属間化合物層3を形成したものを用意した。
【0021】また、比較例D,Eとして、板厚が0.3
mmの洋白からなる基材に厚さが2.0μmのニッケル
めっき層を形成した後、厚さが夫々0.05μm、2,
0μmの銅めっき層を形成し、更にリフロー処理後の錫
めっき層の厚さが2.0μmとなるように、厚さが夫々
2.1μm、6.0μmの錫めっき層を形成した後、リ
フロー処理を施し、錫とニッケル層との間に厚さが夫々
0.1μm、4.0μmの錫と銅との金属間化合物層を
形成したものを用意した。
【0022】更に、従来例Fとして、図2に示すよう
に、板厚が0.3mmの洋白からなる基材4に厚さが
2.0μmのニッケルめっき層2を形成した後、2.0
μmの厚さで錫めっき層1を形成したものを用意した。
更にまた、従来例Gとして、図3に示すように、板厚が
0.3mmの洋白からなる基材4に厚さが2.0μmの
ニッケルめっき層2を形成した後、厚さが1.0μmの
銅めっき層5を形成し、更に厚さが2.0μmの錫めっ
き層1を形成したものを用意した。
【0023】得られたリードフレーム材の各めっき層の
厚さ及び金属間化合物層の厚さを断面観察により求め
た。その結果を、下記表1に示す。なお、上述のニッケ
ルめっき、銅めっき及び錫めっき時のめっき条件を下記
表2に示す。
【0024】
【表1】
【0025】
【表2】
【0026】また、各実施例、比較例及び従来例のリー
ド材を180℃の温度で熱処理した後、その半田濡れ性
及び耐剥離性を調べた。
【0027】但し、半田濡れ性試験は以下の条件で行な
った。 試験方法;メニスコグラフ法(MIL−STD−202
Eに基づく) 評価方法;図4に示すように、半田浴中に浸漬後、濡れ
の力(半田引き込み力)が0に回復するまでの時間(以
下、濡れ時間という)を測定した。濡れ時間が短いほど
半田濡れ性がよいといえる。 試験装置;SAT−2000(レスカ社製) 浸漬速度;25mm/秒 浸漬深さ;2mm 浸漬時間;5秒間 半田組成;Sn/Pb=6/4 半田温度;230℃ フラックス;非活性ロジン系フラックス アルファ−1
00(日本アルファメタルズ社製)。
【0028】また、耐剥離製試験は、180℃で熱処理
した試験材を用いて、曲げ半径(R)が0.5mmで9
0°曲げを行い、また平板状に戻す動作を2回行なった
後、ルーペを用いて剥離の有無を調べた。
【0029】熱処理後のメニスコグラフ法による半田濡
れ性の試験(半田濡れ時間)の結果を下記表3に示す。
但し、浸漬時間が5秒までの間に濡れの力が0まで回復
しない場合は、半田濡れ時間を“>5”として示した。
【0030】この表3から明らかなように、従来例F,
Gは熱処理時間が1時間を過ぎると半田濡れ性が低下し
た。これに対し、本発明方法により製造した実施例A,
B,Cのリードフレーム材と比較例Eのリードフレーム
材は、熱処理時間が9時間を超えても良好な半田濡れ性
を示した。これは、従来例F,Gが熱処理により錫層が
減少したのに対して、実施例A,B,C及び比較例Eは
熱処理後も錫層が減少していないためである。また、比
較例Dは熱処理時間が9時間に達すると錫とニッケルと
の接触を遮断して錫とニッケルとの金属間化合物の生成
を防止した効果が薄れ、半田濡れ性が低下した。
【0031】
【表3】
【0032】次に、耐熱剥離試験を行なった結果を下記
表4に示す。但し、表4において、剥離が認められない
場合を○、剥離が認められる場合を×で示した。
【0033】
【表4】
【0034】この表4から明らかなように、従来例Gは
熱処理を9時間行なうと剥離が生じたのに対し、実施例
A,B,C及び比較例D,Eはいずれも熱処理時間は9
時間でも剥離が生じなかった。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係るタンタ
ルコンデンサ用銅系リードフレーム材は、基材上に形成
されたニッケルめっき層と錫又は半田めっき層との間に
所定の厚さで形成された錫及び銅の金属間化合物層を有
するから、耐熱剥性が優れ、熱処理後も良好な半田濡れ
性を示す。
【0036】また、本発明方法によれば、ニッケルめっ
き層上に所定の厚さで銅めっき層を形成し、更に錫又は
半田のめっき層を形成した後リフロー処理により錫及び
銅の金属間化合物層を形成するか、又は、前記銅めっき
層上に溶融錫若しくは半田めっきを施して錫及び銅の金
属間化合物層を形成するから、上述のタンタルコンデン
サ用銅系リードフレーム材を容易に製造することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係るリードフレーム材を示す
断面図である。
【図2】従来例のリードフレーム材を示す断面図であ
る。
【図3】他の従来例のリードフレーム材を示す断面図で
ある。
【図4】半田濡れ性の評価方法を示すグラフ図である。
【符号の説明】
1;錫めっき層 2;ニッケルめっき層 3;金属間化合物層 4;基材 5;銅めっき層

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 洋白からなる基材と、この基材上に形成
    されたニッケルめっき層と、このニッケルめっき層の上
    に0.2乃至2.0μmの厚さで形成された錫及び銅の
    金属間化合物層と、この金属間化合物層の上に形成され
    た錫又は半田からなるめっき層とを有することを特徴と
    するタンタルコンデンサ用銅系リードフレーム材。
  2. 【請求項2】 洋白からなる基材の表面上にニッケルめ
    っき層を形成する工程と、このニッケルめっき層上に
    0.1乃至1.0μmの厚さの銅めっき層を形成する工
    程と、この銅めっき層上に錫又は半田めっき層を形成す
    る工程と、リフロー処理により前記錫又は半田めっき層
    と前記ニッケルめっき層との間に0.2乃至2.0μm
    の厚さの錫及び銅の金属間化合物層を形成する工程とを
    有することを特徴とするタンタルコンデンサ用銅系リー
    ドフレーム材の製造方法。
  3. 【請求項3】 洋白からなる基材の表面上にニッケルめ
    っき層を形成する工程と、このニッケルめっき層上に
    0.1乃至1.0μmの厚さの銅めっき層を形成する工
    程と、溶融錫めっき又は溶融半田めっきによりこの錫又
    は半田めっき層と前記ニッケルめっき層との間に0.2
    乃至2.0μmの厚さの錫及び銅の金属間化合物層を形
    成する工程とを有することを特徴とするタンタルコンデ
    ンサ用銅系リードフレーム材の製造方法。
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