JPS61124597A - 銀被覆電気材料 - Google Patents

銀被覆電気材料

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JPS61124597A
JPS61124597A JP24579884A JP24579884A JPS61124597A JP S61124597 A JPS61124597 A JP S61124597A JP 24579884 A JP24579884 A JP 24579884A JP 24579884 A JP24579884 A JP 24579884A JP S61124597 A JPS61124597 A JP S61124597A
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alloy
layer
base material
thickness
coated
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JP24579884A
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Shoji Shiga
志賀 章二
Hideo Suda
須田 英男
Nobuyuki Shibata
宣行 柴田
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Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はスイッチ、リレー、コネクターなどの電気接点
や半導体リードフレーム、回路導体等に用いられる銀被
覆電気材料に関し、特に貴金属であるA(lを節約する
も潰れた性能を示す電気材料を提供するものである。
〔従来の技術〕
貴金属であるA(]は高い導電性と優れた耐食性を示す
ため、CLI 、Fe 、AJ!、Ni又はこれらの合
金からなる基材上に被覆し、電気、電子部品に多用され
ている。例えばスイッチ等の接点では、りん青銅、Cu
−Be合金、黄銅等のCu系基材又はステンレス基材に
AC+を被覆したものが用いられ、半導体用、リードフ
レームでは、Fe、Ni、Cu又はこれらの合金からな
る基材を成型したリードフレームの半導体素子を搭載す
るタブ部やワイヤーボンドするインナーリード部に八g
を1〜5μの厚さに被覆している。被覆するAgとして
は、純へ〇の他にA(] −C,u 、 Ag−Zn 
、 Ag−Al1 、 Ag−Pb 、AQ−8e等の
合金が用いられ、被覆にはメッキ、PVD、圧延クラッ
ド、溶接客種々の方法を用い、基材上に所望の厚さに被
覆している。
A(]の被覆は良好な電気的接続と、これを維持させる
ことにあり、通常は基材を所望形状に成形した後、その
全面又は所定部分に八〇を被覆したり、板や条の全面又
はストライプ状に八〇を被覆しているが、多くの場合は
全面へ〇被覆が用いられている。しかしスイッチ接点や
コネクターとしてのへ〇被覆の必要性は接点部に限られ
、他端部は半田付けや機械的圧着などの端子となり、ま
たリードフレームにおいてもAql覆の必要性はインナ
ーリード部に限られ、アウターリード部は半田付は端子
となるところから、八〇を節約するため端子部等へのA
q被被覆止める要求が強い。例えば第4図(イ)。
(ロ)に示すように板条の基材(1′ )の一部長手方
向にAgをストライプ状に被覆しで、AC1層(3′ 
)を形成し、該A11l被覆部を接点に使用し、へ〇被
覆のない部分を端子に使用することが試みられている。
しかしながら基材であるCLI系合金やステンレス等は
腐食し易く、半田ド1けや圧着による接合に重大な障害
となり易い。このため第5図(イ)、(ロ)に示すよう
に板条の基材(1′ )の全面にNi又はNi合金を被
覆してその表層(2′)を形成し、その一部長手方向に
Af+をストライプ状に被覆してAf1層(2′ )を
形成することが行なわれている。
(発明が解決しようとする問題点) Niは一般に耐食性であるが、表面に薄い強固な酸化膜
を速やかに発生するため、半田付けなどではこれを除去
しなければならず、活性度の^い、即ち腐蝕性の強いフ
ラックスが必要となり、このようなフラックスの使用は
フラックスの残留やフラックスの蒸気により電気、電子
部品としての特性劣化の原因となる。更にAgは硫化さ
れ易いため、その用途が限定され、高価な八〇やPdを
必要とする場合も少なくない。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明はこれに鑑み種々検討の結果、Aftを節約する
も上記欠陥を解消した銀被覆電気材料を開発したもので
、表面から厚さ0.05μ以上の表層がNi 、Co又
はこれ等の合金からなる基材上に、A(]又はA(]合
金を部分被覆し、露出する基材表面と部分被覆したA9
又はAf1合金否上に、In、Zn 、Sn 、Pd 
又は]を等の合金を0.01〜1.0μの厚さに被覆し
たことを特徴とするものである。
即ら本発明材料は第1図(イ)、(ロ)に示すように表
面から厚さ0.05μ以上の表層(2)がNi、co又
はこれらの合金からなる基材(1)、例えばNi、co
又はこれらの合金からなる板条素材を基材(1)とする
か、或いはCIJ、CIJ合金、ステンレス等からなる
板条素材を基材(1)とし、その表面にNi 、Co又
はこれらの合金を0.05μ以上の厚さに被覆して表層
(2)を形成する。このような基材(1)の表層(2)
上の一部に八〇又はAg合金を所望の厚さに被覆してへ
〇層(3)を形成し、更に露串する表1i’1J(2)
と被覆しIζ八へ筈(3)上に、In 、 Sn 、 
Zn 、 P(I 又ハコttラノ合念を0.01〜1
μの厚さに被覆して最外層(4)を形成したものである
。当該最外層は必要に応して表置(2)の必ずしも全面
でなくともよい。
Ni 、CO又はこれらの合金としては、Ni 、CO
の他に、Ni −Co 、 Ni −Fe 、 Ni 
−P、Ni  −Co−P、Ni  −Cr  、Ni
  −B。
Co−P、Co−P等の合金を用いる。AIJ又はAg
合金としてはIl!Agの外にAg−Cu 。
、l −Zn 、AC+ −Au 、Ag−Pd 、A
g −8b 、Ag−8e等の合金を用いる。またln
3n 、’:ln 、P(l又はこれらの合金としては
In、Sn、Zn、Pdの外にln −3n 。
Sn −Pb 、 Zn −3n 、 Pd −Ni 
、In −7−n 、 Zn−(:、d等の合金を用い
る。
〔作 用) 基材のNi、Co又はこれらの合金からなる表層は、基
材の腐食を防止し、基材上に被覆するA(l又はAg合
金層との拡散反応を抑制するバリヤーとして動き、また
in、3n、Zn。
pal又はこれらの合金からなる最外層は前記従来材料
における不都合を解ねするものである。
即ちNi、co又はこれらの合金からなる表層の表面に
起る強固な酸化被覆の発生をPd又はその合金からなる
最外層により酸化し鼎いものとし、In、Sn、Zn又
はその合金からなる最外層は軟質の薄い酸化被覆とし、
半田付は等のろう付けや機械的圧着、例えばかしめなど
による電気的接続を大幅に改善する。更に[n。
Sn、Zn、Pd等はAgと合金化し、AC3層の最大
の欠陥である硫化を大幅に防止することができる耐硫化
性の表面を形成する。
In、Sn、Zn、Pd又ハコレラノ合金による最外層
の上記効果は、厚さ0.05μ以上のN: 、Co又は
これらの合金からなる表層との組み合せにより発揮でき
るものである。即ちIn、Sn、Zn、PdはCu系材
料と反応しやすく、Ni、Co又はこれらの合金からな
る表層の厚さが0.05μ未満では上記反応を防止する
ことができないためである。またIn。
8口、Zn 、Pd又はこれらの合金からなる最外層の
厚さを0.01〜1.0μとしたのは厚さが0.01μ
未満では上記効果が得られず、厚さが1.0μを越える
とAi1層に期待するAg本来の電気伝導性が得られな
くなるためで、特に0.02〜0.5μの薄い被覆とす
ることが望ましい。
尚、Ni 、 Co系、Ag系、In、S11゜Zn 
、Pd系等の被覆は任意の方法で行なえばよいが、特に
電気メツキ法は共通して利用できるため実用的な方法で
あり、更にpvo、クラッド、溶接、化学メッキ等の方
法も適宜使用することができる。
(実施例) (1)厚さ0.25m、幅158の黄銅条(Cu−35
%Zn)を基材とし、その全面に厚さ12μのAgメッ
キを施してAgIを形成した後、プレス成型によりL字
状に折り曲げたものが小型スイッチ用接点に用いられて
いる。このような接点においてA9を節約するため1.
基材の全面にNi SO+  240g/J!、 Co
 S0420g/(。
Ni Cl!z 30g/i H350345g/、e
からなる45℃の温浴を用い、2.5A/dff12の
電流密度によりNi−10%CO合金を0.8μの厚さ
に全面メッキして表層を形成し、その片面長手方向にA
!Jを幅41111.厚さ 1.8μのストライブ状に
メッキしてAg層を形成した。ストライブ状メッキには
テープシール法により、AgcN45g/12. KC
N40g/l K2 CO3159/J!からなる25
℃の温浴を用い、2.5A / dm2の電流密度で行
なった。次にストライブ状のAg層と露出づるNi −
10%CO合金メッキの表面に日進化成■製のPNP−
80浴(pi−18,9,浴′1A25℃)を用い、1
.5A / dm2の電流密度でPd−20%Ni合金
を0.03μと0.1μの厚さにメッキして最外層を形
成し本発明電気材料を作成した。
(2)実施例(1)において、PNP−80浴に替えT
Sn SO+  50g/i Hz SO+40!7/
’ R、ニカワ 1.0g/ flからなる15℃の浴
を用い、5.OA、’dm2の電流密度でSnを0.1
5μの厚さにメッキして最外層を形成し本発明電気材料
を作成した。
(3)同様にしてPNP−80浴に替えてZn(CN)
260g/J2.Na C840g/’1NaOH80
9/j!からなる25℃の温浴を用い、2.5A/cl
n2の電流密度でZnを0.0S μと0.10μの厚
さにメッキして最外層を形成し本発明電気材料を作成し
た。
(4)同様にしてPNP−80浴に替えて1n(OH)
x 50g/、e、 Na CH150y/、e、 a
グ)Iiフコース20112. Na 0l−1309
7’、eからなる25℃の温浴を用い、2.OA 、7
6m2の電流密度でZn′4i−0,04μと0.08
μの厚さにメッキして最外層を形成し本発明電気材料を
作成した。
尚比較のため実施例(1)において、PNP−80浴に
よるPd−20%Ni合金メッキを省略して最外層を形
成しない比較用電気材料及びPNP−80浴によりPb
−20%N1合金を0.008μの厚さにメッキして最
外層を形成した比較用電気材料、更に実施例(2)にお
いてSOを0.008μの厚さにメッキして最外層を形
成した比較用電気材料を作成した。
これ等電気材料を第2図に示すようにプレス成型により
L字形に折り曲げ、その端子部を電気導体(5)に半田
付け(6)により取付け、ACl層(3)を接点部とす
る小型スイッチを作成し゛て使用された。面図において
(1)は黄1銅条からなる基材、(2)は表層、(4)
はIn。
7n 、3n 、pd又はこれらの合金からなる最外層
を示す。
これ等の接点材を各種評価するための劣化加速処理とし
て、100℃の大気中に1000時間放置した後、JE
IDA−25に準じて40℃のH283F+11111
の雰囲気中に24時間暴露した。これについて常法より
接点□部にAgプルーブを509の荷重で押し当て、1
00mA(DC)の電流を流して接触抵抗を測定した。
また露出する表層についてMIL法に準じ共晶半田浴(
235℃)の中に5秒間浸漬して半田濡れ面積を求めた
更に上記各電気材料についてAaのマイグレーションに
よる絶縁劣化障害を調べるため、それぞれ定性1紙上に
12.OIMの間隔で対置し、45V(DC)の電圧を
印加して温度40’C,湿態85%の恒温恒湿度槽内に
24時間保持し、濾紙上のマイナス側からプラス側に向
って黒色A(lの成長する距離を比較した。これ等の結
果を第1表に示4°    第1表 第1表から明らかなように本発明電気材料〔実施例(1
)〜(4)〕は何れも従来材料〔比較例(1)〕と比較
し、Ag1の耐硫化性と表層の半田付は性を大巾に向上
し、貴金属としてのAgを節約し得ることが判る。また
Agのマイグレーションによる絶縁劣化障害も、マイグ
レーションの速度が50%以下に低減していることが判
る。このことはAC1層レジンモールドして直流回線に
使用する場合に起り易い短絡障害を大巾に防止できるこ
とを示すものである。
(5)第3図に示すDIP型レツレジンモールドIC用
リードフレームいて、Ni SO+  24051!、
  H3BO3309/12.  ’pl−13,0+
7)45℃の温浴を用い、3.5A / dm2の電流
密度で全面N1メッキ(厚さ2.0μ)して表層を形成
した後、半導体素子を搭載するタブ部(7)と:素子上
の電極パッドとワイヤーボンドするインナーリード部(
8)のワイヤーボンド部(図に示す点線内)にAgCN
  45g/(、KCN  45g/i K(、e  
40g/CK2 CO315g・(からなる25℃の温
浴を用い、2.5A / dm2の電流密度でAaをス
ポット状に部分メッキ(厚さ2.5μ)してAgff1
を形成し、更に日進化成■製PNP−80浴(’ pl
−1’a、91・浴温25℃)を用い、仝而(Ag表面
と表層の露出面)にPd−20%Ni合金メッキを施し
、素子上の電極とインナーリード部(8)をワイヤーボ
ンドした。その結果極めて良好であり、全く異常が認め
られなかった。またワイヤーのボンド強さをテストした
ところ11.49を示した。次にこれをレジンモールド
した後、アウターリード部(9)に共晶半田を予備半田
付けした。この半田付けにはハロゲン系の活性フラック
スを用いることなく、非活性のロジンフラックスにより
良好な半田付けを行なうことができた。
比較のため最外層のpd−20%Ni合金メッキを省略
したリードフレームを用い、同様にして素子搭載、ワイ
ヤーボンドしたところ、ダイボンドとワイヤーボンドの
加熱によりAg層部に部分的に黒点が発生し、ワイヤー
ボンドの強さも8.1gと低く、レジンモールド後のア
ウターリード部の予備半田付けには活性なフラックスを
必要とし、しかも半田濡れ面積は80%以下と低いもの
であった。
発明の効果〕 このように本発明によれば貴金属であるAgを節約する
も、電気材料としての優れた半田付は性や機械的電気接
続における接続性を艮期にわたり維持することができる
顕著な効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図(イ)、(ロ)は本発明電気材料の一例を示すも
ので、(イ)は平面図、(ロ)は断面図、第2図は本発
明電気材料を用いた小型接点の一例を示す断面図、第3
図はDIP型レツレジンモールドIC用リードフレーム
例を示す平面図、第4図(イ)、(ロ)は従来電気材料
の一例を示すもので(イ)は平面図、(ロ)は断面図、
第5図(イ)、(ロ)は従来電気材料の他の一例を示す
もので、(イ)は平面図。 (ロ)は断面図である。 1.1′・・・基材 2.2′・・・表 層 3.3′・・・Ag層 4・・・ 最外層 5・・・  導  体 6・・・ 半田付は部 7・・・ タブ部 8・・・ インナーリード 9・・・ アウターリード 第1図 第2図 第3図 (イ)       (ロ) (イ)        (ロ)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 表面から厚さ0.05μ以上の表層がNi、Co又はこ
    れらの合金からなる基材上に、Ag又Ag合金を部分被
    覆し、露出する基材表面と部分被覆したAg又はAg合
    金層上に、In、Zn、Sn、Pd又はこれらの合金を
    0.01〜1.0μの厚さに被覆したことを特徴とする
    銀被覆電気材料。
JP24579884A 1984-11-20 1984-11-20 銀被覆電気材料 Pending JPS61124597A (ja)

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