專利名稱：電子零件及其表面處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將要釬焊的電子零件的表面處理方法，諸如連接接線端或金屬底架和它們的表面處理方法。
背景技術(shù)：
隨著在環(huán)境保護(hù)中對(duì)鉛的控制，產(chǎn)品要求是無鉛的，并且在對(duì)于電子零件不可缺少的連接接線端釬焊工作中也是如此，因此興起無鉛化工作的要求。
傳統(tǒng)上，將要釬焊的連接接線端，諸如連接器或引線架，或用于包容連接接線端之類的金屬底架(外殼)通常接受無鉛處理，即一種用錫的表面處理具有極佳的釬焊可濕性。在使用錫的情況中，存在一個(gè)問題，即雖然其釬焊可濕性極佳，但易于產(chǎn)生錫須(須狀物)，并且易于發(fā)生電氣短路狀態(tài)。
作為這類電子零件表面處理方法的例子，例如，專利文件1披露在應(yīng)用于線路板布線層的釬焊區(qū)域并且使用不含錫的金屬的表面處理中，采用非電鍍方法的鍍覆是在布線層上通過三層鍍層進(jìn)行，其中鎳層具有平均粒子尺寸為20nm(納米)而其厚度為0.5μm到5μm(微米)，鈀或鈀合金層厚度為0.005μm到2μm，而金層厚度為0.05μm到0.8μm。
JP-A-2002-111188(3到5頁，圖2)不過，作為將要釬焊的電子零件，諸如連接接線端或金屬底架，希望有無鉛、沒有須狀物、有極佳可濕性、有極佳耐腐蝕性、使用少量黃金、并且具有極佳鍍覆生產(chǎn)率。
在專利文件1的處理方法中，使用黃金量很大，鍍覆生產(chǎn)率不佳，并且有成本變高的趨向。還有，由于黃金使用量很大，還存在釬焊最新的細(xì)節(jié)距產(chǎn)品時(shí)釬焊處黃金濃度變高的問題，而且釬焊強(qiáng)度降低。
發(fā)明概要本發(fā)明用來解決以上描述的問題，并且其目的是提供電子零件，它使用不含鉛、錫的金屬并且具有極佳的釬焊可濕性，極其經(jīng)濟(jì)并具有高度可靠性，和提供這樣的表面處理方法。
按照本發(fā)明，電子零件包括將要釬焊的釬焊部分，釬焊部分接受鎳、鈀及金等三層結(jié)構(gòu)的表面處理，其中鈀層厚度范圍在0.007到0.1μm，金層厚度范圍在0.003到0.02μm，并且建立金層厚度＜鈀層厚度的關(guān)系。
按照本發(fā)明，在電子零件的表面處理方法中，其中釬焊部分接受鎳、鈀及金等三層結(jié)構(gòu)的表面處理，鈀層和金層由電解電鍍處理形成，鈀層厚度范圍在0.007到0.1μm，金層厚度范圍在0.003到0.02μm，并且建立金層厚度＜鈀層厚度的關(guān)系。
按照本發(fā)明，如以上所描述，由于將要釬焊的電子零件的金屬基礎(chǔ)材料隨后接受鍍鎳、鈀觸擊電鍍、和黃金包鍍等表面處理，存在一種結(jié)果，即獲得電子零件無鉛、具有極佳釬焊可濕性、使用少量黃金、和經(jīng)濟(jì)性。
附圖簡(jiǎn)要說明

圖1為顯示按照本發(fā)明實(shí)施例1電子零件表面處理的說明圖。
圖2為顯示接受按照本發(fā)明實(shí)施例1表面處理的接線端外部視圖。
圖3為顯示使用接受按照本發(fā)明實(shí)施例1表面處理的接線端的連接器的外部視圖。
圖4為顯示接受按照本發(fā)明實(shí)施例1表面處理的金屬底架外部視圖。
圖5為顯示按照本發(fā)明實(shí)施例1的電子零件表面處理原理圖。
圖6為顯示按照本發(fā)明實(shí)施例1電子零件的釬焊可濕性試驗(yàn)結(jié)果圖。
圖7為顯示按照本發(fā)明實(shí)施例1電子零件的黃金包鍍的厚度改變情況中的試驗(yàn)結(jié)果圖。
圖8為顯示接受按照本發(fā)明實(shí)施例2表面處理的電子零件耐腐蝕處理解釋圖。
具體的實(shí)施方式實(shí)施例1圖1為顯示按照本發(fā)明實(shí)施例1電子零件表面處理的解釋圖。
在圖1中，三層，就是，鎳鍍層2(鎳層)，鈀觸擊鍍層3(鈀層)，和黃金包鍍層4(金層)順序地在由銅合金之類制成的基礎(chǔ)材料1上形成。圖2為顯示接受按照本發(fā)明實(shí)施例1表面處理的接線端外部視圖。
在圖2中，接線端5具有釬焊部分6。
圖3為顯示使用接受按照本發(fā)明實(shí)施例1表面處理的接線端的連接器的外部視圖。
在圖3中，具有釬焊部分的接線端5構(gòu)成連接器7。
圖4為顯示接受按照本發(fā)明實(shí)施例1表面處理的金屬底架外部視圖。
在圖4中，將要釬焊的金屬底架接受如圖1所示的三層表面處理。不通電的金屬底架8如此構(gòu)造，使儲(chǔ)存卡9插入內(nèi)部，并且通過釬焊部分6釬焊在基底10上。
圖5為顯示按照本發(fā)明實(shí)施例1的電子零件表面處理原理圖。
在圖5中，參考數(shù)字1到4代表圖1中相同部分。在圖5中，黃金包鍍層4形成為部分地包覆鈀觸擊鍍層3。
圖6為顯示按照本發(fā)明實(shí)施例1的電子零件的釬焊可濕性試驗(yàn)結(jié)果圖。
在圖6中，Ni+Pd-st(觸擊)+Au黃金包鍍處理代表本發(fā)明的處理方法。
圖7為顯示按照本發(fā)明實(shí)施例1的電子零件的黃金包鍍的厚度改變情況中的試驗(yàn)結(jié)果圖。
在圖7中，Ni+Pd-st(觸擊)+Au黃金包鍍處理代表本發(fā)明的處理方法。
其次，將描述接線端的表面處理方法。
圖1中鎳鍍層2形成1到3μm的厚度以便覆蓋基礎(chǔ)材料的布線層。鈀觸擊鍍層3位于鎳鍍層2上面并形成0.007到0.1μm的厚度以便形成核心。當(dāng)觸擊層薄于0.007μm時(shí)，粘度較差，而當(dāng)其厚于0.1μm時(shí)，粘度相似地也變壞。如此，觸擊層形成在可保證粘度的0.007到0.1μm范圍。
其次，包金鍍層4形成在0.003到0.02μm的范圍。當(dāng)金包鍍層厚度小于如圖5所示鈀觸擊鍍層3的厚度時(shí)，金包鍍層覆蓋鈀觸擊鍍層3的核心。在該狀態(tài)下，可以獲得極佳釬焊可濕性的表面處理。在金包鍍層4的上述厚度中，不顯出金色。
金包鍍層4保護(hù)(抵抗由于氧化之類的侵蝕)鈀觸擊鍍層3的表面。如此，金包鍍層次必須為0.003μm或更大，以便覆蓋鈀觸擊鍍層3的核心。另一方面，在實(shí)行釬焊的情況中，首先，該保護(hù)部分的金包鍍層4擴(kuò)散進(jìn)入焊料，清潔的鈀層表面暴露，并且實(shí)行釬焊。此時(shí)，當(dāng)金包鍍層4的鍍層厚度變厚并且變成顯示金色的約0.03μm或更大的厚度，金的擴(kuò)散量變大。在釬焊最新的細(xì)節(jié)距產(chǎn)品時(shí)，在釬焊處的金濃度變高，而釬焊強(qiáng)度降低。相應(yīng)地。金包鍍層4必須形成0.02μm或更少的厚度而不顯示金色。就是，當(dāng)金包鍍層4形成0.003到0.02μm范圍的厚度，它覆蓋鈀觸擊鍍層3的核心，并且在釬焊時(shí)不發(fā)生強(qiáng)度的下降。還有，在這樣金層厚度下，金消耗量很小，鍍層生產(chǎn)率良好，并且經(jīng)濟(jì)性得到改進(jìn)。
作為接受這樣表面處理的電子零件，接線端如圖2所示，采用接線端的連接器顯示在圖3中，而金屬底架顯示在圖4中，對(duì)于它們各自可以執(zhí)行具有極佳釬焊可濕性的釬焊。
接受如以上說明的表面處理的電子零件的釬焊可濕性試驗(yàn)如圖6及7所示具有極佳結(jié)果。
圖6顯示按照彎月形圖表方法的零交叉時(shí)間判別，對(duì)于接受作為本發(fā)明處理方法的Ni+Pd-st(觸擊)+Au黃金包鍍處理的電子零件，釬焊可濕性為1秒或更少是優(yōu)良的。
圖7顯示按照彎月形圖表方法的零交叉時(shí)間判別，當(dāng)Au金包鍍層厚度為30、50、100、和200埃(10-10米)時(shí)，對(duì)于接受作為本發(fā)明處理方法的Ni+Pd-st(觸擊)+Au黃金包鍍處理的電子零件，釬焊可濕性為1秒或更少是優(yōu)良的。
在實(shí)施釬焊使用Sn-Ag-Cu和Sn-Ag-Bi-Cu釬焊料的情況中彎曲強(qiáng)度也極佳。
按照實(shí)施例1，由于將要釬焊的電子零件金屬基底材料隨后通過電鍍鎳、鈀觸擊電鍍、和包金電鍍接受表面處理，其結(jié)果是可以得到無鉛的、具有極佳釬焊可濕性、使用少量黃金、并且是經(jīng)濟(jì)的電子零件。
其次，上述用于電子零件的表面處理將具體地描述。
如以上所述，當(dāng)鎳鍍層2具有1到3μm的厚度，鈀觸擊鍍層3(鈀觸擊)具有0.007到0.1μm的厚度，和包金鍍層4具有0.003到0.02μm的厚度完成，并且建立起包金層4厚度＜鈀觸擊層3厚度的關(guān)系時(shí)，可以執(zhí)行具有極佳釬焊可濕性的表面處理。三層的形成以如下的方式進(jìn)行。
首先，具有1到3μm厚度的鎳鍍層2是通過浸入制作成為其濃度小于正常商業(yè)上供應(yīng)濃度的鈀溶液形成，鈀電鍍是在電流密度為1到10A/dm2的條件下執(zhí)行，而形成具有0.007到0.1μm厚度的鈀觸擊鍍層3。
其次，帶有鈀觸擊鍍層3的基底材料1浸入制作成為其濃度小于正常商業(yè)上供應(yīng)濃度的黃金溶液，金電鍍是在電流密度0.05到0.1A/dm2的條件下執(zhí)行，而形成具有0.003到0.02μm厚度的金鍍層4。
鈀觸擊鍍層3和包金鍍層4可以通過連續(xù)地在恒速下順序地在包括其中含有鈀溶液的鈀浴槽和其中含有黃金溶液的金浴槽的電鍍生產(chǎn)線中移動(dòng)而形成。
由于沉積速度按照溶液中鈀和金的濃度和電流密度而變化，溶液中鈀和金濃度按照所使用生產(chǎn)線(設(shè)備)的性能而設(shè)定。
實(shí)施例2在實(shí)施例1中，雖然具有極佳釬焊可濕性的無鉛表面處理已經(jīng)描述，實(shí)施例2涉及一種耐腐蝕處理，它處理由于包金鍍層變薄而引起的腐蝕阻力下降并且改進(jìn)包金鍍層的耐腐蝕阻力。
圖8為顯示按照本發(fā)明實(shí)施例2表面處理的電子零件耐腐蝕處理解釋圖。
在圖8中，在包金鍍層4上形成防腐蝕劑的保護(hù)薄膜11，并且封住包金鍍?cè)尼樋?2。
在實(shí)施例2中，防腐蝕劑的保護(hù)薄膜11還在包金鍍層4上形成。作為該保護(hù)薄膜11，可以采用商業(yè)上供應(yīng)的防腐蝕劑，它并不降低接線端的釬焊可濕性和不降低接觸可靠性。保護(hù)薄膜11附著在包金鍍層4的表面上，充滿由于包金鍍層4形成很薄而產(chǎn)生的針孔12，并且保護(hù)包金鍍層4的表面抵抗大氣中腐蝕性氣體。
按照實(shí)施例2，通過防腐蝕劑的保護(hù)薄膜，即使包金鍍層形成較薄，腐蝕阻力可以極佳。
權(quán)利要求
1.一種包括將要釬焊的釬焊部分的電子零件，釬焊部分接受鎳、鈀、和金三層結(jié)構(gòu)的表面處理，其中，鈀層具有0.007到0.1μm的厚度范圍，金層具有0.003到0.02μm的厚度范圍，并且建立起金層厚度＜鈀層厚度的關(guān)系。
2.按照權(quán)利要求1所述的電子零件，其特征在于，在釬焊部分中，在金層上設(shè)置焊珠或無鉛焊珠。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的電子零件，其特征在于，電子零件為接線端。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的電子零件，其特征在于，電子零件為金屬底架。
5.按照權(quán)利要求1到4中任何一個(gè)所述的電子零件，其特征在于，防腐蝕保護(hù)薄膜設(shè)置在金層上。
6.一種用于電子零件的表面處理方法，其中釬焊部分接受鎳、鈀、和金三層結(jié)構(gòu)的表面處理，其中，鈀層和金層由電解電鍍處理形成，鈀層具有0.007到0.1μm的厚度范圍，金層具有0.003到0.02μm的厚度范圍，并且建立起金層厚度＜鈀層厚度的關(guān)系。
7.按照權(quán)利要求6所述的電子零件表面處理方法，其特征在于，在電解電鍍處理中，當(dāng)鈀層在電流密度為1到10A/dm2的條件下鍍?cè)阪噷由虾螅饘釉陔娏髅芏葹?.05到0.1A/dm2的條件下鍍上。
8.按照權(quán)利要求6或7所述的電子零件表面處理方法，其特征在于，耐腐蝕保護(hù)薄膜形成在金層上。
9.按照權(quán)利要求6到8之一所述的電子零件表面處理方法，其特征在于，電子零件在恒速下順序地在其中含有鈀溶液的鈀浴槽和其中含有黃金溶液的金浴槽移動(dòng)，而形成鈀層和金層。
10.一種電子零件的表面處理方法，其中，在釬焊部分上形成鎳、鈀及金三種鍍層，其中，在鎳層上形成鈀觸擊，和金鍍層施加于鈀觸擊的周邊并達(dá)到不致出現(xiàn)金色的程度。
全文摘要
一種電子零件表面處理方法，它采用不含鉛和錫的金屬，并且具有極佳釬焊可濕性、經(jīng)濟(jì)性和具有高度可靠性。在電子零件表面處理方法中，釬焊部分接受鎳、鈀及金三層結(jié)構(gòu)的表面處理，而鎳層、鈀層及金層由電解電鍍處理形成，其中鈀層厚度在0.007到0.1μm范圍，金層厚度在0.003到0.02μm范圍，并且建立起金層厚度＜鈀層厚度的關(guān)系。
文檔編號(hào)C25D5/10GK1691416SQ20051000783
公開日2005年11月2日 申請(qǐng)日期2005年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月28日
發(fā)明者小林健一 申請(qǐng)人:信榮高科技股份有限公司