| 【発明の名称】 |
電子部品の封止用ケース材料 |
| 【発明者】 |
【氏名】田村 嘉男
【氏名】伊藤 久敏
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| 【要約】 |
【課題】絞り加工前の洋白材からなる母材にＮｉめっき層を施してなり、つづく絞り加工の際に該Ｎｉめっき層が破断することなくすぐれた絞り加工性を有する電子部品の封止用ケース材料を提供すること。
【解決手段】洋白材の表面に厚さ０．５〜５．０μｍのＮｉめっきを施した後、熱処理によりＮｉめっき層のＮｉを再結晶化させてなる電子部品の封止用ケース材料。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 洋白材の表面に厚さ０．５〜５．０μｍのＮｉめっきを施した後、熱処理によりＮｉめっき層のＮｉを再結晶化させてなる電子部品の封止用ケース材料。
【請求項２】 熱処理後のＮｉめっき層の硬さがＨＶ０．０２５で１００〜１２０である請求項１記載の電子部品の封止用ケース材料。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水晶振動子のキャップなどの電子部品を封止するために用いられるケース材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、水晶振動子キャップなどの電子部品の封止用ケースに用いられる封止用ケース材料としては、成形加工時に良好な絞り加工性を示すという点から、６４Ｃｕ−１８Ｎｉ−Ｚｎなどの洋白材が母材として主に使用されている。また、洋白材は強度および絞り加工性にはすぐれているものの、耐食性、耐応力腐食割れ性、めっき性およびはんだ付け性に劣るため、通常はＮｉめっきが施されている。ところが、母材である洋白材の絞り加工前にＮｉめっきを施したばあい、つづく絞り加工の際にＮｉめっき層が破断してしまう。そこで、たとえば特開平５−３２７３８９号公報には、絞り加工後の洋白材にＮｉめっきを施す技術が開示されている。しかし、一般的に、絞り加工後のめっき層の厚さを制御するのは困難であるという問題がある。
【０００３】そこで、たとえば特開平５−１３６７号公報には、絞り加工前の母材にＮｉめっきを施した後に該Ｎｉを母材に熱拡散させることを特徴とする電気・電子機器用銅合金材料に関する技術が開示されている。この技術によれば、母材の絞り加工前にＮｉめっきを施しても、つづく絞り加工時にＮｉめっき層は破断しない。
【０００４】しかし、該技術によれば、Ｎｉめっき層の厚さおよびＮｉ拡散層の形成を制御するのが困難であるという問題があり、さらに該公報には母材として銅合金、とくにりん青銅および黄銅を用いることは記載されているが、洋白材を用いるとの記載はない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前記事実に鑑み、本発明の目的は、絞り加工前の洋白材からなる母材にＮｉめっき層を施してなり、つづく絞り加工の際に該Ｎｉめっき層が破断することなくすぐれた加工性を有する電子部品の封止用ケース材料を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、洋白材の表面に厚さ０．５〜５．０μｍのＮｉめっきを施した後、熱処理によりＮｉめっき層のＮｉを再結晶化させてなる電子部品の封止用ケース材料に関する。
【０００７】このばあい、Ｎｉめっき層の硬さがＨＶ０．０２５で１００〜１２０であるのが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明においては、洋白材（以下、「母材」ともいう）の表面にＮｉめっきを施した後に熱処理を行なう。これは、めっき上がりのＮｉめっき層の組織は絞り加工に対応するだけの伸び率を有さないため、該熱処理によりＮｉの再結晶組織を生成し、Ｎｉめっき層に充分な伸び率を付与するためである。
【０００９】また、この熱処理により母材の平均結晶粒径も大きくなり、絞り加工の際にＮｉめっき層と同程度の伸び率を発揮する。したがって、該絞り加工時に、Ｎｉめっき層の破断が生じないのである。
【００１０】本発明において母材として用いる洋白材は、通常はＣｕを４５〜７０％、Ｎｉを５〜３５％およびＺｎを１３〜３５％含んでなるが、従来から電子部品の封止用ケースに用いられているものであればよく、とくに、すぐれた絞り加工性および強度を有するという点からＪＩＳ Ｃ ７５２１合金を用いるのが好ましい。
【００１１】また、前記母材は、えられる電子部品の封止用ケースの種類によって異なるが、概して板状の形状を有する。
【００１２】また、母材の厚さとしては絞り加工後に充分な強度を有するという点から０．１０ｍｍ以上であればよく、プレス装置および加工部品の大きさの制約という点から０．１０〜０．２６ｍｍであるのが好ましい。
【００１３】本発明においては、母材に耐食性、耐応力腐食割れ性およびはんだ付け性を付与するために、Ｎｉめっきを施す。Ｎｉめっきを施す方法としては従来から用いられている方法でよいが、生産性およびめっき膜厚の均一性という点から電気めっき法を用いるのが好ましい。
【００１４】また、Ｎｉめっき層の厚さとしては、０．５μｍ未満では絞り加工の際の母材の伸び率に対してＮｉめっき層に充分な伸び率を与えることができずにＮｉめっき層に破断を生じる点、および５．０μｍを超えるとめっき加工に多大な処理時間を要し、かつ価格が高くなる点から０．５〜５．０μｍであるのがよいが、母材中のＺｎが熱処理により拡散して表層に出やすいため、１．０〜５．０μｍであるのが温度コントロールが容易である点から好ましく、さらに、Ｎｉめっき層の軟化に高温度あるいは長時間が必要となるため、１．０〜３．０μｍであるのが経済的に有利である点からとくに好ましい。
【００１５】本発明において母材の表面に施されたＮｉめっき層はそのままでは母材の絞り加工時に破断してしまうため、熱処理を行なってＮｉめっき層を再結晶化させ、一方、母材の結晶粒径を大きくして母材自体にも充分な伸び率を付与する。
【００１６】本発明においては、前記のようにＮｉめっき層を再結晶化させる方法として連続焼鈍炉を用いて高温で短時間の熱処理を施す。この熱処理が不充分であると、Ｎｉめっき層に再結晶化が起こらないために該Ｎｉめっき層が充分に軟化せずに加工性が改善されず、過度であると、従来技術におけるばあいのように、Ｎｉめっき層のＮｉが母材である洋白材に拡散してしまい、再結晶化が起こらない。
【００１７】該熱処理の条件および方法としては、Ｎｉめっき層の軟化が生じるという点から７００〜８５０℃の温度範囲で１〜３分間加熱すればよく、製造における処理コストの点より、高温・短時間がより有利であるという点から７５０〜８５０℃の温度範囲で１〜２分間加熱するのが好ましい。
【００１８】また本発明において、前記熱処理後のＮｉめっき層は、ビッカース硬さ試験法にもとづき、ＨＶ０．０２５で１００〜１２０の範囲に入る硬度をもたせるのが好ましい。該硬度が１００未満では加熱のしすぎにより母材自体の軟化が進行し、母材の結晶粒径の一部または全部が粗大化してしまい、絞り加工時に表面の肌荒れの度合いが大きくなるという点、および１２０を超えるとＮｉめっき層の軟化が不充分で、絞り加工時にしわ状の模様が生じ、結果として表面の肌荒れの度合いが大きくなるという点から、前記範囲とするのがよいが、同一部品を加工するばあいに絞り加工に要するプレス工程数を増加させないという点から１００〜１１０であるのがとくに好ましい。表面の肌荒れの度合いが大きいと、えられるケース材料表面にラベルなどの印字を施すことが困難となるため、望ましくない。
【００１９】本発明においてえられる電子部品の封止用ケース材料の用途としては、水晶発振子キャップ、水晶振動子キャップ、電池用キャップなど、電子部品の素子を封止するためのケースなどがあげられる。
【００２０】
【実施例】以下に、本発明を実施例を用いて具体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。
【００２１】実施例１〜４母材としてＣｕ ６４％、Ｎｉ １８％およびＺｎ １８％を含有する厚さ０．２ｍｍの板状の洋白材を用い、まず硫酸ニッケル２４０ｇ／ｌ、塩化ニッケル４５ｇ／ｌ、ホウ酸３０ｇ／ｌのワット浴にて電流密度１〜８Ａ／ｄｍ2の条件で、表１に示す厚さのＮｉめっき層を設けた。ついで、母材の最終焼鈍とＮｉめっき層の軟化をかねて、Ｎ2 ９７％およびＨ2 ３％の雰囲気下、７７５℃の温度で２分間の条件で連続焼鈍炉を用いて加熱して熱処理を行ない、本発明の封止用ケース材料１〜４をえた。
【００２２】えられたケース材料１〜４について、その絞り加工性を評価するためにプレス装置を用い、ＪＩＳ Ｚ ２２０１にしたがう５号試験片に加工し、ＪＩＳ Ｚ２２４１に記載された引張試験を適用し、断面減少率１５％の引張り加工試験片をえた。ついで、＃８０、＃３２０、＃６００および＃１０００の紙やすりを順に用いて、母材とＮｉめっき層の断面が現れるように研磨を行なった。最後に粒径２．０μｍのアルミナ研磨材を用いて仕上げバフ研磨を行ない、現れた断面を金属顕微鏡で観察し、Ｎｉめっき層の破断の有無を外観で評価した。結果を表１に示す。
【００２３】比較例１〜４実施例１と同様にして表１に示す厚さのＮｉめっき層を有する比較ケース材料１〜４をえて、さらに、実施例１と同様にしてＮｉめっき層の破断の有無を評価した。結果を表１に示す。
【００２４】
【表１】
表１よりＮｉめっき層の厚さは０．５μｍ以上であれば加工性に問題はないものと判断されるが、上限については、経済的観点から５．０μｍ以下であるほうが好ましい。
【００２５】実験例Ｎｉめっき層に対する熱処理の効果を評価するために、実施例３でえたケース材料３と、Ｃｕ ６４％、Ｎｉ １８％およびＺｎ １８％からなる厚さ０．２ｍｍの洋白材に厚さ４．０μｍのＮｉめっき層を実施例１と同様にして設けて熱処理を行なわずにえた比較ケース材料５とを用い、引張り強さ、エリクセン値および表面硬さを評価し、ついで１８０°密着曲げ試験を行なった。
【００２６】引張強さはＪＩＳ Ｚ ２２４１、エリクセン値はＪＩＳ Ｚ ２２４７、表面硬さはＪＩＳ Ｚ ２２４４にもとづいて評価した。また、１８０°密着曲げ試験では、ＪＩＳ Ｚ ２２４８にもとづいて行なった曲げ試験片の曲げ部の外観を実体顕微鏡で観察し、表面のＮｉめっき層の割れの有無を評価した。
【００２７】前記評価および試験の結果を表２に示す。また、ケース材料３および比較ケース材料５の表面を走査電子顕微鏡にて試料傾斜角度３０°、拡大倍率１６００倍にて撮影した写真を図１および２に示す。
【００２８】なお、エリクセン値とは、一般に金属板の変形能、とくに張り出し性を示す値であり、大きいほど張り出し性にすぐれる材料であることを示す。
【００２９】
【表２】
表２より、本発明によるケース材料３は比較ケース材料５に比較して引張り強さおよびエリクセン値は同程度であるが、表面硬さは低い。
【００３０】また、図１および２より、本発明によるケース材料３のＮｉめっき層は再結晶化しているが、比較ケース材料５のＮｉめっき層は再結晶化していないことがわかる。
【００３１】以上の結果より、本発明のケース材料３はＮｉめっき層の割れがなく、かつ再結晶化をしており、加工性にすぐれることがわかる。
【００３２】実施例５および６熱処理温度を７００℃および８５０℃に変えた以外は、実施例３と同様にして本発明のケース材料５および６をえた。実施例３でえたケース材料３と、該ケース材料５および６について、母材の結晶粒径（ＪＩＳ Ｈ ０５０１による）およびＮｉめっき層の硬さ（ＪＩＳ Ｚ ２２４４による）を評価した。また、実施例１と同様の条件および方法で引張り加工後のＮｉめっき層の破断の有無を評価し、引張り加工後の表面粗さについてはＪＩＳ Ｂ ０６０１にしたがって評価した。結果を表３に示す。
【００３３】比較例６〜８熱処理の温度を表３に示す温度に変えた以外は、実施例３と同様にして比較ケース材料６〜８をえた。
【００３４】ついで、えられた比較ケース材料６〜８について実施例５と同様にして評価を行なった。結果を表３に示す。
【００３５】
【表３】
表３よりＨＶ０．０２５で硬さが１２０を超えると母材の平均粒径が小さくなり軟化が不充分となり、加工時にしわ状の模様を発生させ、結果として表面粗さが大きくなるとともにＮｉめっき層の破断が認められて不都合である。一方、１００未満のものについては、Ｎｉめっき層の破断は認められないが、母材の平均結晶粒径が大きくなりすぎ、加工時に肌荒れの度合いが大きくなり、結果として表面粗さが大きくなって不都合である。
【００３６】また、ＨＶ０．０２５にて硬さを１００〜１２０の範囲に制御するには、熱処理温度が７００〜８５０℃であるのが好ましいのがわかる。
【００３７】
【発明の効果】本発明によれば、洋白材からなる母材にＮｉめっき層を施してなる材料において、つづく絞り加工の際に該Ｎｉめっき層が破断することなくすぐれた加工性を有する電子部品の封止用ケース材料をうることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００６０１３
【氏名又は名称】三菱電機株式会社
【識別番号】５９４０２７７０８
【氏名又は名称】三菱電機メテックス株式会社
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| 【出願日】 |
平成８年（１９９６）１１月１８日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】宮田 金雄 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開平１０−１５０１１５ |
| 【公開日】 |
平成１０年（１９９８）６月２日 |
| 【出願番号】 |
特願平８−３０６５３３ |
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