JPS6116430B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、りん青銅−錫系接触子の製造法に関
するものであり、特にはこのりん青銅−錫系に固
有の高温でのめつき層の剥離問題を生じないりん
青銅−錫系接触子の製造法に関するものである。 電子機器には、回路接続用のコネクタ接触子が
多数使用されている。コネクタ接触子用の材料と
しては、ベリリウム銅、チタン銅、りん青銅等の
母材に表面接点用の金属として金、銀等のめつき
を施したものがあるが、価格や量産性の点から民
生用電子機器において用いるには適切でない。そ
こで、民生用電子機器においては、母材として銅
合金を用いそして表面接点用金属として錫または
錫合金をめつきした接触子が、製造および製品品
質の総合的観点から用いられ、殊に強度、耐応力
腐食割れ性等に優れチタン銅、ベリリウム銅に比
べ廉価である点でリン青銅を母材としそして表面
接点用金属として錫または錫合金をめつきした接
触子が現在主として用いられている。 電子機器の内部に接触子を組込んで使用する場
合、機器内部が通電による発熱のため100℃前後
に昇温するから、接触子はこのような比較的高温
に長時間曝されていることになる。加えて、電子
機器は機械的振動を受けることも多い。こうした
使用条件下で、上記りん青銅−錫系接触子を使用
すると、錫めつきが母材から剥離し、接触不良と
なる欠点が認識されていた。この高温でのめつき
層の剥離は、黄銅−錫系等では生じず、りん青銅
−錫系の固有の問題である。この剥離の原因につ
いては、界面に特別な化合物が生成される等の報
告もあるが、いまだ解明されていない。りん青銅
−錫系接触子の機能を長期保証するためにはこの
剥離問題をぜひとも解決する必要がある。 剥離防止対策として、錫または錫合金めつき層
の下側にニツケルの下地めつきを施すことが試み
られたが加工性が悪くなるため好ましくない。同
じく下地めつきとして硫酸銅浴を用いて銅下地め
つきを施すことが提唱されたが、２μ以上もの厚
い銅層が必要であると云われており、またその性
能が安定せず、商品化に問題があつた。更には、
銀を含む特別な錫合金を使用する提案もあるが、
経済性の面等から好ましくない。 本発明者は、良好な加工性を維持しまた低廉性
をも維持する剥離防止対策としては、銅下地めつ
きを利用する方策が有利と考え、多くの検討を重
ねた。その結果、まつたく予想外にも、従来用い
られていた硫酸銅浴に替えて青化浴を使用してり
ん青銅母材に銅下地めつきを薄く施し、その後上
地めつきとして錫あるいは錫合金を電気めつきし
続いて加熱溶融処理するか或いは上地めつきとし
て錫あるいは錫合金を溶融めつきすることによ
り、上述した剥離問題が解決されうることが見出
された。こうすることにより、銅下地めつき層は
0.5μ乃至２μの薄さで充分に剥離防止能を発揮
し、きわめて好適である。又上地である錫あるい
は錫合金めつきは電気めつき後、加熱溶融処理を
施すかあるいは溶融めつきされているため、錫め
つき皮膜の重大な欠点であるウイスカーの発生を
有効に抑制し、電気めつき皮膜より治金学的製法
による金属に近いため加熱条件下の使用で問題と
なる変色等の表面性状の劣化が少ない。 斯くして、本発明は、りん青銅を母材としそし
て表面接点金属として錫あるいは錫合金を具備す
る接触子の製造方法において、該りん青銅母材上
に青化銅浴を使用して銅下地層を電気めつきし、
その後錫あるいは錫合金を電気めつきし続いて加
熱溶融処理を行うかまたは錫あるいは錫合金を溶
融めつきすることを特徴とする接触子製造方法を
提供する。 本発明について以下具体的に説明する。尚、本
発明においては、りん青銅の条、シート等にめつ
きおよび加熱溶融処理した後接触子に成型するの
が通例であるが、りん青銅条等を接触子に成型し
た後にめつきおよび加熱溶融処理することも妨げ
るものでない。ここでは前者に基いて説明する。 本発明において使用されるりん青銅条は、ばね
用りん青銅としてJISに規定される各種のものを
包括するものであり、一般に錫３〜10％と、りん
0.03〜0.35％を含むものである。この他、少量の
亜鉛等の添加元素を含むこともある。 りん青銅条は、アルカリ脱脂、電解脱脂、酸
洗、水洗等の所定の浄化処理を公知の態様で施さ
れた後、本発明に従つて青化浴を使用しての銅下
地電気めつきが施される。本発明においては、銅
下地めつきが従来のように硫酸銅浴を用いずに青
化浴を使用して実施されることが錫あるいは錫合
金層の剥離を防止する上できわめて重要である。 ここで青化銅浴とは、１価の銅イオンと遊離シ
アンを主体とする公知の青化銅浴いずれでもよ
く、低濃度浴、中濃度浴、高濃度浴、カリウム浴
およびロツシエル塩浴等従来から知られている青
化銅めつき浴をいずれも使用することができる。
その浴組成および電気めつき条件は接触子の外観
を損わない範囲において何ら制限されるものでな
い。青化銅浴の一般組成範囲は次の通りである： 青化第一銅 20〜120ｇ/ 青化ナトリウム ５〜130ｇ/ 青化カリウム ０〜100ｇ/ 炭酸ナトリウム ０〜30ｇ/ 炭酸カリウム ０〜10ｇ/ 水酸化ナトリウム 15〜40ｇ/ 水酸化カリウム ０〜50ｇ/ ロツシエル塩 ０〜50ｇ/ この他、界面活性剤、ロダン塩等を含むことが
多い。 より特定的に青化銅浴の組成を示すと次の通り
である： 青化第一銅 50〜80ｇ/ 青化ナトリウム ５〜10ｇ/ 水酸化ナトリウム 20〜40ｇ/ 活性剤 0.5〜２ｇ/ ロダン塩 10〜20ｇ/ めつき条件は、青化銅浴の組成に依存するが、
PH＝12.0〜12.6、浴温度＝40〜80℃、電流密度＝
１〜７A/dm²の下で実施されるが通常である。 銅下地めつき厚は本発明においては２μ以下で
充分に前記剥離防止効果を発揮する。もちろん２
μ以上でも差支えないが、従来からの硫酸銅浴を
使用する方法ではめつき厚２μ、2.5μ近辺では
耐剥離性が非常に不安定であるが、ともかく２μ
以上の銅下地めつき厚が剥離防止効果を得る上で
必須であつたのに対し、本方法では0.5〜2.0μの
薄い銅下地めつき厚で充分剥離防止を行いうるこ
とが特色である。好ましくは0.5〜1.0μの銅下地
めつき厚が使用される。 こうして、銅下地めつきが施された後、表面接
点用金属として錫あるいは錫合金が上地めつきさ
れる。めつきは、電気めつきあるいは溶融めつき
のいずれでも実施することができる。錫合金とし
ては、一般にはんだ材料として知られる鉛、ビス
マス、カドミウム、アンチモン、インジウム、ア
ルミニウム、亜鉛等を一種以上含むものを包括す
るものである。 電気めつきおよび溶融めつきのめつき浴および
めつき条件は従来から採用されているものいずれ
でもよい。例えば錫電気めつきにおいては、アル
カリ浴としては、錫酸カリウムおよび水酸化カリ
ウムを主体とする浴、錫酸ナトリウム、水酸化ナ
トリウムおよび酢酸ナトリウムを主体とする浴、
塩化第一錫およびピロリン酸ナトリウムを主体と
する浴等が知られている。酸性浴としては、シユ
ウ酸塩浴、ホウフツ化浴、硫酸塩浴等が知られて
いる。いずれも公知のものであり、それぞれの浴
のめつき条件も確立されている。代表例を挙げて
おく。 アルカリ錫浴 錫酸カリウム 80〜320ｇ/ 水酸化カリウム 10〜45ｇ/ 酢 酸 ２〜10ｇ/ 浴 温 65〜90℃ 電流密度 ３〜10A/dm² 硫酸錫浴 硫酸第一錫 60〜100ｇ/ 硫 酸 60〜120ｇ/ クレゾールスルホン酸 60〜120ｇ/ ゼラチン １〜５ｇ/ ベータナフトール １〜３ｇ/ 浴 温 18〜25℃ 電流密度 ３〜15A/dm² フエノールスルホン酸浴（半田めつき） フエノールスルホン酸第一錫 120〜200ｇ/ フエノールスルホン酸鉛 120〜200ｇ/ フエノールスルホン酸 110〜200ｇ/ 浴 温 20〜40℃ 電流密度 １〜５A/dm² 溶融めつきについても、半田浴を中心として幾
つかのものが実施されている。適当なフラツクス
を塗布後半田浴に浸漬することにより錫合金皮膜
を付着することができる。 錫あるいは錫合金めつき層の厚さは、対象とす
る接触子の型式により異なるが、１〜数μの範囲
が通例である。1.2〜2.5μの厚さが一般に推奨さ
れる。 こうして、上地めつきとして錫あるいは錫合金
でめつきされたりん青銅条は続いて加熱溶融処理
を受ける。加熱溶融処理はリフロー処理とも呼ば
れるもので、バーナ直火型炉、電気炉等の加熱炉
において上地めつきの融点以上に３〜10秒間加熱
することによつて行われる。加熱溶融処理を行わ
なくても実用上許容しうる製品が生成されるがこ
の処理によつて錫あるいは錫合金層の再溶融と流
動化が起り、表面の滑らかさおよび光沢が改善さ
れまた層間の密着性も改善される。但し、溶融め
つきしたものについては再溶融は特に行う必要は
ない。 以上の処理を終えたりん青銅−錫めつき条は接
触子に成型される。ニツケルのような加工性の悪
いめつき層が存在しないので成型は容易に実施さ
れる。 本発明に従つて作製された接触子は高温下での
使用中にもめつき層の剥離を生じない。例えば、
105℃の温度で600時間保持した後90゜曲げ剥離試
験を行つても剥離は全く生じない。介在する銅下
地層は薄くなしうるので、生産性に優れ、曲げ加
工に際してクラツクが生じにくい。さらに高温使
用下における変色等の表面性状の劣化も電気めつ
き皮膜より少ない。 又上地めつきとして純錫を用いた場合、電気錫
めつき皮膜の重大な欠点となるウイスカーの生長
も有効に抑制できる。 実施例 １ ばね用りん青銅条を、アルカリ脱脂、電解脱
脂、そして酸洗中和後、0.5μおよび0.8μの銅下
地めつきを青化浴を使用して施した。その後、
1.5μ厚の錫めつきを行つた。浴組成ならびにめ
つき条件は下記の通りである： 青化銅浴 青化第一銅 60 ｇ/ 青化ソーダ 75 ｇ/ か性ソーダ 20 ｇ/ 浴 温 60 ℃ 電流密度 1.5A/dm² 硫酸錫浴 硫酸第一錫 70 ｇ/ 硫 酸 100 ｇ/ クレゾールスルホン酸 100 ｇ/ ゼラチン ２ ｇ/ ベータナフトール 1.5ｇ/ 浴 温 20 ℃ 電流密度 ４ A/dm² こうして錫めつきされた条を電気炉において
600℃の炉内温度で10秒間保持した後、冷却し
た。その後、この条を接触子に成型した。こうし
て作成した接触子を105℃において600時間大気加
熱した後、90°曲げ試験による剥離試験を行つた
が剥離は生じなかつた。 比較例 １ 銅下地めつきを下記の硫酸浴を使用して行つた
以外は実施例１と同等にして接触子を作製した： 硫酸銅浴 硫酸銅 210ｇ/ 硫 酸 100ｇ/ 浴 温 30℃ 電流密度 ５A/dm² 剥離試験の結果、錫めつき層の剥離が生じた。 実施例２および比較例２ ばね用りん青銅条を、アルカリ脱脂、電解脱
脂、そして酸洗中和後、下表に示す厚みの銅下地
めつきを青化浴及び硫酸浴から施した後、それぞ
れ1.5μの錫めつきを行つた。 浴組成ならびにめつき条件は下記の通りであ
る： 青化銅浴 青化第一銅 70ｇ/ 青化ソーダ ８ｇ/ か性ソーダ 30ｇ/ 活性剤 １ｇ/ ロダン塩 15ｇ/ 浴 温 60℃ 電流密度 ２A/dm² 硫酸銅浴 実施例１に同じ アルカリ錫浴 錫酸カリウム 120ｇ/ 水酸化カリウム 15ｇ/ 酢 酸 ５ｇ/ 浴 温 70℃ 電流密度 ４A/dm² こうして錫めつきされた条を実施例１と同一条
件で再溶融処理を行い接触子に成型後、さらに同
一条件で105℃、600時間の加熱後剥離試験を行つ
た。結果を下表に示す。

【表】 両者の比較から本発明によつて薄い銅下地めつ
きが可能となることがわかる。 実施例 ３ 実施例２において0.5μおよび0.8μの銅下地め
つきを青化浴で施したものに、フエノールスルホ
ン酸浴で半田めつきを行つた。めつき浴組成およ
び条件は次の通りである： フエノールスルホン酸第一錫 160ｇ/ フエノールスルホン酸鉛 160ｇ/ フエノールスルホン酸 150ｇ/ 浴 温 30℃ 電流密度 ３A/dm² その後空気炉において650℃で15秒間加熱後空
冷した。得られためつき材を接触子に成型後105
℃において600時間保持後90°曲げ剥離試験を行
つたが、半田めつき層の剥離を生じなかつた。 比較例 ３ 実施例３において、0.5μおよび0.8μの銅下地
めつきを比較例１に記載したのと同じ浴および条
件で硫酸浴により施した点を除いて、同一条件下
で半田めつきを行つた。同様の耐熱剥離試験を行
つたところ、半田めつき層の剥離を生じた。 実施例 ４ 実施例２で0.5μおよび0.8μの銅下地めつきし
たものと同条件のものに、40゜Be塩化亜鉛水溶
液のフラツクスを塗布後300℃の浴温の60％錫−
40％鉛の半田浴に浸漬することにより２μの半田
溶融めつきを行つた。実施例３と同様に試験した
が、めつき層の剥離は生じなかつた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ りん青銅を母材としそして表面接点金属とし
   て錫あるいは錫合金を具備する接触子の製造方法
   において、該りん青銅母材上に青化銅浴を使用し
   て銅下地層を電気めつきし、その後錫あるいは錫
   合金を電気めつきし続いて加熱溶融処理を行う
   か、または錫あるいは錫合金を溶融めつきするこ
   とを特徴とする接触子の製造方法。 ２ 銅下地層が0.5μ乃至２μである特許請求の
   範囲第１項記載の方法。