JPS6147233B2 - - 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りん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
剥離問題をぜひとを解決する必要がある。 剥離防止対策として、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。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。また、青化銅浴を使用して
銅下地めつきを施すことも提唱さているが、この
場合も２μ以上の厚い銅下地層が必須とされてい
た。 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、青化銅浴
を使用してりん青銅母材に銅下地めつきを２μ未
満の厚さでごく薄く施し、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することによつ
ても、上述した剥離問題が充分に解決されうるこ
とが見出された。従来概念とは反して、銅下地め
つき層は青化銅浴を使用すれば２μ以下の薄さで
も充分に剥離防止能を発揮しうるのである。銅下
地めつき層厚の減少はめつき全体厚を減じ、幾つ
かの使用条件下では非常に有利であり、また生産
性の観点からも好都合である。 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0.5μ以上２μ
未満の厚さで電気めつきし、その後錫あるいは錫
合金を電気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
下地めつきが青化浴を使用して２μ未満のごく薄
く実施されることが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の下で実施されるのが通常であ
る。 前述したように、銅下地めつき厚は青化銅浴を
使用した場合でさえ２μ以上必要であると考えら
れていたのに対し本発明においては２μ以下でも
充分に前記剥離防止効果を発揮することが知見さ
れた。従来、銅下地層は錫層と銅母材との間の反
応を防止するには介在層として２μ以上の厚さが
必要であるとの固定観念があり、２μ未満の銅下
地層については全くの考慮外であつた。こうした
考えに反して、青化銅浴を使用すれば0.5μから
2.0μ未満のごく薄い銅下地めつき厚で充分剥離
防止を行いうる。好ましくは0.5μ〜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。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 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。特に２μ未満の銅下地層との組合せで上記
範囲が好適である。 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、めつき層全厚を薄くで
き高性能化を要求される電子機器の幾つかの使用
条件下では好都合であり、生産性に優れ、曲げ加
工に際してクラツクが生じにくい。 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 60ｇ／ 青化ソーダ 75ｇ／ か性ソーダ 20ｇ／ 浴温 60℃ 電流密度 1.5A／ｄm² 硫酸錫浴 硫酸第一錫 70ｇ／ 硫酸 100ｇ／ クレゾールスルホン酸 100ｇ／ ゼラチン ２ｇ／ ベータナフトール 1.5ｇ／ 浴温 20℃ 電流密度 4A／ｄm² こうして錫めつきされた条を105℃において600
時間大気加熱した後、接触子に成型し、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接触子に成型後、
実施例１と同一条件で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】 (注) ○：剥離は認められない。
×：明確に剥離が認められる。
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 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。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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0.5μ以上２μ未満の厚さで電気め
   つきし、その後錫あるいは錫合金を電気めつきす
   ることを特徴とする接触子の製造方法。