JPH0119478B2

JPH0119478B2 -

Info

Publication number: JPH0119478B2
Application number: JP7011485A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Fukamachi; Yasuhiro Arakida; Susumu Kawauchi
Original assignee: Nippon Mining Co
Priority date: 1985-04-04
Filing date: 1985-04-04
Publication date: 1989-04-11
Also published as: JPS61231195A

Description

【発明の詳細な説明】

発明の分野本発明は、銅−錫系接触子に関するものであ
り、特には高温での錫めつき層の剥離問題を生ぜ
ずしかも苛酷な条件下での使用中劣化を生じない
ような、0.08〜１重量％錫及び0.006〜0.1重量％
りんを含有する錫入り銅を母材とした新規な接触
子及びその製造方法に関するものである。発明の背景一般に、端子、コネクタ等の回路接続用の接触
子は、銅合金母材上に表面接点金属として金或い
は銀めつきを施し、接触抵抗を減少させていた
が、価格や量産性の点から自動車のジヤンクシヨ
ンブロツクのような一般民生用電子機器において
用いるには適切でない。現在では、一般用の民生
用電子機器においては、金或いは銀に替えて、廉
価な錫或いは錫合金が表面接点層として主として
用いられている。自動車のジヤンクシヨンブロツクに接触子を組
込んで使用する場合、接触子は、約150℃の周囲
温度程度にまで昇温され、また腐食性の雰囲気に
曝されることが多い。加えて、機械的振動下に長
期間置かれる。従来、接触子としては、電気（熱）伝導性、耐
食性、バネ性等の観点から、これら要求を満たす
銅合金母材として、黄銅１種（Cu68.5〜71.5％、
残部Zn、Pb≦0.05％、Fe≦0.03％；導電率28％
IACS、熱伝導度0.29cal／cm²／cm／秒／℃）が使
用されていた。しかしながら、自動車エンジンル
ームでは大量の熱が放出される為、ジヤンクシヨ
ンブロツクが上記の様に昇温する。こうした環境
では、一層良好な電気（熱）伝導性を有する銅合
金母材が望まれる。りん青銅その他の様々の銅合
金の使用が試みられたが、上記のような苛酷な条
件の下で表面接点金属としての錫或いは錫合金層
の剥離を生じない（接触不良や断線が生じない）
ことが接触子として不可欠の要件であり、いまだ
完全に満足すべき材料は得られていない。発明の概要かかる現状に鑑み、本発明者は、特に自動車用
ジヤンクシヨンブロツクの接触子として好適な銅
−錫系接触子を開発するべく鋭意研究を重ねた。
その結果、0.08〜１重量％錫及び0.006〜0.1重量
％りんを含有する、一般に錫入り銅と呼ばれる銅
合金を母材として用いるのが良いことを知見し
た。通常の銅−錫系接触子においては、外観や耐
食性を向上する為に銅下地めつきを施すのを常と
するが、本発明においては銅下地めつきを施さ
ず、母材上に直接錫或いは錫合金めつきを施すの
が剥離防止の観点から良いことも判明した。更
に、上記接触子の製造方法として、銅合金母材上
に錫或いは錫合金を電気めつきし、続いて加熱溶
融（リフロー）処理を行うか、又は錫或いは錫合
金を溶融めつきするのが剥離防止効果を一層高
め、さらにこのような高温の使用環境下におい
て、表面酸化による接触抵抗が増大するという錫
或いは錫合金めつきの欠点を改善する効果がある
ことが分つた。斯くして、本発明は、0.08〜１重量％錫と、
0.006〜0.1重量％りんと、残部銅及び不可避的不
純物から成る銅合金を母材とし、そして表面接点
金属として錫或いは錫合金めつき層を具備する接
触子を提供する。更に、本発明は、0.08〜１重量
％錫と、0.006〜0.1重量％りんと、残部銅及び不
可避的不純物から成る銅合金製母材に錫或いは錫
合金を電気めつきし、続いて加熱溶融処理を行う
か、または錫或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をも提供する。発明の具体的説明接触子は、銅合金母材の条、シート等にめつき
及び加熱溶融処理した後接触子として成型するこ
とにより作製されるのが通例であるが、該母材シ
ートを接触子に成型した後にめつき及び加熱溶融
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母材銅合金条は、
Sn含有量が0.08〜１重量％であり、Ｐ含有量が
0.006〜0.1重量％でありそして残部が銅及び不可
避的不純物から成る銅合金製である。これは一般
に錫入り銅と呼ばれる。Sn含有量を１重量％以
下としたのは、１重量％を越すと導電率が60％
IACS以下となつてしまい且つ耐食性改善の効果
が飽和するためである。また、錫含有量は軟化温
度が低くなりすぎないよう0.08重量％以上とする
ことが必要である。Ｐ含有量は、脱酸剤としての
機能を持たせるためには0.006重量％以上必要で
あり、他方0.1重量％を越えると導電率が60％
IACS以下に低下し且つ耐食性改善の効果が飽和
する。好ましい組成は、0.08〜0.12重量％Sn及び
0.006〜0.012重量％Ｐを含むものである。最初に述べたように、一般に、自動車用ジヤン
クシヨンブロツク用接触子母材としては、黄銅及
びりん青銅が採用されていた。しかし、黄銅は安
価ではあるが、熱伝導性、耐食性等に難点があ
り、特に応力腐食割れを受けやすいという欠点が
ある。また、りん青銅は高価であり、また電気
（熱）伝導性に劣るという欠点がある。多くの検
討の結果、上記組成の錫入り銅が特に自動車ジヤ
ンクシヨンブロツク用の接触子母材として適して
いることを見出したものである。この銅合金母材条は、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、接点金属としての錫或いは錫合金
めつきが施される。従来、錫或いは錫合金めつき
の外観や耐食性を向上させるために銅下地めつき
が施されるのが慣例であつた。そこで、本発明者
は当初、錫入り銅に銅めつきを中間層として施
し、その上に錫或いは錫合金をめつきしたものを
接触子に成型し、エンジンルーム模擬環境下で使
用したところ、錫或いは錫合金めつき層が剥離す
ることが認められた。この問題を解決する為、試
行を重ねた結果、意外にも、銅下地めつきを施さ
ず、母材に直接錫あるいは錫合金めつきを施すの
がよいことが判明した。従来から通例的に行われ
た銅下地処理は、本発明においては不要であり、
かえつて有害である。錫あるいは錫合金のめつきは電解めつきおよび
無電解めつき或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。めつ
き条件は従来と変ることはない。電解めつき浴と
しては、錫酸カリウム、錫酸ナトリウム、塩化第
一錫等を使用してのアルカリ浴、しゆう酸塩浴、
ホウフツ化浴、硫酸塩浴、フエノールスルホン酸
浴等がいずれも使用できる。溶融めつきは、所定
のフラツクス水溶液（ZnCl₂の40゜Beの水溶液）
に１〜２秒間浸漬後溶融めつき槽に10秒程度浸漬
しエアーブローによりめつき層の厚さを適宜調整
する所謂溶融めつきが代表的である。フラツクス
水溶液への浸漬の代りに、フラツクスを溶融めつ
き層に浮上させ、そのフラツクス層を通して溶融
めつき層に浸けるようにすることもできる。こうして、錫あるいは錫合金でめつきされた該
銅合金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
ナー直火型炉、エレマ炉等の加熱炉において材料
温度を錫の融点すなわち231℃以上500〜800℃で
３〜20秒の適宜の時間加熱することによつて行わ
れる。この処理によつて錫あるいは錫合金層の再
溶融と流動化が起る。但し溶融めつきしたものに
ついては再溶融は特に行なう必要はない。以上の
加熱溶融処理によつて、耐熱剥離性が一層向上
し、また、高温使用下において表面酸化による接
触抵抗の増大も防止できる。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℃、150℃、180℃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。
また表面酸化による接触抵抗の増加も殆んどな
い。更に、自動車電装回路ジヤンクシヨンブロツ
クにコネクタとして組込んでの実際試験において
も、きわめて良好な導電性能を発揮した。発明の効果本発明は、自動車ジヤンクシヨンブロツクのよ
うな、熱、振動、腐食性雰囲気を含めての苛酷な
使用環境下で長期故障を生じることのない接触子
を提供するものである。実施例及び比較例第１表に示す本発明の接触子の母材となる各種
成分の銅合金を、圧延により厚さ1.0mmの板とし、
これを焼鈍したのち、さらに冷間圧延により厚さ
0.8mmの板とした。次にこれをアルカリ脱脂、電
解脱脂、酸洗、中和の工程を経た後前記第１表に
示す各種のめつきを施した。以下にめつきの条件を示す。電気錫めつき浴組成硫酸第１錫 55ｇ／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１ｇ／浴温 25℃ 電流密度 3A／ｄm² 電気半田めつき浴組成フエノールスルホン酸第１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 溶融錫めつき浴温 320℃ フラツクス 40゜Be塩化亜鉛水溶液銅めつき（比較例に示す下地めつき）浴組成硫酸銅 210ｇ／硫酸 100ｇ／浴温 30℃ 電流密度 5A／ｄm² リフロー処理はめつきされた板を小型マツフル
加熱炉において650℃に５秒間保持した後、水冷
した。こうして作成された各種のめつき材をさらに接
触子の形状に成型した。こうして作製された接触
子を105℃、150℃、180℃において600時間大気加
熱した後、90゜曲げによる剥離試験を行つた結果
を第１表に示す。また105℃加熱の接触子につい
ては、600時間の大気加熱によつて生じた酸化膜
による接触抵抗を測定し、また母材の強度を引張
試験により、電気伝導性（放熱性）を導電率（％
IACS）により測定し同様に第１表に示した。以上実施例および比較例で明らかな様に本発明
により作製した接触子は、105℃、150℃および
180℃の各温度で600時間加熱してもめつき層の剥
離は生じない。導電率も高く長時間の高温使用に
おいても接触の信頼性は低下しない。特にめつき
層をリフロー処理するか溶融めつきしたものでは
表面酸化による接触抵抗の増加も少く極めて優れ
ている。

【表】＊電気は電気めつきを、溶融は溶融めつきを示
す。

Claims

【特許請求の範囲】１ 0.08〜１重量％錫と、0.006〜0.1重量％りん
と、残部銅及び不可避的不純物から成る銅合金を
母材とし、そして表面接点金属として錫或いは錫
合金めつき層を具備する接触子。２ 0.08〜１重量％錫と、0.006〜0.1重量％りん
と、残部銅及び不可避的不純物から成る銅合金製
母材に錫或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、または錫或いは錫合金を溶
融めつきすることを特徴とする接触子の製造方
法。