JPH01208493A - 接触子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子機器回路接続用のりん青銅−錫（又は錫
合金）接触子の製造方法に関するものであって、特に高
温でのメッキ層の耐剥離性に優れた接触子の製造方法に
関するものである。

〔従来の技術〕

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、銀等のメッキを施したものがあるが、価
格や生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、表面接点用の金属として錫又は錫合金をメッキし
た接触子が価格、生産性、製品品質等の総合的観点から
用いられている。特にりん青銅は、強度、耐応力腐食割
れ性等に優れていると共に、ベリリウム銅、チタン銅に
比べて廉価であり、前記りん青銅に錫又は錫合金をメッ
キした接触子が現在主に使用されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

電子機器の内部に接触子を組み込んで使用する場合、機
器内部は通電による発熱の為通常１００°Ｃ前後に昇温
しでおり、更にこれら電子機器は機械的振動を受ける事
も多い。この様な使用条件下で、前記りん青銅−錫（又
は錫合金）接触子を長時間使用すると、錫（又は錫合金
）メッキ層が母材としてのりん青銅から剥離して、接触
不良となる場合が多く、接触子の機能を長期間保証する
事が出来なくて、問題となっていた。

前記錫（又は錫合金）メッキ層が母材から剥離する原因
に関しては、りん青銅中の燐とメッキ層中の錫が拡散に
より反応して、りん青銅−メッキ層の界面に脆い合金層
を形成する為であると考えられており、前記燐と錫との
反応を防止する為、錫（又は錫合金）メッキ層の下側に
ニッケルの下地メンキを施す事が試みられている。然し
なから、ニッケルメッキは母材の加工性を悪くするので
好ましくなく、又銅の下地メッキを施す事も試みられた
が、高温での剥離を充分に防止出来なく、長時間使用中
に接触不良を生じる場合があり、性能が安定しなかった
。更に銀を含む特別な錫合金を使用する事も提案されて
いるが、経済性等の面から好ましくないものであった。

〔課題を解決する為の手段〕 本発明は上記の点に鑑み鋭意検討の結果なされたもので
あり、その目的とするところは、高温でのメッキ層の耐
剥離性に優れたりん青銅−錫（又は錫合金）接触子の製
造方法を提供する事である。

本発明者等は、銅の下地メッキを施した後、上地メッキ
として錫（又は錫合金）メッキを施すに際して、（イ）
電気メッキし、引き続いて１亥メッキ層の加熱溶融処理
を行なうか、或いは（ロ）溶融メッキを行ない、しかも
前記銅下地層の厚さを所定の範囲内にする事により、高
温でのメッキ層の剥離を防止出来る事を見出して、本発
明の完成に到ったものである。

即ち本発明は、りん青銅を母材とし、表面接点金属とし
て錫或いは錫合金を具備する接触子を製造するに際して
、前記りん青銅母材上に厚さが０゜３ｐｍを越え、０．
５μｍ未満である銅下地層を電気メッキし、しかる後錫
或いは錫合金を電気メッキし、引き続いて該電気メッキ
層の加熱溶融処理を行なうか、又は錫或いは錫合金を溶
融メッキする事を特徴とする接触子の製造方法である。

本発明において、銅下地層のメッキ厚を０．３μｍを越
え、０．５μｍ未満である範囲内に限定したのは、前記
メッキ厚が０．３μｍ以下であると、高温でのＳｎ及び
Ｐの拡散を充分に防止出来なくて、界面に脆い合金層が
形成され、又メッキ厚が０．５μｍ以上であると、銅下
地層中にピンホール等の内部欠陥が多（なり、上地メッ
キ層中のＳｎの拡散によりこれらの欠陥が界面に集中し
て、局部的な剥離を生じやすくなり、いずれの場合も高
温での剥離を充分に防止出来ない為である。而して前記
銅下地層のメッキ厚は、０．４μｍ前後が最も好ましい
ものである。

又前記銅下地メッキを施した後、上地メッキとして、錫
（又は錫合金）メッキを施すに際して、単に電気メッキ
しただけの場合は、錫（又は錫合金）メッキ中にピンホ
ール等の内部欠陥が多く存在し、高温での錫の拡散が促
進されて銅下地層と上地メッキとの界面に脆い銅−錫系
合金層が形成され、銅下地層の厚さが前記本発明の範囲
内であっても、高温での剥離を充分に防止出来ないので
、電気メッキ移譲電気メッキ層の加熱溶融処理を行なう
か、又は溶融メッキを行なって、前記錫（又は錫合金）
メッキ層の組織を内部欠陥が少ない溶融組織とする必要
がある。

以下に本発明の構成について詳細に説明する。

本発明においては、りん青銅の条、シート等に錫（又は
錫合金）メッキ及び加熱溶融処理を施した後、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
型した後に錫メッキ及び加熱溶融処理を施しても差し支
えない。ここでは、前者の方法に基づいて説明する。

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
であって、−Ｓに錫３〜ｌＯ％とｍｏ、０３〜０．３５
％を含むものであり、その他に少量の亜鉛等の添加元素
を含む事もある。

前記りん青銅条は、アルカリ脱脂、電解脱脂、酸洗、水
洗等の所定の浄化処理が公知の態様で施された後、更に
公知の方法にて銅下地層の電気メッキが施される。この
際電気メッキの浴及びメッキ条件は従来から採用されて
いるものの内、いずれを用いても良い。

この様にして銅下地メッキを施した後に、表面接点金属
として錫或いは錫合金が上地メッキされる。咳上地メッ
キは、電気メッキ或いは溶融メッキの内いずれにより実
施しても良い。前記錫合金としては、例えば一般に半田
材料として知られている鉛、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
上含む錫合金を用いる事ができる。

本発明において、錫（又は錫合金）をメッキする際の電
気メンキ或いは溶融メッキのメッキ浴及びメッキ条件は
、特に限定されるものではなく、従来から採用されてい
るもののうち、いずれを用いても差し支えない。

例えば錫電気メッキにおいては、アルカリ浴としては、
錫酸カリウム及び水酸化カリウムを主体とする浴、錫酸
ナトリウム、水酸化ナトリウム及び酢酸ナトリウムを主
体とする浴、塩化第−錫及びピロリン酸ナトリウムを主
体とする浴等を用いる事が出来、酸性浴としては、シュ
ウ酸塩浴、ホウフッ化浴、硫酸塩浴等を用いる事が出来
る。

又溶融メッキとしては、例えば鉛、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
一種以上含む錫合金からなる半田浴を用いる事が出来、
銅下地メッキを施した母材にフランクスを塗布後、前記
半田浴に浸漬する事によって、錫合金皮膜を付着させる
事が出来る。

この様にして形成される錫（又は錫合金）メッキ層の厚
さは、対象とする接触子の型式によって異なるが、通常
１〜数μｍの範囲内であり、１．２〜２．５μｍの厚さ
が一般に推奨される。

こうして、上地メッキとして錫又は錫合金がメッキされ
たりん青銅条は、続いて加熱溶融処理を受ける。該加熱
溶融処理はり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、上地メッキの融点
以上に３〜２０秒間加熱する事によって行なわれる。こ
の処理によって、錫又は錫合金が再溶融してメッキ層の
耐剥離性が向上すると共に、表面の滑らかさ及び光沢も
改善される。但し、溶融メッキしたものについては、前
記メッキ層の再溶融は特に行なう必要はない。

以上の処理を終えたりん青銅−錫メッキ条は、接触子に
成型されるが、ニンケルの様な加工性の悪い下地メッキ
層が存在しないので、前記成型は容易に実施される。

〔作用〕

本発明方法においては、りん青銅を母材とし、表面接点
金属として錫或いは錫合金を具備する接触子を製造する
に際して、前記りん青銅母材上に所定厚さの銅下地層を
電気メッキし、しかる後錫或いは錫合金を電気メッキし
、引き続いて該電気メッキ層の加熱溶融処理を行なうか
、又は錫或いは錫合金を溶融メッキしているので、りん
青銅−メッキ層の界面に脆い合金層が形成されたり、銅
下地層中の内部欠陥が界面に集中したりする事が無く、
高温で長時間使用してもメッキ層の剥離を生じない接触
子が得られる。

又本発明方法における錫（又は錫合金）メッキは、電気
メッキ後加熱溶融処理するか、又は溶融メッキしたもの
であるので、羊なる電気メ・７キ被膜よりも溶融凝固等
冶金的手法による金属被膜に近く、その為高温条件下で
の使用で問題となる変色等の表面性状の劣化が少なく、
長時間使用しても接触抵抗の増加を生じない。更に電気
錫メッキ被膜の重大な欠点であるウィスカーの発生も有
効に抑制される。

〔実施例１〕 次に本発明を実施例により更に具体的に説明する。

板厚０．１５ｍｍのりん青銅条をアルカリ液中にて電解
脱脂、酸洗、水洗後、０．３５．０．４．０．４５μｍ
厚の銅下地メッキを青化浴を使用して施した。その後そ
れぞれに１．０μｍｌＫの錫メッキを行なった。浴組成
並びにメッキ条件は下記の通りである。

資化銅浴 資化第−１Ｉｉ１２０　ｇ、＃ 資化ソーダ　　　　　　４５ｇ／Ｆ！ ａ則青化ナトリウム　　１５ｇ／／２ 水酸化カリウム　　　　　３ｇ／Ｉ！。

浴温　　　　４５°Ｃ 電流密度　　　　　　　　５Ａ／ｄｍ”硫酸錫浴 硫酸第一錫　　　　　　８０ｇ／ｌ 硫酸　　　１００ｇ／ｊ！ クレゾールスルホン酸　９０ｇ／ｊ！ ゼラチン　　　　　　　２．５ｇ／ｆ ベータナフトール　　　１．５ｇ／ｆｆｉ浴温　　　　
４０°Ｃ 電流密度　　　　　　　　３Ａ／ｄｍ”この様にして錫
メッキされた条を炉内温度６５０°Ｃの電気炉内に７秒
間保持した後冷却した。得られたメッキ材を１０５　”
Ｃにおいて、４００．６００及び８００時間大気中で加
熱した後、９０゜曲げ試験による剥離試験を行なったが
、第１表に示す様に、何れも剥離を生じなかった。

〔比較例１〕 銅下地メッキの厚さを０．１．０．３．０．５及び１゜
０μｍとした以外は実施例１と同じ条件で接触子を作製
し、実施例１と同じ方法で錫メッキの剥離試験を行なっ
た。その結果、第１表に示す様に、６００時間の加熱に
より、全ての接触子において錫メッキの剥離を生じた。

第　　１　　表 注）０：剥離せず　　×：剥離 〔実施例２〕 板厚０．１５ｍｍのりん青銅条をアルカリ液中にて電解
脱脂、酸洗、水洗後、０．３２．０．４．０．４８μｍ
厚の銅下地メッキを硫酸銅浴を使用して施した。その後
それぞれに１．５μｍ厚の半田メ・ンキ（下記フェノー
ルスルホン酸浴使用）を施した。

浴組成並びにメッキ条件は下記の通りである。

μｓ−醒−財一釡 硫酸銅　　　　　　　１８０　ｇ／ｌ 硫酸　　　　Ｂｏｇ／ｆｆｉ 浴温　　　　４０°Ｃ 電流密度　　　　　　　　４Ａ／ｄｍ”フェノールスル
ホン酸浴 フェノールスルホン酸第−錫１４０ｇ／ｉ！。

フェノールスルホン酸鉛　　１４ｏ　ｇ／Ｉｌフェノー
ルスルホン酸　　　１３０ｇ／旦浴温　　　　３５°Ｃ 電流密度　　　　　　　　３Ａ／ｄｍ”この様にして半
田メンキされた条を炉内温度６５０°Ｃの電気炉内に１
５秒間保持した後冷却した得られたメッキ材を１０５°
Ｃにおいて、８００時間大気中で加熱した後、９０°曲
げ試験による剥離試験を行なったが、何れも半田メッキ
の剥離を生じなかった。

〔比較例２〕 銅下地メッキの厚さを０．３及び０．５μｍとした以外
は実施例２と同じ条件で接触子を作製した。

得られたメッキ材を１０５℃において、６００時間大気
中で加熱した後、９０°曲げ試験による剥離試験を行な
ったところ、両者共半田メッキの剥離を生じた。

［発明の効果〕 本発明方法によれば、高温でのメッキ層の耐剥離性に優
れたりん青銅−錫（又は錫合金）接触子を製造する事が
出来、工業上顕著な効果を奏するものである。

特許出願人　古河電気工業株式会社 □

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. りん青銅を母材とし、表面接点金属として錫或いは錫合
   金を具備する接触子を製造するに際して、前記りん青銅
   母材上に厚さが０．３μｍを越え、０．５μｍ未満であ
   る銅下地層を電気メッキし、しかる後錫或いは錫合金を
   電気メッキし、引き続いて該電気メッキ層の加熱溶融処
   理を行なうか、又は錫或いは錫合金を溶融メッキする事
   を特徴とする接触子の製造方法