JPH03215697A - 金属材料の封孔処理方法 - 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】 Ａ，産業上の利用分野 本発明は金属材料の封孔処理方法に関し、更に詳細には
金属メッキを施こした金属材料の封孔処理方法に関する
。

Ｂ・．発明の概要 本発明は金属材料の封孔処理方法であって、特に金属メ
ッキを施こした金属材料にＳＨ基を有する有機化合物を
用いて電解処理することにより、 高い耐食性を有する封孔処理品を得ることを可能とする
。

Ｃ、従来の技術 従来、電子部品の電気接続用として使用されるコネクタ
の表面処理はコネクタ素地である銅合金に下地メッキと
してＮｉメッキ数μｍ．仕上メッキとして金メッキ０，
１〜０．５μｍをそれぞれ施している。ここで、仕上メ
ッキとして金メッキを施すのは、電子回路用コネクタは
微弱電流を流すために接触抵抗の低い金を使用すること
が多いからである。

ところが、金はコストが高いため、メッキの厚さを薄く
する必要があり、そのため金メッキ層に多くのピンホー
ルが生じ、このピンホールを通じて水などが進入しコネ
クター素地である銅合金を腐食する。

この対策のため、金メッキ層に皮膜を形成させてピンホ
ールを封止する方法が考案されている。

この方法は封止処理と呼ばれて、一般に′ｎ−オクタデ
シルアミン（ＯＤＡ）などの有機アミンに代表される有
機皮膜と、クロム酸皮膜とを形成する方法に大別される
。

Ｄ．発明か解決しようとする課題 しかしながらこれらの処理方法により得られるいずれの
皮膜も腐食防止効果が小さいという欠点があった。

例えば水処理場ではＨ，Ｓが大量に存在するためこのＨ
　ｔ　Ｓが金メッキのピンポールを通過してコネクタ素
子である銅合金と反応し硫化銅を生成させている。

この結果、コネクタ素子である銅合金は約１年程で黒変
し腐食するため電子回路用コネクタとして長時間使用す
ることが困難であった。

本発明はこのような問題点に着目して創案されたもので
あって、 金属メッキを施こした金属材料にＳＨ基を有すろ有機化
合物を用いて電解処理することにより、高い耐食性を有
する金属材料の封孔処理方法を提供することを目的とす
る。

Ｅ．課題を解決するための手段 本発明者は上記課題を解決するために鋭意研究した結果
、ＳＨ基を有する有機化合物を用いて電解処理すること
により優れた特性を有する金属材料が得られることを見
い出し、本発明を完成した。

即ち本発明に係る金属材料の封孔処理方法は金属メッキ
を施こした金属材料にＳＨ基を有する有機化合物を用い
て電解処理することを、その解決手段としている。

以下、本発明について更に詳細に説明する。

まず、本発明で使用する金属メッキを施こした金属材料
とは電気メッキ，溶融メッキなどの方法により金属の表
面を金属の薄膜で密着被覆して仕上げたものである。具
体的には銅合金素子に下地メッキとしてＮｉメッキ，仕
上メッキとして金メッキで表面処理して電子回路用コネ
クタなどが挙げられる。

しかし、仕上メッキとして金メッキ層が薄いときはその
層にピンホールが多く、そのため素子である銅合金を腐
食する。このため本発明に係る方法ではこのピンホール
を封止するため、次のように封孔処理する。

即ち本発明に係る方法では封孔処理剤としてＳＨ基を有
する有機化合物を用いる。この化合物としては脂肪族炭
化水素の水素原子をＳＨ基で置換した化合物であるいわ
ゆるメルカブタン、又は芳香族炭化水素の水素原子をＳ
Ｈ基で置換した化合物であるいわゆるチオフェノールな
どが挙げられる。具体的にはメルカブタンとしてメルカ
プト酢酸、メルカプトシク口メキサンなどを、チオフェ
ノールとして！−フェニルー５−メルカプトテトラゾー
ル，メルカブトナフトール．メルカブトジフェニルメタ
ンなどをそれぞれ挙げることができ、好ましくは１−フ
ェニルー５−メルカプトテトラゾール（以下、ＰＭＴＡ
という）を用いうる。このＰ　Ｍ　Ｔ　Ａは一般に銀の
変色防止剤といて知られているが、本発明に係る方法で
は次の方法によりＰ　Ｍ　Ｔ　Ａを溶解し、これを電解
処理することにより封孔処理に用いる。

（　＋）ＰＭＴ，Ａの溶解方法 まずＰＭＴＡを有機溶剤、例えばメタノールに溶解し、
次にアルカリ水溶液、例えばＮａＯＨ，ＫＯＨを加えて
電解液とする。

このことはＰＭＴＡは有機溶剤にしか溶けず、また、水
溶性にしなければ電解処理が行なえないためである。こ
のためＰＭＴＡをまず有機溶剤に溶かし、次にアルカリ
水溶液を加えて電解液とする。このようにして得られる
ＰＭＴＡの電解液組成はＰ　Ｍ　Ｔ　Ａが１〜４ｇ／Ｉ
２、好ましくは１．５ｇ／ＬメタノールがｌＯ〜２０％
、好ましくは２０％、ＮａＯＨ水溶液が８０〜９０％、
好ましくは８０％である。ここでＰＭＴＡを１〜４ｇ／
２としたのはｌｇ／Ｉ２未満では接触抵抗が大きくなり
、例えば微弱電流を流すために電子部品に使用できなく
なるからであり、また４ｇ／ｆｆを超えるとＰＭＴＡが
メタノールなどの有機溶剤に溶けにくくなるためである
。

また、メタノールを１０〜２０％としたのは１０％未満
ではＰＭＴＡが溶けにくくなるからであり、２０％を超
えると電解液の電流密度が著しく低下するためである。

なお、Ｎ　ａ　Ｏ　Ｈ水溶液のｐＨは９以上、好ましく
は９〜ＩＯの範囲である。

このことはｐＨが９未満では電解液の電流密度が著しく
低下するためと、酸性領域ではＰＭＴＡが溶けにくくな
るためである。

ところで本発明に係る方法による電解処理方法は特にそ
の理論にこだわるつもりはないが次のような反応と考え
られる。

即ち、ＳＨ基を有する有機化合物は電解液中でＳＨ”イ
オンとして存在することからコンタクトを正極（÷極）
とし、ステンレスを陰極（一極）とし、電解することで
金属材料の表面にあるピンホールに有機化合物が被膜を
形成することによる。

この被膜形成は金属材料と有機化合物とのキレート形成
と考えられる。

以下にＰＭＴＡとＣｕの反応によるキレート形（２）電
解処理条件 上記（１）に記載のＰＭＴＡの溶解方法により得られる
電解液中に金属メッキを施こした金属材料を浸漬して次
の条件により電解処理して封孔処理被膜を形成する。

即ち、電解条件は電流密度が２〜３　ｍ　Ａ　／　ｄ　
ｍ　”好ましくは３　ｍ　Ａ　／　ｄ　ｍ″で、電解時
間が２〜３分間、溶度が常温、好ましくは２０〜３０℃
である。

ここで電流密度を２〜３　ｍ　Ａ　／　ｄ　ｍ　”とし
たのは上記メタノール濃度との関係からであり、これ以
上の電流密度を得られないためである。但し、電流密度
は高い方が好ましくないことから、３ｍＡ／ｄｍ’を使
用するのが好ましい。また溶温を常温とするのはあまり
温度が高いとメタノールが蒸発してＰＭＴＡが溶解しに
くくなるためである。

こうして本発明に係る電解処理により得られる封孔処理
した金属材料は耐食性が高いことから電気部品などに好
適に使用できる。

Ｆ、実施例 以下、本発明に係る金属材料の封孔処理方法の詳細な説
明を実施例に基づいて説明する。

実施例ｌ　メタノール密度とＰ　Ｍ　Ｔ　Ａ溶解の関係
メタノールにＮＡＯＨ水溶液（ｐＨ９．０）を加えてメ
タノールδ度がそれぞれ０．１θ％．２０％．３０％．
４０％になるように調整し、メタノール濃度とＰＭＴＡ
溶解度の関係を調べた。その結果を第１図に示す。第１
図に示すようにメタノール濃度が高いほどＰＭＴＡ溶解
度も高いことがわかる。

実施例２　メタノール濃度と電流濃度の関係実施例！で
得られた結果から、ＰＭＴＡの最終濃度が２ｇ／１２と
なるように、メタノールにＮＡＯＨ水溶液（ｐＨ９．０
）を加えてメタノール濃度がそれぞれＯ．１０％，２０
％，３０％，４０％．５０％となるように調整し、メタ
ノール濃度と電解電流密度を調べた。

その結果を第２図に示す。第２図に示すようにメタノー
ル濃度が２０％を超えると著しく電流密度が低下するこ
とがわかる。これに対し実施例！で示した第１図からメ
タノール濃度が２０％未満ではＰ　Ｍ　Ｔ　Ａ溶解度が
著しく減少する。従ってより高い電流密度を得ること及
びより高いＰＭＴＡ溶解度を得ること双方の条件を満た
す調和点としてメタノール濃度２０％が最適であること
がわかる。

なお、第１図からメタノール濃度２０％におけろＰＭＴ
Ａ溶解度は約２ｇ／Ｑとなることがわかる。但し、本発
明に係る方法では十分にＰＭＴＡを溶解する必要性があ
ることがらＰＭＴＡ濃度！．５ｇ／ｉ２が最適であると
判断した。

実施例３　電解液のｐＨと電流密度の関係実施例２で得
られた結果からＰ　Ｍ　Ｔ　Ａの最終濃度が１．５ｇ／
１２及びメタノールの最終濃度が２０％になるようにＮ
ａＯＨ水溶液を加えてそのｐＨがそれぞれ６．７，８，
９，１０．１１及び１２となるように電解液を調整し、
電解液のｐＨと電流密度の関係について調べた。

その結果を第３図に示す。第３図に示すようにｐＨが９
以上で最も高い電流密度が得られることがわかる。本発
明に係る方法ではｐＨ領域を調製しやすい点を考慮して
最適ｐＨを９〜ＩＯの範囲と判断した。

実施例４ＰＭＴＡ濃度と接触抵抗の関係下地メッキとし
てＮｉを厚さ２μｍに、仕上メッキとして金を厚さ０．
２μｍにそれぞれメッキしたリン青銅をメタノールにＰ
ＭＴＡを溶解し、それぞれ最終濃度０．５ｇ／ｌ２、Ｉ
ｇ／１２．２ｇ／ρ．３　ｇ／（１．　４　ｇ／（！ト
Ｌ、実施例１〜３で得られたメタノール濃度２０％、Ｎ
ＡＯＨ水溶液（ｐＨ９．０）に調製しｆ二電解液に浸漬
した。

次に電流密Ｋ　３　ｍ　Ａ　／　ｄ　ｍ　’で２５℃に
て２分間電解処理し、得られｆコ封孔処理したリン青銅
をＳＯｚｉａ度１０ｐｐｍ，４０°Ｃ．相対湿度８０％
にて耐食性試験を行い接触抵抗を測定した。

その結果を第４図に示す。第Ｉ図に示すようにＰＭＴＡ
濃度は１〜４ｇ，Ｑ！で接触抵抗が低いことかわかる。

なお、実施例２に示しｆ二Ｐ　Ｍ　Ｔ　Ａ溶解度、メタ
ノール濃度及び電流密度の関係からＰＭＴＡｍ度１．５
／＆が最適であった。

実施例５　ＳＯ，暴露試験と接触抵抗 実施例４で得られた本発明に係る封孔処理したリン青銅
について従来品である封孔処理品（力一ドエッジュコネ
クタ．メーカ：ケル（昧））及び無処理品を比較側とし
て実施例４と同様な方法によりＳＯ２暴露試験と接触抵
抗との関係を調べた。

その結果を第５図に示す。第５図に示すように本発明に
係る方法による封孔処理したリン青銅は従来品である封
孔処理品及び無処理品に比しそれぞれ１．５〜２倍，１
０〜２０倍の耐食性を有することがわかる。

Ｇ．発明の効果 本発明は金属メッキを施こした金属材料にＳＨ基を有す
る有機化合物、特にＰＭＴＡを用いて電解処理すること
により高い耐食性を有する封孔処理品を得ることができ
る。

従って本発明に係る方法による封孔処理品によれば、腐
食防止効果が大きいことから、例えばＨ，Ｓが大量に存
在する水処理場などでも硫化物を生成することはない。

このことから、本発明に係る方法による封孔処理品を例
えば電子回路用コネクタなどに用いた場合でも黒変によ
る腐食が生ぜず、そのため長時間にわたって使用できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はメタノール濃度とＰＭＴＡ溶解変の関係を示オ
グラフ、第２図はメタノール濃度と電流密変の関係を示
すグラフ、第３図は電解液のｐＨと電流密変の関係を示
すグラフ、第４図はＰ　Ｍ　ＴＡａ度と接触抵抗の関係
を示すグラフ、第５図はＳ　Ｏ　２暴露試験と接触抵抗
の関係を示すグラフである。 第１図 メタノール濃度とＰＭＴＡ溶解度の関係メタノール（％
）／アルカリ水溶液 第２図 メタノール濃度と電流密度の関係 メタノール（％）／アルカリ水溶液 第３図 電解液のｐＨと電流密度の関係 ０ １ ２ ３ ４ ５ ６ フ ８ ９ １０ １１ １２ （ρＨ） 電解液のｐＨ 第４図 ＰＭＴＡ濃度と接触抵抗の関係 Ｏ １ ２ ３ ４ （９／息） Ｐ〜ＩＴＡｊｌ度 第５図 Ｓ　Ｏ　ｔ暴露試験と接触抵抗の関係 ＳＯＩ暴露試験

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属メッキを施こした金属材料にＳＨ基を有する
   有機化合物を用いて電解処理することを特徴とする金属
   材料の封孔処理方法。
2. （２）ＳＨ基を有する有機化合物が１−フェニル−５−
   メルカプトテトラゾールである請求項第（１）項記載の
   金属材料の封孔処理方法。