JPH0445183A

JPH0445183A - 導電材の接着面処理方法

Info

Publication number: JPH0445183A
Application number: JP15263290A
Authority: JP
Inventors: Kishio Tsuboi; 坪井　貴志男; Noriyuki Sugita; 杉田　則行
Original assignee: Electroplating Engineers of Japan Ltd
Current assignee: EEJA Ltd
Priority date: 1990-06-13
Filing date: 1990-06-13
Publication date: 1992-02-14

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〉本発明は金属等の導電材の表面に接着剤を作用させる際
に、その接着効果を室温においても十分に増進させるこ
とができる導電材の接着面処理方法に関するものであっ
て、機械部品及び電気部品の製作補修の分野に好適なも
のである。特に、接着時における温度変化等による機械
的歪みが少なく、しかも金属パウダーによる成形である
ため接着部厚みがほとんど目視では区別出来ない程度極
小となる。また、耐水性にも優れるため審美性を重んす
る医書治療及びその機器分野にも最適である。

〈従来の技術〉従来より接着剤にて導電材を接着する場合には、その接
着面と接着剤との接着維持力を増強させるために、導電
材の接着面を高温にして表面に酸化被膜を生成したりす
る方法や、自然酸化を活用する電析薄膜を生成したりす
る方法、或いは電気化学的にて表面を腐食させる方法、
などの表面処理法か採用されてきた。

〈発明が解決しようとする課題〉しかしながら、このような従来の技術にあっては、いず
れの方法であっても、接着部に破壊応力が加えられると
、その機械的応力が接着部の意図した処理部分にのみ集
中して加わるため、全体としての接着効果が上がらなか
った。

さて、本発明者は先に導電材の接合方法に関する技術を
提案しているが（特願平１−１４６８０号）、本願発明
はこの先の提案に関連して開発されたものであり、応力
歪みを微細金属パウダーの電析固定化により小さくし、
且つ見掛けの面積を増加させ、嵌合力並びに化学結合力
等を接着面全面に均等分散し、以て全面で歪み力を受は
持ち全体として接着維持力の改善を図ることができる導
電材の接着面処理方法を提供せんとするものである。

く課題を解決するための手段〉この発明に係る導電材の接着面処理方法は、旧記の目的
を達成するために、カソード化した導電材の接着面に金
属陽イオン含有の電解液と金属パウダーとを施し、アノ
ードを介して、前記接着面に金属パウダーまじりの析出
層を電析して成るものである。

接着剤のための表面処理として、金属パウダーを電解液
で導電材の接着面に施し、その接着面の表面性状を変化
させて接着効果を増強させようとする知見は出願人の知
り得る範囲では存在しない。

特に、電解液及び金属パウダーを接着面に圧接・攪拌さ
せる例は皆無であると思われる。

接着剤による接着維持力を向上させるためには接着剤自
身の凝集力が犬であり且つ硬化時の歪みの小さいことが
求められるが、接着される側にも同じような条件が求め
られる。つまり、接着剤の凝集力に相応する金属パウダ
ーの電析凝集力の大きさと、接着剤の硬化時に相当する
金属パウダーの電析歪みの小ささも同時に要求される。

金属の電析理論に従えば金属パウダーと言えども条件さ
え設定されれば電析の結果は金属結合を生じ金属の凝集
力に近い値が得られる。また金属の電析歪みについても
電気二重層のからくり並びに電解液の調整などにより歪
みを小さく抑えることはできる。

かかる理由によって金属パウダーの極めて小さい金属粒
−つ一つが電析によりその表面を形成するため接着面は
固定化された金属パウダーで覆われることとなり、見掛
けの表面積は増大し且つ歪みの小さな表面生成が行われ
る。

更に、この表面性状の特異点として、微細なパウダーが
電解液中で圧接・攪拌の電析反応を受ける際に、接着面
との間で電界が与えられて電荷を持つことを挙げること
かできる。このように、金属パウダー自身が電極電位を
持つところから、これらパウダーの個々が極めて複雑な
挙動を呈しっつ電析固定化される。

この金属パウダーが電析固定化された接着面の表面性状
を具体的に拡大観察すると、丁度「ちりめん縞模様」を
更に複雑にしたかの如き状態を呈し、山あり谷あり更に
オーバーハングしている部分もあるため、ここに接着剤
が入り込んで硬化することにより、優れた投錨効果を発
揮し得る。

このような複雑な生成過程を簡単に表現しようとすれば
、次のような言い方も可能と考えられる。

即ち、導電材の接着面上に金属パウダーが複雑な様相で
固定化される原因は、電気化学的電析反応とトライボロ
ジで言う凝着反応との合成された結果である。

か（の如き性状の接着面生成には金属パウダーの粒形と
粒径が影響することは明らがなことであるが、接着剤側
の粒形と粒径の大きさ及び粘性も関係し、必ずしも金属
パウダー側の一方的な決め方では当を得ないことである
。しがしながら、現時点では、金属パウダーの粒径が少
な（ともｏ、０２〜２５０μｍの間において良好な結果
を得られることが確認されている。

金属パウダーの種類については貴金属では、金、銀、パ
ラジウムなどが好適であり、卑金属材料としては、銅、
ニッケル、インジウム、錫、鉛、亜鉛等、合金としては
黄銅、半田、金合金、銀合金、パラジウム合金、ステン
レス等が適当な材料である。

〈作　用〉接着剤を用いて導電材の接着面に目的物を接合する場合
には、導電材の接着面に接着剤が有効に接合されるよう
に、金属パウダーを電析反応で強固に固定化して、その
見掛けの表面積を増大させることができる。また、投錨
効果を接着面全面にわたって微細に分散させるための圧
接・攪拌を行って、その凝着効果により、表面性状に対
する破壊応力を拡散担持せしめることもできる。

金属パウダーを導電材に電析するためには、金属パウダ
ーを導電材のカソード電位と同電位にする必要があるた
め、金属パウダーを電解液含有の含浸体（アノード電極
と接続された筆や綿球子）などで圧接すると共に電析を
効果的にするための攪拌を行う。この各作用はトライボ
ロジで言う摩擦にも相当し、電解液存在から潤滑とも解
釈できる。するとこの作用は総じて凝着反応といえる。

このような作用の結果として金属パウダーが成形される
固定化後の表面性状は「ちりめん縞模様」を呈し、微細
な金属パウダーの電子的反応が加わり、凹凸とオーバー
ハングした形状を有する表面を形成する。しかも個々の
金属パウダーは強固な金属結合に近い結合をして構成さ
れる。

〈実施例〉実施例１以下この発明の実施例１を図面に第１図に基づいて説明
する。

試料の詳細導電材・　銅丸棒　径５ｍｍ　　長さ３ｍｍ断面１００
０番仕上げカソード導線：　銅線　線径０．３　ｍｍ導電材とは半
田接続体　　裁：　導電材ｌとカソード銅線２とを直径１４ｍ
＋ｎ、高さ８〜１５Ｍのポリエステル樹脂３でに包埋し、引っ張り剪断試験を容易にしである。

この導電材１上面の接着面４に金属パウダーを置き、そ
して電解液を加えて圧接・攪拌し生成された表面に接着
剤を施し、図示せぬステンレス製の剪断子を接着して引
っ張り剪断試験を行いその接着力を試験した。

本発明の処理方法の効果を知るためには、接着剤は一般
的に金属表面の酸化膜には強く接着するものであるから
、比較試験としては酸化膜ができづらい金属である金を
使うのが例となっているため、ここでもそのやり方に準
拠して行うこととした。

試料の材料とデータ金属パラター、　　金、粒径０．５〜１．０μｍ　使用
量約０．４ｇ金イオン含有、全濃度４０ｇ／β １．３Ｖ４〜５ｍＡ約２分パナビアＥＸ（商品名）〔■クラレ製の接着材〕接着剪断子ニステンレス、５ＵＳ−３０４径５　ｍｍ丸
棒、長さ５　ｍｍ電解溶液電析電圧電析電流電析時間接着剤名試験結果：Ａ）本発明に係るパウダーを使わない場合試料番号　剪
断力ｋｇ　／ｃｒｔｆ　　電析時間　　破壊界面１３　
　　４８．５　　　　２分　　電析面と接着面１４　　
　　６７．１　　　　　　　”　　　　　　　１１１５
　　　　　６７．７　　　　　　　　〃〃平均６１．１Ｂ）本発明に係るパウダーを使った場合試料番号　剪断
力ｋｇ　／　ｃａｌ’　　電析時間　　破壊界面１９　
　　１９４．３　　　２分　　　混合破壊２０　　１４
３．２　　　　〃　　　　　〃２１　　　１１１．１　
　　　　ノ’　　　　　　〃２８　　１９８．０　　５
分　　　〃平均１６１．６上記の如（、本願発明に係るパウダーを使用して電析す
ることにより接着力は２．６５倍に向上した。

この表面処理法は次の順序で行った。

■　導電材の接着面を洗剤ＥＥＴＯＲＥＸ−１４（商品
名）　〔日本エレクトロプレイティング・エンジニャー
ス■製〕で５分洗浄、水洗い、乾燥する。

■　導電材をカソード接続する。

■　所定の電解液と綿球ピンセットで金型板を予め２分
間行った。

■　その表面に金パウダーを０．４ｇの約１／３を施し
た。

■　直ちに綿球を先端に挟んだ白金ピンセットをアノー
ドに接続した。

■　綿球に充分電解液を含浸させた。

■　金パウダーの上に２分間圧接し攪拌した。終わり頃
パウダーの電析感触あった。

■　ティッシュで電析表面を拭き取った。

そして、上記■〜■と同しことをあと２回、計３回行っ
て終了した（これで■の全部を使ったことになる）。こ
れで接着面は第３図に示す如く「ちりめん縞模様」が生
成された性状を呈し、顕微鏡観察で明瞭に確認できた。

実施例２この実施例は実施例１か金パウダーを使った金型板であ
ったが、この例は金型板は同じであるがパウダーに卑金
属であるスズを使用したものである。

試料の導電材はすべて実施例１と同じであり、以下具な
るところだけ記す。

金属パウダー・　スズ、粒径１〜３０μｍ、平均１０μ
ｍ使用量的０．１５　ｇ、同じく３回に分割して使う。

電析電圧電流：１．３Ｖ、３〜４ｍＡ引っ張り剪断試験次の通り試料番号　剪断力ｋｇ　／　ｃｉ　　電析時間　　破壊
界面１６　　　１０９．８　　　２分　　　混合破壊１
７　　　１８９．５　　　　　”　　　　　　”１８　
　　１４０．９　　　　　〃” 平均１４６．７この結果が示すように電析金属と粒子金属とが異なって
も大きな差はない。

実施例３以下、第２図を用いて実施例３を説明ず乙。

この実施例では本発明の金属パウダーを電析してなる処
理法に加えて電析膜の自然酸化効果を同時に具現した場
合のものである。即ち、この実施例では電解液として金
を使用せずに、自然酸化され易いスズを使用したもので
ある。また、接着面６を上面とした導電材５は樹脂にて
包埋されていない。更に、接着試験も突き合わせ接ぎ手
のひっばり試験で剪断試験ではない。

試料の詳細導電材：銅丸棒、直径８ｍｍ、長さ１５ｍｍ断面１０００番仕上げスズ、粒径平均１０μｍ、使用量０．１５　ｇを二分割に使う５ｎ−２００（商品名）〔日本エレクトロプレイティング・エンジニャース■製のスズメツキ浴〕３０　ｇ／ｊ２２．６Ｖ金属パウダー：電解液：金属濃度：電析電圧：電析電流：　　４ｍＡ電析時間：　各約２分接着剤：　パナビアＥＸ（商品名）突合せ物：　　５Ｏ３−３０４，径５　ｍｍ、長さ１５
ｍｍ電析要領は実施例１．２に準するので省略。試験結
果次の通り。

試料番号　接着力ｋｇ／ｃｒｌ　　破壊界面なお、以上
の説明において、導電材として棒状（円柱状）のものを
例としたが、板状のものであっても良い。また、板状の
導電材の表面に、孔を設けたマスキングテープを貼着し
、その孔内領域を接着面としても良い。

〈発明の効果〉この発明に係る導電材の接着面処理方法は、以上説明し
てきた如き内容のものであって、導電材への電析、凝着
によって生成される金属パウダーの表面形成方法は極め
て巧妙にして、応力歪みを微細に分散し得て総合的に接
着力を増強維持する効果がある。更に電析金属種とパウ
ダーの金属種とは必ずしも同一である必要はなく、その
組み合わせにより目的に対し柔軟性を持って対応し得る
接着用表面処理方式と言うことが出来る。

また、これを行うに当たっては全て室温中で可能であり
、使用する器具も小型軽量のもので、使用電力消費量も
僅かであり、所用材料も少量である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例１及び実施例２に係る導電材
を樹脂包埋した状態を示す斜視図、第２図はこの発明の
実施例３の導電材を示す斜視図、そして第３図は「ちりめん縞模様」を呈した導電材接着面にお
ける金属パウダーの粒子構造を示す拡大写真である。１、導電材４、接着面カソード導線ポリエステル樹脂

Claims

【特許請求の範囲】

（１）カソード化した導電材の接着面に金属陽イオン含
有の電解液と金属パウダーとを施し、アノードを介して
、前記接着面に金属パウダーまじりの析出層を電析して
成る導電材の接着面処理方法。
（２）金属陽イオン含有の電解液と金属パウダーとの施
し方として、まず最初に電解液を含んだ含浸体を導電材
の接触面に接触させて電解液を施し、次いで該電解液で
濡された状態の接着面に金属パウダーを施し、そして該
金属パウダー及び電解液を前記含浸体により接着面に対
して圧接・撹拌せしめる請求項１記載の導電材の接着面
処理方法。
（３）金属陽イオン含有の電解液と金属パウダーとの施
し方として、予め金属パウダーを電解液に分散させてお
き、その金属パウダーが分散された電解液を含浸体に含
ませ、そして該含浸体により金属パウダー及び電解液を
接着面に対して圧接・攪拌せしめる請求項１記載の導電
材の接着面処理方法。
（４）含浸体が筆又は綿球である請求項１〜３のいずれ
かに記載の導電材の接着面処理方法。
（５）接着面のみ露呈させるための孔が設けられている
マスキングテープを導電材の表面に予め貼着しておき、
該マスキングテープの孔内領域に金属陽イオン含有の電
解液と金属パウダーとを施す請求項１〜４のいずれかに
記載の導電材の接着面処理方法。
（６）金属パウダーの粒子径が０．１〜２５０μｍであ
る請求項１〜５のいずれかに記載の導電材の接着面処理
方法。
（７）金属パウダーが貴金属である請求項１〜６のいず
れかに記載の導電材の接着面処理方法。
（８）金属パウダーが卑金属である請求項１〜６のいず
れかに記載の導電材の接着面処理方法。
（９）導電材が、少なくとも接着面を導電化した非金属
である請求項１〜８のいずれかに記載の導電材の接着面
処理方法。