JPH0467725B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0467725B2 JPH0467725B2 JP62183578A JP18357887A JPH0467725B2 JP H0467725 B2 JPH0467725 B2 JP H0467725B2 JP 62183578 A JP62183578 A JP 62183578A JP 18357887 A JP18357887 A JP 18357887A JP H0467725 B2 JPH0467725 B2 JP H0467725B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tin
- copper
- alloy
- layer
- contact
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
- Manufacture Of Switches (AREA)
- Contacts (AREA)
Description
［産業上の利用分野］
本発明は電気的接続性に優れた接触子の製造方
法に関し、特には低い接圧力においても、接触抵
抗が低く、安定している接触子を製造せんとする
ものである。 ［従来の技術］ 銅又は銅合金に接点用金属として錫又は錫−鉛
合金を電気めつき後、加熱溶融処理を施した複合
材は民生用電子機器の接触子として多用されてい
る。 一方、接触信頼性が高度に要求される機器、部
品における接触子の接点用金属としては、金、
銀、ロジウム等が使用される。 ［発明が解決しようとする問題点］ 銅又は銅合金に錫又は錫−鉛合金をめつきした
複合材は、錫又は錫−鉛合金は貴金属に比べ耐食
性が低く、各種の腐蝕環境での腐蝕生成物や微摺
動摩耗腐蝕などにより低い接圧力では接触抵抗が
安定し難い問題があり、又、金、銀、ロジウム等
は低い接圧力で接触抵抗が低く安定しているもの
の高価である問題がある。 ［問題点を解決するための手段］ 本発明は上記問題点を解決するためになされた
もので、銅又は銅合金に錫又は錫−鉛合金をめつ
きした複合材であつて、しかも低い接圧力で接触
抵抗が低く安定している接触子を提供せんとする
もので、銅又は銅合金に錫又は錫−鉛合金を電気
めつきした後、該めつき層を加熱溶融する方法に
おいて、加熱溶融時にめつき層中の錫原子と母材
又は下地の銅原子の拡散により形成される合金層
の、純錫相又は錫−鉛合金層との界面における粒
径の平均を１〜5μｍとすることを特徴とする接
触子の製造方法である。 銅合金としては、りん青銅、黄銅、洋白、ベリ
リウム銅、チタン銅等多種の銅合金が用いられる
が、本発明はこれらの銅合金に直接或いは銅下地
めつきを行つた後、錫或いは錫−鉛合金を電気め
つきする。 次にこれを錫或いは錫−鉛合金の融点以上の温
度に加熱保持し、銅−錫合金層の厚み及び残され
た錫又は錫−鉛合金が所定の厚みになつたところ
で水冷する。 銅下地めつき、錫めつき及び錫−鉛合金めつき
の条件は公知のことであり、これらの中から適宜
選択して実施することができる。 錫−鉛合金めつきは一般に半田めつきと呼ばれ
るもので、錫90wt％−鉛10wt％又は錫60wt％−
鉛40wt％の組成のものが最も多く用いられる。 加熱溶融処理には重油、ブタン等の直火型の炉
の他、電気炉、赤外線炉、高周波加熱炉等いずれ
を用いても良く、これらにより本発明は制限され
ない。 銅又は銅合金上の錫又は錫−鉛合金層を加熱溶
融すると、母材又は下地の銅とめつき層中の錫と
の拡散生成物としてCu6Sn5相とCu3Sn相及びその
他の母材元素を含む銅−錫合金の層が形成され
る。通常めつき層が溶融した直後に水冷凝固させ
ても0.1〜0.3μｍ程度の厚みの合金層が生じるが、
これを溶融状態で数秒ないし10秒以上保持すると
合金層の厚みが0.4〜1.2μｍとなる。 これら形成された合金層のビツカース硬度は
350〜450にもなり、その上層に残留する錫又は錫
−鉛合金層の50以下に比べ著しく硬い。したがつ
て両層により薄膜金属潤滑作用が発生し、電気接
点とし接圧をかけ接触させた時に、摺動あるいは
嵌合が滑らかで、かつ接触抵抗も低いものと考え
られる。 しかも銅−錫合金層は加熱溶融時に母材又は銅
下地めつきの面と平行に成長するのではなく、層
断面からみると、波状に成長するが、この合金層
の形状が接触子としての接触性に影響を与える。 この銅−錫合金層は電解研磨やアルカリ性の化
学研磨液（例えば水酸化ナトリウム50ｇ／、ニ
トロフエノール35ｇ／）でめつき面を処理する
と錫層又は錫−鉛合金層が除かれ露出する。露出
した銅−鉛合金層すなわちCu6Sn5相やCu3Sn層は
粒状である。この銅−錫合金層の粒径の平均が１
〜5μｍの範囲で接触性が良好であることを見出
した。前述の薄膜金属潤滑作用とともに、接触時
の多数の微視的接点に影響を及ぼすものと考えら
れる。又、その時の合金層の平均厚みが0.4〜
1.2μｍの時、特に接触抵抗が低いことが観察され
た。 さらに母材との組み合せでは、りん青銅を母材
とし、銅下地めつきを施さず、直接錫又は錫−銅
合金電気めつきし、加熱溶融処理したものは特に
有効である。りん青銅は錫を２〜8wt％含有して
いるため、加熱溶融時にめつき層の錫とりん青銅
の間で銅−錫合金層の形成が速やかである。又、
りん青銅母材上に直接錫又は錫−鉛合金をめつき
し、その後加熱溶融処理すると、銅地下めつきを
施した場合や、黄銅、チタン銅あるいはベリリウ
ム銅を母材とした場合のめつき皮膜に比べて接触
抵抗が低い傾向がある。 ［実施例］ 銅、洋白（Cu−18％Ni−26％Zn）およびりん
青銅（Cu−５％Sn）の0.2mm厚の板をアルカリ脱
脂、電解脱脂及び酸洗中和後、電気めつきを施し
た。各種めつき条件は下記の通りである。 銅めつき 浴組成：硫酸銅 200ｇ／ 硫 酸 70ｇ／ 浴 温：30℃ 電流密度：5A／ｄm2 錫めつき 浴組成：硫酸第１錫 65ｇ／ 硫 酸 70ｇ／ 添加剤 10ｇ／ 浴 温：20℃ 電流密度：3A／ｄm2 半田（錫鉛合金）めつき 浴組成：ホウフツ化鉛 54ｇ／ ホウフツ化錫 130ｇ／ ホウフツ酸 90ｇ／ 添加剤 40ｇ／ 浴 温：20℃ 電流密度：3A／ｄm2 電気めつき後の加熱溶融処理は、電気炉中600
℃の雰囲気温度に数秒ないし数10秒保持し、銅−
錫合金層を形成させた後、水冷、温風乾燥した。
銅−錫合金層の厚みは、電解式厚み測定法により
行つた。 接触抵抗は試料面上で50ｇの荷重を負荷した半
径５mmの白金リングを10mm／minの速度で５mmの
距離を移動、往復させ、10ｍＡの直流電流を流
し、接触抵抗を測定した。往復回数は500回とし
た。移動、往復に伴い接触抵抗は変動するため範
囲で示す。また、その時試料にひずみゲージを接
触させ、摩擦抵抗を測定し、相対的に大小で表わ
した。 結果を第１表に示す。第１表の結果から明らか
なように実施例は比較例に比べ接触抵抗が低く、
かつ変動も少ない。さらに摩擦抵抗も低いため、
接触子用組成として好適である。
法に関し、特には低い接圧力においても、接触抵
抗が低く、安定している接触子を製造せんとする
ものである。 ［従来の技術］ 銅又は銅合金に接点用金属として錫又は錫−鉛
合金を電気めつき後、加熱溶融処理を施した複合
材は民生用電子機器の接触子として多用されてい
る。 一方、接触信頼性が高度に要求される機器、部
品における接触子の接点用金属としては、金、
銀、ロジウム等が使用される。 ［発明が解決しようとする問題点］ 銅又は銅合金に錫又は錫−鉛合金をめつきした
複合材は、錫又は錫−鉛合金は貴金属に比べ耐食
性が低く、各種の腐蝕環境での腐蝕生成物や微摺
動摩耗腐蝕などにより低い接圧力では接触抵抗が
安定し難い問題があり、又、金、銀、ロジウム等
は低い接圧力で接触抵抗が低く安定しているもの
の高価である問題がある。 ［問題点を解決するための手段］ 本発明は上記問題点を解決するためになされた
もので、銅又は銅合金に錫又は錫−鉛合金をめつ
きした複合材であつて、しかも低い接圧力で接触
抵抗が低く安定している接触子を提供せんとする
もので、銅又は銅合金に錫又は錫−鉛合金を電気
めつきした後、該めつき層を加熱溶融する方法に
おいて、加熱溶融時にめつき層中の錫原子と母材
又は下地の銅原子の拡散により形成される合金層
の、純錫相又は錫−鉛合金層との界面における粒
径の平均を１〜5μｍとすることを特徴とする接
触子の製造方法である。 銅合金としては、りん青銅、黄銅、洋白、ベリ
リウム銅、チタン銅等多種の銅合金が用いられる
が、本発明はこれらの銅合金に直接或いは銅下地
めつきを行つた後、錫或いは錫−鉛合金を電気め
つきする。 次にこれを錫或いは錫−鉛合金の融点以上の温
度に加熱保持し、銅−錫合金層の厚み及び残され
た錫又は錫−鉛合金が所定の厚みになつたところ
で水冷する。 銅下地めつき、錫めつき及び錫−鉛合金めつき
の条件は公知のことであり、これらの中から適宜
選択して実施することができる。 錫−鉛合金めつきは一般に半田めつきと呼ばれ
るもので、錫90wt％−鉛10wt％又は錫60wt％−
鉛40wt％の組成のものが最も多く用いられる。 加熱溶融処理には重油、ブタン等の直火型の炉
の他、電気炉、赤外線炉、高周波加熱炉等いずれ
を用いても良く、これらにより本発明は制限され
ない。 銅又は銅合金上の錫又は錫−鉛合金層を加熱溶
融すると、母材又は下地の銅とめつき層中の錫と
の拡散生成物としてCu6Sn5相とCu3Sn相及びその
他の母材元素を含む銅−錫合金の層が形成され
る。通常めつき層が溶融した直後に水冷凝固させ
ても0.1〜0.3μｍ程度の厚みの合金層が生じるが、
これを溶融状態で数秒ないし10秒以上保持すると
合金層の厚みが0.4〜1.2μｍとなる。 これら形成された合金層のビツカース硬度は
350〜450にもなり、その上層に残留する錫又は錫
−鉛合金層の50以下に比べ著しく硬い。したがつ
て両層により薄膜金属潤滑作用が発生し、電気接
点とし接圧をかけ接触させた時に、摺動あるいは
嵌合が滑らかで、かつ接触抵抗も低いものと考え
られる。 しかも銅−錫合金層は加熱溶融時に母材又は銅
下地めつきの面と平行に成長するのではなく、層
断面からみると、波状に成長するが、この合金層
の形状が接触子としての接触性に影響を与える。 この銅−錫合金層は電解研磨やアルカリ性の化
学研磨液（例えば水酸化ナトリウム50ｇ／、ニ
トロフエノール35ｇ／）でめつき面を処理する
と錫層又は錫−鉛合金層が除かれ露出する。露出
した銅−鉛合金層すなわちCu6Sn5相やCu3Sn層は
粒状である。この銅−錫合金層の粒径の平均が１
〜5μｍの範囲で接触性が良好であることを見出
した。前述の薄膜金属潤滑作用とともに、接触時
の多数の微視的接点に影響を及ぼすものと考えら
れる。又、その時の合金層の平均厚みが0.4〜
1.2μｍの時、特に接触抵抗が低いことが観察され
た。 さらに母材との組み合せでは、りん青銅を母材
とし、銅下地めつきを施さず、直接錫又は錫−銅
合金電気めつきし、加熱溶融処理したものは特に
有効である。りん青銅は錫を２〜8wt％含有して
いるため、加熱溶融時にめつき層の錫とりん青銅
の間で銅−錫合金層の形成が速やかである。又、
りん青銅母材上に直接錫又は錫−鉛合金をめつき
し、その後加熱溶融処理すると、銅地下めつきを
施した場合や、黄銅、チタン銅あるいはベリリウ
ム銅を母材とした場合のめつき皮膜に比べて接触
抵抗が低い傾向がある。 ［実施例］ 銅、洋白（Cu−18％Ni−26％Zn）およびりん
青銅（Cu−５％Sn）の0.2mm厚の板をアルカリ脱
脂、電解脱脂及び酸洗中和後、電気めつきを施し
た。各種めつき条件は下記の通りである。 銅めつき 浴組成：硫酸銅 200ｇ／ 硫 酸 70ｇ／ 浴 温：30℃ 電流密度：5A／ｄm2 錫めつき 浴組成：硫酸第１錫 65ｇ／ 硫 酸 70ｇ／ 添加剤 10ｇ／ 浴 温：20℃ 電流密度：3A／ｄm2 半田（錫鉛合金）めつき 浴組成：ホウフツ化鉛 54ｇ／ ホウフツ化錫 130ｇ／ ホウフツ酸 90ｇ／ 添加剤 40ｇ／ 浴 温：20℃ 電流密度：3A／ｄm2 電気めつき後の加熱溶融処理は、電気炉中600
℃の雰囲気温度に数秒ないし数10秒保持し、銅−
錫合金層を形成させた後、水冷、温風乾燥した。
銅−錫合金層の厚みは、電解式厚み測定法により
行つた。 接触抵抗は試料面上で50ｇの荷重を負荷した半
径５mmの白金リングを10mm／minの速度で５mmの
距離を移動、往復させ、10ｍＡの直流電流を流
し、接触抵抗を測定した。往復回数は500回とし
た。移動、往復に伴い接触抵抗は変動するため範
囲で示す。また、その時試料にひずみゲージを接
触させ、摩擦抵抗を測定し、相対的に大小で表わ
した。 結果を第１表に示す。第１表の結果から明らか
なように実施例は比較例に比べ接触抵抗が低く、
かつ変動も少ない。さらに摩擦抵抗も低いため、
接触子用組成として好適である。
【表】
［発明の効果］
本発明によれば、外観不良を生じることなく、
接触抵抗が低く、かつ変動も少く、さらに摩擦抵
抗も低い接触子としての特性が優れた材料が得ら
れる。
接触抵抗が低く、かつ変動も少く、さらに摩擦抵
抗も低い接触子としての特性が優れた材料が得ら
れる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 銅又は銅合金に錫又は錫−鉛合金を電気めつ
きした後、該めつき層を加熱溶融する方法におい
て、加熱溶融時にめつき層中の錫原子と母材又は
下地の銅原子の拡散により形成される合金層の、
純錫層又は錫−鉛合金層との界面における粒径の
平均を１〜5μｍとすることを特徴とする接触子
の製造方法。 ２ 拡散により形成される合金層の厚みが0.4〜
1.2μｍである特許請求の範囲第１項記載の接触子
の製造方法。 ３ 銅合金としてりん青銅を用いる特許請求の範
囲第１項又は第２項記載の接触子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18357887A JPS6430124A (en) | 1987-07-24 | 1987-07-24 | Manufacture of contactor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18357887A JPS6430124A (en) | 1987-07-24 | 1987-07-24 | Manufacture of contactor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6430124A JPS6430124A (en) | 1989-02-01 |
| JPH0467725B2 true JPH0467725B2 (ja) | 1992-10-29 |
Family
ID=16138267
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18357887A Granted JPS6430124A (en) | 1987-07-24 | 1987-07-24 | Manufacture of contactor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6430124A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20130134253A (ko) * | 2012-05-30 | 2013-12-10 | 주식회사 로보빌더 | 리벳툴 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6759142B2 (en) | 2001-07-31 | 2004-07-06 | Kobe Steel Ltd. | Plated copper alloy material and process for production thereof |
| TWI316554B (zh) | 2005-06-30 | 2009-11-01 | Nippon Mining Co | 疲勞特性優異之鍍錫銅合金條 |
| JP5117436B2 (ja) * | 2008-12-12 | 2013-01-16 | Ｊｘ日鉱日石金属株式会社 | プリント基板端子用銅合金すずめっき材 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6019630B2 (ja) * | 1979-07-18 | 1985-05-17 | 日本鉱業株式会社 | 接触子 |
| JPS59222594A (ja) * | 1983-05-30 | 1984-12-14 | Nippon Mining Co Ltd | 接触子の製造方法 |
-
1987
- 1987-07-24 JP JP18357887A patent/JPS6430124A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20130134253A (ko) * | 2012-05-30 | 2013-12-10 | 주식회사 로보빌더 | 리벳툴 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6430124A (en) | 1989-02-01 |
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