JPH0467726B2 - - Google Patents
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- JPH0467726B2 JPH0467726B2 JP18357987A JP18357987A JPH0467726B2 JP H0467726 B2 JPH0467726 B2 JP H0467726B2 JP 18357987 A JP18357987 A JP 18357987A JP 18357987 A JP18357987 A JP 18357987A JP H0467726 B2 JPH0467726 B2 JP H0467726B2
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Landscapes
- 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、加熱溶融時に溶融錫又は溶融錫−鉛合
金のぬれ不良現象によるめつき厚みのばらつきの
程度すなわちめつき層厚みの最大値と最小値の差
が１cm2当り0.07〜0.3μｍ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。 次にこれを錫あるいは錫−鉛合金の融点以上の
温度に保持し、銅−錫合金層の厚みおよびぬれ不
良の程度が所望の状態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、これに付随する一つの現象として“ぬ
れ不良”がある。これは“dewetting”、“はじ
き”などとも呼ばれ、溶融状態の錫又は錫−鉛合
金が母材又は下地とのぬれ不良により凝集し、小
滴になろうとして生じるものである。ぬれ不良は
外観、半田付性等の品質面から好ましくないた
め、従来その発生を押える数々の試みがなされて
いる。 しかしながら、本発明では接触性の面からは、
ぬれ不良によるめつき厚みの不均一がむしろ好ま
しいことを見出した。その範囲は１cm2当り0.07〜
0.3μｍが適当である。0.07μｍ以下では効果が低
く、0.3μｍ以上では外観が著しく低下し好ましく
ない。 めつき厚みの不均一が上記範囲の場合、接触子
の接触部において境界抵抗および集中抵抗を低減
する作用が生じるものと考えられる。 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相およびそ
の他の母材元素を含む銅−錫合金層が形成され
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、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。 合金層の厚みが0.4μｍ未満ではそのような効果
が認められない。又、1.2μｍを越える場合、接触
抵抗は良好であるが、外観が低下する傾向が認め
られるため接触子用素材として好ましくない。 銅下地めつきを省略し、銅合金母材に直接施し
た錫又は錫−鉛合金めつきは、めつき前処理によ
り、ぬれ不良の状況を調整できるため好適であ
る。 さらに母材がりん青銅（錫１〜8wt％、りん
0.03〜0.35wt％）の場合、合金層の成長が速やか
であり、接触子として用いた場合、従来品に比べ
接触抵抗が低く安定している。 ［実施例］ 銅、洋白およびりん青銅の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 240ｇ／ 硫 酸 80ｇ／ 浴 温：30℃ 電流密度：5A／ｄm2 錫めつき 浴組成：硫酸第１錫 60ｇ／ 硫 酸 70ｇ／ 添加剤 15ｇ／ 浴 温：20℃ 電流密度：2A／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／ 添加材 30ｇ／ 浴 温：20℃ 電流密度：5A／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、加熱溶融時に溶融錫又は溶融錫−鉛合
金のぬれ不良現象によるめつき厚みのばらつきの
程度すなわちめつき層厚みの最大値と最小値の差
が１cm2当り0.07〜0.3μｍ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。 次にこれを錫あるいは錫−鉛合金の融点以上の
温度に保持し、銅−錫合金層の厚みおよびぬれ不
良の程度が所望の状態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、これに付随する一つの現象として“ぬ
れ不良”がある。これは“dewetting”、“はじ
き”などとも呼ばれ、溶融状態の錫又は錫−鉛合
金が母材又は下地とのぬれ不良により凝集し、小
滴になろうとして生じるものである。ぬれ不良は
外観、半田付性等の品質面から好ましくないた
め、従来その発生を押える数々の試みがなされて
いる。 しかしながら、本発明では接触性の面からは、
ぬれ不良によるめつき厚みの不均一がむしろ好ま
しいことを見出した。その範囲は１cm2当り0.07〜
0.3μｍが適当である。0.07μｍ以下では効果が低
く、0.3μｍ以上では外観が著しく低下し好ましく
ない。 めつき厚みの不均一が上記範囲の場合、接触子
の接触部において境界抵抗および集中抵抗を低減
する作用が生じるものと考えられる。 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相およびそ
の他の母材元素を含む銅−錫合金層が形成され
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、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。 合金層の厚みが0.4μｍ未満ではそのような効果
が認められない。又、1.2μｍを越える場合、接触
抵抗は良好であるが、外観が低下する傾向が認め
られるため接触子用素材として好ましくない。 銅下地めつきを省略し、銅合金母材に直接施し
た錫又は錫−鉛合金めつきは、めつき前処理によ
り、ぬれ不良の状況を調整できるため好適であ
る。 さらに母材がりん青銅（錫１〜8wt％、りん
0.03〜0.35wt％）の場合、合金層の成長が速やか
であり、接触子として用いた場合、従来品に比べ
接触抵抗が低く安定している。 ［実施例］ 銅、洋白およびりん青銅の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 240ｇ／ 硫 酸 80ｇ／ 浴 温：30℃ 電流密度：5A／ｄm2 錫めつき 浴組成：硫酸第１錫 60ｇ／ 硫 酸 70ｇ／ 添加剤 15ｇ／ 浴 温：20℃ 電流密度：2A／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／ 添加材 30ｇ／ 浴 温：20℃ 電流密度：5A／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、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。
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、加熱溶融時に溶融錫又は溶融錫−鉛合金のぬ
れ不良現象によるめつき厚みの最大値と最小値の
差が１cm2当り0.07〜0.3μｍとすることを特徴とす
る接触子の製造方法。 ２ 加熱溶融時にめつき層中の錫原子と母材又は
下地の銅原子との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 |
|---|---|---|---|
| JP18357987A JPS6430125A (en) | 1987-07-24 | 1987-07-24 | Manufacture of contactor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18357987A JPS6430125A (en) | 1987-07-24 | 1987-07-24 | Manufacture of contactor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6430125A JPS6430125A (en) | 1989-02-01 |
| JPH0467726B2 true JPH0467726B2 (ja) | 1992-10-29 |
Family
ID=16138283
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18357987A Granted JPS6430125A (en) | 1987-07-24 | 1987-07-24 | Manufacture of contactor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6430125A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4247339B2 (ja) * | 2002-01-21 | 2009-04-02 | Ｄｏｗａメタルテック株式会社 | Ｓｎ被覆部材およびその製造方法 |
| JP4112426B2 (ja) * | 2003-05-14 | 2008-07-02 | 三菱伸銅株式会社 | めっき処理材の製造方法 |
-
1987
- 1987-07-24 JP JP18357987A patent/JPS6430125A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6430125A (en) | 1989-02-01 |
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