JP2001181890A - 金または金合金めっき材の封孔処理方法 - Google Patents

金または金合金めっき材の封孔処理方法

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JP2001181890A
JP2001181890A JP36271499A JP36271499A JP2001181890A JP 2001181890 A JP2001181890 A JP 2001181890A JP 36271499 A JP36271499 A JP 36271499A JP 36271499 A JP36271499 A JP 36271499A JP 2001181890 A JP2001181890 A JP 2001181890A
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Atsushi Kodama
篤志 児玉
Kazuhiko Fukamachi
一彦 深町
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Nippon Mining Holdings Inc
Eneos Corp
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Nippon Mining and Metals Co Ltd
Nippon Mining Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 金または金合金めっきの表面に最適な封孔処
理を安定して施すことができ、合わせて優れた耐食性、
潤滑性、はんだ付け性等のめっき特性を得る。 【解決手段】 封孔処理した後の金または金合金めっき
材の表面が、下記の条件式(1)を満足するよう封孔処
理する。 0.01≦C/CAu≦0.5 (1) (CはX線マイクロアナライザーで測定される単位時
間当たりのリン(P)の検出カウント数、CAuはX線
マイクロアナライザーで測定される単位時間当たりの金
(Au)の検出カウント数)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、銅、銅合金、鉄、
鉄合金、ステンレス鋼、高ニッケル合金等の金属材料を
母材とし、この金属材料にニッケル、またはニッケルお
よびコバルトを含有する合金を下地めっきとして具備す
る金または金合金めっき材料の封孔処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】コネクタやソケット等の電子機器用接続
部品には、黄銅やリン青銅を母材としてこれにニッケル
下地めっきを施し、さらにその上に金めっき(あるいは
金合金めっき)を施した材料が多く使用されている。金
めっきにより、部品の耐食性、耐摩耗性、低接触抵抗
性、電気伝導性、はんだ付け性、潤滑性(滑り性)等の
諸特性を向上させている。ところで金は高価である故、
上記部品を製造するにあたってはコストの低減を目的と
して様々な方策が採られており、その中でも、金めっき
の厚さを薄くすることが代表的な方策である。しかしな
がら、金めっきの厚さを減じるにしたがってめっき皮膜
のピンホールが指数関数的に増すことは周知であり、ピ
ンホールの増大は、特に耐食性の顕著な低下を招くとい
う問題を抱えている。
【0003】この問題を解決する方法の一つとして、金
めっき表面の封孔処理が挙げられる。すなわち、各種の
無機あるいは有機性の薬品を含有する封孔処理液を金め
っき表面に付着させることにより、ピンホールを塞いで
いる。ニッケル下地を具備する金めっき材料の封孔処理
方法の具体例としては、例えば特開平8−260192
号公報等に開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記公報に記載の封孔
処理方法よれば、封孔処理に費やす時間や封孔処理液の
濃度等の設定が不適切な場合には、封孔処理が不足して
十分な潤滑性を得ることができなかったり、逆に過剰処
理になってしまうことによってはんだ付け性が劣ったり
するといった不安定な面があった。したがって、最適な
封孔処理を安定して施すことのできる手段が要求されて
いた。
【0005】よって本発明は上記事情に鑑みてなされた
ものであり、金または金合金めっきの表面に最適な封孔
処理を安定して施すことができ、合わせて優れた耐食
性、潤滑性、はんだ付け性等のめっき特性を得ることの
できる金または金合金めっき材の封孔処理方法を提供す
ることを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成すべく鋭意研究を行ったところ、封孔処理後の金ま
たは金合金めっき材の表面に検出される特定成分と金と
の比が所定範囲内にある場合に最適な封孔処理がなされ
るとの知見を得、本発明を完成するに至った。すなわち
本発明の第1の発明は、金属材料に、ニッケル、または
ニッケルおよびコバルトを含有する合金を下地めっきと
して具備する金または金合金めっき材の封孔処理方法に
おいて、封孔処理した後のめっき材の表面が、下記の条
件式(1)を満足するよう封孔処理することを特徴とし
ている。 0.01≦C/CAu≦0.5 (1) (CはX線マイクロアナライザーで測定される単位時
間当たりのリン(P)の検出カウント数、CAuはX線
マイクロアナライザーで測定される単位時間当たりの金
(Au)の検出カウント数)
【0007】また、本発明の第2の発明は、金属材料
に、ニッケル、またはニッケルおよびコバルトを含有す
る合金を下地めっきとして具備する金または金合金めっ
き材の封孔処理方法において、封孔処理した後のめっき
材の表面が、下記の条件式(2)を満足するよう封孔処
理することを特徴としている。 0.007≦C/CAu≦0.3 (2) (CはX線マイクロアナライザーで測定される単位時
間当たりの硫黄(S)の検出カウント数、CAuはX線
マイクロアナライザーで測定される単位時間当たりの金
(Au)の検出カウント数)
【0008】さらに、本発明の第3の発明は、金属材料
に、ニッケル、またはニッケルおよびコバルトを含有す
る合金を下地めっきとして具備する金または金合金めっ
き材の封孔処理方法において、封孔処理した後のめっき
材の表面が、下記の条件式(3)を満足するよう封孔処
理することを特徴としている。 0.005≦C/CAu≦0.5 (3) (CはX線マイクロアナライザーで測定される単位時
間当たりの炭素(C)の検出カウント数、CAuはX線
マイクロアナライザーで測定される単位時間当たりの金
(Au)の検出カウント数)
【0009】本発明の封孔処理方法は、りん酸エステル
やインヒビター、脂肪酸等を含有する水溶液を封孔処理
液とし、この封孔処理液を金または金合金めっき材の表
面に付着させる。封孔処理液の含有成分であるりん酸エ
ステルとしては、モノアルキルりん酸エステル、ジアル
キルりん酸エステル等を使用することができる。これら
りん酸エステルは、潤滑剤としての機能を果たす他、潤
滑剤として封孔処理液に添加する脂肪酸を水に分散させ
るための乳化剤としての機能も果たす。
【0010】封孔処理液に添加するインヒビターとして
は、メルカプトベンゾチアゾール系の化合物が好適に使
用される。インヒビターは、金または金合金めっき材の
皮膜に生じるピンホールを塞ぎ、耐食性を向上させる。
また、封孔処理液に添加する脂肪酸としては、オレイン
酸などを使用することができ、これら脂肪酸には金めっ
き材の潤滑性を高める作用がある。
【0011】封孔処理液をめっき材に付着させる方法と
しては、封孔処理液をめっき材にスプレーで塗布する方
法や、めっき材を処理液中に浸漬させる方法等がある。
ここで、封孔処理条件、すなわち、封孔処理液の濃度あ
るいは処理時間等を変えると、封孔処理後のめっき材の
潤滑性やはんだ付け性等の特性は変化する。これは、め
っき材の表面に残留する封孔処理液により生成された皮
膜の厚さが、上記特性に影響を及ぼすからである。
【0012】例えば、処理時間を一定としてりん酸エス
テル濃度を変えると、濃度が薄い場合には処理後の封孔
処理皮膜は薄くなり、濃度が濃い場合には皮膜が厚くな
る。一方、封孔処理液の濃度を一定としてスプレー時間
を変えて処理すると、処理時間が短時間である場合には
皮膜は薄くなり、長時間処理すると皮膜は厚くなる傾向
がある。この皮膜の厚さをある良好な範囲に設定するた
めには、まず、皮膜厚さを評価する手段が必要となる。
【0013】本発明では、封孔処理皮膜の厚さを評価す
るにあたり、分析装置として一般的に使用されているX
線マイクロアナライザー(EPMA)を使用する。この
方法を採用した理由は、簡易かつ短時間で、しかも良好
な再現性を示すからである。
【0014】さて、封孔処理皮膜の厚さは、X線マイク
ロアナライザーで検出されるリン(P)のカウント数C
と金(Au)の検出カウント数CAuとの比によって
評価できる。そして、第1の発明に係る最適な封孔処理
皮膜の厚さは、下記の条件式(1)を満たす場合であ
る。 0.01≦C/CAu≦0.5 (1)
【0015】封孔処理皮膜が厚くなるとCが高くなる
ので、Cのみを測定して厚さを制御する方法も考えら
れるが、CはX線マイクロアナライザーの測定条件
(加速電圧や電流など)が変わると大きく変化するので
好ましくない。ところが、CとCAuとの比(C
Au)は、測定条件が変わっても変化が少ないことが
わかった。したがって、本発明ではC/CAuを封孔
処理皮膜の代替値と採用する。
【0016】C/CAuの値を0.01以上にする理
由としては、0.01未満では十分な潤滑性が得られな
いからである。一方、C/CAuの値が0.5を超え
るとはんだ付け性等が悪くなる。封孔処理を行う際に
は、封孔処理液の濃度と処理時間を制御する必要がある
が、それには、処理後のめっき材をX線マイクロアナラ
イザーで測定し、この測定データを元に封孔処理液の濃
度や処理時間を調整すればよい。封孔処理液の濃度は時
間とともに変動するので、X線マイクロアナライザーで
の測定は定期的に行い、処理時間などを調整する必要が
ある。
【0017】次に、第2の発明に係る最適な封孔処理皮
膜の厚さは、下記の条件式(2)を満たす場合である。 0.007≦C/CAu≦0.3 (2)
【0018】この場合の封孔処理液には、インヒビター
が添加される。インヒビターとしては、メルカプトベン
ゾチアゾールのような分子の中に硫黄を含有する化合物
が用いられるので、P(リン)の場合と同様に、S(硫
黄)の検出カウント数CとAuのカウント数CAu
比に基づいて封孔処理皮膜の厚さを推定することができ
る。C/CAuの値を0.007以上にする理由とし
ては、0.007未満では金または金合金めっき材によ
る十分な耐食性を得られないからである。一方、C
Auの値が0.3を超えると、初期接触抵抗値等が高
くなる。
【0019】次に、第3の発明に係る封孔処理皮膜の厚
さは、下記の条件式(3)を満たす場合である。 0.005≦C/CAu≦0.5 (3)
【0020】この場合の封孔処理液には潤滑剤として脂
肪酸が添加されるので、炭素の検出カウント数CとA
uのカウント数CAuの比に基づいて封孔処理皮膜の厚
さを推定することができる。C/CAuの値を0.0
05以上にする理由としては、0.005未満では十分
な潤滑性が得られないからである。一方、C/C
の値が0.5を超えると、初期接触抵抗が高くなる。
【0021】なお、本発明では、上記条件式(1)〜
(3)のいずれか1つを満足することを特徴とするもの
であるが、これら3条件のうちのいずれか2以上を兼ね
備えた封孔処理方法を採用することも勿論可能である。
【0022】次に、実施例を挙げて本発明を詳細に説明
する。厚さ0.2mmのバネ用りん青銅(C5210)
からなる冷間圧延材によって雄および雌の連続端子をそ
れぞれプレス成形した。これらをリール・ツウ・リール
の連続めっきラインに通し、電気めっきを施した。連続
めっきラインにおいては、脱脂、酸洗後、ワット浴によ
る厚さ1.0μmのNi下地めっき、あるいはこの浴に
コバルト塩を添加した厚さ1.0μmのNi−Co合金
めっきを施し、その上に金あるいは金−コバルト合金め
っきを0.1μmの厚さで接点部にめっきした。次に、
連続めっきラインの最終工程において、種類の異なる封
孔処理液に連続端子をそれぞれ通し、封孔処理液の異な
る試料を計17個得た。なお、封孔処理における処理液
温度および処理時間は、60℃、5秒間と共通させた。
表1に、各試料の下地めっき、金または金合金めっき
(上地めっき)のめっき種類と、適用した封孔処理液
(A〜N)を表1に記し、封孔処理液A〜Nの組成を表
2に示す。
【0023】
【表1】
【0024】
【表2】
【0025】上記のように封孔処理を施した各試料につ
き、金または金合金めっき材の表面のEPMA測定を次
の条件で行い、CAu、C、C、C(それぞれX
線マイクロアナライザーで測定される単位時間当たりの
金(Au)、リン(P)、硫黄(S)、炭素(C)の検
出カウント数)を測定した。そして、各試料のC/C
Au、C/CAu、C/CAuの値を算出した。そ
の値を、表1に併記する。
【0026】A.EPMA測定 日本電子社製JXA−733(波長分散型EPMA)に
より、印加電圧15kv、プローブ直径50μm、プロ
ーブ電流5×10−8Aの条件でEPMA測定を行っ
た。
【0027】次に、各試料の雄と雌の端子をキャリア部
から切断して両者にリード線を圧着した後、各端子どう
しを嵌合して次の評価試験に供した。その結果を、表1
に併記する。
【0028】B.評価試験 B−1.接触抵抗(初期と腐食後) 直流10mA、開放電圧200mVの条件で初期(めっ
き直後)と腐食後の抵抗値を測定した。腐食試験は亜硫
酸ガス腐食試験であり、SOガス:10ppm、温
度:40±2℃、湿度:80±5%RHの雰囲気中に試
料を240時間曝露させた。接触抵抗値に基づく評価
を、次のように定めた。なお、腐食試験後の抵抗値の上
昇は、耐食性に劣ると判断される。 ◎:優れている(抵抗値5mΩ未満) ○:良好(抵抗値5mΩ以上10mΩ未満) △:実用上問題あり(抵抗値10mΩ以上20mΩ未
満) ×:実用不可(抵抗値20mΩ以上)
【0029】B−2.はんだ付け性 試料にロジンエタノールフラックスを塗布し、その試料
をはんだ浴に浸漬させた後の外観を観察した。はんだ濡
れ面積に基づくはんだ付け性の評価を、次のように定め
た。 ◎:優れている(濡れ不良なし、はんだ濡れ面積はほぼ
100%) ○:良好(一部にはんだはじきあり、はんだ濡れ面積は
90%以上) ×:不可(濡れ不良あり、はんだ濡れ面積は90%未
満)
【0030】B−3.潤滑性 各端子どうしを嵌合させる際に要する挿入力を測定して
潤滑性(滑り性)を評価した。1ピン当たりの挿入力に
基づく潤滑性の評価を、次のように定めた。 ◎:優れている(1ピン当たりの挿入力70g未満) ○:良好(1ピン当りの挿入力70g以上100g未
満) △:実用上問題あり(1ピン当りの挿入力100以上1
50g未満) ×:不可(1ピンあたりの挿入力150g以上)
【0031】表1によれば、本発明に係る3条件を全て
満足する試料1〜10に関しては、各評価が概ね良好で
あった。また、3条件のうちのいずれか1つを満足しな
い試料11〜17においては評価が劣る項目があり、し
たがってその条件を満足することによって、より優れた
封孔処理を施すことができることが確かめられた。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように、封孔処理後の金ま
たは金合金めっき材の表面に検出される特定成分と金と
の比が所定範囲内になるよう封孔処理を制御するので、
最適な封孔処理を安定して施すことができ、合わせて優
れた耐食性、潤滑性、はんだ付け性等のめっき特性を得
ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4K024 AA03 AA11 AA14 AA24 AB02 BA01 BA02 BA03 BA04 BA09 BB10 BC10 DB03 DB05 GA04 GA07 GA14

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属材料に、ニッケル、またはニッケル
    およびコバルトを含有する合金を下地めっきとして具備
    する金または金合金めっき材の封孔処理方法において、 封孔処理した後の上記めっき材の表面が、下記の条件式
    (1)を満足するよう封孔処理することを特徴とする金
    または金合金めっき材の封孔処理方法。 0.01≦C/CAu≦0.5 (1) (CはX線マイクロアナライザーで測定される単位時
    間当たりのリン(P)の検出カウント数、CAuはX線
    マイクロアナライザーで測定される単位時間当たりの金
    (Au)の検出カウント数)
  2. 【請求項2】 金属材料に、ニッケル、またはニッケル
    およびコバルトを含有する合金を下地めっきとして具備
    する金または金合金めっき材の封孔処理方法において、 封孔処理した後の上記めっき材の表面が、下記の条件式
    (2)を満足するよう封孔処理することを特徴とする金
    または金合金めっき材の封孔処理方法。 0.007≦C/CAu≦0.3 (2) (CはX線マイクロアナライザーで測定される単位時
    間当たりの硫黄(S)の検出カウント数、CAuはX線
    マイクロアナライザーで測定される単位時間当たりの金
    (Au)の検出カウント数)
  3. 【請求項3】 金属材料に、ニッケル、またはニッケル
    およびコバルトを含有する合金を下地めっきとして具備
    する金または金合金めっき材の封孔処理方法において、 封孔処理した後の上記めっき材の表面が、下記の条件式
    (3)を満足するよう封孔処理することを特徴とする金
    または金合金めっき材の封孔処理方法。 0.005≦C/CAu≦0.5 (3) (CはX線マイクロアナライザーで測定される単位時
    間当たりの炭素(C)の検出カウント数、CAuはX線
    マイクロアナライザーで測定される単位時間当たりの金
    (Au)の検出カウント数)
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7914926B2 (en) 2005-03-17 2011-03-29 Hitachi Maxell, Ltd. Flat-shaped battery
WO2015012306A1 (ja) * 2013-07-24 2015-01-29 Jx日鉱日石金属株式会社 電子部品およびその製造方法

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