JP2016065316A - めっき積層体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】金属基材2の表面に形成された錫めっき層4上の表面の任意の領域にニッケルめっき処理を施してニッケルめっき層6を形成させる第一工程と、ニッケルめっき層6の表面の任意の領域に銀ストライクめっき8処理を施す第二工程と、銀ストライクめっき8処理を施した後のニッケルめっき層6の表面の領域の少なくとも一部に銀めっき処理10を施す第三工程と、を含むめっき積層体1の製造方法。
【選択図】図2
Description
金属基材の表面に形成された錫めっき層の上に銀めっき層を形成させるめっき積層体の製造方法であって、
前記錫めっき層の表面の任意の領域(即ち、所望する所定の領域)にニッケルめっき処理を施してニッケルめっき層を形成させる第一工程と、
前記ニッケルめっき層の表面の任意の領域に銀ストライクめっき処理を施す第二工程と、
前記銀ストライクめっき処理を施した後の前記ニッケルめっき層の表面の少なくとも一部に銀めっき処理を施す第三工程と、を含むこと、
を特徴とするめっき積層体の製造方法を提供する。
金属基材の表面に形成された錫めっき層と、
前記錫めっき層の上に形成されたニッケルめっき層と、
前記ニッケルめっき層の上に形成された銀めっき層と、を有し、
前記銀めっき層は前記ニッケルめっき層に対して冶金的に接合され、
前記ニッケルめっき層は前記錫めっき層に対して冶金的に接合されていること、
を特徴とする。
図1は、本発明のめっき積層体の製造方法の工程図である。本発明のめっき積層体の製造方法は、金属基材の表面に形成された錫めっき層の上に銀めっき層を形成させるめっき積層体の製造方法であって、錫めっき層の表面の任意の領域にニッケルめっき処理を施してニッケルめっき層を形成させる第一工程(S01)と、ニッケルめっき層の表面の任意の領域に銀ストライクめっき処理を施す第二工程(S02)と、銀ストライクめっき処理を施した後のニッケルめっき層の表面の少なくとも一部に銀めっき処理を施す第三工程(S03)と、を含んでいる。
金属基材に錫めっきを施した材料については市販のものを使用することができる。また、錫めっきには、本発明の効果を損なわない範囲で従来公知の種々の錫めっき手法を用いることができる。
洗浄工程は、任意の工程であり、図1には示していないが、錫めっき層を有する金属基材のうちの少なくとも錫めっき層の表面を洗浄する工程である。ここでは、本発明の効果を損なわない範囲で従来公知の種々の洗浄処理液及び処理条件を用いることができる。
ニッケルめっき処理(第一工程(S01))の予備処理としてのストライクめっき処理は任意の工程であり、図1には示していないが、銀ストライクめっき、金ストライクめっき、パラジウムストライクめっき、ニッケルストライクめっき、銅ストライクめっきの群から選ばれる1または2以上のストライクめっきを施すことで、ニッケルめっきの密着性をより確実に向上させることができる。
銀ストライクめっき浴としては、例えば、シアン化銀及びシアン化銀カリウム等の銀塩と、シアン化カリウム及びピロリン酸カリウム等の電導塩と、を含むものを用いることができる。
金ストライクめっき浴としては、例えば、金塩、電導塩、キレート剤及び結晶成長剤を含むものを用いることができる。また、金ストライクめっき浴には光沢剤が添加されていてもよい。
パラジウムストライクめっき浴としては、例えば、パラジウム塩及び電導塩を含むものを用いることができる。また、パラジウムストライクめっき浴には光沢剤が添加されていてもよい。
ニッケルストライクめっき浴としては、例えば、ニッケル塩、陽極溶解促進剤及びpH緩衝剤を含むものを用いることができる。また、ニッケルストライクめっき浴には添加剤が添加されていてもよい。
銅ストライクめっき浴としては、例えば、シアン化銅浴を用いることができる。シアン化銅浴は、銅塩、シアン化アルカリ塩及び電導塩により構成され、添加剤が添加されてもよい。
ニッケルめっき処理は、錫めっき層と銀めっき層との間において、錫と銀との拡散及び反応を防止するバリア層として機能するニッケルめっき層を形成させるために施される処理である。錫めっき層と銀めっき層との間にニッケルめっき層が存在することで、錫と銀との拡散及び反応に伴う金属間化合物(例えば、Ag3Sn)の形成による、錫めっき層及び/又は銀めっき層の脆化を抑制することができる。
銀ストライクめっき処理は、第一工程(S01)によって形成されたニッケルめっき層と銀めっき層との密着性を改善するために施される処理である。銀ストライクめっき浴としては、例えば、シアン化銀及びシアン化銀カリウム等の銀塩と、シアン化カリウム及びピロリン酸カリウム等の電導塩と、を含むものを用いることができる。
銀めっき処理は第二工程(S02)において銀ストライクめっきされた領域のうちの少なくとも一部に、概略的には単一のより厚い銀めっき層を形成させるための処理である。
本発明のめっき積層体前駆体は、金属基材の表面に形成された錫めっき層と、当該錫めっき層の上に形成された、銀ストライクめっき、金ストライクめっき、パラジウムストライクめっき、ニッケルストライクめっき、銅ストライクめっきの群から選ばれる1または2以上のストライクめっき層と、を有している。
(1)第一実施形態
図2は、本発明のめっき積層体の第一実施形態の概略断面図である。めっき積層体1は、金属基材2の表面に錫めっき層4が形成され、錫めっき層4の表面全体にニッケルめっき層6が形成されている。更に、ニッケルめっき層6の表面全体に銀ストライクめっき層8が形成され、銀ストライクめっき層8の表面全体に銀めっき層10が形成されている。なお、必要に応じて、錫めっき層4とニッケルめっき層6の間には銀ストライクめっき層8と同様の銀ストライクめっき層が形成されている(図示せず)。
図3は、本発明のめっき積層体の第二実施形態の概略断面図である。めっき積層体1は、金属基材2の表面に錫めっき層4が形成され、錫めっき層4の表面全体にニッケルめっき層6が形成されている。更に、ニッケルめっき層6の表面全体に銀ストライクめっき層8が形成され、銀ストライクめっき層8の表面の一部に銀めっき層10が形成されている。なお、銀ストライクめっき層8の一部に銀めっき層10が形成されている以外は、第一実施形態と同様である。
図4は、本発明のめっき積層体の第三実施形態の概略断面図である。めっき積層体1は、金属基材2の表面に錫めっき層4が形成され、錫めっき層4の表面の一部にニッケルめっき層6が形成されている。更に、ニッケルめっき層6の表面全体に銀ストライクめっき層8が形成され、銀ストライクめっき層8の表面全体に銀めっき層10が形成されている。なお、錫めっき層4の表面の一部にニッケルめっき層6が形成され、ニッケルめっき層6の表面全体に銀ストライクめっき層8が形成され、銀ストライクめっき層8の表面全体に銀めっき層10が形成されている以外は、第一実施形態と同様である。
図5は、本発明のめっき積層体の第四実施形態の概略断面図である。めっき積層体1は、金属基材2の表面に錫めっき層4が形成され、錫めっき層4の表面全体にニッケルめっき層6が形成されている。更に、ニッケルめっき層6の表面の一部に銀ストライクめっき層8が形成され、銀ストライクめっき層8の表面全体に銀めっき層10が形成されている。なお、錫めっき層4の表面全体にニッケルめっき層6が形成され、ニッケルめっき層6の表面の一部に銀ストライクめっき層8が形成され、銀ストライクめっき層8の表面全体に銀めっき層10が形成されている以外は、第一実施形態と同様である。また、第一実施形態〜第四実施形態においては錫めっき層4が金属基材2の全面に形成されているが、錫めっき層4は金属基材2の一部に形成されていてもよい。
本発明のめっき積層体は、各種接続端子に好適に用いることができる。具体的には、耐摩耗性が要求される嵌合部の最表面を錫めっき層4とし、電導性が要求される接点部の最表面を銀めっき層10とすることで、安価で高性能な接続端子を製造することができる。ここでいう嵌合部とは、屈曲やカシメ等により他の部材を挟む等して、他の部材と接続される部分のことである。
市販の錫めっき材(厚さ0.6mmの銅合金材へ錫めっきを施し、リフローを施したもの)に以下の工程で0.05μmのニッケルめっき層及び1μmの銀めっき層を形成させた。キザイ株式会社製のマックスクリーンNG−30を40g/L含有する50℃の洗浄処理液に、上記錫めっき材を60秒間浸漬させることで、錫めっき層の表面に洗浄処理を施した。
(1)密着性評価
上記のようにして作製しためっき積層体について密着性の評価を行った。セロハンテープ(ニチバン株式会社製の#405)を指圧にて銀めっき層に押し付け、当該セロハンテープを引き剥がした後に銀めっき層の剥がれや膨れが発生しなかった場合は○、発生した場合は×とし、得られた結果を表1に示した。
上記のようにして作製しためっき積層体について金属間化合物(Ag3Sn)相が形成しているか否かを確認した。具体的には、室温で50時間放置しためっき積層体に対するX線回折結果により、金属間化合物(Ag3Sn)相に由来する回折ピークの有無を確認した。用いた装置は株式会社リガク製のUltimaIV(検出器D/teX Ultra、CuKα線使用)であり、40kV−40mA、ステップ角0.1°、スキャン角度範囲20°〜100°の条件で測定した。金属間化合物(Ag3Sn)相に由来する回折ピークが確認された場合は×、確認されなかった場合は○とし、得られた結果を表1に示した。
ニッケルめっき処理の時間を20秒間とし、厚さ0.1μmのニッケルめっき層を形成させた以外は、実施例1と同様にしてめっき積層体を作製し、各種評価を行った。得られた結果を表1に示す。
銀めっき処理の時間を130秒間とし、厚さ5μmの銀めっき層を形成させた以外は、実施例2と同様にしてめっき積層体を作製し、各種評価を行った。得られた結果を表1に示す。
銀めっき処理の時間を260秒間とし、厚さ10μmの銀めっき層を形成させた以外は、実施例2と同様にしてめっき積層体を作製し、各種評価を行った。得られた結果を表1に示す。
ニッケルめっき処理の時間を2000秒間とし、厚さ10μmのニッケルめっき層を形成させた以外は、実施例1と同様にしてめっき積層体を作製し、各種評価を行った。得られた結果を表1に示す。
市販のリフロー錫めっき材(厚さ0.6mmの銅合金材へ錫めっきを施し、リフロー処理を施したものをキザイ株式会社製のマックスクリーンNG−30を40g/L含有する50℃の洗浄処理液に、60秒間浸漬させることで、錫めっき層の表面に洗浄処理を施した。
(1)密着性評価
1mmのカット間隔で碁盤目状にカット(クロスカット試験)を行った後、セロハンテープ(ニチバン株式会社製の#405)を指圧にて銀めっき層に押し付け、当該セロハンテープを引き剥がした後に銀めっき層の剥がれや膨れが発生しなかった場合は○、発生した場合は×とし、得られた結果を表2に示した。
日本エフイー・アイ株式会社製の集束イオンビーム加工装置(Versa 3D Dual Beam)を用い、試料の断面観察を行った。結果を図7に示す。基材及び全てのめっき層間において、ボイドや剥離等は認められず、良好な密着性を示している。なお、銀ストライクめっき層は極めて薄いため、集束イオンビーム加工装置では明瞭に観察することができなかった。
日本電子株式会社製の電解放出形分析走査電子顕微鏡(JSM−7001F)を用い、加速電圧20kV、WD15.0mmの条件で上記断面観察試料の元素分析(線分析)を行った。最表面の銀めっき層から基材(銅合金材)方向への線分析結果を図8に示す。なお、図8の横軸において、0は最表面の銀めっき層内である。基材と錫めっき層の間には合金層の形成が認められる。また、錫めっき層とニッケルめっき層との間、及びニッケルめっき層と銀めっき層との間には各金属元素の拡散が観察され、良好な冶金的接合が達成されていることが分かる。
ニッケルめっき層を形成させるための予備処理として、銀ストライクめっき処理の代わりに金ストライクめっき処理を施したこと以外は、実施例6と同様にしてめっき積層体を作製し、密着性評価を行った。得られた結果を表2に示す。
ニッケルめっき層を形成させるための予備処理として、銀ストライクめっき処理の代わりにパラジウムストライクめっき処理を施したこと以外は、実施例6と同様にしてめっき積層体を作製し、密着性評価を行った。得られた結果を表2に示す。
ニッケルめっき層を形成させるための予備処理として、銀ストライクめっき処理の代わりにニッケルストライクめっき処理を施したこと以外は、実施例6と同様にしてめっき積層体を作製し、密着性評価を行った。得られた結果を表2に示す。
ニッケルめっき層を形成させるための予備処理として、銀ストライクめっき処理の代わりに銅ストライクめっき処理を施したこと以外は、実施例6と同様にしてめっき積層体を作製し、密着性評価を行った。得られた結果を表2に示す。
銀ストライクめっき処理を施さない以外は、実施例2と同様にして厚さ1μmの銀めっき層を有するめっき積層体を作製し、各種評価を行った。得られた結果を表1に示す。
ニッケルめっき処理を施さない以外は、実施例1と同様にして厚さ1μmの銀めっき層を有するめっき積層体を作製し、各種評価を行った。得られた結果を表1に示す。
ニッケルめっき処理の時間を2秒間とし、厚さ0.01μmのニッケルめっき層を形成させた以外は、実施例1と同様にしてめっき積層体を作製し、各種評価を行った。得られた結果を表1に示す。
ニッケルめっき処理の予備処理として、銀ストライクめっき処理を施さなかったこと以外は、実施例6と同様にしてめっき積層体を作製し、実施例6と同様の密着性評価を行った。得られた結果を表2に示す。
2・・・金属基材、
4・・・錫めっき層、
6・・・ニッケルめっき層、
8・・・銀ストライクめっき層、
10・・・銀めっき層、
12・・・接続端子、
14・・・接点部分、
16・・・接続部分。
Claims (7)
- 金属基材の表面に形成された錫めっき層と、
前記錫めっき層の上に形成されたニッケルめっき層と、
前記ニッケルめっき層の上に形成された銀めっき層と、を有し、
前記銀めっき層は前記ニッケルめっき層に対して冶金的に接合され、
前記ニッケルめっき層は前記錫めっき層に対して冶金的に接合されていること、
を特徴とするめっき積層体。 - 請求項1に記載のめっき積層体を有すること、
を特徴とする接続端子。 - 耐摩耗性が要求される嵌合部の最表面を錫めっき層とし、
電導性が要求される接点部の最表面を銀めっき層とすること、
を特徴とする請求項2に記載の接続端子。 - 金属基材の表面に形成された錫めっき層と、
前記錫めっき層の上に形成されたストライクめっき層と、を有すること、
を特徴とするめっき積層体前駆体。 - 前記ストライクめっき層が、銀ストライクめっき、金ストライクめっき、パラジウムストライクめっき、ニッケルストライクめっき、銅ストライクめっきの群から選ばれる1または2以上のストライクめっき層であること、
を特徴とする請求項4に記載のめっき積層体前駆体。 - 前記ストライクめっき層の上に形成されためっき層を更に有すること、
を特徴とする請求項4又は5に記載のめっき積層体前駆体。 - 前記めっき層がニッケルめっき層であること、
を特徴とする請求項6に記載のめっき積層体前駆体。
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