JP2520981B2 - 封孔処理液及び方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、金めっき電気接点の封孔処理液、封孔処理
方法及び封孔処理されたコネクタ接触子に関する。特に
は潤滑、防錆及び電気的接続性が長期的に安定して優れ
る封孔処理液、封孔処理方法及び封孔処理されたコネク
タに関する。

［従来の技術］ 電子機器要接続部品としてコネクタは最も代表的なも
のであり多種多様のコネクタが実用化されている。電算
機や通信用機器等高度の信頼性が要求される、いわゆる
産業用電子機器に使用されるコネクタは、りん青銅、ベ
リリウム銅等のバネ用銅合金を母材とし、接点用金属被
膜としてニッケル下地めっき後その上に金めっきを施し
たものが一般に利用されている。

金は貴金属の中でも極めて耐食性が高く、表面に酸化
物や他の被膜を形成しないため電気的接続性に優れ、接
点用金属として広く使用されている。しかし、金は高価
であるため、コネクタの製造コストを下げる目的で様々
な省金化策が採られてきた。その代表的方法が金めっき
の厚みを薄くする方法であるが、金めっきの厚みを薄く
するとともに、被膜のピンホールの数が指数関数的に増
え、耐食性が著しく低下するという問題を抱えている。
この問題を解決する方法のひとつに封孔処理がある。す
なわち、各種の無機性、あるいは有機性の薬品で金めっ
き面を処理し、ピンホールを塞ぎ耐食性を向上させよう
とするものであった。

［発明が解決しようとする課題］ 封孔処理、特に有機性の薬品による封孔処理は、金め
っき被膜の厚み低減に対し、耐食性を維持する効果に優
れている。ところが従来の封孔処理液は鉄系金属材料や
銅系金属材料の防錆剤として知られていた化合物を中心
として選択されたものか、あるいは省金化以前にも金め
っき接点の潤滑を目的として使用されていた潤滑剤をそ
のまま使用したものが一般的であった。封孔処理された
金めっきに要求される特性としては、 潤滑性がよいこと、 耐食性が優れていること、 接触抵抗が低く安定していること、 はんだ付性がよいこと、及び それらの特性が各種の環境、使用条件下で長期に亘
り持続すること、 である。

ところが従来の封孔処理液は、そのような総合的観点
から必ずしも満足できるものではなく、なんらかの品質
面で劣っているものが一般的であった。

特に自動車の電子機器化、いわゆるカーエレクトロニ
クス化の急激な進展とともに自動車に使用される電子回
路用コネクタの材料で金めっきされたものが増えてい
る。そのような状況にあって、上記〜の特性のうち
の耐食性において、耐工業ガス（H₂S、SO₂混合）性及
び耐塩水噴霧性を、更ににおいて、過酷な温湿度サイ
クル環境下における耐久性を、従来の封孔処理よりも大
巾に改善しつつ、かつその他の特性については、同等も
しくはそれ以上の特性を有する封孔処理液技術が必要と
なった。

本発明は、このような要求を満たすことのできる改善
された封孔処理液及びそれを用いる封孔処理方法を提供
することを目的とし、あわせてそれにより処理されたコ
ネクタを提供することを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ かかる状況に鑑み、本発明者等は鋭意研究を行った結
果、以下に示す封孔処理液、方法及び封孔処理されたコ
ネクタを発明するに至った。

すなわち、本発明は、 （１）銅系または鉄系金属材料に中間層としてニッケル
をめっき後、金または金合金をめっきした材料の処理す
る封孔処理液であって、（Ａ）ペトロラクタム0.1〜3wt
％及び（Ｂ）イソステアリン酸、酸化ワックス、酸化ペ
トロラタムからなる群より選択された１種または２種以
上0.05〜3wt％を必須成分とする有機溶剤溶液よりなる
ことを特徴とする封孔処理液。

（２）キレート形成性環状窒化化合物の１種もしくは２
種以上0.05〜3wt％をさらに含有することを特徴とする
前記（１）記載の封孔処理液。

（３）アミン系又はフェノール系酸化防止剤の１種もし
くは２種以上0.001〜1wt％を、さらに含有することを特
徴とする前記（１）又は（２）記載の封孔処理液。

（４）銅系又は鉄系金属材料に中間層としてニッケルを
めっきし、さらにその上に金または金合金を電気めっき
後、前記（１）、（２）または（３）記載の封孔処理液
で処理することを特徴とする封孔処理方法。

（５）ニッケル及び金または金合金めっきされた銅系ま
たは鉄系金属材料をプレス加工後、前記（１）、（２）
または（３）に記載の封孔処理液で処理することを特徴
とする封孔処理方法。

（６）銅系または鉄系金属材料に中間層としてニッケル
をめっき後、金又は金合金をめっきしためっき材よりな
り、前記（１）、（２）または（３）記載の封孔処理液
で封孔処理したことを特徴とするコネクタである。

本発明の封孔処理液の必須成分であるペトロラタムは
石油から得られるゼリー状半固体のろうであり、真空蒸
溜残渣から溶剤脱ろう、遠心分離等により得られる軟膏
状の石油ワックスである。パラフィンワックスに比べ正
パラフィンが少なくイソパラフィンが多く、また５員環
ナフテンも含まれ融点が低い。ペトロラタムは鉄鋼にお
ける防錆剤の成分の一つとしても知られているものであ
るが、本発明においては基油としての機能を有する、す
なわちそれ自体、多数のピンホールの存在する金めっき
表面に皮膜を形成し、ピンホール等金めっきの微視的な
欠陥を通して、大気中の水分、酸素、及び各種の腐食媒
が下地ニッケスと接触するのを防いでいる。

本発明において、この基油の選択は他の成分の作用と
相俟って相乗的に前述の耐食正、耐久性を向上させるう
えで重要な成分である。特に鉄鋼等の防錆剤とは異な
り、場合によっては、マイクロアンペアオーダーの微弱
電流を確実に相手端子と接続しなければならないコネク
タ等電子部品の接点表面の封孔処理剤であるから、基油
の選択は防錆効果のみではなく、電気的接続性が極めて
重要となる。そして、その濃度は0.1wt％より小さい
と、耐食性、耐久性が小さくなり、所望の効果を得るこ
とができない。一方3wt％より大きいと接触抵抗が上昇
し接点用の封孔処理として価値がなくなるので好ましく
ない。

本発明の封孔処理液のうち一つの必須成分は、イソス
テアリン酸、酸化ワックス、酸化ペトロラタムであり、
これらは１種又は２種以上混合して添加され、耐食性向
上に寄与する。添加量は0.05〜3wt％である。0.05wt％
未満では耐食性向上効果が得られず、3wt％を越える
と、接触抵抗への悪影響が認められる。

本発明の封孔処理液には必要に応じてキレート形成性
環状窒素化合物；アミン系又はフェノール系酸化防止剤
を添加することができる。キレート形成性環状窒素化合
物は、銅、ニッケル等に配位して安定なキレートを形成
する化合物で、特にベンゼン環を有する環状窒素化合
物、あるいはトリアジン系化合物が好ましい。具体例を
挙げれば、ベンゼン環を有する環状窒素化合物として
は、たとえば、 （上記各式中、R₁は水素、アルキル、置換アルキルを表
わし、R₂はアルカリ金属、水素、アルキル、置換アルキ
ルを表わす） 等を挙げることができる。

ベンゾトリアゾール系としては、例えばベンゾトリア
ゾール（R₁、R₂ともに水素）、１−メチルベンゾトリア
ゾール（R₁が水素、R₂がメチル）、１−（N,N−ジオク
チルアミノメチル）ベンゾトリアゾール（R₁が水素、R₂
がN,N−ジオクチルアミノメチル）、トリルトリアゾー
ル（R₁がメチル、R₂が水素）、ソジウムトリルトリアゾ
ール（R₁がメチル、R₂がナトリウム）等が好ましい。

インダゾール系としては、例えばインダゾール（R₁、
R₂ともに水素）、２−メチルインダゾール（R₁が水素、
R₂がメチル）、２−ベンジルインダゾール（R₁が水素、
R₂がC₆H₅CH₂）、１−アセチルインダゾール（R₁が水
素、R₂がCOCH₃）等が好ましい。

ベンズイミダゾール系としては、例えばベンズイミダ
ゾール（R₁、R₂ともに水素）、Ｎ−アセチルベンズイミ
ダゾール（R₁が水素、R₂がCOCH₃）、Ｎ−ベンゾイルベ
ンズイミダゾール（R₁が水素、R₂がCOC₆H₅）等が好まし
い。

インドール系としては、例えばインドール（R₁、R₂と
もに水素）、インドール−１−カルボン酸（R₁が水素、
R₂がCOCH）、１−メチルインドール（R₁が水素、R₂がCH
₃）等が好ましい。

また、トリアジン系化合物の好ましい具体例を挙げれ
ば、例えば、６−置換−1,3,5−トリアジン−2,4−ジチ
オール−ナトリウム塩 （Ｒはアルキル基で置換されたアミノ基を表わし、例え
ば−Ｎ（C₄H₉）_２、−Ｎ（C₈H₁₇）_２、−Ｎ（C₁₂H₂₅）
_２、−NHC₈H₁₆CH＝CHC₈H₁₇等が好ましい。）、 シアヌル酸（2,4,6−トリオキシ−1,3,5−トリアジ
ン）、 メラミン（2,4,6−トリアミノ−1,3,5−トリアジン）、 を挙げることができる。これらは１種または２種以上混
合して添加され、ペトロラタムと共に耐食性、耐久性を
向上させる。その濃度は総量で0.05〜3wt％である。0.0
5wt％より小さいと耐食性、耐久性が低く、また、3wt％
より大きいと電気的接続性に支障が生じる。

又、本発明の封孔処理液に、必要に応じて添加される
上記のアミノ系又はフェノール系酸化防止剤としては、
たとえば、 P,P′−ジオクチルジフェニルアミン 4,4′−テトラメチルジアミノジフェニルメタン 4,4′−メチレン−ビス−（2,6−ジ−ｔ−ブチルフェノ
ール） 2,2−メチレン−ビス−（４−メチル−６−ｔ−ブチル
フェノール） 2,2′−メチレン−ビス−（４−エチル−６−ｔ−ブチ
ルフェノール） 2,6−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール ブチル化ヒドロキシアニゾール 2,6−ジ−ｔ−ブチル−４−エチルフェノール 等を挙げることができる。

これらは、１種又は２種以上を0.001〜1wt％添加する
ことができる。

これらの成分を添加することにより、耐久性を一層向
上させることができる。すなわち、封孔処理皮膜の機能
を長期に亘り安定させ、また高温環境における皮膜の劣
化を抑制する効果を有する。0.001wt％未満ではその効
果を得ることはできず、1wt％を越えると接触抵抗の低
下現象が認められる。

封孔処理液は上述の成分を有するが、溶媒としては特
に制限されず、公知の有機溶媒より適宜選択することが
できる。例えばトルエン、キシレン等の石油系溶媒、ト
リクロロエチレン、トリクロロエタン等のハロゲン系溶
媒、あるいはフロン系溶媒等である。

処理方法としては、めっき品を封孔処理液中に浸漬す
るか、封孔処理液をスプレー、あるいは塗布するなど、
何れの方法によることもできる。しかし本発明におい
て、めっき品の形状が板・条、プレス部品であるを問わ
ず、めっき直後すなわち連続ラインであれば、そのライ
ンの中で処理することが、封孔処理の各種機能を高める
効果が高いことを見いだした。

さらに、めっき品をプレス加工後に本発明の封孔処理
液で封孔処理する事も有効である。めっき後封孔処理し
た金属材料であっても、その後のプレス加工で付着した
プレス油を洗浄する工程において、封孔処理の機能の多
くは喪失する、そこで再度の封孔処理が有効となる。

その後のコネクタの加工工程においても、最終の電子
機器の組み立てまで、めっき品の洗浄工程があれば同様
に封孔処理機能は喪失するため、適宜本発明により封孔
処理する事が有効である。さらには電子機器にコネクタ
として組み込まれ実使用に際しても、使用にともない接
点性能が低下するなどの場合は、適宜本封孔処理液によ
り処理することができる。従って、本発明は本発明封孔
処理液により処理されたコネクタをも包含するものであ
る。

なお、本発明における、めっき母材となる金属材料
は、銅及び、黄銅、りん青銅、チタン銅等の各種銅合
金、鉄、ステンレス鋼、高ニッケル合金等、コネクタの
要求性能に従い適宜選択でき、何等制限されない。中間
層としてのニッケルめっきは、ワット浴、スルファミン
酸浴等からの電気めっき、無電解めっき、あるいはCV
D、PVD等の乾式めっき等公知のものを適用でき、めっき
方法は制限されない。またニッケルめっきは金属母材に
直接施すほか、その中間にさらに他の金属層を有するこ
ともできる。金めっきは各種のアルカリ性浴、酸性浴か
ら純金めっきの他、コバルト等の合金成分を含有する金
合金めっきも包含するものである。

［実施例］ 以下実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。

ばね用りん青銅（C5210）の厚み0.2mmの冷間圧延材を
用い、雄、及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・リールの連続電気めっきラ
インを通して電気めっきを施した。めっきラインにおい
ては、脱脂、酸洗後ワット浴により、１μｍのニッケル
めっき後、酸性めっき浴により金を0.2μｍの厚みで接
点部に部分めっきした。また、連続めっきラインでは、
金めっき後に封孔処理工程を設け、同工程ではトリクロ
ロエタンを溶媒とした各種封孔処理液に連続端子を通入
することにより封孔処理を施した。

こうして表面処理した雄と雌の端子をキャリアー部か
ら切断しリード線を圧着した後、それぞれを嵌合し評価
試験に供した。

接触抵抗は直流10mmA、開放電圧50mmVで測定した。腐
食試験は次の条件で行った。

ガス組成:H₂S ３±1ppm SO₂ 10±3ppm 温度 :40±２℃ 湿度 :75±５％RH 時間 :96時間 加熱試験は125℃大気中で1000時間保持した。

結果を第１表に示す。

［発明の効果］ 以上述べたように、本発明による封孔処理されたニッ
ケル下地、金めっきの接点は、処理直後の接触抵抗が低
く、過酷な腐食環境においても優れた耐食性を示し、ま
た熱履歴によっても接触抵抗が上昇せず、接触性能が安
定しているという利点を有する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 伊勢男 神奈川県高座郡寒川町倉見３番地 日本 鉱業株式会社倉見工場内 (72)発明者 上杉 平二 埼玉県戸田市新曽南３丁目17番35号 株 式会社共石製品技術研究所内 (56)参考文献 特開 平４−160187（ＪＰ，Ａ)

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】銅系または鉄系金属材料に中間層としてニ
   ッケルをめっき後、金または金合金をめっきした材料の
   処理する封孔処理液であって、（Ａ）ペトロラタム0.1
   〜3wt％及び（Ｂ）イソステアリン酸、酸化ワックス、
   酸化ペトロラタムからなる群より選択された１種または
   ２種以上0.05〜3wt％を必須成分とする有機溶剤溶液よ
   りなることを特徴とする封孔処理液。
2. 【請求項２】キレート形成性環状窒素化合物の１種もし
   くは２種以上0.05〜3wt％をさらに含有することを特徴
   とする請求項（１）記載の封孔処理液。
3. 【請求項３】アミン系又はフェノール系酸化防止剤の１
   種もしくは２種以上0.001〜1wt％を、さらに含有するこ
   とを特徴とする請求項（１）又は（２）記載の封孔処理
   液。
4. 【請求項４】銅系又は鉄系金属材料に中間層としてニッ
   ケルをめっきし、さらにその上に金または金合金を電気
   めっき後、請求項（１）、（２）または（３）記載の封
   孔処理液で処理することを特徴とする封孔処理方法。
5. 【請求項５】ニッケル及び金または金合金めっきされた
   銅系または鉄系金属材料をプレス加工後、請求項
   （１）、（２）または（３）に記載の封孔処理液で処理
   することを特徴とする封孔処理方法。
6. 【請求項６】銅系または鉄系金属材料に中間層としてニ
   ッケルをめっき後、金又は金合金をめっきしためっき材
   よりなり、請求項（１）、（２）または（３）記載の封
   孔処理液で封孔処理したことを特徴とするコネクタ。