JP2647656B2 - 接触子の製造方法 - Google Patents
接触子の製造方法Info
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- Manufacture Of Switches (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 ［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。
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
電気めっき後、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。
電気めっき後、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。
本出願人は早くからこの分野の研究を行い、特開昭56
−156769号、特開昭56−15569号、特開昭59−222594号
などの多くの発明をしている。これらの発明は挿抜性の
改善やめっき後の経時的変化により生じる熱剥離の問題
を解決せんとするものである。
−156769号、特開昭56−15569号、特開昭59−222594号
などの多くの発明をしている。これらの発明は挿抜性の
改善やめっき後の経時的変化により生じる熱剥離の問題
を解決せんとするものである。
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。
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−鉛合金めっきした複合材
は、錫又は錫−鉛合金は貴金属に比べ耐食性が低く、各
種の腐触環境での腐触生成物や微摺動摩耗腐触などによ
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。
は、錫又は錫−鉛合金は貴金属に比べ耐食性が低く、各
種の腐触環境での腐触生成物や微摺動摩耗腐触などによ
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、銅又は銅合金中に錫又は錫−鉛合金をめっきした複
合材であっ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−鉛合金を電気めっきした後該めっき層を加熱
溶融する方法において、加熱溶融時にめっき層中の錫原
子と母材又は下地の銅原子との拡散により形成される金
属層の厚みを0.4〜1.2μｍとすることを特徴とする接触
子の製造方法であり、さらには加熱溶融後の純錫層又は
錫−鉛合金層の厚みが0.2〜1.2μｍである。
で、銅又は銅合金中に錫又は錫−鉛合金をめっきした複
合材であっ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−鉛合金を電気めっきした後該めっき層を加熱
溶融する方法において、加熱溶融時にめっき層中の錫原
子と母材又は下地の銅原子との拡散により形成される金
属層の厚みを0.4〜1.2μｍとすることを特徴とする接触
子の製造方法であり、さらには加熱溶融後の純錫層又は
錫−鉛合金層の厚みが0.2〜1.2μｍ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っきを行った後、
錫或いは錫−鉛合金を電気めっきする。
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っきを行った後、
錫或いは錫−鉛合金を電気めっきする。
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ったところで水冷する。
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ったところで水冷する。
銅下地めっき、錫めっき及び錫−鉛合金めっきの条件
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。
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−鉛合金めっきは一般に半田めっきと呼ばれるもの
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。
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。
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っ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。通常めっき層が溶融した
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。又、純錫
層又は錫−鉛合金層の厚みは0.2〜1.2μｍとなる。
と、母材又は下地の銅とめっ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。通常めっき層が溶融した
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。又、純錫
層又は錫−鉛合金層の厚みは0.2〜1.2μｍとなる。
これら形成された合金層のビッカース硬度は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。したがっ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。
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。したがっ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。
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。また、1.2μｍを越える場合は接触抵抗は
良好であるが、リフロー加熱が過度となり、残された錫
又は錫−鉛合金めっき厚みにかかわらず外観が低下しは
じめるため、接触子用素材として好ましくない。
められない。また、1.2μｍを越える場合は接触抵抗は
良好であるが、リフロー加熱が過度となり、残された錫
又は錫−鉛合金めっき厚みにかかわらず外観が低下しは
じめるため、接触子用素材として好ましくない。
また、前述の薄膜金属潤滑作用の観点からも、加熱溶
融後の純錫又は錫−鉛合金層は重要であり、0.2〜1.2μ
ｍの厚みで接触抵抗が低いことが観察された。0.2μｍ
未満では外観の低下が認められ、1.2μｍを越えると摺
動あるいは嵌合の抵抗が大きくなる傾向がある。
融後の純錫又は錫−鉛合金層は重要であり、0.2〜1.2μ
ｍの厚みで接触抵抗が低いことが観察された。0.2μｍ
未満では外観の低下が認められ、1.2μｍを越えると摺
動あるいは嵌合の抵抗が大きくなる傾向がある。
さらに母材との組合せでは、りん青銅を母材とし、銅
下地めっきを施さず、直接、錫又は錫−鉛合金をめっき
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
っ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、りん青銅母材に直接錫又は錫−鉛合金を
電気めっきし、その後加熱溶融処理すると、銅下地めっ
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っき皮膜に比べて接触抵抗が低い
傾向がある。
下地めっきを施さず、直接、錫又は錫−鉛合金をめっき
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
っ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、りん青銅母材に直接錫又は錫−鉛合金を
電気めっきし、その後加熱溶融処理すると、銅下地めっ
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っ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
−８％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、電気めっきを施した。各種めっき条件は
下記の通りである。
−８％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、電気めっきを施した。各種めっき条件は
下記の通りである。
銅めっき 浴組成：硫酸銅 250g/ 硫酸 100g/ 浴温:30℃ 電流密度:3A/dm2 錫めっき 浴組成：硫酸第１錫 70g/ 硫酸 100g/ 添加剤 10g/ 浴温:20℃ 電流密度:2A/dm2 半田（錫鉛合金）めっき 浴組成：ホウフッ化鉛 54g/ ホウフッ化錫 130g/ ホウフッ酸 100g/ 添加剤 50g/ 浴温:20℃ 電流密度:3A/dm2 電気めっ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った。
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った。
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。
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。
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。
［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。
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。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−15569（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−156769（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−231195（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−254381（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−222594（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−30123（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−30124（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−30125（ＪＰ，Ａ) 『局所分析』黒崎和夫・佐藤公隆編 （昭和59年４月１日発行）講談社発行、 「２．３応用例−非鉄」第75頁から第79 頁 ＰＬＡＴＩＮＧ ＡＮＤ ＳＵＲＦＡ ＣＥ ＦＩＮＩＳＨＩＮＧ Ｖｏｌ．70 Ｎｏ．８（1983．８）”Ｉｎｔｅｒｍｅ ｔａｌｌｉｃ Ｃｏｍｐｏｕｎｄ Ｇｒ ｏｗｔｈ ａｎｄ Ｓｏｌｄｅｒａｂｉ ｌｉｔｙ ｏｆ Ｒｅｆｌｏｗｅｄ Ｔ ｉｎ ａｎｄ Ｔｉｎ−Ｌｅａｄ Ｃｏ ｎｓｔｉｎｇｓ”Ｐ．49−53 ＩＥＥＥ ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ ＯＮ ＰＡＲＴＳ，ＨＹＢＲＩＤＳ, ＡＮＤ ＰＡＣＫＡＧＩＮＧ（1976. ３）”Ｉｎｔｅｒｍｅｔａｌｌｉｃ Ｇ ｒｏｗｔｈ ａｎｄ Ｃｏｎｔａｃｔ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ Ｔｉｎ Ｃｏｎｔａｃｔｓ Ａｆｔｅｒ Ａｇｉ ｎｇ”Ｐ．33−39
Claims (2)
- 【請求項１】銅又は銅合金に錫又は錫−鉛合金を電気め
っきした後該めっき層を加熱溶融する方法において、加
熱溶融時にめっ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金属層の厚みを0.4〜1.2μｍ
とし、かつ、加熱溶融後の純錫層又は錫−鉛合金層の厚
みが0.2〜1.2μｍであることを特徴とする接触子の製造
方法。 - 【請求項２】銅合金としてりん青銅を用いる特許請求の
範囲第（１）項記載の接触子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62183576A JP2647656B2 (ja) | 1987-07-24 | 1987-07-24 | 接触子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62183576A JP2647656B2 (ja) | 1987-07-24 | 1987-07-24 | 接触子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6430122A JPS6430122A (en) | 1989-02-01 |
| JP2647656B2 true JP2647656B2 (ja) | 1997-08-27 |
Family
ID=16138230
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62183576A Expired - Lifetime JP2647656B2 (ja) | 1987-07-24 | 1987-07-24 | 接触子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2647656B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0570994A (ja) * | 1990-06-08 | 1993-03-23 | Yazaki Corp | スズめつき端子の製造法 |
| DE60211808T2 (de) | 2001-07-31 | 2006-10-19 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.), Kobe | Plattierte Kupferlegierung und Verfahren zu ihre Herstellung |
| JP4868892B2 (ja) * | 2006-03-02 | 2012-02-01 | 富士通株式会社 | めっき処理方法 |
| DE102010020427A1 (de) * | 2010-05-12 | 2011-11-17 | Kme Germany Ag & Co. Kg | Produkt mit einer antimikrobiell wirkenden Oberflächenschicht und Verfahren zu seiner Herstellung |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS604266B2 (ja) * | 1980-05-07 | 1985-02-02 | 日本鉱業株式会社 | 接点材料用銅合金及びその製造法 |
| JPS62254381A (ja) * | 1986-04-28 | 1987-11-06 | 三菱電機株式会社 | 接触子の製造方法 |
-
1987
- 1987-07-24 JP JP62183576A patent/JP2647656B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 『局所分析』黒崎和夫・佐藤公隆編（昭和５９年４月１日発行）講談社発行、「２．３応用例−非鉄」第７５頁から第７９頁 |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6430122A (en) | 1989-02-01 |
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