JP3297861B2 - めっき材 - Google Patents
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Description
詳しくは、コネクタの接触子に用いられる導電性のめっ
き膜を備えためっき材に関する。
各種実用化され使用されている。コネクタを代表とする
電子部品等の接触子には、特に信頼性を要求される場
合、腐食しにくく、良好な電気伝導性を持った金めっき
材が採用されている。
なものであるので、製造コストを押し上げる。したがっ
て、できるだけ金めっき膜の厚さを薄くした表面仕様が
一般的となっている。
き膜のピンホールが増加し、ピンホールを介した下地金
属の腐食が発生する。この問題を解決するために、腐食
防止のための処理が行われている。腐食防止処理には、
クロム酸皮膜を形成する方法、有機物質層を形成する方
法等がある。
数回のコネクタの嵌合を仕様とする、即ち、多数回の接
触を要求する場合も多く、薄い金めっき膜の厚さによっ
て、摩耗による金消失が問題となっている。腐食防止の
為には、ピンホールを埋める封孔処理が採用され、効力
を発揮しているが、摩耗を抑える働きに乏しい。この摩
耗を防止するために、潤滑オイルが塗布されている。
止の為の処理皮膜では、耐摩耗性が充分でなく、一方、
耐摩耗性のために潤滑性オイルが塗布されて改善が図ら
れているが、腐食性ガス分子は、小さくオイル膜中を通
過するので、腐食防止性が充分ではなかった。
耗防止のための潤滑効果を併せ持った表面処理の施され
た金めっき材が望まれていた。
に対して高い防止力を備えており、接触抵抗の安定化が
図れるめっき材を提供することにある。
多数回のコネクタの嵌合に対して潤滑性を備えるために
耐摩耗性が発揮されるめっき材を提供することにある。
題は、潤滑性を備えるために、コネクタの嵌合における
摩擦力が軽減され、挿入時及び抜去時の力を低減するこ
とができるめっき材を提供することにある。
を解決するために、金めっき材の金めっき膜表面に第1
層として防食性を持った有機化合物による薄膜層と、そ
の上に、潤滑機能を備える流動性のある高分子集合層の
複合層とを形成することによって、本発明をなすに至っ
たものである。
形成された下地層上に形成されためっき層とを備えため
っき材において、前記めっき層上に形成された有機物質
結合層と、前記有機物質結合層上に形成された潤滑層と
を備え、前記有機物質結合層は、前記めっき層の成分と
化学結合可能な有機化合物からなり、前記潤滑層は、流
動性を備えた高分子集合体の膜から実質的になり、前記
有機物質結合層は、有機物質の単分子膜から実質的にな
り、前記有機物質は、チオール基(−SH)を含む有機
化合物からなることを特徴とするめっき材が得られる。
いて、前記基体は導電材料からなることを特徴とするめ
っき材が得られる。
いて、前記導電材料は金属からなることを特徴とするめ
っき材が得られる。
いて、前記めっき層は、金を含むことを特徴とするめっ
き材が得られる。
いて、前記めっき層は、金コバルト合金又は金ニッケル
合金から実質的になることを特徴とするめっき材が得ら
れる。
っき材において、前記めっき層は、前記下地層上に形成
され、前記下地層は、ニッケルまたはニッケル合金から
なることを特徴とするめっき材が得られる。
いて、前記基体を構成する金属は、銅、銅合金、鉄、ス
テンレス鋼の内の少なくとも一種からなることを特徴と
するめっき材が得られる。
おいて、コネクタの接触子に用いられることを特徴とす
るめっき材が得られる。
て説明する。
まず、腐食性ガス及び水分の金表面への吸着があり、こ
れが表面上の電解質液を生成する。この電解質液がピン
ホール内に入った場合、金と下地金属との間に、腐食電
池が形成される。これによって、下地金属が金表面上に
溶出することになる。従って、これを防止するために
は、ピンホールを塞ぐことで達成される。通常、これを
目的として、処理が行われ、この処理は、封孔処理と呼
ばれる。
疎水表面とし、同時に腐食の原因となる各種ガス(NO
2 、SO2 、Cl2 など)及び水分の金表面への吸着を
防止する保護膜の生成によっても可能である。
(固体接触)により生じる。これを、改善するには、表
面に保護膜を付け固体接触をさけることで、可能とな
る。
接触回数の増加により、剥がれ落ちてしまい摩耗の原因
となる。腐食防止として生成した膜では、容易に剥がれ
落ちてしまうことになる。このため、潤滑オイルが用い
られる。このオイルは、表面上に厚く塗布され接触跡を
補修することで、多数回の接触でも耐摩耗性が図られ
る。腐食防止力があり、耐摩耗性をもった金めっき材の
必要性から、金めっき表面上に、第1層として、腐食防
止を受け持つ有機物質による薄膜があり、さらにその上
に、第2層として、耐摩耗性を受け持つ流動性のある高
分子集合膜の二層構造の表面を発明するにいたった。
の表面構造を示す断面図である。図1において、符号1
は、基体、符号2は下地層、符号3は金めっき膜、符号
4は第1層(有機物質結合層)、及び符号5は第2層
(潤滑層)を夫々示している。第1層の有機物質結合層
としての薄膜層は、腐食防止を受け持つために、金表面
に対して強く結合する必要があり、且つまた、密度の高
い生成状態でなければ、ならない。この目的のために
は、環状あるいはまた直鎖状のSH基を持つ有機化合物
が適する。
ネル効果の生じる皮膜厚さであることが必要であり、少
なくとも10nm以下、できうる限り薄い方が良い。こ
の意味から、上記有機化合物の1分子あたりの大きさが
10nmであり、その単分子膜の形成層でも可能であ
る。
にする必要がある。
跡の補修性が重要であり、流動性のある状態でなければ
ならない。これに適用できるのは、高分子であるが、例
えば、極性化合物としての脂肪酸、エステル、アミン系
化合物、無極性化合物としてのオレフィン、芳香族化合
物が挙げられるが、いずれも使用可能である。
が望ましい。この第2層の潤滑層に、高分子の酸化防止
のための助剤を加えることも可能である。これら第2層
いわゆるオイル層は、厚さとしての制限を受けるもので
はないが、500μm以下であることが望ましい。この
場合、流動性のため接触時にその部分より排除されるた
めに接触抵抗としては、皮膜抵抗成分として加算されな
い。また、ミクロ的には、その厚さにかかわらず疎な空
間部分も生じるため、腐食性ガスの通過もあるが、第1
層がこれをブロックすることになる。
の具体例について説明する。
を見るために初期接触抵抗、接触荷重50gでPt−I
r合金上にAuめっきプローブを押し当て、通過電流1
0mA、開放電圧20mVで、10ポイント測定した。
Auめっき表面の接触抵抗の差から、「○」2mΩ以
下、「△」4mΩ以下、「×」4mΩ以上で示した。
ス試験及び塩水噴霧試験を行った。SO2 ガス試験は、
SO2 10±3ppm、40±2℃、高湿、240時間
の条件で行った。
5℃、48時間の条件で行った。以上は、試験後の外観
観察によって、「○」腐食物なし、「△」腐食物小量存
在、「×」腐食物多量存在で示した。
100gで金めっきしたプローブとの5000回摺動後
の摩擦係数を調べた。試料として2×1×0.3cmの
サイズのリン青銅クーポンに、スルファミン酸浴によっ
て、2μmニッケルめっきを行い、その上に0.2μm
の金−コバルト合金めっきを行ったものを用い、更に、
その表面に、第1層の有機物質結合層と第2層の潤滑層
とを形成した。
製造の具体例について説明する。
ン青銅クーポンに、スルファミン酸浴によって、2μm
ニッケルめっきを行い、その上に下記表1の浴組成を備
えためっき浴によって、下記表1の記載のめっき条件に
て、0.2μmの金−コバルト合金めっき(酸性コバル
トハードゴールドと呼ばれる、Au純度99%以上,C
o共析分0.1〜0.2%)を行った試料を用意し、そ
の上に第1層として、メルカプトベンゾチアゾールナト
リウム塩として5g/l濃度の水溶液で、液pHを10
に調整した液を用い、液温50℃で60秒間浸漬処理
し、水洗、乾燥させて、メルカプトベンゾチアゾールの
単分子膜からなる有機物質結合層を形成した。その上の
第2層として、イソプロピルブロマイド中にポリα−オ
レフィン系オイルを5重量%の濃度で溶解させた液を室
温に保ちながら、10秒間浸漬し、すぐに乾燥させて、
約400μmの厚さのポリα−オレフィン系オイル層と
した。尚、オイル層の厚さは、以下の説明においても同
様であるが、付着量と、クーポンの表面積から算出し
た。
加えて調整したオクタデカンチオール0.2重量%濃度
水溶液で、液温50℃とし、30秒間浸漬処理し、水洗
乾燥によって、オクタデカンチオールの単分子を形成し
た。その上に、第2層として、イソプロピルブロマイド
中に、ジエステル系オイル(アゼライン酸ジオクチル)
を2%濃度で溶解させた液(室温)に、上記クーポンを
5秒間浸漬し、すぐ乾燥させ、約200μmの厚さのジ
エステル系オイル層を形成した。
て、1フェニル−5メルカプト−1、Hテトラゾールを
5g/l濃度で溶解させた水溶液で、液pHを9.5に
調整し、液温度70℃で、30秒間浸漬処理し、水洗乾
燥させて、1フェニル−5メルカプト−1、Hテトラゾ
ールの単分子層を形成した。その上に、第2層として、
イソプロピルブロマイド中に、ポリフェニルエーテルを
1%濃度で溶解させた液を室温に保持し、上記クーポン
を5秒間浸漬し、すぐに乾燥させ、約100μmのポリ
フェニルエーテル層とした。
解型クロム酸系封止孔処理剤より、処理した。
潤滑性の他、耐食性をも付加したコンタクトオイルを用
いて潤滑層を形成した。
カチアゾールの第1層のみを形成した。
α−オレフィン系オイルの第2層のみを形成した。
よるものよりも、明らかに、初期接触抵抗、SO2 ガス
試験、塩水噴霧試験等による耐蝕性、摩擦係数の各特性
において優れていることが分る。
は、腐食環境に対して高い防止力を備えており、接触抵
抗の安定化が図れるめっき材を提供することができる。
の嵌合に対して潤滑性を備えるために耐摩耗性が発揮さ
れるめっき材を提供することができる。
めに、コネクタの嵌合における摩擦力が軽減され、挿入
時及び抜去時の力を低減することができるめっき材を提
供することができる。
質結合層の厚さがトンネル効果を生じるに充分な薄さで
あり、第2層の潤滑層に流動性があるため、初期の接触
抵抗から低く安定であるめっき材を提供することができ
る。
を示す断面図である。
Claims (8)
- 【請求項1】 基体上に、又は基体上に形成された下地
層上に形成されためっき層とを備えためっき材におい
て、前記めっき層上に形成された有機物質結合層と、前
記有機物質結合層上に形成された潤滑層とを備え、前記
有機物質結合層は、前記めっき層の成分と化学結合可能
な有機化合物からなり、前記潤滑層は、流動性を備えた
高分子集合体の膜から実質的になり、 前記有機物質結合層は、有機物質の単分子膜から実質的
になり、前記有機物質は、チオール基(−SH)を含む
有機化合物からなる ことを特徴とするめっき材。 - 【請求項2】 請求項1記載のめっき材において、前記
基体は導電材料からなることを特徴とするめっき材。 - 【請求項3】 請求項2記載のめっき材において、前記
導電材料は金属からなることを特徴とするめっき材。 - 【請求項4】 請求項3記載のめっき材において、前記
めっき層は、金を含むことを特徴とするめっき材。 - 【請求項5】 請求項4記載のめっき材において、前記
めっき層は、金コバルト合金、又は金ニッケル合金から
実質的になることを特徴とするめっき材。 - 【請求項6】 請求項4又は5記載のめっき材におい
て、前記めっき層は、前記下地層上に形成され、前記下
地層は、ニッケルまたはニッケル合金からなることを特
徴とするめっき材。 - 【請求項7】 請求項6記載のめっき材において、前記
基体を構成する金属は、銅、銅合金、鉄、ステンレス鋼
の内の少なくとも一種からなることを特徴とするめっき
材。 - 【請求項8】 請求項7記載のめっき材において、コネ
クタの接触子に用いられることを特徴とするめっき材。
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