JP5741934B2 - Mg合金部材、および電気機器の筐体 - Google Patents

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Description

本発明は、Mg合金からなる基材と、その基材の外周を覆う絶縁性耐食膜と、を備えるMg合金部材、およびそのMg合金部材を用いた電気機器の筐体に関する。
近年、電気機器の筐体として、Al合金よりも軽量で、かつ耐衝撃性に優れるMg合金を用いたMg合金部材を利用することが提案されている。例えば、特許文献1には、Alを5〜11質量%含有するMg合金からなる基材と、その基材の外周を覆う化成皮膜などの防食皮膜と、さらにその防食皮膜の外周に形成される塗装膜と、を備えるMg合金部材が開示されている。防食皮膜は、その名の通り、活性の高いMg合金からなる基材の腐食を防止するためのものであるだけでなく、基材への塗装膜の親和性を向上させる役割を果たす。また、塗装膜は、Mg合金部材の美観を向上させると共に、外部への電流の漏れや環境水による基材の腐食を防止する絶縁性耐食膜としての役割を果たす。
ここで、電気機器の筐体は、筐体内面側で筐体内部に配置される電子回路と電気的に接続され、シャーシーアースとして利用されることがある。筐体をシャーシーアースとすることで、電子回路を安定的に動作させることができるし、筐体外部への電磁波の不要な輻射を防止することができる。上記Mg合金部材をシャーシーアースとして利用する場合、Mg合金からなる基材上に塗装膜(絶縁性耐食膜)が形成されていない非被覆部を設け、その非被覆部を電気的接点とする。なお、化成皮膜は導電性を有するため、上記非被覆部に存在しても良く、この化成皮膜により非被覆部の耐食性が確保される。
再表2008−029497号公報
近年、Mg合金からなる基材の金属質感を活かすため、化成皮膜と絶縁性耐食膜を透明性に優れたものにすることが検討されている。その場合、化成皮膜の厚さと絶縁性耐食膜の厚さを厚くすると、それらの透明性が低下してしまうため、両膜の厚さをあまり厚くすることができない。ところが、化成皮膜を薄くすると、絶縁性耐食膜を設けなかった非被覆部の耐食性が大きく低下してしまうという問題がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、優れた耐食性を備えると共に、他の部材と電気的に接続することができるMg合金部材を提供することにある。また、本発明の別の目的は、本発明Mg合金部材を用いた電気機器の筐体を提供することにある。
本発明者らは、上記課題を検討した結果、基材上の一部に絶縁性耐食膜が形成されていない非被覆部を形成し、その非被覆部を、導電性接着剤を介して金属箔材で覆うことで、上記課題を解決できることを見いだした。その知見に基づいて本発明を以下に規定する。
本発明Mg合金部材は、Mg合金からなる基材と、その基材の外周を覆う絶縁性耐食膜と、を備えるMg合金部材である。この本発明Mg合金部材は、基材上の一部に絶縁性耐食膜が形成されていない非被覆部を有している。そして、本発明Mg合金部材は、上記非被覆部を平面視したときに、その非被覆部の全面を覆う金属箔材と、その非被覆部において金属箔材と基材との間に介在されて、両者を接着させる導電性接着剤と、を備えることを特徴とする。
本発明の構成によれば、基材における絶縁性耐食膜が形成されている部分の耐食性は、その絶縁性耐食膜により確保することができるし、基材における絶縁性耐食膜がない非被覆部の耐食性は、非被覆部を覆う金属箔材により確保することができる。金属箔材により非被覆部における基材の腐食を抑制できるのは、金属箔材が環境水を殆ど透過しないため、金属箔材と基材との間に介在される導電性接着剤の部分に環境水が浸入し難いからである。また、その金属箔材は、本発明Mg合金部材の基材と本発明Mg合金部材以外の部材との電気的接点として利用することができる。
本発明Mg合金部材の一形態として、基材と絶縁性耐食膜との間に、透明性と導電性を有する化成皮膜を備える構成としても良い。その場合、絶縁性耐食膜は透明性を有するクリア塗装膜とする。ここで、本発明における『透明性を有する膜』とは、下地となる部材に膜を形成したときに膜を介して下地が見える程度の透明度を有する膜のことである。つまり、上記化成皮膜とクリア塗装膜とを備える構成であれば、クリア塗装膜の外部から基材が見える状態になっている。言うまでもないが、同じ材質の膜であっても、膜厚が厚くなるほど透明度は低下する。
化成皮膜には透明性を有するものと、透明性を殆ど有さないものがある。そこで、上記構成のように、透明性を有する化成皮膜(以下、透明化成皮膜とする)とクリア塗装膜とを備える構成とすることで、基材の金属質感を活かしたMg合金部材とすることができる。それは、Mg合金からなる基材の表面がクリア塗装膜の外側から透けて見えるからである。なお、化成皮膜は導電性を有するため、非被覆部に存在しても良い。非被覆部に化成皮膜があることで、非被覆部の耐食性をさらに向上させることができる。
上記透明化成皮膜とクリア塗装膜とを備える本発明Mg合金部材の一形態として、透明化成皮膜の平均厚さを10nm〜1μm、透明性を有するクリア塗装膜の平均厚さを10〜100μmとすることが好ましい。
透明化成皮膜の平均厚さを10nm以上とすることで、基材表面の凹凸に起因する透明化成皮膜の未形成箇所を無くすことができ、その結果、透明化成皮膜上に形成されるクリア塗装膜のムラを無くすことができる。また、透明化成皮膜の平均厚さを1μm以下とすることで、透明化成皮膜の透明度が低下することを防止できる。
一方、クリア塗装膜(絶縁性耐食膜)の平均厚さを10μm以上とすることで、基材の腐食を効果的に防止できる。また、クリア塗装膜を厚くしていくと耐食性の向上効果が頭打ちになるし、あまり厚くし過ぎるとクリア塗装膜の柔軟性が損なわれてクリア塗装膜が基材から剥がれ易くなるため、クリア塗装膜の平均厚さを100μm以下とすることが好ましい。加えて、クリア塗装膜の平均厚さを100μm以下とすることで、クリア塗装膜の透明度が低下することを防止できる。
本発明Mg合金部材の一形態として、絶縁性耐食膜は、基材の直上に形成される陽極酸化皮膜と、その陽極酸化皮膜の外周に形成される塗装膜と、を備える構成としても良い。
陽極酸化皮膜は、非常に優れた耐食性を有する絶縁性の皮膜であるので、基材の腐食を効果的に防止できる。また、陽極酸化皮膜の更に外周に形成される塗装膜により、Mg合金部材の見栄えを向上させることができる。但し、陽極酸化皮膜は、絶縁性耐食膜の一部であって殆ど導電性を有さないため、非被覆部に存在することはできない。
陽極酸化皮膜を備えるMg合金部材の一形態として、陽極酸化皮膜は、透明性を有する陽極酸化皮膜であり、前記塗装膜は、透明性を有するクリア塗装膜であることが好ましい。この透明性を有する陽極酸化皮膜とクリア塗装膜とを備える構成の場合も、クリア塗装膜の外部から基材が見える状態になっている。
陽極酸化皮膜には透明性を有するもの(以下、透明陽極酸化皮膜とする)があり、その陽極酸化皮膜を用いれば下地となる基材の表面を透明陽極酸化皮膜の外部から透けて見えるようにすることができる。その場合、塗装膜もクリア塗装膜などの透明性を有するものとすることで、基材の金属質感を活かすことができる。
透明陽極酸化皮膜とクリア塗装膜とを備える本発明Mg合金部材の一形態として、透明陽極酸化皮膜の平均厚さを10nm〜1μm、クリア塗装膜の平均厚さを10〜100μmとすることが好ましい。
透明陽極酸化皮膜の平均厚さを10nm以上とすることで、基材表面の凹凸に起因する透明陽極酸化皮膜の未形成箇所を無くすことができ、その結果、透明陽極酸化皮膜上に形成される塗装膜のムラを無くすことができる。また、透明陽極酸化皮膜の平均厚さを1μm以下とすることで、透明陽極酸化皮膜の形成時間を短くすることができる。
一方、クリア塗装膜の平均厚さを10μm以上とすることで、基材の腐食を効果的に防止できる。また、クリア塗装膜の平均厚さを100μm以下とすることで、クリア塗装膜の柔軟性が損なわれて基材からクリア塗装膜が剥離し易くなることを抑制できる。
本発明Mg合金部材の一形態として、絶縁性耐食膜が形成されていない非被覆部の近傍における金属箔材と絶縁性耐食膜とのオーバーラップ長を、0.5mm以上とすることが好ましい。
理論的には、非被覆部の形状に完全一致する金属箔材を、非被覆部に一致するように配置すれば、基材の腐食を効果的に防止することができる。しかし、非被覆部の形成時や、金属箔材の作製時の寸法誤差、あるいは金属箔材の配置時の位置ズレなどを考慮して、金属箔材を非被覆部よりも若干大きくして、金属箔材が絶縁性耐食膜にオーバーラップするようにすることが好ましい。そのオーバーラップ長は、0.5mm以上あれば十分と考えられる。
本発明Mg合金部材の一形態として、金属箔材と絶縁性耐食膜とがオーバーラップする部分における金属箔材と絶縁性耐食膜との間に介在される導電性接着剤の平均厚さを10〜100μmとすることが好ましい。
オーバーラップ部分における導電性接着剤の平均厚さを10μm以上とすることで、基材表面への環境水の浸入を効果的に抑制することができる。また、当該導電性接着剤の平均厚さを100μm以下とすることで、金属箔材を貼り付けた部分が徒に厚くなることを抑制することができる。導電性接着剤があまり厚くなると、Mg合金部材に曲げ応力などが作用した際、基材から導電性接着剤が剥離し易くなる。
本発明Mg合金部材の一形態として、金属箔材の平均厚さを10〜100μmとすることが好ましい。
金属箔材の平均厚さが10μm以上であれば、基材の腐食を効果的に防止することができる。また、金属箔材の平均厚さが100μm以下であれば、金属箔材が基材から剥がれ難くなる。金属箔材が厚くなり過ぎると、金属箔材の可撓性が低下して、金属箔材が基材から剥がれ易くなる。
本発明Mg合金部材の一形態として、基材を構成するMg合金は、Alを8.3質量%以上9.5質量%以下、Znを0.5質量%以上1.5質量%以下含有するMg合金であることが好ましい。
Mg合金は、例えばASTM規格におけるAZ系合金、AM系合金、AS系合金など、どのような組成のものであっても良い。しかし、特に、Alを8.3質量%〜9.5質量%、Znを0.5質量%〜1.5質量%含有するAZ91相当材は、高強度で高耐食性である点で好ましい。
本発明電気機器の筐体は、開口部を有する本体部と、当該開口部を閉じる蓋部と、を備える電気機器の筐体であって、本体部と蓋部の少なくとも一方が本発明Mg合金部材であることを特徴とする。
本発明電気機器の筐体によれば、筐体を構成する本発明Mg合金部材を、筐体内部に収納される電子回路のシャーシーアースとすることができる。ここで、本発明Mg合金部材は腐食し難い構成であるため、本発明電気機器の筐体とその内部の電子回路とからなる電気機器(例えば、携帯電話やパソコンなど)の信頼性を向上させることができる。
本発明Mg合金部材は、優れた耐食性を備えつつ、他の部材と電気的に接続することができる。
(A)は実施形態に示すMg合金部材の正面図、(B)は(A)の一点鎖線の位置におけるMg合金部材の断面図、(C)は(B)の一部拡大断面図である。
<実施形態>
以下、本発明Mg合金部材を、電気機器の筐体の本体部に備わる開口部を閉じる蓋部に適用した例を、図1に基づいて説明する。
筐体の蓋部を構成する本発明Mg合金部材100は、図1(A),(B)に示すように、断面『[』状のMg合金からなる基材1と、基材1の表面に形成される絶縁性耐食膜2と、その絶縁性耐食膜2が形成されずに基材1が露出している部分である非被覆部2Rを覆う金属箔材3と、その金属箔材3を基材1に貼り付ける導電性接着剤4と、を備える。以下、Mg合金部材100の各構成を詳細に説明する。
≪基材≫
基材1は、Mgに添加元素を含有させた種々の組成のものを利用できる。例えば、基材1には、添加元素として少なくともAlを2.7質量%以上含有するMg−Al系合金、特にAlを7.3質量%超12質量%以下含有するMg−Al系合金を用いることが好ましい。Alの含有量が多いほど、強度、耐塑性変形性(剛性)といった機械的特性に優れる上に、耐食性にも優れる傾向にある。但し、Alの含有量が12質量%を超えると塑性加工性の低下を招くことから、上限は12質量%、更に11質量%が好ましい。代表的なMg合金中のAl含有量は、ASTM規格におけるAZ91合金相当の含有量と同じ8.3〜9.5%とすると良い。
Al以外の添加元素は、Zn,Mn,Si,Ca,Sr,Y,Cu,Ag,Zr,Ce,Be,Sn,Li,Ni,Au及び希土類元素(Y,Ceを除く)から選択された1種以上の元素が挙げられる。これらの元素を含む場合、その含有量は、合計で好ましくは10質量%以下、より好ましくは5質量%以下、各元素の含有量は好ましくは0.01質量%以上10質量%以下、より好ましくは0.1質量%以上5質量%以下が挙げられる。より具体的なMg−Al系合金は、例えば、ASTM規格におけるAZ系合金(Mg−Al−Zn系合金、Zn:0.2質量%〜1.5質量%)、AM系合金(Mg−Al−Mn系合金、Mn:0.15質量%〜0.5質量%)、Mg−Al−RE(希土類元素)系合金、AX系合金(Mg−Al−Ca系合金、Ca:0.2質量%〜6.0質量%)、AJ系合金(Mg−Al−Sr系合金、Sr:0.2質量%〜7.0質量%)などが挙げられる。不純物は、例えば、Feなどが挙げられる。その他、Y,Ce,Ca,及び希土類元素(Y,Ceを除く)から選択される少なくとも1種の元素を合計0.001質量%以上、好ましくは合計0.1質量%以上5質量%以下含有すると、耐熱性、難燃性に優れる。
また、基材1は、どのような製造方法により得られたものであっても良い。例えば、基材1は、押出材であっても良いし、鋳造材であっても、圧粉成形体であっても良い。また、これらを更に圧延、鍛造、プレス、曲げ加工などの塑性加工したものを基材1としても良い。
なお、言うまでもないが、基材1の形状は図1のような板状に限定されるわけではない。
≪絶縁性耐食膜≫
絶縁性耐食膜2としては、塗装膜を挙げることができる。特に、アクリル系塗料を用いた透明性を有するクリア塗装膜で絶縁性耐食膜2を形成することで、下地となる基材1が透けて見えるようにできるので、基材1の金属質感を活かしたMg合金部材100とすることができる。もちろん、塗装膜は非透明のもの(塗装膜の外側から基材を見ることができないもの)であっても構わない。
上記塗装膜(絶縁性耐食膜2)を形成するには、基材1と塗装膜(絶縁性耐食膜2)との間に両者の親和性を向上させるための皮膜を形成することが好ましい。その皮膜として、以下に説明する陽極酸化皮膜を挙げることができる。
[陽極酸化皮膜]
陽極酸化皮膜は、電解質溶液中に基材1を浸し、基材1を陽極として通電することで基材1の表面に形成される酸化膜のことである。陽極酸化皮膜は通常、導電性を殆ど持たず、耐食膜として機能する。そのため、基材1上に陽極酸化皮膜と塗装膜を形成すれば、これら陽極酸化皮膜と塗装膜の2層の膜で本発明における絶縁性耐食膜2が形成されることになる。なお、陽極酸化皮膜と塗装膜とからなる絶縁性耐食膜2を備えるMg合金部材100では、陽極酸化皮膜のみが存在し、塗装膜が存在しない部分があっても良い。例えば、後述する非被覆部2Rを除く基材1の全面にわたって陽極酸化皮膜が形成されているが、塗装膜は基材1の一面側にのみ形成されている場合を挙げることができる。
陽極酸化皮膜には、透明性を有するものと、透明性を殆ど有さないものと、がある。透明性を有する陽極酸化皮膜(以下、透明陽極酸化皮膜)を用いる場合、その上に形成する塗装膜をクリア塗装膜とすれば、基材1の金属質感を外部から確認することができるので、基材1の金属質感を活かしたMg合金部材100となる。透明陽極酸化皮膜としては、例えば、MgOやMg(OH)などを挙げることができる。
絶縁性耐食膜2を透明陽極酸化皮膜とクリア塗装膜との組み合わせとすることで基材1の金属質感を活かす場合、透明陽極酸化皮膜の厚さとクリア塗装膜の厚さをあまり厚くすることは好ましくない。各膜の厚さを厚くすればするほど、各膜の透明度が低下するからである。その観点から、透明陽極酸化皮膜の平均厚さは10nm〜1μm、クリア塗装膜の平均厚さは、10〜100μmとすることが好ましい。
透明陽極酸化皮膜の平均厚さを10nm以上とすることで、基材1表面における透明陽極酸化皮膜の未形成箇所を無くすことができ、基材1上にクリア塗装膜をムラなく塗装することができる。加えて、透明陽極酸化皮膜の平均厚さを1μm以下とすることで、基材1の金属質感を外部から確認することができる程度に透明陽極酸化皮膜の透明度を確保することができる。より好ましい透明陽極酸化皮膜の平均厚さは20nm〜100nmである。
また、クリア塗装膜の平均厚さを上記範囲とすることで、クリア塗装膜の柔軟性を損なわない範囲で基材1の腐食を効果的に防止できる上、基材1の金属質感を外部から確認することができる程度にクリア塗装膜の透明度を確保することができる。より好ましいクリア塗装膜の平均厚さは20〜50μmである。
≪化成皮膜≫
一方、陽極酸化皮膜とは異なり、基材1と絶縁性耐食膜2との親和性を向上させる皮膜として、化成皮膜を挙げることができる。化成皮膜は、耐食性を有するが絶縁性ではなく(つまり、導電性)、後述する非被覆部2Rに存在してもかまわない(存在しなくても、もちろん構わない)。
この化成皮膜には、透明性を有するものと透明性を有さないものとがある。透明性を有する化成皮膜(以下、透明化成皮膜と呼ぶ)を用い、かつ絶縁性耐食膜2(塗装膜)も透明性を有するクリア塗装膜を使用すれば、基材1の金属質感を活かしたMg合金部材100とすることができる。透明性を有する化成皮膜としては、リン酸系Ca、リン酸系Mn、Zr系酸化物などの化成皮膜を挙げることができる。
透明化成皮膜と、クリア塗装膜(絶縁性耐食膜2)と、を組み合わせて、基材1の金属質感を活かすのであれば、透明化成皮膜の厚さとクリア塗装膜の厚さをあまり厚くすることは好ましくない。各膜の厚さを厚くすればするほど、各膜の透明度が低下するからである。その観点から、透明化成皮膜の平均厚さは10nm〜1μm、クリア塗装膜の平均厚さは10〜100μmとすることが好ましい。
透明化成皮膜の平均厚さを10nm以上とすることで、基材1表面における透明化成皮膜の未形成箇所を無くすことができ、基材1上にクリア塗装膜をムラなく塗装することができる。加えて、透明化成皮膜の平均厚さを1μm以下とすることで、基材1の金属質感を外部から確認することができる程度に透明化成皮膜の透明度を確保することができる。より好ましい透明化成皮膜の平均厚さは20nm〜100nmである。
また、クリア塗装膜の平均厚さを上記範囲とすることで、クリア塗装膜の柔軟性を損なわない範囲で基材1の腐食を効果的に防止できる上、基材1の金属質感を外部から確認することができる程度にクリア塗装膜の透明度を確保することができる。より好ましいクリア塗装膜の平均厚さは20〜50μmである。
≪非被覆部≫
Mg合金部材100の基材1には、絶縁性耐食膜2で覆われていない非被覆部2Rが形成されている。この非被覆部2Rは、基材1の外周に絶縁性耐食膜2を形成した後、絶縁性耐食膜2の一部をレーザーや研磨などで剥離することで形成することができる。その他、基材1にマスキングを施した状態で絶縁性耐食膜2を形成することでも非被覆部2Rを形成することができる。ここで、既に述べたように、基材1と絶縁性耐食膜2との間に化成皮膜が形成されている場合、化成皮膜は導電性であるので、非被覆部2Rに化成皮膜がある状態であってもかまわない。もちろん、非被覆部2Rにおいて化成皮膜がなく、基材1が露出した状態でも良い。
非被覆部2Rの形状は、図面上は円形であるが、特に限定されない。例えば、矩形や多角形、楕円形、あるいは雲形、星型などの異形であってもかまわない。また、非被覆部2Rの大きさも、筐体内部に収納する電気回路と十分な導通を確保することができる大きさであれば特に限定されない。
≪金属箔材≫
金属箔材3は、非被覆部2Rにおける基材1表面への環境水の浸入を抑制すると共に、筐体の蓋部であるMg合金部材100の基材1と筐体内部に収納される電子回路との電気的接点となる部材である。この金属箔材3は、導電性に優れる金属または合金であれば良く、例えば、Al箔やCu箔、Au箔などを挙げることができる。特に、Cu箔は、安価で耐食性に優れるため、好ましい。その他、Cu箔やAl箔にAuメッキを施したものを金属箔材3として利用しても良い。
金属箔材3の平均厚さは、10〜100μmとすることが好ましい。金属箔材3の平均厚さを10μm以上とすることで、Mg合金部材100を他の部材と電気的に接続するために金属箔材3にプローブを押し当てたときに、当該金属箔材3が破れることを効果的に防止できる。また、金属箔材3の平均厚さを100μm以下とすることで、金属箔材3の可撓性が低下し、金属箔材3が基材1から剥がれ易くなることを防止できる。
金属箔材3の大きさは、非被覆部2Rにおける基材1への環境水の浸入を抑制するために、非被覆部2Rを平面視したときに少なくとも非被覆部2R全体を覆うことができる大きさとする。つまり、最小の金属箔材3は、非被覆部2Rと同じ形状と大きさの金属箔材3ということになる。この場合、平面視したときに金属箔材3と非被覆部2Rとを完全に一致させた状態とする必要があるが、そのような状態とするのは難しい。そこで、金属箔材3として、非被覆部2Rの輪郭線から非被覆部2Rよりもはみ出すような形状と大きさのものを利用することが好ましい。そうすることで、平面視したときに金属箔材3と絶縁性耐食膜2とがオーバーラップするので、Mg合金部材100の外部から、非被覆部2Rにおける基材1表面への環境水の浸入を効果的に抑制することができる。なお、オーバーラップ長については後段で項目を設けて説明する。
≪導電性接着剤≫
導電性接着剤4は、金属箔材3を基材1に接着させると共に、基材1と金属箔材3との導通を確保するためのものである。この導電性接着剤4としては、アクリル系接着剤などに、AgやNi、カーボンなどの導電性粒子を分散させたものを利用できる。導電性接着剤4における導電性粒子の含有量は、導電性接着剤4に要求される導電率(1Ω・cm以上が好ましい)を考慮して適宜調整すると良い。
導電性接着剤4の平均厚さは、10〜100μmとすることが好ましい。導電性接着剤4の平均厚さを10μm以上とすることで、導電性接着剤4の接着力を十分に確保することができる。また、導電性接着剤4の平均厚さを100μm以下とすることで、導電性接着剤4の抵抗値が高くなり過ぎることを抑制できる。ここで、金属箔材3が非被覆部2Rからはみ出す大きさを有する場合、非被覆部2Rの位置での導電性接着剤4の平均厚さ(以下、内側平均厚さ)と、非被覆部2Rよりも外側の位置での導電性接着剤4の平均厚さ(以下、外側平均厚さ)とをほぼ同じとしても良いし、大きく異ならせても良い。両者がほぼ同じ場合、図1に示すように、非被覆部2Rの段差に沿った形状に導電性接着剤4と金属箔材3が配置される。これに対して、非被覆部2Rの段差を埋めるように導電性接着剤4を配置して、金属箔材3がフラットな状態となるように導電性接着剤4に貼り付ければ、内側平均厚さが、外側平均厚さよりも大きくなる。いずれにせよ、外側平均厚さを、10〜100μmとすることが好ましい。
導電性接着剤4は、少なくとも非被覆部2Rから露出する基材1の表面全体(化成皮膜がある場合は、化成皮膜の表面全体)にわたって塗布されている必要がある。もちろん、金属箔材3が非被覆部2Rからはみ出す大きさであれば、導電性接着剤4も非被覆部2Rからはみ出すように塗布されていても良い。一方、導電性接着剤4の金属箔材3側では、導電性接着剤4は金属箔材3の接着面(つまり、金属箔材3の基材1側の面)全体にわたって設けられていることが好ましい(例えば、図1(B),(C)を参照)。なお、導電性接着剤4は、金属箔材3からはみ出していても良い。
≪オーバーラップ長≫
上記金属箔材3と導電性接着剤4による基材1の腐食防止をより確実にするために、金属箔材3と導電性接着剤4を非被覆部2Rよりも大きくして、金属箔材3が絶縁性耐食膜2にオーバーラップするようにすることが好ましい。その場合、金属箔材3と絶縁性耐食膜2とのオーバーラップ長3L、即ち、絶縁性耐食膜2の輪郭線から金属箔材3の輪郭線までの距離を0.5mm以上とすることが好ましい。そうすることで、金属箔材3の縁部から基材1の表面に向かって環境水が浸入することを効果的に防止することができる。環境水の浸入防止の効果は、オーバーラップ長3Lを長くするほど高くなる。しかし、あまりオーバーラップ長3Lを長くしても金属箔材3が無駄になるだけである。なにより、大きすぎる金属箔材3は、Mg合金部材100の見た目を損なう。これらのことを考慮して、オーバーラップ長3Lの上限は5mmとすることが好ましい。
≪本発明の効果≫
以上説明したMg合金部材100の蓋部は、ほぼ全面にわたって絶縁性耐食膜2が形成されたものでありながらシャーシーアースとして利用することができる。しかも、このMg合金部材100の電気的接点となる部分の耐食性が高く、Mg合金からなる基材1が腐食し難いため、湿度が高い環境下でも利用することができる。
<試験例>
以下、本発明の構成を備えるMg合金部材と、本発明の構成とは異なる構成を備えるMg合金部材の両方を作製し、両者に対して塩水噴霧試験を行なうことで、両者の耐食性を比較した。
≪本発明品の構成≫
まず、板厚0.6mmのAZ91相当の展伸材(基材1)を用意した。この基材1に対して、平均膜厚100nmのアルミナ系の化成皮膜を形成した。そして、その化成皮膜上に、電着塗装によりアクリル系のクリア塗装膜(絶縁性耐食膜2)を形成した。クリア塗装膜の平均厚さは20μmであった。
次に、COレーザーを用いて直径10mmの大きさにクリア塗装を剥離した。クリア塗装膜が剥離された部分(非被覆部2R)では、クリア塗装膜の下の化成皮膜も剥離されたと考えられる。
最後に、直径11mm、平均厚さ50μmのCu箔(金属箔材3)を上記非被覆部に接着した。Cu箔の接着には、Agを10質量%含有させたアクリル系接着剤(導電性接着剤4)を用いた。導電性接着剤4の平均厚さは、非被覆部2Rおよびオーバーラップ部分において共に約30μmであった。つまり、Cu箔は、非被覆部2Rにおける段差の形状に沿うように貼り付けられた。
作製した本発明の構成の試料に、35℃の5%NaCl水を24時間にわたって噴霧する塩水噴霧試験(JIS Z 2371に準拠)を行なった。そして、Cu箔(金属箔材3)と導電性接着剤4を基材1から剥離し、非被覆部2Rにおける基材1の状態を確認したところ、当該部分に腐食は観察されなかった。
≪比較品の構成≫
本発明の構成と同様に、アルミナ系の化成皮膜とクリア塗装膜を備えるAZ91相当材を作製し、そのAZ91相当材に非被覆部を形成した。次に、その非被覆部を導電性ペーストで覆った。導電性ペーストは、アクリル系接着剤中に、10質量%のAgを含有させたもので、その導電率は、本発明の構成における導電性接着剤とほぼ同程度であった。また、非被覆部における導電性ペーストの形成状態(大きさ、厚さ、形状など)は、本発明の構成におけるCu箔と導電性接着剤の形成状態とほぼ一致するように形成した。
作製した比較品の構成に、本発明品と同様の条件の塩水噴霧試験を行なった。そして、導電性ペーストを基材から剥離し、非被覆部における基材の状態を確認したところ、腐食(電食)が確認された。
≪まとめ≫
比較品のように、導電性ペーストで非被覆部を覆うだけでは導電性ペースト中に環境水が浸透し、導電性ペースト中の金属とMg合金からなる基材との間で電池が形成される。その結果、基材に電食が生じると考えられる。
これに対して、本発明の構成のように、非被覆部2Rに導電性接着剤4で金属箔材3を貼り付けると、金属箔材3により非被覆部2Rにおける基材1表面への環境水の浸透を抑制できる。そのため、基材1に電食が生じ難いと考えられる。
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるわけではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更して実施することができる。
本発明Mg合金部材は、電気機器の筐体の蓋部などに好適に利用することができる。例えば、防水型携帯電話の電池カバーなどに利用することができる。
100 Mg合金部材
1 基材
2 絶縁性耐食膜 2R 非被覆部
3 金属箔材 3L オーバーラップ長
4 導電性接着剤

Claims (10)

  1. Mg合金からなる基材と、その基材の外周を覆う絶縁性耐食膜と、を備えるMg合金部材であって、
    前記基材上の一部に、少なくとも前記絶縁性耐食膜が形成されていない非被覆部を有しており、
    前記非被覆部を平面視したときに、その非被覆部の全面を覆う金属箔材と、
    前記非被覆部において前記金属箔材と前記基材との間に介在されて、両者を接着させる導電性接着剤と、
    を備え
    前記非被覆部の近傍における前記金属箔材と前記絶縁性耐食膜とのオーバーラップ長が0.5mm以上5mm以下であり、
    前記金属箔材と前記絶縁性耐食膜とがオーバーラップする部分にも前記導電性接着剤が介在されているMg合金部材。
  2. 前記基材と前記絶縁性耐食膜との間に、透明性と導電性を有する化成皮膜を備え、
    前記絶縁性耐食膜は、透明性を有するクリア塗装膜である請求項1に記載のMg合金部材。
  3. 前記化成皮膜の平均厚さは、10nm〜1μmであり、
    前記クリア塗装膜の平均厚さは、10〜100μmである請求項2に記載のMg合金部材。
  4. 前記絶縁性耐食膜は、前記基材の直上に形成される陽極酸化皮膜と、その陽極酸化皮膜の外周に形成される塗装膜と、を備える請求項1に記載のMg合金部材。
  5. 前記陽極酸化皮膜は、透明性を有する陽極酸化皮膜であり、
    前記塗装膜は、透明性を有するクリア塗装膜である請求項4に記載のMg合金部材。
  6. 前記陽極酸化皮膜の平均厚さは、10nm〜1μmであり、
    前記クリア塗装膜の平均厚さは、10〜100μmである請求項5に記載のMg合金部材。
  7. 前記オーバーラップする部分における前記金属箔材と前記絶縁性耐食膜との間に介在される前記導電性接着剤の平均厚さは、10〜100μmである請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載のMg合金部材。
  8. 前記金属箔材の平均厚さは、10〜100μmである請求項1〜請求項7のいずれか項に記載のMg合金部材。
  9. 前記Mg合金は、質量%で8.3〜9.5%のAlと、0.5〜1.5%のZnを添加元素として含有する請求項1〜請求項8のいずれか項に記載のMg合金部材。
  10. 開口部を有する本体部と、当該開口部を閉じる蓋部と、を備える電気機器の筐体であって、
    前記本体部と蓋部の少なくとも一方が、請求項1〜請求項9のいずれか項に記載のMg合金部材である電気機器の筐体。
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