JP6533652B2 - 端子部材のめっき方法およびめっき装置 - Google Patents

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Description

本発明は、端子部材の破断面への不要なめっき付着量を削減し、必要最低限の範囲のみにめっきを行うことができる端子部材のめっき方法およびめっき装置に関するものである。
端子部材には、導電性や耐食性の付与を目的としてめっきが施され、通常、先ずNiやCuなどの下地めっきを行った後、下地めっきの表面にAuやAgなどの貴金属めっきを行う。下地めっきは、貴金属めっきの密着性向上と耐食性の付与を目的とし、表面の貴金属めっきは、導電性と耐食性の付与を目的として行われる。
従来、端子部材へのめっきは、条材へめっきを施してからその条材をプレスして必要な形状に加工する先めっき、あらかじめ条材を必要な形状に加工分割してから1個ずつめっきする個品めっき、あらかじめ条材を必要な形状に分割しないまま加工してめっきした後に分割する中間めっきおよび後めっきという方法がある。この中で、中間めっきおよび後めっきは、端子部材の側面(プレス加工による破断面)を含む全体にめっきすることができ、かつ条材へのめっきのように複数の端子に連続してめっきできることから、端子部材の側面の耐食性と加工コストの両面において優れている。
下地めっきに使用されるNiやCuなどの金属は安価であり、表面めっきの密着性向上や端子部材自体の腐食劣化を防止するため、端子部材の全面にめっきすることが望ましい。一方、表面のめっきに使用されるAuやAgなどの貴金属は高価であり、めっきによる原材料コストを抑えるため、表面のめっきを必要最低限の範囲に抑えることが望ましい。この必要最低限の範囲とは、接点として利用される部分であり、中間めっきにおける端子先端部かつ表側の面(非破断面)のことである。
端子先端部のみにめっきを行う方法として、従来、例えば特許文献1に開示されているように、ドラム型治具を使用したスポットめっき方法が知られている。このようなスポットめっきでは、めっきが必要な箇所に限定してめっきを行うことができる。
また、例えば特許文献2には、めっき中に端子を押さえつける押圧板に貫通孔を設けることで、端子側面へのめっき付着を抑制するめっき方法が開示されている。
特開昭59−126784号公報 特開平9−157888号公報
しかしながら、上記特許文献1のようにドラム型の治具を使用したスポットめっきでは、端子部材の表側の面にスポットめっきした後、コネクタ端子の形状にプレス成形するが、コネクタ端子表面のめっきの位置ずれを完全に防止するのは困難であるという問題がある。また、特許文献2の場合でも、端子側面へのめっき付着を十分に抑制することはできない。
本発明は、端子部材の側面へのめっき付着量を減らし、めっきの原材料コストを削減することができる端子部材のめっき方法およびめっき装置の提供を目的とする。
上記問題を解決するため、本発明は、端子部材をドラム型治具の側面に密着させ、前記端子部材の先端の端子に、前記ドラム型治具の内部から、前記ドラム型治具の側面に形成された開口部を介してめっき液を供給してめっきを形成する端子部材のめっき方法であって、前記開口部の周囲に、前記端子の側面に沿って、絶縁材料からなる側壁部材を設け、前記側壁部材の左右の側壁間距離と、前記端子の幅との差を0.7mm以下にし、前記側壁部材の左右の側壁間距離を、前記開口部の幅よりも小さくして、前記端子にめっきを形成することを特徴とする、端子部材のめっき方法を提供する。
前記めっき方法において、前記側壁部材の左右の側壁間距離と、前記端子の幅との差を0.3mm以下にすることが好ましい。また、前記側壁部材の左右の側壁間距離と、前記端子の幅との差を0.2mm以上にすることが好ましい。
前記めっきがAuまたはAgであってもよい。また、前記めっきを形成する前に、前記端子に下地めっきを形成することが好ましい。
また、本発明によれば、端子部材の先端の端子をめっきする端子部材のめっき装置であって、ドラム型治具の側面に、前記ドラム型治具の内部からめっき液を供給する開口部が形成され、前記開口部の周囲に、前記端子の側面に沿って、絶縁材料からなる側壁部材が設けられ、前記側壁部材の左右の側壁間距離と、前記端子の幅との差が0.7mm以下であり、前記側壁部材の左右の側壁間距離が、前記開口部の幅よりも小さいことを特徴とする、端子部材のめっき装置が提供される。
前記めっき装置において、前記側壁部材の左右の側壁間距離と、前記端子の幅との差が0.3mm以下であることが好ましい。また、前記側壁部材の左右の側壁間距離と、前記端子の幅との差が0.2mm以上であることが好ましい。
前記側壁部材は、前記治具に着脱自在であってもよい。前記側壁部材は、プレート上に設置され、前記プレートは、前記治具に形成された取付孔よりも径が小さい脚部を有し、前記脚部を前記取付孔に差し込むことによって前記治具に取り付けられてもよく、前記プレートの脚部は、シリコン樹脂からなる弾性材で形成されていてもよい。
本発明によれば、端子部材の側面へのめっきの付着量を減らし、めっきの原材料コストを削減することができる。
本発明の実施の形態にかかる端子部材を示す部分正面図であり、(a)はめっき前、(b)は下地めっき後、(c)は仕上げめっき後を示す。 スポットめっきに用いられるドラム型治具の概要を示す斜視図である。 ドラム型治具の概要を示す側面図である。 図3のドラム型治具のスポットめっき時の様子を示す側面図である。 ドラム型治具を用いたスポットめっきの様子を示す上面図である。 (a)は本発明にかかる側壁部材を設けたドラム型治具の開口部周辺を示す斜視図であり、(b)は(a)に端子部材を取り付けた状態を示す斜視図である。 図6(b)のA−A線から見た断面の拡大断面図である。 本発明の異なる実施の形態にかかるドラム型治具のスポットめっき時の様子を示す側面図である。 (a)は本発明にかかる異なる側壁部材を設けたドラム型治具の開口部周辺を示す斜視図であり、(b)は(a)に端子部材を取り付けた状態を示す斜視図である。 (a)は本発明にかかるさらに異なる側壁部材を設けたドラム型治具の開口部周辺を示す斜視図であり、(b)は(a)に端子部材を取り付けた状態を示す斜視図である。 図10のA−A線断面図である。 (a)は従来のドラム型治具の開口部周辺を示す斜視図であり、(b)は(a)に端子部材を取り付けた状態を示す斜視図である。 実施例1、実施例2において端子の位置がずれたときの様子を説明する断面図である。 比較例1において端子の位置がずれたときの様子を説明する断面図である。 比較例2において端子の位置がずれたときの様子を説明する断面図である。
以下、本発明の実施の形態を、図を参照して説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
図1は、本発明の実施の形態にかかる端子部材1の正面図であり、図1(a)はめっき前、図1(b)は下地めっき後、図1(c)はスポットめっきによる仕上げめっき後の状態を示す。本実施形態において、端子部材1は、図1(a)に示すように、端子2として使用される先端部分のみが、材料である金属板からプレスにより打ち抜かれており、端子2とは関係のない位置のキャリア部3に、スポットめっき時に使用されるガイド穴4が複数箇所に形成されている。図1に示すように、端子2とガイド穴4はそれぞれ等間隔に設けられている。図1(b)に示すように、先ず、プレス加工で発生した破断面を含めて端子部材1全体に下地めっきを行った後、図1(c)に示すように、端子2に仕上げめっきを行う。なお、端子2の材料である金属板の厚さは、0.05〜1.0mm程度である。
このように端子部材1にめっきを行う際、前処理、下地めっき、仕上げめっき、後処理の順に行うのが好ましい。これらの処理工程は、生産性やコストの観点から、フープめっき(リール・トゥ・リールめっき)の方式・装置で連続的に行われることが好ましい。以下、各処理工程を詳細に説明する。
先ず、前処理として、表面の油分を除去するためのアルカリ脱脂、表面の酸化皮膜を除去するための酸洗、薬液等を除去するための水洗を行う。前処理は、一般的には、水洗、アルカリ脱脂、水洗、酸洗、水洗の順に行われる。
前処理が終了すると、表面めっきの密着性向上や端子部材1自体の腐食劣化を防止するため、下地めっきとして、例えばスルファミン酸Niめっき液に端子部材1全体を浸漬して電気Niめっきを行う。下地めっきの方法はこれに限らず、端子部材1の全面にNiが均一に付着すればよい。また、下地めっきとしてCuめっきを施しても良い。
下地めっきが行われた後、端子部材1の先端部の端子2の表側の面に、仕上げめっきとしてAuめっきを行う。Auめっきは、フープめっきの場合は、ドラム型(円筒型)治具を用いたスポットめっきにより行われることが好ましい。治具はドラム型に限定されないが、ドラム型治具は、搬送速度や位置決め精度、設備コストなどに優れるので好ましい。また、仕上げめっきとしてAgめっきを施しても良い。
スポットめっきの方法について、図2〜図5に基づいて説明する。図2は、スポットめっきに用いられるドラム型治具11の概要を示す斜視図であり、図3はドラム型治具11の側面図、図4はスポットめっき時のドラム型治具11を側面から見た図である。ドラム型治具11は、例えば絶縁性の塩ビ製の円筒形状の治具であり、端子部材1を側面に密着させ外周部に沿って搬送する治具である。ドラム型治具11の側面には、位置決めピン12が設けられていて、この位置決めピン12が、端子部材1に形成されたガイド穴4に嵌合されることにより、端子部材1は、ドラム型治具11上での搬送方向の位置が固定される。そして、端子部材1の位置が固定されたときに、端子2と開口部13とが同じ位置で重なるように、ドラム型治具11の側面に、複数の開口部13が形成されている。
端子部材1は、図4および図5に示すように、ドラム型治具11の外部に設置されたベルト機構21に備えられたゴム製の押圧ベルト22によって、ドラム型治具11の側面に向けて押さえ付けられながら、図5に示す矢印方向に搬送される。Auめっき液は、ドラム型治具11の内部に設置しためっき液噴流セル23にポンプ(図示省略)で送り込まれ、アノードを兼用するめっき液噴出スリット24から噴出し、ドラム型治具11の開口部13を介してドラム外に供給される。めっき液噴流セル23へはポンプより連続的にめっき液が供給され、めっき液噴流セル23に溜まっためっき液は、めっき液噴出スリット24から勢いよく噴出される。このようにして、端子部材1を搬送しながら、Auめっき液が噴出され、端子部材1先端の端子2にAuがめっきされる。Auめっき後の端子部材1は、後処理として、水洗後、熱風により乾燥される。
本発明では、このようなスポットめっきにおいて、ドラム型治具11に端子部材1を巻き付ける際、Auめっきの付着を抑制したい端子2の側面の近傍に、絶縁材料からなる側壁部材31を設置して、めっきを行う。すなわち、図6(a)に示すように、ドラム型治具11の開口部13の周囲に、端子部材1の端子2の側面に沿って、端子2を囲むように、側壁部材31が設けられる。これにより、スポットめっきが行われる際、アノード(めっき液噴出スリット24)から端子2の側面までの通電が側壁部材31に遮蔽されて、端子2の側面にめっきが付着するのを抑制することができる。尚、側壁部材31は、端子2の両側方のみに設けてもよいが、図6(b)に示す実施形態のように端子2の先端側を含めて端子2の三方の側面を囲んで設けることにより、先端面に余分なめっきが付着するのを抑制できる。また、側壁部材31を設けることにより、特に開口部13の幅が小さい場合、めっき時に端子2が開口部13からずれてめっき不良となるエリアズレ不良も抑制できる。
図7に示す各寸法において、端子部材1の端子2の幅W1と、端子2が配置される側壁部材31の左右の側壁間距離W2との差ΔW(=W2−W1)は、なるべく小さいことが望ましく、少なくとも0.7mm以下、すなわち、端子2と側壁部材31との間隔が0.35mm以下であることが好ましい。ΔWが大きい場合には、端子2の側面への通電遮蔽効果が少なく、端子2側面へのめっき付着を抑制するための十分な効果が得られない。ΔWが0.3mm以下であることが、更に好ましい。また、側壁部材31の厚さT2は、端子2の厚さT1の60%以上、さらには70%以上、或いは0.4mm以上、さらには0.5mm以上であることが好ましい。
尚、側壁部材31は、ドラム型治具11と一体に成形されたものでも良いし、ドラム型治具11とは別体に成形して、ドラム型治具11に着脱自在とし、スポットめっき時に取り付けて用いるようにしても良い。
Auめっき後の端子部材1は、後処理として、水洗後、熱風で乾燥させ、プレス加工等により必要な形状に加工分割して端子2として用いられる。
本発明の端子部材は、側面のめっきの膜厚の平均値が、端子の表面と裏面のめっきの膜厚の平均値に対して1.3倍以下であり、さらには0.7倍以下であることが好ましい。本発明の中間めっき及び後めっきの場合でも、端子部材の側面に、めっきが0.005μm以上(通常は0.010μm以上)付着することは避けられないが、従来のようにめっき液を供給する開口部の周囲に端子の側面に沿って絶縁材料からなる側壁部材が設けられてない場合には、端子部材の側面のめっき膜厚の平均値が、端子の表面と裏面のめっきの膜厚の平均値に対して1.5倍以上となる。したがって、本発明による側面のめっき膜厚の低減効果は大きい。また、本発明の端子部材において、めっきはAuまたはAgであり、そのめっきが下地めっきの上に形成されていることが好ましい。
図8は、本発明の異なる実施の形態を示し、端子部材1がドラム型治具11の両面方向(図8の上下両方向)に対向して取り付けられるタイプである。また、図9および図10は、その場合の側壁部材31の設置例を示す。図9(a)は、開口部13の両側方に、線状の側壁部材31が設けられたものであり、3つの側壁部材31を一組として、ドラム型治具11に取り付けられたプレート32上に側壁部材31が設置された例である。このように側壁部材31を設置したプレート32は、適宜隙間を開けて、ドラム型治具11の側面に沿って連続して取り付けられる。図9(b)に示すように、端子部材1は、端子2が対向する向きに、且つ、端子2が交互の開口部13の位置に配置されて、めっきが行われる。図10(a)は、1つのS字型の側壁部材31がプレート32上に設置された例であり、図10(b)に示すように、端子部材1は、交互に且つ対向する方向に配置される。図10(b)の場合は、側壁部材31が、図6に示す実施形態と同様、端子2の先端側と両側方の三方を囲んで設けられる。
また、図9(a)、図10(a)に示す側壁部材31は、上述の通り、ドラム型治具11に取り付けられたプレート32上に設置されている。このプレート32は、図11に示すように、裏面側に脚部33を有し、脚部33を、ドラム型治具11に形成された取付孔14に差し込むことによって取り付けられる。取付孔14は脚部33よりも少し径が大きい。そのため、端子部材1の端子2の位置がずれた場合、側壁部材31が、端子2に追従して、ドラム型治具11に対して移動することができる。これにより、端子2が側壁部材31上に乗り上げてエリアズレ不良が発生したり端子2が変形するのを防止することができる。なお、脚部33が移動する際、側壁部材31がドラム型治具11の開口部13の位置からずれてしまわないように、取付孔14の大きさが制限される。取付孔14と脚部33とのクリアランスは、通常1mm未満であり、例えば0.2mm程度である。また、脚部33は、弾性を有する例えばシリコン樹脂製であることが好ましい。
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
例えば、治具はドラム型に限定されず、スパージャ方式やベルトマスク方式での治具でも良い。また、本発明は、ラックめっき、ラックレスめっき、バレルめっきなどの方式・装置にも適用可能である。
材質がC2600R−Hの銅合金の端子部材1に、本発明のめっき方法でめっきを行い、めっき後の膜厚を測定した。端子部材1は、端子2として使用される先端部分のみがプレスにより打ち抜かれており、端子の幅W1=2.3mm、長さ14mm、厚さT1=0.64mmとした。
先ず、水洗、アルカリ脱脂、水洗、酸洗、水洗の順に、端子部材1のめっきの前処理を行った。
次に、下地めっきとして、スルファミン酸Niめっき液に端子部材全体を浸漬し、電流密度を10A/dmとして電気めっきを行った。
その後、仕上げめっきとして、端子2の先端から長さ方向に6.4mmの位置まで、端子2の表側の面全体に、ドラム型治具11を用いたスポットめっきによりAuめっきを行った。Auめっき液は、市販の硬質Auめっき液を使用し、Au濃度10g/L、Co濃度0.25g/L、pH調整塩によりpH4.0に管理した。電流密度は20A/dm、処理時間は7sec、アノードはめっき液噴流スリット24で、材質はTiにPtめっきをしたものを用いた。スポットめっきの方法は、上述の実施形態で説明した通りである。
本発明の実施例1および実施例2として、図6(a)に示すように厚さ1.2mmのドラム型治具11の開口部13(厚さ1.2mm)の周囲に絶縁材料からなる側壁部材31を設け、図6(b)に示すように側壁部材31が端子2の三方の側面を囲むようにして、スポットめっきを行った。また、比較例1、2として、図12(a)、図12(b)に示すように開口部13の周囲に側壁部材31を設けずにスポットめっきを行った。そして、めっき後の膜厚を測定した。実施例1と実施例2とは、側壁部材の左右の側壁間距離W2が異なり、端子2の幅W1と側壁間距離W2との差ΔW(=W2−W1)が、実施例1は0.2mm、実施例2は0.6mmとした。比較例1と比較例2とは、ドラム型治具11の開口部13の幅W3が異なり、比較例1は実施例1、2と同じ3.3mm、比較例2は2.5mmとした。
Auめっきの膜厚測定は、株式会社日立ハイテクサイエンス製の「蛍光X線膜厚計SFT−9500」で行った。コリメーター径φ0.1mmとし、測定箇所は、端子2の表、裏、左、右の各面の中央部分の、端子2先端から長さ方向に0.5mm〜6.0mmまでの区間を0.5mmピッチで計12点測定した。測定した膜厚は、各面ごとに12点の値の平均値を算出し、さらに、表と裏、左と右の各平均値の平均を算出し、表、裏に対する左、右の倍率を算出した。また、狙った部分にめっきが形成されていない状態であるエリアズレ不良の発生の有無を確認した。エリアズレ不良は、端子2が開口部13からずれることで発生するもので、めっき後のサンプルの表面を上方から見たときに、部分的にめっきされていない非めっきエリアを有するものである。結果を表1に示す。
Figure 0006533652
ΔW=0.2mm、すなわち、側壁部材31と端子2とのクリアランスを0.1mmにした実施例1は、表面および裏面に対する側面の膜厚倍率が0.6倍になった。ΔW=0.6mm、すなわち、側壁部材31と端子2のクリアランスを0.3mmにした実施例2は、表面および裏面に対する側面の膜厚倍率が1.2倍になった。また、側壁部材を設けない比較例1では、表面および裏面に対する側面の膜厚倍率が1.5倍になり、実施例1、2よりも側面の膜厚が大きくなった。比較例2は、エリアズレ不良が発生し、膜厚は測定不可となった。
図13〜図15は、それぞれ、実施例および比較例1、2において、端子2がドラム型治具11の開口部13の中心からずれたときの様子を示す。なお、図13に示されるように、側壁部材31の側壁間距離が、開口部13の幅と同じか、さらには小さいことが好ましい。本発明にかかる側壁部材31を設けた実施例の場合には、側壁部材31がストッパの役割となって端子2を開口部13の位置に保持するため、エリアズレ不良が生じない。前述のプレート32(図11参照)を介して側壁部材31が設置される場合などにより、図13に示すように側壁部材31が端子2に追従して一定距離だけ移動する場合にも、移動距離はエリアズレを起こさない範囲に制限されるため、エリアズレ不良を起こすことはない。装置の精度にもよるが、一般に、側壁部材31の側壁間距離が開口部13の幅よりも0.2〜0.6mm程度小さいことが好ましい。一方、側壁部材31を設けない場合は、端子2の位置が多少ずれてもエリアズレ不良を起こさないために、図14に示すように、開口部13の幅W3を端子2の幅W1に対して大きめにする必要がある。この比較例1の場合、エリアズレ不良は避けることができるが、側面や裏面へのめっきの付着量が多くなる。そこで、側面や裏面へのめっきの付着量を抑制するために、開口部13の幅W3を端子2の幅W1に近づけた比較例2の場合には、図15に示すように、端子2の位置が少しずれるだけで、端子2の一部が開口部13から外れてしまい、エリアズレ不良が発生する。したがって、本発明によれば、端子部材の側面への不要なめっき付着量を減らすとともに、エリアズレ不良の回避効果も高いことがわかった。
本発明は、スポットめっきを行う際に適用できる。
1 端子部材
2 端子
3 キャリア部
4 ガイド穴
11 ドラム型治具
12 位置決めピン
13 開口部
14 取付孔
31 側壁部材
32 プレート
33 脚部

Claims (11)

  1. 端子部材をドラム型治具の側面に密着させ、前記端子部材の先端の端子に、前記ドラム型治具の内部から、前記ドラム型治具の側面に形成された開口部を介してめっき液を供給してめっきを形成する端子部材のめっき方法であって、
    前記開口部の周囲に、前記端子の側面に沿って、絶縁材料からなる側壁部材を設け、
    前記側壁部材の左右の側壁間距離と、前記端子の幅との差を0.7mm以下にし、
    前記側壁部材の左右の側壁間距離を、前記開口部の幅よりも小さくして、前記端子にめっきを形成することを特徴とする、端子部材のめっき方法。
  2. 前記側壁部材の左右の側壁間距離と、前記端子の幅との差を0.3mm以下にすることを特徴とする、請求項1に記載の端子部材のめっき方法。
  3. 前記側壁部材の左右の側壁間距離と、前記端子の幅との差を0.2mm以上にすることを特徴とする、請求項1または2のいずれか一項に記載の端子部材のめっき方法。
  4. 前記めっきがAuまたはAgであることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の端子部材のめっき方法。
  5. 前記めっきを形成する前に、前記端子に下地めっきを形成することを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の端子部材のめっき方法。
  6. 端子部材の先端の端子をめっきする端子部材のめっき装置であって、
    ドラム型治具の側面に、前記ドラム型治具の内部からめっき液を供給する開口部が形成され、前記開口部の周囲に、前記端子の側面に沿って、絶縁材料からなる側壁部材が設けられ、
    前記側壁部材の左右の側壁間距離と、前記端子の幅との差が0.7mm以下であり、
    前記側壁部材の左右の側壁間距離が、前記開口部の幅よりも小さいことを特徴とする、端子部材のめっき装置。
  7. 前記側壁部材の左右の側壁間距離と、前記端子の幅との差が0.3mm以下であることを特徴とする、請求項に記載の端子部材のめっき装置。
  8. 前記側壁部材の左右の側壁間距離と、前記端子の幅との差が0.2mm以上であることを特徴とする、請求項6または7のいずれか一項に記載の端子部材のめっき装置。
  9. 前記側壁部材は、前記治具に着脱自在であることを特徴とする、請求項6〜8のいずれか一項に記載の端子部材のめっき装置。
  10. 前記側壁部材は、プレート上に設置され、前記プレートは、前記治具に形成された取付孔よりも径が小さい脚部を有し、前記脚部を前記取付孔に差し込むことによって前記治具に取り付けられることを特徴とする、請求項に記載の端子部材のめっき装置。
  11. 前記プレートの脚部は、シリコン樹脂からなる弾性材で形成されていることを特徴とする、請求項10に記載の端子部材のめっき装置
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