JPH04314897A - 表面処理液及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、錫及び錫合金めっき材
の表面処理液、表面処理方法及び表面処理されたコネク
タ接触子に関する。特には潤滑、防錆、はんだ付け性及
び電気的接続性が長期間に安定して優れる表面処理液及
び表面処理されたコネクタ接触子に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子機器用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。電気製品の小型化、高級化に伴い、その電気回
路は益々精密になり、コネクタも小型化されてきている
。コネクタのコンタクトの表面処理には、金、銀、ロジ
ウム、ニッケル、錫、はんだなどのめっきが代表的なも
のとして挙げられる。特に錫およびはんだめっきは、低
価格であり、また、柔らかい金属であるが、酸化被膜は
硬く剥がれ易いため、挿抜により新しい金属表面が得ら
れるため民生機器を中心に使用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、錫あるいはは
んだめっきした材料のはんだ付け性は、経時劣化を起こ
すことが知られているが、従来はこの経時劣化を抑える
方法がなかった。また、耐食性が低く、悪環境下では、
白錆等が発生し、外観及びその他の特性に悪影響があっ
た。また、スリット、プレス等の加工工程でロール等と
擦れた際、粉が発生したり、傷が付いたりしていた。ま
た、巻き取り後のコイルの運搬や保管時の振動や圧着に
より、傷付いたり、材料が凝着することがあった。更に
、プレス後のプレス品同士が擦れることにより、傷つい
たり、フレッティングコロージョンが起こっていた。

【０００４】本発明は、このような問題点を解決する表
面処理液及びそれを用いる表面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。

【０００５】

【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なった結果、以下に示す表面処理
液、方法及び表面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錫または錫合金をめっ
きした材料を処理する表面処理液であって、（Ａ）パラ
フィンワックス０．１〜５ｗｔ％及び（Ｂ）フタル酸エ
ステル、亜りん酸エステル、グリセリンモノエステル及
びソルビタンエステルからなる群より選択された１種ま
たは２種以上０．０１〜５ｗｔ％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表面処理液。 （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０．０５〜５ｗｔ％をさらに含有することを特徴
とする前記（１）記載の表面処理液。 （３）アミン系また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）または（２）記載の表面
処理液。 （４）銅系または鉄系金属材料に錫または錫合金めっき
後、前記（１），（２）または（３）記載の表面処理液
で処理することを特徴とする表面処理方法。 （５）錫または錫合金をめっきし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）
記載の表面処理液で処理することを特徴とする表面処理
方法。 （６）銅系または鉄系金属材料に錫または錫合金をめっ
きした材料からなり、前記（１），（２）または（３）
記載の表面処理液で表面処理したことを特徴とするコネ
クタである。

【０００６】本発明の表面処理液の必須成分であるパラ
フィンワックスは、平均炭素数２０〜３５程度の直鎖状
炭化水素を主成分とする分子量３００〜５００程度の飽
和炭化水素混合物である。本発明において、パラフィン
ワックスは基油としての機能を有する。

【０００７】そして本発明の目的である、腐食と摩耗の
共存する環境において、長期間にわたり、電気接点の性
能を安定的に維持する上で最も重要な効果を奏する。す
なわち、鉄鋼等では、ラノリン、ペトロラタム、グリー
ス、鉱油等が防錆剤の用途で知られているが、この様な
軟調の基油ではべとつきが有るため、大気中の塵埃粒子
が付着し、電気接点が繰返し摩擦される際に、錫または
錫合金めっきの摩耗を促進し、腐食が進行するため電気
接点の寿命を大幅に低下させる。本発明において、パラ
フィンワックスがそれらの欠陥を有しない錫または錫合
金をめっきした接点用表面処理液の基油としてきわめて
好適であることを見出したものである。

【０００８】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性、耐久性を向
上させるうえで重要な成分である。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５ｗｔ％より大きいと接触抵抗が上昇し接点用の
表面処理として価値がなくなるので好ましくない。

【０００９】本発明の表面処理液のもう一つの必須成分
は、フタル酸エステル、亜リン酸エステル、グリセリン
モノエステル及びソルビタンエステルであり、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０．０１〜５ｗｔ％である。０．０１ｗ
ｔ％未満では耐食性向上効果が得られず、５ｗｔ％を越
えると、接触抵抗への悪影響が認められる。

【００１０】本発明の表面処理液に使用するフタル酸エ
ステルとしては、例えば、フタル酸ジメチル、フタル酸
ジエチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジヘプチル、フ
タル酸ジ−ｎ−オクチル、フタル酸ジ−２−エチルヘキ
シル、フタル酸ジイソノニル、フタル酸オクチルデシル
、フタル酸ジイソデシル等を挙げることができる。

【００１１】又、亜リン酸エステルとしては、例えば、
トリフェニルホスファイト、トリクレジルホスファイト
、ジフェニルノニルフェニルホスファイト、トリラウリ
ルホスファイト、ジラウリルハイドロゼンホスファイト
等を挙げることができる。又、グリセリンモノエステル
としては、例えば、グリセリンモノオレイン酸エステル
を好ましく用いることができる。

【００１２】又、ソルビタンエステルとしては、例えば
、ソルビタンモノ・ラウレート、ソルビタンモノ・ステ
アレート、ソルビタンモノ・パルミテート、ソルビタン
モノ・オレエート、ソルビタンセスキ・オレエート、ソ
ルビタントリ・オレエート等を挙げることができる。

【００１３】本発明の表面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；アミン系またはフェノール
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、ベンゾトリアゾール系として下
記一般式１

【化１】 インダゾール系として下記一般式２

【化２】 ベンズイミダゾール系として下記一般式３

【化３】 インドール系として下記一般式４

【化４】 （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。

【００１４】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。

【００１５】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。

【００１６】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ＣＯＣＨ
３）、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。

【００１７】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ＣＯＯＨ）、１−メチルインド
ール（Ｒ１が水素、Ｒ２がＣＨ３）等が好ましい。

【００１８】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−ナトリウム塩として下記一
般式５

【化５】 （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＝ＣＨＣ８Ｈ
１７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）として下記一般式６

【化６】 メラミン（２，４，６−トリアミノ−１，３，５−トリ
アジン）として下記一般式７

【化７】 である。

【００１９】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０．０５〜５ｗｔ％である。０．０
５ｗｔ％より小さいと耐食性、耐久性が低く、また、５
ｗｔ％より大きいと電気的接続性に支障が生じる。

【００２０】又、本発明の表面処理液に、必要に応じて
添加される上記のアミン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
アミンとして下記一般式８

【化８】 ４，４’−テトラメチルジアミノジフェニルメタンとし
て下記一般式９

【化９】 ４，４’−メチレン−ビス−（２，６−ジ−ｔ−ブチル
フェノール）として下記一般式１０

【化１０】 ２，２’−メチレン−ビス−（４−メチル−６−ｔ−ブ
チルフェノール）として下記一般式１１

【化１１】 ２，２’−メチレン−ビス−（４−エチル−６−ｔ−ブ
チルフェノール）として下記一般式１２

【化１２】 ２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾールとして下記一
般式１３

【化１３】 ブチル化ヒドロキシアニゾールとして下記一般式１４

【
化１４】 ２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−エチルフェノールとして
下記一般式１５

【化１５】 等を挙げることができる。

【００２１】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、表面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。

【００２２】表面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。

【００２３】処理方法としては、めっき品を表面処理液
中に浸漬するか、表面処理液をスプレー、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、表面処理の各種機能
を高める効果が高いことを見いだした。

【００２４】さらに、めっき品をプレス加工後に本発明
の表面処理液で表面処理する事も有効である。めっき後
表面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、表面処理
の機能の多くは喪失する、そこで再度の表面処理が有効
となる。

【００２５】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
あれば同様に表面処理機能は喪失するため、適宜本発明
により表面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、適宜本表面
処理液により処理することができる。従って、本発明は
本発明表面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。

【００２６】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
。下地めっきについては、銅、ニッケル等を適宜選択で
き、何等制限されない。錫または錫合金めっきは、酸性
浴、アルカリ性浴からの無光沢めっき、光沢めっき、リ
フローめっきも包含するものである。

【００２７】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を更に詳細に説
明する。ばね用りん青銅（Ｃ５２１０）の厚み０．２ｍ
ｍ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、１．５μｍの厚みでリ
フロー錫、リフローはんだ及び光沢はんだの各種のめっ
きを施し、トリクロロエタンを溶媒とした各種表面処理
液に浸漬し、表面処理を施した。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
したものを供試材とした。これらの供試材を塩水噴霧試
験（ＪＩＳＺ２７３１−１９８８）４８時間に供し、耐
食性を評価した。また、塩水噴霧試験後の材料のはんだ
付け性をＪＩＳ　　Ｃ　　００５０−１９８５（エージ
ング無し、方法１）で試験を行ない、はんだ濡れ面積で
評価した。また、塩水噴霧試験後の材料の接触抵抗を４
端子法で測定した。また、雄と雌のコネクタを嵌合し、
バイブレーター上に固定し、１時間バイブレーターを作
動させた後、コネクタを引き抜き、その接触部の外観で
耐振動性を評価した。バイブレーターで１時間振動後の
材料の接触抵抗を測定した。接触抵抗測定は次の条件で
行なった。 荷重：０．１Ｎ 摺動速度：０．０２ｍｍ／ｓｅｃ 摺動距離：２ｍｍ 測定点：２００ 結果を表１に示す。

【表１】 注１）ただし、表中表面処理液の略号は以下の通りであ
る。 Ａ　　パラフィンワックス Ｂ−１　　フタル酸ジメチル −２　　フタル酸ジエチル −３　　フタル酸ジブチル −４　　フタル酸ジヘプチル −５　　フタル酸ジ−ｎ−オクチル −６　　フタル酸ジ−２−エチルヘキシル−７　　フタ
ル酸ジイソノニル −８　　フタル酸オクチルデシル −９　　フタル酸ジイソデシル −１０　　トリフェニルホスファイト −１１　　トリクレジルホスファイト −１２　　ジフェニルノニルフェニルホスファイト−１
３　　トリラウリルホスファイト −１４　　ジラウリルハイドロゼンホスファイト−１５
　　グリセリンモノオレイン酸エステル−１６　　ソル
ビタンモノ・ラウレート−１７　　ソルビタンモノ・ス
テアレート−１８　　ソルビタンモノ・パルミテート−
１９　　ソルビタンモノ・オレエート−２０　　ソルビ
タンモノセスキ・オレエート−２１　　ソルビタントリ
・オレエート（プロピレン・グリコール・モノエステル
） Ｃ−１　　ベンゾトリアゾール −２　　インダゾール −３　　ベンズイミダゾール −４　　インドール −５　　１−メチルベンゾトリアゾール−６　　トリル
トリアゾール −７　　ソジウムトリルトリアゾール −８　　メラミン Ｄ−１　　Ｐ，Ｐ’−ジオクチルジフェニルアミン−２
　　４，４’−テトラメチルジアミノジフェニルメタン −３　　４，４’−メチレン−ビス−（２，６−ジ−ｔ
−ブチルフェノール） −４　　２，２’−メチレン−ビス−（４−メチル−６
−ｔ−ブチルフェノール） −５　　２，２’−メチレン−ビス−（４−エチル−６
−ｔ−ブチルフェノール） −６　　２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール−７
　　ブチル化ヒドロキシアニゾール−８　　２，６−ジ
−ｔ−ブチル−４−エチルフェノール注２）試験の判定
基準は次の通りである。 ■塩水噴霧試験後の外観 ○：白錆なし ×：白錆あり ■はんだ付け性（ｎ＝５） ○：はんだ濡れ面積が９８％以上 ×：はんだ濡れ面積が９８％未満 ■塩水噴霧試験後の接触抵抗、振動後の接触抵抗○：接
触抵抗最大値が２０ｍΩ未満 ×：接触抵抗最大値が２０ｍΩ以上 ■耐振動性 ○：摩耗が認められない ×：摩耗が認められる

【００２８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明により表面処
理された錫または錫合金の接点は、処理直後のはんだ付
け性、過酷な腐食環境においても優れた耐食性及びはん
だ付け性を有する。また、フレッティングコロージョン
等、錫の凝着に起因する外観不良及びコンタクトにおけ
る接触不良の発生を抑えることができる。

【表２】

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　銅系または鉄系金属材料に錫または錫
   合金をめっきした材料を処理する表面処理液であって、
   （Ａ）パラフィンワックス０．１〜５ｗｔ％及び（Ｂ）
   フタル酸エステル、亜りん酸エステル、グリセリンモノ
   エステル及びソルビタンエステルからなる群より選択さ
   れた１種または２種以上０．０１〜５ｗｔ％を必須成分
   として含有する有機溶剤溶液よりなることを特徴とする
   表面処理液。
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０．０５〜５ｗｔ％をさらに含有する
   ことを特徴とする請求項１記載の表面処理液。
3. 【請求項３】　　アミン系また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または２記載の
   表面処理液。
4. 【請求項４】　　銅系または鉄系金属材料に錫または錫
   合金めっき後、請求項１，２または３記載の表面処理液
   で処理することを特徴とする表面処理方法。
5. 【請求項５】　　錫または錫合金をめっきした銅系また
   は鉄系金属材料をプレス加工後、請求項１，２または３
   記載の表面処理液で処理することを特徴とする表面処理
   方法。
6. 【請求項６】　　銅系または鉄系金属材料に錫または錫
   合金をめっきした材料からなり、請求項１，２または３
   記載の表面処理液で表面処理したことを特徴とするコネ
   クタ。