JPH05230690A - 耐高温腐食性接点または電気コネクタおよびそれらの製造法 - Google Patents
耐高温腐食性接点または電気コネクタおよびそれらの製造法Info
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- JPH05230690A JPH05230690A JP4159717A JP15971792A JPH05230690A JP H05230690 A JPH05230690 A JP H05230690A JP 4159717 A JP4159717 A JP 4159717A JP 15971792 A JP15971792 A JP 15971792A JP H05230690 A JPH05230690 A JP H05230690A
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- H01R13/03—Contact members characterised by the material, e.g. plating, or coating materials
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
- C25D5/10—Electroplating with more than one layer of the same or of different metals
- C25D5/12—Electroplating with more than one layer of the same or of different metals at least one layer being of nickel or chromium
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 耐高温腐食性電気コネクタとして使用するの
に特に適した複合材料を提供する。 【構成】 ａ）素地合金が２００℃で形状を保持するの
に好適な耐食性、強度および耐クリープ性を有するニッ
ケル基伝導性素地合金、 ｂ）前記素地（ａ）に結合された所定の厚さを有する実
質上純粋な電解ニッケルの中間層、および ｃ）貴金属の硬さを増大するための実質上純粋な電解ニ
ッケルの中間層に拡散結合された貴金属、ただし貴金属
表面は有機硬化剤を含まないを具備することを特徴とす
る電気コネクタ用複合材料。
に特に適した複合材料を提供する。 【構成】 ａ）素地合金が２００℃で形状を保持するの
に好適な耐食性、強度および耐クリープ性を有するニッ
ケル基伝導性素地合金、 ｂ）前記素地（ａ）に結合された所定の厚さを有する実
質上純粋な電解ニッケルの中間層、および ｃ）貴金属の硬さを増大するための実質上純粋な電解ニ
ッケルの中間層に拡散結合された貴金属、ただし貴金属
表面は有機硬化剤を含まないを具備することを特徴とす
る電気コネクタ用複合材料。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、耐高温腐食性接点また
は電気コネクタおよびそれらの製造法に関する。
は電気コネクタおよびそれらの製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子応用のための電気接点またはコネク
タは、古いがまだ発展している技術である。一般に、こ
れらの接点は、鍛錬合金のロール結合により、または電
解メッキ法により製造されている。鍛錬合金のロール結
合は、Robert J. Russell 著「インコロイ（Incoloy)ク
ラッド鍛錬金合金の性質」，Solid State Technologyに
よく教示されている。Russell により教示されている製
造法においては、金、またはＮｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｃｏ、
Ｐｔと合金化された金、またはＡｇと合金化されたパラ
ジウムのストリップは、鍛錬ニッケル合金とロール結合
され、所定幅にスリットされ、次いで、インレーとして
ＣＡ７２５（Ｃｕ−１０Ｎｉ−４Ｓｎ）などの銅基合金
にロール結合され、複合体の析出硬化を達成するために
焼鈍され、仕上ゲージに圧延されている。本明細書にお
いて後述するように、この製造法は、高温の汚染環境で
技術的欠点を有する。また、このRussell の方法を使用
して接点を製造することは費用が嵩む。
タは、古いがまだ発展している技術である。一般に、こ
れらの接点は、鍛錬合金のロール結合により、または電
解メッキ法により製造されている。鍛錬合金のロール結
合は、Robert J. Russell 著「インコロイ（Incoloy)ク
ラッド鍛錬金合金の性質」，Solid State Technologyに
よく教示されている。Russell により教示されている製
造法においては、金、またはＮｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｃｏ、
Ｐｔと合金化された金、またはＡｇと合金化されたパラ
ジウムのストリップは、鍛錬ニッケル合金とロール結合
され、所定幅にスリットされ、次いで、インレーとして
ＣＡ７２５（Ｃｕ−１０Ｎｉ−４Ｓｎ）などの銅基合金
にロール結合され、複合体の析出硬化を達成するために
焼鈍され、仕上ゲージに圧延されている。本明細書にお
いて後述するように、この製造法は、高温の汚染環境で
技術的欠点を有する。また、このRussell の方法を使用
して接点を製造することは費用が嵩む。
【０００３】電気メッキがコスト上の利点を与えるの
で、今日エレクトロニクス工業で使用されている接点の
大部分は、主として電解メッキされている。電気メッキ
法においては、ベース金属、通常、ＣＡ７２５またはベ
リリウム銅は、典型的には、１〜１０μｍ、通常３．５
μｍの厚さにニッケルで電解メッキされ、次いで、実際
の接触面積においてのみ０．５〜１．５μｍの厚さに
「硬質」金でオーバーメッキされている。接点は、一緒
につなぎ合わせ、硬質金メッキ前に最終または半最終形
状に機械的に成形されている。その理由は、「硬質」金
が脆いからである。「硬質」金浴は、ＮｉまたはＣｏ
０．５〜１％および若干の有機硬化剤をメッキ金に配合
している点で「軟質」金浴とは異なる。これらの接点は
数種の望ましい特徴、即ち、摩耗用硬化金表面および低
い接触抵抗および銅合金に対するバリヤーニッケル下層
を有するが、本発明者等は、それらが何でもであるが最
小の不良環境での使用を排除する数種の望ましくない特
徴を有することを発見した。
で、今日エレクトロニクス工業で使用されている接点の
大部分は、主として電解メッキされている。電気メッキ
法においては、ベース金属、通常、ＣＡ７２５またはベ
リリウム銅は、典型的には、１〜１０μｍ、通常３．５
μｍの厚さにニッケルで電解メッキされ、次いで、実際
の接触面積においてのみ０．５〜１．５μｍの厚さに
「硬質」金でオーバーメッキされている。接点は、一緒
につなぎ合わせ、硬質金メッキ前に最終または半最終形
状に機械的に成形されている。その理由は、「硬質」金
が脆いからである。「硬質」金浴は、ＮｉまたはＣｏ
０．５〜１％および若干の有機硬化剤をメッキ金に配合
している点で「軟質」金浴とは異なる。これらの接点は
数種の望ましい特徴、即ち、摩耗用硬化金表面および低
い接触抵抗および銅合金に対するバリヤーニッケル下層
を有するが、本発明者等は、それらが何でもであるが最
小の不良環境での使用を排除する数種の望ましくない特
徴を有することを発見した。
【０００４】混合ロール結合−メッキ製造法について
は、従来から他社においても開発されてきた。例えば、
AT&Tは、ＤＧＲ−１５６として既知の接点を生産してい
る。ＤＧＲ−１５６は、ＮｉをＣＡ７２５銅ベース合金
上にメッキし、次いで、６０％Ｐｄ−４０％Ａｇ合金の
厚い層でオーバーメッキし、次いで、硬質金の薄いフラ
ッシュ（flash)でオーバーメッキして半完成複合シート
を形成している。次いで、半完成複合シートは、圧延さ
れ、Ｐｄ−Ａｇ層の厚さは約０．５μｍであり且つＡｕ
フラッシュの厚さは約０．１〜０．２μｍである。この
圧延物は、最後に、ＡｕがＰｄ−Ａｇに拡散するように
熱処理され、それによって完成ＤＧＲ−１５６の裏面は
約７５％Ａｕに加工される。
は、従来から他社においても開発されてきた。例えば、
AT&Tは、ＤＧＲ−１５６として既知の接点を生産してい
る。ＤＧＲ−１５６は、ＮｉをＣＡ７２５銅ベース合金
上にメッキし、次いで、６０％Ｐｄ−４０％Ａｇ合金の
厚い層でオーバーメッキし、次いで、硬質金の薄いフラ
ッシュ（flash)でオーバーメッキして半完成複合シート
を形成している。次いで、半完成複合シートは、圧延さ
れ、Ｐｄ−Ａｇ層の厚さは約０．５μｍであり且つＡｕ
フラッシュの厚さは約０．１〜０．２μｍである。この
圧延物は、最後に、ＡｕがＰｄ−Ａｇに拡散するように
熱処理され、それによって完成ＤＧＲ−１５６の裏面は
約７５％Ａｕに加工される。
【０００５】ＰｄおよびＡｇの同時メッキは、Cohen 等
により米国特許第４，２６９，６７１号明細書に記載さ
れている。そして、この接点材料も、厳しい条件下では
その有用性は限定されている。
により米国特許第４，２６９，６７１号明細書に記載さ
れている。そして、この接点材料も、厳しい条件下では
その有用性は限定されている。
【０００６】電解法によって調製された別の新しい接点
材料は、Abys等による１９９１年７月「Metal Finishin
g 」および米国特許第４，４２７，５０２号明細書、第
４，４６８，２９６号明細書、第４，４８６，２７４号
明細書および第４，９１１，７９８号明細書に記載のよ
うなパラジウム−ニッケルである。このＰｄ−５〜２０
wt％Ｎｉ合金は、通常、銅ベースＣＡ７２５材料上にメ
ッキされたニッケル３．７５μｍのオーバートップに
０．２５〜１．５μｍの厚さにメッキされている。コバ
ルト硬質金キャップは、Ｐｄ−Ｎｉのオーバートップに
０．１２５μｍの厚さにメッキしている。この新しいメ
ッキ接点材料は、いくつかの利点例えば、パラジウム中
のニッケルは純Ｐｄ材料の望ましくない水素脆化を減さ
せ、また接点の硬さを１６wt％Ｎｉにおいて５０ｇの荷
重でＫＨＮ４３０のヌープ硬さに増大する等を有する。
これらのコネクタは、同じ厚さの硬質金コネクタと大体
同じ性能を有し且つ一般により安価である。しかしなが
ら、この材料も、不良な高温性能特性を有する。
材料は、Abys等による１９９１年７月「Metal Finishin
g 」および米国特許第４，４２７，５０２号明細書、第
４，４６８，２９６号明細書、第４，４８６，２７４号
明細書および第４，９１１，７９８号明細書に記載のよ
うなパラジウム−ニッケルである。このＰｄ−５〜２０
wt％Ｎｉ合金は、通常、銅ベースＣＡ７２５材料上にメ
ッキされたニッケル３．７５μｍのオーバートップに
０．２５〜１．５μｍの厚さにメッキされている。コバ
ルト硬質金キャップは、Ｐｄ−Ｎｉのオーバートップに
０．１２５μｍの厚さにメッキしている。この新しいメ
ッキ接点材料は、いくつかの利点例えば、パラジウム中
のニッケルは純Ｐｄ材料の望ましくない水素脆化を減さ
せ、また接点の硬さを１６wt％Ｎｉにおいて５０ｇの荷
重でＫＨＮ４３０のヌープ硬さに増大する等を有する。
これらのコネクタは、同じ厚さの硬質金コネクタと大体
同じ性能を有し且つ一般により安価である。しかしなが
ら、この材料も、不良な高温性能特性を有する。
【０００７】コネクターの製造法についての他の方法と
しては、Bell等により米国特許第４，９５６，０２６号
明細書に開示されている。この方法は、ニッケルを時効
硬化性ベース上に電気メッキしたものであって、その表
面上の軟質金の厚みは０．３ミクロインチ（０．７６μ
ｍ）である。次いで、複合体は、時効硬化性素地（subs
trate)を析出硬化し且つ同時にＮｉを表面Ａｕ層に拡散
するような方式で熱処理している。Bell等による米国特
許第４，５０５，０６０号明細書に開示のようにＮｉ２
〜１０％の量でのＮｉの軟質純Ａｕへの拡散は、Ａｕを
硬化して摩耗特性を改善する。ヌープ硬さＫＨＮ50は、
純金の場合の７０のＫＮＯ50ｇと比較してＡｕ中のＮｉ
１０wt％（Russell 等）の場合には３００であることに
留意されたい。
しては、Bell等により米国特許第４，９５６，０２６号
明細書に開示されている。この方法は、ニッケルを時効
硬化性ベース上に電気メッキしたものであって、その表
面上の軟質金の厚みは０．３ミクロインチ（０．７６μ
ｍ）である。次いで、複合体は、時効硬化性素地（subs
trate)を析出硬化し且つ同時にＮｉを表面Ａｕ層に拡散
するような方式で熱処理している。Bell等による米国特
許第４，５０５，０６０号明細書に開示のようにＮｉ２
〜１０％の量でのＮｉの軟質純Ａｕへの拡散は、Ａｕを
硬化して摩耗特性を改善する。ヌープ硬さＫＨＮ50は、
純金の場合の７０のＫＮＯ50ｇと比較してＡｕ中のＮｉ
１０wt％（Russell 等）の場合には３００であることに
留意されたい。
【０００８】試験された共通のすべての関係は、高温ま
たは腐食ガス雰囲気中で使用するのに不適当であること
が発見された。詳細には、工業雰囲気を含めて混合ガス
腐食試験での接点の劣化は、有害な酸化（または硫化）
が電解メッキニッケル下層を通しての銅マイグレーショ
ンにより、または露出エッジからのＣｕ腐食生成物のマ
イグレーションにより生ずることがあることを示すこと
が発見された。また、すべての電解法で製造された接
点、即ち、硬質金、金フラッシュＰｄ−Ｎｉ、および金
フラッシュＰｄ−Ａｇ接点は、不良な高温耐酸化性を有
することが発見された。
たは腐食ガス雰囲気中で使用するのに不適当であること
が発見された。詳細には、工業雰囲気を含めて混合ガス
腐食試験での接点の劣化は、有害な酸化（または硫化）
が電解メッキニッケル下層を通しての銅マイグレーショ
ンにより、または露出エッジからのＣｕ腐食生成物のマ
イグレーションにより生ずることがあることを示すこと
が発見された。また、すべての電解法で製造された接
点、即ち、硬質金、金フラッシュＰｄ−Ｎｉ、および金
フラッシュＰｄ−Ａｇ接点は、不良な高温耐酸化性を有
することが発見された。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、耐食
性である電気接点に使用するための複合材料を提供する
ことにある。
性である電気接点に使用するための複合材料を提供する
ことにある。
【００１０】本発明の更に他の目的は、高温で耐酸化性
である電気接点の製造用複合材料を提供することにあ
る。
である電気接点の製造用複合材料を提供することにあ
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、耐熱性耐食性
電気コネクタとして使用するのに特に適した複合材料を
提供する。耐食性、強度および耐クリープ性を有する伝
導性ニッケル基素地合金は、２００℃で形状を保持する
ために使用される。実質上純粋なニッケルの中間層は、
ニッケル基素地上に電解メッキされる。貴金属表面は、
電解ニッケル中間層に拡散結合される。この貴金属表面
は、２００℃での腐食を促進する有機添加剤によっては
硬化されない。或いは、銅基素地を使用するならば、鍛
錬純ニッケルの層は、素地に結合され、次いで、電気メ
ッキニッケルの層は鍛錬ニッケルおよび銅基素地をオー
バーメッキするために使用される。次いで、貴金属表面
は、電解ニッケル層に拡散結合される。
電気コネクタとして使用するのに特に適した複合材料を
提供する。耐食性、強度および耐クリープ性を有する伝
導性ニッケル基素地合金は、２００℃で形状を保持する
ために使用される。実質上純粋なニッケルの中間層は、
ニッケル基素地上に電解メッキされる。貴金属表面は、
電解ニッケル中間層に拡散結合される。この貴金属表面
は、２００℃での腐食を促進する有機添加剤によっては
硬化されない。或いは、銅基素地を使用するならば、鍛
錬純ニッケルの層は、素地に結合され、次いで、電気メ
ッキニッケルの層は鍛錬ニッケルおよび銅基素地をオー
バーメッキするために使用される。次いで、貴金属表面
は、電解ニッケル層に拡散結合される。
【００１２】
【実施例】試験の説明 各種の形のNIGOLDTM合金を当該産業分野で一般的な許容
性を有する接点材料と比較した。試験に供された材料の
一覧を表１に示す。
性を有する接点材料と比較した。試験に供された材料の
一覧を表１に示す。
【００１３】 表１ 材料 ベース 中間層 表面 オーバー 熱処理 電解 （μｍ） メッキ ニッケル （μｍ） （μｍ） NIGOLDTM−Ni Ｎｉ 0 0.5 Au-10%Ni 0 あり NIGOLDTM−Cu１ CA725 1.4Ni 0.4 Au-10%Ni 0 あり ２ 2.5Ni 0.4 Au-10%Ni 0 あり ３ 10.0Ni 0.4 Au-10%Ni 0 あり ４ 1.4Ni 0.6 Au-10%Ni あり ５ 2.5Ni 0.6 Au-10%Ni あり ６ 10.0Ni 0.6 Au-10%Ni あり 硬質金１ CA725 1.4Ni 0.4 Au- 硬質0 なし ２ 10.0Ni 0.4 Au- 硬質0 なし ３ 1.4Ni 0.6 Au- 硬質0 なし ４ 10.0Ni 0.6 Au- 硬質0 なし G.F.Ｐｄ−Ｎｉ CA725 2.5Ni 0.625 Pd-20Ni 0.125 Au-硬質 なしＤＧＲ−１５６ CA725 8.5Ni 2.28 Pd-40Ag 0.225 あり NIGOLDTM合金−Ｎｉ：切取り試片（coupon）は、軟質純
金を固体純ニッケル上に０．５μｍの厚さにメッキし、
切取り試片を米国特許第４，５０５，０６０号明細書の
教示に従って還元雰囲気中で熱処理してＮｉ５〜１０％
を金の表面に拡散することによって製造した。すべての
元素量は、特に断らない限り、重量％で表現する。
金を固体純ニッケル上に０．５μｍの厚さにメッキし、
切取り試片を米国特許第４，５０５，０６０号明細書の
教示に従って還元雰囲気中で熱処理してＮｉ５〜１０％
を金の表面に拡散することによって製造した。すべての
元素量は、特に断らない限り、重量％で表現する。
【００１４】NIGOLDTM合金−Ｃｕ：切取り試片は、純Ｎ
ｉ１．４、２．５および１０μｍを銅ベース素地ＣＡ７
２５（コネクタスプリング材料として広く使用されてい
る銅合金）上にメッキすることによって製造した。ニッ
ケルを純粋な軟質金０．４および０．６μｍでオーバー
メッキし、NIGOLDTM合金−Ｎｉ試料と同様に熱処理し
た。硬質金 ニッケル１．４および１０ミクロインチを合金ＣＡ７２
５の上部にメッキし、次いで、通常のコバルト硬化金
０．４および０．６μｍでオーバーメッキした。これ
は、標準硬質金コネクタである。金フラッシュパラジウムニッケル−Ｇ．Ｆ．Ｐｄ−Ｎｉ コバルト硬化金０．１２５μｍをAT&T製合金ＣＡ７２５
の上部のニッケル２．５μｍの上部の８０／２０パラジ
ウム／ニッケル０．６２５μｍ上にメッキした。ＤＧＲ−１５６ ＣＡ７２５の上部のニッケル８．１μｍ上の６０％Ｐｄ
／４０％Ａｇ２．２８μｍ上の純金０．２２５μｍのク
ラッドインレー材料。接点は、表面がＡｕ７５％±Ａｕ
１５％であるように熱処理した。ＤＧＲ−１５６を幅４
mmのストリップとして試験した。暴露 すべての切取り試片を少なくとも１エッジに沿って切断
し、クラスIII Battelle流動混合ガス試験にさらした。
この試験は、切取り試片を３０℃、相対湿度７０％でpp
b で表現してＣｌ2 ２０、ＮＯ2 ２００、Ｈ2 Ｓ１００
の雰囲気に２〜１０日間さらした。クラスIII Battelle
混合ガス試験は、数種の工業環境において模擬長期暴露
試験として工業で広く採用さている。試験結果 試験結果を、表２に示す。
ｉ１．４、２．５および１０μｍを銅ベース素地ＣＡ７
２５（コネクタスプリング材料として広く使用されてい
る銅合金）上にメッキすることによって製造した。ニッ
ケルを純粋な軟質金０．４および０．６μｍでオーバー
メッキし、NIGOLDTM合金−Ｎｉ試料と同様に熱処理し
た。硬質金 ニッケル１．４および１０ミクロインチを合金ＣＡ７２
５の上部にメッキし、次いで、通常のコバルト硬化金
０．４および０．６μｍでオーバーメッキした。これ
は、標準硬質金コネクタである。金フラッシュパラジウムニッケル−Ｇ．Ｆ．Ｐｄ−Ｎｉ コバルト硬化金０．１２５μｍをAT&T製合金ＣＡ７２５
の上部のニッケル２．５μｍの上部の８０／２０パラジ
ウム／ニッケル０．６２５μｍ上にメッキした。ＤＧＲ−１５６ ＣＡ７２５の上部のニッケル８．１μｍ上の６０％Ｐｄ
／４０％Ａｇ２．２８μｍ上の純金０．２２５μｍのク
ラッドインレー材料。接点は、表面がＡｕ７５％±Ａｕ
１５％であるように熱処理した。ＤＧＲ−１５６を幅４
mmのストリップとして試験した。暴露 すべての切取り試片を少なくとも１エッジに沿って切断
し、クラスIII Battelle流動混合ガス試験にさらした。
この試験は、切取り試片を３０℃、相対湿度７０％でpp
b で表現してＣｌ2 ２０、ＮＯ2 ２００、Ｈ2 Ｓ１００
の雰囲気に２〜１０日間さらした。クラスIII Battelle
混合ガス試験は、数種の工業環境において模擬長期暴露
試験として工業で広く採用さている。試験結果 試験結果を、表２に示す。
【００１５】
【表１】 腐食生成物は、ダークスポットとして表面上に現われ
る。暴露の長さが２日から１０日に増大すると、特定の
細孔またはスポットにおける劣化が増大した。暗い腐食
生成物もエッジからの表面をわたってクリープを起こす
ことが見出された。
る。暴露の長さが２日から１０日に増大すると、特定の
細孔またはスポットにおける劣化が増大した。暗い腐食
生成物もエッジからの表面をわたってクリープを起こす
ことが見出された。
【００１６】NIGOLDTM合金−Ｎｉ：銅を注目に値するほ
ど含有しないこの試験片は、腐食スポットを有しておら
ず、またエッジの回りにクリープ（エッジクリープ）を
起こす腐食生成物を有していなかった。この材料は、１
０日間のBattelle試験に合格した。
ど含有しないこの試験片は、腐食スポットを有しておら
ず、またエッジの回りにクリープ（エッジクリープ）を
起こす腐食生成物を有していなかった。この材料は、１
０日間のBattelle試験に合格した。
【００１７】NIGOLDTM合金−Ｃｕ：銅素地上のNIGOLD試
験片のすべては、大規模の腐食およびエッジクリープ
（６日で３mm）を示した。一般に、Ａｕ層の厚さの増大
の場合には腐食差はほとんどなかった。一般に、ニッケ
ル下層が厚ければ厚い程、試験片は余り腐食されなかっ
た。これらの試験片のすべては、この試験に不合格であ
った。硬質金 一般に、硬質金は、NIGOLDTM合金−Ｃｕよりも優れてい
た。Ａｕ層の厚さは、結果に対してほどんど効果を有し
ていなかった。ニッケル中間層が厚ければ厚い程、試験
片は余り腐食しなかった。すべての試験片は、大規模の
エッジクリープ（６日で３mm）を示した。試験片のすべ
ては、Battelle試験に不合格であった。ＤＧＲ−１５６ この接点ストリップが幅４mmのみであるので、全面がエ
ッジクリープで覆われ、試験に不合格であった。Ｇ．Ｆ．Ｐｄ−Ｎｉ 一般に、これらの結果は、硬質金と大体同じであった。
すべての切取り試片は、結局、試験に不合格であった。
験片のすべては、大規模の腐食およびエッジクリープ
（６日で３mm）を示した。一般に、Ａｕ層の厚さの増大
の場合には腐食差はほとんどなかった。一般に、ニッケ
ル下層が厚ければ厚い程、試験片は余り腐食されなかっ
た。これらの試験片のすべては、この試験に不合格であ
った。硬質金 一般に、硬質金は、NIGOLDTM合金−Ｃｕよりも優れてい
た。Ａｕ層の厚さは、結果に対してほどんど効果を有し
ていなかった。ニッケル中間層が厚ければ厚い程、試験
片は余り腐食しなかった。すべての試験片は、大規模の
エッジクリープ（６日で３mm）を示した。試験片のすべ
ては、Battelle試験に不合格であった。ＤＧＲ−１５６ この接点ストリップが幅４mmのみであるので、全面がエ
ッジクリープで覆われ、試験に不合格であった。Ｇ．Ｆ．Ｐｄ−Ｎｉ 一般に、これらの結果は、硬質金と大体同じであった。
すべての切取り試片は、結局、試験に不合格であった。
【００１８】これらの結果は、全く予想外であった。唯
一の好適な材料は、無銅素地上であった。このことは、
十分な銅が電気メッキＮｉの１０μｍ厚の層を通して移
行して表面上に有害な銅腐食生成物の生成を起すことを
示すものである。また、接点上の切断エッジからの銅
は、３０℃で１０日で表面上に３mmまで移行することが
ある。
一の好適な材料は、無銅素地上であった。このことは、
十分な銅が電気メッキＮｉの１０μｍ厚の層を通して移
行して表面上に有害な銅腐食生成物の生成を起すことを
示すものである。また、接点上の切断エッジからの銅
は、３０℃で１０日で表面上に３mmまで移行することが
ある。
【００１９】これらの結果は、高温腐食性雰囲気サービ
ス用の新しいコネクタのデザインでの深遠な重要性を有
する。熱時効時の接触抵抗 NIGOLDTM合金−Ｎｉ、NIGOLDTM合金−Ｃｕ、硬質金、Ｄ
ＧＲ１５６およびＧ．Ｆ．Ｐｄ−Ｎｉの試料の高温安定
性を測定するために、１００℃、１５０℃および２００
℃でオーブンに１００、５００および１０００時間入れ
た。接触抵抗は、試験ＡＳＴＭ Ｂ−６６７に従って５
０ｇの荷重または拭き取り（wiping）なしにプローブ検
査することによって測定した。
ス用の新しいコネクタのデザインでの深遠な重要性を有
する。熱時効時の接触抵抗 NIGOLDTM合金−Ｎｉ、NIGOLDTM合金−Ｃｕ、硬質金、Ｄ
ＧＲ１５６およびＧ．Ｆ．Ｐｄ−Ｎｉの試料の高温安定
性を測定するために、１００℃、１５０℃および２００
℃でオーブンに１００、５００および１０００時間入れ
た。接触抵抗は、試験ＡＳＴＭ Ｂ−６６７に従って５
０ｇの荷重または拭き取り（wiping）なしにプローブ検
査することによって測定した。
【００２０】結果を図１、２および３に総括する。図
１、２および３は、それぞれ１００、１５０および２０
０℃での暴露後の各種の材料の抵抗（mV）を示す。高い
抵抗読みが認められ、またより短い暴露時間が認められ
る場合以外は、暴露時間は、１０００時間である。電力
応用（１０Ａよりも大きい）においては、５ミリオーム
よりも高い接触抵抗値は、有意の接触加熱および加速さ
れた破損を生ずることがある。信号（低電力）回路にお
いては、５ミリオーム未満の接触抵抗は、一般に許容可
能である。
１、２および３は、それぞれ１００、１５０および２０
０℃での暴露後の各種の材料の抵抗（mV）を示す。高い
抵抗読みが認められ、またより短い暴露時間が認められ
る場合以外は、暴露時間は、１０００時間である。電力
応用（１０Ａよりも大きい）においては、５ミリオーム
よりも高い接触抵抗値は、有意の接触加熱および加速さ
れた破損を生ずることがある。信号（低電力）回路にお
いては、５ミリオーム未満の接触抵抗は、一般に許容可
能である。
【００２１】これらの結果は、酸素および窒素だけが雰
囲気中にある場合には、純ニッケル上のNIGOLDTM合金が
最も熱的に安定な材料であることを示す。銅中の電気メ
ッキＮｉ上のNIGOLDTM合金は、次善であり、また２００
℃を超える温度で１０００時間以上のサービス温度能力
を有する。硬質金は、多分デポジット中の有機硬化剤の
劣化のため１００〜１５０℃でのサービスにおいて許容
できなくなる。ＤＧＲは、NIGOLDTM合金と比較して第二
の最良の材料であるが、ＤＧＲは、１５０〜２００℃の
間で破損する。Ｇ．Ｆ．Ｐｄ−Ｎｉも、１００〜１５０
℃の間で破損する。
囲気中にある場合には、純ニッケル上のNIGOLDTM合金が
最も熱的に安定な材料であることを示す。銅中の電気メ
ッキＮｉ上のNIGOLDTM合金は、次善であり、また２００
℃を超える温度で１０００時間以上のサービス温度能力
を有する。硬質金は、多分デポジット中の有機硬化剤の
劣化のため１００〜１５０℃でのサービスにおいて許容
できなくなる。ＤＧＲは、NIGOLDTM合金と比較して第二
の最良の材料であるが、ＤＧＲは、１５０〜２００℃の
間で破損する。Ｇ．Ｆ．Ｐｄ−Ｎｉも、１００〜１５０
℃の間で破損する。
【００２２】これらの予想外の結果および観察から、高
温の腐食性のガス状雰囲気に特に適したコネクタのデザ
インが、確認された。一般に、コネクタの要件は、肉眼
による可視のスポットを形成せずに１０日のBattelleク
ラスIII 試験を合格すると同時に試験ＡＳＴＭ Ｂ−６
６７に明記のように２００℃以上で１０００時間後に５
０ｇの荷重で５ミリオーム未満の接触抵抗を維持するこ
とである。
温の腐食性のガス状雰囲気に特に適したコネクタのデザ
インが、確認された。一般に、コネクタの要件は、肉眼
による可視のスポットを形成せずに１０日のBattelleク
ラスIII 試験を合格すると同時に試験ＡＳＴＭ Ｂ−６
６７に明記のように２００℃以上で１０００時間後に５
０ｇの荷重で５ミリオーム未満の接触抵抗を維持するこ
とである。
【００２３】接触面は、貴金属でなければならない。こ
の貴金属表面は、有利にはＡｕ、Ｐｄ、Ｎｉまたはそれ
らの組み合わせの合金である。最も有利には、金は、接
点金属として使用される。良好な耐摩耗性が必要とされ
るならば、金は、それを硬化するためにＮｉ１０％まで
と合金化されるべきである。接触面層の厚さは、最も有
利には０．４μｍ未満である。有機物を含有する硬質金
は、メッキ表面として望ましくない。貴金属合金は、有
利には、ストリップから調製し、ロール結合される。貴
金属は、電気メッキできるが、デポジットは、有機物を
含んではならない。もし、純金が析出されるならば、そ
れは、Bell等によって教示のようにＮｉを素地からＡｕ
に拡散するために熱処理することができる。薄い表面層
用の最も安価な方法は、多分、Bell等によって米国特許
第４，５０５，０６０号明細書に教示のような電気メッ
キおよび焼鈍である。表面層の多孔度は、臨界的ではな
い。
の貴金属表面は、有利にはＡｕ、Ｐｄ、Ｎｉまたはそれ
らの組み合わせの合金である。最も有利には、金は、接
点金属として使用される。良好な耐摩耗性が必要とされ
るならば、金は、それを硬化するためにＮｉ１０％まで
と合金化されるべきである。接触面層の厚さは、最も有
利には０．４μｍ未満である。有機物を含有する硬質金
は、メッキ表面として望ましくない。貴金属合金は、有
利には、ストリップから調製し、ロール結合される。貴
金属は、電気メッキできるが、デポジットは、有機物を
含んではならない。もし、純金が析出されるならば、そ
れは、Bell等によって教示のようにＮｉを素地からＡｕ
に拡散するために熱処理することができる。薄い表面層
用の最も安価な方法は、多分、Bell等によって米国特許
第４，５０５，０６０号明細書に教示のような電気メッ
キおよび焼鈍である。表面層の多孔度は、臨界的ではな
い。
【００２４】最善の耐高温腐食性接点は、純粋鍛錬Ｎｉ
上にメッキされ、熱処理されてＮｉおよびＡｕを相互拡
散し、次いで銅基スプリング材料にできるだけ少ない接
触で結合されるか、或いは PERMANICKELR 合金３００
（ニッケル−チタン合金）、DURANICKELR 合金３０１
（ニッケル−アルミニウム−チタン合金）などの無銅ス
プリング材料に結合された軟質金である（PERMANICKEL
およびDURANICKELはInco系列会社の登録商標である）。
また、この発見は、PERMANICKEL またはDURANICKELベー
ス合金を使用するならば、米国特許第４，９５６，０２
６号明細書の製造法も適用できることを示す。
上にメッキされ、熱処理されてＮｉおよびＡｕを相互拡
散し、次いで銅基スプリング材料にできるだけ少ない接
触で結合されるか、或いは PERMANICKELR 合金３００
（ニッケル−チタン合金）、DURANICKELR 合金３０１
（ニッケル−アルミニウム−チタン合金）などの無銅ス
プリング材料に結合された軟質金である（PERMANICKEL
およびDURANICKELはInco系列会社の登録商標である）。
また、この発見は、PERMANICKEL またはDURANICKELベー
ス合金を使用するならば、米国特許第４，９５６，０２
６号明細書の製造法も適用できることを示す。
【００２５】PERMANICKEL 合金３００およびDURANICKEL
合金３０１の公称組成仕様（重量％）を表３に示す。
合金３０１の公称組成仕様（重量％）を表３に示す。
【００２６】 表３ PERMANICKEL 合金３００ DURANICKEL合金３０１ 元素 Ｎｉ ９８．５ ９６．５ Ｃ ０．２ ０．１５ Ｍｎ ０．２５ ０．２５ Ｆｅ ０．３ ０．３ Ｃｕ ０．１３ ０．１３ Ｔｉ ０．４ ０．６３ Ｍｇ ０．３５ − Ｓ ０．００５ ０．００５ Ｓｉ ０．１８ ０．５ Ａｌ − ４．４ 貴金属表面を支持するための鍛錬ニッケル中間層は、不
良環境で銅含有素地上で使用してもよいことが発見され
た。銅を含有していない他の素地上の電気メッキは、許
容可能である。最も有利には、鍛錬ニッケルは、少なく
とも１０μの厚さを有し且つ電気メッキニッケル中間層
は、１〜１０μの厚さを有する。例えば、 PERMANICKEL
R 合金またはDURANICKELR 合金は、各々許容可能な性質
を有する。有利には、無銅素地は、空気雰囲気中で２０
０℃で形状を保持するために耐食性、強度および耐クリ
ープ性を与える。無銅素地は、最も有利には、合金ＣＡ
７２５と関連づけられる所要のスプリング性および応力
緩和要件も有していなければならない。
良環境で銅含有素地上で使用してもよいことが発見され
た。銅を含有していない他の素地上の電気メッキは、許
容可能である。最も有利には、鍛錬ニッケルは、少なく
とも１０μの厚さを有し且つ電気メッキニッケル中間層
は、１〜１０μの厚さを有する。例えば、 PERMANICKEL
R 合金またはDURANICKELR 合金は、各々許容可能な性質
を有する。有利には、無銅素地は、空気雰囲気中で２０
０℃で形状を保持するために耐食性、強度および耐クリ
ープ性を与える。無銅素地は、最も有利には、合金ＣＡ
７２５と関連づけられる所要のスプリング性および応力
緩和要件も有していなければならない。
【００２７】銅含有素地を使用するならば、ニッケル２
９０などの実質上純粋な鍛錬ニッケル中間層が必要とさ
れる。本明細書において、実質上純粋なニッケルとは、
ニッケルを少なくとも９８％含有しているものと定義す
る。最も有利には、純度９９．９％の鍛錬ニッケルが使
用される。
９０などの実質上純粋な鍛錬ニッケル中間層が必要とさ
れる。本明細書において、実質上純粋なニッケルとは、
ニッケルを少なくとも９８％含有しているものと定義す
る。最も有利には、純度９９．９％の鍛錬ニッケルが使
用される。
【００２８】ＣＡ７２５ストリップ上の鍛錬純Ｎｉ２９
０のインレーは、エッジクリープのため許容されない。
ＣＡ７２５上の純ニッケルシートのインレーまたはロー
ル結合を使用するならば、ロール結合されたバイメタル
は、エッジクリープを防止するためにＮｉ３〜１０μｍ
で電解オーバーメッキされなければならず、次いで、Ａ
ｕはオーバーメッキされ、またBell等によって教示のよ
うにＮｉと相互拡散されなければならない。
０のインレーは、エッジクリープのため許容されない。
ＣＡ７２５上の純ニッケルシートのインレーまたはロー
ル結合を使用するならば、ロール結合されたバイメタル
は、エッジクリープを防止するためにＮｉ３〜１０μｍ
で電解オーバーメッキされなければならず、次いで、Ａ
ｕはオーバーメッキされ、またBell等によって教示のよ
うにＮｉと相互拡散されなければならない。
【００２９】ＣＡ７２５は、鍛錬純Ｎｉの厚い中間層と
併用されるならば素地として使用され、ここでＣＡ７２
５は一般にニッケルに結合されておらずまたＮｉのみが
接触点と反対の側で鍛錬純Ｎｉとの点または線接触を作
る。例えば、ワイヤーが接触点からできるだけ離れてい
る純粋な鍛錬ニッケルストリップの回りに包まれたＣＡ
７２５のワイヤーは、許容可能である。他の許容可能な
形状は、ＣＡ７２５が外側の１点で鍛錬ニッケルと触れ
るようにへこんだストリップＣＡ７２５の内側およびス
トリップＣＡ７２５上の純粋な鍛錬ニッケルストリップ
であろう。これらのデザインは、銅含有素地からの腐食
生成物のエッジクリープの排除を容易にする。
併用されるならば素地として使用され、ここでＣＡ７２
５は一般にニッケルに結合されておらずまたＮｉのみが
接触点と反対の側で鍛錬純Ｎｉとの点または線接触を作
る。例えば、ワイヤーが接触点からできるだけ離れてい
る純粋な鍛錬ニッケルストリップの回りに包まれたＣＡ
７２５のワイヤーは、許容可能である。他の許容可能な
形状は、ＣＡ７２５が外側の１点で鍛錬ニッケルと触れ
るようにへこんだストリップＣＡ７２５の内側およびス
トリップＣＡ７２５上の純粋な鍛錬ニッケルストリップ
であろう。これらのデザインは、銅含有素地からの腐食
生成物のエッジクリープの排除を容易にする。
【００３０】本発明の特定の態様をここに図示し且つ説
明したが、当業者は、特許請求の範囲によってカバーさ
れる本発明の形で変更を施すことができること、および
本発明の或る特徴が他の特徴の対応の使用なしに時々有
利に使用できることを理解するであろう。
明したが、当業者は、特許請求の範囲によってカバーさ
れる本発明の形で変更を施すことができること、および
本発明の或る特徴が他の特徴の対応の使用なしに時々有
利に使用できることを理解するであろう。
【図１】１０００時間１００℃の暴露後の各種の接点の
回路抵抗を比較する概略図である。
回路抵抗を比較する概略図である。
【図２】１０００時間まで１５０℃の暴露後の各種の接
点の回路抵抗を比較する概略図である。
点の回路抵抗を比較する概略図である。
【図３】１０００時間まで２００℃の暴露後の各種の接
点の回路抵抗を比較する概略図である。
点の回路抵抗を比較する概略図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｒ 13/03 7129−5Ｅ // Ｂ３２Ｂ 15/01 Ｅ 7148−4Ｆ (72)発明者 ブルース、ランドルフ、コナード カナダ国オンタリオ州、オークビル、バル サム、ドライブ、153 (72)発明者 ダグラス、アルバート、ホープ カナダ国オンタリオ州、ミシソーガ、ウォ ディング、クレセント、2356
Claims (4)
- 【請求項１】ａ）素地合金が２００℃で形状を保持する
のに好適な耐食性、強度および耐クリープ性を有するニ
ッケル基伝導性素地合金、 ｂ）前記素地（ａ）に結合された所定の厚さを有する実
質上純粋な電解ニッケルの中間層、および ｃ）貴金属の硬さを増大するための実質上純粋な電解ニ
ッケルの中間層に拡散結合された貴金属、ただし貴金属
表面は有機硬化剤を含まない を具備することを特徴とする電気コネクタ用複合材料。 - 【請求項２】ａ）銅基素地合金がスプリング性および耐
クリープ性を有する伝導性銅基素地合金、 ｂ）銅基素地と鍛錬ニッケルとのクラッド中間製品を形
成するために銅基素地に機械的に結合された少なくとも
１０μの厚さを有する実質上純粋な鍛錬ニッケルの中間
層、 ｃ）銅基素地と鍛錬ニッケルとのクラッド中間製品を包
む厚さが３〜１０μのニッケルの電着層、 ｄ）貴金属の硬さを増大するための実質上純粋な鍛錬ニ
ッケルの中間層に隣接した電着ニッケルに拡散結合され
た貴金属表面、ただし貴金属は有機硬化剤を含まない を具備することを特徴とする電気コネクタ用複合材料。 - 【請求項３】ａ）２００℃で形状を保持するのに十分な
耐食性、強度および耐クリープ性を有するニッケル基伝
導性素地合金を用意し、 ｂ）実質上純粋な電解ニッケルの中間層を素地に結合
し、 ｃ）貴金属合金を実質上純粋な電解ニッケルの中間層に
拡散結合して貴金属を硬化する、ただし貴金属は有機硬
化剤を含まない 工程からなることを特徴とする電気接点用複合材料の製
造法。 - 【請求項４】ａ）スプリング性および耐クリープ性を有
する伝導性銅基素地合金を用意し、 ｂ）鍛錬ニッケルの３〜１０μの中間層を銅含有素地に
機械的に結合して銅基素地と鍛錬ニッケルとのクラッド
中間製品を形成し、 ｃ）ニッケルを電気メッキして銅基素地と鍛錬ニッケル
とのクラッド中間製品を覆い、 ｄ）貴金属表面を鍛錬ニッケルに隣接した電気メッキニ
ッケルに拡散結合して貴金属を硬化し（貴金属は有機硬
化剤を含まない） ｅ）熱処理して貴金属含有表面をニッケルで硬化する 工程からなることを特徴とする電気接点用複合材料の製
造法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US75526191A | 1991-09-05 | 1991-09-05 | |
| US755261 | 1991-09-05 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05230690A true JPH05230690A (ja) | 1993-09-07 |
Family
ID=25038388
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4159717A Pending JPH05230690A (ja) | 1991-09-05 | 1992-06-18 | 耐高温腐食性接点または電気コネクタおよびそれらの製造法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0531099A3 (ja) |
| JP (1) | JPH05230690A (ja) |
| CA (1) | CA2069390A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016168755A (ja) * | 2015-03-13 | 2016-09-23 | トヨタ自動車株式会社 | 接合体 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1260609A4 (en) * | 2000-02-24 | 2005-01-05 | Ibiden Co Ltd | NICKEL GOLD PLATING WITH HIGH CORROSION RESISTANCE |
| CN102443829B (zh) * | 2011-12-08 | 2014-07-16 | 天津大学 | 一种Ag-Ni电触头的表面镀层及其制备工艺 |
| US9563233B2 (en) | 2014-08-14 | 2017-02-07 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Electronic device with plated electrical contact |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4959739A (ja) * | 1972-10-16 | 1974-06-10 | ||
| JPS5149133A (en) * | 1974-10-28 | 1976-04-28 | Alps Electric Co Ltd | Dogokino kitai tosuru ginmetsukidenkibuhino seizosuru hoho |
| JPS6252037A (ja) * | 1985-08-23 | 1987-03-06 | 清水 重一 | 耐圧用紙容器 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4505060A (en) * | 1983-06-13 | 1985-03-19 | Inco Limited | Process for obtaining a composite material and composite material obtained by said process |
| CA1270408A (en) * | 1987-04-07 | 1990-06-19 | James Alexander Evert Bell | Coated article having a base of age-hardened metal |
| CA1331325C (en) * | 1987-12-02 | 1994-08-09 | James Alexander Evert Bell | Electric power connectors |
| JPH0359972A (ja) * | 1989-07-27 | 1991-03-14 | Yazaki Corp | 電気接点 |
-
1992
- 1992-05-25 CA CA002069390A patent/CA2069390A1/en not_active Abandoned
- 1992-06-18 JP JP4159717A patent/JPH05230690A/ja active Pending
- 1992-09-02 EP EP19920307943 patent/EP0531099A3/en not_active Withdrawn
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4959739A (ja) * | 1972-10-16 | 1974-06-10 | ||
| JPS5149133A (en) * | 1974-10-28 | 1976-04-28 | Alps Electric Co Ltd | Dogokino kitai tosuru ginmetsukidenkibuhino seizosuru hoho |
| JPS6252037A (ja) * | 1985-08-23 | 1987-03-06 | 清水 重一 | 耐圧用紙容器 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016168755A (ja) * | 2015-03-13 | 2016-09-23 | トヨタ自動車株式会社 | 接合体 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0531099A3 (en) | 1993-04-07 |
| CA2069390A1 (en) | 1993-03-06 |
| EP0531099A2 (en) | 1993-03-10 |
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