JPS59150098A - 粒子分散金属メツキ方法 - Google Patents

粒子分散金属メツキ方法

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JPS59150098A
JPS59150098A JP2439783A JP2439783A JPS59150098A JP S59150098 A JPS59150098 A JP S59150098A JP 2439783 A JP2439783 A JP 2439783A JP 2439783 A JP2439783 A JP 2439783A JP S59150098 A JPS59150098 A JP S59150098A
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JP
Japan
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plating
particles
metal
plating layer
bath
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JP2439783A
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English (en)
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Shoji Shiga
志賀 章二
Hitoshi Kato
加藤 人士
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Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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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】 本発明は基体上に分散メンキ、詳しくは無機粒子を工業
的に均質に共析させて高性能の電気接触部材などを安定
して製造するだめの粒子分散全屈メッキ方法に関するも
のである。
一般にリレー、スイッチ、接点、コネクター等の電気接
触部には、耐食性と高導電性が要求されるため、基体上
にPd、AC+、AIJ、In、RLI、3n又はこれ
らの合金、例えばPd−Ni、Au−AQ 、A[二S
b 、AQ −CI 、5n−Pbなと、貴金属を中心
にした高価な金属をメッキしたものが用いられている。
従ってコスト的にも、省資源的にもこれら金属を節約す
ることが望まれでいる。このため耐摩耗性や耐アーク損
耗性を改善する目的で無機粒子を共析させる分i)(メ
ッキが試みられているが、分散メッキでは共析量や分散
共析状態をコントロールすることが困難なため、工業的
には極めて限定された用途に限られていた。
本発明はこれに鑑み、種々検討の結果、浴の組成や電流
を一定にしても撹拌懸濁状態をミクロ的に均一化するこ
とは不可能であり、浴組成に特殊な界面活性剤を併用す
ることにより、粒子の界面電気化学的性質をある程度コ
ントロールすることができるも、経時的濃度変化や浴劣
化の影響を無視できず、また過度の有機物資の使用はメ
ッキの膜化や高温でのガス発生等有害な副作用となり易
いことを知見し、更に検討の結果、無機粒子に金属粒子
を混合して懸濁させながらメッキすることにより、前記
問題を解消し得ることを知見して粒子分散金属メッキ方
法を開発したものである。
即ち本発明は硬質又は潤滑性の無機粒子と、その1/2
0〜1/2の量の金属粒子とを懸濁したPd、Ag、I
n1Rh、3n又はこれらの合金のメッキ浴を用いて基
体上にメンキし、前記無機粒子と金属粒子を分散含有す
るメッキ層を形成す全ことを特徴とするものである。
本発明においC1硬質無機粒子とはW C1”、i C
,Cr3C3などの炭化物、T10Z1Rh Oz 、
Afz 03などの酸化物、ZrBz、CrB、zなど
のホウ化物、BN、Si 3 N4などの窒化物であり
、潤滑性無機粒子とはMOSz、Mo Se、z 、T
a Szなどであり、これらの粒子は被メッキ体の用途
に応じて選択され、通常は0.01〜10μの粒径で5
〜500q/J!の濃度で使用される。硬質無機粒子は
メッキの硬度を向上して耐摩耗性を改善し、更にある種
の粒子、例えばWClRh Oz 、Ti Cなどでは
アーク消耗性を改善する。潤滑性無機粒子は滑り性、摩
耗性などを改善するため、摺動部などに応用される。こ
れらは何れも被メッキ体の消耗を低減するため、貴金属
を中心とするメッキ液に懸濁分散させてメッキすること
により、マトリックスのメッキ金属の厚さを減少させ、
メッキ金属とメッキコス1〜の節約を可能にするもので
ある。
前記無機粒子は半導電性又は絶縁性であり、界面電気化
学的作用を通してのみメッキカソードと相互作用できる
もので、本来は共析し難いものである。これに対し金属
粒子は導電性であり、界面電気化学的作用に加えてメッ
キカードに衝突すると瞬時に粒子周囲にもメッキ電析が
起る極めて共析し易い性質を有し、場合によっては過剰
の共析によって脆弱な多孔層を形成する場合もある程で
ある。本発明はこの金属粒子の特性を活用して無機粒子
を安定して均一に分散共析せしめたものである。
即ちメッキ浴中C゛無機粒子と金属粒子が凝集して懸濁
するケースでは金属粒子と共に無機粒子がメッキ層に取
込まれ、また別々に懸濁するケースでも金属粒子の共析
した新鮮な粗表面に無機粒子が界面電気化学的又は機械
的に吸着してメッキ層に取込まれるものと考えられる。
更に無機粒子の一種の研磨作用によって金属粒子の過剰
の共析は抑制される。このように相異なる性質の2種の
粒子の相乗的な交互作用によって強固な分散共析メッキ
層を形成したものである。
金属粒子の量は無機粒子の濃度の1/20〜1/2が実
用的であり、 1/20未満の低濃度でも、1/2を越
える高濃度でも前述の相乗的な交互作用が得られず不」
−分な結果となる。金属粒子の粒径は0.01〜10μ
程度のものが望ましく、粒径が過大になると粗な析出物
を生じ易くなる。また金属粒子としては任意の金属が使
用可能であるが、メッキ浴と反応し、溶解し易いものは
非実用的であり、特に電気接触部材としは、組成的にメ
ッキ金属又は無機粒子の金属元素と同一金属とする方が
よい。例えばAIなどの貴金属メッキ層中にA(やZn
などの卑金属を含むと電食などの不都合をまねき易い。
本発明におけるメッキ浴には、通常のメッキ浴を用いれ
ばよい。例えばAl)メッキにはAgのシアン、チオシ
アン浴、Auメッキには八〇のシアン、酸性、中性浴、
PdメッキにはPdの塩化物、臭化物、スルファミン酸
浴、phメッキにはRbの硫酸溶液、3nメツキには3
nの硫酸、ホウフッ酸浴等を用い、また合金メッキにお
いても、これらのメッキ浴に合金成分を添加したメッキ
浴を用い、これに前述の無機粒子と金属粒子を懸濁して
基体上にメッキし、分散共析メッキ層を形成すればよい
以下本発明を実施例について詳細に説明する。
実施例(1) リードリレー用Fe系接点基体を常法にJ:り電解脱能
してからシアン化Cu浴を用いてCuストライクメッキ
を施した後、第1表に示すメッキ浴を用いてメッキして
接点材を製造した。この接点材について化学分析により
共析量とメッキ厚さを求めた。またこの接点材を用いて
固定側2個と、可動例1個からなるリレーを組立て、電
圧25V、電流1.5A、開閉振動1H2の条イ1で接
点前・命試験を行なった。これらの結果を第1表に併記
した。
尚各メッキ浴のベース浴及びメッキ条件は下記の通りで
、何れも機械的に強撹拌を行なってメッキした。
Auメッキ   :日本エングルハルト社  浴  温
25℃製中性Auメッキ浴   電流密度  3 A 
/dm2Agメッキ   : AgCN   50q 
/I   溶  温  25℃KCN    50g/
f!   電流密度  2.5 A/dm2に2 CO
310q /I Pdメッキ   :米国上echn i c社製   
 浴  温  15℃電流密度  5△/dm2 Pd−Niメッキ:日進化成社製      浴  温
30°CPNP−80浴      電流密度  2A
/dm2Rhメッキ   :硫酸ロジウム8(+/ぶ 
 溶  温  50’C硫゛ 酸  16g/ f2 
  電流密度  3△/dm2羽ψ −u″):0 Z 「への寸u”+ (Oトの■26.,6経  ぼ 抹− ム I   ^ 票 佛  \ 、+  2 の ヒZZ く +    1    III    1z  、: B
 =::北にさたに 扉  旧 (注)各ベース浴に加えた無機粒子及び金属粒子の粒径
は全て0.1〜1μの範囲のものを用いた。
第1表から明らかなように本発明方法によるものは、何
れも通常の単独メッキである比較方法は勿論、これに無
機粒子を単独添加した比較方法と較べて共析量が安定し
て増大し、接点特性が大巾に数球され不いることが判る
実施例(2) 大容量送電用管路気中送電におけるSF6ガス中でアル
ミパイプ導体を接続するプラグイン(P Ioct −
in)型コネクターを製造した。このコネクターは0N
−OFFiこよる30万A位までの電流増減(電流ピー
ク)により伸縮するため耐摩耗性が要求されている。A
乗製コネクター基体(外径200m)を常法に従って前
処理した後第2表に示すメッキ浴を用いてメッキした。
これについて30年間の使用に相当する22,200回
の伸縮試験を行なった。この時の接点荷重を5.7 K
Oとした。尚メッキ浴Ωベース浴及びメッキ条件は下記
の通りで、何れも機械的に強撹拌し、また無機粒子には
平均粒径1.5μのものを、金属粒子に(ま平均粒(¥
0.75μのものを用いた。
へgメッキ   :A(I CN   35(1/Ri
容  ン晶  18°CKCN    40(1、、/
B   電流密度  1.5 A/dm2KZ CO3
5(+ /J2 第2表 製造方法   NO浴 組 成 (g/′β)  メッ
キ厚(μ)本発明方法  25    AQ −Mo 
S225−△()532Ci   AO−−ra Sz
 30−Ag3   ’ 3比較方法   27   
 AC]3 伸縮試験の結果、比較方法である純A(lメッキしたも
のは所謂ギヤリング現象を起し、AJ2基体に達する摩
耗を生じた。これに対し本発明方法によるものは、何れ
も最大摩耗深さが25〜35μであり、耐摩耗性が著し
く改善された。
実施例(3) 厚さ0.32mmのリン青銅板を常法により前処理(酸
洗、シアン化銅ストライ゛クメツキ)してから第3表に
示すSnメッキ浴を用いてSnメッキを行ない、これを
用いてベロース型コネクターを成型した。これ(二つい
て接点荷重250grにより200回挿着脱を行なって
から温度60℃、湿度95%の恒温恒湿中に1,000
時間保持した後、電流0.1 Aによる接触抵抗を測定
した。
尚メッキ浴のベース浴及びメッキ条件は下記の通りで、
何れも機械的に強攪拌し、また無機粒子には平均粒径0
,5μのものを、金属粒子には平均粒径0.3μのもの
を用いた。
SOメッキ浴 3n SO450g/ R溶  温  
15℃H2’SO4100(] /A  電流密度  
10A/dm2ニカワ     1’、5g/ぶ β−ナフトール スルホン酸   5g/( 第3表 製造方法   NO浴 組 成 (g/()  メッキ
厚(μ)本発明方法  28    Sn −WC70
−8n 7      3比較方法   29    
Sn その結果比較方法であるM S nをメッキしたもの(
N O,29)は接触抵抗が100mΩ以上にも達した
が、本発明方法によるものは、接触抵抗が9mΩと優れ
た値を示し、特性がほとんど劣化しないことが判る。
実施例(4) 0.64mmの黄銅線を実施例(3)と同様に前処理し
、第4表に示す5n−10%pb合金メッキ浴を用いて
、5n−Pb合金メッキを行ない、これについて化学分
析によりMOS2の共析量を調べた。
またこれを用いてコネクターピンを作成し、プリント基
板に固定したAuメッキコネクターに捺点荷重100g
rで組合け、温度10℃から60℃のヒートサイクル5
,000回を行なった後、電流0.1 Aによる接触抵
抗を測定した。これ等の結果を第4表に併記した。
尚3n−Pb合金メッキのベース浴及びメッキ条件は下
記の通りであり、何れも機械的に強攪拌し、また無機粒
子には平均粒径0.7μのものを、金属粒子には平均粒
径0.5μのものを用いた。
≦− 伯東ヨ 別 盆82           田へ 、I+≧ui 14”+ tw ン\7 χ 第4表から明らかなように本発明方法によるものは、比
較方法と較べて共析量が安定して増大し、温度10℃か
ら60℃のヒートサイクルによる熱膨張差に基づく微少
摺動によって所謂フレッティングコロージ“ヨンを起す
ことがない。これはMoB2が一種の潤滑作用を有する
ためである。これに対し、無機粒子を単独添加したもの
(No、31)は共析量が不安定で、フレッティングコ
ロ−ジョンを起していることが判る。更・に無機粒子及
び金属粒子を含まないS′n−Pb合金メッキしたもの
(N O,32)では、フレッティングコロ−ジョンが
著しいことが判る。
このように本発明方法によれば電気接触部材などの被メ
ッキ体の諸特性を著しく改善し、該部材等の寿命を向上
し得るもので、高価なメッキ金属の節約を可能にし省資
源的、コスト的にも優れた方法であり、工業上顕著な効
果を奏するものである。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)硬質又は、耐滑性の無機粒子と、その1/20〜
    1/′2の量の金属粒子とを懸濁したPdlAg、Au
    1 ■1)、Rh5Sn又はこれらの合金のメッキ浴を
    用いて基体上にメッキし、前記無機粒子と金属粒子を分
    散含有するメッキ層を形成することを特徴とする粒子分
    散金属メッキ方法。
  2. (2)金属粒子にメッキ金属又は無機粒子成分元素の金
    属を用いる特許請求の範囲第1項記載の粒子分散金属メ
    ッキ方法。
  3. (3)金属粒子にメッキ金属の少なくとも1種の金属を
    用いる特許請求の範囲第1項又は第2項記載の粒子分散
    メッキ方法。
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