JPS59222594A - 接触子の製造方法 - 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】 本発明は、シん青釧−錫系接触子の製造法に関するもの
であシ、特にはこのシん青銅−錫系に固有の高温でのめ
つき層の剥離問題を生じないシん青銅−錦系接随子の製
造法に関するものである。

電子機器には９回路接続用のコネクタ接触子が多数使用
されている。コネクタ接触子用の材料としては、ベリリ
ウム銅、チタン銅、りん青銅等の母材に表面接点用の金
属として金、銀等のめっきを施したものがあるが２価格
や量産性の点から民生用電子機器において用いるには適
切でない。そこで、民生用電子機器においては。

母材として銅合金を用いそして表面接点用金属として錫
または錫合金をめっきした接触子が。

製造および製品品質の総合的観点から用いられ。

殊に強度、耐応力腐食割れ性等に優れチタン鋼。

ベリリウム銅に比べ廉価である点でジん青銅を母材とし
そして表面接点用金属として錫寸たは錫合金をめっきし
た接触子が現在主として用いられている。

電子機器の内部に接触子を組込んで使用する場合１機器
内部が通電による発熱のため１００℃前後に昇温するか
ら、接触子はこのような比較的高温に長時間曝されてい
ることになる。加えて、電子機器は機械的振動を受ける
ことも多い。こうした使用条件下で、上記シん青銅−錫
系接触子を使用すると、侶めっきが母材から剥離し、接
触不良となる欠点が認識されていた。

この高温でのめつき層の剥離は、黄銅−錫系等では生じ
ず、シん青銅−錫系の固有の問題である。この剥離の原
因については、シん青銅に含まれるりんと錫が大気の下
で反応し界面に特別な化合物が生成される等の報告もあ
るが、いまだ十分に解明されていない。夛ん青銅−錫系
接触子の機能を長期保証するためにはこの剥離問題をぜ
ひとも解決する必要がある。

剥離防止対策として、錫または錫合金めっき層の下側に
ニッケルの下地めっきを施すことが試みられたが加工性
が悪く々る’＊め好ましくない。同じく下地めっきとし
て硫□酸銅浴を用いて銅下地めっきを施すことが提唱□
されたが、２μ以上もの厚い銅層が必要であるといわれ
ておシ。

またその性能が安定せず、商品化に問題があつ・ｐ た。更には、銀を含む特別な錫合金を使用する提案もあ
るが、経済性の面等から好ましくない。

本発明者は、良好な加工性を維持しまた低廉性をも維持
する剥離防止対策としては、銅下地めっきを利用する方
策が有利と考え、多くの検討を重ねた。その結果、１つ
たく予想外にも。

従来２μ以下のめつき厚では剥離防止効果がないとされ
ていた硫酸鋼浴を用いてα３μ以下の銅下地めっきを施
し、その後上地めっきとして錦あるいは錫合金を電気め
っきし続いて偲または錫合金皮膜が急速に拡散して金属
間化合物を生成するような加熱温度で加熱溶融処理する
か或いは上地めっきとして錫あるいは錫合金を溶融めっ
きすることによシ、上述した剥離問題が解決されうるこ
とか見出された。さらにまた上地である錫あるいは錫合
金めっきは電気めっき後、加熱溶融処理を施すかあるい
は溶融めっきされているため、錫めっき皮膜の重大な欠
点であるウィスカーの発生を有効に抑制し、電気めっき
皮膜よシ冶金学的製法による金属に近いため加熱条件下
の使用で問題となる変色等の表面性状の劣化も少ない。

斯くして２本発明は、ヤん青銅を母材としそして表面接
点金属として錦あ、るいは錫合金を具備する接触子の製
造方法において、該りん青銅母材上に硫酸銅浴を使用し
て０．３μ以下の銅下地層を電気めっきし、その後句あ
るいは６合金を電気めっきし続いて加熱溶融処理を行う
かまたは錫あるいは錫合金を溶はめつきすることを特徴
とする接触子の製造方法を提供する。

本発明について以下具体的に説明する。尚。

本発明においては、シん青銅の条、シート等にめっきお
よび加熱溶融処理した後接触子に成型するのが通例であ
るが、りん青銅条等を接触子に成型した後にめっきおよ
び加熱溶融処理することも妨げるものでない。ここでは
前者に基いて説明する。

本発明において使用されるりん青銅条は、ばね用りん青
銅としてＪ工Ｓに規定される各種のものを包括するもの
であり、一般に錫３〜１０係と、りん０．０３〜ｏ、　
ｓ　ｓ　ｓを含むものである。

この他、少量の亜鉛等の添加元素を含むこともある。

シん青銅条は、アルカリ脱脂、電解脱脂、酸洗、水洗等
の所定の浄化処理を公知の態様で施された後９本発明に
従って硫酸銅浴を使用しての銅下地電気めっきが施され
る。

本発明においては硫酸銅浴より施される銅下地のめつき
厚さが０．３μ以下であることが錫あるいは錫合金層の
剥離を防止する上できわめて重要である。０．３μを越
え２μ未満では長時間加熱による剥離を防止することが
できない。銅下地めっき厚さの下限は制限されないが、
極度Ｋ　Ｒくなるとめっきの外観、耐食性およびはんだ
付は性が悪く々るので、この点を考慮しめっき厚０．０
５〜α１５μ程度がよシ好ましい。

ここで硫酸銅浴とは２価の鉗イオンと遊離硫酸を主体と
し必要に応じて添加剤を加えた公知のめつき浴で浴組成
および電気めっき条件は接触子の外観を損わない範囲に
おいて何ら制限されるものではない。硫酸銅浴の一般組
成範囲は次の通シである。

硫　　酸　　銅　　　　　１８０〜２４０　ｆ／ｌ硫　
　　　酸　　　　　４５〜１００９／Ｌ塩緊イオン　　
　０〜８ｏキ／を 添　　加　　剤　　　　　　適　量 ここで添加剤の例としてはチオ尿素とデキストリンある
いはチオ尿素と糖蜜等がある。めっき条件は硫酸銅浴の
組成に依存するが１通常陰極型流密度３〜１０　Ａ／ｄ
ｗ？、浴温度２４〜３５℃で、浴Ｉ／′ｉ攪拌して実施
される。

こうして、銅下地めっきが施された後９表面接点用金属
として懇あるいはＣ合金が上地めっきされる。めっきは
、電気めっきあるいは溶融めっきのいずれでも実施する
ことができる。錫合金としては、一般にはんだ材料とし
て知られる鉛、ビスマス、カドミウム、アンチモン、イ
ンジウム６アルミニウム、亜鉛等を一秤以上含むものを
包括するものである。

１．　　　　　　電気め９きゝよび溶融め９き０め９き
浴ゝよびめつき央件は従来から採用されているものいず
れでもよい。例えば錫電気めっき忙おいては。

アルカリ浴としては、偲酸カリウムおよび水酸化カリウ
ムを主体とする浴、錫酸ナトリウム。

水酸化ナトリウムおよび酢酸ナトリウムを主体とする浴
、塩化第一錫およびピロリン酸ナトリウムを主体とする
浴等が知られている。、酸性浴としては、シュウ酸塩浴
、ホウフッ化浴、硫酸塩浴等が知られている。いずれも
公知のものであり、それぞれの浴のめつき条件も確立さ
れている。代表例を挙げておく。

錫酸カリウム　　　８０〜３２０　ｔ／を水酸化カリウ
ム　　　　１０〜４５　ｔ／を酢　　　　　　　　酸　
　　　　　　２〜ＩＱ　　ｆ／Ｌ浴　　　　　　　　温
　　　　　　６５〜９０　　℃電流密度　　３〜１０Ａ
／ｄｙｒ＋” 硫酸錫浴 硫酸第一錫　　　６０〜１ｏｏｙ／ｚ 硫　　　　　　　酸　　　　　　６０〜１２０ｆ／ｌク
レゾールスルホン酸　　　　　　６０〜１２０ｆ／ｌゼ
　　ラ　　チ　　ン　　　　　　　　　１〜５　　ｔ／
ｌベータナフトール　　　　　　１〜３　　ｔ／を浴　
　　　　　　温　　　　　　１８〜２５℃電流密度　　
３〜１５Ａ／ｄイ フェノールスルホン酸浴（半田めっキ）フェノールスル
ホンＮ２ｍ−８１２０〜２００　ｆ／ｌフェノールスル
ホンｅｆｌｌｉ　　　　　　　１２０〜２００　ｆ／ｌ
フェノールスルホ／酸　　　　　　　１１０〜２００　
ｆ／を浴　　　　　　　温　　　　　　　２０〜４０　
℃電流密度　　　１−５　ｋ／ｄｎ？ 溶融めっきについても、半田浴を中心として幾つかのも
のが実施されている。適゛当なフラックスを塗布後半出
浴に浸漬することによシ◎合金皮膜を付着することがで
きる。

錦あるいは錫合金めっき層の厚さは、対象とする接触子
の型式により異なるが、１〜数μの範囲が通例である。

１．２〜２．５μの厚さが一般に推奨される。

こうして、上地めっきとしてａｈるいは錫合金でめっき
されたシん青銅条は続いて加熱溶融処理を受ける。加熱
溶融処理はりフロー処理とも呼ばれるもので、バーナ直
火型炉、電気炉等の加熱炉において上地めっきの融点以
上に３〜１０秒間加熱することによって行われる。この
処理によって錫あるいは錫合金層の再溶融と流動化が起
と９２表面の滑らかさおよび光沢が改善され、また層間
の密着性も改善される。但し。

溶融めっきしたものについては再溶融は特に行う必要は
ない。

以上の処理を終えたりん青銅−錫めつき条は接触子に成
型される。ニッケルのような加工性の悪いめっき層が存
在しないので成型は容易に実施例 本発明に従って作製された接触子は高温下での使用中に
もめつき層の剥離を生じない。例えば、１０５℃の温度
で４００時間保持した後９０°曲げ剥離試敢を行っても
剥離は全く生じない。介在する銅下地層は薄＜ｉＬうる
ので、生産性に優れ１曲げ加工に際してクラックが生じ
Ｋくい。さらに高温使用下における変色等の表面性状の
劣化も電気めっき皮膜よシ少ない。

また、上地めっきとして純錦を用いた場合。

電乞錫めつき皮膜の重大な欠点となるウィスカーの生長
も有効に抑制できる。

実施例１ ばね用りん青銅条をアルカリ脱脂、電解脱脂そして酸洗
、水洗後、０．０５．０．１．　Ｄ、１５．０．２．０
．２５゜０３μの銅下地めっきを硫酸銅浴を使用して施
した。その後それぞれに１．５μ厚の錫めっきを行った
。浴組成ならびにめつき条件は下記の通りである： 硫酸銅浴 （ｉｆ　　酸　＠　　　　２１ｏｙ／を硫　　　　　酸
　　　　　　　１ｏｏｔｔ／を浴　　　　　温　　　　
　　　　３０℃電流密度　　　　５　Ａ／ｄｒｒｌ 硫酸錫浴 硫酸第一錫　　７　［１ｆ／ｌ げ　　　　　　　　　　　　硫　　　　　　　酸　　　
　１ｏｎｆ／ｌクレゾールスルホン酸　　　　　１０　
Ｄ　ｔ／ｌゼ　　ラ　　チ　　ン　　　　　　　　２２
／ｌベータナフトール　　　　１．５　ｔ／を浴　　　
　　　　温　　　　　　２０℃電流密度　　４Ａ／ａｍ
’ こうして錫めっきされた条を電気炉において６００℃の
炉内温度で１０秒間保持した後、水冷した。その後、こ
の条を接触子に成型した。

こうして作成した接触子を１０５℃において長時間大気
加熱した後、９０°曲げ試験による剥離試験を行ったが
１表１に示すように４８０時間以内では剥離は生じなか
った。

比較例１ 銅下地めっき厚を０．３５．　［１４，［１，５μ　と
した以外は実施例１と同等にして接触子を作成した。剥
離試験の結果９表１に示すように剥離が生じた。

比較例２ 錫めっき皮膜を加熱溶融処理しなかった以外は実施例１
と同等にして接触子を作製した。剥離試験の結果、全て
５６０時間以内に剥離が生じた。

実施例２ 実施例１において０．０５．　（１，１，０，１５，［
１２，Ｑ、２５゜０．６μの銅下地めっきを硫酸（同浴
で施したものに。

フェノールスルホ／酸浴で半田めっきを行った。

めっき浴組成および条件は次の通りである：フェノール
スルホン酵第−ｆ３　　　　１６ｏｔ／ｌフエノールス
ルホン酸鉛　　　　　　　１６０１Ｆ／ｌフエノールス
ルホン酸　　　　　　　　１５０　ｔ／を浴　　　　　
　　温　　　　　　　　５０℃電流密庁　−５Ａ／ｄぜ その後電気炉において６５０℃で１５秒間ヵＩ］熱後空
冷した。得られためっき材を接触子に成型後１０５℃に
おいて４００時間保持後９０’曲げ剥離試験を行ったが
、いずれも半田めっき層の剥ｒ、＝ｆ４を生じなかった
。

比較例３ 銅下地めっき厚を０．５μとした点を除いて実施例２と
同一条件下で半田めっきを行った。同様の耐熱剥離試験
を行ったところ、半田めっき層の剥離を生じた。

実施例４ 実施例１で０．ｏｓ、　０．１．０．１５．０．２．０
．２５．ｏ、３μの銅下地めっきしたものと同条件のも
のに、４０°Ｂθ塩化亜鉛水溶液のフラックスを塗布後
３００℃の浴温の６０％錫−４０憾鉛の半田浴に浸漬す
ることにより２μの半田溶融めっきを行った。

実施例１と同様に試験しだが、いずれもめっき層の剥離
は生じなかった。

表１　剥離試験結果 Ｏ：剥離せず　　　×：剥　離

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）９ん青銅を母材としそして表面接点金属として錦
   あるいは錫合金を具備する接触子の製造方法において、
   該りん青佃母材上に硫酸釧浴を使用して０．３μ以下の
   銅下地層を電気めっきし、その後錫あるいは８合金を電
   気めっきし続いて加熱溶融処理を行うか、または錫ある
   いは錫合金を溶融めっきすることを特徴とする接触子の
   製造方法。