JPS6353872A - 接触子用材料 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は銅合金母材に錫あるいは錫合金をめっきした
接触子用材料に関するものであり、特に接触信頼性に優
れた接触子用材料に関する。

〔従来の技術〕

電子機器回路に使用されているコネクタやＩＣソケット
等の接触子には、一般に銅合金の母材上に表面接点金属
として金、銀、錫合金等のめっきを施した材料が用いら
れる。これらの接触子用材料は、近年の軽薄短小化の時
流の中で、青金属めっきでは局所化が進み、錫系めっき
ではめっき被膜の厚さを薄くしたものが主流となってい
る。

このめっき被膜を薄くした錫系めっきを施した接触子用
材料としては、例えば特公昭６０−１９６３０号公報に
示されたように、りん青銅等の銅合金母材上に錫あるい
は錫合金をめっきした後、表面のめっき被膜に加熱溶融
処理を施したものがある・この加熱溶融処理方法は、バ
ーナー直火型炉、エレマ炉等の加熱炉において炉温５５
０〜６８０°Ｃの温度で３〜１０秒加熱するとされてい
る。

また、先願発明（特願昭６１−１６４４５号）として、
マツフル炉において雰囲気温度１８０〜３５０℃で加熱
した直後に、５００℃以上の温度で瞬時の加熱溶融処理
を行ったものも提案されている。

一般にこれらの加熱の際には、銅合金母材の主成分であ
る銅とめっき被膜中の錫とが相互拡散し、母材とめっき
被膜の界面に銅錫合金層が形成される。この銅錫合金層
の生成量は、加熱温度、加熱時間、母材板厚などによっ
て決定され、さらに詳細には冷却温度、母材とめつき金
属の熱伝導度および比熱、加熱媒体の対流などによって
も左右される。したがって上記のような加熱溶融処理条
件であっても、母材板厚によっては銅錫合金層がほとん
ど形成されないこともあり、逆に被膜中のほとんどが銅
錫合金層になる場合もある。すなわち。

加熱温度と加熱時間だけでは銅錫合金層の生成量は規制
できない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

電子機器は排ガスや海浜地帯などの腐食しやすい環境や
、高温、高湿下、あるいは車両搭載時の振動や衝撃など
様々な環境で使用されている。これら電子機器に組み込
まれる接触子は上記のような厳しい環境に耐え得る性質
を有する必要がある。

このような接触子の使用状況を想定して、接触子は様々
な信頼性試験に供されてその品質確認がなされる。−例
としては、コネクタを数十回挿抜後。

温湿度サイクルや腐食性環境に置き、接触抵抗値を測定
するといった方法である。

従来、銅合金母材に錫系めっきを行った後、加熱溶融処
理を施した接触子用材料を接触子に成形加工し、上記の
信頼性試験に供した場合、コネクタの挿抜により表面接
点全屈であるめっき被膜が削られて錫が粉末状に接点面
に付着し、この錫粉末は活性度が高いため、その後の温
湿度サイクル試験や腐食環境試験によって、酸化や硫化
等の化学反応を起こし、接触抵抗が上昇するという問題
点があった。

この発明はかかる問題点を解決するためになされたもの
で、成形加工したコネクタの挿抜を繰り返してもあまり
錫の粉末が発生せず、挿抜後に温湿度サイクルや腐食環
境に曝しても接触抵抗が上昇しない接触子用材料を得る
ことを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明にかかる接触子用材料は、銅合金形村上に直接
または銅下地めっきを施した後、錫あるいは錫合金めっ
きを施し、この錫あるいは錫合金めっき被膜を加熱溶融
した接触子用材料において、加熱溶融によりめっき被膜
と母材または銅めっき被膜の界面に生成する銅錫合金層
の厚さを、銅錫合金層とその外側のめっき金属層の合計
の厚さの５０〜８０％としたものである。

母材の銅合金としてはりん青銅、Ｃｕ−５ｎ−Ｎｉ合金
など、従来より接触子用材料に使用されてきた銅合金が
使用できる。銅下地めっき、および錫あるいは錫合金め
っきも従来の接触子用材料に行われてきたものと同様に
行うことができる。錫合金としては錫−鉛合金などがあ
る。

めっき被膜を形成後の加熱はめっき被膜を溶融して母材
中に拡散させ、めっき被膜と母材の界面に銅錫合金層を
形成するものであり、マツフル炉またはバーナーによる
直接加熱が好ましいが、加熱中の表面酸化を防止できる
他の加熱手段によってもよい。

本発明の接触子用材料は、銅合金上に直接または銅めっ
きを施した後、錫あるいは錫合金めっきを施し、形成さ
れためっき被膜を加熱溶融して、銅合金母材あるいは銅
下地めっき被膜とこれらの上にめっきした錫めっき被膜
の界面に、銅錫合金層とその外側のめっき金属層を足し
た厚さの５０〜８０％の厚さの銅錫合金層を生成させる
ことにより製造される。

〔作　用〕

この発明の接触子用材料においては、全被膜中の５０〜
８０％の厚さを占める硬い銅錫合金層が存在するので、
成形加工後の接触子の挿抜を繰り返しても、接点の最表
面が削られるだけで内部の銅錫合金層は削られないから
、錫粉末の過剰な生成を防止し、挿抜後に温湿度サイク
ルや腐食環境に曝しても、錫化合物の生成は少ないので
、接触抵抗の上昇は十分に抑制される。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例について説明する。母材として
２種類のりん青銅（Ｃ５１０１ＲとＣ５２１０Ｒ）およ
びＣｕ−Ｓｎ−Ｎｉ合金（ＭＦ２０２Ｒ）を使用し、こ
れらの母材上に錫あるいは錫−鉛合金めっきを行い、加
熱溶融処理により銅錫合金層を生成させ、この銅錫合金
層の厚さが、それ自体の厚さとその外側のめっき金属層
の厚さを足した厚さの５０〜８０％（以下。

この比率を拡散層比率と呼ぶ）として接触子用材料を、
接触子に成形加工後、接触信頼性試験を行って接触抵抗
を測定するとともに、はんだ付は性試験を行った。

また上記母材に銅下地めっきを施した後同様の処理を行
った接触子用材料についても同様の試験を行った。

比較例として、拡散層比率を２０．４０％および１００
％とした以外は実施例と同様に製作した接触子用材料に
ついて同様の試験を行った。

錫めっきは硫Ｉｖ錫浴、銅下地めっきは硫酸銅浴により
施し、また錫−鉛合金はホウフッ化浴により９０％５ｎ
−１０％ｐｂ合金を電着した。加熱溶融処理はマツフル
炉とバーナーによる直接加熱を併用して行った。

接触信頼性試験ならびにはんだ付は性試験の条件は下記
の通りである。

温湿度サイクル試験 コネクタを１０回挿抜後、嵌合状態で第１図に示す温湿
度サイクル雰囲気に１０サイクル曝し、接触抵抗を８１
１１定した。

耐硫化水素試験 コネクタを１０回挿抜後、嵌合状態で硫化水素ガス濃度
３ｐｐｍ−温度４０℃、湿度９０％の雰囲気に５００時
間曝し、接触抵抗を測定した。

はんだ付は性試験 成形加工前の条材を沸騰した水蒸気に１時間曝した後、
ロジン系Ｗ級フラックスに３秒間浸漬し、２３０℃の共
晶はんだ浴に、２５ａｏｏ／ｓｅｅの浸漬速度で、深さ
８ｍ＋ｎで５秒間浸漬し、濡れ時間を測定した。

第１表はこの発明の実施例ならびに比較例の接触信頼性
およびはんだ付は性試験の結果である。

本発明の実施例では、接触信頼性試験における接触抵抗
の上昇はわずかであったが、拡散層比率が２０％と４０
％の比較例では、接触抵抗が大きく上昇した。また、拡
散層比率が１００％の比較例では。

はんだの濡れが得られなかった。

ところで上記実施例では、母材としてりん青銅とＭＦ２
０２Ｒの場合について述べたが、Ｃ７２５０等の銅合金
についても同様の効果が得られる。まためっき浴は上記
説明以外の浴であっても本質的に変わらない。さらに拡
散層比率を５０〜８０％とする加熱溶融手段は、マンフ
ル炉およびバーナーの直接加熱による方法以外でも可能
であるが、加熱中の表面酸化を防ぐ必要がある。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明した通り、拡散層比率を５０〜８０
％にすることにより、挿抜時の錫粉末の発生を少なくし
て接触抵抗の上昇を有効に抑制し、接触子の接触信頼性
を維持することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

図は温湿度サイクル試験を説明する線図である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）銅合金母材上に直接錫あるいは錫合金めっきを施
   し、この錫あるいは錫合金めっき被膜を加熱溶融してな
   る接触子用材料において、前記加熱溶融によりめっき被
   膜と母材の界面に生成する銅錫合金層の厚さが、銅錫合
   金層とその外側のめっき金属層の合計の厚さの５０〜８
   ０％であることを特徴とする接触子用材料。
2. （２）銅合金がりん青銅またはＣｕ−Ｓｎ−Ｎｉ合金で
   ある特許請求の範囲第１項記載の接触子用材料。
3. （３）銅下地めっきを施した銅合金母材上に錫あるいは
   錫合金めっきを施し、この錫あるいは錫合金めっき被膜
   を加熱溶融してなる接触子用材料において、前記加熱溶
   融により錫あるいは錫合金めっき被膜と銅めっき被膜の
   界面に生成する銅錫合金層の厚さが、銅錫合金層とその
   外側のめっき金属層の合計の厚さの５０〜８０％である
   ことを特徴とする接触子用材料。
4. （４）銅合金がりん青銅またはＣｕ−Ｓｎ−Ｎｉ合金で
   ある特許請求の範囲第３項記載の接触子用材料。