TW201716640A - 導電構件及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

[課題] 提供可抑制接觸電阻增大的導電構件，及其製造方法。 [解決方法] 藉由一種導電構件來解決上述課題，其特徵為：於設置於基材1上之接點部2的表面具有Ni鍍敷層3，且Ni鍍敷層3之表面之算術平均粗糙度Sa為20nm以上。Ni鍍敷層3之X射線繞射圖中之Ni(200)面之位置之峰的半值寬宜為0.6°以下，Ni鍍敷層3之壓入硬度HIT宜為5000N/mm2以下。

Description

導電構件及其製造方法
本發明係關於導電構件及其製造方法。
以往，於匯流排等導電構件之基材係使用導電性良好之銅。近年來，考慮銅錠之價格高漲等理由，常使用鋁或鋁合金。然而，鋁或鋁合金容易於其表面產生絕緣性之氧化物或水合物之皮膜，有隨著時間經過其接觸電阻會增加之問題。因此，於使用了由鋁或鋁合金構成之基材的導電構件，為了提高導電性，會於與被導電構件通電之接點部設置Sn鍍敷層。
於設置Sn鍍敷層時，因為鋁或鋁合金為難以鍍敷之材料，故先於其表面進行著鋅處理(zincate treatment)而設置Zn層。該Zn層因為有時會因為係強酸性浴之Sn鍍敷浴而溶解，故通常於Zn層之上更設置了可於弱酸性浴中形成之Ni鍍敷層作為基礎層，並於其上設置Sn鍍敷層。(專利文獻1、2) [專利文獻1]日本特開2013-227630號公報 [專利文獻2]日本特開2006-291340號公報
然而，於設置Ni鍍敷層後設置Sn鍍敷層之情況，有鍍敷處理之步驟多而成本高的問題。且，就防止於接點部以外的通電之目的，設置鍍敷層後的導電構件常常藉由絕緣性之樹脂等被覆接點部以外之表面。為了進行藉由樹脂之被覆而將導電構件與樹脂一體成形時，因為經熔融之樹脂的熱，不僅是以樹脂被覆之接點部以外的表面，連設置Sn鍍敷層之接點部也成為高溫。然後，因為Sn之熔點低，為232℃，故有時Sn鍍敷層會部分熔融而使鍍敷有缺陷，無法獲得充分抑制接觸電阻增大的效果。
就解決如此問題之目的，有人設想了不設置Sn鍍敷層，且並非將熔點高之Ni鍍敷層作為基礎層而是作為最表層之導電構件。然而，Ni鍍敷層於高溫高濕環境下有比Sn鍍敷層更容易產生氧化物或水合物之趨勢，其結果有時會導致接觸電阻增大。因此，就於如車輛之引擎室內之高溫高濕環境下所使用之匯流排等導電構件而言，依然使用著於基材上按該順序具有Ni鍍敷層及Sn鍍敷層之導電構件，期望有可解決上述問題之導電構件。
本發明之課題係提供可抑制接觸電阻增大之導電構件及其製造方法。
本案發明者進行了為了達成上述課題之各種研究的結果，發現藉由使Ni鍍敷層之表面粗糙化，即使於高溫高濕環境下亦可防止於Ni鍍敷層之表面形成氧化物或水合物。而了解藉由形成表面粗糙之Ni鍍敷層作為最表層，可不設置Sn鍍敷層且充分地抑制接觸電阻增大，而完成了本發明。
也就是說，本發明係一種導電構件，其特徵為：設置於基材上之接點部之表面具有Ni鍍敷層，且Ni鍍敷層之表面的算術平均粗糙度Sa為20nm以上。
本發明中，Ni鍍敷層之X射線繞射圖中，Ni(200)面之位置之峰的半值寬宜為0.6°以下。
本發明中，Ni鍍敷層之壓入硬度HIT 宜為5000N/mm2 以下。
本發明中，Ni鍍敷層中之硫之含量宜為未達0.1質量%。於本發明可構成為如於接點部以外之表面形成有樹脂層的形態。本發明中，基材由鋁或鋁合金構成較為理想。
本發明係上述任一者所記載之導電構件的製造方法，其特徵為：具有準備基材之步驟、及使Ni鍍敷處理液與設置於基材上之接點部接觸之鍍敷處理步驟， 且Ni鍍敷處理液不含有含硫之光澤劑。
於鍍敷處理步驟，使用pH為3.5~4.8之胺磺酸浴來進行電解鍍敷處理較為理想。準備基材之步驟係將捲繞為線圈(coil)狀之基材拉出之步驟，且可於鍍敷處理步驟後，更具有將經鍍敷處理之基材捲繞為線圈狀之步驟，及進行切割加工與成形加工之步驟。於鍍敷處理步驟後，也可具有於接點部以外之部分設置樹脂層之步驟。
根據本發明，可獲得可抑制接觸電阻增大之導電構件。
以下，針對本發明之一實施形態進行詳細地說明。本發明不限定於以下之實施形態，在不妨礙本發明之效果的範圍可適當地予以變更並實施。 [導電構件] 根據本發明之導電構件10係如圖1、2所示，於設置在基材1之接點部2之表面具有Ni鍍敷層3。
(基材1) 基材1沒有特別之限定，例如可使用銅或銅合金、鋁或鋁合金等。其中，考慮降低成本之觀點，宜為由鋁或鋁合金構成之基材。基材1之厚度沒有特別之限定，可為0.1mm以上，宜為1mm以上，且可為50mm以下，宜為20mm以下。
於基材1上，設置有用於與被導電構件導通之接點部2。使用導電構件10作為匯流排時，接點部2可具有1個或多個用於將導電構件10以螺栓等連接在被導電構件之通孔(through hole)4。
基材1由鋁或鋁合金構成時，常於下述之Ni鍍敷層3設置之前，設置經著鋅處理之Zn層6。此時，如圖2所示，導電構件10係按基材1、Zn層6、Ni鍍敷層3之順序疊層。Zn層6之厚度沒有特別之限定，例如可為0.01μm以上，1μm以下。
(Ni鍍敷層3) Ni鍍敷層3設置於接點部2之表面。Ni之熔點約為1450℃，因為係遠高於Sn之熔點(232℃)的高溫，即使於鍍敷處理後之導電構件10的表面設置樹脂層5作為絕緣皮膜時，Ni鍍敷層3不會因為經熔融之樹脂的熱而有缺損。針對Ni鍍敷層之厚度，為了充分地被覆基材之表面，宜為0.1μm以上，更宜為0.5μm以上。此外，因為若於鍍敷後之壓製成形時Ni鍍敷為厚膜，會不追隨基材之變形而使鍍敷容易破裂，故考慮成形性之觀點，宜為10μm以下，更宜為5μm以下。
(表面之算術平均粗糙度Sa) Ni鍍敷層3之表面之算術平均粗糙度Sa(以下有時簡稱為「平均粗糙度Sa」)為20nm以上，宜為40nm以上，更宜為150nm以上。其中，面之算術平均粗糙度Sa係將線之算術平均粗糙度Ra於面擴張後之參數，表示使用光干涉顯微鏡，如圖10所示，由對於平均面之各點的高度H、H’之差的絕對值所算出的平均值。測定可依循ISO25178來進行。
Ni鍍敷層3的平均粗糙度Sa為20nm以上，故表面粗糙。以往，使用Ni鍍敷層作為最表層時，就外觀良好之目的或防止髒污之目的而言，以平滑且均勻地形成較為理想。然而，本案發明者進行深入研究後，得知在高溫高濕環境下使用時，反而是鍍敷面之表面粗糙度越粗糙，接觸電阻隨著時間經過之增加越少。如後述之實施例中所證實，Ni鍍敷層3之表面之算術平均粗糙度Sa為20nm以上時，抑制了導電構件接觸電阻在高溫高濕環境下隨時間經過而增大的情況。Ni鍍敷層3因為可作為導電構件之最表層，不需要如以往一般於Ni鍍敷層上更設置Sn鍍敷層，也可降低成本。
Ni鍍敷層3之表面之算術平均粗糙度Sa越大越好沒有限定上限值，但因為若粗糙度比鍍敷膜厚更大，凹陷部會到達基材而成為被覆層之缺陷，考慮充分確保被覆性之觀點，可將上限值定為等於或小於鍍敷膜厚，宜定為鍍敷膜厚的一半以下。
(X射線繞射峰之半值寬) Ni鍍敷層3之結晶粒徑係作為貢獻於Ni鍍敷層3之表面粗糙度之因素之一。也就是說如圖4所示，構成Ni鍍敷層3之結晶粒徑越大，表面粗糙度越容易變大(粗糙)。此處，結晶粒徑之大小係依以下之式(1)所示之Scherrer式決定。也就是說，結晶粒徑之大小因為與X射線繞射之峰之半值寬的倒數成比例，藉由以X射線繞射測定峰之半值寬，可將鍍敷之結晶性進行定量化。
【數1】(惟，D：晶粒之大小(nm)、β：半值寬(°)、θ：繞射X射線之布拉格(Bragg)角、λ：測定之X射線之波長(nm)、K：常數0.94。)
因此，本發明中，Ni鍍敷層3，宜如圖11所示，以於X射線繞射圖中Ni(200)面之位置具有峰且該峰之半值寬為0.6°以下的方式，規定鍍敷層之結晶粒徑之大小則較為理想。其中，Ni(200)面，為於使用了CuKα線之X射線繞射中，於米勒指數(Miller index)顯示之在(200)面的繞射峰。Ni(200)面雖然會因為測定設備或測定條件而不相同，例如可使用藉由X射線繞射獲得之圖中，於2θ為51.8±1°出現之繞射峰。峰之半值寬更宜為0.5°以下，進一步宜為0.4°以下。藉由使峰之半值寬為0.6°以下，使結晶粒徑變大而表面粗糙度Sa變大。其結果，可更抑制特別是接觸電阻於高溫高濕環境隨著時間經過而增大之情況。峰之半值寬之下限值係沒有特別之限定，可為0.1°以上。其中，於圖11中，「h」係表示Ni(200)面之位置之峰的高度(強度)。
其中，X射線繞射係使用CuKα線作為X射線源，管電壓為50kV，管電流為200mA，掃描速度為1°/min，從繞射角2θ為10°至80°進行測定。
(壓入硬度HIT ) 針對Ni鍍敷層3，壓入硬度HIT 宜為5000N/mm2 以下。藉由使壓入硬度HIT 為5000N/mm2 以下，當導電構件10扣接至被導電構件時，凸起部(Ni之新形成之面)會被壓碎而變形，使導電構件10之連接部2與被導電構件之連接部之間的接觸面積增大。其結果，可使接觸電阻變小。具體而言，固體彼此間於表面真正接觸之面積(真實接觸面積)Ar係藉由以下之式(2)表示。
Ar=P/pm　　(2) (惟，P：負荷，pm：表示較柔軟側之材料的屈服應力(yield stress)) 從上述式(2)也可明瞭，鍍敷之硬度越小(較柔軟側之材料的屈服應力Pm小)， 真實接觸面積Ar會變大而更容易確立電連接。
壓入硬度HIT 之下限值沒有特別之限定，可為100N/mm2 以上。其中，一般而言，於硬度之定量評價使用維氏硬度(Vickers hardness)試驗等，但因為Ni鍍敷層3之厚度為數μm左右的薄，於微小維氏硬度試驗中，壓痕之深度會到達基材1，有時測定結果會受到基材1之硬度的影響。因此，此處壓入硬度HIT 係使用奈米壓頭進行測定而得之壓入硬度。
(Ni鍍敷層3之形成方法) Ni鍍敷層3之形成方法沒有特別之限定，可藉由電解鍍敷或無電解鍍敷來形成，於容易形成表面為粗糙之鍍敷層之觀點，宜為電解鍍敷。於形成Ni鍍敷層3之前，因應需求也可進行脫脂、酸洗、水洗等前處理。Ni鍍敷處理液可使用瓦特浴(watts bath)或胺磺酸浴等於工業上使用之鍍敷處理液。其中，考慮於基材1上設置Zn層時防止Zn層之溶解，進一步地使內部應力變小，鍍敷後之成形性優良之觀點，宜為pH為3.5~4.8之胺磺酸浴。
一般而言，於Ni鍍敷處理液中，為了使獲得之Ni鍍敷層具有光澤，有時會添加光澤劑。就光澤劑而言，常使用糖精(saccharin)等含有硫者。含硫之光澤劑係展現將構成鍍敷層之結晶粒徑微小化之作用。例如，於圖3展示藉由含有含硫之光澤劑之鍍敷處理液所形成而得之Ni鍍敷層之表面的掃描式電子顯微鏡(SE M)的照片。針對該Ni鍍敷層之表面，因為結晶粒微小而於SEM照片中無法確認到結晶粒。其結果，該Ni鍍敷層之表面變為平滑。另一方面，於圖4展示藉由不含光澤劑之鍍敷處理液(無光澤鍍敷)所形成而得之Ni鍍敷層之表面的掃描式電子顯微鏡照片。該Ni鍍敷層之表面可確認有數百奈米級之大型之Ni的結晶粒。其結果，該Ni鍍敷層之表面變粗糙。
因此，為了獲得結晶粒徑大且表面粗糙度粗的Ni鍍敷層3，於鍍敷處理液中， 宜不含有含硫之光澤劑。例如，於鍍敷處理液中，藉由不含有光澤劑，或含有不含硫之光澤劑，可使Ni鍍敷層3之結晶粒徑變大。其結果，將Ni鍍敷層3之表面粗糙度變粗，即使於高溫高濕環境下也可抑制氧化物或水合物之形成，可抑制接觸電阻隨著時間經過而增大之情況。
此時，形成而得之Ni鍍敷層3係實質上不含有硫。Ni鍍敷層中之硫之含量例如為未達0.1質量%，宜為未達0.05質量%。
就為了成為結晶粒徑大之Ni鍍敷層3之其他方法而言，也可藉由將鍍敷處理時之電流密度壓低至2A/dm2 ~10A/dm2 ，宜為2A/dm2 ~5A/dm2 ，或者，為了提高鍍敷浴中之Ni離子濃度，例如若為於胺磺酸鎳鍍敷浴，使處理液中之胺磺酸鎳之濃度提高為400g/L~500g/L，宜提高為450g/L~500g/L等方式來形成。
另一方面，也可於Ni鍍敷層3形成後，藉由噴砂或銼刀等而機械性地使表面粗糙度Sa成為20nm以上。此時，無關乎結晶粒徑之大小形成Ni鍍敷層3，之後機械性地使表面變粗糙即可。
(樹脂層5) 導電構件10可於接點部2以外之表面形成作為絕緣皮膜之樹脂層5。藉由設置樹脂層5，可防止於接點部以外之通電。形成樹脂層5之樹脂只要是可塗布(coati ng)於基材1上之樹脂即可，沒有特別之限定，例如可使用熱塑性樹脂。就熱塑性樹脂而言，可使用選自通用塑膠、通用工程塑膠(工程塑膠)、超級工程塑膠等中之1種或2種以上。就通用塑膠而言，可列舉聚丙烯、ABS樹脂等。就通用工程塑膠而言，可列舉聚醯胺、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸丁二酯等。就超級工程塑膠而言，可列舉聚苯硫醚、聚醯胺醯亞胺等。樹脂層之厚度沒有特別之限定，可為10μm以上5000μm以下。
樹脂層5之形成方法沒有特別之限定。例如，於基材上形成鍍敷層3後，藉由射出成形、熔融擠製成形、壓縮成形、或轉移(transfer)成形等與基材1成形為一體。設置於基材1上之接點部2之表面的Ni鍍敷層3因為熔點高，故不會因為經熔融之樹脂的熱而熔融使得鍍敷有缺損。其結果，即使為於導電構件10設置了樹脂層5進行絕緣被覆之情況，仍可充分地獲得抑制接觸電阻增大的效果。
[導電構件10之製造方法] 導電構件10之製造方法， 其特徵為具有：準備基材1之步驟(以下稱為「基材準備步驟」。)，及使Ni鍍敷處理液與設置於基材1上之接點部接觸之鍍敷處理步驟(以下稱為「鍍敷處理步驟」。)且 Ni鍍敷處理液不含有含硫之光澤劑。因為Ni鍍敷處理液不含有含硫之光澤劑，可獲得Ni鍍敷層3之表面變粗糙且可抑制接觸電阻隨著時間經過而增大之情況的導電構件10。此外，導電構件10因為不具有如以往之導電構件之Ni鍍敷層及Sn鍍敷層的多層鍍敷層，故可以較少之鍍敷處理步驟來完成。所以，能夠以將捲繞為線圈狀基材解開來並經鍍敷處理之後，再次捲繞為線圈狀之所謂線圈間(coil to coil)方式形成Ni鍍敷層3，並進行切割加工及成形加工來製造。
(基材準備步驟) 基材準備步驟係準備導電構件之基材的步驟，其方法沒有特別之限定。以上述之線圈間方式來進行鍍敷處理時，基材準備步驟可為將捲繞為線圈狀之基材1解開並拉出之步驟。拉出速度可配合Ni鍍敷處理步驟之鍍敷處理時間或速度適當地調整。針對基材1，於降低成本之觀點，宜為由鋁或鋁合金構成。基材1為由鋁或鋁合金構成時，基材準備步驟可具有將基材1進行著鋅處理於基材1上形成Zn層6之步驟。
(Ni鍍敷處理步驟) Ni鍍敷處理步驟為使Ni鍍敷處理液與基材1接觸，於基材1上形成Ni鍍敷層3之步驟。關於Ni鍍敷處理方法及鍍敷處理液如同上述。鍍敷處理步驟因應需求可具有脫脂、酸洗、水洗等前處理步驟。就形成之結晶粒徑大而Ni鍍敷層3之表面粗糙度Sa成為20nm以上之目的，Ni鍍敷處理液不含有含硫之光澤劑較為理想。 就含有硫之光澤劑可列舉糖精、1,3,6-三萘磺酸鈉、萘-1,3,6-三磺酸鈉等。鍍敷處理液宜不含有光澤劑、或含有不含硫之光澤劑。就不含硫之光澤劑而言，可列舉分類為2次光澤劑之光澤劑等。就分類為2次光澤劑之光澤劑而言，可舉例如香豆素(coumarin)、2-丁炔-1,4-二醇、2-腈乙醇(ethylene cyanohydrin)、炔丙醇、甲醛、喹啉或吡啶等。
於鍍敷處理步驟，使用pH為3.5~4.8之胺磺酸浴或pH4.0~5.5之瓦特浴進行電解鍍敷處理較為理想，考慮如上述之鍍敷後之成形性優良，為胺磺酸浴更為理想。於電解鍍敷處理形成Ni鍍敷層時之電流密度以2A/dm2 以上10A/dm2 以下來進行較為理想。更理想之電流密度為2A/dm2 以上5A/dm2 以下。進一步地，為了提高Ni鍍敷處理液中之Ni離子濃度，例如若為胺磺酸Ni鍍敷浴，使處理液中之胺磺酸鎳之濃度為400g/L以上500g/L以下，或為450g/L以上500g/L以下較為理想。
此外，將鍍敷處理步驟以線圈間方式來進行時，於鍍敷處理步驟之後，可具有將基材1捲繞成為線圈狀之步驟(以下簡稱為「捲繞步驟」。)及，進行切割加工與成形加工之步驟(以下簡稱為「加工步驟」)。另外，將接點部以外進行絕緣被覆時，也可具有於接點部以外之表面形成樹脂層之步驟(以下稱為「樹脂層形成步驟」。)。
其中，相較於加工步驟後進行Ni鍍敷處理，於加工步驟前進行Ni鍍敷處理可更降低製造成本。因此，按順序具有基材準備步驟、Ni鍍敷處理步驟、捲繞步驟、加工步驟較為理想。於加工步驟之後宜具有樹脂層形成步驟。此外，因為不需要形成Sn鍍敷層之步驟，為了降低成本，也可以由基材準備步驟、Ni鍍敷處理步驟、捲繞步驟、加工步驟及樹脂層形成步驟構成之最低限度之步驟來進行製造。
(捲繞步驟) 捲繞步驟為將經Ni鍍敷處理之基材再次捲繞為線圈狀之步驟。捲繞速度可配合於Ni鍍敷處理步驟中之鍍敷處理時間或速度適當地調整。因為不需要如以往之導電構件形成Ni鍍敷層及Sn鍍敷層的多層鍍敷層，可以較少之鍍敷處理步驟來完成，藉由如此方式，將線圈狀之基材進行鍍敷處理後再次捲繞為線圈狀，也就是說可藉由線圈間方式來形成Ni鍍敷層3。
(加工步驟) 切割加工及成形加工之步驟，係將形成了Ni鍍敷層3之基材1切割為期望之大小並成形加工為期望之形狀而獲得導電構件10之步驟。於該步驟，切割加工與成形加工可為不同之步驟，也可如壓製加工般同時進行切割加工與成形加工。
(樹脂層形成步驟) 樹脂層形成步驟為於接點部2以外之表面設置樹脂層5而進行絕緣被覆之步驟。導電構件10因為於接點部2之表面具有Ni鍍敷層3，即使於形成樹脂層時因為經熔融之樹脂的熱使得接點部2成為高溫，也不會產生鍍敷之缺損，可充分地獲得抑制接觸電阻之增大的效果。關於使用之樹脂及形成方法如同上述。 [實施例]
以下展示實施例來更具體地說明本發明，但本發明之解釋不限於為此等之實施例。
[實施例1] 將鋁合金6101-T6材之軋製品(100mm×200mm×厚度3mm)作為基材1。於基材1之兩面，作為前處理進行以下所示之(1)鹼蝕刻與去污及(2)二階段著鋅處理後，進行(3)電解Ni鍍敷形成Ni鍍敷層3，獲得實施例1之導電構件10。
(1)鹼蝕刻及去污係如以下方式來進行。也就是說，將基材1於50℃、50g/L之NaOH水溶液中浸漬30秒鐘進行鹼蝕刻，以室溫之自來水水洗30秒鐘。之後，將基材1浸漬於將60質量%之硝酸以離子交換水稀釋成500ml/L之濃度並維持於室溫的去污液30秒鐘，進一步以室溫之自來水水洗30秒鐘。
(2)二階段著鋅處理係如以下方式來進行。也就是說，將去污後之基材1浸漬於將奧野製藥工業(股)公司製的著鋅液「Substar ZN-111」以離子交換水稀釋為500ml/L之濃度並保持於室溫的著鋅處理液中60秒鐘。以室溫之自來水水洗30秒鐘後，將基材1浸漬於將60質量%之硝酸以離子交換水稀釋成100m/L之濃度並保持於室溫的鋅剝離液中30秒鐘，剝離鋅層。進一步經水洗後，浸漬於上述之著鋅處理液30秒鐘，於基材上形成了緻密之鋅置換層。將其水洗作為前處理材。
(3)電解Ni鍍敷係使用瓦特浴如以下之方式來進行。也就是說，將含有硫酸鎳六水合物240g/L、硼酸35g/L之鍍敷浴(瓦特浴)保持於浴溫45℃，將前處理材浸漬於其中作為陰極，以4A/dm2 之陰極電流密度進行鍍敷，形成了Ni鍍敷層3。鍍敷時間係使Ni鍍敷層3之厚度成為約3μm之任意時間。
[實施例2] 使用胺磺酸浴如以下方式形成Ni鍍敷層3以外，以與實施例1相同方式獲得實施例2之導電構件10。在含有胺磺酸鎳四水合物450g/L、氯化鎳六水合物10g/L、 硼酸35g/L之鍍敷浴(胺磺酸浴)中，以5A/dm2 之陰極電流密度進行鍍敷而形成了Ni鍍敷層3。
[實施例3] 於胺磺酸浴中，以4ml/L之濃度添加了MURATA Co., Ltd.製的SN-20作為不含硫之光澤劑以外，以與實施例2相同方式，獲得實施例3之導電構件10。
[比較例1] 於瓦特浴中，以3g/L之濃度添加了糖精作為光澤劑以外，以與實施例1相同方式，獲得比較例1之導電構件。
[比較例2] 於胺磺酸浴中，以3g/L之濃度添加了糖精作為光澤劑以外，以與實施例2相同方式，獲得比較例2之導電構件。 其中，上述之實施例及比較例中鍍敷浴之pH皆為4.0。
[算術平均粗糙度Sa] 將形成了Ni鍍敷層之樣本切割為20mm方形，使用Bruker AXS(股)公司製光干涉顯微鏡(GT-1)，以115倍之物鏡從樣本之表面選出約20μm×40μm之視野。依循ISO25178算出該測定視野內之面的算術平均粗糙度Sa，定義為Ni鍍敷層之表面之算術平均粗糙度Sa。結果表示於表1。
[X射線繞射圖中峰之半值寬] 針對形成了Ni鍍敷層後之樣本，使用Rigaku Corporation製X射線繞射裝置RAD-rR，藉由下列條件進行3次Ni鍍敷層之X射線繞射之測定，算出位於Ni(200)面之峰之半值寬之平均值。此時繞射角2θ為51.8°。其結果表示於表1。 管球：Cu 射線源：CuKα線 管電壓：50kV 管電流：200mA 使用單色儀(單色儀之接收狹縫：0.8mm) 測角儀半徑：185mm 取樣幅度：0.01° 掃描速度：1°/min 發散狹縫：1° 散射狹縫：1° 接收狹縫：0.3mm 附屬裝置：ASC-43(橫型) 旋轉速度：80rpm
[壓入硬度HIT ] 將形成了Ni鍍敷層後之樣本切割為20mm方形，使用ELIONIX INC.製奈米壓痕試驗機 ENT-1100a，將Berkovich型之鑽石壓頭 符號6170以20mN之負荷壓入，算出於ISO14577規定之壓入硬度HIT 。結果表示於表1。
[接觸電阻測定] 將形成了Ni鍍敷層後之樣本，於室溫之離子交換水中水洗30秒鐘，使用烘乾機進行熱風乾燥後，測定樣本之接觸電阻。之後，針對樣本進行溫濕度循環試驗，並再一次地測定樣本之接觸電阻。
接觸電阻係如圖5所示，以經Au鍍敷之Al板20夾住樣本，邊給予1MPa之表面壓力邊流通1A之電流，測定Au鍍敷板之間之電壓降(voltage drop)V，並由R=(V/ I)×S算出接觸電阻。惟，R：接觸電阻(mΩcm2 )，I：電流(A)，S：接觸面積2×2(cm2 )。
溫濕度循環試驗係使用ESPEC CORP.製恆溫恆濕試驗機PR-4J，依循JIS C60 068-2-38(試驗符號：Z/AD)，於濕度93%，依於圖6所示之溫濕度循環試驗之循環示意圖進行10次循環。也就是說，花費2小時從25℃升溫至65℃，維持於65℃3.5小時後，花費2小時從65℃降溫至25℃。進一步於25℃維持0.5小時，此進行2次循環。之後花費0.5小時從25℃降溫至-10℃，維持於-10℃3小時後，花費1.5小時從-10℃升溫至25℃，從試驗開始至經過24小時為止將其維持於25℃。結果表示於表1。
若溫濕度循環試驗後之接觸電阻值低於3mΩ・cm2 ，表示接觸電阻值之增大受到抑制。另一方面，若接觸電阻值高於3mΩ・cm2 ，表示接觸電阻有增大。從表1可以明瞭，實施例1~3之導電構件任一者之接觸電阻皆低於3mΩ・cm2 ，抑制其接觸電阻值之增大受到抑制。
[S含量測定] 針對形成了Ni鍍敷層後之樣本，使用電子束顯微分析儀(EPMA：島津製作所(股)公司製，型號EPMA-1610，分析下限值0.1質量%)測定Ni鍍敷層中硫之含量(S分率)。將結果表示於表1中。並沒有從實施1~3之導電構件之Ni鍍敷層檢測出硫。
【表1】
於圖7~9，根據表1之數值，展示接觸電阻與算術平均粗糙度Sa(圖7)、X射線繞射圖中峰之半值寬(圖8)、或壓入硬度HIT (圖9)之間之關係。圖7~9中，四角形表示溫濕度循環前之值，黑色圓形表示溫濕度循環試驗後之值。溫濕度循環試驗後(以黑色圓形表示)之接觸電阻值為3mΩ・cm2 以下時，可說其即使於高溫高濕環境下也可抑制接觸電阻之增大。由圖7~9可以明瞭，Ni鍍敷層之算術平均粗糙度Sa為20nm以上之實施例1~3之導電構件在溫濕度循環試驗後之接觸電阻為3mΩ・cm2 以下，可抑制接觸電阻之增大。
1‧‧‧基材 2‧‧‧接點部 3‧‧‧Ni鍍敷層 4‧‧‧通孔 5‧‧‧樹脂層 6‧‧‧Zn層 10‧‧‧導電構件 20‧‧‧經Au鍍敷之Al板 H、H’‧‧‧對於平均面之各點的高度
【圖1】為表示導電構件之一例的立體圖。 【圖2】為圖1中A-A’線之截面圖。 【圖3】為以含有含硫之光澤劑之鍍敷處理液所形成而得之Ni鍍敷層之表面的掃描式電子顯微鏡圖像。 【圖4】為以不含有光澤劑之鍍敷處理液所形成而得之Ni鍍敷層之表面的掃描式電子顯微鏡照片。 【圖5】為表示接觸電阻之測定方法的示意圖。 【圖6】為針對溫濕度循環試驗的說明圖。 【圖7】為表示接觸電阻與Ni鍍敷層表面之算術平均粗糙度Sa之關係的圖表。 【圖8】為表示接觸電阻與Ni鍍敷層之X射線繞射圖中，峰之半值寬之關係的圖表。 【圖9】為表示接觸電阻與Ni鍍敷層之壓入硬度HIT 之關係的圖表。 【圖10】為針對面之算術平均粗糙度Sa的說明圖。 【圖11】為針對X射線繞射峰之半值寬的說明圖。
1‧‧‧基材
3‧‧‧Ni鍍敷層
6‧‧‧Zn層

Claims (10)

  1. 一種導電構件，其特徵在於：在設置於基材上之接點部之表面具有Ni鍍敷層，且Ni鍍敷層之表面的算術平均粗糙度Sa為20nm以上。
  2. 如申請專利範圍第1項之導電構件，其中，Ni鍍敷層之X射線繞射圖中，Ni(200)面之位置之峰的半值寬為0.6°以下。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之導電構件，其中，Ni鍍敷層之壓入硬度HIT 為5000N/ mm2 以下。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之導電構件，其中，Ni鍍敷層中硫之含量未達0.1質量%。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之導電構件，在接點部以外的表面形成有樹脂層。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之導電構件，其中，基材係由鋁或鋁合金構成。
  7. 一種製造方法，係製造如申請專利範圍第1至6項中任一項之導電構件，其特徵為：具有準備基材之步驟、及使Ni鍍敷處理液與設置於基材上之接點部接觸之鍍敷處理步驟，且 Ni鍍敷處理液不含有含硫之光澤劑。
  8. 如申請專利範圍第7項之製造方法，其中，於鍍敷處理步驟，使用pH為3.5~4.8之胺磺酸浴進行電解鍍敷處理。
  9. 如申請專利範圍第7或8項之製造方法，其中，準備基材之步驟係將捲繞為線圈狀之基材拉出之步驟；且於鍍敷處理步驟後，更具有將經鍍敷處理之基材捲繞成線圈狀之步驟，及進行切割加工與成形加工之步驟。
  10. 如申請專利範圍第7或8項之製造方法，在鍍敷處理步驟後具有在接點部以外之部分設置樹脂層之步驟。
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