TW202111164A - 複合鍍敷材及其製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供複合鍍敷材及其製造方法，該複合鍍敷材係於素材上形成有由銀層中含有碳粒子之複合材所構成之複合鍍敷皮膜者，且複合鍍敷皮膜中之碳粒子脫落少。藉由使用添加有碳粒子之銀鍍敷液來進行電鍍，在(較佳為由銅或銅合金所構成之)素材上形成由銀層中含有碳粒子的複合材所構成之複合鍍敷皮膜後，再進行去除表面之部分碳粒子之處理。
Description
本發明涉及複合鍍敷材及其製造方法，尤其涉及使用作為開關或連接器等滑動接點零件等的材料之複合鍍敷材及其製造方法。
以往，作為開關或連接器等滑動接點零件等的材料，為了防止在滑動過程中因加熱造成銅或銅合金等導體素材氧化，係使用已對導體素材施行銀鍍敷之銀鍍敷材。
然而，銀鍍敷軟質而易磨耗，且一般而言摩擦係數高，因此有因滑動而易剝離之問題。為了解決該問題有文獻提出一種方法，該方法係將使耐熱性、磨耗性、潤滑性等優異之黑鉛或碳黑等碳粒子中石墨粒子分散於銀基質中之複合材的皮膜，利用電鍍形成於導體素材上以提升耐磨耗性(例如參照專利文獻1)。且，有文獻提出一種藉由使用添加有適於黑鉛粒子分散之潤濕劑的鍍敷浴來製造含黑鉛粒子之銀鍍敷皮膜的方法(例如參照專利文獻2)。並提出有一種方法，該方法係利用溶膠-凝膠法將碳粒子以金屬氧化物等形式塗佈，來提高銀與碳粒子之複合鍍敷液中之碳粒子的分散性，增加鍍敷皮膜中複合化之碳粒子量(參照例如專利文獻3)。
然而，藉由專利文獻1~3之方法製出之複合鍍敷材有因摩擦係數較高而無法應對接點或端子之高壽命化的問題，從而期望相較於藉由專利文獻1~3之方法製出之複合鍍敷材，增加碳粒子含量或表面之碳粒子所佔比率，以提供更優異之耐磨耗性的複合鍍敷材。
作為製造這種複合鍍敷材料的方法已提出有以下方法：藉由使用添加有經進行氧化處理之碳粒子的氰系銀鍍敷液來進行電鍍，於素材上形成由銀層中含有碳粒子之複合材所構成之皮膜的方法(例如參照專利文獻4)；及，使用含硝酸銀與硝酸銨之銀鍍敷液中添加有在進行氧化處理後施行過矽烷耦合處理之碳粒子的複合鍍敷液來進行電鍍，藉此於素材上形成由銀層中包含碳粒子之複合材所構成之皮膜的方法(例如參照專利文獻5)等。
先前技術文獻
專利文獻
專利文獻1：日本特開平9-7445號公報(段落編號0005-0007)
專利文獻2：日本特開平5-505853號公報(第1-2頁)
專利文獻3：日本特開平3-253598號公報(第2頁)
專利文獻4：日本特開2006-37225號公報(段落編號0009)
專利文獻5：日本特開2007-262528號公報(段落編號0008-0009)
發明欲解決之課題
然而，若將藉由專利文獻4之方法製出之複合鍍敷材作為開關或連接器等滑動接點零件等之材料使用，則在將複合鍍敷材進行加壓加工時，表層之碳粒子會脫落而混入沖壓油中，從而有污染設備之可能，並且脫落之碳粒子還有造成(使用有該滑動接點零件等之)電子機器短路的可能。
又，以專利文獻5的方法來說，必須在複合鍍敷材之複合鍍敷皮膜上進一步形成銀鍍敷皮膜，導致製造成本變高。且，有形成於複合鍍敷皮膜上之銀鍍敷皮膜剝離而造成電子機器短路之可能。又，有因銀鍍敷皮膜剝離而露出的碳粒子脫落混入沖壓油中，造成污染設備之可能。
因此，本發明有鑑於上述以往之問題點，目的在於提供一種複合鍍敷材及其製造方法，該複合鍍敷材係於素材上形成有由銀層中含有碳粒子之複合材所構成之複合鍍敷皮膜者，且複合鍍敷皮膜中之碳粒子脫落少。
用以解決課題之手段
本發明人等為了解決上述課題而潛心研究後，結果發現：藉由使用添加有碳粒子之銀鍍敷液來進行電鍍，在素材上形成由銀層中含有碳粒子的複合材所構成之複合鍍敷皮膜後，再進行去除表面之部分碳粒子之處理，藉此可造出一種複合鍍敷材，該複合鍍敷材係於素材上形成有由銀層中含有碳粒子之複合材所構成之複合鍍敷皮膜者，且複合鍍敷皮膜中之碳粒子脫落少，進而完成了本發明。
亦即，本發明之複合鍍敷材之製造方法之特徵在於：藉由使用添加有碳粒子之銀鍍敷液來進行電鍍，在素材上形成由銀層中含有碳粒子的複合材所構成之複合鍍敷皮膜後，再進行去除表面之部分碳粒子之處理。
該複合鍍敷材之製造方法中，去除部分碳粒子之處理宜為對複合鍍敷皮膜之表面進行超音波洗淨或電解洗淨之處理。此時，超音波洗淨宜在20~100kHz下進行1~300秒鐘，電解洗淨宜在1~30A/dm2
下進行10~300秒鐘。又，利用去除表面之部分碳粒子之處理所得碳粒子的去除率宜為20~75面積%，且碳粒子宜為平均粒徑1~15µm之石墨粒子。又，銀鍍敷液宜為磺酸系銀鍍敷液，添加於銀鍍敷液之碳粒子量宜為10~100g/L，電鍍宜在電流密度0.5~10A/dm2
下進行。又，素材宜由銅或銅合金構成。並且，宜在形成由複合材所構成之皮膜之前，於素材上形成鎳鍍敷皮膜。
又，本發明之複合鍍敷材係於素材上形成有由銀層中含有碳粒子的複合材所構成之複合鍍敷皮膜，複合鍍敷皮膜表面之碳粒子所佔比率為1~50面積%，且在將黏著力4.02N/10mm之黏著膠帶貼附於複合鍍敷皮膜表面後剝除時，附著於黏著膠帶之碳粒子數為35,000個/mm2
以下。
該複合鍍敷材中，複合鍍敷皮膜的厚度宜為0.5~15µm。又，該複合鍍敷材之表面粗度Ra宜為0.2~1.7µm，摩擦係數宜為0.8以下。並且，宜在複合鍍敷皮膜與素材之間宜形成有鎳鍍敷皮膜。
並且，本發明之端子之特徵在於：使用有上述複合鍍敷材作為材料。
發明效果
根據本發明可製造一種複合鍍敷材，該複合鍍敷材係於素材上形成有由銀層中含有碳粒子之複合材所構成之複合鍍敷皮膜者，且複合鍍敷皮膜中之碳粒子脫落少。
本發明之複合鍍敷材之製造方法的實施形態中，係藉由使用添加有碳粒子之銀鍍敷液來進行電鍍，在(較佳為由銅或銅合金所構成之)素材上形成由銀層中含有碳粒子的複合材所構成之複合鍍敷皮膜後，再進行去除表面之部分碳粒子之處理。
該複合鍍敷材之製造方法中，作為去除複合鍍敷皮膜表面之部分碳粒子的處理可進行超音波洗淨、電解洗淨、高壓洗淨及拋光處理等處理，但宜對複合鍍敷皮膜之表面進行超音波洗淨或電解洗淨之處理。為超音波洗淨時，宜在20~100kHz下進行1~300秒鐘，較宜在25~50kHz下進行2~270秒鐘。為電解洗淨時，宜在1~30A/dm2
下進行10~300秒鐘，較宜在2~25A/dm2
下進行20~270秒鐘。又，利用去除表面之部分碳粒子之處理所得碳粒子的去除率宜為20~75面積%，較宜為25~70面積%。
碳粒子宜為石墨粒子，該石墨粒子之平均粒徑宜為0.5~15µm，1~10µm較佳。又，宜藉由將該碳粒子進行氧化處理，去除吸附於碳粒子表面之親油性有機物。所述親油性有機物包含烷烴或烯烴等脂肪族烴或是烷基苯等芳香族烴。碳粒子之氧化處理除了濕式氧化處理之外，還可使用利用O2
氣體等進行之乾式氧化處理，但由量產性之觀點來看，宜使用濕式氧化處理，藉由濕式氧化處理可均一處理表面積大之碳粒子。濕式氧化處理的方法可使用使碳粒子懸浮於水中後添加適量氧化劑之方法等。作為氧化劑，可使用硝酸、過氧化氫、過錳酸鉀、過硫酸鉀、過氯酸鈉等氧化劑。吾等認為附著於碳粒子之親油性有機物會被所添加之氧化劑氧化而成為容易溶解於水的形態，從而從碳粒子表面被適當去除。又，在進行該濕式氧化處理後，進行過濾並進一步水洗碳粒子，藉此可進一步提高從碳粒子表面去除親油性有機物之效果。藉由碳粒子之氧化處理，可從碳粒子表面去除脂肪族烴或芳香族烴等親油性有機物，根據利用300℃加熱氣體進行分析，將氧化處理後之碳粒子在300℃下加熱而產生之氣體中，幾乎不含烷烴或烯烴等親油性脂肪族烴或是烷基苯等親油性芳香族烴。即便氧化處理後之碳粒子中包含有些許脂肪族烴或芳香族烴，亦可使碳粒子分散於銀鍍敷液中，但宜為碳粒子中不含分子量160以上之烴且碳粒子中分子量小於160之烴之300℃加熱產生氣體強度(吹氣捕捉氣相層析質量分析強度)成為5,000,000以下。
銀鍍敷液宜使用磺酸系銀鍍敷液，該磺酸系銀鍍敷液包含作為Ag離子源之磺酸銀、作為錯合劑之磺酸，且亦可包含上光劑等添加劑。該銀鍍敷液中之Ag濃度宜為5~150g/L，較宜為10~120g/L，最宜為20~100g/L。該磺酸系銀鍍敷液中所含磺酸銀可使用甲磺酸銀、烷醇磺酸銀、苯酚磺酸銀等。
又，添加於該銀鍍敷液中之碳粒子量宜為10~100g/L，較宜為15~90g/L，最宜為20~70g/L。銀鍍敷液中之碳粒子量若小於10g/L，有無法充分增加複合鍍敷皮膜中之碳粒子含量之虞，而即使多於100g/L，也無法增加複合鍍敷皮膜中之碳粒子含量。
又，形成複合鍍敷皮膜時電鍍宜在電流密度0.5~10A/dm2
下進行，較宜在1~5A/dm2
下進行，最宜在2~4A/dm2
下進行。Ag濃度或電流密度若過低，則複合鍍敷皮膜之形成會變慢而無效率；Ag濃度或電流密度若過高，則容易於複合鍍敷皮膜發生外觀不均。
如本發明之複合鍍敷材之製造方法的實施形態，藉由使用添加有碳粒子之銀鍍敷液來進行電鍍，可製造一種耐磨耗性佳之複合鍍敷材，其在素材上形成有由銀層中分散有碳粒子的複合材所構成之皮膜，且表面碳粒子所佔比率多。又，藉由進行去除由複合材構成之皮膜表面的部分碳粒子(容易脫落之碳粒子)之處理(較佳為對複合鍍敷皮膜之表面進行超音波洗淨或電解洗淨的處理)，可製造一種複合鍍敷材，其係於素材上形成有由銀層中含有碳粒子之複合材所構成之複合鍍敷皮膜者，且複合鍍敷皮膜中之碳粒子脫落少。
又，本發明之複合鍍敷材的實施形態中，複合鍍敷材係於(較佳為由銅或銅合金所構成之)素材上形成有由銀層中含有碳粒子之複合材所構成的複合鍍敷皮膜者，複合鍍敷皮膜表面之碳粒子所佔比率為1~50面積%，且在將黏著力4.02N/10mm之黏著膠帶貼附於複合鍍敷皮膜表面後剝除時，附著於黏著膠帶之碳粒子數為35,000個/mm2
以下(較佳為10,000個/mm2
以下)。若複合鍍敷皮膜表面的碳粒子所佔比率小於1面積%，則複合鍍敷材之耐磨耗性會不足，而若大於50面積%，則複合鍍敷材之接觸電阻會變高。
複合鍍敷皮膜的厚度宜為0.5~15µm，較宜為1~10µm，3~8µm最佳。若複合鍍敷皮膜的厚度小於0.5µm，則複合鍍敷材之耐磨耗性會不足，而若大於15µm，則銀的量會變多，從而複合鍍敷材之製造成本變高。又，為了使複合鍍敷材之耐熱性提升，可在該等之間形成(較佳為厚度0.5~5µm之)鎳鍍敷皮膜。又，該複合鍍敷材之表面粗度Ra宜為0.2~1.7µm，較佳為0.2~1.3μm。又，複合鍍敷材的摩擦係數宜為0.8以下，較宜為0.6以下，0.1~0.5最佳。
此外，藉由進行磨耗試驗來評估耐磨耗性時，宜在500次往復滑動動作後不會露出基材，該磨耗試驗係從本發明之複合鍍敷材之實施形態裁切出2片試驗片，將其中一試驗片製成平板狀試驗片(評估試料)，並將另一試驗片進行壓痕加工(內側R=1.0mm之半球狀的搥打加工)製成附壓痕之試驗片(壓頭)，藉由滑動磨耗試驗機，一邊以一定荷重(2N)將附壓痕之試驗片壓抵於平板狀試驗片，一邊持續往復滑動動作(滑動距離10mm，滑動速度3mm/秒)直到素材露出，來確認平板狀試驗片之磨耗狀態。又，測定於上述往復滑動動作中施加於水平方向之力並算出其平均值F，並將平板狀試驗片與附壓痕之試驗片之間的動摩擦係數(μ)從μ=F/N算出後，動摩擦係數宜為0.8以下，較佳為0.6以下。
實施例
以下，詳細說明本發明之複合鍍敷材及其製造方法的實施例。
[實施例1]
作為碳粒子將平均粒徑5µm的鱗片狀黑鉛粒子6重量%添加至3L的純水中，一邊攪拌該混合溶液一邊使其升溫至50℃。接著，於該混合溶液中緩慢地滴下0.1莫耳/L的過硫酸鉀水溶液1.2L後，攪拌2小時進行氧化處理，之後用濾紙濾出並進行水洗。
針對該氧化處理前後之碳粒子，用吹氣捕捉氣相層析質量分析裝置(日本分析工業JHS-100)(島津製作所製之GCMAS QP-5050A)，進行300℃加熱產生氣體之分析，結果可知藉由上述氧化處理，附著於碳粒子(壬烷、癸烷、3-甲-2-庚烯等之)親油性脂肪族烴或(二甲苯等之)親油性芳香族烴已被去除。
又，作為素材準備厚度0.2mm之由Cu-Ni-Sn-P合金所構成之板材(包含1.0質量%之Ni、0.9質量%之Sn與0.05質量%之P，且剩餘部分為Cu之銅合金板材)(DOWA METALTECH Co.,Ltd.製之NB109EH)，將該素材作為陰極且將(對鈦之網狀素材進行了白金鍍敷之)鈦白金網狀電極板作為陽極來使用，在包含磺酸作為錯合劑之磺酸系Ag打底鍍敷液(大和化成股份公司製之DAIN Silver GPE-ST)中，在電流密度5A/dm2
下進行電鍍(Ag打底鍍敷)30秒鐘。
又，在包含磺酸作為錯合劑且Ag濃度30g/L之磺酸系銀鍍敷液(大和化成股份公司製之DAIN Silver GPE-PL(無光澤))中，添加上述經進行氧化處理之碳粒子(黑鉛粒子)，準備出包含30g/L的碳粒子與30g/L之Ag的磺酸系銀鍍敷液。
接著，將上述經Ag打底鍍敷之素材作為陰極且將Ag電極板作為陽極來使用，並在上述添加有碳粒子之磺酸系銀鍍敷液中一邊利用攪拌器以500rpm攪拌，一邊在溫度25℃、電流密度3A/dm2
下進行電鍍(電流效率95%)250秒鐘，而於素材上形成銀鍍敷層中含有碳粒子之複合鍍敷皮膜(Ag-C鍍敷皮膜)。以X射線螢光膜厚計(Hitachi High-Tech Science Co.製之FT9450)測定該複合鍍敷皮膜(之中央部分的直徑1.0mm範圍)的厚度，結果為5.2µm。
接著，利用超音波洗淨機器(AS ONE股份公司製之USK-5)將該複合鍍敷皮膜在純水中在38kHz下進行超音波洗淨5秒鐘，進行去除表面之一部分的碳之處理後，用純水洗淨並送風乾燥而製作出複合鍍敷材。
觀察從以上述方式獲得之複合鍍敷材裁切出之試驗片表面，藉此算出複合鍍敷皮膜表面之碳粒子所佔面積之比率(面積率(面積%)。該複合鍍敷皮膜表面之碳粒子的面積率係依下述方式算出：藉由桌上電子顯微鏡(Hitachi High-Technologies Co.製之TM4000Plus)在加速電壓5kV下對試驗片表面照射電子束而從反向散射電子檢測器獲得(倍率1000倍之)反射電子組成(COMPO)影像，將該影像用影像解析應用程式(影像編輯加工軟體GIMP2.10.6)將(令全像素中最高亮度為255且最低亮度為0時，以使亮度為127以下的像素成為黑色，而亮度大於127之像素成為白色之方式)階度二值化，分離成銀之部分(白色部分)與碳粒子之部分(黑色部分)，以碳粒子之部分的像素數Y相對於影像整體的像素數X之比Y/X來算出。結果，複合鍍敷皮膜表面之碳粒子所佔面積的比率(面積率)為32面積%。此外，針對進行去除表面之一部分的碳之處理前的複合鍍敷材，藉由相同方法算出複合鍍敷皮膜表面之碳粒子所佔面積的比率(面積率)，結果得64面積%，利用去除表面之一部分的碳之處理所得面積率的變化為32面積%(=64面積%-32面積%)，其面積率的變化率(利用去除表面之一部分的碳之處理所得碳粒子的去除率)為50面積%(=(64-32)面積%×100/64面積%)。
又，針對所得複合鍍敷材，將利用雷射顯微鏡(股份公司KEYENCE製之VK-X1000)在倍率100倍下拍攝而得之複合鍍敷皮膜表面的影像，利用解析應用程式(股份公司KEYENCE製之VK-HIXA version 3.8.0.0)依循JIS B0601(2001年)算出表示(垂直銅合金板材之軋延方向之方向上之)表面粗度之參數的算術平均粗度Ra，結果得0.75µm。
又，藉由進行以下磨耗試驗來評估耐磨耗性：從該複合鍍敷材裁切出2片試驗片，將其中一試驗片製成平板狀試驗片(評估試料)，並將另一試驗片進行壓痕加工(內側R=1.0mm之半球狀的搥打加工)製成附壓痕之試驗片(壓頭)，藉由滑動磨耗試驗機(股份公司山崎精機研究所製)，一邊以一定荷重(2N)將附壓痕之試驗片壓抵於平板狀試驗片，一邊持續往復滑動動作(滑動距離10mm，滑動速度3mm/秒)直到素材露出，來確認平板狀試驗片之磨耗狀態。結果，於500次往復滑動動作後，利用微探針(股份公司KEYENCE製VHX-1000)在倍率200倍下觀察平板狀試驗片之滑動痕跡的中心部，結果確認了未露出(茶色之)素材，可知耐磨耗性優異。又，測定於上述往復滑動動作中施加於水平方向之力並算出其平均值F，並將平板狀試驗片與附壓痕之試驗片之間的動摩擦係數(μ)從μ=F/N算出後，動摩擦係數為0.24。
又，於從所得複合鍍敷材裁切出試料片之表面貼附黏著膠帶(NICHIBAN股份公司製之賽璐玢膠帶(註冊商標)CT-18(黏著力4.02N/10mm))後剝除黏著膠帶，並評估複合鍍敷皮膜之密著性，結果複合鍍敷皮膜無剝落，密著性良好。又，利用雷射顯微鏡(股份公司KEYENCE製之VKX-160)在倍率1000倍下觀察附著於剝除之黏著膠帶上的碳粒子，計算附著於黏著膠帶之碳粒子(從複合鍍敷皮膜脫落之碳粒子)，結果得9600個/mm2
。
[實施例2]
將超音波洗淨時間設為250秒鐘，除此之外依與實施例1相同方法而製作出複合鍍敷材。
針對所得複合鍍敷材，利用與實施例1相同方法算出複合鍍敷皮膜表面之碳粒子所佔面積的比率(面積率)。結果，面積率為26面積%，進行去除表面之一部分的碳之處理前的複合鍍敷材之面積率為64面積%，利用去除表面之一部分的碳之處理所得面積率的變化為38面積%(=64面積%-26面積%)，其面積率的變化率為59面積%(=(64-26)面積%×100/64面積%)。
又，針對所得複合鍍敷材，利用與實施例1相同方法算出算術平均粗度Ra，結果為0.55µm。
又，針對所得複合鍍敷材，利用與實施例1相同方法評估耐磨耗性，算出動摩擦係數。結果，於500次往復滑動動作後確認了未露出(茶色之)素材，可知耐磨耗性優異。又，動摩擦係數為0.52。
又，針對所得複合鍍敷材，利用與實施例1相同方法評估複合鍍敷皮膜之密著性，並計算從複合鍍敷皮膜脫落之碳粒子。結果，複合鍍敷皮膜無剝落，密著性良好。又，從複合鍍敷皮膜脫落之碳粒子為4800個/mm2
。
[實施例3]
將與實施例1相同之素材作為陰極且將Ni電極板作為陽極來使用，並在由80g/L之胺磺酸鎳與45g/L之硼酸所構成之鎳鍍敷浴中，一邊在液溫45℃、電流密度4A/dm2
下進行攪拌一邊電鍍(Ni鍍敷)30秒鐘後，於素材上形成厚度0.3µm之Ni鍍敷皮膜後進行Ag打底鍍敷，除此之外依與實施例1相同方法而製作出複合鍍敷材。
針對所得複合鍍敷材，利用與實施例1相同方法算出複合鍍敷皮膜表面之碳粒子所佔面積的比率(面積率)。結果，面積率為32面積%，進行去除表面之一部分的碳之處理前的複合鍍敷材之面積率為64面積%，利用去除表面之一部分的碳之處理所得面積率的變化為32面積%(=64面積%-32面積%)，其面積率的變化率為50面積%(=(64-50)面積%×100/64面積%)。
又，針對所得複合鍍敷材，利用與實施例1相同方法算出算術平均粗度Ra，結果為0.75µm。
又，針對所得複合鍍敷材，利用與實施例1相同方法評估耐磨耗性，算出動摩擦係數。結果，於500次往復滑動動作後確認了未露出(茶色之)素材，可知耐磨耗性優異。又，動摩擦係數為0.24。
又，針對所得複合鍍敷材，利用與實施例1相同方法評估複合鍍敷皮膜之密著性，並計算從複合鍍敷皮膜脫落之碳粒子。結果，複合鍍敷皮膜無剝落，密著性良好。又，從複合鍍敷皮膜脫落之碳粒子為9600個/mm2
。
[實施例4]
使用平均粒徑2µm之鱗片狀黑鉛粒子作為碳粒子，且將形成複合鍍敷皮膜時的電鍍時間設為25秒鐘，除此之外依與實施例1相同方法製作出複合鍍敷材。利用與實施例1相同方法測定去除該複合鍍敷材表面之一部分的碳之處理前之複合鍍敷皮膜的厚度，結果為0.5µm。
針對所得複合鍍敷材，利用與實施例1相同方法算出複合鍍敷皮膜表面之碳粒子所佔面積的比率(面積率)。結果，面積率為2面積%，進行去除表面之一部分的碳之處理前的複合鍍敷材之面積率為5面積%，利用去除表面之一部分的碳之處理所得面積率的變化為3面積%(=5面積%-2面積%)，其面積率的變化率為60面積%(=(5-2)面積%×100/5面積%)。
又，針對所得複合鍍敷材，利用與實施例1相同方法算出算術平均粗度Ra，結果為0.23µm。
又，針對所得複合鍍敷材，利用與實施例1相同方法評估耐磨耗性，算出動摩擦係數。結果，於500次往復滑動動作後確認了未露出(茶色之)素材，可知耐磨耗性優異。又，動摩擦係數為0.13。
又，針對所得複合鍍敷材，利用與實施例1相同方法評估複合鍍敷皮膜之密著性，並計算從複合鍍敷皮膜脫落之碳粒子。結果，複合鍍敷皮膜無剝落，密著性良好。又，從複合鍍敷皮膜脫落之碳粒子為8400個/mm2
。
[實施例5]
使用平均粒徑10µm之鱗片狀黑鉛粒子作為碳粒子，且將形成複合鍍敷皮膜時的電鍍時間設為500秒鐘，除此之外依與實施例1相同方法而製作出複合鍍敷材。利用與實施例1相同方法測定去除該複合鍍敷材表面之一部分的碳之處理前之複合鍍敷皮膜的厚度，結果為10.6µm。
針對所得複合鍍敷材，利用與實施例1相同方法算出複合鍍敷皮膜表面之碳粒子所佔面積的比率(面積率)。結果，面積率為34面積%，進行去除表面之一部分的碳之處理前的複合鍍敷材之面積率為62面積%，利用去除表面之一部分的碳之處理所得面積率的變化為28面積%(=62面積%-34面積%)，其面積率的變化率為45面積%(=(62-34)面積%×100/62面積%)。
又，針對所得複合鍍敷材，利用與實施例1相同方法算出算術平均粗度Ra，結果為1.28μm。
又，針對所得複合鍍敷材，利用與實施例1相同方法評估耐磨耗性，算出動摩擦係數。結果，於500次往復滑動動作後確認了未露出(茶色之)素材，可知耐磨耗性優異。又，動摩擦係數為0.47。
又，針對所得複合鍍敷材，利用與實施例1相同方法評估複合鍍敷皮膜之密著性，並計算從複合鍍敷皮膜脫落之碳粒子。結果，複合鍍敷皮膜無剝落，密著性良好。又，從複合鍍敷皮膜脫落之碳粒子為7600個/mm2
。
[實施例6]
使用超音波洗淨機(AS ONE股份公司製之VS-100III)在28kHz下進行超音波洗淨30秒鐘，除此之外依與實施例1相同方法而製作出複合鍍敷材。
針對所得複合鍍敷材，利用與實施例1相同方法算出複合鍍敷皮膜表面之碳粒子所佔面積的比率(面積率)。結果，面積率為19面積%，進行去除表面之一部分的碳之處理前的複合鍍敷材之面積率為64面積%，利用去除表面之一部分的碳之處理所得面積率的變化為45面積%(=64面積%-19面積%)，其面積率的變化率為70面積%(=(64-19)面積%×100/64面積%)。
又，針對所得複合鍍敷材，利用與實施例1相同方法算出算術平均粗度Ra，結果為0.37µm。
又，針對所得複合鍍敷材，利用與實施例1相同方法評估耐磨耗性，算出動摩擦係數。結果，於計算500次往復滑動動作後確認了未露出(茶色之)素材，可知耐磨耗性優異。又，動摩擦係數為0.31。
又，針對所得複合鍍敷材，利用與實施例1相同方法評估複合鍍敷皮膜之密著性，並計算從複合鍍敷皮膜脫落之碳粒子。結果，複合鍍敷皮膜無剝落，密著性良好。又，從複合鍍敷皮膜脫落之碳粒子為3200個/mm2
。
[實施例7]
取代超音波洗淨，在已將(弱鹼性液態噴霧用)洗淨防鏽劑(Henkel Japan Ltd.,製之BONDERITE C-AK PZ)10質量%溶解於純水之電解液中，使用由SUS304構成之陽極板，並將形成有複合鍍敷皮膜之素材作為陰極板使用，在4A/dm2
下進行電解洗淨30秒鐘，進行去除表面之一部分的碳之處理，除此之外依與實施例1相同方法而製作出複合鍍敷材。
針對所得複合鍍敷材，利用與實施例1相同方法算出複合鍍敷皮膜表面之碳粒子所佔面積的比率(面積率)。結果，面積率為47面積%，進行去除表面之一部分的碳之處理前的複合鍍敷材之面積率為64面積%，利用去除表面之一部分的碳之處理所得面積率的變化為17面積%(=64面積%-47面積%)，其面積率的變化率為27面積%(=(64-47)面積%×100/64面積%)。
又，針對所得複合鍍敷材，利用與實施例1相同方法算出算術平均粗度Ra，結果為0.79µm。
又，針對所得複合鍍敷材，利用與實施例1相同方法評估耐磨耗性。結果，於500次往復滑動動作後確認了未露出(茶色之)素材，可知耐磨耗性優異。
又，針對所得複合鍍敷材，利用與實施例1相同方法評估複合鍍敷皮膜之密著性，並計算從複合鍍敷皮膜脫落之碳粒子。結果，複合鍍敷皮膜無剝落，密著性良好。又，從複合鍍敷皮膜脫落之碳粒子為28000個/mm2
。
[實施例8]
將電解洗淨時間設為250秒鐘，除此之外依與實施例7相同方法而製作出複合鍍敷材。
針對所得複合鍍敷材，利用與實施例1相同方法算出複合鍍敷皮膜表面之碳粒子所佔面積的比率(面積率)。結果，面積率為44面積%，進行去除表面之一部分的碳之處理前的複合鍍敷材之面積率為64面積%，利用去除表面之一部分的碳之處理所得面積率的變化為20面積%(=64面積%-44面積%)，其面積率的變化率為31面積%(=(64-44)面積%×100/64面積%)。
又，針對所得複合鍍敷材，利用與實施例1相同方法算出算術平均粗度Ra，結果為0.72µm。
又，針對所得複合鍍敷材，利用與實施例1相同方法評估耐磨耗性。結果，於500次往復滑動動作後確認了未露出(茶色之)素材，可知耐磨耗性優異。
又，針對所得複合鍍敷材，利用與實施例1相同方法評估複合鍍敷皮膜之密著性，並計算從複合鍍敷皮膜脫落之碳粒子。結果，複合鍍敷皮膜無剝落，密著性良好。又，從複合鍍敷皮膜脫落之碳粒子為19600個/mm2
。
[實施例9]
在20A/dm2
下進行電解洗淨，除此之外依與實施例7相同方法而製作出複合鍍敷材。
針對所得複合鍍敷材，利用與實施例1相同方法算出複合鍍敷皮膜表面之碳粒子所佔面積的比率(面積率)。結果，面積率為43面積%，進行去除表面之一部分的碳之處理前的複合鍍敷材之面積率為64面積%，利用去除表面之一部分的碳之處理所得面積率的變化為21面積%(=64面積%-43面積%)，其面積率的變化率為33面積%(=(64-43)面積%×100/64面積%)。
又，針對所得複合鍍敷材，利用與實施例1相同方法算出算術平均粗度Ra，結果為0.74µm。
又，針對所得複合鍍敷材，利用與實施例1相同方法評估耐磨耗性。結果，於500次往復滑動動作後確認了未露出(茶色之)素材，可知耐磨耗性優異。
又，針對所得複合鍍敷材，利用與實施例1相同方法評估複合鍍敷皮膜之密著性，並計算從複合鍍敷皮膜脫落之碳粒子。結果，複合鍍敷皮膜無剝落，密著性良好。又，從複合鍍敷皮膜脫落之碳粒子為23600個/mm2
。
[實施例10]
在20A/dm2
下進行電解洗淨，除此之外依與實施例8相同方法而製作出複合鍍敷材。
針對所得複合鍍敷材，利用與實施例1相同方法算出複合鍍敷皮膜表面之碳粒子所佔面積的比率(面積率)。結果，面積率為39面積%，進行去除表面之一部分的碳之處理前的複合鍍敷材之面積率為64面積%，利用去除表面之一部分的碳之處理所得面積率的變化為25面積%(=64面積%-39面積%)，其面積率的變化率為39面積%(=(64-39)面積%×100/64面積%)。
又，針對所得複合鍍敷材，利用與實施例1相同方法算出算術平均粗度Ra，結果為0.63µm。
又，針對所得複合鍍敷材，利用與實施例1相同方法評估耐磨耗性。結果，算術平均粗度Ra為0.63µm。又，於500次往復滑動動作後確認了未露出(茶色之)素材，可知耐磨耗性優異。
又，針對所得複合鍍敷材，利用與實施例1相同方法評估複合鍍敷皮膜之密著性，並計算從複合鍍敷皮膜脫落之碳粒子。結果，複合鍍敷皮膜無剝落，密著性良好。又，從複合鍍敷皮膜脫落之碳粒子為14000個/mm2
。
[比較例1]
未進行去除表面之一部分的碳之處理，除此之外依與實施例1相同方法而製作出複合鍍敷材。
針對所得複合鍍敷材，利用與實施例1相同方法算出算術平均粗度Ra，結果為1.78μm。
又，針對所得複合鍍敷材，利用與實施例1相同方法評估耐磨耗性，算出動摩擦係數。結果，於500次往復滑動動作後確認了未露出(茶色之)素材，可知耐磨耗性優異。又，動摩擦係數為0.19。
又，針對所得複合鍍敷材，利用與實施例1相同方法評估複合鍍敷皮膜之密著性，並計算從複合鍍敷皮膜脫落之碳粒子。結果，複合鍍敷皮膜無剝落，密著性良好。又，從複合鍍敷皮膜脫落之碳粒子為51200個/mm2
。
[比較例2]
未進行去除表面之一部分的碳之處理，除此之外依與實施例4相同方法而製作出複合鍍敷材。
針對所得複合鍍敷材，利用與實施例1相同方法算出算術平均粗度Ra，結果為0.34μm。
又，針對所得複合鍍敷材，利用與實施例1相同方法評估耐磨耗性，算出動摩擦係數。結果，於500次往復滑動動作後確認了未露出(茶色之)素材，可知耐磨耗性優異。又，動摩擦係數為0.12。
又，針對所得複合鍍敷材，利用與實施例1相同方法評估複合鍍敷皮膜之密著性，並計算從複合鍍敷皮膜脫落之碳粒子。結果，複合鍍敷皮膜無剝落，密著性良好。又，從複合鍍敷皮膜脫落之碳粒子為35600個/mm2
。
[比較例3]
在形成複合鍍敷皮膜後，於該複合鍍敷皮膜上形成銀鍍敷皮膜，且未進行去除表面之一部分的碳之處理，除此之外依與實施例1相同方法而製作出複合鍍敷材。此外，銀鍍敷皮膜係藉由使用包含磺酸作為錯合劑且Ag濃度30g/L之磺酸系銀鍍敷液(大和化成股份公司製之DAIN Silver GPE-PL(無光澤))，在液溫25℃、電流密度3A/dm2
下進行電鍍60秒鐘而形成。
針對所得複合鍍敷材，利用與實施例1相同方法算出複合鍍敷皮膜表面之碳粒子所佔面積的比率(面積率)。結果，面積率為36面積%，形成銀鍍敷皮膜後的面積率為64面積%。
又，針對所得複合鍍敷材，利用與實施例1相同方法算出算術平均粗度Ra，結果為0.76µm。
又，針對所得複合鍍敷材，利用與實施例1相同方法評估耐磨耗性，算出動摩擦係數。結果，於500次往復滑動動作後確認了未露出(茶色之)素材，可知耐磨耗性優異。又，動摩擦係數為0.19。
又，針對所得複合鍍敷材，利用與實施例1相同方法評估複合鍍敷皮膜之密著性，並計算從複合鍍敷皮膜脫落之碳粒子。結果，形成於複合鍍敷皮膜上之銀鍍敷皮膜剝落，密著性不佳。又，從複合鍍敷皮膜脫落之碳粒子為21200個/mm2
。
[比較例4]
形成銀鍍敷皮膜來取代複合鍍敷皮膜，且未進行去除表面之一部分的碳之處理，除此之外依與實施例1相同方法而製作出銀鍍敷材。此外，銀鍍敷皮膜係藉由使用包含磺酸作為錯合劑且Ag濃度30g/L之磺酸系銀鍍敷液(大和化成股份公司製之DAIN Silver GPE-PL(無光澤))，在液溫25℃、電流密度3A/dm2
下進行電鍍250秒鐘而形成。利用與實施例1相同方法測定該銀鍍敷材之銀鍍敷皮膜的厚度，結果為5.6µm。
針對所得銀鍍敷材，利用與實施例1相同方法算出算術平均粗度Ra，結果為0.19μm。
又，針對所得銀鍍敷材，利用與實施例1相同方法評估耐磨耗性，算出動摩擦係數。結果，於57次往復滑動動作後確認了有露出(茶色之)素材，可知耐磨耗性不佳。又，動摩擦係數為1.85。
又，針對所得銀鍍敷材，利用與實施例1相同方法評估銀鍍敷皮膜之密著性，結果銀鍍敷皮膜無剝落，密著性良好。
[比較例5]
在電流密度3A/dm2
下進行Ag打底鍍敷10秒鐘，且形成含銻之銀鍍敷皮膜來取代複合鍍敷皮膜，並且未進行去除表面之一部分的碳之處理，除此之外依與實施例1相同方法而製作出銀鍍敷材。此外，含銻之銀鍍敷皮膜係藉由使用含銻之銀鍍敷液(日進化成股份公司製)，在液溫25℃、電流密度1A/dm2
下進行電鍍400秒鐘而形成。利用與實施例1相同方法測定該銀鍍敷材之銀鍍敷皮膜的厚度，結果為5.3µm。
針對所得銀鍍敷材，利用與實施例1相同方法算出算術平均粗度Ra，結果為0.10μm。
又，針對所得銀鍍敷材，利用與實施例1相同方法評估耐磨耗性，算出動摩擦係數。結果，於370次往復滑動動作後確認了有露出(茶色之)素材，可知耐磨耗性不佳。又，動摩擦係數為0.82。
又，針對所得銀鍍敷材，利用與實施例1相同方法評估銀鍍敷皮膜之密著性，結果銀鍍敷皮膜無剝落，密著性良好。
將該等實施例及比較例之鍍敷材的製造條件及特性列於表1~表3。又，表3中，鍍敷皮膜的密著性良好時以○表示，不佳時以×表示。
[表1]
[表2]
[表3]
(無)
Claims (17)
- 一種複合鍍敷材之製造方法，特徵在於：藉由使用添加有碳粒子之銀鍍敷液來進行電鍍，在素材上形成由銀層中含有碳粒子的複合材所構成之複合鍍敷皮膜後，再進行去除表面之部分碳粒子之處理。
- 如請求項1之複合鍍敷材之製造方法，其中前述去除部分碳粒子之處理係對前述複合鍍敷皮膜之表面進行超音波洗淨或電解洗淨之處理。
- 如請求項2之複合鍍敷材之製造方法，其中前述超音波洗淨係在20~100kHz下進行1~300秒鐘。
- 如請求項2之複合鍍敷材之製造方法，其中前述電解洗淨係在1~30A/dm2 下進行10~300秒鐘。
- 如請求項1之複合鍍敷材之製造方法，其中利用前述去除表面之部分碳粒子之處理所得碳粒子的去除率為20~75面積%。
- 如請求項1之複合鍍敷材之製造方法，其中前述碳粒子為平均粒徑1~15µm的石墨粒子。
- 如請求項1之複合鍍敷材之製造方法，其中前述銀鍍敷液為磺酸系銀鍍敷液。
- 如請求項1之複合鍍敷材之製造方法，其中添加於前述銀鍍敷液之碳粒子量為10~100g/L。
- 如請求項1之複合鍍敷材之製造方法，其中前述電鍍係在電流密度0.5~10A/dm2 下進行。
- 如請求項1之複合鍍敷材之製造方法，其中前述素材由銅或銅合金構成。
- 如請求項1之複合鍍敷材之製造方法，其在形成由前述複合材所構成之皮膜之前，於前述素材上形成鎳鍍敷皮膜。
- 一種複合鍍敷材，特徵在於：於素材上形成有由銀層中含有碳粒子的複合材所構成之複合鍍敷皮膜，複合鍍敷皮膜表面之碳粒子所佔比率為1~50面積%，且在將黏著力4.02N/10mm之黏著膠帶貼附於複合鍍敷皮膜表面後剝除時，附著於黏著膠帶之碳粒子數為35,000個/mm2 以下。
- 如請求項12之複合鍍敷材，其中前述複合鍍敷皮膜的厚度為0.5~15µm。
- 如請求項12之複合鍍敷材，其中前述複合鍍敷材的表面粗度Ra為0.2~1.7µm。
- 如請求項12之複合鍍敷材，其中前述複合鍍敷材的摩擦係數在0.8以下。
- 如請求項12之複合鍍敷材，其中在前述複合鍍敷皮膜與前述素材之間形成有鎳鍍敷皮膜。
- 一種端子，特徵在於：使用有如請求項12之複合鍍敷材作為材料。
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