WO2021187024A1 - 絶縁皮膜付き打ち抜き加工品及びその製造方法 - Google Patents

絶縁皮膜付き打ち抜き加工品及びその製造方法 Download PDF

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punched
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渚 獅子内
桜井　英章
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三菱マテリアル株式会社
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    • C25D3/38—Electroplating: Baths therefor from solutions of copper

Definitions

  • the present invention relates to a punched product with an insulating film and a method for producing the same.
  • the present application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2020-408868 filed in Japan on March 19, 2020, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • the punched product is manufactured by punching a metal plate into a predetermined shape.
  • the punched product is used as, for example, an electronic component such as a terminal member of a bus bar or a wire harness, or a motor component such as a coil.
  • the punched products used in these electronic parts and motor parts may be coated with an insulating film.
  • a method of coating the punched product with an insulating film a method of applying a resin material to the punched product and applying ultraviolet rays, heat, etc. to the obtained coating film to cure the resin material is known (for example, a patent). Documents 1 and 2).
  • Punched products have the advantage of being easier to process into various shapes than rolled products.
  • pinholes and a decrease in the dielectric breakdown voltage are likely to occur due to partial peeling of the insulating film on the cut surface formed during the punching process. There was a tendency.
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and an object of the present invention is to suppress the occurrence of pinholes due to partial peeling of the insulating film, and to provide a punched product with an insulating film having a high dielectric breakdown voltage.
  • the purpose is to provide a manufacturing method.
  • the present inventors have peeled off the insulating film at the interface between the sheared surface and the fracture surface or the unevenness of the fracture surface formed on the cut surface by punching. Found that is likely to occur. Then, a plating layer is formed on the cut surface of the punched product to make the surface condition of the cut surface uniform, and then the cut surface is coated with an insulating film to obtain a punched product with an insulating film having a high dielectric breakdown voltage. The present invention was completed after confirming that it was possible.
  • the punched product with an insulating film of the present invention comprises a punched product having a cut surface, a plating layer formed on at least the cut surface of the punched product, and the plating layer. It includes an insulating film formed on the surface of the punched product.
  • the punched product with an insulating film of the present invention a plating layer is formed on the cut surface of the punched product, and the surface condition of the cut surface of the punched product becomes uniform. Adhesion with is improved. Therefore, the punched product with an insulating film of the present invention can suppress the occurrence of pinholes due to the partial peeling of the insulating film, and the dielectric breakdown voltage becomes high.
  • the insulating film is an electrodeposition film.
  • the insulating film can be formed by the electrodeposition method, the insulating film can be formed on the surface of the punched product with a uniform film thickness regardless of the shape of the punched product.
  • the punched product contains a copper-based metal material and the plating layer contains a copper-based metal material.
  • the punched product since the punched product itself has high conductivity, it is useful as an electronic component such as a terminal member of a bus bar or a wire harness or a motor component such as a coil. Further, since the punched product and the plating layer contain a copper-based metal material, the adhesion between the punched product and the plating layer is improved.
  • the adhesion between the punched product, the plating layer, and the insulating film becomes higher, so that the occurrence of pinholes due to partial peeling of the insulating film can be suppressed more reliably, and the breakdown voltage of the punched product with the insulating film is reduced. It will be higher.
  • the thickness of the plating layer is preferably in the range of 1 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less. In this case, since the thickness of the plating layer is 1 ⁇ m or more, the uniformity of the surface state of the punched product is more reliably increased. On the other hand, since the thickness of the plating layer is 100 ⁇ m or less, the variation in the thickness of the plating layer is small, and the influence on the dimensions of the punched product is small. Therefore, the function of the punched product with an insulating film when used in, for example, a bus bar, a terminal member of a wire harness, a coil, or the like is less likely to be affected.
  • the method for producing a punched product with an insulating film of the present invention includes a plating step of forming a plating layer on at least the cut surface of the punched product having a cut surface, and an insulating film on the surface of the punched product having the plating layer. Including a film forming step of forming a film.
  • the punched product with an insulating film obtained by the manufacturing method of the present invention has improved adhesion between the punched product and the insulating film, and can suppress the occurrence of pinholes due to partial peeling of the insulating film.
  • the breakdown voltage becomes high.
  • the film forming step includes the following steps.
  • an insulating film can be formed on the surface of the punched product with a uniform film thickness regardless of the shape of the punched product.
  • the present invention it is possible to suppress the occurrence of pinholes due to partial peeling of the insulating film, and to provide a punched product with an insulating film having a high dielectric breakdown voltage and a method for manufacturing the same.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. It is a top view of the copper substrate used in Example 1 of this invention. It is a photograph of the cut surface of the punched copper plate obtained in Example 1 of the present invention.
  • FIG. 1 is a plan view of a punched product with an insulating film according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG.
  • the punched product 1 with an insulating film has a U-shape in a plan view.
  • the punched product 1 with an insulating film includes the punched product 2, the plating layer 3 formed on the surface of the punched product 2, and the insulating film 4 formed on the surface of the plating layer 3. , Equipped with.
  • the punched product 2 is manufactured by punching a metal plate into a U shape. Therefore, in the punched product 2, one set of surfaces facing each other is a cut surface 2a.
  • the cut surface 2a has a sheared surface and a fracture surface.
  • the material of the punched product 2 is not particularly limited.
  • the punched product 2 preferably contains a copper-based metal material, and is particularly preferably copper or a copper alloy.
  • the plating layer 3 has an effect of making the surface state of the punched product 2, particularly the cut surface 2a, uniform.
  • the material of the plating layer 3 is not particularly limited.
  • the plating layer 3 preferably contains a copper-based metal material, and the plating layer 3 is particularly preferably made of a copper-based metal material.
  • the copper-based metal material is copper or a copper alloy.
  • the example of the copper alloy is the same as that of the punched product 2 described above.
  • the thickness of the plating layer 3 is preferably in the range of 1 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less, and particularly preferably in the range of 3 ⁇ m or more and 21 ⁇ m or less.
  • the material of the insulating film 4 is generally used as a material for an insulating film such as polyamideimide resin, polyimide resin, polyamide resin, fluororesin, polyesterimide resin, formalized polyvinyl alcohol resin, polyvinyl alcohol resin, polyester resin, and polyurethane resin.
  • the one used can be used.
  • the insulating film 4 preferably contains a polyamideimide resin, a polyimide resin, a polyamide resin, and a fluorine resin, and is particularly preferably composed of a polyamideimide resin, a polyimide resin, a polyamide resin, a fluorine resin, or a mixture thereof.
  • the film thickness of the insulating film 4 is preferably in the range of 10 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less, and preferably in the range of 30 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the insulating film 4 is preferably an electrodeposition film.
  • the electrodeposition film is a film formed by an electrodeposition method. The electrodeposition method will be described later.
  • the method for producing the punched product 1 with an insulating film of the present embodiment can be produced, for example, by a method including the following steps. (1) A plating step of forming a plating layer 3 on the surface of a punched product 2. (2) A film forming step of forming an insulating film 4 on the surface of the plating layer 3 of the punched product 2 on which the plating layer 3 is formed.
  • the plating process is a process of forming a plating layer 3 on the surface of the punched product 2.
  • the plating layer 3 is formed on the entire surface of the punched product 2 including the cut surface 2a.
  • the method for forming the plating layer 3 is not particularly limited, and either an electrolytic plating method or an electroless plating method can be used.
  • an electrolytic plating method using a copper sulfate bath can be used.
  • oils and oxides adhering to the surface of the punched product 2 are preferable to remove oils and oxides adhering to the surface of the punched product 2 by surface treatment.
  • the oil adhering to the surface of the punched product 2 can be removed by immersion degreasing treatment and electrolytic degreasing treatment.
  • the oxide film adhering to the surface of the punched product 2 can be removed by an etching treatment with an acid.
  • the film forming step is a step of forming an insulating film 4 on the surface of the plating layer 3 of the punched product 2 with the plating layer 3 produced in the plating step.
  • the insulating film 4 is preferably formed by an electrodeposition method.
  • the insulating film 4 is preferably formed by a method including the following steps. (3) By immersing the punched product 2 with the plating layer 3 and the electrode in an electrodeposition liquid containing charged insulating resin particles, and applying a DC voltage between the punched product 2 and the electrode. , An electrodeposition step of electrodepositing insulating resin particles on the plating layer 3 of the punched product 2. (4) A baking step in which the punched product 2 on which the insulating resin particles are electrodeposited is heated and the insulating resin particles are baked onto the punched product 2.
  • the electrodeposition liquid used in the electrodeposition step preferably contains charged insulating resin particles, an organic solvent, water, and a hydrophobic base.
  • insulating resin particles for example, polyamide-imide particles can be used.
  • the particle size of the polyamide-imide particles is not particularly limited, but for example, the median diameter is in the range of 50 nm or more and 500 nm or less.
  • the content of the polyamide-imide particles in the electrodeposition liquid is not particularly limited, but is, for example, in the range of 1% by mass or more and 10% by mass or less, preferably in the range of 1.5% by mass or more and 5% by mass or less. ..
  • the electrodeposition liquid may further contain fluororesin particles as insulating resin particles.
  • fluororesin particles examples include polytetrafluoroethylene (PTFE), perfluoroalkoxy alkane resin (PFA) particles, and fluorinated ethylene / propylene hexafluorinated copolymer (FEP) particles.
  • the content of the fluororesin particles in the electrodeposition liquid is not particularly limited, but is, for example, in the range of 0.5% by mass or more and 5% by mass or less with respect to the electrodeposition liquid and 20% by mass with respect to the polyamide-imide particles. It is within the range of 50% by mass or less.
  • organic solvent of the electrodeposition liquid examples include N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), N, N-dimethylformamide (DMF), N, N-dimethylacetamide (DMAc), 1,3 dimethylimidazolidinone, and the like.
  • Polar solvents such as dimethyl sulfoxide (DMSO) and ⁇ -butyrolactone ( ⁇ -BL) can be used. These solvents may be used alone or in combination of two or more.
  • the hydrophobic base preferably has an affinity for an organic solvent.
  • hydrophobic bases are tri-n-propylamine, tri-n-butylamine, dibenzylamine, decylamine, octylamine, hexylamine, diamylamine, dihexylamine, dioctylamine, triamylamine, trihexylamine, trioctyl. Amine, tribenzylamine, aniline and the like can be mentioned. These hydrophobic bases may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the organic solvent with respect to the total amount of the organic solvent and water is, for example, in the range of 70% by mass or more and 87% by mass or less.
  • the content of the hydrophobic base is, for example, in the range of 0.02% by mass or more and 0.1% by mass or less with respect to the electrodeposited liquid.
  • the electrodeposition solution containing the polyamide-imide particles is, for example, a polyamide-imide solution prepared by mixing polyamide-imide, an organic solvent capable of dissolving polyamide-imide, and a hydrophobic base, and water which is a poor solvent for the polyamide-imide solution. Can be obtained by adding.
  • the polyamide-imide particles thus obtained generally have a negative charge.
  • plating is performed by applying a DC voltage between the punched product 2 with the plating layer 3 and the electrode while the punched product 2 with the plating layer 3 and the electrode are immersed in the electrodeposition liquid. Insulating resin particles are electrodeposited on the punched product 2 with the layer 3.
  • the DC voltage to be applied is preferably in the range of 1 V or more and 600 V or less.
  • the punched product 2 on which the insulating resin particles are electrodeposited is heated, and the insulating resin particles are baked onto the punched product 2 to form an electrodeposited film (insulating film 4).
  • the heating temperature and time for baking the insulating resin particles on the punched product 2 are not particularly limited as long as the insulating resin particles are cured to form an electrodeposition film.
  • the heating temperature is, for example, in the range of 200 ° C. or higher and 450 ° C. or lower.
  • the heating time is, for example, in the range of 5 minutes or more and 60 minutes or less.
  • a method of removing the electrodeposition liquid a method of blowing compressed air onto the punched product 2 to blow off the electrodeposition liquid, or a method of heating the punched product 2 at a temperature lower than the temperature generated by the electrodeposition film to form the electrodeposition liquid.
  • a method of volatilizing can be used.
  • the punched product 2 has a plating layer 3 formed on the surface including the cut surface 2a, and the surface state of the punched product 2 is changed. Since it becomes uniform, the adhesion between the punched product 2 and the insulating film 4 is improved. Therefore, in the punched product 1 with an insulating film of the present embodiment, the occurrence of pinholes due to the partial peeling of the insulating film 4 can be suppressed, and the dielectric breakdown voltage becomes high.
  • the insulating film 4 when the insulating film 4 is an electrodeposition film, the insulating film can be formed by the electrodeposition method, so that the punched product is irrespective of the shape of the punched product.
  • An insulating film can be formed on the surface of the surface with a uniform film thickness.
  • the punched product 1 with an insulating film of the present embodiment when the punched product 2 contains a copper-based metal material and the plating layer 3 contains a copper-based metal material, the punched product 2 itself has high conductivity. Since it has, it is useful as an electronic component such as a terminal member of a bus bar or a wire harness, or a motor component such as a coil. Further, since the punched product 2 and the plating layer 3 contain a copper-based metal material, the adhesion between the punched product 2 and the plating layer 3 is improved.
  • the adhesion between the punched product 2, the plating layer 3, and the insulating film 4 becomes higher, so that the occurrence of pinholes due to partial peeling of the insulating film 4 can be more reliably suppressed, and the punched product 1 with an insulating film can be suppressed.
  • the breakdown voltage of is higher.
  • the punched product 1 with an insulating film of the present embodiment when the thickness of the plating layer 3 is 1 ⁇ m or more, the uniformity of the surface state of the punched product 2 is more reliably improved. On the other hand, when the thickness of the plating layer 3 is 100 ⁇ m or less, the variation in the thickness of the plating layer 3 is small, and the influence on the dimensions of the punched product is small. Therefore, the function of the punched product 1 with an insulating film when used in, for example, a bus bar, a terminal member of a wire harness, a coil, or the like is less likely to be affected.
  • the method for manufacturing a punched product with an insulating film of the present embodiment since the plating step is performed before the film forming step, the insulating film can be formed with the surface of the punched product being uniform. Therefore, the punched product with an insulating film obtained by the manufacturing method of the present embodiment has improved adhesion between the punched product and the insulating film, and suppresses the occurrence of pinholes due to partial peeling of the insulating film 4. The insulation breakdown voltage becomes high.
  • the insulating resin particles are electrodeposited, so that the product is stable regardless of the shape of the punched product.
  • the punched product can be coated with an insulating film.
  • the present invention is not limited to this, and can be appropriately changed without departing from the technical idea of the invention.
  • the plating layer 3 is formed on the entire surface of the punched product 2, but the place where the plating layer 3 is formed is not limited to this.
  • the plating layer 3 may be formed at least on the cut surface 2a of the punched product 2.
  • the electrodeposition method is used as the method for forming the insulating film, but the method for forming the insulating film is not limited to this.
  • a coating method may be used as a method for forming the insulating film.
  • a coating liquid in which an insulating resin material is dissolved is applied to a punched product with a plating layer to form a coating film, then the coating film is dried, and then the obtained dried film is heated to form a punched product. It is a method of forming an insulating film by baking on.
  • a spin coating method As a method of applying the coating liquid to the punched product with a plating layer, a spin coating method, a bar coating method, a knife coating method, a roll coating method, a blade coating method, a die coating method, a gravure coating method, a dip coating method, etc. are used. Can be done.
  • FIG. 3 is a plan view of the copper substrate used in Example 1 of the present invention.
  • the copper substrate 10 is a pure copper plate having a thickness of 2 mm and a purity of 99.90% by mass.
  • the copper substrate 10 was punched into a U shape to obtain a punched copper plate 11.
  • FIG. 4 shows a photograph of a cross section of the recessed portion 12 of the obtained punched copper plate 11. From the photograph of FIG. 4, it can be seen that the cut surface of the punched copper plate 11 has a sheared surface and a fracture surface, and the fracture surface has irregularities.
  • Step of degreasing treatment of punched copper plate An oil content adhering to the surface of the punched copper plate was subjected to a degreasing treatment to be removed by the following immersion degreasing treatment and electrolytic degreasing treatment.
  • the obtained punched copper plate was immersed in a degreasing agent adjusted to a liquid temperature of 30 ° C. for 1 minute, and then washed with water.
  • an electrolytic degreasing agent (Max Clean BG-3200, Kizai Co., Ltd.) is put into an electrolytic cell equipped with electrodes, the liquid temperature of the electrolytic degreasing agent is adjusted to 50 ° C., and then electrolytic degreasing is performed. A punched copper plate was immersed in the agent. Next, a current was passed between the electrode (anode) of the electrolytic cell and the punched copper plate (cathode) at a current density of 6 A / dm 2 for 1 minute to degreas the punched copper plate, and then the punched copper plate was washed with water.
  • an electrolytic degreasing agent Max Clean BG-3200, Kizai Co., Ltd.
  • the punched copper plate was immersed in an acid etching solution (hydrogen peroxide concentration: 10 g / L, sulfuric acid concentration: 100 g / L) for 30 seconds, and then immersed in a sulfuric acid aqueous solution having a concentration of 50 g / L for 10 seconds. Then, the punched copper plate was washed with water. The punched copper plate was pretreated as described above.
  • PAI polyimide amide
  • NMP N-methyl-2-pyrrolidone
  • NMP tri-n-propylamine and water
  • PAI particles were 0.5% by mass
  • NMP was 76.0% by mass
  • water was 18.8% by mass.
  • a PAI particle dispersion containing% and tri-n-propylamine in a proportion of 0.2% by mass was prepared.
  • PTFE polytetrafluoroethylene resin
  • PAI particle dispersion, PTFE particle dispersion, NMP, water, and tri-n-propylamine are mixed to produce 4.3% by mass of PAI particles, 4.3% by mass of PTFE particles, and 65% by mass of NMP.
  • An electrodeposition solution containing 26.2% by mass of water and 0.2% by mass of tri-n-propylamine was prepared.
  • a punched copper plate with a copper plating layer is used as a positive electrode, and a DC voltage of 500 V is applied for 40 seconds with an electrode as a negative electrode to electrodeposit insulating resin particles (PAI particles and PTFE particles) on the surface of the punched copper plate with a copper plating layer.
  • a DC voltage of 500 V is applied for 40 seconds with an electrode as a negative electrode to electrodeposit insulating resin particles (PAI particles and PTFE particles) on the surface of the punched copper plate with a copper plating layer.
  • the punched copper plate on which the insulating resin particles were electrodeposited was taken out from the electrodeposited liquid, heated at 300 ° C. for 5 minutes, and dried. Then, the dried punched copper plate was heated at 330 ° C. for 7 minutes, and the insulating resin particles were baked onto the punched copper plate to form an electrodeposition film (insulating film). The thickness of the insulating film of the obtained punched copper plate with an insulating film was measured using a micrometer and found to be 78 ⁇ m.
  • Example 2 of the present invention In the step of manufacturing the punched copper plate with the copper plating layer (4) of the present invention example 1, the time of the electrolytic copper plating treatment was 15 minutes, and the thickness of the copper plating layer was 11 ⁇ m. Similarly, a punched copper plate with an insulating film was produced. The thickness of the insulating film of the obtained punched copper plate with an insulating film was 76 ⁇ m.
  • the punched copper plate with an insulating film of Examples 1 and 2 of the present invention in which the surface of the punched copper plate is subjected to a copper plating treatment is a punched copper plate with an insulating film of Comparative Examples 1 to 4 in which a plating layer is not formed on the surface of the punched copper plate.
  • the dielectric breakdown voltage shows a remarkably high value as compared with. This is because the plating layer is formed on the surface of the punched copper plate, so that the surface condition of the punched copper plate becomes uniform and the adhesion between the punched copper plate and the insulating film is improved.

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Abstract

この絶縁皮膜付き打ち抜き加工品は、切断面を有する打ち抜き加工品と、前記打ち抜き加工品の少なくとも前記切断面に形成されためっき層と、前記めっき層の表面に形成された絶縁皮膜と、を備える。

Description

絶縁皮膜付き打ち抜き加工品及びその製造方法
　本発明は、絶縁皮膜付き打ち抜き加工品及びその製造方法に関する。
　本願は、２０２０年３月１９日に、日本に出願された特願２０２０－０４８８６８号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　打ち抜き加工品は、金属板を所定の形状に打ち抜くことによって製造される。打ち抜き加工品は、例えば、バスバーやワイヤーハーネスの端子部材などの電子部品やコイルなどのモーター部品として利用されている。これらの電子部品やモーター部品で利用される打ち抜き加工品は、絶縁皮膜で被覆する場合がある。打ち抜き加工品を絶縁皮膜で被覆する方法としては、打ち抜き加工品に樹脂材料を塗布し、得られた塗布膜に紫外線、熱等を加えて樹脂材料を硬化させる方法が知られている（例えば特許文献１、２）。
特開２０１１－１１３８１６号公報 特開２０１８－２００８４８号公報
　打ち抜き加工品は圧延成形品と比べて様々な形状に加工しやすいという利点がある。しかしながら、打ち抜き加工品を絶縁皮膜で被覆した絶縁皮膜付き打ち抜き加工品は、打ち抜き加工時に形成される切断面において、絶縁皮膜の部分的な剥離によるピンホールの発生や絶縁破壊電圧の低下が起こりやすい傾向があった。
　本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、絶縁皮膜の部分的な剥離によるピンホールの発生を抑制し、絶縁破壊電圧が高い絶縁皮膜付き打ち抜き加工品及びその製造方法を提供することにある。
　本発明者らは、上記の課題を解決するために検討を重ねた結果、打ち抜き加工による切断面に形成される、せん断面と破断面との間の界面もしくは破断面の凹凸で絶縁皮膜の剥離が起こりやすいことを見出した。そして、打ち抜き加工品の切断面にめっき層を形成して、切断面の表面状態を均一にした後、絶縁皮膜で被覆することによって、絶縁破壊電圧が高い絶縁皮膜付き打ち抜き加工品を得ることが可能となることを確認して、本発明を完成させた。
　上記の課題を解決するために、本発明の絶縁皮膜付き打ち抜き加工品は、切断面を有する打ち抜き加工品と、前記打ち抜き加工品の少なくとも前記切断面に形成されためっき層と、前記めっき層を有する前記打ち抜き加工品の表面に形成された絶縁皮膜と、を備える。
　本発明の絶縁皮膜付き打ち抜き加工品によれば、打ち抜き加工品は切断面にめっき層が形成され、打ち抜き加工品の切断面の表面状態が均一になるため、打ち抜き加工品の切断面と絶縁皮膜との密着性が向上する。このため、本発明の絶縁皮膜付き打ち抜き加工品は、絶縁皮膜の部分的な剥離によるピンホールの発生を抑制でき、絶縁破壊電圧が高くなる。
　ここで、本発明の絶縁皮膜付き打ち抜き加工品においては、前記絶縁皮膜が電着膜であることが好ましい。
　この場合、電着法により絶縁皮膜を成膜できるので、打ち抜き加工品の形状に関わらず打ち抜き加工品の表面に均一な膜厚で絶縁皮膜を形成することができる。
　また、本発明の絶縁皮膜付き打ち抜き加工品においては、前記打ち抜き加工品が銅系金属材料を含み、前記めっき層が銅系金属材料を含むことが好ましい。
　この場合、打ち抜き加工品自体は高い導電性を有するので、バスバーやワイヤーハーネスの端子部材などの電子部品やコイルなどのモーター部品として有用である。また、打ち抜き加工品とめっき層が銅系金属材料を含むので、打ち抜き加工品とめっき層の密着性が向上する。これにより打ち抜き加工品とめっき層と絶縁皮膜の密着性がより高くなるので、絶縁皮膜の部分的な剥離によるピンホールの発生をより確実に抑制でき、絶縁皮膜付き打ち抜き加工品の絶縁破壊電圧がより高くなる。
　また、本発明の絶縁皮膜付き打ち抜き加工品において、前記めっき層は、厚みが１μｍ以上１００μｍ以下の範囲内にあることが好ましい。
　この場合、めっき層の厚さが１μｍ以上であるので、打ち抜き加工品の表面状態の均一性がより確実に高くなる。一方、めっき層の厚さが１００μｍ以下であるので、めっき層の厚さのばらつきが小さく、打ち抜き加工品の寸法への影響が小さくなる。よって、絶縁皮膜付き打ち抜き加工品を、例えば、バスバーやワイヤーハーネスの端子部材、コイルなどで使用する際の機能に影響を与えにくくなる。
　本発明の絶縁皮膜付き打ち抜き加工品の製造方法は、切断面を有する打ち抜き加工品の少なくとも前記切断面にめっき層を形成するめっき工程と、前記めっき層を有する前記打ち抜き加工品の表面に絶縁皮膜を成膜する成膜工程と、を含む。
　本発明の絶縁皮膜付き打ち抜き加工品の製造方法によれば、成膜工程の前に、めっき工程を行なうので、打ち抜き加工品の表面が均一な状態で絶縁皮膜を成膜することができる。このため、本発明の製造方法によって得られた絶縁皮膜付き打ち抜き加工品は、打ち抜き加工品と絶縁皮膜との密着性が向上し、絶縁皮膜の部分的な剥離によるピンホールの発生を抑制でき、絶縁破壊電圧が高くなる。
　ここで、本発明の絶縁皮膜付き打ち抜き加工品の製造方法においては、前記成膜工程が下記の工程を含むことが好ましい。
　電荷を有する絶縁樹脂粒子を含む電着液に、前記めっき層を有する前記打ち抜き加工品と、電極とを浸漬して、前記打ち抜き加工品と前記電極との間に直流電圧を印加することによって、前記めっき層を有する前記打ち抜き加工品の表面に前記絶縁樹脂粒子を電着させる工程。
　前記絶縁樹脂粒子を電着させた前記打ち抜き加工品を加熱して、前記打ち抜き加工品に前記絶縁樹脂粒子を焼き付ける工程。
　この場合、絶縁樹脂粒子を電着させるので、打ち抜き加工品の形状に関わらず打ち抜き加工品の表面に均一な膜厚で絶縁皮膜を形成することができる。
　本発明によれば、絶縁皮膜の部分的な剥離によるピンホールの発生を抑制し、絶縁破壊電圧が高い絶縁皮膜付き打ち抜き加工品及びその製造方法を提供することが可能となる。
本発明の一実施形態に係る絶縁皮膜付き打ち抜き加工品の平面図である。 図１のII－II線断面図である。 本発明例１で使用する銅基板の平面図である。 本発明例１で得られた打ち抜き銅板の切断面の写真である。
　以下に、本発明の一実施形態である絶縁皮膜付き打ち抜き加工品およびその製造方法について、添付した図面を参照して説明する。
　図１は、本発明の一実施形態に係る絶縁皮膜付き打ち抜き加工品の平面図である。図２は、図１のII－II線断面図である。
　図１に示すように、絶縁皮膜付き打ち抜き加工品１は、平面視でコの字の形状とされている。絶縁皮膜付き打ち抜き加工品１は、図２に示すように、打ち抜き加工品２と、打ち抜き加工品２の表面に形成されためっき層３と、めっき層３の表面に形成された絶縁皮膜４と、を備える。
　打ち抜き加工品２は、金属板をコの字に打ち抜くことによって製造されている。このため打ち抜き加工品２は、互いに対向する１組の面が切断面２ａとされている。切断面２ａは、せん断面と破断面とが形成されている。打ち抜き加工品２の材料は、特に制限はない。打ち抜き加工品２は、銅系金属材料を含むことが好ましく、銅もしくは銅合金であることが特に好ましい。
　めっき層３は、打ち抜き加工品２の表面、特に切断面２ａの表面状態を均一化する作用がある。めっき層の３の材料は、特に制限はない。めっき層３もまた打ち抜き加工品２と同様に、銅系金属材料を含むことが好ましく、めっき層３は銅系金属材料からなることが特に好ましい。銅系金属材料は、銅もしくは銅合金である。銅合金の例は、上記の打ち抜き加工品２の場合と同じである。めっき層３の厚さは、１μｍ以上１００μｍ以下の範囲内にあることが好ましく、３μｍ以上２１μｍ以下の範囲内にあることが特に好ましい。
　絶縁皮膜４の材料としては、例えば、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、フッ素樹脂、ポリエステルイミド樹脂、ホルマール化ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂などの絶縁皮膜の材料として一般に利用されているものを用いることができる。絶縁皮膜４は、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、フッ素樹脂を含むことが好ましく、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、フッ素樹脂又はこれらの混合物からなることが特に好ましい。
　絶縁皮膜４の膜厚は、１０μｍ以上２００μｍ以下の範囲内にあることが好ましく、３０μｍ以上１００μｍ以下の範囲にあることが好ましい。
　絶縁皮膜４は、電着膜であることが好ましい。電着膜とは、電着法によって成膜された膜である。電着法については後述する。
　次に、本実施形態の絶縁皮膜付き打ち抜き加工品１の製造方法について説明する。
　本実施形態の絶縁皮膜付き打ち抜き加工品１の製造方法は、例えば、下記の工程を含む方法によって製造することができる。
（１）打ち抜き加工品２の表面にめっき層３を形成するめっき工程。
（２）めっき層３を形成した打ち抜き加工品２のめっき層３の表面に絶縁皮膜４を成膜する成膜工程。
　めっき工程は、打ち抜き加工品２の表面にめっき層３を形成する工程である。本実施形態では、打ち抜き加工品２の切断面２ａを含む全面にめっき層３を形成する。めっき層３を形成する方法としては、特に制限はなく、電解めっき法及び無電解めっき法のいずれの方法を用いることができる。例えば、銅めっき層を形成する場合は、硫酸銅浴を用いた電解めっき法を用いることができる。
　めっき工程を行なう前に、打ち抜き加工品２の表面に付着している油分及び酸化物を、表面処理により除去することが好ましい。例えば、打ち抜き加工品２の表面に付着している油分は、浸漬脱脂処理並びに電解脱脂処理により除去することができる。打ち抜き加工品２の表面に付着している酸化皮膜は、酸によるエッチング処理により除去することができる。
　成膜工程では、めっき工程で作製しためっき層３付き打ち抜き加工品２のめっき層３の表面に絶縁皮膜４を成膜する工程である。絶縁皮膜４の成膜は、電着法により行なうことが好ましい。絶縁皮膜４の成膜は、下記の工程を含む方法により行なうことが好ましい。（３）電荷を有する絶縁樹脂粒子を含む電着液に、メッキ層３付き打ち抜き加工品２と、電極とを浸漬して、打ち抜き加工品２と電極との間に直流電圧を印加することによって、打ち抜き加工品２のめっき層３の上に絶縁樹脂粒子を電着させる電着工程。
（４）絶縁樹脂粒子を電着させた打ち抜き加工品２を加熱して、打ち抜き加工品２に絶縁樹脂粒子を焼き付ける焼き付け工程。
　電着工程で用いる電着液は、電荷を有する絶縁樹脂粒子と、有機溶媒と、水と、疎水性塩基とを含むことが好ましい。絶縁樹脂粒子としては、例えば、ポリアミドイミド粒子を用いることができる。ポリアミドイミド粒子の粒子径は特に制限はないが、例えば、メジアン径は５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲内である。電着液のポリアミドイミド粒子の含有率は特に制限はないが、例えば、１質量％以上１０質量％以下の範囲内であり、好ましくは１．５質量％以上５質量％以下の範囲内である。電着液は、さらに絶縁樹脂粒子としてフッ素樹脂粒子を含んでいてもよい。フッ素樹脂粒子の例としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂（ＰＦＡ）粒子、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）粒子を挙げることができる。電着液のフッ素樹脂粒子の含有率は特に制限はないが、例えば、電着液に対して０．５質量％以上５質量％以下の範囲内であり、ポリアミドイミド粒子に対して２０質量％以上５０質量％以下の範囲内である。
　電着液の有機溶媒としては、例えば、Ｎ－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、１，３ジメチルイミダゾリジノン、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、γ－ブチロラクトン（γ－ＢＬ）などの極性溶剤を用いることができる。これらの溶剤は、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を組合せて使用してもよい。また、疎水性塩基は、有機溶媒に対して親和性を有することが好ましい。疎水性塩基の例としては、トリ－ｎ－プロピルアミン、トリ－ｎ－ブチルアミン、ジベンジルアミン、デシルアミン、オクチルアミン、ヘキシルアミン、ジアミルアミン、ジヘキシルアミン、ジオクチルアミントリアミルアミン、トリヘキシルアミン、トリオクチルアミン、トリベンジルアミン、アニリン等を挙げることができる。これらの疎水性塩基は、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を組合せて使用してもよい。有機溶媒と水との合計量に対する有機溶媒の含有率は、例えば、７０質量％以上８７質量％以下の範囲内である。疎水性塩基の含有率は、例えば、電着液に対して０．０２質量％以上０．１質量％以下の範囲内である。
　ポリアミドイミド粒子を含む電着液は、例えば、ポリアミドイミドと、ポリアミドイミドを溶解可能な有機溶媒と、疎水性塩基とを混合して調製したポリアミドイミド溶液に、ポリアミドイミド溶液の貧溶媒である水を加えることによって得ることができる。このようにして得られたポリアミドイミド粒子は、一般に、負の電荷を有する。
　電着工程では、電着液に、めっき層３付き打ち抜き加工品２と電極とを浸漬した状態で、めっき層３付き打ち抜き加工品２と電極との間に直流電圧を印加することにより、めっき層３付き打ち抜き加工品２に絶縁樹脂粒子を電着させる。印加する直流電圧は、１Ｖ以上６００Ｖ以下の範囲内にあることが好ましい。
　焼き付け工程では、絶縁樹脂粒子が電着した打ち抜き加工品２を加熱して、打ち抜き加工品２に絶縁樹脂粒子を焼き付けて電着膜（絶縁皮膜４）を形成する。打ち抜き加工品２に絶縁樹脂粒子を焼き付ける際の加熱温度及び時間は、絶縁樹脂粒子が硬化して電着膜を生成する範囲であれば特に制限はない。加熱温度は、例えば、２００℃以上４５０℃以下の範囲内である。加熱時間は、例えば、５分間以上６０分間以下の範囲内である。
　焼き付け工程の前に、打ち抜き加工品２に付着している電着液を除去することが好ましい。電着液を除去する方法としては、打ち抜き加工品２に圧縮空気を吹き付けて電着液を吹き飛ばす方法、打ち抜き加工品２を電着膜が生成する温度よりも低い温度で加熱して電着液を揮発させる方法を用いることができる。
　以上のような構成とされた本実施形態の絶縁皮膜付き打ち抜き加工品１によれば、打ち抜き加工品２は切断面２ａを含む表面にめっき層３が形成され、打ち抜き加工品２の表面状態が均一になるため、打ち抜き加工品２と絶縁皮膜４との密着性が向上する。このため、本実施形態の絶縁皮膜付き打ち抜き加工品１は、絶縁皮膜４の部分的な剥離によるピンホールの発生を抑制でき、絶縁破壊電圧が高くなる。
　また、本実施形態の絶縁皮膜付き打ち抜き加工品１において、絶縁皮膜４が電着膜である場合は、電着法により絶縁皮膜を成膜できるので、打ち抜き加工品の形状に関わらず打ち抜き加工品の表面に均一な膜厚で絶縁皮膜を形成することができる。
　また、本実施形態の絶縁皮膜付き打ち抜き加工品１において、打ち抜き加工品２が銅系金属材料を含み、めっき層３が銅系金属材料を含む場合は、打ち抜き加工品２自体は高い導電性を有するので、バスバーやワイヤーハーネスの端子部材などの電子部品やコイルなどのモーター部品として有用である。また、打ち抜き加工品２とめっき層３が銅系金属材料を含むので、打ち抜き加工品２とめっき層３の密着性が向上する。これにより打ち抜き加工品２とめっき層３と絶縁皮膜４の密着性がより高くなるので、絶縁皮膜４の部分的な剥離によるピンホールの発生をより確実に抑制でき、絶縁皮膜付き打ち抜き加工品１の絶縁破壊電圧がより高くなる。
　また、本実施形態の絶縁皮膜付き打ち抜き加工品１において、めっき層３の厚さが１μｍ以上である場合は、打ち抜き加工品２の表面状態の均一性がより確実に高くなる。一方、めっき層３の厚さが１００μｍ以下である場合は、めっき層３の厚さのばらつきが小さく、打ち抜き加工品の寸法への影響が小さくなる。よって、絶縁皮膜付き打ち抜き加工品１を、例えば、バスバーやワイヤーハーネスの端子部材、コイルなどで使用する際の機能に影響を与えにくくなる。
　本実施形態の絶縁皮膜付き打ち抜き加工品の製造方法によれば、成膜工程の前に、めっき工程を行なうので、打ち抜き加工品の表面が均一な状態で絶縁皮膜を成膜することができる。このため、本実施形態の製造方法によって得られた絶縁皮膜付き打ち抜き加工品は、打ち抜き加工品と絶縁皮膜との密着性が向上し、絶縁皮膜４の部分的な剥離によるピンホールの発生を抑制でき、絶縁破壊電圧が高くなる。
　また、本実施形態の絶縁皮膜付き打ち抜き加工品の製造方法においては、前記成膜工程を電着法によって行なう場合は、絶縁樹脂粒子を電着させるので、打ち抜き加工品の形状に関わらず安定して打ち抜き加工品を絶縁皮膜で被覆することができる。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
　例えば、本実施形態においては、めっき層３が打ち抜き加工品２の表面全体に形成されているが、めっき層３の形成場所はこれに限定されるものではない。めっき層３は、少なくとも打ち抜き加工品２の切断面２ａに形成されていればよい。
　また、本実施形態においては、絶縁皮膜の成膜方法として電着法を用いているが、絶縁皮膜の成膜方法はこれに限定されるものではない。絶縁皮膜の成膜方法としては、例えば、塗布法を用いてもよい。塗布法は、絶縁樹脂材料が溶解した塗布液をめっき層付き打ち抜き加工品に塗布して塗布膜を形成し、次いで塗布膜を乾燥させた後、得られた乾燥膜を加熱して打ち抜き加工品に焼き付けることによって絶縁皮膜を成膜する方法である。塗布液をめっき層付き打ち抜き加工品に塗布する方法としては、スピンコート法、バーコート法、ナイフコート法、ロールコート法、ブレードコート法、ダイコート法、グラビアコート法、ディップコート法などを用いることができる。
［本発明例１］
（１）打ち抜き銅板の作製工程
　図３は、本発明例１で使用した銅基板の平面図である。銅基板１０は、厚さ２ｍｍで、純度９９．９０質量％の純銅板である。この銅基板１０を、コの字形状に打ち抜いて、打ち抜き銅板１１を得た。得られた打ち抜き銅板１１の窪み部１２の断面の写真を図４に示す。図４の写真から、打ち抜き銅板１１の切断面は、せん断面と破断面とが形成されていること、破断面は凹凸を有していることがわかる。
（２）打ち抜き銅板の脱脂処理工程
　打ち抜き銅板の表面に付着している油分を、下記の浸漬脱脂処理並びに電解脱脂処理により除去する脱脂処理を行なった。
　浸漬脱脂処理では、得られた打ち抜き銅板を、液温３０℃に調整した脱脂剤に１分間浸漬し、その後、水洗した。
　電解脱脂処理では、電極を備えた電解槽に、電解型脱脂剤（マックスクリーンＢＧ－３２００、キザイ株式会社）を投入し、電解型脱脂剤の液温を５０℃に調整した後、電解型脱脂剤に打ち抜き銅板を浸漬した。次いで、電解槽の電極（陽極）と打ち抜き銅板（陰極）との間に６Ａ／ｄｍ２の電流密度で電流を１分間流して打ち抜き銅板を脱脂処理し、その後、水洗した。
（３）打ち抜き銅板の銅めっき前処理工程
　打ち抜き銅板を、濃度５０ｇ／Ｌの硫酸水溶液に１０秒間で浸漬し、その後、水洗した。
　次に、打ち抜き銅板を、酸エッチング液（過酸化水素濃度：１０ｇ／Ｌ、硫酸濃度：１００ｇ／Ｌ）に３０秒間で浸漬し、次いで、濃度５０ｇ／Ｌの硫酸水溶液に１０秒間で浸漬した。その後、打ち抜き銅板を水洗した。以上のようにして打ち抜き銅板の前処理を行なった。
（４）銅めっき層付き打ち抜き銅板の作製工程
　電解めっき槽に、めっき液を投入し、液温を４５℃に調整した後、めっき液に上記（３）の前処理した打ち抜き銅板を浸漬した。めっき液は、硫酸銅５水和物濃度２５０ｇ／Ｌ、硫酸濃度５５ｇ／Ｌの水溶液を用いた。次いで、電流密度５Ａ／ｄｍ２の条件で５分間電解銅めっき処理を行なった。その後、打ち抜き銅板を水洗して、銅めっき層付き打ち抜き銅板を得た。得られた銅めっき層付き打ち抜き銅板の銅めっき層の厚さを、マイクロメータを用いて測定したところ、４μｍであった。
（５）電着液の調製工程
　ＮＭＰ（Ｎ－メチル－２－ピロリドン）にＰＡＩ（ポリイミドアミド）を溶解して、ＰＡＩワニス（ＰＡＩ：ＮＭＰ＝２０質量％：８０質量％）を調製した。得られたＰＡＩワニスに、ＮＭＰとトリ－ｎ－プロピルアミンと水を加えてＰＡＩ粒子を析出させて、ＰＡＩ粒子を０．５質量％、ＮＭＰを７６．０質量％、水を１８．８質量％、トリ－ｎ－プロピルアミンを０．２質量％の割合で含むＰＡＩ粒子分散液を調製した。
　また、市販のポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）ディスパージョンを水で希釈した後、撹拌混合して、ＰＴＦＥ粒子を３０質量％含むＰＴＦＥ粒子分散液を得た。
　ＰＡＩ粒子分散液と、ＰＴＦＥ粒子分散液と、ＮＭＰと、水と、トリ－ｎ－プロピルアミンとを混合して、ＰＡＩ粒子４．３質量％、ＰＴＦＥ粒子４．３質量％、ＮＭＰ６５質量％、水２６．２質量％、トリ－ｎ－プロピルアミン０．２質量％の割合で含む電着液を調製した。
（６）電着膜（絶縁皮膜）の成膜工程
　電着槽に、上記（５）で調製した電着液を投入し、その電着液に上記（４）で作製した銅めっき層付き打ち抜き銅板と電極とを浸漬した。なお、銅めっき層付き打ち抜き銅板は、銅めっき層の酸化皮膜を除去するために、予め、酸化皮膜除去剤に１分間で浸漬した後、水洗した。
　次に、銅めっき層付き打ち抜き銅板を正極とし、電極を負極として直流電圧５００Ｖを４０秒間印加して、銅めっき層付き打ち抜き銅板の表面に絶縁樹脂粒子（ＰＡＩ粒子とＰＴＦＥ粒子）を電着させた。
　次に、絶縁樹脂粒子が電着した打ち抜き銅板を電着液から取り出し、３００℃で５分間加熱して、乾燥した。その後乾燥した打ち抜き銅板を３３０℃で７分間加熱して、絶縁樹脂粒子を打ち抜き銅板に焼き付けて、電着膜（絶縁皮膜）を形成した。得られた絶縁皮膜付き打ち抜き銅板の絶縁皮膜の厚さを、マイクロメータを用いて測定したところ、７８μｍであった。
［本発明例２］
　本発明例１の（４）銅めっき層付き打ち抜き銅板の作製工程において、電解銅めっき処理の時間を、１５分間とし、銅めっき層の厚さを１１μｍとしたこと以外は、本発明例１と同様にして、絶縁皮膜付き打ち抜き銅板を作製した。得られた絶縁皮膜付き打ち抜き銅板の絶縁皮膜の厚さは７６μｍであった。
［比較例１］
　本発明例１の（２）打ち抜き銅板の脱脂処理工程を行なって、表面に付着している油分を浸漬脱脂処理及び電解脱脂処理により除去した後、（３）～（４）の工程を行なわずに、（６）電着膜の成膜工程を行なったこと以外は、本発明例１と同様にして、絶縁皮膜付き打ち抜き銅板を作製した。得られた絶縁皮膜付き打ち抜き銅板の絶縁皮膜の厚さは８１μｍであった。
［比較例２～４］
　本発明例１の（２）～（４）の工程を行なわずに、（６）の電着膜の成膜工程を行なったこと以外は、本発明例１と同様にして、絶縁皮膜付き打ち抜き銅板を作製した。得られた絶縁皮膜付き打ち抜き銅板の絶縁皮膜の厚さは７９μｍ（比較例２）、８１μｍ（比較例３）、８２μｍ（比較例４）であった。
［評価］
　本発明例１、２及び比較例１～４で得られた絶縁皮膜付き打ち抜き銅板をグリセリン溶液に浸漬して、絶縁破壊電圧を、破壊試験器（ＹＨＴ－２０Ｋ－０５ＫＭＲ、株式会社ＹＡＭＡＢＩＳＨＩ製）を用いて測定した。その結果を、下記の表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　打ち抜き銅板の表面に対して銅めっき処理を行なった本発明例１、２の絶縁皮膜付き打ち抜き銅板は、打ち抜き銅板の表面にめっき層が形成されていない比較例１～４の絶縁皮膜付き打ち抜き銅板と比較して、絶縁破壊電圧が顕著に高い値を示すことがわかる。これは、打ち抜き銅板の表面にめっき層が形成されていることによって、打ち抜き銅板の表面状態が均一になり、打ち抜き銅板と絶縁皮膜との密着性が向上したためである。
　１　絶縁皮膜付き打ち抜き加工品
　２　打ち抜き加工品
　２ａ　切断面
　３　めっき層
　４　絶縁皮膜
　１０　銅基板
　１１　打ち抜き銅板
　１２　窪み部

Claims (6)

  1. 　切断面を有する打ち抜き加工品と、前記打ち抜き加工品の少なくとも前記切断面に形成されためっき層と、前記めっき層を有する前記打ち抜き加工品の表面に形成された絶縁皮膜と、を備える絶縁皮膜付き打ち抜き加工品。
  2. 　前記絶縁皮膜が電着膜である請求項１に記載の絶縁皮膜付き打ち抜き加工品。
  3. 　前記打ち抜き加工品が銅系金属材料を含み、前記めっき層が銅系金属材料を含む請求項１または請求項２に記載の絶縁皮膜付き打ち抜き加工品。
  4. 　前記めっき層は、厚みが１μｍ以上１００μｍ以下の範囲内にある請求項１～請求項３のいずれか一項に記載の絶縁皮膜付き打ち抜き加工品。
  5. 　切断面を有する打ち抜き加工品の少なくとも前記切断面にめっき層を形成するめっき工程と、
    　前記めっき層を形成した前記打ち抜き加工品の前記めっき層の表面に絶縁皮膜を成膜する成膜工程と、
    　を含む絶縁皮膜付き打ち抜き加工品の製造方法。
  6. 　前記成膜工程が下記の工程を含む、請求項５に記載の絶縁皮膜付き打ち抜き加工品の製造方法：
    　電荷を有する絶縁樹脂粒子を含む電着液に、前記めっき層を有する前記打ち抜き加工品と、電極とを浸漬して、前記打ち抜き加工品と前記電極との間に直流電圧を印加することによって、前記めっき層を有する前記打ち抜き加工品の表面に前記絶縁樹脂粒子を電着させる工程、
    　前記絶縁樹脂粒子を電着させた前記打ち抜き加工品を加熱して、前記打ち抜き加工品に前記絶縁樹脂粒子を焼き付ける工程。
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