めっき部材およびその製造方法
【課題】金属部材に拡散防止や耐久性向上のためにＮｉもしくはＮｉ合金下地めっきを行い、その上にＡｇめっきを行った電気接点部に関し、耐摩耗性などの耐久性、耐熱密着性、製造コストなどの優れた接点部を製造する方法を提供する。
【解決手段】金属部材１上にＮｉストライクめっきを行った後、電解めっきによってＮｉ下地めっき層３を形成し、さらに、その上にシアン銀、シアン銅を含むめっき液を用いて電解めっきを行いＡｇ−Ｃｕ含有合金めっき層５を形成しためっき部材１０。
【解決手段】金属部材１上にＮｉストライクめっきを行った後、電解めっきによってＮｉ下地めっき層３を形成し、さらに、その上にシアン銀、シアン銅を含むめっき液を用いて電解めっきを行いＡｇ−Ｃｕ含有合金めっき層５を形成しためっき部材１０。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、銀−銅含有合金めっき層を含むめっき部材およびその製造方法に関し、さらに詳しくは耐熱性、耐久性に優れた銀−銅含有合金めっき層を含むめっき部材およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コネクター、スイッチなどの電気接点部には比較的に安価で、機械的特性、電気伝導性に優れる銅（Ｃｕ）合金やステンレス鋼などの金属部材に拡散防止や耐久性向上のためにニッケル（Ｎｉ）もしくはＮｉ合金下地めっきを行い、その上に電気伝導性と耐食性にすぐれる銀（Ａｇ）めっきを行った材料が多く使用されている。
【０００３】
しかしながら、Ｎｉめっき上にＡｇめっきを行った材料は、実装リフロー時や樹脂溶着、または、部材に通電する際に発生する電気抵抗による発熱などにより熱がかかるとＡｇとＮｉ間の密着力（耐熱密着性）が低下するという問題点がある。この点を改善する方法としてＡｇめっき層とＮｉめっき層の間にＣｕめっき層を形成する方法が提案されている（例えば特許文献１参照。)。
【０００４】
また、挿抜や摺動、打鍵が繰り返される部材ではさらなる高耐久性が要求されている。
めっき材の耐久性を向上させる方法として、表面に有機皮膜を形成させる方法が提案されている（例えば特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２６３２７４号公報
【特許文献２】特開平６−２１２４９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の方法では、材質が３種類の異なるめっき層を形成する必要があり、めっき工程が増えるため、コストや生産性の点で不利になることがある。また、特許文献１に記載のめっき材は、最表層がＡｇめっき層であり、材質である銀は硬度が低い材質であることから、耐久性を改善するために、Ａｇめっき層を厚くすることが考えられる。しかし、Ａｇめっきを厚くする方法では、高価な銀の消費量が増え製造コストが高くなる問題があった。
【０００７】
特許文献２の方法では、耐久性は向上するものの、めっき材表面の接触抵抗が上昇することが課題であった。また、めっき材の製造工程において、表面に有機被膜を形成した後の有機被膜と洗浄の薬品や機械油との接触、リフローや樹脂溶着時の熱やプレス時のこすれなどめっき材の製造条件によっては、有機皮膜の分解や削れまたは剥がれが生じて、耐久性が十分向上できない懸念もあった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされ、第１に、めっき部材が、金属部材と、該金属部材上に設けられた下地めっき層と、該下地めっき層上に設けられ、銅含有率が０．５質量％〜３０質量％の銀−銅含有合金めっき層と、を具備することにより解決するものである。
【０００９】
また、前記前記銀−銅含有合金めっき層の厚みは、０．１μｍ〜１５μｍであることを特徴とするものである。
【００１０】
また、前記下地めっき層は、ニッケルまたはニッケル合金のいずれかであることを特徴とするものである。
【００１１】
また、前記下地めっき層は、ニッケルであることを特徴とするものである。
【００１２】
第２に、めっき部材の製造方法は、金属部材上に下地めっき層を形成する工程と、該下地めっき層上に銅含有率が０．５質量％〜３０質量％の銀−銅含有合金めっき層を形成する工程と、を具備することを特徴とするものである。
【００１３】
また、前記銀−銅含有合金めっき層は、シアン銀塩およびシアン銅塩を含むめっき液を用いて形成することを特徴とするものである。
【００１４】
また、前記めっき液にポリエチレンイミンを添加することを特徴とするものである。
【００１５】
また、前記銀−銅含有合金めっき層は電解めっき処理により形成されることを特徴とするものである。
【００１６】
また、前記下地めっき層を形成した後、銀ストライクめっき層を形成することを特徴とするものである。
【００１７】
また、前記下地めっき層は、ニッケルであることを特徴とするものである。
【００１８】
また、前記下地めっき層は、電解めっき処理により形成されることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００２０】
第１に、本発明のめっき部材は、耐摩耗性などの耐久性に優れ、実装リフロー時の熱や電気抵抗による発熱に対する密着性（耐熱密着性）を高めることができる。
【００２１】
第２に、本発明のめっき部材は摺動や挿抜において耐久性が高く、耐熱密着性が優れるので、コネクターやスイッチ等の電気接点において適している。
【００２２】
第３に、本発明のめっき部材の製造方法によれば、金属部材上に下地めっき層と、Ａｇ−Ｃｕ含有合金めっき層を形成すればよく、Ａｇ−Ｃｕ含有合金めっき層の厚みは０．１μｍ〜１５μｍ程度でよいので、高価な銀の消費量を抑え、製造コストも低廉にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態のめっき部材を説明するための断面概要図である。
【図２】本発明の実施形態のめっき部材および比較例について接触抵抗と擦動回数の関係を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図１および図２を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００２５】
図１は、本発明の実施形態のめっき部材を説明する断面概要図である。
【００２６】
本実施形態のめっき部材１０は、金属部材１上に下地めっき層３が形成され、下地めっき層３上に銀（Ａｇ）−銅（Ｃｕ）含有合金めっき層５が形成されたものである。
【００２７】
金属部材１は、一般的にコネクタやスイッチに使用されてるものであり、材質は特に限定されないが、一例としてＣｕ、Ｃｕ合金、ステンレス鋼を用いることができる。
【００２８】
下地めっき層３は、金属部材１上に形成される。下地めっき層３の材質は、ニッケル（Ｎｉ）またはＮｉ合金が好ましい。下地めっき層３が、金属部材１とＡｇ−Ｃｕ含有合金めっき層５の間に存在することにより、Ａｇ−Ｃｕ含有合金めっき層５の密着性を向上させることができる。また、下地めっき層３が金属部材１成分（構成元素）のＡｇ−Ｃｕ含有合金めっき層５への拡散のバリア層となり、金属部材１成分のＡｇ−Ｃｕ合金めっき層５への拡散を防ぐ。下地めっき層３がＮｉ合金の場合は、Ｎｉ含有量が６０質量％以上が好ましく、Ｎｉ含有量が６０質量％未満の場合、金属部材１の構成元素のＡｇ−Ｃｕ合金めっき層５への拡散を十分防止できないことがある。
【００２９】
下地めっき層３の厚さは、０．０１μｍ〜１０μｍであることが好ましい。厚さが０．０１μｍより薄い場合、金属部材１のＡｇ−Ｃｕ含有合金めっき層５への拡散を十分に防げない場合があり、めっき部材１０のハンダづけ性等の表面特性が損なわれる場合がある。また、厚さが、１０μｍより厚い場合には、めっき部材１０を折り曲げた場合、加工割れが発生する場合がある。めっき部材１０にプレス成型等による加工を施す場合、加工割れの発生を防止する観点から、下地めっき層３の厚さは、０．０１μｍ〜５μｍが好ましく、拡散防止と加工割れ防止の観点から、０．０５μｍ〜１μｍが一層好ましい。
【００３０】
Ａｇ−Ｃｕ含有合金めっき層５は、下地めっき層３上に形成される。Ａｇ−Ｃｕ含有合金めっき層５を形成することにより、めっき部材１０の耐熱密着性と耐久性を向上することができる。
【００３１】
Ａｇ−Ｃｕ合金めっき層のＣｕ含有率は、０．５質量％〜３０質量％とすることが好ましい。Ｃｕ含有率が０．５質量％未満の場合は、めっき部材１０を加熱した場合にＡｇ−Ｃｕ含有合金めっき層５と下地めっき層３との密着性を十分に高くすることができない場合があり、Ａｇ−Ｃｕ含有合金めっき層５の硬度が十分に高くならず、めっき部材１０の耐久性を十分高くできないことがある。密着性の観点から、Ｃｕ含有率は、１質量％〜３０質量％とすることが更に好ましい。
【００３２】
それに対して、Ｃｕ含有率が３０質量％より高い場合は、めっき部材１０の耐食性が低下することや、加熱処理後のめっき部材の接触抵抗が高くなることがある。これは、Ｃｕの組成比が高くなりすぎると、Ａｇ−Ｃｕ含有合金めっき層５の表面が酸化しやすくなることが１つの要因として考えられる。Ａｇ−Ｃｕ含有合金めっき層５は、Ａｇ、Ｃｕ以外の金属元素を５質量％以下含むことができる。耐食性や導電性の観点から、Ａｇ、Ｃｕ以外の金属元素の含有量は１質量％以下が更に好ましく、０．５質量％以下が一層好ましい。この金属元素は例えば、スズ（Ｓｎ）、ビスマス（Ｂｉ）等である。
【００３３】
Ａｇ−Ｃｕ含有合金めっき層５の厚さは、０．１μｍ〜１５μｍとすることができる。厚さが０．１μｍ未満の場合には、めっき部材１０の耐久性が低下することがあり、厚さが１５μｍ超の場合には、Ａｇの消費量が増加して不経済となる。耐久性と経済性を考慮すると、 Ａｇ−Ｃｕ含有合金めっき層５の厚さは０．２μｍ〜１０μｍが更に好ましく、０．２μｍ〜５μｍが一層好ましい。
【００３４】
尚、金属部材１がＣｕまたはＣｕ合金以外の材料の場合、これと下地めっき層３の密着性を向上させるため、これらの間にＮｉストライクめっき層が設けられてもよい。
【００３５】
また、下地めっき層３とＡｇ−Ｃｕ含有合金めっき層３との密着性を向上させるため、これらの間にＡｇストライクめっき層（またはＡｇ−Ｃｕ合金ストライクめっき層）が設けられてもよい。
【００３６】
次に、図１を参照して、本発明のめっき部材の製造方法を以下に説明する。
＜金属部材のめっき前処理＞
金属部材１は、脱脂、酸洗浄をおこなうことができる。脱脂、酸洗浄は、公知の方法を用いることができる。例えば、アルカリ電解脱脂、有機溶媒または洗浄液用いた脱脂、塩酸または硫酸を用いた酸洗浄等である。
＜Ｎｉストライクめっき＞
ＮｉまたはＮｉ合金からなる下地めっき層３を形成する前の金属部材１に対して、Ｎｉストライクめっきを施すことが好ましい。Ｎｉストライクめっき層の形成により、金属部材１と下地めっき層３の密着性を向上することができる。金属部材１がＣｕまたはＣｕ合金の場合には、Ｎｉストライクめっきは省略することができる。
【００３７】
Ｎｉストライクめっきは、例えば、塩化ニッケル５０ｇ／Ｌ〜３００ｇ／Ｌ、濃塩酸５０ｍＬ／Ｌ〜２００ｍＬ／Ｌを含有する水溶液をめっき液として、電流密度１Ａ／ｄｍ2〜１０Ａ／ｄｍ2にて、行う。これにより、膜厚０．１μｍ程度以下のＮｉストライクめっき層を形成させることができる。尚、濃塩酸１００ｍＬ／Ｌは、溶液１Ｌ中に濃塩酸（３７質量％塩酸（ＨＣＬ）水溶液）を含む液である。濃塩酸は比重１．１９であり、濃塩酸１００ｍＬ中にはＨＣｌが４４ｇ含まれることになり、濃塩酸１００ｍＬ／Ｌ溶液は、塩酸（ＨＣＬ）４．４質量％溶液である。
＜下地めっき層の形成＞
金属部材１（Ｎｉストライクめっき層）上に、下地めっき層３を形成する。下地めっき層３の形成は、ＮｉまたはＮｉ合金めっき層を形成できる公知のめっき方法により形成することができる。好ましい例として、めっき液に金属部材１を浸漬して電解めっき処理が行われる。ここで、めっき液としては、Ｎｉイオンを含む液が使用される。めっき液に添加するＮｉ化合物としては、硫酸ニッケル６水和物やスルファミン酸ニッケル等、公知のＮｉ化合物を用いることができる。この他、市販の光沢剤等の添加剤をめっき液に添加してもよい。
【００３８】
電解めっき処理の電解電流密度は、１．０Ａ／ｄｍ２以上１０．０Ａ／ｄｍ２以下が好適である。電流密度が１．０Ａ／ｄｍ２未満となると下地めっき層３の成膜速度が遅く、１０．０Ａ／ｄｍ２よりも大きいとめっきヤケ等の不具合が発生する恐れがある。
＜Ａｇストライクめっき＞
下地めっき層３を形成した後、Ａｇストライクめっきを施すことが好ましい。Ａｇストライクめっき層により、下地めっき層３とＡｇ−Ｃｕ含有合金めっき層５の密着性を向上させることができる。Ａｇストライクめっきは、例えば、シアン化銀塩１ｇ／Ｌ〜１０ｇ／Ｌ、シアン化カリウム３０ｇ／Ｌ〜１２０ｇ／Ｌ含有する水溶液をめっき液として、電流密度０．２Ａ／ｄｍ2〜１０Ａ／ｄｍ2にて、行う。これにより、膜厚０．１μｍ程度以下のＡｇストライクめっき層を形成させることができる。シアン化銀塩およびシアン化カリウムを含有するめっき液に、シアン化銅塩を添加して、形成されるストライクめっき層のＣｕ含有量が３０質量％以下になるようにして、Ａｇ−Ｃｕ合金ストライクめっきを施してもよい。
＜Ａｇ−Ｃｕ含有合金めっき層の形成＞
下地めっき層３（Ａｇストライクめっき層またはＡｇ−Ｃｕ合金ストライクめっき層）上にＡｇ−Ｃｕ含有合金めっき層５を形成する。Ａｇ−Ｃｕ含有合金めっき層５の形成は、めっき液に下地めっき層３を形成した金属部材１を浸漬して電解めっき処理をすることにより行われる。ここで、めっき液としては、シアン銀塩およびシアン銅塩を含む液を使用することができる。この他、ポリエチレンイミン、酒石酸アンチモンカリウム、シアン化セレン酸カリウム等の添加剤をめっき液に添加してもよい。めっき液にポリエチレンイミンを添加することにより、Ａｇ−Ｃｕ含有合金めっき層表面に「ヤケ」が発生しにくくなる効果がある。ポリエチレンイミンの添加量は、めっき液中の濃度が０．０５ｇ／Ｌ〜１０ｇ／Ｌとすることができる。ポリエチレンイミンは平均分子量が、３００〜３００００であるものを使用することができる。
【００３９】
電解めっき処理の電解電流密度は、０．５Ａ／ｄｍ２以上１０．０Ａ／ｄｍ２以下が好適である。電流密度が０．５Ａ／ｄｍ２未満となるとＡｇ−Ｃｕ含有合金めっき層５の成膜速度が遅く、１０．０Ａ／ｄｍ２よりも大きいとめっきヤケ等の不具合が発生する恐れがある。また、電流密度を変更することにより、Ａｇ−Ｃｕ含有合金めっき層中のＣｕ含有量を調整することができる。
【００４０】
このように、本実施形態のめっき部材１０は、金属部材１上にＮｉまたはＮｉ合金による下地めっき層３と、Ｃｕ含有率が０．５質量％〜３０質量％のＡｇ−Ｃｕ含有合金めっき層５とを順次積層したものである。
【００４１】
これにより、電気伝導性に優れ、特に、金属部材１上にＮｉ下地めっき層が形成され、下地めっき層上にＡｇめっき層が形成されためっき部材と比較して、耐熱密着性、耐久性及び硬度が向上しためっき材を提供できる。
【００４２】
また、表面に有機皮膜を形成させる特許文献２の方法と比較して、硬度と耐久性を向上させることができる。
【００４３】
尚、図１においては金属部材１の一主面上に下地めっき層３およびＡｇ−Ｃｕ含有合金めっき層５を形成した場合を示したが、金属部材１の両主面にこれらのめっき層が形成されてもよい。すなわち、金属部材１の両主面に下地めっき層３が形成され、下地メッキ層３の両主面にそれぞれＡｇ−Ｃｕ含有合金めっき層５が形成されてもよい。
【００４４】
次に本発明の実施例を記載するが本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００４５】
＜金属部材の電解脱脂と酸洗＞
金属部材１として縦７０ｍｍ、横７０ｍｍ、厚さ０．０６ｍｍのステンレス鋼（ＳＵＳ３０１）を準備した。金属部材１を陽極、他のＳＵＳ板を陰極とし、金属部材１をアルカリ脱脂液中で、電圧５Ｖで１５秒の電解脱脂を行った後、金属部材１を陰極、他のＳＵＳ板を陽極にして、電圧５Ｖで１５秒の電解脱脂を行った。電解脱脂後、金属部材１を水洗し、その後１０質量％塩酸水溶液中で、１５秒間の酸洗を行い、水洗した。
＜Ｎｉストライクめっき＞
塩化ニッケル（１５０ｇ／Ｌ）および濃塩酸（１００ｍｌ／Ｌ）を含有する水溶液をめっき液とした。マグネチックスターラによる撹拌（４００ｒｐｍ）をおこなっているめっき液中で、酸洗をおこなった金属部材１を陰極、Ｎｉ電極板を陽極として、電流密度２Ａ／ｄｍ２の条件で１０秒間、Ｎｉストライクめっきを行った。
＜下地めっき＞
スルファミン酸ニッケル（３５０ｇ／Ｌ）および、塩化ニッケル（２０ｇ／Ｌ）、ホウ酸（３５ｇ／Ｌ）を含有する水溶液からなるめっき液を準備した。マグネチックスターラによる撹拌（４００ｒｐｍ）をおこなっているめっき液中で、Ｎｉストライクめっきをおこなった金属部材１を陰極、Ｎｉ電極板を陽極として電流密度２Ａ／ｄｍ２の条件で、下地めっき層３の厚さが０．２μｍになるように、下地めっきを施した。
＜Ａｇストライクめっき＞
シアン化銀カリウム（３ｇ／Ｌ）、シアン化カリウム（９０ｇ／Ｌ）を含む水溶液からなるめっき液を準備した。マグネチックスターラによる撹拌（４００ｒｐｍ）をおこなっているめっき液中で、下地めっきをおこなった金属部材１を陰極、白金でコーティングされたチタン電極板を陽極として、電流密度１Ａ／ｄｍ２の条件で１０秒間Ａｇストライクめっきを行った。
＜Ａｇ−Ｃｕ含有合金めっき＞
シアン化銀カリウム（１８ｇ／Ｌ）、シアン化銅カリウム（１２０ｇ／Ｌ）、ポリエチレンイミン（分子量６００、５ｇ／Ｌ）を含有する水溶液からなるめっき液を準備した。マグネチックスターラによる撹拌（４００ｒｐｍ）をおこなっているめっき液中で、Ａｇストライクめっきをおこなった金属部材１を陰極、Ａｇ電極板を陽極として電流密度１Ａ／ｄｍ２の条件で、Ａｇ−Ｃｕ含有合金めっき層５の厚さが０．５μｍになるまで、めっきをおこなって、めっき部材１０を得た。実施例１のＡｇ−Ｃｕ含有合金めっき層５のＣｕ含有量は１質量％である。
＜めっき部材の評価＞
上記で得られためっき部材１０について、以下に示す評価方法で、耐熱密着性、硬度、耐摺動性（耐久性）、接触抵抗、Ａｇ−Ｃｕ含有合金めっき層５のＣｕ含有量について評価した。
【００４６】
表１は、上記の実施例１のめっき部材１０と、後述の実施例２によるめっき部材１０、比較例１および比較例２のそれぞれのめっき部材についての評価結果を示す。
【００４７】
【表１】
図２は、摺動回数と接触抵抗の関係を示し、横軸が摺動回数［回］であり、縦軸が接触抵抗［ｍΩ］である。実線が実施例１の結果であり、一点鎖線が実施例２の結果である。細実線および細破線がそれぞれ、比較例１および比較例２の結果である。
＜Ａｇ−Ｃｕ含有合金めっき層のＣｕ含有量＞
得られためっき部材１０を硝酸水溶液と混合して、溶解液を得た。この溶解液中のＡｇの含有量Ａ１（ｍｇ／Ｌ）、Ｃｕの含有量Ｃ１（ｍｇ／Ｌ）を、ＩＣＰ装置（ジャーレルアッシュ社製のＩＲＩＳ／ＡＲ）を用いてプラズマ分光分析法によって測定した。そして、Ａｇ−Ｃｕ含有合金めっき層５に含まれるＣｕの含有量Ｃを以下の式１により算出し、表１に示した。
【００４８】
Ｃ＝（Ｃ１）／（Ｃ１＋Ａ１） （式１）
＜耐熱密着性の評価方法＞
得られためっき部材１０をホットプレート上で２６０℃、５分間加熱をおこない、２５℃まで冷却後、めっき部材１０表面にカッターを用いて２ｍｍ間隔で切り込み（クロスカット）を入れ、クロスカットした部分について、ＪＩＳ−Ｈ８５０４に記載のめっきの密着性の試験方法（テープ試験方法）に準拠して、引き剥がし試験を実施した。この際、テープは、ニチバン株式会社製、Ｎｏ．４０５を用いた。目視にて、Ａｇ−Ｃｕ含有合金めっき層５の剥がれが認められなかった場合、耐熱密着性良好と判定した。Ａｇ−Ｃｕ含有合金めっき層５の剥がれが認められた場合、耐熱密着性不良と判定した。
＜硬度の評価方法＞
微小硬度計（松沢精機株式会社製、ＤＭＨ−１）を用いて、荷重１０ｇｆ、押し付け時間１５秒の条件でビッカース硬度を測定した。
＜耐摺動性（耐久性）の評価方法＞
電気接点シミュレータ（株式会社山崎精機研究所製、ＣＲＳ−１型）を用い、測定条件は荷重３０ｇｆ、摺動速度５０ｍｍ／ｍｉｎ、摺動距離１０００μｍ、摺動回数５００回、圧子Ａｇリベット電流１０ｍＡ、開放電圧１００ｍＶで、めっき部材１０の接触抵抗の測定を行った。
【００４９】
接触抵抗が５０ｍΩ以上に上昇した時点で、Ａｇ−Ｃｕ含有合金めっき層５が摺動により部分的に除去されたと判断した。表１には、接触抵抗が５０ｍΩ以上となった時の摺動回数を示した。摺銅回数５００回でも、接触抵抗が５０ｍΩ未満の場合には、表１に摺動回数を＞５００回と記載した。また図２に、摺動回数と接触抵抗の関係を示した。
＜接触抵抗の評価方法＞
山崎精機研究所製電気接点シミュレータＣＲＳ−１を用い、荷重１００ｇｆの条件で、めっき部材の接触抵抗を測定した。
【実施例２】
【００５０】
実施例１で、Ａｇ−Ｃｕ含有合金めっき層５を形成する際の電流密度を１Ａ／ｄｍ２から、３Ａ／ｄｍ２に変更した以外は、実施例１と同様にしてめっき部材１０を得て、評価をおこなった。結果を表１および図２に示す。実施例２のＡｇ−Ｃｕ含有合金めっき層５のＣｕ含有量は３０質量％である。
［比較例１］
実施例１におけるＡｇ−Ｃｕ含有合金めっき層５の形成工程を下記に変更して、Ａｇめっき層を形成した以外は、実施例１と同様にしてめっき部材を得て、評価をおこなった。結果を表１および図２に示す。
＜Ａｇめっき層形成＞
シアン化銀カリウム（１５０ｇ／Ｌ）、シアン化カリウム（９０ｇ／Ｌ）を含有する水溶液からなるめっき液を準備した。マグネチックスターラによる撹拌（４００ｒｐｍ）をおこなっているめっき液中で、ＮｉストライクめっきおよびＮｉ下地めっき層を形成し、Ａｇストライクめっきをおこなった金属部材を陰極、Ａｇ電極板を陽極として電流密度３Ａ／ｄｍ２の条件で、Ａｇめっき層の厚さが０．５μｍになるまで、めっきをおこなった。
［比較例２］
比較例１でＮｉ下地めっき層を形成後に、下記の方法でＣｕめっきを行った後、Ａｇめっきを形成した以外は、比較例１と同様にしてめっき部材を得て、評価をおこなった。結果を表および図２に示す。
＜Ｃｕめっき層形成＞
シアン銅カリウム（４０ｇ／Ｌ）、シアン化カリウム（４０ｇ／Ｌ）を含有する水溶液からなるめっき液を準備した。マグネチックスターラによる撹拌（４００ｒｐｍ）をおこなっているめっき液中で、Ｎｉ下地めっきをおこなった金属部材を陰極、Ｃｕ電極板を陽極として電流密度３Ａ／ｄｍ２の条件で、Ａｇめっき層の厚さが０．１μｍになるまで、めっきをおこなった。
【００５１】
表１を参照して、評価結果について説明する。
【００５２】
比較例１では耐熱密着性に劣り、加熱処理後のめっき部材に対して剥離試験をおこなった場合、Ａｇめっき層の剥離が発生している。また、耐摺動試験においても２００回で接触抵抗が４０ｍΩ以上まで上昇しており、実施例１および実施例２のめっき部材より耐久性に劣っていることがわかる。
【００５３】
比較例２では耐熱密着性は良好であるが、耐摺動試験においては２３０回で接触抵抗が４０ｍΩ以上まで上昇している。これに対して、実施例１および実施例２は耐熱密着性に優れ、硬度が高く、５００回の摺動試験後においても接触抵抗の大きな上昇は見られなかった。
【００５４】
このように、本実施形態によれば、耐熱密着性と耐摺動性が向上するので、リフローなどで熱がかかる部品や、耐久性が要求される部品に好適な材料を提供することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１ 金属部材
３ 下層めっき層
５ Ａｇ−Ｃｕ含有合金めっき層
１０ めっき部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、銀−銅含有合金めっき層を含むめっき部材およびその製造方法に関し、さらに詳しくは耐熱性、耐久性に優れた銀−銅含有合金めっき層を含むめっき部材およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コネクター、スイッチなどの電気接点部には比較的に安価で、機械的特性、電気伝導性に優れる銅（Ｃｕ）合金やステンレス鋼などの金属部材に拡散防止や耐久性向上のためにニッケル（Ｎｉ）もしくはＮｉ合金下地めっきを行い、その上に電気伝導性と耐食性にすぐれる銀（Ａｇ）めっきを行った材料が多く使用されている。
【０００３】
しかしながら、Ｎｉめっき上にＡｇめっきを行った材料は、実装リフロー時や樹脂溶着、または、部材に通電する際に発生する電気抵抗による発熱などにより熱がかかるとＡｇとＮｉ間の密着力（耐熱密着性）が低下するという問題点がある。この点を改善する方法としてＡｇめっき層とＮｉめっき層の間にＣｕめっき層を形成する方法が提案されている（例えば特許文献１参照。)。
【０００４】
また、挿抜や摺動、打鍵が繰り返される部材ではさらなる高耐久性が要求されている。
めっき材の耐久性を向上させる方法として、表面に有機皮膜を形成させる方法が提案されている（例えば特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２６３２７４号公報
【特許文献２】特開平６−２１２４９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の方法では、材質が３種類の異なるめっき層を形成する必要があり、めっき工程が増えるため、コストや生産性の点で不利になることがある。また、特許文献１に記載のめっき材は、最表層がＡｇめっき層であり、材質である銀は硬度が低い材質であることから、耐久性を改善するために、Ａｇめっき層を厚くすることが考えられる。しかし、Ａｇめっきを厚くする方法では、高価な銀の消費量が増え製造コストが高くなる問題があった。
【０００７】
特許文献２の方法では、耐久性は向上するものの、めっき材表面の接触抵抗が上昇することが課題であった。また、めっき材の製造工程において、表面に有機被膜を形成した後の有機被膜と洗浄の薬品や機械油との接触、リフローや樹脂溶着時の熱やプレス時のこすれなどめっき材の製造条件によっては、有機皮膜の分解や削れまたは剥がれが生じて、耐久性が十分向上できない懸念もあった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされ、第１に、めっき部材が、金属部材と、該金属部材上に設けられた下地めっき層と、該下地めっき層上に設けられ、銅含有率が０．５質量％〜３０質量％の銀−銅含有合金めっき層と、を具備することにより解決するものである。
【０００９】
また、前記前記銀−銅含有合金めっき層の厚みは、０．１μｍ〜１５μｍであることを特徴とするものである。
【００１０】
また、前記下地めっき層は、ニッケルまたはニッケル合金のいずれかであることを特徴とするものである。
【００１１】
また、前記下地めっき層は、ニッケルであることを特徴とするものである。
【００１２】
第２に、めっき部材の製造方法は、金属部材上に下地めっき層を形成する工程と、該下地めっき層上に銅含有率が０．５質量％〜３０質量％の銀−銅含有合金めっき層を形成する工程と、を具備することを特徴とするものである。
【００１３】
また、前記銀−銅含有合金めっき層は、シアン銀塩およびシアン銅塩を含むめっき液を用いて形成することを特徴とするものである。
【００１４】
また、前記めっき液にポリエチレンイミンを添加することを特徴とするものである。
【００１５】
また、前記銀−銅含有合金めっき層は電解めっき処理により形成されることを特徴とするものである。
【００１６】
また、前記下地めっき層を形成した後、銀ストライクめっき層を形成することを特徴とするものである。
【００１７】
また、前記下地めっき層は、ニッケルであることを特徴とするものである。
【００１８】
また、前記下地めっき層は、電解めっき処理により形成されることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００２０】
第１に、本発明のめっき部材は、耐摩耗性などの耐久性に優れ、実装リフロー時の熱や電気抵抗による発熱に対する密着性（耐熱密着性）を高めることができる。
【００２１】
第２に、本発明のめっき部材は摺動や挿抜において耐久性が高く、耐熱密着性が優れるので、コネクターやスイッチ等の電気接点において適している。
【００２２】
第３に、本発明のめっき部材の製造方法によれば、金属部材上に下地めっき層と、Ａｇ−Ｃｕ含有合金めっき層を形成すればよく、Ａｇ−Ｃｕ含有合金めっき層の厚みは０．１μｍ〜１５μｍ程度でよいので、高価な銀の消費量を抑え、製造コストも低廉にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態のめっき部材を説明するための断面概要図である。
【図２】本発明の実施形態のめっき部材および比較例について接触抵抗と擦動回数の関係を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図１および図２を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００２５】
図１は、本発明の実施形態のめっき部材を説明する断面概要図である。
【００２６】
本実施形態のめっき部材１０は、金属部材１上に下地めっき層３が形成され、下地めっき層３上に銀（Ａｇ）−銅（Ｃｕ）含有合金めっき層５が形成されたものである。
【００２７】
金属部材１は、一般的にコネクタやスイッチに使用されてるものであり、材質は特に限定されないが、一例としてＣｕ、Ｃｕ合金、ステンレス鋼を用いることができる。
【００２８】
下地めっき層３は、金属部材１上に形成される。下地めっき層３の材質は、ニッケル（Ｎｉ）またはＮｉ合金が好ましい。下地めっき層３が、金属部材１とＡｇ−Ｃｕ含有合金めっき層５の間に存在することにより、Ａｇ−Ｃｕ含有合金めっき層５の密着性を向上させることができる。また、下地めっき層３が金属部材１成分（構成元素）のＡｇ−Ｃｕ含有合金めっき層５への拡散のバリア層となり、金属部材１成分のＡｇ−Ｃｕ合金めっき層５への拡散を防ぐ。下地めっき層３がＮｉ合金の場合は、Ｎｉ含有量が６０質量％以上が好ましく、Ｎｉ含有量が６０質量％未満の場合、金属部材１の構成元素のＡｇ−Ｃｕ合金めっき層５への拡散を十分防止できないことがある。
【００２９】
下地めっき層３の厚さは、０．０１μｍ〜１０μｍであることが好ましい。厚さが０．０１μｍより薄い場合、金属部材１のＡｇ−Ｃｕ含有合金めっき層５への拡散を十分に防げない場合があり、めっき部材１０のハンダづけ性等の表面特性が損なわれる場合がある。また、厚さが、１０μｍより厚い場合には、めっき部材１０を折り曲げた場合、加工割れが発生する場合がある。めっき部材１０にプレス成型等による加工を施す場合、加工割れの発生を防止する観点から、下地めっき層３の厚さは、０．０１μｍ〜５μｍが好ましく、拡散防止と加工割れ防止の観点から、０．０５μｍ〜１μｍが一層好ましい。
【００３０】
Ａｇ−Ｃｕ含有合金めっき層５は、下地めっき層３上に形成される。Ａｇ−Ｃｕ含有合金めっき層５を形成することにより、めっき部材１０の耐熱密着性と耐久性を向上することができる。
【００３１】
Ａｇ−Ｃｕ合金めっき層のＣｕ含有率は、０．５質量％〜３０質量％とすることが好ましい。Ｃｕ含有率が０．５質量％未満の場合は、めっき部材１０を加熱した場合にＡｇ−Ｃｕ含有合金めっき層５と下地めっき層３との密着性を十分に高くすることができない場合があり、Ａｇ−Ｃｕ含有合金めっき層５の硬度が十分に高くならず、めっき部材１０の耐久性を十分高くできないことがある。密着性の観点から、Ｃｕ含有率は、１質量％〜３０質量％とすることが更に好ましい。
【００３２】
それに対して、Ｃｕ含有率が３０質量％より高い場合は、めっき部材１０の耐食性が低下することや、加熱処理後のめっき部材の接触抵抗が高くなることがある。これは、Ｃｕの組成比が高くなりすぎると、Ａｇ−Ｃｕ含有合金めっき層５の表面が酸化しやすくなることが１つの要因として考えられる。Ａｇ−Ｃｕ含有合金めっき層５は、Ａｇ、Ｃｕ以外の金属元素を５質量％以下含むことができる。耐食性や導電性の観点から、Ａｇ、Ｃｕ以外の金属元素の含有量は１質量％以下が更に好ましく、０．５質量％以下が一層好ましい。この金属元素は例えば、スズ（Ｓｎ）、ビスマス（Ｂｉ）等である。
【００３３】
Ａｇ−Ｃｕ含有合金めっき層５の厚さは、０．１μｍ〜１５μｍとすることができる。厚さが０．１μｍ未満の場合には、めっき部材１０の耐久性が低下することがあり、厚さが１５μｍ超の場合には、Ａｇの消費量が増加して不経済となる。耐久性と経済性を考慮すると、 Ａｇ−Ｃｕ含有合金めっき層５の厚さは０．２μｍ〜１０μｍが更に好ましく、０．２μｍ〜５μｍが一層好ましい。
【００３４】
尚、金属部材１がＣｕまたはＣｕ合金以外の材料の場合、これと下地めっき層３の密着性を向上させるため、これらの間にＮｉストライクめっき層が設けられてもよい。
【００３５】
また、下地めっき層３とＡｇ−Ｃｕ含有合金めっき層３との密着性を向上させるため、これらの間にＡｇストライクめっき層（またはＡｇ−Ｃｕ合金ストライクめっき層）が設けられてもよい。
【００３６】
次に、図１を参照して、本発明のめっき部材の製造方法を以下に説明する。
＜金属部材のめっき前処理＞
金属部材１は、脱脂、酸洗浄をおこなうことができる。脱脂、酸洗浄は、公知の方法を用いることができる。例えば、アルカリ電解脱脂、有機溶媒または洗浄液用いた脱脂、塩酸または硫酸を用いた酸洗浄等である。
＜Ｎｉストライクめっき＞
ＮｉまたはＮｉ合金からなる下地めっき層３を形成する前の金属部材１に対して、Ｎｉストライクめっきを施すことが好ましい。Ｎｉストライクめっき層の形成により、金属部材１と下地めっき層３の密着性を向上することができる。金属部材１がＣｕまたはＣｕ合金の場合には、Ｎｉストライクめっきは省略することができる。
【００３７】
Ｎｉストライクめっきは、例えば、塩化ニッケル５０ｇ／Ｌ〜３００ｇ／Ｌ、濃塩酸５０ｍＬ／Ｌ〜２００ｍＬ／Ｌを含有する水溶液をめっき液として、電流密度１Ａ／ｄｍ2〜１０Ａ／ｄｍ2にて、行う。これにより、膜厚０．１μｍ程度以下のＮｉストライクめっき層を形成させることができる。尚、濃塩酸１００ｍＬ／Ｌは、溶液１Ｌ中に濃塩酸（３７質量％塩酸（ＨＣＬ）水溶液）を含む液である。濃塩酸は比重１．１９であり、濃塩酸１００ｍＬ中にはＨＣｌが４４ｇ含まれることになり、濃塩酸１００ｍＬ／Ｌ溶液は、塩酸（ＨＣＬ）４．４質量％溶液である。
＜下地めっき層の形成＞
金属部材１（Ｎｉストライクめっき層）上に、下地めっき層３を形成する。下地めっき層３の形成は、ＮｉまたはＮｉ合金めっき層を形成できる公知のめっき方法により形成することができる。好ましい例として、めっき液に金属部材１を浸漬して電解めっき処理が行われる。ここで、めっき液としては、Ｎｉイオンを含む液が使用される。めっき液に添加するＮｉ化合物としては、硫酸ニッケル６水和物やスルファミン酸ニッケル等、公知のＮｉ化合物を用いることができる。この他、市販の光沢剤等の添加剤をめっき液に添加してもよい。
【００３８】
電解めっき処理の電解電流密度は、１．０Ａ／ｄｍ２以上１０．０Ａ／ｄｍ２以下が好適である。電流密度が１．０Ａ／ｄｍ２未満となると下地めっき層３の成膜速度が遅く、１０．０Ａ／ｄｍ２よりも大きいとめっきヤケ等の不具合が発生する恐れがある。
＜Ａｇストライクめっき＞
下地めっき層３を形成した後、Ａｇストライクめっきを施すことが好ましい。Ａｇストライクめっき層により、下地めっき層３とＡｇ−Ｃｕ含有合金めっき層５の密着性を向上させることができる。Ａｇストライクめっきは、例えば、シアン化銀塩１ｇ／Ｌ〜１０ｇ／Ｌ、シアン化カリウム３０ｇ／Ｌ〜１２０ｇ／Ｌ含有する水溶液をめっき液として、電流密度０．２Ａ／ｄｍ2〜１０Ａ／ｄｍ2にて、行う。これにより、膜厚０．１μｍ程度以下のＡｇストライクめっき層を形成させることができる。シアン化銀塩およびシアン化カリウムを含有するめっき液に、シアン化銅塩を添加して、形成されるストライクめっき層のＣｕ含有量が３０質量％以下になるようにして、Ａｇ−Ｃｕ合金ストライクめっきを施してもよい。
＜Ａｇ−Ｃｕ含有合金めっき層の形成＞
下地めっき層３（Ａｇストライクめっき層またはＡｇ−Ｃｕ合金ストライクめっき層）上にＡｇ−Ｃｕ含有合金めっき層５を形成する。Ａｇ−Ｃｕ含有合金めっき層５の形成は、めっき液に下地めっき層３を形成した金属部材１を浸漬して電解めっき処理をすることにより行われる。ここで、めっき液としては、シアン銀塩およびシアン銅塩を含む液を使用することができる。この他、ポリエチレンイミン、酒石酸アンチモンカリウム、シアン化セレン酸カリウム等の添加剤をめっき液に添加してもよい。めっき液にポリエチレンイミンを添加することにより、Ａｇ−Ｃｕ含有合金めっき層表面に「ヤケ」が発生しにくくなる効果がある。ポリエチレンイミンの添加量は、めっき液中の濃度が０．０５ｇ／Ｌ〜１０ｇ／Ｌとすることができる。ポリエチレンイミンは平均分子量が、３００〜３００００であるものを使用することができる。
【００３９】
電解めっき処理の電解電流密度は、０．５Ａ／ｄｍ２以上１０．０Ａ／ｄｍ２以下が好適である。電流密度が０．５Ａ／ｄｍ２未満となるとＡｇ−Ｃｕ含有合金めっき層５の成膜速度が遅く、１０．０Ａ／ｄｍ２よりも大きいとめっきヤケ等の不具合が発生する恐れがある。また、電流密度を変更することにより、Ａｇ−Ｃｕ含有合金めっき層中のＣｕ含有量を調整することができる。
【００４０】
このように、本実施形態のめっき部材１０は、金属部材１上にＮｉまたはＮｉ合金による下地めっき層３と、Ｃｕ含有率が０．５質量％〜３０質量％のＡｇ−Ｃｕ含有合金めっき層５とを順次積層したものである。
【００４１】
これにより、電気伝導性に優れ、特に、金属部材１上にＮｉ下地めっき層が形成され、下地めっき層上にＡｇめっき層が形成されためっき部材と比較して、耐熱密着性、耐久性及び硬度が向上しためっき材を提供できる。
【００４２】
また、表面に有機皮膜を形成させる特許文献２の方法と比較して、硬度と耐久性を向上させることができる。
【００４３】
尚、図１においては金属部材１の一主面上に下地めっき層３およびＡｇ−Ｃｕ含有合金めっき層５を形成した場合を示したが、金属部材１の両主面にこれらのめっき層が形成されてもよい。すなわち、金属部材１の両主面に下地めっき層３が形成され、下地メッキ層３の両主面にそれぞれＡｇ−Ｃｕ含有合金めっき層５が形成されてもよい。
【００４４】
次に本発明の実施例を記載するが本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００４５】
＜金属部材の電解脱脂と酸洗＞
金属部材１として縦７０ｍｍ、横７０ｍｍ、厚さ０．０６ｍｍのステンレス鋼（ＳＵＳ３０１）を準備した。金属部材１を陽極、他のＳＵＳ板を陰極とし、金属部材１をアルカリ脱脂液中で、電圧５Ｖで１５秒の電解脱脂を行った後、金属部材１を陰極、他のＳＵＳ板を陽極にして、電圧５Ｖで１５秒の電解脱脂を行った。電解脱脂後、金属部材１を水洗し、その後１０質量％塩酸水溶液中で、１５秒間の酸洗を行い、水洗した。
＜Ｎｉストライクめっき＞
塩化ニッケル（１５０ｇ／Ｌ）および濃塩酸（１００ｍｌ／Ｌ）を含有する水溶液をめっき液とした。マグネチックスターラによる撹拌（４００ｒｐｍ）をおこなっているめっき液中で、酸洗をおこなった金属部材１を陰極、Ｎｉ電極板を陽極として、電流密度２Ａ／ｄｍ２の条件で１０秒間、Ｎｉストライクめっきを行った。
＜下地めっき＞
スルファミン酸ニッケル（３５０ｇ／Ｌ）および、塩化ニッケル（２０ｇ／Ｌ）、ホウ酸（３５ｇ／Ｌ）を含有する水溶液からなるめっき液を準備した。マグネチックスターラによる撹拌（４００ｒｐｍ）をおこなっているめっき液中で、Ｎｉストライクめっきをおこなった金属部材１を陰極、Ｎｉ電極板を陽極として電流密度２Ａ／ｄｍ２の条件で、下地めっき層３の厚さが０．２μｍになるように、下地めっきを施した。
＜Ａｇストライクめっき＞
シアン化銀カリウム（３ｇ／Ｌ）、シアン化カリウム（９０ｇ／Ｌ）を含む水溶液からなるめっき液を準備した。マグネチックスターラによる撹拌（４００ｒｐｍ）をおこなっているめっき液中で、下地めっきをおこなった金属部材１を陰極、白金でコーティングされたチタン電極板を陽極として、電流密度１Ａ／ｄｍ２の条件で１０秒間Ａｇストライクめっきを行った。
＜Ａｇ−Ｃｕ含有合金めっき＞
シアン化銀カリウム（１８ｇ／Ｌ）、シアン化銅カリウム（１２０ｇ／Ｌ）、ポリエチレンイミン（分子量６００、５ｇ／Ｌ）を含有する水溶液からなるめっき液を準備した。マグネチックスターラによる撹拌（４００ｒｐｍ）をおこなっているめっき液中で、Ａｇストライクめっきをおこなった金属部材１を陰極、Ａｇ電極板を陽極として電流密度１Ａ／ｄｍ２の条件で、Ａｇ−Ｃｕ含有合金めっき層５の厚さが０．５μｍになるまで、めっきをおこなって、めっき部材１０を得た。実施例１のＡｇ−Ｃｕ含有合金めっき層５のＣｕ含有量は１質量％である。
＜めっき部材の評価＞
上記で得られためっき部材１０について、以下に示す評価方法で、耐熱密着性、硬度、耐摺動性（耐久性）、接触抵抗、Ａｇ−Ｃｕ含有合金めっき層５のＣｕ含有量について評価した。
【００４６】
表１は、上記の実施例１のめっき部材１０と、後述の実施例２によるめっき部材１０、比較例１および比較例２のそれぞれのめっき部材についての評価結果を示す。
【００４７】
【表１】
図２は、摺動回数と接触抵抗の関係を示し、横軸が摺動回数［回］であり、縦軸が接触抵抗［ｍΩ］である。実線が実施例１の結果であり、一点鎖線が実施例２の結果である。細実線および細破線がそれぞれ、比較例１および比較例２の結果である。
＜Ａｇ−Ｃｕ含有合金めっき層のＣｕ含有量＞
得られためっき部材１０を硝酸水溶液と混合して、溶解液を得た。この溶解液中のＡｇの含有量Ａ１（ｍｇ／Ｌ）、Ｃｕの含有量Ｃ１（ｍｇ／Ｌ）を、ＩＣＰ装置（ジャーレルアッシュ社製のＩＲＩＳ／ＡＲ）を用いてプラズマ分光分析法によって測定した。そして、Ａｇ−Ｃｕ含有合金めっき層５に含まれるＣｕの含有量Ｃを以下の式１により算出し、表１に示した。
【００４８】
Ｃ＝（Ｃ１）／（Ｃ１＋Ａ１） （式１）
＜耐熱密着性の評価方法＞
得られためっき部材１０をホットプレート上で２６０℃、５分間加熱をおこない、２５℃まで冷却後、めっき部材１０表面にカッターを用いて２ｍｍ間隔で切り込み（クロスカット）を入れ、クロスカットした部分について、ＪＩＳ−Ｈ８５０４に記載のめっきの密着性の試験方法（テープ試験方法）に準拠して、引き剥がし試験を実施した。この際、テープは、ニチバン株式会社製、Ｎｏ．４０５を用いた。目視にて、Ａｇ−Ｃｕ含有合金めっき層５の剥がれが認められなかった場合、耐熱密着性良好と判定した。Ａｇ−Ｃｕ含有合金めっき層５の剥がれが認められた場合、耐熱密着性不良と判定した。
＜硬度の評価方法＞
微小硬度計（松沢精機株式会社製、ＤＭＨ−１）を用いて、荷重１０ｇｆ、押し付け時間１５秒の条件でビッカース硬度を測定した。
＜耐摺動性（耐久性）の評価方法＞
電気接点シミュレータ（株式会社山崎精機研究所製、ＣＲＳ−１型）を用い、測定条件は荷重３０ｇｆ、摺動速度５０ｍｍ／ｍｉｎ、摺動距離１０００μｍ、摺動回数５００回、圧子Ａｇリベット電流１０ｍＡ、開放電圧１００ｍＶで、めっき部材１０の接触抵抗の測定を行った。
【００４９】
接触抵抗が５０ｍΩ以上に上昇した時点で、Ａｇ−Ｃｕ含有合金めっき層５が摺動により部分的に除去されたと判断した。表１には、接触抵抗が５０ｍΩ以上となった時の摺動回数を示した。摺銅回数５００回でも、接触抵抗が５０ｍΩ未満の場合には、表１に摺動回数を＞５００回と記載した。また図２に、摺動回数と接触抵抗の関係を示した。
＜接触抵抗の評価方法＞
山崎精機研究所製電気接点シミュレータＣＲＳ−１を用い、荷重１００ｇｆの条件で、めっき部材の接触抵抗を測定した。
【実施例２】
【００５０】
実施例１で、Ａｇ−Ｃｕ含有合金めっき層５を形成する際の電流密度を１Ａ／ｄｍ２から、３Ａ／ｄｍ２に変更した以外は、実施例１と同様にしてめっき部材１０を得て、評価をおこなった。結果を表１および図２に示す。実施例２のＡｇ−Ｃｕ含有合金めっき層５のＣｕ含有量は３０質量％である。
［比較例１］
実施例１におけるＡｇ−Ｃｕ含有合金めっき層５の形成工程を下記に変更して、Ａｇめっき層を形成した以外は、実施例１と同様にしてめっき部材を得て、評価をおこなった。結果を表１および図２に示す。
＜Ａｇめっき層形成＞
シアン化銀カリウム（１５０ｇ／Ｌ）、シアン化カリウム（９０ｇ／Ｌ）を含有する水溶液からなるめっき液を準備した。マグネチックスターラによる撹拌（４００ｒｐｍ）をおこなっているめっき液中で、ＮｉストライクめっきおよびＮｉ下地めっき層を形成し、Ａｇストライクめっきをおこなった金属部材を陰極、Ａｇ電極板を陽極として電流密度３Ａ／ｄｍ２の条件で、Ａｇめっき層の厚さが０．５μｍになるまで、めっきをおこなった。
［比較例２］
比較例１でＮｉ下地めっき層を形成後に、下記の方法でＣｕめっきを行った後、Ａｇめっきを形成した以外は、比較例１と同様にしてめっき部材を得て、評価をおこなった。結果を表および図２に示す。
＜Ｃｕめっき層形成＞
シアン銅カリウム（４０ｇ／Ｌ）、シアン化カリウム（４０ｇ／Ｌ）を含有する水溶液からなるめっき液を準備した。マグネチックスターラによる撹拌（４００ｒｐｍ）をおこなっているめっき液中で、Ｎｉ下地めっきをおこなった金属部材を陰極、Ｃｕ電極板を陽極として電流密度３Ａ／ｄｍ２の条件で、Ａｇめっき層の厚さが０．１μｍになるまで、めっきをおこなった。
【００５１】
表１を参照して、評価結果について説明する。
【００５２】
比較例１では耐熱密着性に劣り、加熱処理後のめっき部材に対して剥離試験をおこなった場合、Ａｇめっき層の剥離が発生している。また、耐摺動試験においても２００回で接触抵抗が４０ｍΩ以上まで上昇しており、実施例１および実施例２のめっき部材より耐久性に劣っていることがわかる。
【００５３】
比較例２では耐熱密着性は良好であるが、耐摺動試験においては２３０回で接触抵抗が４０ｍΩ以上まで上昇している。これに対して、実施例１および実施例２は耐熱密着性に優れ、硬度が高く、５００回の摺動試験後においても接触抵抗の大きな上昇は見られなかった。
【００５４】
このように、本実施形態によれば、耐熱密着性と耐摺動性が向上するので、リフローなどで熱がかかる部品や、耐久性が要求される部品に好適な材料を提供することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１ 金属部材
３ 下層めっき層
５ Ａｇ−Ｃｕ含有合金めっき層
１０ めっき部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属部材と、
該金属部材上に設けられた下地めっき層と、
該下地めっき層上に設けられ、銅含有率が０．５質量％〜３０質量％の銀−銅含有合金めっき層と、
を具備することを特徴とするめっき部材。
【請求項２】
前記前記銀−銅含有合金めっき層の厚みは、０．１μｍ〜１５μｍであることを特徴とする請求項１に記載のめっき部材。
【請求項３】
前記下地めっき層は、ニッケルまたはニッケル合金のいずれかであることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載のめっき部材。
【請求項４】
前記下地めっき層は、ニッケルであることを特徴とする請求項３に記載のめっき部材。
【請求項５】
金属部材上に下地めっき層を形成する工程と、
該下地めっき層上に銅含有率が０．５質量％〜３０質量％の銀−銅含有合金めっき層を形成する工程と、
を具備することを特徴とするめっき部材の製造方法。
【請求項６】
前記銀−銅含有合金めっき層は、シアン銀塩およびシアン銅塩を含むめっき液を用いて形成することを特徴とする請求項５に記載のめっき部材の製造方法。
【請求項７】
前記めっき液にポリエチレンイミンを添加することを特徴とする請求項６に記載のめっき部材の製造方法。
【請求項８】
前記銀−銅含有合金めっき層は電解めっき処理により形成されることを特徴とする請求項５から請求項７のいずれかに記載のめっき部材の製造方法。
【請求項９】
前記下地めっき層を形成した後、銀ストライクめっき層を形成することを特徴とする請求項５から請求項８のいずれかに記載のめっき部材の製造方法。
【請求項１０】
前記下地めっき層は、ニッケルであることを特徴とする請求項５から請求項９のいずれかに記載のめっき部材の製造方法。
【請求項１１】
前記下地めっき層は、電解めっき処理により形成されることを特徴とする請求項１０に記載のめっき部材の製造方法。
【請求項１】
金属部材と、
該金属部材上に設けられた下地めっき層と、
該下地めっき層上に設けられ、銅含有率が０．５質量％〜３０質量％の銀−銅含有合金めっき層と、
を具備することを特徴とするめっき部材。
【請求項２】
前記前記銀−銅含有合金めっき層の厚みは、０．１μｍ〜１５μｍであることを特徴とする請求項１に記載のめっき部材。
【請求項３】
前記下地めっき層は、ニッケルまたはニッケル合金のいずれかであることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載のめっき部材。
【請求項４】
前記下地めっき層は、ニッケルであることを特徴とする請求項３に記載のめっき部材。
【請求項５】
金属部材上に下地めっき層を形成する工程と、
該下地めっき層上に銅含有率が０．５質量％〜３０質量％の銀−銅含有合金めっき層を形成する工程と、
を具備することを特徴とするめっき部材の製造方法。
【請求項６】
前記銀−銅含有合金めっき層は、シアン銀塩およびシアン銅塩を含むめっき液を用いて形成することを特徴とする請求項５に記載のめっき部材の製造方法。
【請求項７】
前記めっき液にポリエチレンイミンを添加することを特徴とする請求項６に記載のめっき部材の製造方法。
【請求項８】
前記銀−銅含有合金めっき層は電解めっき処理により形成されることを特徴とする請求項５から請求項７のいずれかに記載のめっき部材の製造方法。
【請求項９】
前記下地めっき層を形成した後、銀ストライクめっき層を形成することを特徴とする請求項５から請求項８のいずれかに記載のめっき部材の製造方法。
【請求項１０】
前記下地めっき層は、ニッケルであることを特徴とする請求項５から請求項９のいずれかに記載のめっき部材の製造方法。
【請求項１１】
前記下地めっき層は、電解めっき処理により形成されることを特徴とする請求項１０に記載のめっき部材の製造方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１１−２３１３６９（Ｐ２０１１−２３１３６９Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１０２３７２（Ｐ２０１０−１０２３７２）
【出願日】平成２２年４月２７日（２０１０．４．２７）
【出願人】（５０６３６５１３１）ＤＯＷＡメタルテック株式会社 (109)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月２７日（２０１０．４．２７）
【出願人】（５０６３６５１３１）ＤＯＷＡメタルテック株式会社 (109)
【Ｆターム（参考）】
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