電気電子部品用複合材料、電気電子部品および電気電子部品用複合材料の製造方法
【課題】金属基材と絶縁皮膜との界面を含めた箇所で打ち抜き加工等の加工を施した後に折り曲げ加工を施しても、金属基材と絶縁皮膜との密着性が高い状態を保つ電気電子部品用複合材料を提供する。
【解決手段】打ち抜き加工により加工された後に折り曲げ加工されて形成される電気電子部品の材料として用いられる、金属基材上の少なくとも一部に実質的に１層の絶縁皮膜が設けられており、金属基材と絶縁皮膜との間に、打ち抜き加工後の材料端部における前記絶縁被膜の剥離幅が１０μｍ未満となり、かつ前記曲げ加工後の材料の曲げ内側における前記絶縁皮膜の付着状態および曲げ外側を延長した先の端部における前記絶縁皮膜の付着状態がともに維持されるように金属層が設けられている電気電子部品用複合材料。金属基材としては、銅系金属材料または鉄系金属材料を用いることが望ましい。
【解決手段】打ち抜き加工により加工された後に折り曲げ加工されて形成される電気電子部品の材料として用いられる、金属基材上の少なくとも一部に実質的に１層の絶縁皮膜が設けられており、金属基材と絶縁皮膜との間に、打ち抜き加工後の材料端部における前記絶縁被膜の剥離幅が１０μｍ未満となり、かつ前記曲げ加工後の材料の曲げ内側における前記絶縁皮膜の付着状態および曲げ外側を延長した先の端部における前記絶縁皮膜の付着状態がともに維持されるように金属層が設けられている電気電子部品用複合材料。金属基材としては、銅系金属材料または鉄系金属材料を用いることが望ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属基材上に電気絶縁皮膜が設けられた電気電子部品用複合材料、電気電子部品および電気電子部品用複合材料の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属基材上に電気的な絶縁皮膜（本発明において単に絶縁皮覆ともいう。）が設けられた絶縁皮膜付きの金属材料は、例えば回路基板等におけるシールド材料として利用されている（特許文献１参照）。この金属材料は、筐体、ケース、カバー、キャップなどに用いることが好適であるとされており、とりわけ、素子内蔵用低背化（内部空間の高さをより低くすること）筐体に用いることが特に好適であるとされている。
【０００３】
また、絶縁皮膜付きの金属材料の、金属基材と絶縁皮膜との密着性を高める方法としては、金属基材の表面にカップリング剤を塗布する方法（特許文献２参照）や、金属基材の表面にデンドライト状結晶を有しためっき層を形成する方法（特許文献３参照）が知られている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１９７２２４号公報
【特許文献２】特許第２８０２４０２号公報
【特許文献３】特開平５−２４５４３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
金属基材上に絶縁皮膜が設けられた金属材料を、その他の電気電子部品用の材料として適用する場合、この材料は、金属基材上に絶縁皮膜が設けられているため、金属基材と絶縁皮膜との界面を含めた箇所で打ち抜き加工等の加工を施してコネクタ接点等を形成することにより、前期コネクタ接点を狭ピッチで配置することも可能となり、様々な応用が考えられる。また、打ち抜き加工等の加工を施した後に折り曲げ加工を施すことにより、様々な機能を有する電気電子部品への適用も考えられる。
【０００６】
ところで、金属基材と絶縁皮膜との界面を含めた箇所で打ち抜き加工等の加工を施したところ、加工した箇所において金属基材と絶縁皮膜との間に数μｍ〜数十μｍ程度のわずかな隙間ができることがある。この状態を図２に概略的に示す。図２において、２は電気電子部品、２１は金属基材、２２は絶縁皮膜であり、金属基材２１の打ち抜き加工面２１ａの近傍で金属基材２１と絶縁皮膜２２との間に隙間２３が形成されている。この傾向は、上記打ち抜き加工の際のクリアランスが大きいほど（例えば上記金属基材の厚さに対して５％以上では）、より強まる。上記打ち抜き加工の際のクリアランスを小さくすることは実際上限度があるため、上記被加工体が微細化するほどこの傾向が強まると換言することもできる。
【０００７】
このような状態になると、経年変化などにより金属基材２１から絶縁皮膜２２が完全に剥離してしまうこととなり、金属基材２１上に絶縁皮膜２２を設けても意味がなくなる。また、微細加工後に絶縁皮膜を後付けするのは極めて手間がかかり、製品のコストアップにつながるため実用的ではない。さらに、形成された電気電子部品の金属露出面（例えば打ち抜き加工面２１ａ）をコネクタ接点等として使用したい場合、金属露出面（例えば打ち抜き加工面２１ａ）にめっき等で金属層を後付けすることも考えられるが、めっき液に浸漬した際に隙間２３からめっき液が浸入して金属基材２１から絶縁皮膜２２が剥離することを助長してしまうおそれがある。
【０００８】
また、打ち抜き加工等の加工を施した後に折り曲げ加工を施す場合、打ち抜き加工等の加工を施した段階で加工した箇所において金属基材と絶縁皮膜との間に隙間ができていない場合でも、折り曲げ加工を施した後に金属基材と絶縁皮膜との間に隙間ができることがある。この状態を図３に概略的に示す。図３において、３は電気電子部品、３１は金属基材、３２は絶縁皮膜であり、金属基材３１の折り曲げ箇所の内側に隙間３３が、電気電子部品３の端部（特に折り曲げた際の外側）に隙間３４が形成されている。これらの隙間３３、３４は図３に示すとおり、折り曲げられた電気電子部品の折り曲げ箇所の側面や内表面側、電気電子部品の端部に目立ち、このような隙間があると金属基材３１から絶縁皮膜３２が剥離する原因となる。
【０００９】
また、金属基材と絶縁皮膜との密着性を高める方法として、特許文献２の方法を適用しようとする場合、カップリング剤の液寿命が短いため、液の管理に細心の注意をはらう必要があるという問題がある。また、金属基材表面全体に均質な処理を施すことが難しいため、前記した微細な隙間に対しては効果がないことがある。特許文献３の方法を適用しようとする場合、形成されるめっき層の結晶状態を制御するためには限定されためっき条件でめっきを施す必要があり、管理に細心の注意をはらう必要がある。また、十分な密着性を得るためにはめっき厚さをより厚くする必要があるため、経済的にも好ましくない。
【００１０】
本発明は、金属基材と絶縁皮膜との界面を含めた箇所で打ち抜き加工等の加工を施しても金属基材と絶縁皮膜との密着性が高い状態を保つ電気電子部品用複合材料を提供し、あわせてこの電気電子部品用複合材料により形成される電気電子部品およびこの電気電子部品用複合材料の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者等が前記問題点について鋭意検討した結果、金属基材上に特定の金属層を介して絶縁皮膜を設けると、前記金属層の結晶状態や厚さによらず、金属基材と絶縁皮膜との密着性が十分に得られることを知見し、さらに検討を進めて本発明を完成させるに至った。
すなわち本発明は、以下の第１〜９の解決手段を提供するものである。
本発明の第１の解決手段は、前記金属基材と前記絶縁皮膜との間に、打ち抜き加工等により加工された後に折り曲げ加工されて形成される電気電子部品の材料として用いられる、金属基材上の少なくとも一部に金属基材上の少なくとも一部に実質的に１層の絶縁皮膜が設けられた電気電子部品用複合材料であって、前記金属基材と前記絶縁皮膜との間に、前記折り曲げ加工後の材料端部における前記絶縁被膜の剥離幅が１０μｍ未満となり、かつ前記曲げ加工後の材料の曲げ内側における前記絶縁皮膜の付着状態および曲げ外側を延長した先の端部における前記絶縁皮膜の付着状態がともに維持されるように金属層が設けられていることを特徴としている。
【００１２】
本発明の第２の解決手段は、第１の解決手段において、前記金属基材が、銅系金属材料または鉄系金属材料により構成されていることを特徴としている。
【００１３】
本発明の第３の解決手段は、第１または第２の解決手段において、前記金属基材の厚さが、０．０４〜０．４ｍｍであることを特徴としている。
【００１４】
本発明の第４の解決手段は、第１の解決手段において、前記金属層が、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｓｎ、Ｓｉ、Ｔｉから選択される金属またはこれらの金属間の合金により構成されることを特徴としている。
【００１５】
本発明の第５の解決手段は、第４の解決手段において、前記金属層の厚さが、０．００１〜０．５μｍであることを特徴としている。
【００１６】
本発明の第６の解決手段は、第１から第５までのいずれかの解決手段において、前記絶縁皮膜が熱硬化性樹脂で形成されたことを特徴としている。
【００１７】
本発明の第７の解決手段は、金属基材上の少なくとも一部に絶縁皮膜が設けられた電気電子部品用複合材料が打ち抜き加工等により加工された後に折り曲げられた状態で、前記金属基材上の一部に絶縁皮膜が残存するように形成された電気電子部品であって、前記電気電子部品複合材料が、前記第１から第６までのいずれかの解決手段に記載された電気電子部品用材料であることを特徴としている。
【００１８】
本発明の第８の解決手段は、第７の解決手段において、前記電気電子部品が、打ち抜き加工等により加工された後に折り曲げられた状態で、前記絶縁皮膜が設けられていない箇所に湿式の後処理が行われたことを特徴としている。
【００１９】
本発明の第９の解決手段は、金属基材上の少なくとも一部に絶縁皮膜を設ける電気電子部品用複合材料の製造方法において、前記金属基材表面に、前記金属基材と前記絶縁皮膜との密着性を向上させる金属層を、めっき等により設けることにより、前記第１から第６までのいずれかの解決手段に記載された電気電子部品用複合材料を形成することを特徴としている。
【００２０】
本発明において、打ち抜き加工後の材料端部における絶縁被膜の剥離幅は、クリアランス５％の金型を用いて５ｍｍ×１０ｍｍの矩形状に試料を打抜いた後、赤インクを溶かした水溶液中に浸漬して測定されたものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、前記金属基材と前記絶縁皮膜との間に、前記金属基材と前記絶縁皮膜との密着性を向上させる金属層が介在されているため、金属基材と絶縁皮膜との界面（具体的には金属基材と金属層との界面および金属層と絶縁皮膜との界面）を含めた箇所で打ち抜き加工等の加工を施した後に折り曲げ加工を施しても金属基材と絶縁皮膜との密着性が高い状態を保ち、打ち抜き加工および曲げ加工等による加工性に優れた電気電子部品用複合材料を得ることができる。
【００２２】
さらに、本発明において、以下の構成を併用すると、金属基材と絶縁皮膜との密着性が高い状態を保つ電気電子部品用複合材料をさらに容易に得ることができる。
（１）金属基材を銅系金属材料または鉄系金属材料により構成すること。
（２）金属基材の厚さを０．０４〜０．４ｍｍとすること。
（３）金属層をＮｉ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｓｎ、Ｓｉ、Ｔｉから選択される金属またはこれらの金属間の合金により構成すること。
（４）金属層の厚さを０．００１〜０．５μｍとすること。
【００２３】
また、本発明の電気電子部品は、金属基材上の少なくとも一部に絶縁皮膜が設けられた電気電子部品用複合材料が打ち抜き加工等により加工された後に折り曲げられた状態で、金属基材上の一部に絶縁皮膜が残存するように形成された電気電子部品であって、電気電子部品用複合材料として金属基材と絶縁皮膜との密着性を向上させる金属層が介在された材料を用いているため、金属基材に絶縁皮膜が金属層を介して密着し、打ち抜き加工および曲げ加工等による加工性に優れた電気電子部品を容易に得ることができる。
【００２４】
さらに、本発明の電気電子部品は、金属基材と絶縁皮膜とが密着しているため、絶縁皮膜が設けられていない箇所にめっき等の後加工により後付け金属層が設けられていることにより、絶縁皮膜が金属基材から剥離することがない。
【００２５】
また、本発明の電気電子部品用複合材料の製造方法は、金属基材表面に、前記金属基材と絶縁皮膜との密着性を向上させる金属層を、めっき等により設けることにより、金属基材と絶縁皮膜との界面（具体的には金属基材と金属層との界面および金属層と絶縁皮膜との界面）を含めた箇所で打ち抜き加工等の加工を施した後に折り曲げ加工を施しても、金属基材と絶縁皮膜との密着性が高い状態を保ち、打ち抜き加工等および曲げ加工等による加工性に優れた電気電子部品用材料を容易に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明の望ましい実施形態を説明する。
【００２７】
本発明の第１の実施形態に係る電気電子部品用複合材料の断面の一例を図１に示す。図１に示すように、この電気電子部品用複合材料１は、金属基材１１上に絶縁皮膜１２が設けられており、金属基材１１と絶縁皮膜１２との間に、両者の密着性を向上させる金属層１３が設けられている。この金属層１３は、金属基材１１および絶縁皮膜１２との密着性が高いものとすることが、打ち抜き加工等による加工性に優れた電気電子部品用複合材料１を実現する観点で望ましい。
【００２８】
図１において、絶縁皮膜１２は金属基材１１の上面の一部と金属基材１１の下面の全体に設けられている例を示すが、これはあくまでも一例であって、絶縁皮膜１２は金属基材１１の上面全体および下面全体に設けられていてもよく、金属基材１１の上面の一部および下面の一部に設けられていてもよい。すなわち、金属基材１１上の少なくとも一部に絶縁皮膜１２が設けられていればよい。
【００２９】
金属基材１１としては、導電性などの観点で、銅系金属材料または鉄系金属材料を用いることが望ましい。銅系金属材料としては、りん青銅（Ｃｕ−Ｓｎ−Ｐ系）、黄銅（Ｃｕ−Ｚｎ系）、洋白（Ｃｕ−Ｎｉ−Ｚｎ系）、コルソン合金（Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系）などの銅基合金が適用可能なほか、無酸素銅、タフピッチ銅、りん脱酸銅なども適用可能である。また、鉄系金属材料としては、ＳＵＳ（Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ系）、４２アロイ（Ｆｅ−Ｎｉ系）などの鉄基合金が適用可能である。
【００３０】
金属基材１１の厚さは、０．０４ｍｍ以上が望ましい。０．０４ｍｍより薄いと電気電子部品として十分な強度が確保できないためである。また、あまり厚いと打ち抜き加工の際にクリアランスの絶対値が大きくなり、打ち抜き部のダレが大きくなるため、厚さは０．４ｍｍ以下とすることが望ましく、０．３ｍｍ以下とすることがさらに望ましい。このように、金属基材１１の厚さの上限は、打ち抜き加工等による加工の影響（クリアランス、ダレの大きさ等）を考慮して決定される。
【００３１】
絶縁皮膜１２は、適度な絶縁性を有することが望ましいため、エポキシ系樹脂などの樹脂を用いることが望ましい。特に耐熱性が求められる用途では、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂などの耐熱樹脂で形成されることが望ましい。このような耐熱性樹脂の中でも熱硬化性樹脂が好ましい。
【００３２】
絶縁皮膜１２の材料としては、上記のとおり合成樹脂等の有機材料を用いることが加工性の点などから望ましいが、電気電子部品用複合材料１の要求特性等に応じて、絶縁皮膜１２の材料を適宜選択することができる。例えば合成樹脂等の有機材料を基材としてこれに基材以外の添加物（有機物、無機物いずれも可）を添加したものや無機材料なども採用することができる。
【００３３】
金属基材１１の表面に金属層１３を介して絶縁皮膜１２を設ける方法には、金属基材上の絶縁を要する箇所に、（ａ）接着剤付き耐熱性樹脂フィルムを配し、前記接着剤を誘導加熱ロールにより溶融し、次いで加熱処理して反応硬化接合する方法、（ｂ）樹脂または樹脂前躯体を溶媒に溶解したワニスを塗布し、溶媒を揮発させ、次いで加熱処理して反応硬化接合する方法などが挙げられる。本発明の実施形態に係る電気電子部品用複合材料１においては、前記（ｂ）の方法を用いることが、接着剤の影響を考慮しなくてもよくなる点で望ましい。
なお、上記（ｂ）の方法の具体例は、絶縁電線の製造方法などでは一般的な技術であり、特開平５−１３０７５９号公報などでも知られている。当該公報は本発明の参考技術として取り扱われる。
【００３４】
ここで、前記（ｂ）の方法は繰り返してもよい。このようにすると、溶媒の揮発が不十分となるおそれが少なくなり、絶縁皮膜１２と金属層１３との間に気泡などが発生するおそれを低減することができ、絶縁皮膜１２と金属層１３との密着性をさらに高めることができる。このようにしても、複数回に分けて形成された樹脂硬化体が実質的に同一のものであれば、金属層１３上に実質的に１層の絶縁皮膜１２を設けることができる。
【００３５】
また、金属基材１１の面の一部に絶縁皮膜１２を設けたい場合には、金属基材１１の表面に金属層１３を設けた後に、例えば、塗装部をオフセット（平版）印刷やグラビア（凹版）印刷のロールコート法設備を応用した方法、或いは感光性耐熱樹脂の塗工と紫外線や電子線によるパターン形成と樹脂硬化技術を応用する方法、さらには回路基板における露光現象エッチング溶解による微細パターン形成技術の樹脂皮膜への応用などから、樹脂皮膜の形成精度レベルに応じた製造工法を採用することができる。このようにすることで、金属基材１１の面のうち必要な部分のみに絶縁皮膜１２を設けることが容易に実現可能となり、金属基材１１を他の電気電子部品または電線等と接続するために絶縁皮膜１２を除去することが不要となる。
【００３６】
絶縁皮膜１２の厚さは、薄すぎると絶縁効果が期待できず、厚すぎると打ち抜き加工が困難になるため、２〜２０μｍが望ましく、３〜１０μｍがさらに望ましい。
【００３７】
金属層１３は、金属基材１１と絶縁皮膜１２との密着性を向上させるために設けられる。金属基材１１と絶縁皮膜１２との密着性は打ち抜き加工後の材料端部における前記絶縁被膜の剥離幅が１０μｍ未満であり、５μｍ未満とすることがさらに好ましい。
金属層１３は、電気めっき、化学めっき等の方法で形成されることが望ましく、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｓｎ、Ｓｉ、Ｔｉから選択される金属またはこれらの金属間の合金（Ｎｉ−Ｚｎ合金、Ｎｉ−Ｆｅ合金、Ｆｅ−Ｃｒ合金など）により構成することが望ましい。
【００３８】
金属層１３をめっきにより形成する場合は、湿式めっきでも乾式めっきでもよい。前記湿式めっきの例としては電解めっき法や無電解めっき法が挙げられる。前記乾式めっきの例としては物理蒸着（ＰＶＤ）法や化学蒸着（ＣＶＤ）法が挙げられる。
【００３９】
金属層１３の厚さは、薄すぎると金属層１３と金属基材１１および絶縁皮膜１２との密着性が向上せず、厚すぎると金属層１３に割れが発生するおそれが高まるため、０．００１〜０．５μｍが望ましく、０．００５〜０．５μｍがさらに望ましい。
【００４０】
また、電気電子部品用複合材料１を打ち抜き加工等により加工した後に折り曲げられた状態で、絶縁皮膜１２が設けられていない箇所に湿式の後処理が行われてもよい。絶縁皮膜１２が設けられていない箇所とは、例えば図１における金属基材１１の側面や、金属基材１１の上面の一部の絶縁皮膜１２が設けられている部分以外の箇所などを意味する。ここで用いられる湿式処理としては、例えば、湿式めっき（Ｎｉめっき、Ｓｎめっき、Ａｕめっき等）、水系洗浄（酸洗い、アルカリ脱脂等）、溶剤洗浄（超音波洗浄等）などが挙げられる。例えば、湿式めっきにより後付け金属層を設けることにより、金属基材１１の表面を保護することができるが、本実施形態の電気電子部品用複合材料１は、金属基材１１と絶縁皮膜１２との密着性を向上させた結果、めっき等の後加工により後付け金属層（図示せず）を設けても絶縁皮膜１２が金属基材１１から剥離しない利点がある。
【００４１】
ここで、後付け金属層の厚さは金属層１３の厚さにかかわらず適宜決定されるが、金属層１３と同様に０．００１〜０．５μｍの範囲にしてもよい。後付け金属層として用いられる金属は、電気電子部品の用途により適宜選択されるが、電気接点、コネクタなどに用いられる場合は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｓｎまたはこれらを含む合金であることが望ましい。
【００４２】
以下、実施例を用いて詳細に説明するが、本発明の実施形態の範囲は、これに限られないことはいうまでもない。
【実施例】
【００４３】
［実施例１］
（試料の説明）
本発明の具体例として、厚み０．１ｍｍ、幅１０ｍｍの金属条（金属基材）に電解脱脂、酸洗処理をこの順に施した後、Ｎｉめっき、Ｚｎめっき、Ｆｅめっき、Ｃｒめっき、Ｓｎめっき、Ｎｉ−Ｚｎ合金めっき、Ｎｉ−Ｆｅ合金めっき、Ｆｅ−Ｃｒ合金めっき、Ｓｉめっき、Ｔｉめっきをそれぞれ０．００１μｍ、０．００５μｍ、０．０１μｍ、０．０５μｍ、０．１μｍ、０．５μｍ施し、次いで各条の絶縁を要する箇所に絶縁コーティング層を設けて電気電子部品用複合材料を製造した。金属条にはＪＩＳ合金Ｃ５２１０Ｒ（リン青銅、古河電気工業（株）製）を用いた。なお、めっき厚は、蛍光Ｘ線膜厚計ＳＦＴ−３２００（セイコープレシジョン（株）製）を用いて１０点の平均値により測定した。
また、比較例として、これとは別に、電解脱脂、酸洗処理をこの順に施した後、めっきを施さずに絶縁を要する箇所に絶縁コーティング層を設けて電気電子部品用複合材料を製造した。さらに他の比較例として、めっきを１．０μｍ施した以外は上記具体例と同様に電気電子部品用材料を製造した。
【００４４】
（各種条件）
前記電解脱脂処理は、クリーナー１６０Ｓ（メルテックス（株）製）を６０ｇ／ｌ含む脱脂液中において、液温６０℃で電流密度２．５Ａ／ｄｍ２の条件で３０秒間カソード電解して行った。
前記酸洗処理は、硫酸を１００ｇ／ｌ含む酸洗液中に室温で３０秒間浸漬して行った。
前記Ｎｉめっきは、スルファミン酸ニッケル４００ｇ／ｌ、塩化ニッケル３０ｇ／ｌ、ホウ酸３０ｇ／ｌを含むめっき液中において、液温５５℃で電流密度１０Ａ／ｄｍ２の条件で所定のめっき厚になるようにめっき槽長とライン速度を調整して行った。
前記Ｚｎめっきは、硫酸亜鉛３５０ｇ／ｌ、硫酸アンモニウム３０ｇ／ｌを含むめっき液中において、液温４５℃で電流密度２０Ａ／ｄｍ２の条件で所定のめっき厚になるようにめっき槽長とライン速度を調整して行った。
前記Ｆｅめっきは、硫酸鉄４００ｇ／ｌ、硫酸アンモニウム５０ｇ／ｌ、尿素８０ｇ／ｌを含むめっき液中において、液温６０℃で電流密度３０Ａ／ｄｍ２の条件で所定のめっき厚になるようにめっき槽長とライン速度を調整して行った。
前記Ｃｒめっきは、無水クロム酸２５０ｇ／ｌ、硫酸２．５ｇ／ｌを含むめっき液中において、液温５５℃で電流密度２０Ａ／ｄｍ２の条件で所定のめっき厚になるようにめっき槽長とライン速度を調整して行った。
前記Ｓｎめっきは、硫酸スズ５５ｇ／ｌ、硫酸１００ｇ／ｌを含むめっき液中において、液温２５℃で電流密度２Ａ／ｄｍ２条件で所定のめっき厚になるようにめっき槽長とライン速度を調整して行った。
前記Ｎｉ−Ｚｎ合金めっきは、塩化ニッケル７５ｇ／ｌ、塩化亜鉛３０ｇ／ｌ、塩化アンモニウム３０ｇ／ｌ、チオシアン化ナトリウム１５ｇ／ｌを含むめっき液中において、液温２５℃で電流密度０．２Ａ／ｄｍ２の条件で所定のめっき厚になるようにめっき槽長とライン速度を調整して行った。
前記Ｎｉ−Ｆｅ合金めっきは、硫酸ニッケル２５０ｇ／ｌ、硫酸鉄５０ｇ／ｌ、ホウ酸３０ｇ／ｌを含むめっき液中において、液温５０℃で電流密度５Ａ／ｄｍ２の条件で所定のめっき厚になるようにめっき槽長とライン速度を調整して行った。
前記Ｆｅ−Ｃｒ合金めっきは、硫酸鉄４０ｇ／ｌ、硫酸クロム１２０ｇ／ｌ、塩化アンモニウム５５ｇ／ｌ、ホウ酸４０ｇ／ｌを含むめっき液中において、液温４５℃で電流密度２０Ａ／ｄｍ２の条件で所定のめっき厚になるようにめっき槽長とライン速度を調整して行った。
前記ＳｉめっきおよびＴｉめっきは、巻取式スパッタリング装置ＳＰＷ−０６９（（株）アルバック製）を用い、ＰＶＤ法により行った。
前記絶縁コーティング層は、ワニス（流動状塗布物）を塗装装置の矩形状吐出口から走行する金属基材表面に垂直に吐出し、次いで３００℃で３０秒間加熱して形成した。前記ワニスにはｎ−メチル２−ピロリドンを溶媒とするポリアミドイミド（ＰＡＩ）溶液（東特塗料社製）を用い、樹脂厚が８〜１０μｍの範囲となるように形成した。なお、ｎ−メチル２−ピロリドンを溶媒とするポリイミド（ＰＩ）溶液（荒川化学工業（株）製）、メチルエチルケトンを溶媒とするエポキシ樹脂溶液（大日本塗料(株)製）を用いて樹脂厚が８〜１０μｍの範囲となるように形成したサンプルも得たが、同様の結果が得られた。
【００４５】
（評価結果）
得られた電気電子部品用複合材料について、打抜き加工性及び曲げ加工性の評価を行った。
打抜き加工性の評価は、クリアランス５％の金型を用いて５ｍｍ×１０ｍｍの矩形状に試料を打抜いた後、赤インクを溶かした水溶液中に浸漬し、打抜き端部における樹脂の剥離幅が、５μｍ未満の場合を◎、５μｍ以上１０μｍ未満の場合を○、１０μｍ以上の場合を×とした。
曲げ加工性の評価は、クリアランス５％の金型を用いて５ｍｍ×１０ｍｍの矩形状に試料を打抜いた後、試料端部から１ｍｍの位置に曲げ加工が施される様に構成された曲率半径０．１ｍｍ、曲げ角度１２０度の金型を用いて曲げ加工を施し、曲げ内側における樹脂の剥離有無と曲げ外側を延長した先の端部における樹脂の剥離有無を光学実態顕微鏡４０倍で観察することにより判定した。剥離のないもの（樹脂の付着状態が維持されているもの）を○、剥離の発生したもの（樹脂の付着状態が維持されていないもの）を×とした。また同時に、曲げ加工部におけるめっき素地の割れの有無を観察し、めっき曲げ性を○×で評価した。その結果を表１に示す。
【００４６】
【表１】
【００４７】
比較例の試料Ｎｏ．６１は、下地めっき処理を施していないため、樹脂の打抜き性及び曲げ性が劣った。比較例６２〜７１は、樹脂の打抜き性及び曲げ性は優れるが、めっき層が厚くめっき部に割れを生じた。これに対し本発明の試料Ｎｏ．１〜６０では、樹脂の打抜き性及び曲げ性に優れ、かつめっき部にも割れを生じていないため、精密プレス加工用途に適し、曲げ加工を伴う用途にさらに適する。特にＮｉめっき及びＺｎめっきを施した試料Ｎｏ．１〜１２は、めっき厚が薄い領域においても優れた効果が得られる。
【００４８】
［実施例２］
金属条としてＪＩＳ合金Ｃ７７０１Ｒ（洋白、三菱電機メテックス（株）製）を用いた他は、実施例１と同様に行った。その結果を表２に示す。
【００４９】
【表２】
【００５０】
比較例の試料Ｎｏ．１３２は、下地めっき処理を施していないため、樹脂の打抜き性及び曲げ性が劣った。比較例１３３〜１４２は、樹脂の打抜き性及び曲げ性は優れるが、めっき層が厚くめっき部に割れを生じた。これに対し本発明の試料Ｎｏ．７２〜１３１では、樹脂の打抜き性及び曲げ性に優れ、かつめっき部にも割れを生じていないため、精密プレス加工用途に適し、曲げ加工を伴う用途にさらに適する。特にＮｉめっき及びＺｎめっきを施した試料Ｎｏ．７２〜８３は、めっき厚が薄い領域においても優れた効果が得られる。すなわち、実施例１と同様、実施例２の試料Ｎｏ．７２〜１３１は、樹脂の打抜き性が優れるため、精密プレス加工用途、特に曲げ加工を伴う用途に適することがいえる。
【００５１】
［実施例２］
金属条としてＳＵＳ３０４−ＣＰＳ（ステンレス、日新製鋼（株）製）を用いた他は、実施例１と同様に行った。その結果を表３に示す。
【００５２】
【表３】
【００５３】
比較例の試料Ｎｏ．２０３は、下地めっき処理を施していないため、樹脂の打抜き性及び曲げ性が劣った。比較例２０４〜２１３は、樹脂の打抜き性及び曲げ性は優れるが、めっき層が厚くめっき部に割れを生じた。これに対し本発明の試料Ｎｏ．１４３〜２０２では、樹脂の打抜き性及び曲げ性に優れ、かつめっき部にも割れを生じていないため、精密プレス加工用途に適し、曲げ加工を伴う用途にさらに適する。特にＮｉめっき及びＺｎめっきを施した試料Ｎｏ．１４３〜１５４は、めっき厚が薄い領域においても優れた効果が得られる。すなわち、実施例１と同様、実施例３の試料Ｎｏ．１４３〜２０２は、樹脂の打抜き性が優れるため、精密プレス加工用途、特に曲げ加工を伴う用途に適することがいえる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施形態に係る電気電子部品用複合材料の一例を示す断面図。
【図２】金属基材と絶縁皮膜との間に隙間が形成された状態の一例を示す概念図。
【図３】金属基材と絶縁皮膜との間に隙間が形成された状態の一例を示す概念図。
【符号の説明】
【００５５】
１ 電気電子部品用複合材料
２、３ 電気電子部品
１１、２１、３１ 金属基材
１２、２２、３２ 絶縁皮膜
１３ 金属層
２１ａ 打ち抜き加工面
２３、３３、３４ 隙間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属基材上に電気絶縁皮膜が設けられた電気電子部品用複合材料、電気電子部品および電気電子部品用複合材料の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属基材上に電気的な絶縁皮膜（本発明において単に絶縁皮覆ともいう。）が設けられた絶縁皮膜付きの金属材料は、例えば回路基板等におけるシールド材料として利用されている（特許文献１参照）。この金属材料は、筐体、ケース、カバー、キャップなどに用いることが好適であるとされており、とりわけ、素子内蔵用低背化（内部空間の高さをより低くすること）筐体に用いることが特に好適であるとされている。
【０００３】
また、絶縁皮膜付きの金属材料の、金属基材と絶縁皮膜との密着性を高める方法としては、金属基材の表面にカップリング剤を塗布する方法（特許文献２参照）や、金属基材の表面にデンドライト状結晶を有しためっき層を形成する方法（特許文献３参照）が知られている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１９７２２４号公報
【特許文献２】特許第２８０２４０２号公報
【特許文献３】特開平５−２４５４３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
金属基材上に絶縁皮膜が設けられた金属材料を、その他の電気電子部品用の材料として適用する場合、この材料は、金属基材上に絶縁皮膜が設けられているため、金属基材と絶縁皮膜との界面を含めた箇所で打ち抜き加工等の加工を施してコネクタ接点等を形成することにより、前期コネクタ接点を狭ピッチで配置することも可能となり、様々な応用が考えられる。また、打ち抜き加工等の加工を施した後に折り曲げ加工を施すことにより、様々な機能を有する電気電子部品への適用も考えられる。
【０００６】
ところで、金属基材と絶縁皮膜との界面を含めた箇所で打ち抜き加工等の加工を施したところ、加工した箇所において金属基材と絶縁皮膜との間に数μｍ〜数十μｍ程度のわずかな隙間ができることがある。この状態を図２に概略的に示す。図２において、２は電気電子部品、２１は金属基材、２２は絶縁皮膜であり、金属基材２１の打ち抜き加工面２１ａの近傍で金属基材２１と絶縁皮膜２２との間に隙間２３が形成されている。この傾向は、上記打ち抜き加工の際のクリアランスが大きいほど（例えば上記金属基材の厚さに対して５％以上では）、より強まる。上記打ち抜き加工の際のクリアランスを小さくすることは実際上限度があるため、上記被加工体が微細化するほどこの傾向が強まると換言することもできる。
【０００７】
このような状態になると、経年変化などにより金属基材２１から絶縁皮膜２２が完全に剥離してしまうこととなり、金属基材２１上に絶縁皮膜２２を設けても意味がなくなる。また、微細加工後に絶縁皮膜を後付けするのは極めて手間がかかり、製品のコストアップにつながるため実用的ではない。さらに、形成された電気電子部品の金属露出面（例えば打ち抜き加工面２１ａ）をコネクタ接点等として使用したい場合、金属露出面（例えば打ち抜き加工面２１ａ）にめっき等で金属層を後付けすることも考えられるが、めっき液に浸漬した際に隙間２３からめっき液が浸入して金属基材２１から絶縁皮膜２２が剥離することを助長してしまうおそれがある。
【０００８】
また、打ち抜き加工等の加工を施した後に折り曲げ加工を施す場合、打ち抜き加工等の加工を施した段階で加工した箇所において金属基材と絶縁皮膜との間に隙間ができていない場合でも、折り曲げ加工を施した後に金属基材と絶縁皮膜との間に隙間ができることがある。この状態を図３に概略的に示す。図３において、３は電気電子部品、３１は金属基材、３２は絶縁皮膜であり、金属基材３１の折り曲げ箇所の内側に隙間３３が、電気電子部品３の端部（特に折り曲げた際の外側）に隙間３４が形成されている。これらの隙間３３、３４は図３に示すとおり、折り曲げられた電気電子部品の折り曲げ箇所の側面や内表面側、電気電子部品の端部に目立ち、このような隙間があると金属基材３１から絶縁皮膜３２が剥離する原因となる。
【０００９】
また、金属基材と絶縁皮膜との密着性を高める方法として、特許文献２の方法を適用しようとする場合、カップリング剤の液寿命が短いため、液の管理に細心の注意をはらう必要があるという問題がある。また、金属基材表面全体に均質な処理を施すことが難しいため、前記した微細な隙間に対しては効果がないことがある。特許文献３の方法を適用しようとする場合、形成されるめっき層の結晶状態を制御するためには限定されためっき条件でめっきを施す必要があり、管理に細心の注意をはらう必要がある。また、十分な密着性を得るためにはめっき厚さをより厚くする必要があるため、経済的にも好ましくない。
【００１０】
本発明は、金属基材と絶縁皮膜との界面を含めた箇所で打ち抜き加工等の加工を施しても金属基材と絶縁皮膜との密着性が高い状態を保つ電気電子部品用複合材料を提供し、あわせてこの電気電子部品用複合材料により形成される電気電子部品およびこの電気電子部品用複合材料の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者等が前記問題点について鋭意検討した結果、金属基材上に特定の金属層を介して絶縁皮膜を設けると、前記金属層の結晶状態や厚さによらず、金属基材と絶縁皮膜との密着性が十分に得られることを知見し、さらに検討を進めて本発明を完成させるに至った。
すなわち本発明は、以下の第１〜９の解決手段を提供するものである。
本発明の第１の解決手段は、前記金属基材と前記絶縁皮膜との間に、打ち抜き加工等により加工された後に折り曲げ加工されて形成される電気電子部品の材料として用いられる、金属基材上の少なくとも一部に金属基材上の少なくとも一部に実質的に１層の絶縁皮膜が設けられた電気電子部品用複合材料であって、前記金属基材と前記絶縁皮膜との間に、前記折り曲げ加工後の材料端部における前記絶縁被膜の剥離幅が１０μｍ未満となり、かつ前記曲げ加工後の材料の曲げ内側における前記絶縁皮膜の付着状態および曲げ外側を延長した先の端部における前記絶縁皮膜の付着状態がともに維持されるように金属層が設けられていることを特徴としている。
【００１２】
本発明の第２の解決手段は、第１の解決手段において、前記金属基材が、銅系金属材料または鉄系金属材料により構成されていることを特徴としている。
【００１３】
本発明の第３の解決手段は、第１または第２の解決手段において、前記金属基材の厚さが、０．０４〜０．４ｍｍであることを特徴としている。
【００１４】
本発明の第４の解決手段は、第１の解決手段において、前記金属層が、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｓｎ、Ｓｉ、Ｔｉから選択される金属またはこれらの金属間の合金により構成されることを特徴としている。
【００１５】
本発明の第５の解決手段は、第４の解決手段において、前記金属層の厚さが、０．００１〜０．５μｍであることを特徴としている。
【００１６】
本発明の第６の解決手段は、第１から第５までのいずれかの解決手段において、前記絶縁皮膜が熱硬化性樹脂で形成されたことを特徴としている。
【００１７】
本発明の第７の解決手段は、金属基材上の少なくとも一部に絶縁皮膜が設けられた電気電子部品用複合材料が打ち抜き加工等により加工された後に折り曲げられた状態で、前記金属基材上の一部に絶縁皮膜が残存するように形成された電気電子部品であって、前記電気電子部品複合材料が、前記第１から第６までのいずれかの解決手段に記載された電気電子部品用材料であることを特徴としている。
【００１８】
本発明の第８の解決手段は、第７の解決手段において、前記電気電子部品が、打ち抜き加工等により加工された後に折り曲げられた状態で、前記絶縁皮膜が設けられていない箇所に湿式の後処理が行われたことを特徴としている。
【００１９】
本発明の第９の解決手段は、金属基材上の少なくとも一部に絶縁皮膜を設ける電気電子部品用複合材料の製造方法において、前記金属基材表面に、前記金属基材と前記絶縁皮膜との密着性を向上させる金属層を、めっき等により設けることにより、前記第１から第６までのいずれかの解決手段に記載された電気電子部品用複合材料を形成することを特徴としている。
【００２０】
本発明において、打ち抜き加工後の材料端部における絶縁被膜の剥離幅は、クリアランス５％の金型を用いて５ｍｍ×１０ｍｍの矩形状に試料を打抜いた後、赤インクを溶かした水溶液中に浸漬して測定されたものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、前記金属基材と前記絶縁皮膜との間に、前記金属基材と前記絶縁皮膜との密着性を向上させる金属層が介在されているため、金属基材と絶縁皮膜との界面（具体的には金属基材と金属層との界面および金属層と絶縁皮膜との界面）を含めた箇所で打ち抜き加工等の加工を施した後に折り曲げ加工を施しても金属基材と絶縁皮膜との密着性が高い状態を保ち、打ち抜き加工および曲げ加工等による加工性に優れた電気電子部品用複合材料を得ることができる。
【００２２】
さらに、本発明において、以下の構成を併用すると、金属基材と絶縁皮膜との密着性が高い状態を保つ電気電子部品用複合材料をさらに容易に得ることができる。
（１）金属基材を銅系金属材料または鉄系金属材料により構成すること。
（２）金属基材の厚さを０．０４〜０．４ｍｍとすること。
（３）金属層をＮｉ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｓｎ、Ｓｉ、Ｔｉから選択される金属またはこれらの金属間の合金により構成すること。
（４）金属層の厚さを０．００１〜０．５μｍとすること。
【００２３】
また、本発明の電気電子部品は、金属基材上の少なくとも一部に絶縁皮膜が設けられた電気電子部品用複合材料が打ち抜き加工等により加工された後に折り曲げられた状態で、金属基材上の一部に絶縁皮膜が残存するように形成された電気電子部品であって、電気電子部品用複合材料として金属基材と絶縁皮膜との密着性を向上させる金属層が介在された材料を用いているため、金属基材に絶縁皮膜が金属層を介して密着し、打ち抜き加工および曲げ加工等による加工性に優れた電気電子部品を容易に得ることができる。
【００２４】
さらに、本発明の電気電子部品は、金属基材と絶縁皮膜とが密着しているため、絶縁皮膜が設けられていない箇所にめっき等の後加工により後付け金属層が設けられていることにより、絶縁皮膜が金属基材から剥離することがない。
【００２５】
また、本発明の電気電子部品用複合材料の製造方法は、金属基材表面に、前記金属基材と絶縁皮膜との密着性を向上させる金属層を、めっき等により設けることにより、金属基材と絶縁皮膜との界面（具体的には金属基材と金属層との界面および金属層と絶縁皮膜との界面）を含めた箇所で打ち抜き加工等の加工を施した後に折り曲げ加工を施しても、金属基材と絶縁皮膜との密着性が高い状態を保ち、打ち抜き加工等および曲げ加工等による加工性に優れた電気電子部品用材料を容易に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明の望ましい実施形態を説明する。
【００２７】
本発明の第１の実施形態に係る電気電子部品用複合材料の断面の一例を図１に示す。図１に示すように、この電気電子部品用複合材料１は、金属基材１１上に絶縁皮膜１２が設けられており、金属基材１１と絶縁皮膜１２との間に、両者の密着性を向上させる金属層１３が設けられている。この金属層１３は、金属基材１１および絶縁皮膜１２との密着性が高いものとすることが、打ち抜き加工等による加工性に優れた電気電子部品用複合材料１を実現する観点で望ましい。
【００２８】
図１において、絶縁皮膜１２は金属基材１１の上面の一部と金属基材１１の下面の全体に設けられている例を示すが、これはあくまでも一例であって、絶縁皮膜１２は金属基材１１の上面全体および下面全体に設けられていてもよく、金属基材１１の上面の一部および下面の一部に設けられていてもよい。すなわち、金属基材１１上の少なくとも一部に絶縁皮膜１２が設けられていればよい。
【００２９】
金属基材１１としては、導電性などの観点で、銅系金属材料または鉄系金属材料を用いることが望ましい。銅系金属材料としては、りん青銅（Ｃｕ−Ｓｎ−Ｐ系）、黄銅（Ｃｕ−Ｚｎ系）、洋白（Ｃｕ−Ｎｉ−Ｚｎ系）、コルソン合金（Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系）などの銅基合金が適用可能なほか、無酸素銅、タフピッチ銅、りん脱酸銅なども適用可能である。また、鉄系金属材料としては、ＳＵＳ（Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ系）、４２アロイ（Ｆｅ−Ｎｉ系）などの鉄基合金が適用可能である。
【００３０】
金属基材１１の厚さは、０．０４ｍｍ以上が望ましい。０．０４ｍｍより薄いと電気電子部品として十分な強度が確保できないためである。また、あまり厚いと打ち抜き加工の際にクリアランスの絶対値が大きくなり、打ち抜き部のダレが大きくなるため、厚さは０．４ｍｍ以下とすることが望ましく、０．３ｍｍ以下とすることがさらに望ましい。このように、金属基材１１の厚さの上限は、打ち抜き加工等による加工の影響（クリアランス、ダレの大きさ等）を考慮して決定される。
【００３１】
絶縁皮膜１２は、適度な絶縁性を有することが望ましいため、エポキシ系樹脂などの樹脂を用いることが望ましい。特に耐熱性が求められる用途では、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂などの耐熱樹脂で形成されることが望ましい。このような耐熱性樹脂の中でも熱硬化性樹脂が好ましい。
【００３２】
絶縁皮膜１２の材料としては、上記のとおり合成樹脂等の有機材料を用いることが加工性の点などから望ましいが、電気電子部品用複合材料１の要求特性等に応じて、絶縁皮膜１２の材料を適宜選択することができる。例えば合成樹脂等の有機材料を基材としてこれに基材以外の添加物（有機物、無機物いずれも可）を添加したものや無機材料なども採用することができる。
【００３３】
金属基材１１の表面に金属層１３を介して絶縁皮膜１２を設ける方法には、金属基材上の絶縁を要する箇所に、（ａ）接着剤付き耐熱性樹脂フィルムを配し、前記接着剤を誘導加熱ロールにより溶融し、次いで加熱処理して反応硬化接合する方法、（ｂ）樹脂または樹脂前躯体を溶媒に溶解したワニスを塗布し、溶媒を揮発させ、次いで加熱処理して反応硬化接合する方法などが挙げられる。本発明の実施形態に係る電気電子部品用複合材料１においては、前記（ｂ）の方法を用いることが、接着剤の影響を考慮しなくてもよくなる点で望ましい。
なお、上記（ｂ）の方法の具体例は、絶縁電線の製造方法などでは一般的な技術であり、特開平５−１３０７５９号公報などでも知られている。当該公報は本発明の参考技術として取り扱われる。
【００３４】
ここで、前記（ｂ）の方法は繰り返してもよい。このようにすると、溶媒の揮発が不十分となるおそれが少なくなり、絶縁皮膜１２と金属層１３との間に気泡などが発生するおそれを低減することができ、絶縁皮膜１２と金属層１３との密着性をさらに高めることができる。このようにしても、複数回に分けて形成された樹脂硬化体が実質的に同一のものであれば、金属層１３上に実質的に１層の絶縁皮膜１２を設けることができる。
【００３５】
また、金属基材１１の面の一部に絶縁皮膜１２を設けたい場合には、金属基材１１の表面に金属層１３を設けた後に、例えば、塗装部をオフセット（平版）印刷やグラビア（凹版）印刷のロールコート法設備を応用した方法、或いは感光性耐熱樹脂の塗工と紫外線や電子線によるパターン形成と樹脂硬化技術を応用する方法、さらには回路基板における露光現象エッチング溶解による微細パターン形成技術の樹脂皮膜への応用などから、樹脂皮膜の形成精度レベルに応じた製造工法を採用することができる。このようにすることで、金属基材１１の面のうち必要な部分のみに絶縁皮膜１２を設けることが容易に実現可能となり、金属基材１１を他の電気電子部品または電線等と接続するために絶縁皮膜１２を除去することが不要となる。
【００３６】
絶縁皮膜１２の厚さは、薄すぎると絶縁効果が期待できず、厚すぎると打ち抜き加工が困難になるため、２〜２０μｍが望ましく、３〜１０μｍがさらに望ましい。
【００３７】
金属層１３は、金属基材１１と絶縁皮膜１２との密着性を向上させるために設けられる。金属基材１１と絶縁皮膜１２との密着性は打ち抜き加工後の材料端部における前記絶縁被膜の剥離幅が１０μｍ未満であり、５μｍ未満とすることがさらに好ましい。
金属層１３は、電気めっき、化学めっき等の方法で形成されることが望ましく、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｓｎ、Ｓｉ、Ｔｉから選択される金属またはこれらの金属間の合金（Ｎｉ−Ｚｎ合金、Ｎｉ−Ｆｅ合金、Ｆｅ−Ｃｒ合金など）により構成することが望ましい。
【００３８】
金属層１３をめっきにより形成する場合は、湿式めっきでも乾式めっきでもよい。前記湿式めっきの例としては電解めっき法や無電解めっき法が挙げられる。前記乾式めっきの例としては物理蒸着（ＰＶＤ）法や化学蒸着（ＣＶＤ）法が挙げられる。
【００３９】
金属層１３の厚さは、薄すぎると金属層１３と金属基材１１および絶縁皮膜１２との密着性が向上せず、厚すぎると金属層１３に割れが発生するおそれが高まるため、０．００１〜０．５μｍが望ましく、０．００５〜０．５μｍがさらに望ましい。
【００４０】
また、電気電子部品用複合材料１を打ち抜き加工等により加工した後に折り曲げられた状態で、絶縁皮膜１２が設けられていない箇所に湿式の後処理が行われてもよい。絶縁皮膜１２が設けられていない箇所とは、例えば図１における金属基材１１の側面や、金属基材１１の上面の一部の絶縁皮膜１２が設けられている部分以外の箇所などを意味する。ここで用いられる湿式処理としては、例えば、湿式めっき（Ｎｉめっき、Ｓｎめっき、Ａｕめっき等）、水系洗浄（酸洗い、アルカリ脱脂等）、溶剤洗浄（超音波洗浄等）などが挙げられる。例えば、湿式めっきにより後付け金属層を設けることにより、金属基材１１の表面を保護することができるが、本実施形態の電気電子部品用複合材料１は、金属基材１１と絶縁皮膜１２との密着性を向上させた結果、めっき等の後加工により後付け金属層（図示せず）を設けても絶縁皮膜１２が金属基材１１から剥離しない利点がある。
【００４１】
ここで、後付け金属層の厚さは金属層１３の厚さにかかわらず適宜決定されるが、金属層１３と同様に０．００１〜０．５μｍの範囲にしてもよい。後付け金属層として用いられる金属は、電気電子部品の用途により適宜選択されるが、電気接点、コネクタなどに用いられる場合は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｓｎまたはこれらを含む合金であることが望ましい。
【００４２】
以下、実施例を用いて詳細に説明するが、本発明の実施形態の範囲は、これに限られないことはいうまでもない。
【実施例】
【００４３】
［実施例１］
（試料の説明）
本発明の具体例として、厚み０．１ｍｍ、幅１０ｍｍの金属条（金属基材）に電解脱脂、酸洗処理をこの順に施した後、Ｎｉめっき、Ｚｎめっき、Ｆｅめっき、Ｃｒめっき、Ｓｎめっき、Ｎｉ−Ｚｎ合金めっき、Ｎｉ−Ｆｅ合金めっき、Ｆｅ−Ｃｒ合金めっき、Ｓｉめっき、Ｔｉめっきをそれぞれ０．００１μｍ、０．００５μｍ、０．０１μｍ、０．０５μｍ、０．１μｍ、０．５μｍ施し、次いで各条の絶縁を要する箇所に絶縁コーティング層を設けて電気電子部品用複合材料を製造した。金属条にはＪＩＳ合金Ｃ５２１０Ｒ（リン青銅、古河電気工業（株）製）を用いた。なお、めっき厚は、蛍光Ｘ線膜厚計ＳＦＴ−３２００（セイコープレシジョン（株）製）を用いて１０点の平均値により測定した。
また、比較例として、これとは別に、電解脱脂、酸洗処理をこの順に施した後、めっきを施さずに絶縁を要する箇所に絶縁コーティング層を設けて電気電子部品用複合材料を製造した。さらに他の比較例として、めっきを１．０μｍ施した以外は上記具体例と同様に電気電子部品用材料を製造した。
【００４４】
（各種条件）
前記電解脱脂処理は、クリーナー１６０Ｓ（メルテックス（株）製）を６０ｇ／ｌ含む脱脂液中において、液温６０℃で電流密度２．５Ａ／ｄｍ２の条件で３０秒間カソード電解して行った。
前記酸洗処理は、硫酸を１００ｇ／ｌ含む酸洗液中に室温で３０秒間浸漬して行った。
前記Ｎｉめっきは、スルファミン酸ニッケル４００ｇ／ｌ、塩化ニッケル３０ｇ／ｌ、ホウ酸３０ｇ／ｌを含むめっき液中において、液温５５℃で電流密度１０Ａ／ｄｍ２の条件で所定のめっき厚になるようにめっき槽長とライン速度を調整して行った。
前記Ｚｎめっきは、硫酸亜鉛３５０ｇ／ｌ、硫酸アンモニウム３０ｇ／ｌを含むめっき液中において、液温４５℃で電流密度２０Ａ／ｄｍ２の条件で所定のめっき厚になるようにめっき槽長とライン速度を調整して行った。
前記Ｆｅめっきは、硫酸鉄４００ｇ／ｌ、硫酸アンモニウム５０ｇ／ｌ、尿素８０ｇ／ｌを含むめっき液中において、液温６０℃で電流密度３０Ａ／ｄｍ２の条件で所定のめっき厚になるようにめっき槽長とライン速度を調整して行った。
前記Ｃｒめっきは、無水クロム酸２５０ｇ／ｌ、硫酸２．５ｇ／ｌを含むめっき液中において、液温５５℃で電流密度２０Ａ／ｄｍ２の条件で所定のめっき厚になるようにめっき槽長とライン速度を調整して行った。
前記Ｓｎめっきは、硫酸スズ５５ｇ／ｌ、硫酸１００ｇ／ｌを含むめっき液中において、液温２５℃で電流密度２Ａ／ｄｍ２条件で所定のめっき厚になるようにめっき槽長とライン速度を調整して行った。
前記Ｎｉ−Ｚｎ合金めっきは、塩化ニッケル７５ｇ／ｌ、塩化亜鉛３０ｇ／ｌ、塩化アンモニウム３０ｇ／ｌ、チオシアン化ナトリウム１５ｇ／ｌを含むめっき液中において、液温２５℃で電流密度０．２Ａ／ｄｍ２の条件で所定のめっき厚になるようにめっき槽長とライン速度を調整して行った。
前記Ｎｉ−Ｆｅ合金めっきは、硫酸ニッケル２５０ｇ／ｌ、硫酸鉄５０ｇ／ｌ、ホウ酸３０ｇ／ｌを含むめっき液中において、液温５０℃で電流密度５Ａ／ｄｍ２の条件で所定のめっき厚になるようにめっき槽長とライン速度を調整して行った。
前記Ｆｅ−Ｃｒ合金めっきは、硫酸鉄４０ｇ／ｌ、硫酸クロム１２０ｇ／ｌ、塩化アンモニウム５５ｇ／ｌ、ホウ酸４０ｇ／ｌを含むめっき液中において、液温４５℃で電流密度２０Ａ／ｄｍ２の条件で所定のめっき厚になるようにめっき槽長とライン速度を調整して行った。
前記ＳｉめっきおよびＴｉめっきは、巻取式スパッタリング装置ＳＰＷ−０６９（（株）アルバック製）を用い、ＰＶＤ法により行った。
前記絶縁コーティング層は、ワニス（流動状塗布物）を塗装装置の矩形状吐出口から走行する金属基材表面に垂直に吐出し、次いで３００℃で３０秒間加熱して形成した。前記ワニスにはｎ−メチル２−ピロリドンを溶媒とするポリアミドイミド（ＰＡＩ）溶液（東特塗料社製）を用い、樹脂厚が８〜１０μｍの範囲となるように形成した。なお、ｎ−メチル２−ピロリドンを溶媒とするポリイミド（ＰＩ）溶液（荒川化学工業（株）製）、メチルエチルケトンを溶媒とするエポキシ樹脂溶液（大日本塗料(株)製）を用いて樹脂厚が８〜１０μｍの範囲となるように形成したサンプルも得たが、同様の結果が得られた。
【００４５】
（評価結果）
得られた電気電子部品用複合材料について、打抜き加工性及び曲げ加工性の評価を行った。
打抜き加工性の評価は、クリアランス５％の金型を用いて５ｍｍ×１０ｍｍの矩形状に試料を打抜いた後、赤インクを溶かした水溶液中に浸漬し、打抜き端部における樹脂の剥離幅が、５μｍ未満の場合を◎、５μｍ以上１０μｍ未満の場合を○、１０μｍ以上の場合を×とした。
曲げ加工性の評価は、クリアランス５％の金型を用いて５ｍｍ×１０ｍｍの矩形状に試料を打抜いた後、試料端部から１ｍｍの位置に曲げ加工が施される様に構成された曲率半径０．１ｍｍ、曲げ角度１２０度の金型を用いて曲げ加工を施し、曲げ内側における樹脂の剥離有無と曲げ外側を延長した先の端部における樹脂の剥離有無を光学実態顕微鏡４０倍で観察することにより判定した。剥離のないもの（樹脂の付着状態が維持されているもの）を○、剥離の発生したもの（樹脂の付着状態が維持されていないもの）を×とした。また同時に、曲げ加工部におけるめっき素地の割れの有無を観察し、めっき曲げ性を○×で評価した。その結果を表１に示す。
【００４６】
【表１】
【００４７】
比較例の試料Ｎｏ．６１は、下地めっき処理を施していないため、樹脂の打抜き性及び曲げ性が劣った。比較例６２〜７１は、樹脂の打抜き性及び曲げ性は優れるが、めっき層が厚くめっき部に割れを生じた。これに対し本発明の試料Ｎｏ．１〜６０では、樹脂の打抜き性及び曲げ性に優れ、かつめっき部にも割れを生じていないため、精密プレス加工用途に適し、曲げ加工を伴う用途にさらに適する。特にＮｉめっき及びＺｎめっきを施した試料Ｎｏ．１〜１２は、めっき厚が薄い領域においても優れた効果が得られる。
【００４８】
［実施例２］
金属条としてＪＩＳ合金Ｃ７７０１Ｒ（洋白、三菱電機メテックス（株）製）を用いた他は、実施例１と同様に行った。その結果を表２に示す。
【００４９】
【表２】
【００５０】
比較例の試料Ｎｏ．１３２は、下地めっき処理を施していないため、樹脂の打抜き性及び曲げ性が劣った。比較例１３３〜１４２は、樹脂の打抜き性及び曲げ性は優れるが、めっき層が厚くめっき部に割れを生じた。これに対し本発明の試料Ｎｏ．７２〜１３１では、樹脂の打抜き性及び曲げ性に優れ、かつめっき部にも割れを生じていないため、精密プレス加工用途に適し、曲げ加工を伴う用途にさらに適する。特にＮｉめっき及びＺｎめっきを施した試料Ｎｏ．７２〜８３は、めっき厚が薄い領域においても優れた効果が得られる。すなわち、実施例１と同様、実施例２の試料Ｎｏ．７２〜１３１は、樹脂の打抜き性が優れるため、精密プレス加工用途、特に曲げ加工を伴う用途に適することがいえる。
【００５１】
［実施例２］
金属条としてＳＵＳ３０４−ＣＰＳ（ステンレス、日新製鋼（株）製）を用いた他は、実施例１と同様に行った。その結果を表３に示す。
【００５２】
【表３】
【００５３】
比較例の試料Ｎｏ．２０３は、下地めっき処理を施していないため、樹脂の打抜き性及び曲げ性が劣った。比較例２０４〜２１３は、樹脂の打抜き性及び曲げ性は優れるが、めっき層が厚くめっき部に割れを生じた。これに対し本発明の試料Ｎｏ．１４３〜２０２では、樹脂の打抜き性及び曲げ性に優れ、かつめっき部にも割れを生じていないため、精密プレス加工用途に適し、曲げ加工を伴う用途にさらに適する。特にＮｉめっき及びＺｎめっきを施した試料Ｎｏ．１４３〜１５４は、めっき厚が薄い領域においても優れた効果が得られる。すなわち、実施例１と同様、実施例３の試料Ｎｏ．１４３〜２０２は、樹脂の打抜き性が優れるため、精密プレス加工用途、特に曲げ加工を伴う用途に適することがいえる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施形態に係る電気電子部品用複合材料の一例を示す断面図。
【図２】金属基材と絶縁皮膜との間に隙間が形成された状態の一例を示す概念図。
【図３】金属基材と絶縁皮膜との間に隙間が形成された状態の一例を示す概念図。
【符号の説明】
【００５５】
１ 電気電子部品用複合材料
２、３ 電気電子部品
１１、２１、３１ 金属基材
１２、２２、３２ 絶縁皮膜
１３ 金属層
２１ａ 打ち抜き加工面
２３、３３、３４ 隙間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
打ち抜き加工により加工された後に折り曲げ加工されて形成される電気電子部品の材料として用いられる、金属基材上の少なくとも一部に実質的に１層の絶縁皮膜が設けられた電気電子部品用材料であって、前記金属基材と前記絶縁皮膜との間に、前記打ち抜き加工後の材料端部における前記絶縁被膜の剥離幅が１０μｍ未満となり、かつ前記曲げ加工後の材料の曲げ内側における前記絶縁皮膜の付着状態および曲げ外側を延長した先の端部における前記絶縁皮膜の付着状態がともに維持されるように金属層が設けられていることを特徴とする電気電子部品用複合材料。
【請求項２】
前記金属基材が、銅系金属材料または鉄系金属材料により構成されていることを特徴とする、請求項１記載の電気電子部品用複合材料。
【請求項３】
前記金属基材の厚さが、０．０４〜０．４ｍｍであることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の電気電子部品用複合材料。
【請求項４】
前記金属層が、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｓｎ、Ｓｉ、Ｔｉから選択される金属またはこれらの金属間の合金により構成されることを特徴とする、請求項１記載の電気電子部品用複合材料。
【請求項５】
前記金属層の厚さが、０．００１〜０．５μｍであることを特徴とする、請求項４記載の電気電子部品用複合材料。
【請求項６】
前記絶縁皮膜が熱硬化性樹脂で形成されたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の電気電子部品用複合材料。
【請求項７】
金属基材上の少なくとも一部に絶縁皮膜が設けられた電気電子部品用材料が打ち抜き加工等により加工された後に折り曲げられた状態で、前記金属基材上の一部に絶縁皮膜が残存するように形成された電気電子部品であって、前記電気電子部品材料が、請求項１〜６のいずれか１項に記載の電気電子部品用複合材料であることを特徴とする電気電子部品。
【請求項８】
前記電気電子部品が、打ち抜き加工により加工された後に折り曲げられた状態で、前記絶縁皮膜が設けられていない箇所に湿式の後処理が行われたことを特徴とする請求項７記載の電気電子部品。
【請求項９】
金属基材上の少なくとも一部に絶縁皮膜を設ける電気電子部品用複合材料の製造方法において、前記金属基材表面に、前記金属基材と前記絶縁皮膜との密着性を向上させる金属層を、めっき等により設けることにより、請求項１〜６のいずれか１項に記載の電気電子部品用複合材料を形成することを特徴とする電気電子部品用複合材料の製造方法。
【請求項１】
打ち抜き加工により加工された後に折り曲げ加工されて形成される電気電子部品の材料として用いられる、金属基材上の少なくとも一部に実質的に１層の絶縁皮膜が設けられた電気電子部品用材料であって、前記金属基材と前記絶縁皮膜との間に、前記打ち抜き加工後の材料端部における前記絶縁被膜の剥離幅が１０μｍ未満となり、かつ前記曲げ加工後の材料の曲げ内側における前記絶縁皮膜の付着状態および曲げ外側を延長した先の端部における前記絶縁皮膜の付着状態がともに維持されるように金属層が設けられていることを特徴とする電気電子部品用複合材料。
【請求項２】
前記金属基材が、銅系金属材料または鉄系金属材料により構成されていることを特徴とする、請求項１記載の電気電子部品用複合材料。
【請求項３】
前記金属基材の厚さが、０．０４〜０．４ｍｍであることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の電気電子部品用複合材料。
【請求項４】
前記金属層が、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｓｎ、Ｓｉ、Ｔｉから選択される金属またはこれらの金属間の合金により構成されることを特徴とする、請求項１記載の電気電子部品用複合材料。
【請求項５】
前記金属層の厚さが、０．００１〜０．５μｍであることを特徴とする、請求項４記載の電気電子部品用複合材料。
【請求項６】
前記絶縁皮膜が熱硬化性樹脂で形成されたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の電気電子部品用複合材料。
【請求項７】
金属基材上の少なくとも一部に絶縁皮膜が設けられた電気電子部品用材料が打ち抜き加工等により加工された後に折り曲げられた状態で、前記金属基材上の一部に絶縁皮膜が残存するように形成された電気電子部品であって、前記電気電子部品材料が、請求項１〜６のいずれか１項に記載の電気電子部品用複合材料であることを特徴とする電気電子部品。
【請求項８】
前記電気電子部品が、打ち抜き加工により加工された後に折り曲げられた状態で、前記絶縁皮膜が設けられていない箇所に湿式の後処理が行われたことを特徴とする請求項７記載の電気電子部品。
【請求項９】
金属基材上の少なくとも一部に絶縁皮膜を設ける電気電子部品用複合材料の製造方法において、前記金属基材表面に、前記金属基材と前記絶縁皮膜との密着性を向上させる金属層を、めっき等により設けることにより、請求項１〜６のいずれか１項に記載の電気電子部品用複合材料を形成することを特徴とする電気電子部品用複合材料の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００８−１７９８８９（Ｐ２００８−１７９８８９Ａ）
【公開日】平成２０年８月７日（２００８．８．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３３３３１６（Ｐ２００７−３３３３１６）
【出願日】平成１９年１２月２５日（２００７．１２．２５）
【出願人】（０００００５２９０）古河電気工業株式会社 (4,457)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年８月７日（２００８．８．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月２５日（２００７．１２．２５）
【出願人】（０００００５２９０）古河電気工業株式会社 (4,457)
【Ｆターム（参考）】
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