TW200907116A - Silver-coated material for movable contact parts and method of producing the same - Google Patents

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200907116 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明關於一種可動接點零件用銀被覆材及其製造方 法。 【先前技術】 以往’行動電話或行動終端機器等所使用之按壓開關， 係使用碟青銅或鈹銅，近年來，則是逐漸使用卡遜系銅合 金等銅合金、或無鏽等鐵系合金等彈性性能優異之導電性 基材上被覆有銀的材料。 以往，係使用在導電性基材上形成鎳基底層後，再直 接形成銀表層鍍覆的材料。另一方面，因行動電話之電子 信件的普及，反覆的開關動作變多。已知因在短時間内反 覆開關，會導致開關部發熱，造成透過銀鍍覆層之氧使鎳 氧化’而容易使銀產生剝離。 為了防止此現象，曾提出使用銀層與鎳層的中間設置 有銅中間層’如銀/銅/錄/不鑛材（參照專利文獻丄〜 3)此銅中間層，被認為具有可捕捉透過銀鑛覆層之氧， 而可防止基底層之鎳氧化的效果。 專利文獻1 :日本特許3889718號公報 專利文獻2:曰本特許377224〇號公報 專利文獻3 :日本特開2005-133169號公報 【發明内容】 、而上述各專利文獻所記載之電氣接點材料，若中 間層若太厚時，則形成中間層之銅將會擴散至最表層而： 200907116 :將I使接觸電阻升高，且當中間層的厚度過薄時，中間 :’’、、、法充分捕捉氧’而因反覆的開關動作等造成材料表 :之銀層的剝離1即，會產生難以適當設定_間層之： 度，必須嚴格控管製造條件之新的課題。 亦即，本發明提供以下之手段： )種可動接點零件用銀被覆材，其特徵在於，在 :鐵或鐵合金所構成之導電性基材上，被覆有厚度、〇 〇〇5 :〇.5#m之由鎳或鎳合金所構成之基底層，在該基底層上 、、覆有厚度0_01〜〇.5"m之由鈀、鈀合金或銀錫合金所構 成之中間^ ’在該中間層上’則形成有由銀或銀合金所構 成之最表層。 (2 )如（1 )所記載之可動接點零件用銀被覆材，其 中°亥中間層之鈀合金為金鈀、銀鈀、錫鈀、鎳鈀或銦鈀 合金。 (3) —種可動接點零件用銀被覆材，其特徵在於，在 由鐵或鐵合金所構成之導電性基材上，被覆有厚度〇〇1〜 /zm之由把、|巴合金或銀錫合金所構成之中間層，在該 中間層上，則形成有由銀或銀合金所構成之最表層。 (4 )—種可動接點零件用銀被覆材之製造方法，用以 製造（1 )或（2 )所記載之可動接點零件用銀被覆材’係 將鎳或錄合金被覆在導電性基材上並進行活性化處理後， 被覆中間層，然後再被覆銀或銀合金。 (5 )—種可動接點零件用銀被覆材之製造方法，用以 製造（3 )所記載之可動接點零件用銀被覆材，係對導電 200907116 然後再進行銀或 ’參照適當

性基材進行活性化處理後，被覆中間層 銀合金被覆。 本發明之上述以及其他特徵與優點 之圖式，從下述記載可更加明白。 【實施方式】 以下，根據圖式說明本發明之實施形態。圖i ,. 丨市顯示 本毛明之可動接點零件用銀被覆材一實施態樣的剖面圖。 於圖1中，1是由鐵或鐵合金所構成之導電性基材，2 θ 由Ni或Ni合金所構成之基底層，3是由pd、pd合金或 合金所構成之中間層，4則是由銀或銀合金所構成之f n 層。 表 導電性基# 1，丨可堪以使用作&可動接點零件用之 具導電性、彈性特性、耐久性等之材料，於本發明 由鐵或鐵合金所構成。 y、 適合使用作為基材1之鐵合会 ⑽S)、42合金等。 鐵口金，例如可為不鏽鋼 基材1的厚度，較佳為0.03〜03" m，更佳為〇 〇5〜 〇. 1 /z m。 基材1之面上，被覆有厚度0.005〜〇5"m(較佳為〇〇1 0.5心’更佳為0.05〜〇.1//m)之由錄（Ni)或Ni合金 ::成的基底層2。基底層2之厚度的下限，可從基材丨 間層3之密合性的觀點來加以決定，基底；f 2之厚声 =限，則可從藉由加壓加工等自被覆材形成電氣接點材 "'防止加工性降低、在基底層2等發生龜裂之觀點來 200907116 加以決定。 基底層2所使用之Ni合金，較佳 系、Ni-Co系、Μ· Γλ D么 系N卜Sn 系、Ν· F ^ i_CU 系、川心系、、Ni-Zn 價格上亦無問題且二:由於鑛敷處理性良好， 境下亦不會有所衰退。南’故阻障機能即使在高溫環 -二2 2上’則被覆有由把(Pd)、把合金或銀錫 Γ中Γ 。.01〜°·5…較佳為°.°5〜°.2… 中間，3當使—合金時，免及其合金 生“二若厚度變厚，則會導致加工性不佳，容易發 =目此以嫩合金作為中間層3時，其厚度較佳 ί底層 下。另，中間層3之厚度的下限，可從防止 基底層2之成分的氧化的觀點來加以決定。 鈀、把合金以及銀錫合金任一者皆較銅更難以氧化。 與具有銅中間層者相較之下，並不容易發生因中間 s表面的氧化而導致與最表層4之銀或銀合金層之密人 :生的降低、以及因中間層3之成分擴散至最表層4發生二 化而導致導電性（接觸電阻）的降低。 中間層3所使用之纪合金，較佳為金把合金（pd_A^、 銀I巴合金（Pd_Ag)、錫把合金（pd_sn)、銦麵合金（pH。）。 且，藉由將把（Pd)合金化使其更加難以擴散，因此與 T或銀合金層之密合性並不容易降低’並且亦不容易發生 間層3之成分擴散至最表層4發生氧化而導致導電性 觸電阻）的降低。 200907116 又’藉由使用銀錫合金層作為中間層3,與鈀同樣地 亦難以擴散，與銀或銀合金層之密合性並不容易降低，並 且亦不容易發生中間層3之成分擴散至最表層4發生氧化 而導致導電性（接觸電阻）的降低。 β在中間層3上，形成有由銀（Ag)或銀合金所構成之 最表層4。銀（Ag )或銀合金所構成之最表層4，係為了 提升作為接點零件之導電性所設置之層，其厚度較佳為\.5 3·0"ιη’ 更佳為 1〇 〜2〇"m。 且，可適合使用作為最表層4之銀合金，例如可為銀 錫合金、銀鎳合金、銀銅合金、銀鈀合金等2成分系、組 合此等之多成分系的合金。 ’' 、

=上述可動接點零件用銀被覆材之基底層2、中間層 及最表層4’可藉由鍍敷法或PVD法等來加以被覆形成 由於以濕式鑛敷法來加以被覆形成較為簡單且成本較低 故較佳。 _ 一圖1所示態樣之可動接點零件用銀被覆材，例如，可 ^ ^導電性基材進行電解脫脂等前處理，以銻或錄合金 破覆鎳或錄合金，進行活性化處理後，以把鍍敷、 銀：金鍍敷或銀錫合金鍍敷來進行中間層被覆，然後再以 ’ ^或銀合金鍍敷進行銀被覆，來加以形成。 樣的Γ 2,係'顯示本發明之可動接‘點零件用之另—實施態 性其]面圖。於圖2中’ 11為由鐵或鐵合金所構成之導電 合二材’ 13為由飽（Pd)、纪合金（pd)或銀錫（Ag_sn) 斤構成之中間層，14則為由銀或銀合金所構成之最表 200907116 層。 導電性基材11、中間層13、最表層14的厚度及較佳 態樣，分別與上述之導電性基材i、中間層3、最表層4 相同。 圖2所不態樣之可動接點零件用銀被覆材，例如，可 藉由對導電性基材進行活化性處理後，不被覆鎳或鎳合 金，而以鈀鍍敷、鈀合金鍍敷或銀錫合金鍍敷來被覆中間 層，然後再以銀或銀合金鍍敷進行銀被覆，來加以形成。 根據本發明，可提供一種即使在不斷重複開關之環境 下使用，表面之銀層亦不會產生剝離，且可緩和製造上之 限制的可動接點零件用銀被覆材及其製造方法。 本發明之可動接點零件用銀被覆材，可適用作為連接 益、開關、端子及電子接點零件之圓形簧材。 於本發明，由於係形成難以氧化之金屬（合金）層作 為中間層’因此可抑制因中間層氧化所導致之與最表層（銀

由於形成有難以擴散至銀層之 之密合性的降低。且， 金屬（合金）f，因此可抑制因中間層之成分或其氧化物 等擴散至最表層（銀層）所造成之導電性的降低、及中間 層與最表層之密合性的降低。並且，由於可緩和中間層的 製造條件，因此亦可得到提升製造上之產率的效果。 [實施例] 接著，根據實施例更進-步詳細說明本發明，惟本發 明並不限制於此等實施例。 實施例1〜3 0 10 200907116 對厚度 0.06mm 之由 SUS3〇1、SUS3〇4、SUS4〇3 或 SUS430 (任一者皆為JiS規格不鏽鋼）所構成之條進行以 下f理，以得到表Ϊ所示之層構成的銀被覆材。然後，實 施實施例1〜8之f 2、〜、a 士 δ又i 2)〜（7)之處理，以得到表】所示 之層構成的銀被覆材。纟中，中間層鍍敷，是從包含（” (7 )之中，實施表j之中間層之種類所示對應該種類 之鍍敷。I，最表層，係進行表i之最表層之種類所示對 應該種類之（7)或（8) 、（9)之鍍敷。 1 )岫處理.使用矽酸鈉丨〇〇g/ 1之水溶液進行陰極 電解，以進行電解脫脂。 (2)鎳基底鍍敷.使用氣化鎳5g/i與游離鹽 酸之鏟敷液’在陰極電流密度2A/dm2的條件下實施，形 成基底層。 (3) 活性化處理：將鎳基底鍍敷後之Cu_Be條保持 在40〜90°C之溫水〜熱水3秒鐘以上。從電解脫脂至活性 化處理間之Be-Cu條的溫度，係將Be_Cu條浸潰在經以冷 卻器進行過溫度調整之水洗槽内來加以控制。 (4) 中間層（Pd)鍍敷：使用含有硫酸鈀i〇〇g/i與 游離硫酸20g/l之鍍敷液，在陰極電流密度5A/dm2的 條件下實施，形成中間層。 (5 )中間層（Pd-Au、Pd-Ag )鍍敷：使用含有硫酸 鈀io〇g/卜金或銀之金屬鹽30g/1及游離鹽酸2〇g/1之 鍍敷液’在陰極電流密度5 A/ dm2的條件下實施。 (6 )中間層（Pd-Sn、Pd-Ni、Pd-In )鍍敷：使用含 11 200907116 有疏酸把1 00g/ 1、鎳或銦之各金屬鹽3 0g/ 1及游離鹽酸 2Og/ 1之鐘敷液’在陰極電流密度5A/ dm2的條件下實施。 (7 )中間層或最表層（Ag-Sn ):使用含有氰化銀5〇g /1、氰化鉀50g/卜碳酸鉀30g/l及Sn之金屬鹽3〇 g/ 1之鍍敷液’在陰極電流密度5 A/ dm2的條件下實施。 (8)最表層（銀打底鑛敷（strike plating)):使用 含有氰化銀5g/l與氰化鉀50§//1之鍍敷液，在陰極電流 密度2A/ dm2的條件下實施。） (9 )最表層（銀鍍敷）：使用含有氰化銀5〇g/ ι、 氰化鉀50g/卜碳酸鉀3〇g/1之鍍敷液，在陰極電流密度 5 A/ dm2的條件下實施。 關於實施例1〜30之各層鍍敷，中間層鍍敷，以施行 上述（4)〜（7)之任一者即可。又，上述⑴之銀打 底鍍敷，係為了更進—步提高為最表層之上述（7)之銀 錫合金鍍敷或上述（9)之銀鍍敷的密合性，視需要所進 \ 彳丁者’於本實施例中’係使其厚度在G.01〜G.G5#m的範 圍。而實際上’在0.005〜〇1//m的範圍即可。此時，最 :層之厚度’為上述（8)之鍍敷厚度與上述（7)或上述 (9 )之鍍敷厚度的總和。 人，於上述（7)中，扯、# 雖然使鍍敷液之成分在中間層鍍 敷與最表層鍍敷為相同 „ ^ ^ r ^ ^ Λ 彳—此僅疋一例，成分可在銀為主 々乂刀之軏圍作適當改蠻。 ^ tb . ^ 又，亦可使中間層鍍敷及最表層 兑 于由於使兩者之厚度皆為適當（尤 疋防止超過中間層上 )’因此前提為在其間實施使用 12 200907116 上述（8)之鍍敷液之銀打底鍍敷。藉由實施銀打底鍍敷， 不僅可提高中間層鍍敷與最表層鍍敷之間的密合性，亦可 抑制中間層產生龜裂。 比較例1〜4 中間層鍍敷’除了使用含有硫酸銅150g/l、與游離 硫酸1 00g/ 1之鍍敷液，在陰極電流密度5 A/ dm2的條件 下實施Cu鍍敷外’其他皆與實施例9〜22相同，製得表1 所示之層構成的銀被覆材。惟，於比較例3中，沒有實施 中間層鍍敷，又，於比較例4中，沒有實施鎳基底鍍敷及 中間層鍍敷。 試驗例 將所製得之實施例及比較例之各銀被覆材在溫度4〇〇 C之大氣中加熱5〜15分鐘後，進行剝離試驗，以調查鍍 敷的密合性。剝離試驗是根據JIS K 5600-5-6 (交叉切割 法（cross-cut method ))來進行。結果示於表1。 [表1] 實施例 紐 中間層 最 力喻灸有無剝離 賴 厚度 麵 厚度 麵 厚度 5分 10分 15分 1 --— SUS301 Ni 0.01 Pd 0.01 Ag 1 無 無 無 2 — SUS301 Ni 0.02 Pd 0.1 Ag 1 無 無 益 3 — SUS301 Ni 0.05 Pd 0.3 Ag 1 益 無 無 4 SUS301 Ni 0.1 Pd 0.1 Ag 1 無 無 5 ----- SUS301 Ni 02 Pd 02 Ag 1 無 益 無 6 ---~ SUS301 M 0.5 Pd 03 Ag 1 M. #»»、 益 無 7 SUS301 Ni 02 Pd-Au 0.1 Ag 1 Ml 益 益 ***> 13 200907116 8 SUS301 Ni 0.2 Pd-Ag 02 Ag 1 無 無 無 9 SUS403 Ni 0.005 Pd 0.01 Ag 1 無 無 無 10 SUS403 Ni 0.05 Pd 0.3 Ag 1 無 無 無 11 SUS403 Μ 0.1 Pd 0.1 Ag 1 無 無 無 12 SUS403 Ni 02 Pd 0.2 Ag 1 無 無 無 13 SUS304 Ni 0.01 Pd-Au 0.01 Ag 1 無 無 無 14 SUS304 Ni 0.1 Pd-Ag 0.05 Ag 1 無 無 無 15 SUS304 Ni 0.05 Pd-Ag 0.01 Ag 1 無 無 無 16 SUS304 Ni 0.05 Pd-Ag 0.1 Ag 1 無 無 無 17 SUS304 Ni 0.05 Pd-Sn 0.01 Ag 1 無 無 無 18 SUS304 Ni 0.05 Pd-M 0.01 Ag 1 無 無 無 19 SUS304 Ni 0.05 Pd-In 0.01 Ag 1 無 無 無 20 SUS304 Ni 0.01 Ag-Sn 0.01 Ag 1 無 無 無 21 SUS304 M 0.01 Ag-Sn 0.05 Ag 1 無 無 無 22 SUS304 Ni 0.05 Ag-Sn 0.1 Ag 1 無 無 無 23 SUS430 Ni 0.05 Pd 0.01 Ag-Sn 1 無 無 無 24 SUS430 Ni 0.1 Pd 0.1 Ag-Sn 1 無 無 無 25 SUS430 Ni 0.05 Pd 0.01 Ag 0.5 無 無 無 26 SUS430 Ni 0.1 Pd 0.1 Ag 2 無 無 無 27 SUS430 Ni 02 Pd 0.05 Ag 0.5 無 無 無 28 SUS430 Ni 0.05 Pd 0.1 Ag 2 無 無 無 29 SUS430 M 0.05 Pd 0.01 Ag 1 無 無 無 30 SUS430 Ni 0.005 Pd 0.01 Ag 1 無 無 無 財交例 1 SUS301 Ni 0.05 Cu 0.05 Ag 1 無 有 有 2 SUS301 Ni 0.1 Cu 0.1 Ag 1 無 有 有 3 SUS301 Ni 0.1 無 無 Ag 1 益 «»»、 有 有 4 SUS301 無 無 無 無 Ag 1 有 有 有 14 200907116 如表1所示，於比較例1〜4中，在經過丨〇分鐘後皆 有產生剝離，尤其是比較例4，在經過5分鐘後即產生剝 離。 相對於此，實施例】〜3〇在經過丨5分鐘後皆無產生剝 離，顯示出最表層具有優異的耐剝離性。 由上可知，本發明之可動接點零件用銀被覆材：（1) 可抑制因中間層之氧化所導致之與銀層之密合性的降低 (2 )可抑制因中間層之成分或其氧化物等擴散至銀層所 導致之導電性的降低（接觸電阻的提高）、及中間層與最 表層之岔合性的降低（3 )由於可緩和中間層之製造條件， 因此可提高製造上的產率。 [產業上利用性] 本發明之可動接點零件用銀被覆材，例如，可適用作 為連接器、開關、端子及電子接點材料之圓形簧材。 雖然與其實施態樣-起說明本發明，但是只要本發明 沒有特別指定’料使在制本發明之任—細部中，皆非 用以限；t本發明者’只要在不違反本案中請專利範圍所示 之發明精神與範圍下，應作最大範圍的解釋。 本案係主張基於2GG7年3月27日於日本提出申請之 特願2007_082604、以及2〇〇8年3月以日於日本提出申 請之特願2008-076885㈣之優先權，本發明係參照了此 等任-申請#，並冑其内容加入作為本說明書之記載的_ 部份。 【圖式簡單說明】 15 200907116 圖1為顯示本發明之一實施態樣的縱剖面圖。 圖2為顯示本發明之另一實施態樣的縱剖面圖 【主要元件符號說明】 1 導電性基材 2 基底層 3 中間層 4 最表層 11 導電性基材 13 中間層 14 最表層 16

Claims (1)

1. 200907116 十、申請專利範团： 種可動接點零件用銀被覆材，其特徵在於： 在由鐵或鐵人么 〇_〇〇5〜05“m 構成之導電性基材上，被覆有厚度 底層上被覆有厚合金所構成之基底層，在該基 金所構成之中間：之由把、纪合金或銀錫合 ^ 在該中間層上，則形成有由銀或銀合 金所構成之最表層。 3專利範圍第1項之可動接點零件用銀被覆 材’其中，該φ pq a λ 曰 1層之鈀合金為金鈀、銀鈀、錫鈀、鎳鈀 或銦鈀合金。 I種可動接點零件用銀被覆材，其特徵在於： 裁或鐵合金所構成之導電性基材上，被覆有厚度 = 之由把、I巴合金或銀錫合金所構成之中間層， 在〜中間層上’則形成有由銀或銀合金所構成之最表層。 一種可動接點零件用銀被覆材之製造方法，用以製 W申Μ專利圍第i或2項之可動接點零件用銀被覆材， 係將鎳或鎳合金被覆在導電性基材上，進行活性化處理 後’被覆中間層，然後再被覆銀或銀合金。 •—種可動接點零件用銀被覆材之製造方法，用以製 邊申清專利範圍第3項之可動接點零件用銀被覆材，係對 V電性基材進行活性化處理後，被覆中間層，然後再被覆 银或銀合金。 十一、圖式： 如次頁。 17