專利名稱：：用于可動(dòng)接點(diǎn)部件的銀包覆材料及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種用于可動(dòng)接點(diǎn)部件的銀包覆材料及其制造方法。
背景技術(shù)：
：以往，手機(jī)和便攜終端設(shè)備中使用的按壓開(kāi)關(guān)使用的是磷青銅或鈹銅，近年來(lái)，則使用了在科森系銅合金等銅合金、或無(wú)銹鋼等鐵系合金等彈性優(yōu)異的導(dǎo)電性基體材料上實(shí)施鍍銀而得到的材料。以往，使用的是在導(dǎo)電性基體材料上、特別是在不銹鋼等鐵系合金上形成鎳打底層后，再直接形成銀表層鍍敷的材料。另一方面，因手機(jī)的e-mail的普及，反復(fù)開(kāi)關(guān)的動(dòng)作變多。已知因在短時(shí)間內(nèi)反復(fù)開(kāi)關(guān)而使開(kāi)關(guān)部發(fā)熱，透過(guò)銀鍍層的氧使鎳氧化，從而容易使銀產(chǎn)生剝離。為了防止該現(xiàn)象，提出了使用在銀層與鎳層的中間設(shè)置有銅中間層的例如銀/銅/鎳/不銹鋼材料(參照專利文獻(xiàn)1~3)。所述銅中間層被認(rèn)為具有捕捉透過(guò)銀鍍層的氧，從而防止打底層的鎳氧化的效果。專利文獻(xiàn)1:日本專利3889718號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本專利3772240號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3:日本特開(kāi)2005-133169號(hào)公報(bào)
發(fā)明內(nèi)容但是，就上述各專利文獻(xiàn)中所記載的電接點(diǎn)材料而言，其導(dǎo)電性基體材料皆為不銹鋼材料，無(wú)法直接適用于基體材料的機(jī)械特性等與不銹鋼材料不同的銅或銅合金為導(dǎo)電性基體材料的電接點(diǎn)部件用材料的改良。即，為了將以銅或銅合金為導(dǎo)電性基體材料的金屬材料用作開(kāi)關(guān)等的可動(dòng)接點(diǎn)，雖然可以預(yù)測(cè)包覆層的厚度等條件將會(huì)與導(dǎo)電性基體材料為不銹鋼材料時(shí)不同，但在上述各專利文獻(xiàn)中沒(méi)有這樣的記載。,另外可以預(yù)計(jì)，通過(guò)進(jìn)入到銅的中間層，可防止打底層的氧化，并且由于會(huì)發(fā)生銅和鎳、銅和銀的擴(kuò)散，因此各層之間的粘附性提高，包覆層的耐3剝離性會(huì)得到若干改善。然而，如果中間層太厚，則形成中間層的銅將會(huì)擴(kuò)散至表層，該擴(kuò)散的銅氧化而使接觸電阻升高，另外，當(dāng)中間層的厚度過(guò)薄時(shí)，通過(guò)中間層捕捉氧將變得不充分，可以預(yù)測(cè)到因反復(fù)的開(kāi)關(guān)動(dòng)作等而導(dǎo)致材料表面的銀層剝離。即，不易將中間層的厚度設(shè)定為適當(dāng)?shù)暮穸?，并產(chǎn)生必須嚴(yán)格控制制造條件這樣的新的課題。并且，在電接點(diǎn)部件用材料中以銅或銅合金為導(dǎo)電性基體材料時(shí)的各種特性，并不能如上所述從各專利文獻(xiàn)中判斷出來(lái)，因此有必要再對(duì)包覆層的結(jié)構(gòu)等進(jìn)行研究，使其成為適合作為用于可動(dòng)接點(diǎn)部件的材料。即，本發(fā)明提供以下的方案(1)一種用于可動(dòng)接點(diǎn)部件的銀包覆材料，其中，在由銅或銅合金制成的導(dǎo)電性基體材料上覆蓋有厚度0.01~0.5pim的由鎳或鎳合金形成的打底層，在該打底層上覆蓋有厚度0.01-0.5iim的由鈀、釔合金或銀錫合金形成的中間層，在該中間層上形成有由銀或銀合金形成的最表層；(2)如上述第(1)項(xiàng)所述的用于的可動(dòng)接點(diǎn)部件的銀包覆材料，其中，所述中間層的鈀合金為金鈀、銀釔、錫鈀、鎳鈀或銦鈀合金；(3)—種用于可動(dòng)接點(diǎn)部件的銀包覆材料，其中，在由銅或銅合金制成的導(dǎo)電性基體材料上覆蓋有厚度0.01~0.5pm的由鈀、鈀合金或銀錫合金形成的中間層，在該中間層上形成有由銀或銀合金所形成的最表層；(4)一種制造上述第(1)項(xiàng)或第(2)項(xiàng)所述的用于可動(dòng)接點(diǎn)部件的銀包覆材料的方法，該方法包括將鎳或鎳合金覆蓋在導(dǎo)電性基體材料上并進(jìn)行活化處理后，覆蓋中間層，然后再覆蓋銀或銀合金；以及(5)—種制造上述第(3)項(xiàng)所述的用于可動(dòng)接點(diǎn)部件的銀包覆材料的方法，該方法包括對(duì)導(dǎo)電性基體材料進(jìn)行活化處理后，覆蓋中間層，然后再進(jìn)行銀或銀合金覆蓋。本發(fā)明的上述以及其它特征與優(yōu)點(diǎn)，可適當(dāng)參照附圖，由下面的描述而更加明確。圖1是示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的縱向剖面圖。圖2是示出本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式的縱向剖面圖。具體實(shí)施例方式以下，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式。圖l是示出本發(fā)明的可動(dòng)接點(diǎn)部件用銀包覆材料的一個(gè)實(shí)施方式的剖面圖。在圖l中，l是由銅或銅合金形成的導(dǎo)電性基體材料，2是由Ni或Ni合金形成的打底層，3是由Pd、Pd合金或Ag-Sn合金形成的中間層，4是由銀或銀合金形成的最表層。導(dǎo)電性基體材料1是具有足以用作可動(dòng)接點(diǎn)部件用途的導(dǎo)電性、彈性特性、耐久性等的材料，在本發(fā)明中，導(dǎo)電性基體材料l由銅或銅合金制成。作為適合用作基體材料1的銅合金，可列舉鈹銅(Cu-Be)、磷青銅、黃銅、銅鎳鋅合金、科森合金等?；w材料i的厚度優(yōu)選為0.03~0.3pm,更優(yōu)選為0.05~O.lpm。在基體材料1的表面上覆蓋有厚度0.01~0.5pm、優(yōu)選為0.05~0.1|im的打底層2，該打底層2由鎳(Ni)或Ni合金形成。作為打底層2所使用的Ni合金，優(yōu)選使用Ni-P系、Ni-Sn系、Ni-Co系、Ni-Co-P系、Ni-Cu系、Ni-Cr系、Ni-Zn系、Ni-Fe系等合金。由于Ni和Ni合金的鍍敷處理性良好，價(jià)格上也沒(méi)有問(wèn)題，且熔點(diǎn)也高，因此即使在高溫環(huán)境下，其阻擋功能也很少衰減。另外，由于基體材料1由銅或銅合金制成，因此來(lái)自基體材料l的銅的擴(kuò)散成為最表層4的銀產(chǎn)生剝離的主要原因之一。但是，在該狀態(tài)下，由于打底層2防止來(lái)自基體材料1的銅的擴(kuò)散，因此，最表層4的銀變得不易剝離。打底層2的厚度的下限可以由防止來(lái)自基體材料1的銅的擴(kuò)散的觀點(diǎn)來(lái)決定，而打底層2的厚度的上限則可以從通過(guò)壓制加工等由包覆材料形成電接點(diǎn)材料時(shí)，防止加工性降低、以及在打底層2等產(chǎn)生裂紋的觀點(diǎn)來(lái)決定。在打底層2上覆蓋有厚度0.01~0.5^m、優(yōu)選為0.05~0.2|_im的中間層3，該中間層3由鈀(Pd)、鈀合金或銀錫合金形成。當(dāng)使用鈀或鈀合金作為中間層3時(shí)，由于鈀及其合金的硬度高，增加厚度時(shí)會(huì)導(dǎo)致加工性差，容易產(chǎn)生裂紋，因此以鈀或鈀合金作為中間層3時(shí)，其厚度優(yōu)選為0.2jim以下。需要說(shuō)明的是，中間層3的厚度的下限可以由防止打底層2的成分氧化的觀點(diǎn)來(lái)決定。就鈀、鈀合金以及銀錫合金而言，其中任何一個(gè)都是比銅更難以氧化的金屬或合金。因此，與具有銅中間層者相比，不易發(fā)生因中間層3的表面氧5化而導(dǎo)致的與最表層4的銀或銀合金層的粘附性降低、以及因中間層3的成分出現(xiàn)在最表層4上發(fā)生氧化而導(dǎo)致的導(dǎo)電性(接觸電阻)的降低。作為中間層3所使用的鈀合金，優(yōu)選金鈀合金(Pd-Au)、銀鈀合金(Pd-Ag)、錫釔合金(Pd-Sn)、銦鈀合金(Pd-In)。另外，通過(guò)對(duì)鈀(Pd)進(jìn)行合金化，其更加不易擴(kuò)散，因此與銀或銀合金層的粘附性不易降低，并且也不易發(fā)生中間層3的成分出現(xiàn)在最表層4上發(fā)生氧化而導(dǎo)致的導(dǎo)電性(接觸電阻)的降^f氐。此外，通過(guò)使用銀錫合金層作為中間層3，與把同樣，也不易擴(kuò)散，與銀或銀合金層的粘附性不易降低，并且也不易發(fā)生中間層3的成分出現(xiàn)在最表層4上發(fā)生氧化而導(dǎo)致的導(dǎo)電性(接觸電阻)的降低。在中間層3上形成有最表層4,該最表層4由銀(Ag)或銀合金形成。由銀(Ag)或銀合金形成的最表層4是為了提高作為接點(diǎn)部件的導(dǎo)電性而設(shè)置的層，其厚度優(yōu)選為0.5~3.0(am，更優(yōu)選為1.0~2.0|im。另夕卜，作為可以適合用作最表層4的銀合金，可列舉銀錫合金、銀鎳合金、銀銅合金、銀鈀合金等2成分系、將它們組合而形成的多成分系的合金。上述用于可動(dòng)接點(diǎn)部件的銀包覆材料的打底層2、中間層3及最表層4，可利用鍍敷法或PVD法等覆蓋而形成，由于以濕式鍍敷法覆蓋形成的方法較為簡(jiǎn)單且成本較低，因此優(yōu)選。圖1所示形態(tài)的用于可動(dòng)接點(diǎn)部件的銀包覆材料例如可通過(guò)下述方法形成對(duì)導(dǎo)電性基體材料進(jìn)行電解脫脂等前處理，通過(guò)鎳或鎳合金鍍敷來(lái)覆蓋鎳或鎳合金(打底層)，再進(jìn)行活化處理，然后通過(guò)把鍍敷、鈀合金鍍敷或銀錫合金鍍敷來(lái)覆蓋中間層，然后再通過(guò)銀或銀合金鍍敷來(lái)覆蓋銀。圖2是示出本發(fā)明的用于可動(dòng)接點(diǎn)部件的銀包覆材料的另一實(shí)施方式的剖面圖。在圖2中，11是由銅或銅合金形成的導(dǎo)電性基體材料，13是由鈀(Pd)、鈀合金(Pd)或銀錫(Ag-Sn)合金形成的中間層，14是由銀或銀合金形成的最^層。導(dǎo)電性基體材料ll、中間層13、最表層14的厚度和優(yōu)選的形態(tài)分別與上述的導(dǎo)電性基體材料l、中間層3、最表層4相同。圖2所示形態(tài)的用于可動(dòng)接點(diǎn)部件的銀包覆材料例如可通過(guò)下述方法形成對(duì)導(dǎo)電性基體材料進(jìn)行活化處理，然后不覆蓋鎳或鎳合金，而是通過(guò)鈀鍍敷、鈀合金鍍敷或銀錫合金鍍敷來(lái)覆蓋中間層，再通過(guò)銀或銀合金鍍敷來(lái)覆蓋銀。根據(jù)本發(fā)明，可提供一種即使在反復(fù)開(kāi)關(guān)的環(huán)境下使用時(shí)，表面的銀層也不會(huì)剝離，并且可以減少制造上的限制的用于可動(dòng)接點(diǎn)部件的銀包覆材料及其制造方法。本發(fā)明的用于可動(dòng)接點(diǎn)部件的銀包覆材料適合作為連接器、開(kāi)關(guān)、端子及電子接點(diǎn)部件的碟形彈簧材料。另外，就本發(fā)明的用于可動(dòng)接點(diǎn)部件的銀包覆材料而言，其包覆層的耐剝離性優(yōu)異。本發(fā)明由于在用于可動(dòng)接點(diǎn)部件的銀包覆材料(以銅或銅合金為導(dǎo)電性基體材料)的中間層上形成有不易氧化的金屬(合金)層作為中間層，因此可抑制因中間層氧化所導(dǎo)致的與最表層(銀層)的粘附性的降低。并且，由于形成有不易擴(kuò)散至銀層的金屬(合金)層，因此可抑制因中間層的成分或其氧化物等擴(kuò)散至最表層(銀層)而導(dǎo)致的導(dǎo)電性的降低、以及中間層與最表層的粘附性的降低。并且，由于可以緩和中間層的制造條件，因此還可以得到提高制造上的成品率的效果。實(shí)施例接著，基于實(shí)施例更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明，但本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。實(shí)施例1~8對(duì)厚度0.25mm、板寬度100mm的鈹銅(Be-Cu:C17530)的板材進(jìn)行以下處理，得到表l所示的層結(jié)構(gòu)的銀包覆材料。(1)前處理在室溫下于4%石克酸、200g/l重鉻酸鈉的混合液中浸漬1~3分鐘，然后進(jìn)行陰極脫脂(50。C、2A/dm2)。(2)鎳打底層鍍敷使用含有5g/1氯化鎳與30%游離鹽酸的鍍敷液，在陰極電流密度2A/dn^的條件下進(jìn)行，形成打底層。(3)活化處理將鍍敷了鎳打底層后的Cu-Be條保持在40~90。C的溫水~熱水中保持3秒鐘以上來(lái)進(jìn)行。從電解脫脂至活化處理期間的Be-Cu條的溫度是將Be-Cu條浸漬在通過(guò)冷卻器進(jìn)行溫度調(diào)整的水洗槽內(nèi)來(lái)控制。(4)中間層(Pd)鍍敷使用含有100g/l硫酸4巴和20g/l游離硫酸的鍍敷液，在陰極電流密度5A/dm2的條件下進(jìn)行，形成中間層。(5)中間層(Pd-Au、Pd-Ag)鍍敷使用含有100g/l硫酸鈀、30g/l金或銀的金屬鹽和20g/1游離鹽酸的鍍敷液，在陰極電流密度5A/dn^的條件下進(jìn)行。(6)銀觸擊電鍍(strikeplating):使用含有5g/l氰化銀與50g/l氰化鉀的鍍敷液，在陰極電流密度2A/drr^的條件下進(jìn)行。(7)銀鍍敷使用含有50g/l氰化銀、50g/l氰化鉀、30g/l碳酸鉀的鍍敷液，在陰極電流密度5A/dm2的條件下進(jìn)行關(guān)于實(shí)施例1~8的各層鍍敷，對(duì)于中間層鍍敷而言，實(shí)施上述(4)或上述(5)中的任意一種鍍敷即可。另外，上述(6)的銀觸擊電鍍，是為了進(jìn)一步提高上述(7)的銀鍍敷的粘附性而根據(jù)需要進(jìn)行的，在本實(shí)施例中，使其厚度為0.01-0.05pm的范圍。在實(shí)際上，其厚度為0.005-0.1iim的范圍即可。此時(shí)，最表層的厚度為上述(6)的鍍敷厚度與上述(7)的鍍敷厚度的總和。實(shí)施例9~30對(duì)厚度0.25mm、板寬度100mm的黃銅(Cu-Zn:C2680)、磷青銅(C5210:Cu-Sn-P)、銅鎳鋅合金(Cu-Ni-Zn:C7701)、精銅(純銅系C1100)的板材，進(jìn)行脫脂(在60g/l的NaOH溶液中浸漬30秒鐘)和酸洗(在10。/U危酸中浸漬30秒鐘)，然后進(jìn)行實(shí)施例1-8中的(2)-(7)的處理，得到表1所示層結(jié)構(gòu)的銀包覆材料。另外，與實(shí)施例1~8的不同之處為中間層鍍敷除了進(jìn)行上述(4)或(5)的鍍敷外，還進(jìn)行選自包含下述(8)、(9)的鍍J丈中的鍍敷，另夕卜，最表層在實(shí)施(6)的鍍敷后，還進(jìn)行對(duì)應(yīng)于(7)或下面的(9)所示種類的鍍敷。(8)中間層(Pd-Sn、Pd-Ni、Pd-In)鍍敷使用含有100g/l硫酸鈀、30g/l錫、鎳或錮的各金屬鹽以及20g/1游離鹽酸的鍍敷液，在陰極電流密度5A/dm2的條件下進(jìn)行。(9)中間層或最表層(Ag-Sn):使用含有50g/l氰化銀、S0g/1氰化鉀J0g/1碳酸和30g/1的Sn金屬鹽的鍍敷液，在陰極電流密度5A/dn^的條件下進(jìn)行。需要說(shuō)明的是，在上述(9)中，雖然使鍍敷液的成分在中間層鍍敷與最表層鍍敷中相同，但這僅是一例，其成分可在銀為主成分的范圍作適當(dāng)改變。另外，還可以使中間層鍍敷和最表層鍍敷均為銀錫鍍敷，但此時(shí)由于要使兩者的厚度皆為適當(dāng)(特別是要防止超過(guò)中間層的上限)，因此其前提是在其間實(shí)施使用上述(6)的鍍敷液的銀觸擊電鍍。通過(guò)實(shí)施銀觸擊電鍍，不僅可提高中間層鍍敷與最表層鍍敷之間的粘附性，還可以抑制中間層產(chǎn)生裂紋。比較例1~4除了使用含有150g/l硫酸銅和100g/l游離硫酸的鍍敷液、在陰極電流8密度5A/dm2的條件下實(shí)施Cu鍍敷作為中間層鍍敷以外，其它均與實(shí)施例1~8相同，得到表l所示層結(jié)構(gòu)的銀包覆材料。其中，在比較例3中，沒(méi)有實(shí)施中間層鍍敷，此外，在比較例4中，沒(méi)有實(shí)施鎳打底層鍍敷及中間層鍍敷。試驗(yàn)例將所制得的實(shí)施例和比較例的各銀包覆材料在溫度400。C的大氣中加熱5-15分鐘，然后進(jìn)行剝離試驗(yàn)，研究鍍敷的粘附性。剝離試驗(yàn)是基于JISK5600-5-6(交叉切割法(cross-cutmethod))來(lái)進(jìn)行。結(jié)果示于表1。[表1]<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>如表1所示，就比較例1~4而言，任何一個(gè)在經(jīng)過(guò)10分鐘后都產(chǎn)生剝離，尤其是比較例4，在經(jīng)過(guò)5分鐘后就產(chǎn)生剝離。與此相反，實(shí)施例1~30在經(jīng)過(guò)15分鐘后都未發(fā)生剝離，顯示出優(yōu)異的最表層的耐剝離性。由上可知，就本發(fā)明的用于可動(dòng)接點(diǎn)部件的銀包覆材料而言，(l)可抑制因中間層的氧化所導(dǎo)致的與銀層的粘附性的降低；(2)可抑制因中間層的成分或其氧化物等擴(kuò)散至銀層所導(dǎo)致的導(dǎo)電性的降低(接觸電阻的提高)、以及中間層與最表層的粘附性的降低；(3)由于可緩和中間層的制造條件，因此可提高制造上的成品率。工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明的用于可動(dòng)接點(diǎn)部件的銀包覆材料適合用作連接器、開(kāi)關(guān)、端子及電子接點(diǎn)材料的圓形彈簧材料。通過(guò)實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明，但只要本發(fā)明沒(méi)有特別指定，則并不是要在說(shuō)明的任何一個(gè)細(xì)節(jié)部分對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限定，在不違反本申請(qǐng)權(quán)利要求所示的發(fā)明主旨和范圍的情況下，應(yīng)作寬范圍的解釋。本申請(qǐng)主張2007年3月27日在日本提出專利申請(qǐng)的日本特愿2007-082604、以及2008年3月24日在日本提出專利申請(qǐng)的日本特愿2008-076884號(hào)的優(yōu)先權(quán)，這些專利申請(qǐng)的內(nèi)容作為參照被記載在本說(shuō)明書的一部分中。權(quán)利要求1.一種用于可動(dòng)接點(diǎn)部件的銀包覆材料，其中，在由銅或銅合金制成的導(dǎo)電性基體材料上覆蓋有厚度0.01～0.5μm的由鎳或鎳合金形成的打底層，在該打底層上覆蓋有厚度0.01～0.5μm的由鈀、鈀合金或銀錫合金形成的中間層，在該中間層上形成有由銀或銀合金形成的最表層。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于可動(dòng)接點(diǎn)部件的銀包覆材料，其中，該中間層的鈀合金為金鈀、銀鈀、錫鈀、鎳鈀或銦鈀合金。3.—種用于可動(dòng)接點(diǎn)部件的銀包覆材料，其中，在由銅或銅合金制成的導(dǎo)電性基體材料上覆蓋有厚度0.01~0.5pm的由鈀、鈀合金或銀錫合金形成的中間層，在該中間層上形成有由銀或銀合金形成的最表層。4.一種制造權(quán)利要求1或2所述的用于可動(dòng)接點(diǎn)部件的銀包覆材料的方法，該方法包括將鎳或鎳合金覆蓋在導(dǎo)電性基體材料上，再進(jìn)行活化處理，然后覆蓋中間層，再覆蓋銀或銀合金。5.—種制造權(quán)利要求3所述的用于可動(dòng)接點(diǎn)部件的銀包覆材料的方法，該方法包括對(duì)導(dǎo)電性基體材料進(jìn)行活化處理，然后覆蓋中間層，再覆蓋銀或銀合金。全文摘要一種用于可動(dòng)接點(diǎn)部件的銀包覆材料，在由銅或銅合金制成的導(dǎo)電性基體材料1上覆蓋有厚度0.01～0.5μm的由鎳或鎳合金形成的打底層2，在該打底層2上覆蓋有厚度0.01～0.5μm的由鈀、鈀合金或銀錫合金形成的中間層3，在該中間層3上形成有由銀或銀合金形成的最表層4。文檔編號(hào)C25D7/00GK101681728SQ200880016650公開(kāi)日2010年3月24日申請(qǐng)日期2008年3月25日優(yōu)先權(quán)日2007年3月27日發(fā)明者小林良聰,山口優(yōu)申請(qǐng)人:古河電氣工業(yè)株式會(huì)社