【実施例】
【0030】
以下に、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【0031】
(可動接点部1)
厚さ0.05mm、幅180mmの導電性基材に前処理を通常方法で脱脂・酸洗処理を順で実施後、以下の組成からなるめっき浴において所定の厚さ〈平均厚さ〉の下地層、中間層13、表層を形成し、さらに有機被膜層を形成した。下地層6、中間層13、表層7の厚さは、蛍光X線装置(装置名SFT9200、SIIナノテクノロジー社製)により測定した。尚、平均厚さとは材料の3点の測定により得た平均値である。これは後述の固定接
点材の各層の場合も同様である。
【0032】
・前処理条件
[電解脱脂]
脱脂液:NaOH 60g/リットル(水)
脱脂条件:電流密度 2.5A/dm
2、温度 60℃、脱脂時間 60秒
[酸洗]
酸洗液:H
2SO
4 10質量%溶液
酸洗条件:室温浸漬、浸漬時間 30秒
【0033】
・下地層めっき処理条件
[ニッケルめっき処理]
めっき液:HCl 120g/リットル(水)、NiCl
2 30g/リットル(水)
めっき条件:電流密度 1.5A/dm
2、温度 30℃
[ニッケル−コバルトめっき処理]
めっき液:HCl 120g/リットル(水)、NiCl
2 30g/リットル(水)、CoCl
2 30g/リットル(水)
めっき条件:電流密度 1.5A/dm
2、温度 30℃
【0034】
・中間層めっき処理条件
[銅めっき処理]
めっき液:CuSO
4・5H
2O 250g/リットル(水)、H
2SO
4 50g/リットル(水)、NaCl 0.1g/リットル(水)
めっき条件:電流密度 1〜10A/dm
2、温度 40℃
【0035】
・表層めっき処理条件
[銀ストライクめっき処理]
めっき液:AgCN 5g/リットル(水溶液)、KCN 60g/リットル(水溶液)、K
2CO
3 30g/リットル(水溶液)
めっき条件:電流密度 2A/dm
2、温度 30℃
[銀めっき処理]
めっき液:AgCN 50g/リットル(水溶液)、KCN 100g/リットル(水溶液)、K
2CO
3 30g/リットル(水溶液)
めっき条件:電流密度 3A/dm
2、温度 30℃
【0036】
・有機被膜層の形成
メルカプタン系有機化合物の溶液に、必要なめっき処理を行った各サンプルを浸漬して、有機被膜を形成させた。
浸漬溶液:0.5質量%有機化合物溶液(溶剤トルエン)
浸漬条件:常温 5秒浸漬後、溶剤トルエンで5秒洗浄
乾燥:40℃ 30秒
【0037】
(固定接点部2)
樹脂基材(FR−4)に、以下の下地層、最表層を形成した。
【0038】
下地層形成条件
樹脂基材上に、厚さ35μmの銅箔(圧延銅箔または電解銅箔)を熱プレスにより貼り付けた。
熱プレス条件:150℃、1時間、圧力1MPa
【0039】
前記下地層上に、最表層をめっきにより形成した。
・最表層めっき処理条件
[ニッケルめっき処理]
めっき液:HCl 120g/リットル(水)、NiCl2 30g/リットル(水)
めっき条件:電流密度 1.5A/dm
2、温度 30℃
[スズめっき処理]
めっき液:硫酸第一錫 60g/リットル(水)、H
2SO
4 98g/リットル(水)
めっき条件:電流密度 1A/dm
2、温度 30℃
[亜鉛めっき処理]
めっき液:硫酸亜鉛 60g/リットル(水)、H
2SO
4 98g/リットル(水)
めっき条件:電流密度 1A/dm
2、温度 30℃
[金めっき処理]
めっき液:メルテックス製 ロノベルC メタル濃度4g/リットル(水)
めっき条件:電流密度 2A/dm
2、温度 60℃
【0040】
(電気接点構造)
得られた可動接点部1を直径4mmφのドーム型可動接
点材に加工し、得られた固定接点部2を所定の形状に加工して
図1、2に示すプッシュスイッチとしての電気接点構造を形成した。これら可動接点部1、固定接点部2の実施例の構成を表1にまとめた。
【0041】
【表1】
【0042】
表1に示された電気接点構造について下記の試験を行った。その結果を表2にまとめた。
【0043】
(摺動無し接触抵抗試験)
電気接点構造の接続性について、4端子法を用いて、初期、大気加熱後(85℃−240hr.)、高温高湿(60℃、95%RH、240hr.)後の接触抵抗測定を行った。
測定条件:供試用可動接点側材料と供試用固定接点側材料とを用意した。この可動接点側材料には曲率半径1.05mmの半球状張出部(凸部外面が最外層面)を設ける。この半球状張出部に固定接点側材料の最外層面を荷重1Nで接触させ、四端子法を用いて5mA通電時の抵抗値を10回測定し、その平均値を算出した。
またその結果を下記の基準により評価した。
A 接触抵抗(すべての条件)の値が40mΩ未満である。
B いずれか1つ以上の条件の接触抵抗の値が40mΩ以上、100mΩ未満である。C 上記以外(いずれか1つ以上の条件の接触抵抗の値が100mΩ以上である。)
(密着性試験)
可動接点部1の試験片を10mm×30mmに切断後、カッターで2mm四方のクロスカットを実施した。その後寺岡製作所製#631Sテープを使用して引き剥がし、めっきの密着性試験を実施した。密着性は、剥離あり(表2中では「剥離」、あるいは一部のみの場合は「NG」と評価)と剥離無し(表2中では「OK」と評価)のいずれかの基準で評価した。
【0044】
(摺動後接触抵抗試験)
摺動後接触抵抗試験(微摺動磨耗試験)は次のようにして行った。
可動接点部1と固定接点部2の供試用めっき材料とを用意した。可動接点部1のめっき材料には曲率半径1.05mmの半球状張出部(凸部外面が最外層面)を設けた。この半球状張出部に固定接点部めっき材料の最外層面をそれぞれ脱脂洗浄後に接触圧力1Nで接触させ、この状態で両者を、温度20℃、湿度50%の環境下で、摺動距離10μmで往復摺動させ、両めっき材料の間に開放電圧20mVを負荷して定電流5mAを流し、摺動中の電圧降下を4端子法により測定して電気抵抗の変化を1秒ごとに求めた。微摺動試験前の接触抵抗値(初期値)と微摺動試験中の最大接触抵抗値(最大値)を表2に示した。なお、往復運動の周波数は約6.8Hzで行った。ここでは1往復を1回とカウントした。
またその結果を下記の基準により判定した。
A 接触抵抗(すべての条件)の値が40mΩ未満である。
B いずれか1つ以上の条件の接触抵抗の値が40mΩ以上、60mΩ未満である。
C いずれか1つ以上の条件の接触抵抗の値が60mΩ以上、100mΩ未満である。
D いずれか1つ以上の条件の接触抵抗の値が100mΩ以上である。
(総合特性)
総合特性の評価は次の判断基準でおこなった。
A:摺動無し接触抵抗試験の判定がA、摺動後接触抵抗試験の判定がA〜C判定であり、密着性試験の判定がOKの結果であった。
B:摺動無し接触抵抗試験の判定がB、摺動後接触抵抗試験の判定がA〜C判定であり、密着性試験の判定がOKの結果であった。
C:摺動無し接触抵抗試験の判定がC、摺動後接触抵抗試験の判定がA〜C判定であり、密着性試験の判定がOK、であったもの。
D:摺動後接触抵抗試験の判定がDまたは密着性試験の判定がNGであるもの
【0045】
【表2】
【0046】
表1、2を総合した結果から、従来例1は総合判定がDであり、実用上、不適であった。一方、発明例4
〜9、16〜17、26〜28、30〜31と38に示した本実施例品は、総合判定がA〜Cに入っており、とくに摺動後接触抵抗試験後において優れた接触抵抗特性を有し、優れた可動接点構造を備えていることが分かる。また、大気中における加熱処理後においても接触抵抗が非常に低く、かつ皮膜密着性において、大変良好であることがわかる。
摺動無し接触抵抗試験の結果については、本実施例品において、結果A〜Cとばらついた。その他の結果との関係から勘案して、前記可動接点部表層7の厚さが0.01〜0.3μmμmであり(さらに好適には0.03〜0.2μm)、前記可動接点部中間層13の厚さが0.01〜0.09μmであり(さらに好適には0.15〜0.05μm)、固定接点部最表層11の厚さが0.5〜10μm(さらに好適には3〜8μm)である場合最も良い特性が得られると考えられ、それらそれぞれの数値範囲のいずれか1つ以上を満たす場合には本実施形態として好適であることが分かった。
【0047】
以上の実施形態、実施例において固定接点部2側の基材として樹脂基材を使用したが、とくに限定されるものではなく、例えばガラスエポキシ板のようなリジット基板、また、PETフィルムやポリイミドフィルムのような可撓性のあるフィルム材料、黄銅や無酸素銅などの銅または銅合金、SUS301などの鉄または鉄合金、Al1071のようなアルミ銅合金などの材質の基材を使用してもよい。
(本明細書における「μF
−1/cm
2」という単位の定義および測定方法)
「μF
−1/cm
2」とは電気二重層容量を用いる金属上の有機皮膜の厚さを規定する単位であり、電気二重層容量の逆数1/Cである。
その測定方法は、原理としては4端子法に従い、より具体的には、電解質水溶液中に被測定試料を浸漬し、対極との間にステップ電流を流し、参照電極と被測定試料のあいだの電圧の過渡特性を電子回路で演算することにより、電気二重層容量Cを測定するものである。ここでCと試料の厚さdには以下の関係がある。
1/C=A・d+B(A,Bは比例定数)
したがって1/Cの値を求めることによって試料表面の誘電体薄膜厚さの相対値を求めることができる。
【0048】
本願は、2013年9月21日に日本国で特許出願された特願2013−196281に基づく優先権を主張するものであり、これはここに参照してその内容を本明細書の記載の一部として取り込む。