(57)【要約】【課題】ハンダ濡れ性及び電気伝導性が高く、酸化や変色、ウィスカの発生が抑制される表面処理アルミニウム板と、該表面処理アルミニウム板を使用した電気通電体及びヒートシンク、上記表面処理アルミニウム板の製造方法を提供することを課題としている。【解決手段】アルミニウムからなる部材１の少なくとも一方の表面に、亜鉛、ニッケル、錫を順次メッキすることによってメッキ層２を形成させて設け、メッキ層２の表面を第三リン酸ソーダ溶液４に浸漬又は散浴させることによって、メッキ層２の表面全面に第三リン酸ソーダ溶液４を付着させる。そして乾燥後にメッキ層２の表面に、水系アクリル樹脂等からなる有機皮膜３を形成させる。そしてこの表面処理アルミニウム板によって電気端子やアンテナ等の電気通電体を形成する。【選択図】図１
2006291340.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウムからなる部材（１）の少なくとも一方の表面に、亜鉛、ニッケル、錫を順次メッキしてなるメッキ層（２）を設け、該メッキ層（２）の表面全面に第三リン酸ソーダ溶液（４）を付着させてなる表面処理アルミニウム板。
【請求項２】
第三リン酸ソーダ溶液（４）の付着後のメッキ層（２）の表面に有機皮膜を形成してなる請求項１の表面処理アルミニウム板。
【請求項３】
有機皮膜が水系アクリル樹脂の皮膜（３）である請求項２の表面処理アルミニウム板。
【請求項４】
水系アクリル樹脂が、黒色顔料と水溶性ロジンを含有させた樹脂である請求項３の表面処理アルミニウム板。
【請求項５】
請求項１又は２又は３又は４の表面処理アルミニウム板を用いてなる電気通電体。
【請求項６】
電気通電体が、電気端子である請求項５の電気通電体。
【請求項７】
電気通電体が、アンテナである請求項５の電気通電体。
【請求項８】
請求項４の表面処理アルミニウム板を用いてなるヒートシンク。
【請求項９】
アルミニウムからなる部材（１）の少なくとも一方の表面に、亜鉛、ニッケル、錫を順次メッキしてメッキ層（２）を形成させ、メッキ層（２）の形成後に、メッキ層（２）の表面を第三リン酸ソーダ溶液（４）に浸漬又は散浴させ、乾燥後にメッキ層（２）の表面に、有機樹脂を塗布して乾燥させ有機皮膜（３）を形成させる表面処理アルミニウム板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハンダ濡れ性及び電気伝導性の高い表面処理アルミニウム板と、該表面処理アルミニウム板を使用した電気通電体及びヒートシンクと、上記表面処理アルミニウム板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来電気製品におけるアース端子等の電気の通電用端子は、真鍮板に銅メッキを施し、さらに銅メッキの表面にハンダメッキを行った金属材料や、鉄にニッケルメッキを施した金属材料が使用されている。銅は電気伝導率が極めて高いが高価であり、通電用の端子に無垢の銅板を使用することはコスト高となるため、上記のようなメッキ材が使用されていた。
【０００３】
鉄にニッケルメッキを施した金属材料は、電気伝導率が低いという欠点があった。一方真鍮板に銅メッキを施し、銅メッキの表面にハンダメッキを行った金属材料の場合、真鍮が材料として安価とまではいえず、上記真鍮板を使用したものより更に低コストの通電用端子として近年アルミニウム板を使用したものが研究されている。アルミニウムは比重が軽く、通常１Ｋｇでの値段が設定される金属材料において、安価に大量に入手することができる。
【０００４】
ただし無垢のアルミニウム板はハンダ濡れ性が低いため、通電用の端子として使用可能なハンダ濡れ性の高い表面処理アルミニウム板として、アルミニウム板の表面に亜鉛（Ｚｎ）を置換メッキし、次いでニッケル（Ｎｉ）をメッキし、その後錫（Ｓｎ）をメッキしてなるものが公知となっている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−２６３２１０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記表面処理アルミニウム板によって安価であり、且つ軽量な通電用の端子を提供することが可能となっている。しかし上記表面処理アルミニウム板は、時間経過とともに表面が酸化したり変色したりしていわゆるガマ肌となるという欠点がある。ガマ肌によりメッキが分離し、通電用端子が破損したり、ハンダ濡れ性が低下したりする場合があるという欠点がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための本発明の表面処理アルミニウム板は、アルミニウムからなる部材１の少なくとも一方の表面に、亜鉛、ニッケル、錫を順次メッキしてなるメッキ層２を設け、該メッキ層２の表面全面に第三リン酸ソーダ溶液４を付着させてなることを第１の特徴としている。
【０００７】
第２に第三リン酸ソーダ溶液４の付着後のメッキ層２の表面に有機皮膜を形成してなることを特徴としている。
【０００８】
第３に有機皮膜が水系アクリル樹脂の皮膜３であることを特徴としている。
【０００９】
第４に水系アクリル樹脂が、黒色顔料と水溶性ロジンを含有させた樹脂であることを特徴としている。
【００１０】
一方上記いずれかの表面処理アルミニウム板により電気通電体を構成することを特徴としている。
【００１１】
さらに電気通電体が電気端子であることを特徴としている。
【００１２】
あるいは電気通電体がアンテナであることを特徴としている。
【００１３】
そしてアルミニウムからなる部材１の少なくとも一方の表面に、亜鉛、ニッケル、錫を順次メッキしてなるメッキ層２を設け、該メッキ層２の表面全面に第三リン酸ソーダ溶液４を付着させ、第三リン酸ソーダ溶液４の付着後のメッキ層２の表面に、黒色顔料と水溶性ロジンを含有させた水系アクリル樹脂の皮膜３を形成させた表面処理アルミニウム板によってヒートシンクを構成することを特徴としている。
【００１４】
そして上記表面処理アルミニウム板により通電用の端子を構成することを特徴としている。
【００１５】
上記表面処理アルミニウム板を、アルミニウムからなる部材１の少なくとも一方の表面に、亜鉛、ニッケル、錫を順次メッキしてメッキ層２を形成させ、メッキ層２の形成後に、メッキ層２の表面を第三リン酸ソーダ溶液４に浸漬又は散浴させ、乾燥後にメッキ層２の表面に、有機樹脂を塗布して乾燥させ有機皮膜３を形成させて製造することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように構成される本発明の表面処理アルミニウム板のメッキ層の表面は錫であり、第三リン酸ソーダ溶液によって錫層の表面の不純物等が除去されるため、ハンダ濡れ性や電気伝導率が向上するとともに、表面の酸化や変色を抑制することができるという効果がある。
【００１７】
特に第三リン酸ソーダ溶液の付着後のメッキ層の表面に、黒色顔料と水溶性ロジンを含有させた水系アクリル樹脂等からなる有機皮膜を形成することによって、不純物等が除去されたメッキ層の表面に有機皮膜が円滑に形成され、該有機皮膜によるカバーによって表面の酸化や変色、ウィスカの発生等を抑制することができる。なお有機皮膜はハンダ付け時の熱によってハンダ付けされる部分のみ溶けるため、他部品のハンダ付け時におけるハンダ濡れ性及び電気伝導率は高いといえる。
【００１８】
これらによりハンダ濡れ性及び電気伝導率が極めて高く、且つ経時変化による酸化や変色、ウィスカの発生等が抑制された表面処理アルミニウム板を提供することが可能となる。特に有機皮膜が黒色顔料と水溶性ロジンを含有させた水系アクリル樹脂の皮膜とすることによって、色むらの少ない黒色の表面処理アルミニウム板を提供することが可能となる。
【００１９】
そして通常金属は重量に対して課金されて販売されるため、ベースとなるアルミニウムからなる部材は重量比で安価に入手することができる。このため本表面処理アルミニウム板は、重量比安価に提供することができる。また本表面処理アルミニウム板はベースがアルミニウムであるため、軽量である。
【００２０】
上記のようにハンダ濡れ性及び電気伝導率が極めて高いことにより、本表面処理アルミニウム板を、電気端子やアンテナ、その他の電子部品等の電気通電体に使用することができる。通電用の端子として使用した場合、経時に伴う酸化や変色、ウィスカの発生が抑制されるため、ハンダの割れや、断線あるいは短絡等が防止され、電気通電体として安定した性能を得ることができる。
【００２１】
さらに黒色顔料と水溶性ロジンを含有させた水系アクリル樹脂の皮膜を設けた表面処理アルミニウム板によって、ヒートシンクを構成する場合は、色むらの少ない黒色によって放熱性に優れ、軽量且つ安価であり、経時に伴う酸化や変色、ウィスカの発生が抑制されたヒートシンクを提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１は本発明の表面処理アルミニウム板の構造を示す断面図である。該表面処理アルミニウム板は、アルミニウムからなる板材（アルミニウム板）１の表裏両面にメッキを行いメッキ層２を形成させ、いったんリン酸三ナトリウムの溶液である第三リン酸ソーダ溶液（Na3PO4）をメッキ層２の表面全面に付着させ、乾燥後メッキ層２の表面に有機皮膜３を形成させたものとなっている。
【００２３】
上記メッキは、上記板材１に亜鉛，ニッケル，錫を順次メッキし、表面が錫となるものである。図１に示されるように、上記メッキ層２はアルミニウム板１に接して亜鉛層Ｚｎが形成され、該亜鉛層Ｚｎに接してニッケル層Ｎｉが形成され、該ニッケル層Ｎｉに接して錫層Ｓｎが形成されたものとなっている。
【００２４】
亜鉛層Ｚｎは、アルミニウム板１に対して亜鉛置換メッキを行うことによって形成される。置換メッキにより形成された亜鉛層Ｚｎに対してアルカリメッキ等によってニッケルをメッキしてニッケル層Ｎｉを形成する。ニッケル層Ｎｉに対して錫をメッキして錫層Ｓｎを形成する。
【００２５】
アルカリメッキによって高密度のニッケル層Ｎｉが形成されるため、ニッケル層Ｎｉに対する錫メッキが強固に行われる。これによりアルミニウム板１に対する表裏両面の錫層Ｓｎが強固にメッキされ、特に錫層Ｓｎの剥離等の不都合が防止される。
【００２６】
本表面処理アルミニウム板は、図２に示されるように、アルミニウム板１にまず上記のように亜鉛，ニッケル，錫を順次メッキしてメッキ層２を形成させ、メッキ層２が形成されたアルミニウム板１全体を第三リン酸ソーダ溶液４が満たされた槽６に浸漬する。その後アルミニウム板１を第三リン酸ソーダ溶液４から引き上げる。
【００２７】
乾燥後、有機皮膜３を形成させるために、メッキ層２が形成されたアルミニウム板１の表裏両面に、水系アクリル樹脂を塗布し、乾燥させ、錫層Ｓｎの表面に水系アクリル樹脂の有機皮膜３を形成させる。上記水系アクリル樹脂は、乾燥厚みが０．０５μｍ程度となるように塗布される。
【００２８】
上記水系アクリル樹脂は、上記のようにメッキされたアルミニウム板１の色（メッキ層２表面の色）の近似色の顔料が混入されたものや、黒色顔料と水溶性ロジンを含有させた樹脂等が使用される。上記顔料によって本表面処理アルミニウム板を、有機皮膜３の形成前と後とで略同一色としたり、黒色仕上げしたりすることができる。また顔料を混入しない場合は有機皮膜を透明皮膜（クリアー皮膜）とすることができる。
【００２９】
図３は本表面処理アルミニウム板（試料１）と、表裏両面にメッキ層２が形成されたアルミニウム板１の表裏両面全面に第三リン酸ソーダ溶液を付着させたのみの表面処理アルミニウム板（試料２）を３ヶ月間放置した場合のそれぞれの表面写真図である。本表面処理アルミニウム板（試料１）は、３ヶ月放置した場合でも特に表面状態に大きな変化は見られず、酸化や変色、ウィスカの発生等が抑制されている。
【００３０】
なお試料２はガマ肌となっており、このガマ肌は酸化によるものと考えられるが、通常、アルミニウム板１の表裏両面に上記メッキ層２を形成したのみの表面処理アルミニウム板では、通常１週間程度で酸化や変色が発生し、ガマ肌となるため、従来の表面処理アルミニウム板（メッキ層２を形成させたのみのもの）に比較して、試料２においても酸化や変色、ウィスカの発生を遅らせる効果はある。
【００３１】
メッキ層２の形成後にいったんメッキ層２が形成されたアルミニウム板１全体を第三リン酸ソーダ溶液に浸漬することによって、メッキ層２における表面（錫層Ｓｎ）の不純物や汚れ等が除去され、ほとんど不純物や汚れがない状態の錫層Ｓｎが表面となる。これにより本表面処理アルミニウム板１のハンダ濡れ性や電気伝導性が向上する。
【００３２】
第三リン酸ソーダ溶液による表面処理によって有機皮膜３を形成しない状態においても上記のように酸化や変色、ウィスカの発生が遅れ、且つハンダ濡れ性や電気伝導性が向上するという所定の効果を有する。ただし本実施形態のように、ほとんど不純物や汚れがない状態の錫層Ｓｎを水系アクリル樹脂による有機皮膜３で覆うことによって、酸化や変色、ウィスカの発生がより効果的に抑制される。
【００３３】
なお表面の水系アクリル樹脂皮膜３はハンダ付けを行う際にはハンダ付け部分が容易に溶ける。このため本表面処理アルミニウム板（有機皮膜３が形成されたもの）に対するハンダ付けは、ハンダ付け部分の有機皮膜３が溶け、錫層Ｓｎに対して行われるため、本表面処理アルミニウム板のハンダ濡れ性及び電気伝導性は極めて高いといえる。
【００３４】
本表面処理アルミニウム板を使用することによって酸化や変色、ウィスカやガマ肌の発生が抑制された経年変化に強い電気通電体を形成することができる。例えばアース端子やアンテナ端子等の電気端子、アンテナ自体等を形成することができる。この電気通電体は、ベースとなるアルミニウム板１が安価に購入可能であるため、極めて安価に提供され、且つ軽量である。
【００３５】
さらに本表面処理アルミニウム板によってケース、例えばシールドケースを製造することもできる。従来シールドケースは金属板の絞り加工によって形成されれているが、シールドケースの展開型に形成された本表面処理アルミニウム板をケース状に折り曲げ、ハンダ層に浸けたり、ハンダ噴霧を行うことによって折り曲げ部分がハンダ付けされシールドケースが簡単に製造される。
【００３６】
なおシールドを行う場合、磁気シールドはアルミニウムでは不可能であるため、本表面処理アルミニウム板と鋼板とをラミネートした金属板を使用することによって、磁気シールドと静電シールドとを同時に行うことができるハンダ濡れ性及び電気伝導性の高いシールドケースを形成することができる。この場合はシールドケースを基板等に直接容易にハンダ付けすることができる。そして使用目的に応じて様々な種類の金属板と本表面処理アルミニウム板とをラミネートして金属板を形成することができる。
【００３７】
一方ほとんど不純物や汚れがない状態の錫層Ｓｎに対して水系アクリル樹脂を塗布するため有機皮膜３は極めて良好にのる。特に黒色顔料を添加した水系アクリル樹脂を使用する場合、表面の黒色を高密度とすることができる。本表面処理アルミニウム板を黒色とすることで熱放射性を向上させることができる。
【００３８】
これにより上記黒色の本表面処理アルミニウム板によってヒートシンクを形成することによって、放熱性が高く、且つ基板等に直接容易にハンダ付けでき、さらに酸化や変色、ウィスカやガマ肌の発生が抑制された経年変化に強いヒートシンクを提供することが可能となる。そしてヒートシンクを電気端子として使用することもできる。
【００３９】
一般的に無垢のアルミニウム板のフープ材が公知となっている。フープ材は、帯状の板材（アルミニウム板）がロール状に巻き取られた材料である。このアルミニウムのフープ材を使用して、本表面処理アルミニウム板のフープ材を製造し、フープ材によって上記電気通電体やヒートシンクを低コストで容易に製造することが可能となる。
【００４０】
無垢のアルミニウム板のフープ材を使用する場合は、まずフープ材を引き出しながら上記のように亜鉛，ニッケル，錫を順次メッキして該フープ材の表裏両面にメッキ層を形成させる。次に引き出されたフープ材（メッキ層は形成済み）を第三リン酸ソーダ溶液槽を通過させ、有機樹脂のコーティング室に送る。
【００４１】
該コーティング室においては、第三リン酸ソーダ溶液を通過したフープ材の脱水を行うとともに、上記のような水系アクリル樹脂を吹き付け、乾燥させる。この状態では水系アクリル樹脂による有機皮膜が形成され、引き出されたフープ材となるため、この引き出された状態のフープ材を巻き取ることにより、本表面処理アルミニウム板のフープ材が製造される。
【００４２】
上記のように形成された本表面処理アルミニウム板のフープ材によって、より容易に各種電気通電体やヒートシンク、電子機器等を大量に且つ安価に製造することができる。
【００４３】
なお本実施形態においては有機皮膜３を形成させる材料として水系アクリル樹脂を使用しているが、その他の有機系の樹脂、例えば、ポリエステル，アクリル，塩化ビニール，シリコンポリエステル，ウレタン，フッ素系等の樹脂を用いることもでき、同様の効果を得ることができる。ただしハンダ付けを行うものを製造する場合は、有機皮膜がハンダ付けの際に溶ける必要がある。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本表面処理アルミニウム板の拡大断面図である。
【図２】本表面処理アルミニウム板の製造工程を示す概要図である。
【図３】本表面処理アルミニウム板（試料１）と、表裏両面にメッキ層が形成されたアルミニウム板の表裏両面全面に第三リン酸ソーダ溶液を付着させたのみの表面処理アルミニウム板（試料２）を３ヶ月間放置した場合のそれぞれの表面写真図である。
【符号の説明】
【００４５】
１  アルミニウム板（アルミニウムからなる部材）
２  メッキ層
３  水系アクリル樹脂の皮膜
４  第三リン酸ソーダ溶液
【図１】
2006291340.tif 000003
【図２】
2006291340.tif 000004
【図３】
2006291340.tif 000005