(57)【要約】  金属基体（１０２）を有する導電体（１００）である。シールめっき層（１０４）が、金属基体の上および外側に設けられる。ニッケルめっき層（１０６）がシールめっき層の上および外側に設けられる。金めっき層（１０８）が、ニッケルめっき層の上および外側に設けられる。シールめっき層は、非ニッケル系金属である。必要に応じて、シールめっき層はスズ系であってもよい。必要に応じて、シールめっき層は、ニッケルめっき層および金属基体と金属間化合物の界面（１１２、１１４）を作ってもよい。必要に応じて、導電体はプリント基板または別の相手側の接触部の少なくとも１つとの係合を構成する接触部を構成してもよい。
2014519548.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属基体（１０２）と；
前記金属基体の上および外側に設けられたシールめっき層（１０４）と；
前記シールめっき層の上および外側に設けられたニッケルめっき層（１０６）と；
前記ニッケルめっき層の上および外側に設けられた金めっき層（１０８）と；
を含み、前記シールめっき層が非ニッケル系金属である導電体（１００）。
【請求項２】
前記シールめっき層（１０４）がスズ系である請求項１の導電体（１００）。
【請求項３】
前記シールめっき層（１０４）が、ニッケルめっき層（１０６）よりも低い気孔率を有する請求項１の導電体（１００）。
【請求項４】
前記シールめっき層（１０４）が、前記ニッケルめっき層（１０６）および前記金属基体（１０２）と金属間化合物の界面（１１２、１１４）を作る、請求項１の導電体（１００）。
【請求項５】
前記シールめっき層（１０４）が、ピンホールを含まない請求項１の導電体（１００）。
【請求項６】
前記シールめっき層（１０４）が、前記ニッケルめっき層（１０６）よりも貴い、請求項１の導電体（１００）。
【請求項７】
実質的に全てまたは全ての前記シールめっき層の金属が、前記シールめっき層と前記金属基体との間および前記シールめっき層と前記ニッケルめっき層との間の金属間化合物の界面（１１２、１１４）に転換されるように、前記シールめっき層（１０４）が、前記金属基体（１０２）、前記ニッケルめっき層（１０６）および前記シールめっき層の金属化合物に基づいて選択される厚さを有する、請求項１の導電体（１００）。
【請求項８】
前記シールめっき層（１０４）が、前記ニッケルめっき層（１０６）と前記金めっき層（１０８）とを合わせた厚さの２５％より小さい厚さを有する、請求項１の導電体（１００）。
【請求項９】
前記シールめっき層（１０４）が、前記ニッケルめっき層（１０６）と前記金めっき層（１０８）とを合わせた厚さの１０％より小さい厚さを有する、請求項１の導電体（１００）。
【請求項１０】
前記導電体が、プリント基板または別の相手側の接触部の少なくとも１つと係合するように構成された接触部を含み、前記接触部が前記金属基体（１０２）と、前記シールめっき層（１０４）と、前記ニッケルめっき層（１０６）と、前記金めっき層（１０８）とを含む、請求項１の導電体（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書における発明の主題は概して、耐食性を有する導電体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
導電体は、データ信号および／または電力を送信するのに用いられる。導電体の典型的な例は、電気コネクタの一部として用いられる接触部(またはコンタクト、contacts)であり、ワイヤー、プリント基板上の電気トレースまたは別の電気コネクタの別の接触部への電気的なコネクタであってもよい。導電体の他の例は、プリント基板上の導電性トレースである。導電体は一般的には金属基体（または金属製の被着体、metal substrate）を含み、例えば、銅または銅合金基体である。例えば腐食を低減し、または別の電気部品への接続のためのより硬い表面を提供するような、金属基体の特性または特徴を向上するように、金属基体は一般的には例えばニッケルめっき層および金めっき層でめっきされている。ニッケルめっき層は、金めっき層と銅基体との間のバッファ（または緩衝材、buffer）として用いられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、従来型のニッケル−金でめっきされた銅導電体は、不都合な点無しにはありえない。例えば、ニッケル−金めっきは腐食に耐えるには不十分かもしれない。例えば、金めっき層および／またはニッケルめっき層に存在するピンホールに起因してニッケル−金めっき層を通って起こる孔食が、問題として存在する。ニッケルめっき層および／または金めっき層を厚くするというような対策は考えられてきたが、このような対応策はめっきの費用を増大する。
【０００４】
耐食性を有する導電体の必要性が依然として残っている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の導電体は金属基体を有する。シールめっき層（a seal plating layer）が、金属基体の上および外側に設けられる。ニッケルめっき層がシールめっき層の上および外側に設けられる。金めっき層が、ニッケルめっき層の上および外側に設けられる。シールめっき層は、非ニッケル系金属（または非ニッケル基金属）である。必要に応じて、シールめっき層はスズ系（またはスズ基、tin based）であってもよい。必要に応じて、シールめっき層は、ニッケルめっき層および金属基体と金属間化合物の界面を作ってもよい。必要に応じて、導電体はプリント基板または別の相手側の接触部の少なくとも１つとの係合を構成する接触部を構成してもよい。
【０００６】
ここで、添付の図面を参照し、例として、本発明を説明する。ここで：
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、例示的な実施形態に従って形成された導電体の一部分の断面図である。
【図２】図２は、孔食に対する耐食性を示す導電体の一部分の断面図である。
【図３】図３は、例示的な実施形態に従って作られた導電体の製造方法を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１は、例示的な実施形態に従って形成された導電体１００の一部分の断面図を示す。図２は、孔食に対する耐食性を示す導電体１００の一部分の断面図を示す。
【０００９】
導電体１００は、電気コネクタに用いられるような接触部または端子としての利用に適している。導電体１００はワイヤーの末端に終端処理されてもよく、あるいはプリント基板に載置するように構成されてもよい。別の実施形態において、導電体１００はプリント基板上の導電性トレースであってもよい。導電体１００は腐食に対する高い耐食性を示す。
【００１０】
導電体１００は、例えば銅基体、銅合金基体、鋼基体などのような、金属基体１０２を含む。金属基体１０２は、導電体１００の基材（または母材、base metal）を形成する。シールめっき層１０４は金属基体１０２の上に設けられる。ニッケルめっき層１０６は、シールめっき層１０４および金属基体１０２の上に設けられる。ニッケルめっき層１０６はニッケル合金（例えば、Ｎｉ−Ｓｉ、Ｎｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｗなど）を含んでもよい。金めっき層１０８はニッケルめっき層１０６、シールめっき層１０４および金属基体１０２の上に設けられる。金めっき層１０８は、軟質金（例えば、純金）または硬質金（例えばＣｏ−Ａｕ、Ｎｉ−Ａｕのような金合金）であってもよい。別の実施形態では、めっき層１０４、１０６、１０８のいずれかの間、上部または下部のいずれかで、他の層が用いられてもよい。めっき層１０４、１０６、１０８は、導電体１００の特性または特徴を向上する。例えば、めっき層１０４、１０６、１０８は耐食性を与えることができる。めっき層１０４、１０６、１０８は、耐食性に加えて他の特徴の向上を提供する。
【００１１】
例示的な実施形態において、シールめっき層１０４はスズ系である。シールめっき層１０４は、例えばスズニッケル材料のような、スズ合金であってもよい。シールめっき層１０４は、他の実施形態では他の金属または他の金属合金（例えば、銀もしくは銀合金、または金）であってもよい。例示的な実施形態において、シールめっき層１０４は非ニッケル系金属である。シールめっき層１０４は、第ＶＩＩ族系でない金属であってもよい。シールめっき層１０４は非遷移金属であってもよい。シールめっき層１０４は、貴金属であってもよい。シールめっき層１０４は、簡単かつ容易に金属基体１０２および／またはニッケルめっき層１０６と金属間化合物を形成する金属または金属合金から作られてもよい。
【００１２】
金属基体１０２は外面１１０を含む。例示的な実施形態において、シールめっき層１０４は金属基体１０２の外面１１０の上に直接設けられる。“の上に直接”設けられるとは、層が、間に他層が入ることなく、別の層と係合することを意味する。シールめっき層１０４は金属基体１０２の外側に設けられる。シールめっき層１０４は、めっき方法によって金属基体１０２の上に形成される。例えば、シールめっき層１０４は、電気めっき、無電解めっき、または浸漬めっきにより形成されてもよい。
シールめっき層１０４は、他の実施形態では他の手段または他の方法によって堆積（または蒸着、deposition）されてもよい。例示的な実施形態において、スズ系のシールめっき層１０４は、金属基体１０２の上にめっきされた光沢スズである。光沢スズめっきの小さな粒（または結晶粒界、grain）は、シールめっき層１０４と、金属基体１０２および／またはニッケルめっき層１０６との間の相互拡散を促進することができる。あるいは、スズ系のめっき層１０４は、半光沢スズめっきまたは無光沢スズめっきであってもよい。他の実施形態において、シールめっき層１０４は金属基体１０２の上のフラッシュスズめっきであってもよい。
【００１３】
スズ系のシールめっき層１０４は金属基体１０２（それは銅であってもよい）と反応してもよく、固体拡散から、および／または熱処理またはリフロー処理で、銅スズ（ＣｕＳｎ）金属間化合物（例えば、Ｃｕ６Ｓｎ５、Ｃｕ３Ｓｎ等）への金属間化合物の形成が為される。金属間化合物の界面層（interface layer）１１２は、シールめっき層１０４と金属基体１０２との間の界面に規定される。金属間化合物の界面層１１２は、シールめっき層１０４または金属基体１０２よりも硬質である。金属間化合物の界面層１１２は連続的（continuous）および無孔性（nonporous）であってもよい。金属間化合物の界面層１１２は、金属基体１０２と比べて比較的に高い貴さ（または不活性度、nobility）を有する。金属間化合物の界面層１１２は、腐食に対する耐食性がある。金属間化合物の界面層１１２は、金属基体１０２とシールめっき層１０４との間の界面をシールする。必要に応じて、金属間化合物の層形成は、導電体１００の温度を上昇させることにより、強制的に行ってもよく、または促進されてもよい。いくらかまたは全てのシールめっき層１０４が金属間化合物の層の形成を為されるので、金属間化合物の層形成の後、金属間化合物の界面層１１２はシールめっき層１０４よりも厚くてもよい。
【００１４】
例示的な実施形態において、ニッケルめっき層１０６はシールめっき層１０４の上に直接設けられる。ニッケルめっき層１０６はシールめっき層１０４の外側である。ニッケルめっき層１０６は、電気めっきのようなニッケルのめっき方法によって形成される。ニッケルめっき層１０６は、他の実施形態では他の手段または他の方法によって、シールめっき層１０４の上に堆積されてもよい。
【００１５】
スズ系のシールめっき層１０４は、固体拡散から、および／または熱処理またはリフロー処理でニッケルめっき層１０６と反応し、ニッケルスズ（ＮｉＳｎ）の金属間化合物（例えば、Ｎｉ３Ｓｎ、ＮｉＳｎ３など）の層を形成する。金属間化合物の界面層１１４は、シールめっき層１０４とニッケルめっき層１０６との間の界面に規定される。金属間化合物の界面層１１４は、シールめっき層１０４またはニッケルめっき層１０６よりも硬質である。金属間化合物の界面層１１４は連続的および無孔性であってもよい。金属間化合物の界面層１１４は、ニッケルめっき層１０６と比べて比較的に高い貴さを有する。金属間化合物の界面層１１４は腐食に対する耐食性がある。金属間化合物の界面層１１４はニッケルめっき層１０６とシールめっき層１０４との間の界面をシールする。必要に応じて、金属間化合物の層形成は、導電体１００の温度を上昇させることにより、強制的に行ってもよく、または促進されてもよい。いくらかまたは全てのシールめっき層１０４が金属間化合物の層の形成を為されるので、金属間化合物の層形成の後、金属間化合物の界面層１１４はシールめっき層１０４よりも厚くてもよい。必要に応じて、金属間化合物の層形成の後、シールめっき層１０４は実質的にまたは完全に、金属間化合物の界面層１１２および／または１１４に変態してもよい。
【００１６】
例示的な実施形態において、金めっき層１０８はニッケルめっき層１０６の上に直接設けられる。金めっき層１０８はニッケルめっき層１０６の外側である。金めっき層１０８は、導電体１００の外側または外面を規定する外面１１６を含む。金めっき層１０８は、ニッケルめっき層１０６の全面にめっきすることにより形成される。例示的な実施形態において、金めっき層１０８は電気めっきされる。金めっき層１０８は、他の実施形態では他の手段または他の方法により、ニッケルめっき層１０６の上に堆積されてもよい。
【００１７】
金めっき層１０８は、金めっき層１０８の相対的な薄さに起因して金めっき層１０８に必然的に存在するピンホール１２０を含む。図２に示すように、ニッケルめっき層１０６の孔食は、金めっき層１０８のピンホール１２０から始まる。ニッケルめっき層１０６は、その中に生じるピンホール１２２も含んでよい。ニッケルめっき層１０６の孔食は、ピンホール１２０からピンホール１２２まで延在してもよい。例示的な実施形態において、シールめっき層１０４は、金属基体１０２と、ニッケルめっき層１０６および金めっき層１０８との間にバッファを提供する。シールめっき層１０４は、金属基体１０２の腐食を抑制する。
【００１８】
例示的な実施形態において、シールめっき層１０４はピンホールがなく、ニッケルめっき層１０６および金めっき層１０８のようにピンホールを含まない。シールめっき層１０４は、ニッケルめっき層１０６よりも気孔率（porosity）が低く、金属基体１０２への孔食を低減および／または撲滅する。
【００１９】
例示的な実施形態において、シールめっき層１０４は、ニッケルめっき層１０６よりも貴い（または不活性である、noble）。シールめっき層１０４は、ニッケルめっき層１０６よりも腐食を受けにくい。シールめっき層１０４の内側および外側での金属間化合物の形成は、金属間化合物の界面層１１２、１１４において、シールめっき層１０４を硬化し、および／またはシールめっき層１０４の貴さを増加する。金属間化合物の界面層１１２、１１４は腐食に対する高い耐食性を有し、導電体１００の外部の環境から効果的に金属基体１０２をシールする。
【００２０】
めっき層１０４、１０６、１０８の厚さは、耐食性の有効性と、より厚い層を設けることによる追加の費用との均衡をとるように選択されてもよい。例示的な実施形態において、金めっき層１０８は約１５μｉｎの厚みを有する。ニッケルめっき層１０６は約５０μｉｎの厚みを有する。シールめっき層１０４は約１０μｉｎの厚みを有する。別の実施形態においては、めっき層１０４、１０６、１０８は他の厚みであることが可能である。例えば、シールめっき層１０４を使用することから低減される腐食の影響に起因して、金めっき層１０８は例えば５−１０μｉｎのフラッシュめっきであってもよい。
【００２１】
例示的な実施形態において、ニッケルめっき層１０６は概して、金めっき層１０８およびシールめっき層１０４よりも厚い。必要に応じて、シールめっき層１０４は、ニッケル−金めっき層１０６、１０８の合わせた厚さの２５％よりも小さくてもよい。必要に応じて、シールめっき層１０４は、ニッケル−金めっき層１０６、１０８の合わせた厚さの１０％よりも小さくてもよい。他の実施形態において、シールめっき層１０４は、ニッケルめっき層１０６の厚さと略等しくてもよい。他の実施形態において、シールめっき層１０４は、ニッケルめっき層１０６よりも厚くてもよい。
【００２２】
例示的な実施形態において、シールめっき層１０４は、実質的に全てまたは全てのシールめっき層１０４の金属が金属間化合物の界面層１１２、１１４に転換されるように選択される厚さを有する。必要に応じて、シールめっき層１０４の金属のより多くが、金属基体１０２とよりも、ニッケルめっき層１０６と転換または反応を受けてもよい。あるいは、シールめっき層１０４の金属のより多くが、ニッケルめっき層１０６とよりも、金属基体１０２と転換または反応を受けてもよい。シールめっき層１０４の厚さは、金属基体１０２、ニッケルめっき層１０６およびシールめっき層１０４との金属化合物に基づいて選択されてもよい。金属基体１０２、ニッケルめっき層１０６およびシールめっき層１０４に用いられる金属によって、金属間化合物の界面１１２、１１４における金属間化合物の転換量は変化してもよい。転換されるシールめっき層１０４の金属の量は、金属化合物によって異なってもよい。
【００２３】
例示的な実施形態において、金属間化合物の形成の過程はシールめっき層１０４の体積増加を引き起こし、それによりシールめっき層１０４および／またはニッケルめっき層１０６または金属基体１０２内のいかなるピンホールもシールする。必要に応じて、導電体１００は熱処理をされてもよく、さもなければ昇温されてもよく、それによってシールめっき層１０４と、金属基体１０２および／またはニッケルめっき層１０６との間の金属間化合物の形成の成長速度を増加する。
【００２４】
図３は、例示的な実施形態に係る導電体の製造方法を示す。当該方法は金属基体を設ける工程１３０を含む。当該方法は金属基体の上にシールめっき層を堆積する工程１３２を含む。当該方法は、シールめっき層の上にニッケルめっき層を堆積する工程１３４を含む。
【００２５】
当該方法は、シールめっき層と金属基体との間の金属間化合物の形成を促進する工程１３６を含む。金属間化合物の形成は、固相相互拡散と、シールめっき層および金属基体との反応から生じる。金属間化合物の形成は、金属基体およびシールめっき層の金属に基づいて促進されてもよい。金属間化合物の形成の量および／またはシールめっき層と金属基体との間の金属間化合物の界面層の厚さを増加するように、金属間化合物の形成を、製造過程の間または後に導電体の温度を上昇させることにより促進してもよい。
【００２６】
当該方法は、シールめっき層とニッケルめっき層との間の金属間化合物の形成を促進する工程１３８を含む。金属間化合物の形成は、固相相互拡散と、シールめっき層およびニッケルめっき層との反応から生じる。金属間化合物の形成は、ニッケルめっき層およびシールめっき層の金属に基づいて促進されてもよい。金属間化合物の形成の量および／またはシールめっき層とニッケルめっき層との間の金属間化合物の界面層の厚さを増加するように、金属間化合物の形成を製造過程の間または後に導電体の温度を上昇させることにより促進してもよい。
【００２７】
当該方法は、ニッケルめっき層の上に金めっき層を堆積する工程１４０を含む。例示的な実施形態において、金めっき層は、金めっき層に通じるニッケル拡散（シールめっき層とニッケルめっき層との間に金属間化合物の形成を促進する工程の前に金めっき層が堆積された場合に起こるかもしれない）の可能性を除外するように、金属間化合物の形成の後に堆積する。別の実施形態において、金属間化合物の形成を促進する工程の前に、金めっき層は堆積されてもよい。他の工程は、図３で特定される工程の前、間または後に行われてもよい。
【図１】
2014519548.tif 000003
【図２】
2014519548.tif 000004
【図３】
2014519548.tif 000005
【国際調査報告】
2014519548.tif 000006
2014519548.tif 000007