JP5646105B1 - Snめっきステンレス鋼板 - Google Patents
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Abstract
【課題】ステンレス鋼板に対する密着性が良好なSnめっき層を有し、種々の環境下での耐ウィスカ性に優れたSnめっきステンレス鋼板を提供する。【解決手段】ステンレス鋼板上に厚さが0.3〜3μmのNiめっき層が形成され、当該Niめっき層上に厚さが0.3〜5μmのSnめっき層が形成されたステンレス鋼板であり、前記Niめっき層におけるNiの結晶の格子歪率が0.5%以下であることを特徴とするSnめっきステンレス鋼板。【選択図】なし
Description
本発明は、Snめっきステンレス鋼板に関する。さらに詳しくは、本発明は、例えば、電気機器、電子機器などに使用されるコネクタ、リードフレーム、ハーネスプラグなどの電気接点部品などに好適に使用することができるSnめっきステンレス鋼板に関する。
電気接点部品には、Cu合金材料にSnめっき層が形成された材料が広く使用されている。近年、接点部品を小型・軽量化するために、板厚が薄くてもCu合金よりも高い材料強度を有する普通鋼板やステンレス鋼板がSnめっきの母材として使用されている(例えば、特許文献1〜4)。ステンレス鋼板は、普通鋼板よりも高い材料強度を有し、接点部品として成形するための切断加工後に切断端面の耐食性に優れていることから、Snめっきの母材として好適である。
Snめっき層を有する電気接点材料は、Snめっき層に発生する内部応力(圧縮応力)、例えば、Snめっき時の電着応力や母材金属からの金属の拡散によって生成するSn合金の形成によって発生する応力などにより、Snめっき層からウィスカと称される針状の単結晶が生成する。電気接点材料には、ウィスカの発生によって短絡による障害が起こるおそれがあることから、耐ウィスカ性を有する材料が求められている。従来、Cu合金材料に対し、種々のウィスカの生成を抑制するための対策が研究されているが、近年、Cu合金材料と同様にステンレス鋼に対してもSnめっき層からウィスカが生成することを抑制するために、Snめっき層の下層にNiめっき層を設けたり、さらにリフロー処理を施したりすることが検討されている。
しかし、Snめっき層からウィスカが生成するメカニズムが未だ明確には解明されておらず、ウィスカが生成する機構は、使用される母材の種類、めっき層の厚さ、周囲の環境などによって異なる。
従来、種々の試験環境および試験方法により、ウィスカ試験が行なわれており(例えば、非特許文献1参照)、例えば、高温高湿環境下や、低温状態と高温状態とが短時間で繰り返される温度急変環境下などにおいては、Snめっき層の酸化や、母材と下地めっき層との熱膨張率の相違などにより、Snめっき層に圧縮応力が生じることによってウィスカが生成することが確認されている。
近年、母材としてステンレス鋼板が使用されている電気接点材料には、種々の環境下で耐ウィスカ性を有し、ステンレス鋼板に対する密着性が良好なSnめっき層を有するステンレス鋼板の開発が待ち望まれている。
日本情報技術産業協会制定規格「電子機器用コネクタのウィスカ試験方法(JEITA RC−5241)」、一般社団法人電子情報技術産業協会
本発明は、前記従来技術に鑑みてなされたものであり、ステンレス鋼板に対する密着性が良好なSnめっき層を有し、種々の環境下での耐ウィスカ性に優れたSnめっきステンレス鋼板を提供することを課題とする。
本発明は、
(1) ステンレス鋼板上に厚さが0.3〜3μmのNiめっき層が形成され、当該Niめっき層上に厚さが0.3〜5μmのSnめっき層が形成されてなるステンレス鋼板であって、前記Niめっき層におけるNiの結晶の格子歪率が0.5%以下であることを特徴とするSnめっきステンレス鋼板、および
(2) リフロー処理が施されていない前記(1)に記載のSnめっきステンレス鋼板
に関する。
(1) ステンレス鋼板上に厚さが0.3〜3μmのNiめっき層が形成され、当該Niめっき層上に厚さが0.3〜5μmのSnめっき層が形成されてなるステンレス鋼板であって、前記Niめっき層におけるNiの結晶の格子歪率が0.5%以下であることを特徴とするSnめっきステンレス鋼板、および
(2) リフロー処理が施されていない前記(1)に記載のSnめっきステンレス鋼板
に関する。
なお、本発明において、Snめっきステンレス鋼板は、Niめっき層が形成されたステンレス鋼板の当該Niめっき層上にSnめっき層が形成されているステンレス鋼板を意味する。
本発明によれば、ステンレス鋼板に対する密着性が良好なSnめっき層を有し、種々の環境下での耐ウィスカ性に優れたSnめっきステンレス鋼板が提供される。
本発明のSnめっきステンレス鋼板は、前記したように、ステンレス鋼板上に厚さが0.3〜3μmのNiめっき層が形成され、当該Niめっき層上に厚さが0.3〜5μmのSnめっき層が形成されたステンレス鋼板であり、前記Niめっき層におけるNiの結晶の格子歪率が0.5%以下であることを特徴とする。
本発明者らは、前記従来技術に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、ステンレス鋼板とSnめっき層との間に特定厚さのNiめっき層を設け、さらに当該Niめっき層におけるNiの結晶の格子歪率を0.5%以下に制御し、Snめっき層を特定厚さに調整した場合には、従来、ウィスカの発生が認められていた環境であってもウィスカの発生が抑制されることが見出された。本発明は、かかる知見に基づいて完成されたものである。
ステンレス鋼板としては、例えば、JISに規定されている、SUS301、SUS304、SUS316などのオーステナイト系ステンレス鋼板;SUS430、SUS430LX、SUS444などのフェライト系ステンレス鋼板;SUS410、SUS420などのマルテンサイト系ステンレス鋼板などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
また、めっきに使用するステンレス鋼板の表面は、平滑であることが好ましい。当該表面が平滑である場合、めっき金属が表面から板状に析出して均質に成長するので、ピンホールが発生しにくくなることから、ステンレス鋼板の表面の平滑さは、JIS B0601に準じて測定された算術表面粗さ(Ra)で、好ましくは0.3μm以下であり、より好ましくは0.2μm以下である。
なお、ステンレス鋼板には、必要により、Niめっきを施す前に脱脂および酸洗の前処理を施してもよい。
本発明においては、Snめっきステンレス鋼板のNiめっき層におけるNiの結晶の格子歪率が0.5%以下である点に、1つの大きな特徴がある。Niめっき層におけるNiの結晶の格子歪率は、小さければ小さいほど好ましく、その下限値は0%である。
本発明において、「Niの結晶の格子歪率」は、以下の実施例に記載の方法で測定されたSnめっきステンレス鋼板のNiめっき層におけるNiの結晶の格子歪率を意味する。Niの結晶の格子歪率は、Snめっきステンレス鋼板のX線回折によって求めることができる。
ステンレス鋼板にNiめっき層を形成させる際には、通常、Niの析出効率が低いめっき浴を用い、ステンレス鋼板の表面を活性化させると同時にNiめっき層を形成させるためのNiめっき(以下、「Niストライクめっき」という)によってNiめっき層を形成させてもよく、NiストライクめっきによってNiめっき層を形成させた後、さらに形成されたNiめっき層上に、Niの析出効率が高いめっき浴を用いためっき法(以下、「Ni本めっき」という)により、Niめっき層を形成させてもよい。
Niストライクめっきは、ステンレス鋼板とNiめっき層との密着性を向上させる観点から、電気めっき法によって行なうことが好ましい。電気めっき法として、従来、ウッド浴を用いた電気めっき法が知られている。これに対して、本発明においては、ステンレス鋼板に対する密着性が良好なSnめっき層を有し、種々の環境下での耐ウィスカ性に優れたSnめっきステンレス鋼板を得る観点から、全硫酸塩浴を用いた電気めっき法が好ましい。全硫酸塩浴を用いた電気めっき法は、他のめっき浴を用いためっき法と対比して、添加する硫酸の濃度を変化させることにより、発生する水素量を容易に変化させることができるだけでなく、析出過電圧が高いことから、Niめっき層のミラー指数における[220]面の配向性を高くし、ステンレス鋼板に対する密着性が良好なSnめっき層を有し、種々の環境下での耐ウィスカ性に優れたSnめっきステンレス鋼板を得ることができるので、本発明において好ましいめっき法である。
Ni本めっきは、Niめっき層を工業的に形成する観点から、電気めっき法によって行なうことが好ましい。前記電気めっき法としては、例えば、全硫酸塩浴を用いた電気めっき法、ワット浴を用いた電気めっき法、スルファミン酸浴を用いた電気めっき法などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。Ni本めっきによって形成されるNiめっき層の配向性は、Ni本めっきの際に使用されるめっき浴の種類に関係なく、Niストライクめっきによって形成されるNiめっき層の配向性と同一である。したがって、Niめっき層の下層のNiめっき層として、全硫酸塩浴を用いてNiストライクめっきによってNiめっき層を形成させた後、Ni本めっきを行なうことが、ステンレス鋼板に対する密着性が良好なSnめっき層を有し、種々の環境下での耐ウィスカ性に優れたSnめっきステンレス鋼板を得る観点から好ましい。
ステンレス鋼板上に形成されるNiめっき層の厚さは、ウィスカの発生を抑制するとともに、ステンレス鋼板に対するNiめっき層の密着力を高める観点から0.3μm以上であり、あまりにも厚い場合には、ステンレス鋼板上に形成されるめっき層の平滑性が低下するとともに、コスト面で有利でなくなることから3μm以下であることが好ましい。
次に、ステンレス鋼板上に形成されたNiめっき層上にSnめっきを施すことにより、Snめっき層が形成される。Snめっきは、電気めっき法および無電解めっき法のいずれのめっき法によっても行なうことができる。電気めっき法としては、例えば、アルキルスルホン酸浴、フェロスタン浴、ハロゲン浴などのSnめっき浴を用いた電気めっき法などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
ステンレス鋼板上に形成されるSnめっき層の厚さは、ウィスカの発生を抑制するとともに、Niめっき層に対するSnめっき層の密着力を高める観点から0.3μm以上であり、あまりにも厚い場合には、ステンレス鋼板上に形成されるめっき層の平滑性が低下するとともに、コスト面で有利でなくなることから5μm以下である。
以上のように、Niめっき時のめっき浴の組成、その温度や電流密度などを制御することにより、ステンレス鋼板上に厚さが0.3〜3μmのNiめっき層が形成され、当該Niめっき層上に厚さが0.3〜5μmのSnめっき層が形成され、前記Niめっき層におけるNiの結晶の格子歪率が0.5%以下であるSnめっきステンレス鋼板が得られる。得られたSnめっきステンレス鋼板は、ステンレス鋼板に対する密着性が良好なSnめっき層を有し、種々の環境下での耐ウィスカ性に優れているので、例えば、電気機器、電子機器などに使用されるコネクタ、リードフレーム、ハーネスプラグなどの電気接点部品などに好適に使用することができる。
なお、本発明のSnめっきステンレス鋼板は、リフロー処理を施さなくてもウィスカの発生を抑制することができる。
次に本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではない。
なお、以下の実施例および比較例では、表1に示す2種類のステンレス鋼板を用いた。当該ステンレス鋼板の板厚、算術平均粗さRaおよび化学成分を表1に示す。
なお、ステンレス鋼板の算術平均粗さRaは、以下の方法に基づいて測定した。
〔算術平均粗さRaの測定方法〕
各ステンレス鋼板から縦50mm、横50mmの大きさの試験片を切り出し、アセトンを用いて試験片の超音波洗浄を行なった後、JIS B0601に準じて試験片の算術平均粗さRaを測定した。なお、試験片の算術平均粗さRaを当該試験片の圧延方向に対して垂直の方向で3回測定し、その平均値を求めた。
〔算術平均粗さRaの測定方法〕
各ステンレス鋼板から縦50mm、横50mmの大きさの試験片を切り出し、アセトンを用いて試験片の超音波洗浄を行なった後、JIS B0601に準じて試験片の算術平均粗さRaを測定した。なお、試験片の算術平均粗さRaを当該試験片の圧延方向に対して垂直の方向で3回測定し、その平均値を求めた。
〈実施例1〉
ステンレス鋼板としてステンレス鋼板Aを用い、ステンレス鋼板Aに以下の条件でアルカリ脱脂を施した後、当該ステンレス鋼板Aに以下の条件で酸洗を施した。
ステンレス鋼板としてステンレス鋼板Aを用い、ステンレス鋼板Aに以下の条件でアルカリ脱脂を施した後、当該ステンレス鋼板Aに以下の条件で酸洗を施した。
〔アルカリ脱脂の条件〕
・脱脂液:オルソケイ酸ナトリウム50g/L
・脱脂条件:
液温:60℃
電流密度:5A/dm2
電解時間:アノード5秒間→カソード5秒間
・脱脂液:オルソケイ酸ナトリウム50g/L
・脱脂条件:
液温:60℃
電流密度:5A/dm2
電解時間:アノード5秒間→カソード5秒間
〔酸洗の条件〕
・酸洗液:硫酸50g/L
・酸洗条件:
液温:50℃
浸漬時間:5秒間
・酸洗液:硫酸50g/L
・酸洗条件:
液温:50℃
浸漬時間:5秒間
次に、前記で酸洗したステンレス鋼板Aに以下の条件で、ストライクNiめっきを施すことにより、ステンレス鋼板A上に厚さが1.0μmのNiめっき層を形成させた。
〔ストライクNiめっきの条件〕
・Niめっき液(全硫酸塩浴):硫酸ニッケル300g/L、硫酸20g/L(pH:1.8)
・めっき液の液温:50℃
・電流密度:8A/dm2
〔ストライクNiめっきの条件〕
・Niめっき液(全硫酸塩浴):硫酸ニッケル300g/L、硫酸20g/L(pH:1.8)
・めっき液の液温:50℃
・電流密度:8A/dm2
次に、Niめっき層が形成されたステンレス鋼板に以下の条件でSnめっきを施し、ステンレス鋼板のNiめっき層上に厚さが3.0μmのSnめっき層を形成させることにより、Snめっきステンレス鋼板を得た。
〔Snめっきの条件〕
・Snめっき液〔上村工業(株)製、製品名:TYNADES GHS−51〕(Sn2+50g/L、遊離酸120ml/L)(pH:0.2)
・陽極:Sn板
・液温:35℃
・電流密度:10A/dm2
・Snめっき液〔上村工業(株)製、製品名:TYNADES GHS−51〕(Sn2+50g/L、遊離酸120ml/L)(pH:0.2)
・陽極:Sn板
・液温:35℃
・電流密度:10A/dm2
なお、Niめっき層の厚さおよびSnめっき層の厚さは、いずれも、以下の方法に基づいて測定した。
〔Niめっき層の厚さおよびSnめっき層の厚さの測定方法〕
Niめっき層の厚さおよびSnめっき層の厚さは、いずれも電解式めっき厚さ測定器〔(株)中央製作所製〕を用い、JIS H8501に規定の「電解式試験法」に基づいて測定した。
〔Niめっき層の厚さおよびSnめっき層の厚さの測定方法〕
Niめっき層の厚さおよびSnめっき層の厚さは、いずれも電解式めっき厚さ測定器〔(株)中央製作所製〕を用い、JIS H8501に規定の「電解式試験法」に基づいて測定した。
次に、Niめっき層におけるNiの結晶の格子歪率を求めるために、広角X線回折装置〔(株)リガク製、型番:RINT−TTRIII型、X線源:CuKα線、管電圧:50kV、管電流:300mA、ステップ幅:0.02°、測定速度:1sec/step、スリット系:0.5°−0.15mm−0.5°、回折線湾曲モノクロメータ〕を用いて、Snめっきステンレス鋼板のX線回折図を得た。前記で得られたSnめっきステンレス鋼板のX線回折図を図1に示す。
次に、Niめっき層におけるNiの結晶の格子歪率を以下の方法に基づいて調べた。その結果を表2に示す。
〔Niの結晶の格子歪率の測定方法〕
前記で得られたX線回折図を基に、ピーク積分幅解析ソフト〔MDI(Materials Date Inc.)社製、品番:JADE7〕を用い、Snめっきステンレス鋼板のNiめっき層において、Niに帰属する回折線のピークのうち、Snや母材のステンレス鋼板に帰属する回折線のピークと重複しないNiのピーク、すなわちミラー指数Ni[200]、Ni[220]およびNi[311]に対応する3つの面での回折線の各ピークの面積と各ピーク位置から「JEOL Application Note XR−23 X線回折法の原理と応用」〔坂牧 俊夫著、1992年、日本電子(株)〕の163頁に記載の方法に準じてNiの結晶の格子歪率を測定した。より具体的には、Snめっきステンレス鋼板のNiめっき層におけるNiの結晶の格子歪率は、前記X線回折装置を用い、ミラー指数Ni[200]、Ni[220]およびNi[311]に対応する3つのNiの回折線の積分幅β1〜β3およびブラッグ角θ1〜θ3を測定し、β2/tan2θとβ/tanθsinθとは、式:
β2/tan2θ=λ/ε×β/tanθsinθ+4η2
(式中、βは積分幅、λはX線の波長、εは結晶格子の長さ、ηは格子歪を示す)
で表される関係にあることから、Y軸にβ2/tan2θを、X軸にβ/tanθsinθをプロットし、最小二乗法により線形近似曲線を引き、相関係数が0.9以上である直線のY軸における切片から格子歪率を求めた。
前記で得られたX線回折図を基に、ピーク積分幅解析ソフト〔MDI(Materials Date Inc.)社製、品番:JADE7〕を用い、Snめっきステンレス鋼板のNiめっき層において、Niに帰属する回折線のピークのうち、Snや母材のステンレス鋼板に帰属する回折線のピークと重複しないNiのピーク、すなわちミラー指数Ni[200]、Ni[220]およびNi[311]に対応する3つの面での回折線の各ピークの面積と各ピーク位置から「JEOL Application Note XR−23 X線回折法の原理と応用」〔坂牧 俊夫著、1992年、日本電子(株)〕の163頁に記載の方法に準じてNiの結晶の格子歪率を測定した。より具体的には、Snめっきステンレス鋼板のNiめっき層におけるNiの結晶の格子歪率は、前記X線回折装置を用い、ミラー指数Ni[200]、Ni[220]およびNi[311]に対応する3つのNiの回折線の積分幅β1〜β3およびブラッグ角θ1〜θ3を測定し、β2/tan2θとβ/tanθsinθとは、式:
β2/tan2θ=λ/ε×β/tanθsinθ+4η2
(式中、βは積分幅、λはX線の波長、εは結晶格子の長さ、ηは格子歪を示す)
で表される関係にあることから、Y軸にβ2/tan2θを、X軸にβ/tanθsinθをプロットし、最小二乗法により線形近似曲線を引き、相関係数が0.9以上である直線のY軸における切片から格子歪率を求めた。
次に、前記で得られたSnめっきステンレス鋼板の特性として、密着性およびウィスカの発生数を以下の方法に基づいて調べた。その結果を表2に示す。
〔密着性〕
Snめっきステンレス鋼板を試験片として用い、試験片10枚についてそれぞれ180°密着曲げ試験を行ない、曲げ部の外側表面にJIS Z1522の規定に基づいて、セロハン粘着テープを貼付した後、当該セロハン粘着テープを剥がすことにより、めっき層の密着性を目視で調べ、以下の評価基準に基づいて評価した。なお、密着性の評価が○または◎のものが密着性の合格基準を満足する。
(評価基準)
◎:セロハン粘着テープにめっき層が付着していた試験片の数が0枚(めっき層の密着性が優秀)
○:セロハン粘着テープにめっき層が付着していた試験片の数が1〜3枚(めっき層の密着性が良好)
×:セロハン粘着テープにめっき層が付着していた試験片の数が4〜10枚(めっき層の密着性が不良)
Snめっきステンレス鋼板を試験片として用い、試験片10枚についてそれぞれ180°密着曲げ試験を行ない、曲げ部の外側表面にJIS Z1522の規定に基づいて、セロハン粘着テープを貼付した後、当該セロハン粘着テープを剥がすことにより、めっき層の密着性を目視で調べ、以下の評価基準に基づいて評価した。なお、密着性の評価が○または◎のものが密着性の合格基準を満足する。
(評価基準)
◎:セロハン粘着テープにめっき層が付着していた試験片の数が0枚(めっき層の密着性が優秀)
○:セロハン粘着テープにめっき層が付着していた試験片の数が1〜3枚(めっき層の密着性が良好)
×:セロハン粘着テープにめっき層が付着していた試験片の数が4〜10枚(めっき層の密着性が不良)
〔高温高湿環境下でのウィスカの発生数〕
Snめっきステンレス鋼板を縦15mm、横15mmの大きさに切り出すことにより、試験片3枚を作製した。試験片3枚を温度85℃、相対湿度85%の恒温恒湿槽中に入れ、2000時間保持した後、各試験片を恒温恒湿槽から取り出した。
Snめっきステンレス鋼板を縦15mm、横15mmの大きさに切り出すことにより、試験片3枚を作製した。試験片3枚を温度85℃、相対湿度85%の恒温恒湿槽中に入れ、2000時間保持した後、各試験片を恒温恒湿槽から取り出した。
恒温恒湿槽から取り出した各試験片の任意の10mm×10mmの範囲を走査型電子顕微鏡で観察し、長さが10μm以上のウィスカの本数を数えた。試験片3枚のなかから試験片1枚あたりのウィスカの数が最も多い試験片を選択し、そのウィスカの本数をウィスカの発生数とした。なお、ウィスカの発生本数が0本のものが合格基準を満足する。
〔温度急変環境下でのウィスカの発生数〕
Snめっきステンレス鋼板を縦15mm、横15mmの大きさに切り出すことにより、試験片3枚を作製した。試験片3枚を恒温恒湿槽中に入れ、−40℃から85℃の温度変化を30分間かけて行なう試験を1000サイクル繰返し行なった後、各試験片を恒温恒湿槽から取り出した。
Snめっきステンレス鋼板を縦15mm、横15mmの大きさに切り出すことにより、試験片3枚を作製した。試験片3枚を恒温恒湿槽中に入れ、−40℃から85℃の温度変化を30分間かけて行なう試験を1000サイクル繰返し行なった後、各試験片を恒温恒湿槽から取り出した。
恒温恒湿槽から取り出した各試験片を前記と同様にして走査型電子顕微鏡で観察し、ウィスカの発生数を調べた。なお、ウィスカの発生本数が0本のものが合格基準を満足する。
〈実施例2〉
実施例1において、ステンレス鋼板としてステンレス鋼板Bを用い、Niめっき層の膜厚およびSnめっき層の膜厚を表2に示すように変更したこと以外は、実施例1と同様にしてSnめっきステンレス鋼板を作製し、得られたSnめっきステンレス鋼板のNiめっき層におけるNiの結晶の格子歪率およびSnめっきステンレス鋼板の特性を実施例1と同様にして調べた。その結果を表2に示す。
実施例1において、ステンレス鋼板としてステンレス鋼板Bを用い、Niめっき層の膜厚およびSnめっき層の膜厚を表2に示すように変更したこと以外は、実施例1と同様にしてSnめっきステンレス鋼板を作製し、得られたSnめっきステンレス鋼板のNiめっき層におけるNiの結晶の格子歪率およびSnめっきステンレス鋼板の特性を実施例1と同様にして調べた。その結果を表2に示す。
〈実施例3〜8〉
ステンレス鋼板として表2に示すようにステンレス鋼板Aまたはステンレス鋼板Bを用い、ストライクNiめっきによって形成されるNiめっき層の膜厚を0.2μmに変更したこと以外は、実施例1と同様にしてステンレス鋼板の表面にNiストライクめっき層を形成した後、本Niめっきとして、以下の条件でNiめっきを施し、全体のNiめっき層の厚さを表2に示すように調整することにより、ステンレス鋼板の表面にNiめっき層を形成した。
ステンレス鋼板として表2に示すようにステンレス鋼板Aまたはステンレス鋼板Bを用い、ストライクNiめっきによって形成されるNiめっき層の膜厚を0.2μmに変更したこと以外は、実施例1と同様にしてステンレス鋼板の表面にNiストライクめっき層を形成した後、本Niめっきとして、以下の条件でNiめっきを施し、全体のNiめっき層の厚さを表2に示すように調整することにより、ステンレス鋼板の表面にNiめっき層を形成した。
〔Ni本めっきの条件〕
・Niめっき液(ワット浴):硫酸ニッケル300g/L、塩化ニッケル45g/L、ホウ酸35g/L(pH:3.9)
・めっき条件
液温:50℃
電流密度:8A/dm2
・Niめっき液(ワット浴):硫酸ニッケル300g/L、塩化ニッケル45g/L、ホウ酸35g/L(pH:3.9)
・めっき条件
液温:50℃
電流密度:8A/dm2
次に、Snめっき層の厚さを表2に示すように調整したこと以外は、実施例1と同様にしてSnめっきステンレス鋼板を作製した。得られたSnめっきステンレス鋼板のNiめっき層におけるNiの結晶の格子歪率およびSnめっきステンレス鋼板の特性を実施例1と同様にして調べた。その結果を表2に示す。
〈実施例9〉
ステンレス鋼板としてステンレス鋼板Aを用い、ステンレス鋼板Aに実施例3と同様にしてアルカリ脱脂、酸洗およびNiストライクめっきを施した後、以下の条件で本Niめっきを施し、全体のNiめっき層の厚さを表2に示すように調整することにより、ステンレス鋼板の表面にNiめっき層を形成した。
ステンレス鋼板としてステンレス鋼板Aを用い、ステンレス鋼板Aに実施例3と同様にしてアルカリ脱脂、酸洗およびNiストライクめっきを施した後、以下の条件で本Niめっきを施し、全体のNiめっき層の厚さを表2に示すように調整することにより、ステンレス鋼板の表面にNiめっき層を形成した。
〔Ni本めっきの条件〕
・Niめっき液(スルファミン酸浴):塩化ニッケル15g/L、スルファミン酸ニッケル400g/L、臭化ニッケル38g/L(pH:4.2)
・めっき条件
液温:50℃
電流密度:8A/dm2
・Niめっき液(スルファミン酸浴):塩化ニッケル15g/L、スルファミン酸ニッケル400g/L、臭化ニッケル38g/L(pH:4.2)
・めっき条件
液温:50℃
電流密度:8A/dm2
次に、Snめっき層の厚さを表2に示すように調整したこと以外は、実施例1と同様にしてSnめっきステンレス鋼板を作製した。得られたSnめっきステンレス鋼板のNiめっき層におけるNiの結晶の格子歪率およびSnめっきステンレス鋼板の特性を実施例1と同様にして調べた。その結果を表2に示す。
なお、Snめっきステンレス鋼板におけるNiの結晶の格子の長さ(ε)および格子歪率の測定結果の一例として、参考までに、実施例9で得られたSnめっきステンレス鋼板のNiめっき層におけるNiの結晶の格子歪を測定した。その測定結果を図2に示す。実施例9で得られたSnめっきステンレス鋼板では、1/εが0.0039であり、4η2が0.0000502であることから、Niの結晶の格子の長さ(ε)が250nmであり、格子歪率が0.35%であることが確認された。
〈実施例10〜12〉
ステンレス鋼板として表2に示すようにステンレス鋼板Aまたはステンレス鋼板Bを用い、酸洗の条件の液温を常温で行なったこと以外は、実施例3と同様にしてアルカリ脱脂、酸洗およびストライクNiめっきを施した後、実施例10では前記全硫酸塩浴、実施例11では前記ワット浴、実施例12では前記スルファミン酸浴を用いて本Niめっきを施し、Niめっき層の膜厚を表2に示すように調整することにより、ステンレス鋼板の表面にNiめっき層を形成した。
ステンレス鋼板として表2に示すようにステンレス鋼板Aまたはステンレス鋼板Bを用い、酸洗の条件の液温を常温で行なったこと以外は、実施例3と同様にしてアルカリ脱脂、酸洗およびストライクNiめっきを施した後、実施例10では前記全硫酸塩浴、実施例11では前記ワット浴、実施例12では前記スルファミン酸浴を用いて本Niめっきを施し、Niめっき層の膜厚を表2に示すように調整することにより、ステンレス鋼板の表面にNiめっき層を形成した。
次に、前記で得られたNiめっき層が形成されたステンレス鋼板に、実施例1と同様にしてSnめっきを施すことにより、表2に示すSnめっき層の厚さを有するSnめっきステンレス鋼板を作製した。Snめっきステンレス鋼板のNiめっき層におけるNiの結晶の格子歪率およびSnめっきステンレス鋼板の特性を実施例1と同様にして調べた。その結果を表2に示す。
〈比較例1〉
ステンレス鋼板としてステンレス鋼板Aを用い、ステンレス鋼板AにストライクNiめっきを行なわなかったこと以外は、実施例3と同様にしてアルカリ脱脂、酸洗およびNi本めっきを施し、全体のNiめっき層の膜厚を表2に示すように調整し、ステンレス鋼板の表面にNiめっき層を形成した。
ステンレス鋼板としてステンレス鋼板Aを用い、ステンレス鋼板AにストライクNiめっきを行なわなかったこと以外は、実施例3と同様にしてアルカリ脱脂、酸洗およびNi本めっきを施し、全体のNiめっき層の膜厚を表2に示すように調整し、ステンレス鋼板の表面にNiめっき層を形成した。
次に、前記で得られたNiめっき層が形成されたステンレス鋼板Aに、実施例1と同様にしてSnめっきを施すことにより、表2に示すSnめっき層の厚さを有するSnめっきステンレス鋼板を作製した。Snめっきステンレス鋼板のNiめっき層におけるNiの結晶の格子歪率およびSnめっきステンレス鋼板の特性を実施例1と同様にして調べようとしたが、Niめっきの密着性が不良であったため、ウィスカの発生数の評価を行なわなかった。
〈比較例2〉
ステンレス鋼板としてステンレス鋼板Bを用い、ステンレス鋼板BにストライクNiめっきを行なわなかったこと以外は、実施例9と同様にしてアルカリ脱脂、酸洗およびNi本めっきを施すことにより、全体のNiめっき層の膜厚を表2に示すように調整し、ステンレス鋼板の表面にNiめっき層を形成した。
ステンレス鋼板としてステンレス鋼板Bを用い、ステンレス鋼板BにストライクNiめっきを行なわなかったこと以外は、実施例9と同様にしてアルカリ脱脂、酸洗およびNi本めっきを施すことにより、全体のNiめっき層の膜厚を表2に示すように調整し、ステンレス鋼板の表面にNiめっき層を形成した。
次に、前記で得られたNiめっき層が形成されたステンレス鋼板Aに、実施例1と同様にしてSnめっきを施すことにより、表2に示すSnめっき層の厚さを有するSnめっきステンレス鋼板を作製した。Snめっきステンレス鋼板のNiめっき層におけるNiの結晶の格子歪率およびSnめっきステンレス鋼板の特性を実施例1と同様にして調べようとしたが、Niめっきの密着性が不良であったため、ウィスカの発生数の評価を行なわなかった。
〈比較例3〜5〉
ステンレス鋼板として表2に示すようにステンレス鋼板Aまたはステンレス鋼板Bを用い、比較例3と同様にしてアルカリ脱脂および酸洗を施し、以下に示すストライクNiめっきの条件でNiめっき層の厚さが0.2μmになるように調整してストライクNiめっきを施した後、比較例3では前記全硫酸塩浴、比較例4では前記ワット浴、比較例5では前記スルファミン酸浴を用いて本Niめっきを施し、全体のNiめっき層の厚さを表2に示すように調整することにより、ステンレス鋼板の表面にNiめっき層を形成した。
ステンレス鋼板として表2に示すようにステンレス鋼板Aまたはステンレス鋼板Bを用い、比較例3と同様にしてアルカリ脱脂および酸洗を施し、以下に示すストライクNiめっきの条件でNiめっき層の厚さが0.2μmになるように調整してストライクNiめっきを施した後、比較例3では前記全硫酸塩浴、比較例4では前記ワット浴、比較例5では前記スルファミン酸浴を用いて本Niめっきを施し、全体のNiめっき層の厚さを表2に示すように調整することにより、ステンレス鋼板の表面にNiめっき層を形成した。
〔ストライクNiめっきの条件〕
・Niめっき液(ウッド浴):塩化ニッケル240g/L、塩酸125mL/L(pH:1.2)
・めっき条件
液温:35℃
電流密度:8A/dm2
・Niめっき液(ウッド浴):塩化ニッケル240g/L、塩酸125mL/L(pH:1.2)
・めっき条件
液温:35℃
電流密度:8A/dm2
次に、前記で得られたNiめっき層が形成されたステンレス鋼板に、実施例1と同様にしてSnめっきを施すことにより、表2に示すSnめっき層の厚さを有するSnめっきステンレス鋼板を作製し、Snめっきステンレス鋼板のNiめっき層におけるNiの結晶の格子歪率およびSnめっきステンレス鋼板の特性を実施例1と同様にして調べた。その結果を表2に示す。
〈比較例6〜8〉
ステンレス鋼板として表2に示すようにステンレス鋼板Aまたはステンレス鋼板Bを用い、酸洗の条件の液温を50℃で行なったこと以外は、比較例3と同様にしてアルカリ脱脂、酸洗およびストライクNiめっきを施した後、比較例6では前記全硫酸塩浴、比較例7では前記ワット浴、比較例8では前記スルファミン酸浴で本Niめっきを施し、全体のNiめっき層の厚さを表2に示すように調整することにより、ステンレス鋼板の表面にNiめっき層を形成した。
ステンレス鋼板として表2に示すようにステンレス鋼板Aまたはステンレス鋼板Bを用い、酸洗の条件の液温を50℃で行なったこと以外は、比較例3と同様にしてアルカリ脱脂、酸洗およびストライクNiめっきを施した後、比較例6では前記全硫酸塩浴、比較例7では前記ワット浴、比較例8では前記スルファミン酸浴で本Niめっきを施し、全体のNiめっき層の厚さを表2に示すように調整することにより、ステンレス鋼板の表面にNiめっき層を形成した。
次に、前記で得られたNiめっき層が形成されたステンレス鋼板に、実施例1と同様にしてSnめっきを施すことにより、表2に示すSnめっき層の厚さを有するSnめっきステンレス鋼板を作製し、Snめっきステンレス鋼板のNiめっき層におけるNiの結晶の格子歪率およびSnめっきステンレス鋼板の特性を実施例1と同様にして調べた。その結果を表2に示す。
〈比較例9〉
ステンレス鋼板としてステンレス鋼板Aを用い、国際公開第99/25486号の明細書の記載に準じて酸洗の条件の液温を常温で行なったこと以外は、実施例1と同様にしてアルカリ脱脂および酸洗を施した後、以下に示すストライクNiめっきの条件でNiめっき層の厚さが0.2μmとなるように調整してストライクNiめっきを施した。
ステンレス鋼板としてステンレス鋼板Aを用い、国際公開第99/25486号の明細書の記載に準じて酸洗の条件の液温を常温で行なったこと以外は、実施例1と同様にしてアルカリ脱脂および酸洗を施した後、以下に示すストライクNiめっきの条件でNiめっき層の厚さが0.2μmとなるように調整してストライクNiめっきを施した。
次に、前記ワット浴を用い、全体のNiめっき層の膜厚として表2に示すように調整し、ストライクNiめっきを施したステンレス鋼板Aの表面にNiめっき層を形成した。
〔ストライクNiめっきの条件〕
・Niめっき液:硫酸ニッケル200g/L、硫酸50g/L(pH:0.5)
・めっき液の液温:45℃
・電流密度:8A/dm2
・Niめっき液:硫酸ニッケル200g/L、硫酸50g/L(pH:0.5)
・めっき液の液温:45℃
・電流密度:8A/dm2
次に、前記で得られたNiめっき層が形成されたステンレス鋼板に、フェロスタン浴を用いてSnめっきを施すことにより、表2に示すSnめっき層の厚さを有するSnめっきステンレス鋼板を作製し、Snめっきステンレス鋼板のNiめっき層におけるNiの結晶の格子歪率およびSnめっきステンレス鋼板の特性を実施例1と同様にして調べた。その結果を表2に示す。
〈比較例10および11〉
実施例1において、ステンレス鋼板として表2に示すようにステンレス鋼板Aまたはステンレス鋼板Bを用い、Niめっき層の膜厚およびSnめっき層の厚さを表2に示すように変更したこと以外は、実施例1と同様にしてSnめっきステンレス鋼板を作製し、得られたSnめっきステンレス鋼板のNiめっき層におけるNiの結晶の格子歪率およびSnめっきステンレス鋼板の特性を実施例1と同様にして調べた。その結果を表2に示す。
実施例1において、ステンレス鋼板として表2に示すようにステンレス鋼板Aまたはステンレス鋼板Bを用い、Niめっき層の膜厚およびSnめっき層の厚さを表2に示すように変更したこと以外は、実施例1と同様にしてSnめっきステンレス鋼板を作製し、得られたSnめっきステンレス鋼板のNiめっき層におけるNiの結晶の格子歪率およびSnめっきステンレス鋼板の特性を実施例1と同様にして調べた。その結果を表2に示す。
比較例1および2では、ストライクNiめっきが施されていないことから、Snめっきステンレス鋼板のめっきの密着性に劣っていた。比較例3〜9では、水素発生量が多いストライクNiめっきが行なわれたことから、Niめっき層の格子歪率が0.5%を超えたため、温度急変環境下ではウィスカが発生した。比較例10および11では、Niめっき層の厚さが薄いため、ウィスカが発生した。
これに対して、各実施例で得られたSnめっきステンレス鋼板は、いずれも、所望の厚さのNiめっき層およびSnめっき層を有し、Niめっき層におけるNiの結晶の格子歪率が0.5%以下であることから、ウィスカの発生が抑制され、ステンレス鋼板に対するめっき層の密着性が良好であることがわかる。
本発明のSnめっきステンレス鋼板は、例えば、電気機器、電子機器などに使用されるコネクタ、リードフレーム、ハーネスプラグなどの電気接点部品などに使用することが期待されるものである。
Claims (2)
- ステンレス鋼板上に厚さが0.3〜3μmのNiめっき層が形成され、当該Niめっき層上に厚さが0.3〜5μmのSnめっき層が形成されてなるステンレス鋼板であって、前記Niめっき層におけるNiの結晶の格子歪率が0.5%以下であることを特徴とするSnめっきステンレス鋼板。
- リフロー処理が施されていない請求項1に記載のSnめっきステンレス鋼板。
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