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金-鉄系アモルファス合金めっき薄膜の成膜方法、電気めっき液、及び金-鉄系アモルファス合金めっき薄膜

国内特許コード P150012008
整理番号 1513
掲載日 2015年6月3日
出願番号 特願2014-087884
公開番号 特開2015-071820
出願日 平成26年4月22日(2014.4.22)
公開日 平成27年4月16日(2015.4.16)
優先権データ
  • 特願2013-186236 (2013.9.9) JP
発明者
  • 逢坂 哲彌
  • 横島 時彦
  • 杉山 敦史
  • 蜂巣 琢磨
出願人
  • 学校法人早稲田大学
発明の名称 金-鉄系アモルファス合金めっき薄膜の成膜方法、電気めっき液、及び金-鉄系アモルファス合金めっき薄膜
発明の概要 【解決手段】水溶性金塩、水溶性鉄塩、クエン酸及びグリシンを含有し、pHが4~11である電気めっき液を用い、電流密度を20mA・cm-2以上とした電気めっきにより、被めっき物に、金と鉄とを含むアモルファス合金めっき薄膜を成膜する。
【効果】本発明の金-鉄系アモルファス合金めっき薄膜は、微細結晶を有さない均質なアモルファスにより形成されており、従来の硬質金めっき薄膜や、アモルファス金合金めっき薄膜では得られなかった高い硬度を有することから、複雑で微細なマイクロコネクターやマイクロリレーなどの接点材料として有効に利用することができる。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要



電気工業分野で使用される機能性金薄膜のうち、金に、数原子%のコバルト、ニッケルなどの金属元素を添加して、ヌープ硬度を増加させた硬質金薄膜は、硬度が比較的高く、耐磨耗性に優れた膜であり、コネクター、リレーなどの接点材料に利用されている。接点材料に使用される硬質金薄膜を形成する方法としては、電気めっき法による成膜法が広く利用されている。この方法によって成膜される硬質金めっき薄膜が高い硬度を有するのは、コバルト、ニッケルなど他の成分が混入することによって、結晶粒径が微細化されることによると考えられている。





しかしながら、電子デバイスの小型化、高密度化の流れの中で、電気接点のサイズも縮小していくことが考えられ、電気接点のサイズが、硬質金めっき薄膜の結晶粒径である20~30nmに近づいたときには、電気接点を構成する結晶の数が極端に減少して、硬度を維持することが困難になることが予想される。例えば、電気接点の接触幅約10μm、ピッチ80μm程度のマイクロコネクターの報告もあり、今後の電子機器の小型化に伴う電気接点の縮小化が検討されている。電気接点の接触幅が狭くなると、結晶粒径の微細化が従来程度では、硬質金めっき薄膜であっても、硬度の維持が難しくなることが懸念され、更に高硬度化された硬質金めっき薄膜の実用化が求められている。





また、現行の接点材料は、その製造費の90%以上が金の材料費であり、金の使用量を低減した上で、高硬度と、電気接点としての電気的特性の維持とを達成した接点材料が求められている。

産業上の利用分野



本発明は、電気機器部品の端子などに用いられる接点材料として有用であり、電気特性及び機械特性に優れた金-鉄系アモルファス合金めっき薄膜の成膜方法、その成膜に好適な電気めっき液、及び金-鉄系アモルファス合金めっき薄膜に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
水溶性金塩、水溶性鉄塩、クエン酸及びグリシンを含有し、pHが4~11である電気めっき液を用い、電流密度を20mA・cm-2以上とした電気めっきにより、被めっき物に、金と鉄とを含むアモルファス合金めっき薄膜を成膜することを特徴とする金-鉄系アモルファス合金めっき薄膜の成膜方法。

【請求項2】
上記電気めっき液が、水溶性金塩を金基準で0.01~0.1mol・dm-3の濃度、水溶性鉄塩を鉄基準で0.02~0.2mol・dm-3の濃度、クエン酸を0.01~0.4mol・dm-3の濃度、グリシンを0.01~3mol・dm-3の濃度で含有することを特徴とする請求項1記載の金-鉄系アモルファス合金めっき薄膜の成膜方法。

【請求項3】
電気めっきにより成膜した薄膜を、200~600℃で熱処理することを特徴とする請求項1又は2記載の金-鉄系アモルファス合金めっき薄膜の成膜方法。

【請求項4】
金-鉄系アモルファス合金めっき薄膜の成膜に用いる電気めっき液であって、水溶性金塩、水溶性鉄塩、クエン酸及びグリシンを含有し、pHが4~11であることを特徴とする電気めっき液。

【請求項5】
水溶性金塩を金基準で0.01~0.1mol・dm-3の濃度、水溶性鉄塩を鉄基準で0.02~0.2mol・dm-3の濃度、クエン酸を0.01~0.4mol・dm-3の濃度、グリシンを0.01~3mol・dm-3の濃度で含有することを特徴とする請求項4記載の電気めっき液。

【請求項6】
金と鉄とを含有し、金と鉄との比率が、金:鉄=35:65~65:35(mol比)であり、微細結晶を有さない均質なアモルファスで形成されていることを特徴とする金-鉄系アモルファス合金めっき薄膜。

【請求項7】
ヌープ硬度Hkが500以上であることを特徴とする請求項6記載の金-鉄系アモルファス合金めっき薄膜。

【請求項8】
比抵抗が100Ω・cm以下であることを特徴とする請求項7記載の金-鉄系アモルファス合金めっき薄膜。

【請求項9】
更に、炭素を含有し、金と炭素との比率が、金:炭素=90:10~60:40(mol比)であることを特徴とする請求項6乃至8のいずれか1項記載の金-鉄系アモルファス合金めっき薄膜。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2014087884thum.jpg
出願権利状態 公開
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