用于可移动触点的覆有银的不锈钢带及其制造方法技术

一种用于可移动触点的覆有银的不锈钢带，其具有在至少部分不锈钢基底表面上的包括镍、钴、镍合金和钴合金的任一种的底涂层，且具有作为上层形成的银或银合金层，其中厚度为０．０５至２．０μｍ的铜或铜合金层设置在银或银合金层与底涂层之间；和一种制造上述覆有银的不锈钢带的方法，其中将所述带在非氧化气氛下进行热处理。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种具有长工作寿命的用于电触点的材料，更特别地涉及一种在可用于可移动触点的操作中具有长寿命的覆有银的不锈钢带。
技术介绍
盘簧触点、电刷触点和夹子触点(clip contact)都已经主要用于电触点，如连接器、开关和端子。经常用于触点的复合材料包括具有优良耐蚀性和机械性能的相对便宜的基底如铜合金和不锈钢，且基底涂有电特性和可焊性优良的银。在上述触点用复合材料中，使用不锈钢用于基底的那些能制备小尺寸的触点，因为它们在机械特性和疲劳寿命方面比使用铜合金的触点用复合材料优越。因此，它们用于要求具有长寿命的可移动触点，如触推开关和传感器开关。近年来这些材料常常用于移动电话的按钮，其中由于邮件功能和互联网功能的多样化，移动电话按钮开关的操作次数迅速增加。然而，虽然与覆有银的铜合金相比，覆有银的不锈钢能够制造尺寸小的开关同时增加操作次数，但是存在的问题是因为开关中触点处的压力大，由于银的磨损使得寿命缩短。作为覆有银的或银合金的不锈钢带，常常使用其中基底镀镍的那些。然而，当这种不锈钢带用于开关时，触点处的银由于开关操作次数增加而磨损导致脱落。结果，基底的镀镍层暴露于空气，这增大了接触电阻，且可归因于不导通(mal-continuity)的故障变得明显。实际上，这种现象容易发生具有小直径的圆顶形可移动触点中，这对于开关的进一步小型化是至关重要的技术问题。为了解决该问题，将钯镀在镀镍层上，并在其上另外镀金。然而，由于钯导电性差，触点处电阻增大。因此，镍、铜、镍和金依次镀在不锈钢上以改善导电性。然而，在弯曲过程中，由于镀镍层的硬度，在上层中出现裂纹，以通过使得底涂层暴露在空气中而使耐蚀性劣化，尽管镀镍层本身具有优良的耐蚀性。本专利技术的其它和进一步特征及优点将通过结合附图的以下说明更加充分地体现。附图说明图1是用于按键测试的开关的平面图。图2(a)和2(b)分别示出了图1中用于按键测试的开关沿着A-A线的横截面及其压缩状态。图2(a)典型地示出了操作之前的开关，且图2(b)典型地示出了操作过程中的开关。
技术实现思路
根据本专利技术，提供了以下方式(1)一种用于可移动触点的覆有银的不锈钢带，其具有在不锈钢基底的至少部分表面上的包括镍、钴、镍合金和钴合金的任一种的底涂层，且具有作为上层形成的银或银合金层，其中厚度为0.05至2.0μm的铜或铜合金层设置在银或银合金层与底涂层之间；(2)根据上述第(1)项的用于可移动触点的覆有银的不锈钢带，其中在银或银合金层和铜或铜合金层之间形成银-铜合金层；(3)一种制备用于可移动触点覆有银的不锈钢带的方法，包括以下步骤在不锈钢基底的至少部分表面上形成包括镍、钴、镍合金和钴合金的任一种的底涂层；形成铜或铜合金的中间层；用银或银合金涂覆；和在非氧化气氛下热处理。具体实施例方式通过为了解决传统方法中的问题而进行的深入研究，本专利技术人已发现在使用传统覆有银的不锈钢用于触推开关的情况下，随着连续操作次数的增加，开关发热，且剪切应力反复施加到镀膜上。因此，银层的粘附力降低，容易导致脱落和刮屑，由此通过使氧化的底涂层暴露在空气中而增大接触电阻。本专利技术是基于上述发现而完成的。本专利技术用于可移动触点的覆有银的不锈钢带的优选实施方式及其制造方法将在下面详细说明。本专利技术涉及用于由以下步骤形成的可移动触点的材料，该步骤包括在不锈钢基底的至少部分表面上形成镍、钴、镍合金或钴合金的底涂层；和形成铜或铜合金的中间层，和作为上层的银或银合金层。使用上述触点材料，即使增加开关操作次数，接触电阻也几乎不增大。因为不锈钢基底当用于可移动触点时担负机械强度，所以具有优良应力松弛特性并很难发生疲劳断裂的张力退火材料(tension anneal material)和硬化冷轧材料(temper rolling material)如SUS301、SUS304和SUS316通常用作在本专利技术中的不锈钢基底。布置形成于不锈钢基底上的底涂层以提高不锈钢和铜或铜合金层之间的粘附力。此外，铜或铜合金中间层能提高底涂层和银或银合金层之间的粘附力。形成底涂层的金属选自镍、钴、镍合金和钴合金中任一种，且优选为镍。底涂层优选使用例如含氯化镍和游离盐酸的电解质溶液、并使用不锈钢基底作为负极通过电解形成0.05至2.0μm的镀覆厚度。(尽管在后面说明了使用镍作为用于底涂层的金属的实施例，但是，金属并不限于镍，在钴、镍合金或钴合金的情况下同样的说明也是有效的。)因为降低传统银层和银合金层之间粘附力的原因是底涂层的氧化和反复施加的大剪切应力，所以作为其的对抗措施必须避免底涂层的氧化，并开发一种即使通过施加剪切力也不会使其粘附力劣化的材料。本专利技术中为了避免底涂层被氧化，设置包括铜或铜合金的中间层。由于氧渗透到银层中而发生氧化。当通过布置铜或铜合金来形成银-铜合金层时，银-铜合金层抑制氧的渗透，起到防止粘附力降低的作用。对剪切应力的抵抗力通过用于在相邻两层(银和铜、铜和镍)之间形成固溶体的组合得到改善。对剪切应力的抗裂强度在传统Ag层-Ni层之间弱，因为镍在银中的固体浓度非常小。通过深入研究，本专利技术人发现通过在银和镍之间形成铜层而在界面上形成银和铜的合金，以提高抗剪切应力的强度。在本专利技术中，虽然底涂层、铜或铜合金层和银或银合金层的每一层可以用任何方法如电镀法、无电镀法、化学/物理沉积法来形成，但是从生产率和成本的角度来看电镀法是最有利的。虽然上述每一层可以形成在不锈钢基底的整个表面上，但是仅在触点部分形成涂层在经济上是有利的。此外，为了改善粘附强度，当在非氧化气氛下实施热处理时，银易于扩散，由此提高抗剪切应力的强度。这是因为银-铜合金层变厚了。然而，过度热处理反而使接触稳定性劣化，因为表面层中的所有银都并入合金中。此外，当银-铜合金层变厚时，导电性降低。银-铜合金层的厚度优选为0.1μm或更小。尽管没有特别限定下限，但通常为0.01μm或更大。优选加热条件为在200～400℃下加热1分钟至5小时。虽然氢气、氦气、氩气或氮气都可以用作非氧化气氛气体，但是优选氩气。通过将银或银合金涂层的厚度控制在0.5～2.0μm，由于即使在加热后银残留在表面上，接触稳定性变得优良。对于银合金，优选在银中添加0.1～2.0质量％的锑以改善耐磨性。铜或铜合金层的厚度优选为0.05～2.0μm，更优选在0.1～1.2μm的范围内。虽然铜或铜合金的组成并没有特别限制，但是优选纯铜和含有1～10质量％的选自锡、锌和镍中一种或多种元素的铜合金。太薄或太厚的铜或铜合金层不是优选的，因为在前者的情况下几乎不能显示出提供该层的作用，而在后者的情况下降低基底可移动触点的作用力(actionforce)。构成底涂层的镍和钴并没有特别限制。然而，除纯镍外，优选含有1～10质量％钴的镍合金。当镍或镍合金的底涂层的厚度太薄时，底涂层的作用小，而当厚度太厚时，基底可移动触点的作用力减小。在本专利技术中，覆有银的不锈钢带的尺寸依据其用途而不同，且没有特别限制。例如，该带可以是带厚为0.03～0.20mm、且带宽为3～50mm的连续带。带长没有特别限制，且例如可以由连续方法制造。作为可移动触点的本专利技术覆有银的不锈钢带即使通过反复施加剪切应力也有优良的镀层粘附性，且作为开关的寿命得到改善。进一步，本专利技术制造覆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于可移动触点的覆有银的不锈钢带，其具有在不锈钢基底至少部分表面上形成的镍、钴、镍合金和钴合金的任一种的底涂层，且具有作为上层形成的银或银合金层，其中厚度为０．０５至２．０μｍ的铜或铜合金层设置在银或银合金层与底涂层之间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2003-10-31 372008/20031.一种用于可移动触点的覆有银的不锈钢带，其具有在不锈钢基底至少部分表面上形成的镍、钴、镍合金和钴合金的任一种的底涂层，且具有作为上层形成的银或银合金层，其中厚度为0.05至2.0μm的铜或铜合金层设置在银或银合金层与...

【专利技术属性】
技术研发人员：铃木智，三原邦照，德原直文，
申请(专利权)人：古河电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]