金屬覆膜形成方法、金屬覆膜形成產(chǎn)品的制造方法以及制造裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供在容易形成氧化覆膜、鈍化膜的母材金屬上即使在進行金等貴金屬電鍍的情況下也能夠以低成本形成密接性優(yōu)越的電鍍層的金屬覆膜形成法、以及金屬覆膜形成產(chǎn)品的制造方法與制造裝置。金屬覆膜形成法包括：表面活化工序，向母材金屬的表面照射激光束而對母材金屬進行表面活化；貴金屬納米粒子分散液涂覆工序，對母材金屬的表面涂覆使貴金屬納米粒子分散于溶劑中的貴金屬納米粒子分散液；以及貴金屬納米粒子燒結(jié)工序，向涂覆于母材金屬的表面的貴金屬納米粒子分散液照射激光束而對貴金屬納米粒子進行燒結(jié)。另外，在同一生產(chǎn)線上進行對母材金屬進行沖壓加工的連續(xù)沖壓工序、對母材金屬的表面進行貴金屬電鍍的金屬覆膜形成工序。
【專利說明】金屬覆膜形成方法、金屬覆膜形成產(chǎn)品的制造方法以及制造裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬覆膜形成方法、金屬覆膜形成產(chǎn)品的制造方法以及制造裝置，特別地涉及適合于向電子設(shè)備用的連接器、開關(guān)、存儲卡、引線框、MEMS (Micro ElectroMechanical Systems微機電系統(tǒng))傳感器等所使用的接點、端子材料形成導(dǎo)電性覆膜的金屬覆膜形成方法、金屬覆膜形成產(chǎn)品的制造方法以及制造裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]手機、智能手機、USB存儲器、SD卡等用的電接點能夠使用通過精密且微細的金屬沖壓加工而進行成形加工的端子零件。就電接點用等的端子零件的制造而言，通過金屬沖壓加工機器而進行沖壓成形加工，然后，對其進行金、銀的局部電鍍。在沖壓加工中通常使用高速曲柄沖床，該高速曲柄沖床使用了連續(xù)(順送)沖壓模具。在要求復(fù)雜且精密的電接點構(gòu)造的連接器中有使用高速伺服沖床的趨勢，另外，在大電流容量的大功率器裝置用連接器中有使用鍛壓機等的趨勢。沖壓加工與電鍍加工因生產(chǎn)線速度的不同而通常在不同的生產(chǎn)線中進行。因此，在提高端子零件的生產(chǎn)率方面存在限度。另外，對于電鍍加工而言，為了進行局部電鍍，需要使用專用掩膜、局部電鍍抗蝕劑的涂覆、顯影、電鍍抗蝕劑的剝離等工序，因此價格高昂。另外，濕式的電鍍方法多使用成為環(huán)境污染的原因的藥品，因此廢液處理、排水處理所需的成本提高，從而價格高昂。
[0003]作為解決上述的課題的方法，存在專利文獻I所記載的電鍍方法。在該專利文獻I中記載有如下方法:相對于由通過金屬沖壓加工而被沖裁的銅合金構(gòu)成的陰型端子零件，在進行曲折加工之前以噴墨印刷方式將包括導(dǎo)電性粒子(金粒子)的墨水印刷在與陽型端子接觸的部分，然后將脈沖激光束照射在印刷位置，從而在端子零件的表面形成所希望的厚度與大小的電鍍層。在照射激光束之前，使溶劑干燥而將其除去。而且，在該專利文獻I中，在形成電鍍層之后，對其進行曲折加工而制造陰型端子。另外，在專利文獻I中，在進行現(xiàn)有的沖裁、曲折加工的端子零件的生產(chǎn)線組裝有上述噴墨裝置與脈沖激光束照射裝置，從而能夠按順序制造端子。
[0004]另外，在專利文獻2中公開有如下方法:在通過疏液劑覆蓋層對表面進行涂裝的基板上以規(guī)定的涂覆液厚度涂覆金屬納米粒子分散液，從該涂覆液層的表面，垂直照射規(guī)定波長的激光，選擇性地除去與金屬納米粒子分散液接觸的疏液劑覆蓋層的激光曝光區(qū)域，繼續(xù)向涂覆液層照射規(guī)定的波長的激光，使基板與涂覆液層的界面的溫度上升，從而在該基板表面形成表示高密接性的金屬納米粒子燒結(jié)膜。
[0005]專利文獻1:日本特開2004-259674號
[0006]專利文獻2:日本特開2009-283783號
[0007]在專利文獻I中，將銅合金用作端子零件的材料。而且，在專利文獻I中記載有如下技術(shù)內(nèi)容:導(dǎo)電性粒子是熔點為1064°C的金粒子，與銅的熔點1083°C幾乎相同，因此能夠?qū)㈠兘饘庸潭ㄓ阢~母材表面。另外，記載有如下技術(shù)內(nèi)容:在對端子零件實施鍍錫的情況下，錫的熔點為232°C較低，因此金粒子不會熔融，僅鍍錫層被熔融，因此金粒子如軟釬焊那樣固定于鍍錫層表面。
[0008]但是，對于專利文獻I而言，金粒子與銅母材在熔點方面不存在差異，因此實際上形成鍍金層而不使母材熔融損傷較困難。另外，為了加熱至金的熔點，激光照射時間變長。因此，形成電鍍層的工序的生產(chǎn)線速度存在與沖壓工序的生產(chǎn)線速度相比大幅度地延遲的可能性，從而將形成電鍍層的工序串聯(lián)于金屬連續(xù)沖壓加工中實際上較困難。另外，在具有鍍錫層的端子零件的情況下，金粒子分散于熔融的鍍錫層中，從而也產(chǎn)生無法形成鍍金的表層的課題。
[0009]另外，在專利文獻2中示出了使用銅、銅合金基板等金屬基板的技術(shù)。利用激光照射來進行局部加熱，伴隨著基板表面的溫度上升而引起相互擴散，由此能夠獲得金屬基板表面與金屬納米粒子燒結(jié)膜界面的較高的密接。銅、銅合金公知為容易引起與金、銀等金屬相互擴散的金屬。為此，能夠獲得密接性優(yōu)越的金屬納米粒子燒結(jié)膜，但在金屬納米粒子燒結(jié)膜的厚度為Iym以下較薄的情況下，基底銅原子擴散至表面而在表面形成銅與金屬納米粒子燒結(jié)膜的合金層。
[0010]因此，最近，在連接器等接觸端子中，為了防止因合金層形成而使電阻降低，通常在銅、銅合金的表面設(shè)置鍍鎳層作為銅的擴散阻擋層。另外，最近，代替銅、銅合金，能夠使用更加廉價的SUS304等不銹鋼材料。根據(jù)本發(fā)明人等的研究，在上述鍍鎳、不銹鋼的表面具有牢固的鈍化覆膜層，因此在專利文獻1、專利文獻2所記載的方法中，形成密接性優(yōu)越的電鍍層較困難。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的在于提供一種即使在容易形成氧化覆膜、鈍化膜的母材金屬上進行金等貴金屬電鍍的情況下也能夠以低成本形成密接性優(yōu)越的電鍍層的金屬覆膜形成方法。
[0012]另外，本發(fā)明的其他的目的在于提供一種能夠在包括連續(xù)沖壓工序的端子零件等的沖壓生產(chǎn)線中串聯(lián)電鍍工序的金屬覆膜形成產(chǎn)品的制造方法與制造裝置。
[0013]本發(fā)明是一種對母材金屬的表面進行貴金屬電鍍的金屬覆膜形成方法，其特征在于，包括:表面活化工序，向母材金屬的表面照射激光束而對母材金屬進行表面活化；貴金屬納米粒子分散液涂覆工序，在母材金屬的表面涂覆使貴金屬納米粒子分散于溶劑中的貴金屬納米粒子分散液；以及貴金屬納米粒子燒結(jié)工序，向涂覆于母材金屬的表面的貴金屬納米粒子分散液照射激光束而對貴金屬納米粒子進行燒結(jié)。
[0014]另外，本發(fā)明是包括對母材金屬進行沖壓加工的連續(xù)沖壓工序、對母材金屬的表面進行貴金屬電鍍的金屬覆膜形成工序的金屬覆膜形成產(chǎn)品的制造方法與制造裝置，金屬覆膜形成產(chǎn)品的制造方法的特征在于，連續(xù)沖壓工序與金屬覆膜形成工序在同一生產(chǎn)線上進行，金屬覆膜形成工序包括:清洗工序，除去附著于母材金屬的表面的油；疏液劑涂層工序，向經(jīng)過了清洗工序的母材金屬的表面涂層疏液劑；表面活化工序，向經(jīng)過了疏液劑涂層工序的母材金屬的實施有貴金屬電鍍的區(qū)域照射激光束而使其表面活化；貴金屬納米粒子分散液涂覆工序，以非接觸方式向經(jīng)過了表面活化工序的母材金屬的進行了表面活化的區(qū)域涂覆使貴金屬納米粒子分散于溶劑中的貴金屬納米粒子分散液；溶劑干燥工序，利用遠紅外線加熱器使涂覆于經(jīng)過了貴金屬納米粒子分散液涂覆工序的母材金屬的貴金屬納米粒子分散液中的溶劑的一部分蒸發(fā)；以及貴金屬納米粒子燒結(jié)工序，向涂覆于經(jīng)過了干燥工序的母材金屬且溶劑局部蒸發(fā)的貴金屬納米粒子分散液照射激光束而對上述貴金屬納米粒子進行燒結(jié)。
[0015]另外，本發(fā)明的金屬覆膜形成產(chǎn)品的制造方法與制造裝置優(yōu)選在母材金屬設(shè)置有位置確定部，金屬覆膜形成工序中的表面活化工序、貴金屬納米粒子分散液涂覆工序、以及貴金屬納米粒子燒結(jié)工序以如下方式實施:以非接觸的方式對位置確定部進行檢測，從而使表面活化工序中的激光束照射區(qū)域、貴金屬納米粒子分散液涂覆工序中的貴金屬納米粒子分散液涂覆區(qū)域、以及貴金屬納米粒子燒結(jié)工序中的激光束照射區(qū)域重疊。
[0016]本發(fā)明的效果如下。
[0017]根據(jù)本發(fā)明，在容易形成氧化覆膜、鈍化膜的母材金屬上即使在進行金等貴金屬電鍍的情況下也能夠以低成本形成密接性優(yōu)越的電鍍層。
[0018]另外，根據(jù)本發(fā)明，能夠在包含連續(xù)沖壓工序的端子零件等的沖壓生產(chǎn)線串聯(lián)電鍍工序。
[0019]上述的以外的課題、結(jié)構(gòu)以及效果通過以下的實施方式的說明變得明確。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是表示本發(fā)明的實施例的金屬覆膜形成產(chǎn)品的制造設(shè)備的圖。
[0021]圖2是表示被沖壓成形的連接器用的端子零件的形狀的圖。
[0022]圖3是表示通過X線光電子分光法對實施了電鍍鎳的不銹鋼SUS304的表面活化處理前后的氧化覆膜的狀態(tài)進行分析的結(jié)果的圖。
[0023]圖4是對使用了位置確定部的金屬條(母材金屬)的定位方法進行說明的圖。
[0024]圖5是表示本發(fā)明的其他的實施例的金屬覆膜形成產(chǎn)品的制造設(shè)備的圖。
[0025]圖6是表示實施了導(dǎo)孔加工的金屬條的形狀的圖。
[0026]圖7是表示在本發(fā)明的實施例所使用的遠紅外線加熱器的分光輻射率的圖。
[0027]圖8是表示在本發(fā)明的實施例所使用的遠紅外線加熱器的分光輻射發(fā)散度曲線的圖。
[0028]圖9是表示在本發(fā)明的實施例所使用的金納米粒子分散液的紅外透過光譜的圖。
[0029]圖10是表示實施了沖壓成形與貴金屬電鍍的連接器用的端子零件的形狀的圖。
[0030]圖中:
[0031]I一金屬條，2、2’ 一卷軸，3—卷出卷軸支架，5—連續(xù)沖壓模具，6—高速沖壓機器，7、7’ 一清洗槽，9一疏液處理槽，11 一表面活化用激光照射裝置，12—貴金屬納米粒子分散液涂覆裝置，13—紅外線干燥爐，14 一遠紅外線加熱器，15—燒結(jié)用激光照射裝置，16—卷繞卷軸支架。

【具體實施方式】
[0032]以下，使用附圖對本發(fā)明的實施例進行說明。
[0033]首先，對本發(fā)明的原委進行說明。
[0034]本發(fā)明涉及作為端子零件等電接點所使用的金、銀等貴金屬電鍍而形成貴金屬納米粒子燒結(jié)膜的金屬覆膜形成方法。
[0035]貴金屬納米粒子燒結(jié)膜若如專利文獻2所記載那樣形成，則是密接性優(yōu)越的金屬覆膜。但是，當在不銹鋼材料、將電鍍鎳施加于表面的磷青銅等母材金屬(基材)上形成貴金屬納米粒子燒結(jié)膜的情況下，因形成于母材金屬的表面的鈍化膜(氧化覆膜)而使形成密接性優(yōu)越的貴金屬納米粒子燒結(jié)膜較困難。
[0036]即，在不銹鋼材料的情況下，包含鎳、鉻等，在表面形成上述的氧化物主體的鈍化膜。不銹鋼材料通過該鈍化膜的形成而使耐腐蝕性提高，但因濕式的電鍍向不銹鋼材料形成密接性優(yōu)越的貴金屬電鍍膜也較困難。不銹鋼的鈍化膜的厚度通常為I?10nm。該鈍化膜非常致密且較穩(wěn)定，因此表示高耐腐蝕性。鈍化膜能夠被鹽酸等包含齒素的酸性的水溶液迅速地溶解除去。但是，在貴金屬納米粒子燒結(jié)膜的形成工序中，期望在干燥工序中除去鈍化膜而不使用上述化學藥品。并且，例如，在向使用了 100?1000spm(spm:每一分鐘的沖壓噴丸數(shù)(沖裁、彎曲、鍛造加工等的沖壓機下降的加工次數(shù)))的連續(xù)沖壓模具的高速沖壓生產(chǎn)線導(dǎo)入電接點用的貴金屬納米粒子燒結(jié)膜的形成工序(貴金屬電鍍工序)的情況下，必須在0.06秒以下的時間內(nèi)除去鈍化膜，但目前未考慮實現(xiàn)上述的鈍化膜的除去的方法。
[0037]另外，通過電鍍等形成于磷青銅上等的鍍鎳膜與不銹鋼相同地在表面形成氧化覆膜(氧化鎳膜)，從而形成密接性優(yōu)越的貴金屬電鍍膜較困難。在對鍍鎳膜實施貴金屬的電鍍的情況下進行鎳基底電鍍，該鎳基底電鍍使用了稱為能夠溶解除去表面的氧化鎳膜的特殊的木鎳浴(鹽酸浴)的電鍍浴。該木鎳基底電鍍也總稱為打底鍍鎳，浴電壓較高，從而能夠進行通常0.1 μ m左右的錨定效應(yīng)(制動效應(yīng))較高的極薄的鎳電鍍。若在該極薄的打底鍍鎳膜的表面使用包含氰化合物的鍍銀液或者鍍金液，則能夠進行貴金屬的電鍍而不會使鎳面被氧化。但是，對于上述的電鍍而言，低成本化較困難，另外，使用氰化合物等、對人體有害的化學藥品、與環(huán)境污染牽連的化學物質(zhì)。另外，上述的電鍍例如無法導(dǎo)入使用了100?100spm的連續(xù)沖壓模具的高速沖壓生產(chǎn)線。
[0038]若能夠通過干燥工序除去形成于不銹鋼表面、電鍍鎳表面的鈍化膜(氧化覆膜)，則能夠形成密接性優(yōu)越的貴金屬納米粒子燒結(jié)膜。另外，若能夠高速地除去鈍化膜(氧化覆膜)，則例如存在能夠向100?100spm的高速沖壓生產(chǎn)線導(dǎo)入貴金屬納米粒子燒結(jié)膜的形成工序(貴金屬電鍍工序)的可能性。
[0039]本發(fā)明人等進行各種研究的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了在大氣壓條件下，通過向不銹鋼、電鍍鎳膜等母材金屬(基材)照射激光束，雖也與加工范圍(面積)的大小相關(guān)，但能夠在最短0.0l秒以下的時間內(nèi)除去鈍化膜(氧化覆膜)。
[0040]S卩，本發(fā)明人等發(fā)現(xiàn)了通過向金屬應(yīng)用激光打印法，能夠在最短0.0l秒以內(nèi)瞬時地除去鈍化膜(氧化覆膜)。這滿足向例如使用了 100?100spm的連續(xù)沖壓模具的高速沖壓生產(chǎn)線導(dǎo)入電接點用的貴金屬納米粒子燒結(jié)膜的形成工序(貴金屬電鍍工序)的情況所需的加工時間(0.06秒以下)。
[0041]在向金屬進行的激光彩色打印中使用YAG激光的基波(1064nm)及其第二、第三、第四高次諧波。對于激光彩色打印而言，將該特定波長的激光在大氣中向金屬表面照射，從而在金屬表面的僅激光照射部局部地形成氧化覆膜、氮化膜，利用通過該氧化覆膜、氮化膜的厚度產(chǎn)生的干涉色進行打印。對于該方法而言，干涉色的色彩因氧化覆膜、氮化膜的厚度選定而變化，因此也被稱為激光著色或者激光彩色打印等。
[0042]本發(fā)明人等發(fā)現(xiàn)了若將調(diào)整了波長、頻率、輸出的激光在大氣中向金屬表面照射，則能夠僅除去金屬表面的鈍化膜(氧化覆膜)，并且在大氣中也能夠不產(chǎn)生氧化覆膜、氮化膜。
[0043]另外，在向金屬表面涂覆金屬納米粒子分散液(通常，稱為金屬納米粒子墨水、金屬納米粒子的導(dǎo)電性糊料等)并對金屬納米粒子進行激光燒結(jié)的情況下，如專利文獻2所記載那樣，采取如下方法:向金屬表面預(yù)先涂覆疏液劑，防止因噴墨印刷等而導(dǎo)致的排出墨水(金屬納米粒子分散液)的飛散、表面擴張，從而進行穩(wěn)定的形狀的圖案印刷。為了獲得與基材的密接性優(yōu)越的金屬納米粒子燒結(jié)膜，需要與鈍化膜同時除去疏液劑。本發(fā)明人等也發(fā)現(xiàn)了對條件進行調(diào)整從而能夠通過一次的激光束照射同時除去表面的疏液劑與不銹鋼表面、鍍鎳表面的鈍化膜。
[0044]在本發(fā)明中，通過激光束照射同時除去該疏液劑與表面的鈍化膜，并且在金屬表面瞬時形成新生面而在大氣中也不形成新的鈍化膜，從而在該新生面上形成高密接性的貴金屬納米粒子燒結(jié)膜(激光燒結(jié)膜)。換言之，在本發(fā)明中，以能夠形成高密接性的貴金屬納米粒子燒結(jié)膜的方式在涂覆貴金屬納米粒子分散液之前，通過激光束照射來進行母材金屬的表面活化。
[0045]在本發(fā)明中，通過基于激光束照射的簡易的干燥工序除去鈍化膜，能夠在不銹鋼、鍍鎳磷青銅等母材金屬形成高密接性的貴金屬納米粒子燒結(jié)膜。
[0046]另外，例如，在貴金屬電鍍膜形成工序向100?100spm的高速沖壓生產(chǎn)線串聯(lián)中，需要對一點在0.6?0.06秒內(nèi)對貴金屬納米粒子進行燒結(jié)，但通過組合非接觸式的貴金屬納米粒子分散液印刷等，能夠作為選擇性的貴金屬電鍍于端子零件等的電接點部的局部電鍍膜形成工序?qū)攵俗恿慵鹊臎_壓成形加工生產(chǎn)線。沖壓成形加工與貴金屬納米粒子燒結(jié)膜形成工序被一體化，從而還能夠大幅度地減少端子零件等的制造成本。
[0047]另外，本發(fā)明的金屬覆膜形成方法(貴金屬電鍍方法)與濕式的電鍍進行比較，存在接下來的效果。即，不使用對人體有害的化學藥品、與環(huán)境污染牽連的化學物質(zhì)，因此能夠?qū)崿F(xiàn)較安全且對地球環(huán)保有效的制造方法。另外，能夠使工序簡化，并且不需要濕式的電鍍的廢液處理、清洗排水的處理裝置。據(jù)此，節(jié)能對策優(yōu)越，能夠減少大幅度的CO2，從而也能夠?qū)Ψ乐沟厍蜃兣鞒鲐暙I。另外，在濕式的局部電鍍中，通過電鍍掩膜、抗蝕劑膜進行局部電鍍，但由于來自電鍍掩膜的電鍍液的浸透、因電鍍液浸潰而使局部電鍍抗蝕劑剝離等原因，例如，Φ0.1mm?Φ0.5mm左右的微細局部電鍍變得困難。在本發(fā)明中，應(yīng)用貴金屬納米粒子分散液的精密微細印刷，從而能夠容易地實現(xiàn)Φ0.1mm?Φ0.5_左右的微細電鍍。另外，與濕式的電鍍的基于機械掩蔽法的局部電鍍進行比較，能夠?qū)①F金屬的使用量(單位面積重量)減少為1/10以下，從而能夠大幅度地降低成本。
[0048]接下來，使用附圖，對本發(fā)明的實施例的金屬覆膜形成產(chǎn)品的制造方法以及制造裝置的概要進行說明。
[0049]以下進行說明的本發(fā)明的實施例在利用連續(xù)沖壓模具的高速金屬沖壓成形加工生產(chǎn)線依次配置金屬表面活化用的激光照射工序、貴金屬納米粒子分散液涂覆工序、使貴金屬納米粒子分散液中的溶劑高速干燥的工序，然后設(shè)置將激光連續(xù)地向貴金屬納米粒子分散液照射的工序，從而在金屬沖壓成形加工品的表面形成高密接性的金屬覆膜。
[0050]圖1表示本發(fā)明的實施例的金屬覆膜形成產(chǎn)品的制造設(shè)備。金屬覆膜形成產(chǎn)品的制造設(shè)備構(gòu)成為在同一生產(chǎn)線上進行對母材金屬進行沖壓加工的連續(xù)沖壓工序與對母材金屬的表面進行貴金屬電鍍的金屬覆膜形成工序，并具備:將母材金屬作為金屬條I而供給的金屬條供給裝置亦即卷出卷軸支架3 ;作為實施連續(xù)沖壓工序的沖壓裝置的高速沖壓機器6 ;在沖壓工序中除去附著于母材金屬的表面的油的清洗槽7 ;向母材金屬的表面涂層疏液劑的疏液處理槽9 ;照射使母材金屬的實施有貴金屬電鍍的區(qū)域進行表面活化的激光束的表面活化用激光照射裝置11 ;以非接觸的方式對母材金屬的進行了表面活化的區(qū)域涂覆使貴金屬納米粒子在溶劑中分散的貴金屬納米粒子分散液的貴金屬納米粒子分散液涂覆裝置12 ;具備多個使涂覆于母材金屬的貴金屬納米粒子分散液中的溶劑的一部分蒸發(fā)的遠紅外線加熱器14的紅外線干燥爐13 ;向溶劑局部蒸發(fā)的貴金屬納米粒子分散液照射激光束而對貴金屬納米粒子進行燒結(jié)的燒結(jié)用激光照射裝置15 ;以及作為卷繞金屬條的卷繞裝置的卷繞卷軸支架16。
[0051]在卷出卷軸支架3懸架有卷繞了長度100?500m左右的金屬條I的卷軸2。例如在連接器用途中，金屬條I是實施了厚度0.8?1.5 μ m左右的鎳電鍍的磷青銅或者不銹鋼(SUS304等)。金屬條I的厚度在0.1mm?0.5mm左右的范圍內(nèi)，根據(jù)連接器的種類而被選定。金屬條I以與高速沖壓機器6的連續(xù)沖壓模具5的寬度一致的方式分切加工成1mm?10mm左右的寬度。
[0052]從卷出卷軸支架3經(jīng)由導(dǎo)輥4將金屬條I向搭載于高速沖壓機器6的連續(xù)沖壓模具5連續(xù)地送出。在高速沖壓機器6中使用連續(xù)沖壓模具5進行100?100spm左右的端子零件的沖壓成形加工。
[0053]圖2表示被沖壓成形的連接器用的端子零件的形狀的一個例子。在端子零件存在插入端子零件(陽端子)與成為插入端子的接受側(cè)的接受端子(陰端子)。圖2表示插入端子零件的例子。插入端子零件由電接點部20、外部連接端子21構(gòu)成，在電接點部20具有對與陰端子接觸的接觸部分實施貴金屬的局部電鍍處理的電鍍區(qū)域22。作為貴金屬電鍍使用鍍銀、鍍鈀、鍍金等，但從價格與接觸阻力的穩(wěn)定性來看經(jīng)常使用鍍金。使用于連接器的端子零件的主材料經(jīng)常使用彈性較高的磷青銅，但最近為了減少成本也使用不銹鋼。就對上述主材料的貴金屬電鍍而言，在磷青銅的情況下，進行鎳基底電鍍，對其上進行貴金屬電鍍。鎳基底電鍍的目的在于防止磷青銅所包含的銅向貴金屬電鍍表面的固相擴散。
[0054]在沖壓工序中，以使表面活化用激光照射裝置11中的激光束照射區(qū)域、貴金屬納米粒子分散液涂覆裝置12中的貴金屬納米粒子分散液涂覆區(qū)域、以及燒結(jié)用激光照射裝置15中的激光束照射區(qū)域重疊的方式，形成有在對設(shè)置于上述的裝置的輸送裝置18a、18c進行驅(qū)動控制時所使用的位置確定用的導(dǎo)孔(位置確定部)23。對使用了位置確定部的輸送裝置的驅(qū)動控制進行后述。
[0055]在高速沖壓機器6中，沖裁、彎曲、延展、鍛造等沖壓成形加工結(jié)束的金屬條I被導(dǎo)入清洗槽7。清洗槽7具有2m左右的長度，為了使浸潰長度增長，設(shè)置多個導(dǎo)輥8，以使金屬條I在槽內(nèi)上下蜿蜒地移動。在清洗槽7內(nèi)對沖壓成形加工油進行清洗。在沖壓加工油的清洗中例如使用烴系的溶劑。沖壓成形加工油的清洗時間由清洗槽的長度(在蜿蜒的情況下，因蜿蜒而增加的浸潰長度)與高速沖壓機器6的加工速度(或者輸送速度)決定。為了縮短清洗時間，也可以并用超聲波清洗。
[0056]清洗結(jié)束后的金屬條I導(dǎo)入疏液處理槽9。在疏液處理槽9內(nèi)，金屬條I通過導(dǎo)輥10浸潰于疏液劑，從而對端子零件的整體進行疏液處理。作為疏液劑使用市場出售的氟系、硅系的材料。疏液處理時間只要在端子零件的表面使疏液劑擴大濕潤即可，在10秒左右的短時間內(nèi)結(jié)束。
[0057]疏液處理結(jié)束后的金屬條I通過熱線加熱器17使疏液劑干燥，被導(dǎo)入表面活化用激光照射裝置11。在表面活化用激光照射裝置11中，波長500?550nm的激光向作為母材金屬的金屬條進行點照射。通過該激光束照射，同時除去端子零件表面的疏液處理層以及鈍化膜(氧化覆膜)而對表面進行活化處理。激光的束徑與電接點部20的電鍍區(qū)域(貴金屬電鍍處理部)22的大小、形狀相同，例如，形成ΦΟ-lmm?Φ0.5mm左右。作為波長500?550nm的激光能夠使用例如波長為1064nm的YAG激光以及YV04激光的高次諧波。激光的輸出在0.1?2W的范圍內(nèi)以與端子零件用材料的種類、厚度、以及沖壓成形加工形狀一致的方式進行選定。另外，激光的頻率可以為10?10kHz的范圍、脈沖寬度可以為10?100 μ s的范圍。通過該條件的選定，能夠同時除去疏液處理層與磷青銅的電鍍鎳表面的氧化覆膜。另外，在不銹鋼材料的情況下，能夠同時除去疏液處理層與鈍化膜。在將激光輸出提高必要量以上的情況下，金屬的氧化覆膜、鈍化膜下的母材金屬熔融，因此優(yōu)選僅分解除去氧化金屬、鈍化膜。那是因為在將激光輸出提高必要量以上而使激光照射部的金屬熔融蒸發(fā)從而激光照射部成為凹部的情況下，對作為電接點用端子零件的性能帶來影響。具體而言，產(chǎn)生電接點部的接觸面積縮小，接點部的電阻增大等的問題。激光的照射時間在0.05?0.1秒左右的范圍內(nèi)，以與高速連續(xù)沖壓加工速度100?100spm對應(yīng)的方式進行選定。在對Φ0.1mm?Φ0.5mm的區(qū)域進行激光束照射的情況下，也可以不是相同直徑的激光束徑，而作為例如Φ 25 μ m左右的激光束徑，以10 μ m間距間隔，使用電流鏡進行激光掃描。
[0058]使用圖3對本發(fā)明的激光束照射所帶來的活化處理的效果進行說明。圖3表示利用X線光電子分光法(XPS)對實施了鎳電鍍的不銹鋼SUS304的表面活化處理前后的氧化覆膜的狀態(tài)進行了分析的結(jié)果。
[0059]金屬條(母材金屬)是實施了厚度0.8?1.5μπι的鎳電鍍的不銹鋼304。金屬條(母材金屬)的厚度為0.50mm。在疏液處理之后,照射了波長532nm的激光。作為波長532nm的激光使用了波長1064nm的YV04激光的第二高次諧波。激光的輸出為0.54W，重復(fù)頻率為40kHz，脈沖寬度為25 μ S。以Φ25μπι的激光束徑、30μπι間距間隔并使用電流鏡對Φ0.8mm的區(qū)域進行掃描并進行激光照射，進行金屬條的表面活化處理。激光的照射時間為0.048秒。
[0060]使用日本電子株式會社制的光電子分光裝置(JPS-9010TR)，利用X線光電子分光法，對活化處理前后的電鍍鎳表面的化學結(jié)合狀態(tài)進行了分析。分析著眼于Ni2p3/2光譜進行。
[0061]圖3表示活化處理前后的電鍍鎳表面的Ni2p3/2光譜?？v軸以任意單位表示Ni2p3/2光譜的強度，橫軸表示Ni2p3/2結(jié)合能量(eV)。另外，下側(cè)的光譜分布表示活化處理前的光譜分布，上側(cè)的光譜分布表示活化處理后的光譜分布。根據(jù)圖3，在對不銹鋼SUS304實施的電鍍鎳表面中，在852.4eV以及856.5eV獲得峰值，這些分別是鎳金屬以及鎳氧化物的結(jié)合能量。在活化處理之后，存在鎳氧化物的峰值變小且鎳金屬的峰值增大的趨勢。另外，對于對活化處理前后的不銹鋼SUS304實施的電鍍鎳表面的氧以及鎳的XPS光譜的峰值面積比而言，氧(O)從89at%成為70at%,鎳(Ni)從llat%成為30at%。因此，明確了通過活化處理能夠除去施加于不銹鋼SUS304的鍍鎳表面的氧化覆膜，能夠使鎳金屬所占據(jù)的比例增大。即，向金屬條(母材金屬)表面照射波長532nm的激光，從而能夠除去金屬條(母材金屬)表面的氧化覆膜以及使金屬條(母材金屬)表面活化。此外，氧化覆膜能夠考慮為利用激光束照射的磨損而被除去。
[0062]在本發(fā)明中，向母材金屬表面照射調(diào)整了波長、頻率、輸出的激光，從而僅除去金屬表面的鈍化膜(氧化覆膜)，但上述的波長、頻率、輸出的條件參照上述的范圍預(yù)先進行實驗，能夠利用X線光電子分光法等確認金屬表面的狀態(tài)而適當?shù)剡M行決定。
[0063]以加工于端子零件的導(dǎo)孔(位置確定部)23為基準進行定位來進行激光束照射。使用圖4對金屬條(母材金屬)的定位方法進行說明。
[0064]在表面活化用激光照射裝置11設(shè)置有對位置確定部的位置進行檢測的非接觸式的位置檢測裝置40。位置檢測裝置40使用收發(fā)光型的小光點光纖傳感器41。以使小光點光纖傳感器41的位置與通過導(dǎo)孔(位置確定部)23的位置一致的方式，小光點光纖傳感器41的位置能夠利用夾具沿著與金屬條的輸送方向交叉的方向移動。利用小光點光纖傳感器41對光的遮擋狀況進行檢測，從而能夠?qū)饘贄l的輸送方向的位置進行確定(能夠在決定了金屬條的位置停止)。因此，若對激光束光的位置(輸送方向的位置)進行固定，則以位置確定部為基準，能夠向決定了金屬條的位置(電接點部20的電鍍區(qū)域22的位置)照射金屬激光束。根據(jù)上述的方法，能夠以導(dǎo)孔基準±15μπι左右的精度進行激光束照射。此外，還存在具有與產(chǎn)品間距不同的其他的用途的導(dǎo)孔的情況、在導(dǎo)孔的同一線上存在其他的形狀沖孔而無法以導(dǎo)孔為基準以產(chǎn)品間距進行檢測的情況，因此，在上述的情況下，能夠基于產(chǎn)品形狀設(shè)定位置確定部。例如，能夠?qū)D2的附圖標記24的部位用作位置確定部。在該情況下，利用夾具使小光點光纖傳感器41的位置移動至附圖標記24的部位。
[0065]此外，例如，通過在導(dǎo)孔23插入固定銷(機械式導(dǎo)向銷)，也能夠?qū)⒔饘贄lI始終定位于規(guī)定的位置，但通常在插入機械式導(dǎo)向銷的定位中處理速度存在限度，因此優(yōu)選對位置確定部進行傳感檢測而進行定位(產(chǎn)品停止)。
[0066]使電鍍區(qū)域活化的金屬條I被移送至貴金屬納米粒子分散液涂覆裝置12。在貴金屬納米粒子分散液涂覆裝置12中，向通過激光束照射而使其活化的表面部分涂覆貴金屬納米粒子分散液。貴金屬納米粒子分散液已在專利文獻2中詳細地進行了說明，因此此處省略詳細的說明。此外，貴金屬納米粒子分散液也被稱為貴金屬納米粒子的導(dǎo)電性糊料、貴金屬納米粒子墨水。作為貴金屬納米粒子分散液，能夠使用金納米粒子分散液、銀納米粒子分散液、鈀納米粒子分散液等。在貴金屬納米粒子分散液的涂覆中能夠使用作為非接觸式的涂覆裝置的噴墨印刷、高速調(diào)合器等。以與用于進行前工序的活化處理的激光束照射位置相同地以導(dǎo)孔為基準來決定位置的方式來進行貴金屬納米粒子分散液的涂覆。對噴墨頭、調(diào)合噴嘴的位置進行固定，從而能夠以端子零件的導(dǎo)孔基準±15μπι的位置精度對貴金屬納米粒子分散液進行涂覆。貴金屬納米粒子分散液的涂覆量成為能夠獲得激光燒結(jié)后的燒結(jié)膜厚的涂覆量。一點(成為端子零件的電接點的一個區(qū)域范圍)的涂覆時間使用作為非接觸式的涂覆裝置的高速噴墨印刷頭、高速排出型的調(diào)合器，從而能夠?qū)崿F(xiàn)0.05?0.1秒以內(nèi)。另外，在通過激光束照射進行了活化處理的部分以外的外周殘存有疏液劑，因此在利用激光束照射進行了活化處理的區(qū)域以外能夠獲得不使貴金屬納米粒子分散液擴大濕潤的效果，從而印刷精度基本上由利用激光束照射的活化處理位置決定。即，在表面活化用激光照射裝置11中，若使Φ0.1mm?Φ0.5mm的區(qū)域活化，則能夠進行高精度的微細印刷。
[0067]此外，在圖1所示的金屬覆膜形成產(chǎn)品的制造裝置中，表面活化用激光照射裝置11與貴金屬納米粒子分散液涂覆裝置12設(shè)置于同一殼體。在同一殼體內(nèi)，將表面活化用激光照射裝置11與貴金屬納米粒子分散液涂覆裝置12接近配置，從而能夠抑制進行了表面活化的效果的消失。另外，在該情況下，輸送裝置18a成為共用于表面活化用激光照射裝置11和貴金屬納米粒子分散液涂覆裝置12的輸送裝置。
[0068]涂覆了貴金屬納米粒子分散液的金屬條I被導(dǎo)入具備了多個遠紅外線加熱器14的紅外線干燥爐13。金屬條I在紅外線干燥爐13中的輸送速度通過輸送裝置18b來進行調(diào)整。在紅外線干燥爐13中，對涂覆的貴金屬納米粒子分散液的溶劑的一部分進行干燥。該干燥工序不是以完全除去貴金屬納米粒子分散液的溶劑為目的。通常，在金屬納米粒子分散液中，包含容積率為85?90%的溶劑。因此，完全燒結(jié)后的貴金屬納米粒子燒結(jié)膜的厚度成為涂覆的貴金屬納米粒子分散液的厚度的10?15%。在該干燥工序中，以成為大致容積率為50%左右(溶劑與貴金屬納米粒子幾乎相同的容積)的殘存溶劑量的方式進行干燥。通過進行上述的預(yù)備干燥，能夠獲得在激光燒結(jié)后的貴金屬納米粒子膜中不存在空穴等的燒結(jié)膜。該干燥工序也能夠進行利用電氣爐的干燥，但在導(dǎo)入沖壓成形加工生產(chǎn)線的情況下，優(yōu)選使用紅外線干燥爐。
[0069]紅外線干燥爐例如使用波長為3?25 μ m的遠紅外線。制作利用該紅外線的隧道干燥爐，若使金屬條I在該隧道干燥爐中通過，則能夠進行偏差較少的干燥。使遠紅外線加熱器表面溫度成為300?500°C，使隧道干燥爐的通過時間(加熱時間)為20秒?I分鐘左右，從而能夠?qū)崿F(xiàn)作為目的的預(yù)備干燥。貴金屬納米粒子分散液涂覆面的溫度奪取溶劑的蒸散所需的蒸發(fā)潛熱，因此不會達到300?500°C。因此，貴金屬納米粒子的燒結(jié)不會在該預(yù)備干燥工序中開始。在貴金屬納米粒子分散液的溶劑中使用沸點為253°C的正十四碳烷(C14H30)等。貴金屬納米粒子分散液的涂覆部分奪取蒸發(fā)潛熱，因此能夠維持在不超過溶劑的沸點的溫度。另外，貴金屬納米粒子的表面被烷基胺等化合物(分散劑)覆蓋，因此在該預(yù)備干燥工序中能夠被穩(wěn)定地維持而不開始燒結(jié)。
[0070]被涂覆的貴金屬納米粒子分散液被預(yù)備干燥的金屬條I被導(dǎo)入燒結(jié)用激光照射裝置15。在燒結(jié)用激光照射裝置15中，為了對被預(yù)備干燥的貴金屬納米粒子分散液中的貴金屬納米粒子進行燒結(jié)而照射燒結(jié)用激光束。作為燒結(jié)用的激光能夠使用波長1064nm的駐波的YAG激光以及LD激光等。就利用該波長的激光的金、銀的貴金屬納米粒子的燒結(jié)而言，通過以與端子零件的材質(zhì)、形狀對應(yīng)的激光輸出照射，能夠在0.01?0.05秒的短時間內(nèi)結(jié)束。因此，能夠與高速連續(xù)沖壓成形加工的速度同步。
[0071]此外，在點照射燒結(jié)用激光的情況下，與用于進行活化處理的激光束照射位置、金屬納米粒子分散液的涂覆位置相同地，以導(dǎo)孔為基準來決定位置的方式進行。由此，表面活化用激光照射裝置11中的激光束照射區(qū)域、貴金屬納米粒子分散液涂覆裝置12中的貴金屬納米粒子分散液涂覆區(qū)域、以及燒結(jié)用激光照射裝置15中的激光束照射區(qū)域重疊，從而能夠在電接點部以高精度形成微細的貴金屬電鍍膜。
[0072]在本實施例中，在燒結(jié)用激光照射裝置15后設(shè)置使用了圖像傳感器的檢查裝置19，例如，對在各端子零件的電接點部是否正常地形成有貴金屬電鍍膜進行檢查。
[0073]經(jīng)過了激光燒結(jié)工序的金屬條I被導(dǎo)入卷繞卷軸支架16，并卷繞于專用的卷軸2’。由此，沖壓成形加工與向端子零件形成貴金屬納米粒子燒結(jié)膜結(jié)束。
[0074]在本實施例的金屬覆膜成形產(chǎn)品的制造裝置中，沖壓成形加工后的金屬條I在沖壓加工后保持長尺的狀態(tài)，因此能夠通過卷繞卷軸側(cè)的張力、或者設(shè)置于各個部位的輸送用的輥(輸送裝置18a?18c等)來輸送。各工序的輸送速度通過被序列控制的馬達驅(qū)動，通過松動、較高的張力以沖壓成形加工品不變形的方式控制輸送速度。
[0075]在圖1所示的金屬覆膜成形產(chǎn)品的制造裝置中為在沖壓成形加工后形成貴金屬納米粒子燒結(jié)膜的方法(前沖壓成形加工方法)。本發(fā)明也能夠應(yīng)用于如下情況:在沖壓成形加工之前在金屬條形成貴金屬納米粒子燒結(jié)膜，然后通過沖壓成形加工(后沖壓成形加工方法)制造端子零件。
[0076]圖5表示后沖壓成型加工方法的金屬覆膜成形產(chǎn)品的制造裝置的實施例。對與圖1所示的金屬覆膜成形產(chǎn)品的制造裝置的各裝置相同的功能的裝置省略詳細的說明。
[0077]在圖5所示的制造裝置的情況下，設(shè)置有搭載沖孔模具的小型沖壓機器25。在搭載沖孔模具的小型沖壓機器25中，形成有表面活化用激光照射裝置11中的激光束照射區(qū)域、貴金屬納米粒子分散液涂覆裝置12中的貴金屬納米粒子分散液涂覆區(qū)域、燒結(jié)用激光照射裝置15中的激光束照射區(qū)域、以及高速沖壓機器6中的沖壓成型加工位置的定位所使用的導(dǎo)孔(位置確定部)。圖6表示形成了導(dǎo)孔60的金屬條I。
[0078]然后，為了對導(dǎo)孔加工的沖壓油進行清洗，將金屬條I導(dǎo)入清洗槽7。然后，直至高速沖壓機器6的各工序與圖1相同。此外，各工序被實施為與后續(xù)的高速的連續(xù)沖壓成形加工的速度同步。
[0079]在燒結(jié)用激光照射裝置15中，激光燒結(jié)結(jié)束了的金屬條I導(dǎo)入搭載了連續(xù)沖壓模具5的高速沖壓機器6，從而進行端子零件的沖壓成形加工。沖壓成形加工以在小型沖壓機器25中形成的導(dǎo)孔為基準來進行。在沖壓成形加工后，通過烴類的清洗漕7’進行最終清洗。而且，最后導(dǎo)入卷繞卷軸支架16并卷繞于專用卷軸2’。由此，沖壓成形加工以及向端子零件形成貴金屬納米粒子燒結(jié)膜結(jié)束。
[0080]接下來，對使用上述的金屬覆膜形成產(chǎn)品的制造裝置實施的制造方法的實施例進行說明。
[0081]實施例1
[0082]本實施例是前沖壓成形加工方法，使用圖1所示的制造裝置來進行。
[0083]在卷軸2中使用了卷繞長度10m的金屬條I的卷軸。金屬條是連接器用途，且是實施了厚度0.8?1.5μπι的鎳電鍍的磷青銅。金屬條的厚度為0.12mm。金屬條I以與連續(xù)沖壓模具5的寬度一致的方式分切加工成37.7mm的寬度。
[0084]作為清洗槽7使用了長度1.Sm的部件。在沖壓成形加工油的清洗中使用了烴類的溶劑。
[0085]在疏液處理槽9的疏液劑中使用了住友3M株式會社制的氟類疏液劑(N0VECTM1720)。另外，疏液劑使用氫氟醚溶劑(N0VECTM7300)并作為2%稀釋液，供疏液處理使用。疏液處理時間能夠根據(jù)在疏液槽的浸潰長度進行調(diào)整，在本實施例中能夠以10秒獲得充分的疏液效果。
[0086]作為表面活化用激光照射裝置11的激光使用了波長532nm的激光。在波長532nm的激光中使用了波長為1064nm的YV04激光的第二高次諧波。激光的輸出為0.3W，重復(fù)頻率為32kHz，脈沖寬度為31 μ S。在本實施例的處理條件中，熱對端子零件的影響較小，從而能夠一邊維持端子零件的表面形狀一邊進行活化處理，進而能夠同時除去疏液處理層與磷青銅的電鍍鎳表面的氧化覆膜。以Φ 25 μ m的激光束徑、30 μ m間距間隔，并使用電流鏡對Φ 0.8mm的區(qū)域進行掃描并進行激光照射，對端子零件表面進行了活化處理。激光的照射時間為0.048秒，與高速連續(xù)沖壓加工速度600spm沖壓成形加工速度一致。激光照射以圖2所示的被沖壓成形加工的端子零件的導(dǎo)孔23為基準來決定位置。
[0087]在貴金屬納米粒子分散液涂覆裝置12所使用的貴金屬納米粒子分散液中使用了哈利瑪(〃 U 7 )化成株式會社制金納米粒子的導(dǎo)電性糊料(NPG-J:lot.130717)。金納米粒子的導(dǎo)電性糊料(金納米粒子分散液)所包含的金納米粒子直徑為7nm，含有率為57.0wt%，粘度為7.5mPa-s,比重為1.8g/ml。在金納米粒子分散液的涂覆中使用諾信()-K y > )株式會社制高速調(diào)合器(PIC0噴射閥LV、噴嘴直徑100 μ m)，涂覆量為2200pl。金納米粒子分散液的涂覆與用于進行前工序的活化處理的激光照射位置相同地，以導(dǎo)孔為基準來決定位置的方式進行。一點(成為端子零件的電接點的一個區(qū)域范圍)的涂覆時間使用高速排出型的調(diào)合器，從而能夠?qū)崿F(xiàn)0.05秒。
[0088]作為紅外線干燥爐13，如圖7所示，在波長為3?25 μ m的遠紅外線區(qū)域使用了具有分光輻射率0.95的遠紅外線加熱爐。圖8表示本實施例所使用的遠紅外線加熱器的分光輻射度曲線。圖8示出了遠紅外線加熱器溫度為100°C?500°C的輻射能量分布。另夕卜，實線表示黑體，虛線表示遠紅外線加熱器的輻射能量分布。此外，所謂黑體定義為吸收、釋放全部的電磁波的理想物體(輻射率:1)。在本實施例中使用的遠紅外線加熱器在波長為3?25 μ m區(qū)域中分光輻射率(與黑體的能量比)為0.95，具有接近黑體的輻射率。因此，在波長為3?25 μ m區(qū)域中具有與黑體相同程度的輻射能量分布。根據(jù)圖8可知，遠紅外線加熱器在波長3 μ m以上的區(qū)域具有高熱輻射量，輻射峰值具有伴隨著加熱器溫度的升溫而向短波長側(cè)移動的趨勢。另外，在遠紅外線加熱器溫度為500°C的情況下，在波長為3?4μπι區(qū)域具有輻射峰值。通常，涂料等的有機物在波長3μπι以上的區(qū)域具有固有的頻率，因此在照射了遠紅外線的情況下，固有振動在該物質(zhì)的表面附近被激發(fā)，從而溫度上升。在本實施例中使用的金納米粒子分散液在3 μ m以上的區(qū)域具有吸收波長，因此對來自遠紅外線加熱器的能量的吸收非常良好，從而溫度上升快。因此，在波長為3μπι以上的吸收體亦即金納米粒子分散液的干燥處理中使用在相同波長區(qū)域具有高熱輻射量的遠紅外線加熱器，從而能夠高效的加熱。
[0089]另外，圖9表示在本實施例中使用的金納米粒子分散液的紅外透過光譜。紅外透過光譜的測定使用伯樂(才9 〃 K )公司制紅外分光光度計(FTS-6000)來進行。根據(jù)圖9可知，金納米粒子分散液在波長3.3?3.5 μ m以及6.8?7.9 μ m區(qū)域具有吸收峰值。在向金納米粒子分散液照射遠紅外線時，吸收峰值區(qū)域的電磁波在金納米粒子分散液表面附近被吸收而轉(zhuǎn)換成熱，另外，在金納米粒子分散液表面附近不被吸收而浸透的3 μ m以下以及3.5?6μπι區(qū)域的電磁波在金納米粒子分散液內(nèi)部轉(zhuǎn)換成熱。因此，在使用了遠紅外線加熱器的干燥工序中，能夠進行來自金納米粒子分散液表面以及內(nèi)部兩方的加熱，從而能夠在短時間內(nèi)進行干燥處理。在利用熱板等導(dǎo)熱的加熱方式中，在以短時間內(nèi)的干燥處理為目的而進行升溫的情況下，通過從基材側(cè)向金納米粒子分散液的急劇的導(dǎo)熱而產(chǎn)生崩沸，存在在干燥后的金納米粒子分散液表面產(chǎn)生多個空洞的可能性。在使用了本實施例的遠紅外線加熱器的干燥處理中，金納米粒子分散液表面以及內(nèi)部的溶劑同時氣化，因此即使在灼熱的情況下也不產(chǎn)生發(fā)泡、裂縫。
[0090]在本實施例中，遠紅外線加熱器表面溫度為500°C (端子零件的表面溫度為200°C )，進行一分鐘干燥。在本實施例的金納米粒子分散液的溶劑中使用了沸點為278°C的AF7號溶劑，但金納米粒子分散液的涂覆部分奪取蒸發(fā)潛熱，因此能夠維持在不超過該沸點的溫度。另外，金納米粒子的表面被烷基胺等化合物(分散劑)覆蓋，因此在該預(yù)備干燥工序中能夠被穩(wěn)定地維持而不開始燒結(jié)。
[0091]在燒結(jié)用激光照射裝置15的燒結(jié)用的激光中使用了波長915nm的LD激光。激光的輸出為12W，激光的束徑與電接點部的貴金屬電鍍處理部的大小、形狀相同，形成為Φ 1.2mm。激光的掃描速度為1mm/秒(照射時間為0.05秒/ 一點(成為端子零件的電接點的一個區(qū)域范圍))，與高速連續(xù)沖壓加工速度600spm的沖壓成形加工速度一致。在該條件下，能夠獲得與端子零件的密接性良好的金納米粒子燒結(jié)膜。
[0092]實施例2
[0093]本實施例是前沖壓成形加工方法，使用圖1所示的制造裝置來進行。
[0094]多個條件與實施例1大致相同，從而對不同的條件進行說明。
[0095]在本實施例中，金屬條I是連接器用途(存儲卡用保護罩)，且是不銹鋼SUS304的未電鍍處理材料。金屬條的厚度為0.15_，該金屬條以與連續(xù)沖壓模具5的寬度一致的方式分切加工成40.0mm的寬度。
[0096]圖10表示在本實施例中被沖壓成形的連接器用的端子零件的形狀。圖10表示接受端子(陰端子)零件的例子。接收端子零件由電接點部100與外部連接端子101構(gòu)成，在電接點部100具有對與陽端子接觸的接觸部分實施貴金屬的局部電鍍的電鍍區(qū)域102。
[0097]在表面活化用激光照射裝置11的激光中與實施例1相同地使用波長532nm的激光，另外，在波長532nm的激光中使用了波長為1064nm的YV04激光的第二高次諧波。激光的輸出為0.3W，重復(fù)頻率為20kHz，脈沖寬度為50 μ S。在本發(fā)明的處理條件中，熱對端子零件的影響較小，從而能夠一邊維持端子零件的表面形狀一邊進行活化處理，進而能夠同時除去疏液處理層與不銹鋼SUS304表面的鈍化膜。激光照射以圖10所示的被沖壓成形加工的端子零件的導(dǎo)孔103為基準來決定位置。其他與實施例1相同。
[0098]在燒結(jié)用激光照射裝置15的燒結(jié)用的激光中與實施例1相同地使用了波長915nm的LD激光。激光的輸出為6W，激光的束徑與電接點部的貴金屬電鍍處理部的大小、形狀相同，形成為Φ 1.2mm。不銹鋼SUS304的導(dǎo)熱率(16W/m.K)若與磷青銅(63W/m.K)進行比較則較小，從而散熱性較差。因此，在將激光的輸出增大必要量以上的情況下，熱對端子零件的影響較大，表面處于焦糊的趨勢，另外相反，在輸出較小的情況下，處于金納米粒子燒結(jié)膜與端子零件表面密接的密接性劣化的趨勢。在該條件下，能夠獲得與端子零件的密接性良好的金納米粒子燒結(jié)膜。
[0099]實施例3
[0100]本實施例是后沖壓成形加工方法，使用圖5所示的制造裝置來進行。
[0101]多個條件與實施例1、2大致相同，從而對不同的條件進行說明。
[0102]本實施例的金屬條是不銹鋼SUS304的未電鍍處理材料。金屬條的厚度為0.15mm。使用小型沖壓機器25，首先，如圖6所示，形成了導(dǎo)孔60。
[0103]清洗槽7、疏液處理槽9的條件與實施例1相同。
[0104]在表面活化用激光照射裝置11的激光中與實施例1相同地使用波長532nm的激光，另外，在波長532nm的激光中使用了波長為1064nm的YV04激光的第二高次諧波。激光的輸出、重復(fù)頻率、脈沖寬度與實施例2相同分別為0.3ff.20kHz.50 μ S0其他與實施例1相同。
[0105]貴金屬納米粒子分散液涂覆裝置12與紅外線干燥爐13的條件也與實施例1相同。
[0106]在燒結(jié)用激光照射裝置15的燒結(jié)用的激光中與實施例1相同地使用了波長915nm的LD激光。激光的輸出為20W，激光的束徑與電接點部的貴金屬電鍍處理部的大小、形狀相同，形成為Φ1.2πιπι。在該條件下，能夠獲得與金屬條的密接性良好的金納米粒子燒結(jié)膜。激光的照射時間為0.1秒(點照射)，與后續(xù)的高速連續(xù)沖壓成形的加工速度600spm—致。本實施例的激光燒結(jié)處理也能夠形成利用激光的連續(xù)照射的金納米粒子燒結(jié)膜，但在希望盡量縮小激光照射部以外的熱影響的情況下，優(yōu)選點照射。
[0107]實施例4
[0108]本實施例是后沖壓成形加工方法，使用圖5所示的制造裝置來進行。
[0109]多個條件與實施例1?3大致相同，從而對不同的條件進行說明。
[0110]本實施例的金屬條是實施了厚度0.8?1.5μπι的鎳電鍍的磷青銅。金屬條的厚度為 0.25mm。
[0111]在表面活化用激光照射裝置11的激光中與實施例1相同地使用了波長532nm的激光，另外，在波長532nm的激光使用了波長為1064nm的YV04激光的第二高次諧波。激光的輸出為0.54W，重復(fù)頻率為50kHz，脈沖寬度為20μ S。其他與實施例1相同。在本實施例的處理條件中，熱對金屬條的影響較小，從而能夠進行活化處理而不使金屬條的表面形狀變化較大，進而能夠同時除去疏液處理層與磷青銅的電鍍鎳表面的氧化覆膜。
[0112]在燒結(jié)用激光照射裝置15的燒結(jié)用的激光中與實施例1相同地使用了波長915nm的LD激光。激光的輸出為100W，激光的束徑與電接點部的貴金屬電鍍處理部的大小、形狀相同，形成為Φ1.2πιπι。其他與實施例3相同。在該條件下，能夠獲得與金屬條的密接性良好的金納米粒子燒結(jié)膜。
[0113]實施例5
[0114]本實施例是后沖壓成形加工方法，使用圖5所示的制造裝置來進行。
[0115]多個條件與實施例1?4大致相同，從而對不同的條件進行說明。
[0116]本實施例的金屬條是實施了厚度0.8?1.5μπι的鎳電鍍的不銹鋼SUS304。金屬條的厚度為0.50mm。
[0117]在表面活化用激光照射裝置11的激光中與實施例1相同地使用波長532nm的激光，另外，在波長532nm的激光中使用了波長為1064nm的YV04激光的第二高次諧波。激光的輸出為0.54W，重復(fù)頻率為40kHz，脈沖寬度為25μ S。其他與實施例1相同。在本實施例的處理條件中，熱對金屬條的影響較小，從而能夠進行活化處理而不使金屬條的表面形狀變化較大，進而能夠同時除去疏液處理層與不銹鋼304金屬條的電鍍鎳表面的氧化覆膜。
[0118]在燒結(jié)用激光照射裝置15的燒結(jié)用的激光中與實施例1相同地使用了波長915nm的LD激光。激光的輸出為60W，激光的束徑為Φ1.6πιπι。其他與實施例3相同。在該條件下，能夠獲得與金屬條的密接性良好的金納米粒子燒結(jié)膜。
[0119]此外，本發(fā)明不限定于上述的實施例，包含各種變形例。例如，上述的實施例為了容易理解本發(fā)明而詳細地進行了說明，未必限定于具備進行說明的全部的構(gòu)成。另外，能夠?qū)⒛硨嵤├臉?gòu)成的一部分成置換其他的實施例的構(gòu)成，另外，也能夠?qū)δ硨嵤├臉?gòu)成添加其他的實施例的構(gòu)成。另外，也能夠?qū)Ω鲗嵤├臉?gòu)成的一部分追加、削除、置換其他的構(gòu)成。
[0120]例如，在上述的實施例中，作為長尺的金屬條從卷出卷軸支架輸送至卷繞卷軸支架，但作為在沖壓加工后被切斷的尺寸固定的短條的狀態(tài)，也可以通過自動輸送裝置連續(xù)地輸送短條，并且進行貴金屬電鍍處理工序的各裝置的處理。
【權(quán)利要求】
1.一種金屬覆膜形成方法，對母材金屬的表面進行貴金屬電鍍，其特征在于，包括: 表面活化工序，向所述母材金屬的表面照射激光束而對所述母材金屬進行表面活化， 貴金屬納米粒子分散液涂覆工序，在所述母材金屬的表面涂覆使貴金屬納米粒子分散于溶劑中的貴金屬納米粒子分散液；以及 貴金屬納米粒子燒結(jié)工序，向涂覆于所述母材金屬的表面的所述貴金屬納米粒子分散液照射激光束而對所述貴金屬納米粒子進行燒結(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬覆膜形成方法，其特征在于， 在所述表面活化工序之前具有向所述母材金屬的表面涂層疏液劑的疏液劑涂層工序，所述表面活化工序進一步分解除去涂層于所述母材金屬的表面的所述疏液劑，從而對所述貴金屬納米粒子分散液的涂覆區(qū)域進行限定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的金屬覆膜形成方法，其特征在于， 在所述貴金屬納米粒子分散液涂覆工序之后且在所述貴金屬納米粒子燒結(jié)工序之前具有使所述貴金屬納米粒子分散液中的溶劑的一部分蒸發(fā)的溶劑干燥工序。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的金屬覆膜形成方法，其特征在于， 所述溶劑干燥工序使用遠紅外線加熱器來進行。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的金屬覆膜形成方法，其特征在于， 在所述溶劑干燥工序中所使用的所述遠紅外線加熱器在所述貴金屬納米粒子分散液吸收輻射能量的波長區(qū)域具有高輻射能量分布。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4、5中任一項所述的金屬覆膜形成方法，其特征在于， 所述表面活化工序使用波長為500?550納米的激光來進行。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的金屬覆膜形成方法，其特征在于， 所述表面活化工序使用波長為500?550納米的激光來進行。
8.一種金屬覆膜形成產(chǎn)品的制造方法，包括對母材金屬進行沖壓加工的連續(xù)沖壓工序、對所述母材金屬的表面進行貴金屬電鍍的金屬覆膜形成工序，其特征在于， 所述連續(xù)沖壓工序與所述金屬覆膜形成工序在同一生產(chǎn)線上進行， 所述金屬覆膜形成工序包括: 清洗工序，除去附著于所述母材金屬的表面的油； 疏液劑涂層工序，在經(jīng)過了所述清洗工序的所述母材金屬的表面涂層疏液劑； 表面活化工序，向經(jīng)過了所述疏液劑涂層工序的所述母材金屬的實施有所述貴金屬電鍍的區(qū)域照射激光束而進行表面活化； 貴金屬納米粒子分散液涂覆工序，以非接觸方式在經(jīng)過了所述表面活化工序的所述母材金屬的進行了表面活化的區(qū)域涂覆使貴金屬納米粒子分散于溶劑中的貴金屬納米粒子分散液； 溶劑干燥工序，利用遠紅外線加熱器使涂覆于經(jīng)過了所述貴金屬納米粒子分散液涂覆工序的所述母材金屬的、所述貴金屬納米粒子分散液中的溶劑的一部分蒸發(fā)；以及 貴金屬納米粒子燒結(jié)工序，向涂覆于經(jīng)過了所述干燥工序的所述母材金屬且溶劑局部蒸發(fā)的所述貴金屬納米粒子分散液照射激光束而對所述貴金屬納米粒子進行燒結(jié)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的金屬覆膜形成產(chǎn)品的制造方法，其特征在于， 在所述母材金屬設(shè)置有位置確定部， 所述金屬覆膜形成工序中的所述表面活化工序、所述貴金屬納米粒子分散液涂覆工序、以及所述貴金屬納米粒子燒結(jié)工序以如下方式實施:以非接觸的方式對所述位置確定部進行檢測，從而使所述表面活化工序中的激光束照射區(qū)域、所述貴金屬納米粒子分散液涂覆工序中的貴金屬納米粒子分散液涂覆區(qū)域、以及所述貴金屬納米粒子燒結(jié)工序中的激光束照射區(qū)域重疊。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的金屬覆膜形成產(chǎn)品的制造方法，其特征在于， 在所述連續(xù)沖壓工序之后進行所述金屬覆膜形成工序， 在所述連續(xù)沖壓工序中形成用作所述位置確定部的導(dǎo)孔。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的金屬覆膜形成產(chǎn)品的制造方法，其特征在于， 在所述連續(xù)沖壓工序之前進行所述金屬覆膜形成工序， 在所述金屬覆膜形成工序之前具有在所述母材金屬上形成用作所述位置確定部的導(dǎo)孔的工序。
12.—種金屬覆膜形成產(chǎn)品的制造裝置，在同一生產(chǎn)線上進行對母材金屬進行沖壓加工的連續(xù)沖壓工序、對所述母材金屬的表面進行貴金屬電鍍的金屬覆膜形成工序，其特征在于，具有: 沖壓裝置，實施所述連續(xù)沖壓工序； 金屬條供給裝置，將所述母材金屬作為金屬條而供給至所述沖壓裝置； 清洗槽，被供給經(jīng)過了所述沖壓裝置的所述金屬條，并除去附著于所述母材金屬的表面的油； 疏液處理槽，被供給經(jīng)過了所述清洗槽的所述金屬條，并對所述母材金屬的表面涂層疏液劑； 表面活化用激光照射裝置，被供給經(jīng)過了所述疏液處理槽的所述金屬條，并照射對所述母材金屬的實施有所述貴金屬電鍍的區(qū)域進行表面活化的激光束； 貴金屬納米粒子分散液涂覆裝置，被供給經(jīng)過了所述表面活化用激光照射裝置的所述金屬條，以非接觸的方式對所述母材金屬的進行了表面活化的區(qū)域涂覆使貴金屬納米粒子分散于溶劑中的貴金屬納米粒子分散液； 遠紅外線加熱器，被供給經(jīng)過了所述貴金屬納米粒子分散液涂覆裝置的所述金屬條，并使涂覆于所述母材金屬的所述貴金屬納米粒子分散液中的溶劑的一部分蒸發(fā)； 燒結(jié)用激光照射裝置，被供給經(jīng)過了所述遠紅外線加熱器的所述金屬條，向涂覆于所述母材金屬且溶劑局部蒸發(fā)的所述貴金屬納米粒子分散液照射激光束而對所述貴金屬納米粒子進行燒結(jié)；以及 卷繞裝置，卷繞經(jīng)過了所述燒結(jié)用激光照射裝置的所述金屬條， 所述表面活化用激光照射裝置、所述貴金屬納米粒子分散液涂覆裝置、以及所述燒結(jié)用激光照射裝置設(shè)置有對所述金屬條進行輸送的輸送裝置，所述輸送裝置以如下方式進行驅(qū)動控制:以非接觸的方式對設(shè)置于所述母材金屬的位置確定部進行檢測，從而使所述表面活化用激光照射裝置中的激光束照射區(qū)域、所述貴金屬納米粒子分散液涂覆裝置中的貴金屬納米粒子分散液涂覆區(qū)域、以及所述燒結(jié)用激光照射裝置中的激光束照射區(qū)域重疊。
13.一種金屬覆膜形成產(chǎn)品的制造裝置，在同一生產(chǎn)線上進行對母材金屬進行沖壓加工的連續(xù)沖壓工序、對所述母材金屬的表面進行貴金屬電鍍的金屬覆膜形成工序，其特征在于，具有: 導(dǎo)孔形成裝置，在所述母材金屬形成用作母材金屬的位置確定部的導(dǎo)孔； 金屬條供給裝置，將所述母材金屬作為金屬條供給至所述導(dǎo)孔形成裝置； 清洗槽，被供給經(jīng)過了所述導(dǎo)孔形成裝置的所述金屬條，并除去附著于所述母材金屬的表面的油； 疏液處理槽，被供給經(jīng)過了所述清洗槽的所述金屬條，并在所述母材金屬的表面涂層疏液劑； 表面活化用激光照射裝置，被供給經(jīng)過了所述疏液處理槽的所述金屬條，并照射對所述母材金屬的實施有所述貴金屬電鍍的區(qū)域進行表面活化的激光束； 貴金屬納米粒子分散液涂覆裝置，被供給經(jīng)過了所述表面活化用激光照射裝置的所述金屬條，并以非接觸的方式對所述母材金屬的進行了表面活化的區(qū)域涂覆使貴金屬納米粒子分散于溶劑中的貴金屬納米粒子分散液； 遠紅外線加熱器，被供給經(jīng)過了所述貴金屬納米粒子分散液涂覆裝置的所述金屬條，并使涂覆于所述母材金屬的所述貴金屬納米粒子分散液中的溶劑的一部分蒸發(fā)； 燒結(jié)用激光照射裝置，被供給經(jīng)過了所述遠紅外線加熱器的所述金屬條，并對涂覆于所述母材金屬且溶劑局部蒸發(fā)的所述貴金屬納米粒子分散液照射激光束而對所述貴金屬納米粒子進行燒結(jié)； 沖壓裝置，被供給經(jīng)過了所述燒結(jié)用激光照射裝置的所述金屬條，并對所述母材金屬實施連續(xù)沖壓；以及 卷繞裝置，卷繞經(jīng)過了所述沖壓裝置的所述金屬條， 所述表面活化用激光照射裝置、所述貴金屬納米粒子分散液涂覆裝置、以及所述燒結(jié)用激光照射裝置設(shè)置有對所述金屬條進行輸送的輸送裝置，所述輸送裝置以如下方式進行驅(qū)動控制:以非接觸的方式對設(shè)置于所述母材金屬的所述位置確定部進行檢測，從而使所述表面活化用激光照射裝置中的激光束照射區(qū)域、所述貴金屬納米粒子分散液涂覆裝置中的貴金屬納米粒子分散液涂覆區(qū)域、以及所述燒結(jié)用激光照射裝置中的激光束照射區(qū)域重疊。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的金屬覆膜形成產(chǎn)品的制造裝置，其特征在于， 所述表面活化用激光照射裝置與所述貴金屬納米粒子分散液涂覆裝置設(shè)置于同一殼體，所述輸送裝置是共用于所述表面活化用激光照射裝置和所述貴金屬納米粒子分散液涂覆裝置的輸送裝置。
【文檔編號】C23C24/08GK104513978SQ201410498335
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2014年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月27日
【發(fā)明者】荒賀真司, 宮城信行, 山口貢, 中田健太郎, 御田護, 前川克廣, 山崎和彥 申請人:株式會社茨城技研, 株式會社M&M研究所