CN104303371A - 连接器用镀敷端子以及端子对 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种通过降低摩擦系数来降低插入所需的力的连接器用镀敷端子以及使用这种连接器用镀敷端子形成的端子对。在由铜或铜合金构成的端子母材(2)的表面形成有由锡和钯构成的包含锡-钯合金的合金含有层(1)。在此，合金含有层(1)中，由锡和钯的合金构成的第一金属相(11)的畴结构形成于由纯锡或由锡相对于钯的比例高于第一金属相(11)的合金构成的第二金属相(12)中。

Description

连接器用镀敷端子以及端子对

技术领域

本发明涉及连接器用镀敷端子，更详细地说，涉及具有合金镀层的连接器用镀敷端子。并且涉及使用这种镀敷端子而构成的端子对。

背景技术

电连接端子等使用的导电部件利用电导率高、延展性好、具有适度的强度的铜或铜合金，但是这些表面上形成有氧化膜、硫化膜等绝缘性的覆膜，因此在与其他导体接触时，接触电阻变高。因此，现有技术中，作为连接机动车的电气元件等的连接器端子，一般来说如图7(b)所示，使用在铜或铜合金等母材22表面实施了镀锡21的部件。例如，在专利文献1中记载了具有锡镀层的连接器端子。与其他金属相比，锡具有非常柔软的特点。在镀锡端子中，在金属锡层的表面上形成有比较硬的绝缘性的氧化锡覆膜，但氧化锡覆膜会被微弱的力破坏而容易露出柔软的锡层，从而能够形成良好的电接触。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平10-46363号公报

发明内容

发明要解决的课题

在形成有锡镀层的连接器端子中，由于锡的柔软性而能够如上所述地形成良好的电接触，然而相反地，同样由于锡的柔软性，存在端子嵌合时摩擦系数变高的问题。如图7(b)所示，在柔软的锡镀层21的表面，在连接器接点滑动时，容易引起锡层21的崛起或锡彼此的胶粘。由此，锡镀层21表面的摩擦系数变高，插入连接器端子所需要的力(插入力)上升。特别是，在端子数较多的多极嵌合连接器的端子使用镀锡的情况下，随着端子数的增加，插入力变大，嵌合作业变得困难。

本发明要解决的课题在于提供一种相比镀锡连接器端子，摩擦系数降低的连接器用镀敷端子以及端子对。

用于解决课题的方案

为了解决上述课题，本发明的连接器用镀敷端子的要旨在于，在由铜或铜合金构成的母材的表面上形成有由锡和钯构成的包含锡-钯合金的合金含有层。

在此，优选的是，上述合金含有层中的钯的含有量为1原子％以上。

并且，优选的是，上述合金含有层中的钯的含有量小于20原子％。

并且，优选的是，上述合金含有层中，由锡和钯的合金构成的第一金属相的畴结构形成于由纯锡或锡相对于钯的比例高于上述第一金属相的合金构成的第二金属相中。

进而，优选的是，上述第一金属相占上述合金含有层的表面的露出面积率为10％以上。

并且，优选的是，上述第一金属相占上述合金含有层的表面的露出面积率为80％以下。

并且，优选的是，上述连接器端子的表面的光泽度在10～300％的范围内。

另外，优选的是，上述合金含有层的厚度为0.8μm以上。

进而，优选的是，使上述合金含有层的表面相互摩擦时的动摩擦系数为0.4以下。

进而，优选的是，上述合金含有层的维氏硬度为100以上。

并且，优选的是，在与其他导电部件电接触的接点部的表面上露出具有比横切上述接点部的直线中最长的直线短的直径的上述第一金属相的畴。

并且，优选的是，上述接点部作为压花形成。并且，优选的是，上述压花的半径为3mm以上。

本发明的端子对的要旨在于，由阳型连接器端子和阴型连接器端子构成，上述阳型连接器端子和上述阴型连接器端子的至少一方由上述连接器用镀敷端子构成。

在此，优选的是，施加到上述阳型连接器端子和上述阴型连接器端子相互接触的接点部的接触载荷为2N以上，更优选为5N以上。

发明效果

根据上述发明的连接器用镀敷端子，在母材表面上形成有硬度高的锡-钯合金含有层，因此在连接器接点难以产生镀层的崛起或胶粘。由此，能够降低表面的摩擦系数，将端子的插入力抑制得较低。

在此，合金含有层的组成及结构、动摩擦系数以及硬度进一步如上所述加以规定时，能够更有效地降低摩擦系数。特别是，由锡和钯的合金构成的第一金属相具有很明显的降低摩擦系数的效果，因此通过使第一金属相占合金含有层的表面的露出面积率为10％以上，能够有效地降低连接器接点部的摩擦系数。

另一方面，由纯锡或由锡相对于钯的比例高于上述第一金属相的合金构成的第二金属相具有低的接触电阻，因此通过使第一金属相占合金含有层的表面的露出面积率为80％以下，能够将连接器接点部的接触电阻抑制得较小，能够形成良好的电接触。由此能够兼顾摩擦系数的降低和连接可靠性的确保。将能够以简便的方法计测并且与第一金属层的露出面积率具有良好的相关性的表面的光泽度也可以作为用于获得这种能够兼顾低摩擦系数和高连接可靠性的连接器端子的指标。

并且，在与其他导电部件电接触的接点部的表面上露出有直径小于横切接点部的直线中最长的直线的第一金属相的畴的情况下，第一金属相和第二金属相双方能够在接点部内露出，因此能够同时享受第一金属相带来的降低摩擦系数的效果以及第二金属相带来的降低接触电阻的效果。特别是，在接点部不是平板状而形成为压花状的情况下，进而在该压花的半径为3mm以上的情况下，降低摩擦系数的效果变大。

根据上述发明的端子对，在阴型连接器端子和阳型连接器端子的任一方的表面形成有硬度高的锡-钯合金含有层，能够降低表面的摩擦系数，因此能够将端子插入所需要的力抑制得较小。

在此，在施加到阳型连接器端子和阴型连接器端子相互接触的接点部的接触载荷为2N以上的情况下，能够破坏形成于第二金属相的表面的氧化覆膜而在两端子间形成导通，因此能够有效地利用第二金属相具有的良好的电连接特性。进而，在接触载荷为5N以上的情况下，降低摩擦系数的效果也变得非常大。

附图说明

图1是表示锡-钯合金镀敷端子的剖面的概要图，(a)表示在由铜合金构成的母材上形成锡-钯合金含有层的情况，(b)表示进而具有镍底层的情况。

图2是表示使钯合金中的钯的含有量变化而测定的维氏硬度的图表。

图3是表示使钯合金中的钯的含有量变化而测定的摩擦系数的图表，钯的含有量为(a)1原子％、(b)4原子％、(c)7原子％。在各图中，粗线表示形成有这些钯合金的镀敷部件的摩擦系数，细线表示镀锡部件的摩擦系数。

图4是形成有锡-钯合金的镀敷部件的剖面的SEM图像。合金部的露出面积率为(a)12％、(b)45％、(c)78％。

图5是表示合金部的露出面积率和表面光泽度的关系的图表。

图6是以双对数表示合金层的露出面积率为45％的情况下的接触载荷-接触电阻特性的图。

图7是表示连接器接点部的结构的示意图，(a)表示本发明的锡-钯镀敷端子的情况，(b)表示现有的镀锡端子的情况。

具体实施方式

以下，利用附图详细说明本发明的实施方式。

本发明的连接器用镀敷端子(下文中有时仅称为镀锡端子或连接器端子)如图1所示的剖面结构，在母材2的表面形成有锡-钯合金含有层1(下文中有时仅称为合金含有层)。合金含有层1形成在连接器用镀敷端子的至少与对方端子接触的部位。

母材2是连接器端子的基材，由铜或铜合金等形成。可以如图1(a)所示地在母材2上直接形成有锡-钯合金含有层1，也可以如图1(b)所示地在母材2的表面上形成由镍或镍合金构成的底层镀层3，并在此基础上形成锡-钯合金含有层1。底层镀层3具有抑制铜原子从母材2向合金含有层1扩散的效果。

钯具有非常高的硬度，因此锡-钯合金含有层1具有高硬度。由此，镀敷端子表面具有低摩擦系数。即，如图7(a)所示，即使对表面摩擦，硬的合金含有层1也不会崛起或者产生胶粘。由此，能够将镀敷端子的插入力抑制得较小。

另外，为了有效地达成摩擦系数的降低，优选钯占锡-钯合金含有层1整体、即将后述的合金部11和锡部12合在一起的锡-钯合金含有层1的全部区域的含有量为1原子％以上。

钯占锡-钯合金含有层1的全部区域的含有量为4原子％以上时，能够更有效地降低摩擦系数。

另外，公知的是，锡-钯合金形成作为PdSn₄的稳定的金属间化合物，从在锡-钯合金含有层1中形成该金属间化合物的观点来看，优选Pd的含有量为20原子％以下。

钯的含有量的上限值更优选为7原子％。即使锡-钯合金含有层1含有的钯超过7原子％，硬度的提高以及摩擦系数的降低效果也倾向于饱和。另外，钯的含有量变多时，为了充分地进行锡和钯之间的合金化，需要加热直至高温。

在锡-钯合金含有层1中的钯的含有量小于20原子％的情况下，锡-钯合金含有层1整体并不是由均匀的组成的合金构成，如图1所示，由锡和钯以一定的组成比形成合金而成的合金部11(第一金属相)和由纯锡或由锡的比例比合金部11中的高的合金的锡部12(第二金属相)构成。在锡部12中，合金部11偏析，形成三维畴状(海岛状、簇状)的结构。

例如，可以想到，在锡-钯合金含有层1整体由与合金部11具有相同组成的锡-钯合金形成的情况下，也能够获得降低摩擦系数的效果。但是，由硬的锡-钯合金构成的合金部11作为合金含有层1的一部分形成为畴状，从而能够以与合金含有层1整体由锡-把合金形成的情况相比较低的材料成本以及制造成本获得足够低的摩擦系数。

在这个意义上，在合金部11占合金含有层1的表面的露出面积(在下文中仅称为合金部11的露出面积率)是10％以上的情况下，能够有效实现摩擦系数的降低，因而优选。合金部11的露出面积率是30％以上的话，更为有效。另外，合金部11的露出面积率通过(在表面露出的合金部11的面积)/(合金含有层1的整个表面的面积)×100(％)来计算。

另外，为了有效地享受锡-钯合金的硬度带来的降低摩擦系数的作用，在镀敷端子中，优选锡-钯合金含有层1具有0.8μm以上的厚度.

鉴于作为车载用连接器端子的用途，优选使合金含有层1的表面相互滑动时的动摩擦系数为0.4以下。更优选的是，动摩擦系数为0.3以下。另外，一般来说，存在材料的硬度越高，则摩擦系数越降低的倾向，优选合金含有层1的维氏硬度为100以上。以钯为首的贵金属一般具有易于胶粘的性质，但锡-钯合金含有层具有100以上的较高的维氏硬度，从而可以想到，由硬度带来的降低崛起及胶粘的效果超过钯具有的胶粘性，整体上获得低的摩擦系数。

另外，鉴于作为连接器端子的导电部件的用途，与连接器端子的其他导电部件电接触的接点部具有低的摩擦系数，在此基础上，优选接触电阻被抑制为较低的值。锡具有非常低的体积电阻率，并且柔软，进而形成于表面的氧化覆膜易于被破坏，因此通过覆盖连接器端子的接点部，使其具备低的接触电阻，形成良好的电接触。构成合金含有层1的锡部12由纯锡或锡的比例比合金部11中的大的合金构成，因此通过使其在合金含有层1的表面露出，利用锡的上述特性，能够将连接器端子的接点部的接触电阻抑制为较低的值，能够提供高的连接可靠性。因此，如果使合金含有层1的表面中的合金部11的露出面积率为80％以下，能够有效地抑制连接器端子的接点部的接触电阻。

这样一来，在合金含有层1的表面露出的合金部11具有较高的降低摩擦系数的效果，锡部12具有较高的抑制接触电阻的效果，因此如果在连接器端子的接点部的表面露出合金部11和锡部12双方，则同时能够享受降低摩擦系数的效果和抑制接触电阻的效果。如果在表面露出的合金部11的畴的直径(横切畴的最长的直线的长度)比接点部的长径即横切接点部的直线中的最长的直线的长度短，则能够切实地使合金部11和锡部12双方在接点部的表面露出，因而优选。

通过规定合金部11的露出面积率，能够同时实现摩擦系数的降低和接触电阻的抑制，但合金部11形成微细的畴结构并在合金含有层1的表面露出，因此为了估计该露出率，需要利用电子显微镜、探针显微镜等进行表面观察，需要较多费用和劳力。因此，通过使与合金部11的露出率具有较高的相关性的宏观参数即合金含有层1的表面的光泽度作为指标，能够更简便地确保低摩擦系数和低接触电阻。合金部11相比锡部12具有低的反射率，合金部11的露出面积率越高，则合金含有层1表面的光泽度越低。

具体地说，合金部11的表面的光泽度在10～300％的范围的话，能够很好地同时实现摩擦系数的降低和接触电阻的抑制。在此，所谓光泽度是指，按照JIS Z 8741-1997，在折射率为1.567的玻璃表面以规定的入射角θ的镜面光泽度为基准，将该值作为100％来表示，在此以测定角(入射角)θ＝20°进行测定。

另外，在镀敷端子作为车载用而使用的情况下，存在使用环境为高温、或者由于通电而导致发热的情况，因此优选镀敷端子具有耐热性，即优选将经过高温环境后的接触电阻值的上升抑制得较低。在形成有锡-钯合金含有层1的本发明的镀敷端子中，经过加热时的接触电阻值上升被抑制成与现有的镀锡端子相同的程度。

在端子表面形成有硬的镀层的情况下，相比形成有软的镀层的情况，存在加热导致的接触电阻值的上升变大的倾向。究其原因，是由于，通过加热而导致母材、镍等底层镀层与合金化后的镀层变硬，进而在该变硬的镀层的表层形成的锡及其合金氧化膜存在难以轻易破坏覆膜的性质。锡-钯合金含有层1如上所述是非常硬的，然而加热导致的电阻值的上升能够被抑制到与柔软的锡镀层相同的程度。可以认为这是由于，即使通过加热在表面的一部分上形成了锡氧化膜，作为贵金属的钯也难以被氧化，容易形成从最表面开始直至合金含有层1的内部以及母材2的导通。

锡-钯合金含有层1可以是通过任何方法形成的。例如，可以在母材2的表面或底层镀层3的表面上层积锡镀层和钯镀层，通过加热使其合金化，形成合金含有层1。或者，也可以使用包含锡和钯双方的镀敷液，通过共析形成合金含有层1。从简便性的角度来看，将锡镀层和钯镀层层积后使其合金化的前者的方法是优选的。通过调整合金化时的加热温度和加热时间，能够控制合金部11的露出面积率、合金部11的畴的直径。越以高温进行合金化、或者进行越长时间的加热，则合金部11的畴生长得越大。

具有上述锡-钯合金含有层1的连接器用镀敷端子可以形成为阳型连接器端子，也可以形成为阴型连接器端子。本发明的实施方式的端子对是由一对阳型连接器端子和阴型连接器端子的组构成的，可以是阳型和阴型中的任一方的端子具有合金含有层1，也可以是双方具有合金含有层1。阳型和阴型双方的连接器端子具有合金含有层1的情况相比任一方具有合金含有层1的情况，容易获得摩擦系数的降低带来的降低端子插入力的效果。

在阴型连接器端子上形成有压花状的接点部，经常使用该压花部在平板状的阳型连接器端子翼片的表面滑动并嵌合的形式的端子对。在该情况下，在阴型连接器端子形成合金含有层1的话，如果合金含有层1至少形成于压花状接点部的表面，则能够发挥降低摩擦系数的效果。另一方面，阳型连接器端子含有合金含有层1的话，在平板状端子翼片上的阴型连接器端子的压花状接点部滑动的整个区域形成有合金含有层1这一点从在整个滑动区域上享受降低摩擦系数的效果的意义来看，是优选的。

这样一来，上述锡-钯合金含有层1无论是形成在压花状的接点部还是形成在平板状的接点部，均可以享受降低摩擦系数的效果，但形成在压花状的接点部时，尤其是压花的半径大时，降低摩擦系数的效果大。即，如果仅仅在具有压花状接点部的阴型连接器端子和具有平板状端子翼片的阳型连接器端子的任一方形成锡-钯合金含有层1，则形成在阴型连接器端子时，尤其在接点部的压花的半径大的情况下，能够提高降低摩擦系数的效果。

进而，如果形成锡-钯合金含有层1的压花的R形状(将压花近似成半球壳时的半径)为3mm以上，则与表面形成有锡镀层的情况相比，降低摩擦系数的效果变得更大。这是由于，压花半径变大时，与平板的接触面积变大，因此在柔软的锡镀层中进行m滑动时的胶粘磨损变得严重，摩擦系数变大，另一方面，在硬度高的锡-钯合金含有层1中，即使接触面积变大，胶粘磨损的增加也能够得以抑制，从而与锡镀层的摩擦系数的差变得显著。

另外，施加到端子对的接点部的接触载荷优选为2N以上。由此，形成于在合金含有层1的表面露出的锡部12的表面的氧化覆膜被破坏。这样一来，柔软并且具有低的接触电阻的金属状态的锡部12被露出在最表面，并进行电接触，从而能够实现高的连接可靠性。另外，在接触载荷小于2N的情况下，对接触载荷的依赖性大的覆膜电阻向接触电阻支配性地发挥作用，在接触载荷为2N以上的情况下，对接触载荷的依赖性小的集中电阻支配性地发挥作用。

进而，如果接触载荷为5N以上，则摩擦系数有效地降低。可以看出存在接触载荷变大时摩擦系数变小的倾向，但将锡-钯合金含有层1的情况和锡镀层的情况相比较的话，在锡镀层中，如上所述，摩擦系数容易受到压花形状带来的影响，还存在即使施加5N以上的接触载荷，摩擦系数也难以降低的情况，但在锡-钯合金镀层中，摩擦系数难以受到压花形状带来的影响，施加5N以上的载荷时，能够有效地降低摩擦系数。这样，使端子对的接触载荷为5N以上的话，能够在满足高的连接可靠性的同时享受显著的摩擦系数降低效果。

实施例

下面，使用实施例详细地说明本发明。

<实施例1：锡-钯合金含有层的硬度及摩擦系数的评价>

(试样的制作)

在干净的铜基板的表面上形成厚度为1μm的镍底层镀层，在其上形成钯镀层。接着，在钯镀层上形成锡镀层。将其在大气中加热到280℃，从而形成锡-钯合金含有层，形成实施例的镀敷部件。

在此，通过调整锡镀层及钯镀层的厚度，来规定钯占锡-钯合金含有层的含有量。具体来说，使锡镀层的厚度为2μm，使钯镀层的厚度为0.02μm、0.05μm、0.09μm，从而形成钯的含有量分别为1原子％、4原子％、7原子％的锡-钯合金含有层。另外，锡-钯合金含有层中的钯的含有量可以通过能量色散X射线分光法(EDX)来估计。

对于得到的各镀敷部件的剖面利用扫描型离子显微镜(SIM)进行观察，确认了由锡-钯合金构成的畴(合金部)形成在由纯锡相、或者基本由锡构成的金属相(锡部)中。另外，是否明确地观察到这种结构会被显微镜观察的条件大幅度地左右，详细的结构的研究基于能够获得更清晰的图像的后述的实施例2的扫描电子显微镜(SEM)的观察结果来进行。其中，在本实施例1中，也观察到了与实施例2相同的由合金部和锡部构成的结构。

进而，在铜母材的镍底层镀层上仅形成厚度为1μm的锡镀层，作为比较例的镀敷部件。

(锡-钯合金含有层的硬度的评价)

利用维氏硬度计分别测定三种锡-钯合金镀敷部件的硬度。对于各个镀敷部件分别增加测定载荷来测定维氏硬度，将即使进一步增加测定载荷硬度的测定值也不再上升的状态下测定的硬度作为该镀敷部件的维氏硬度。此时的测定载荷在锡-钯合金含有层中的钯的含有量为1原子％和4原子％的情况下为25mN，在钯的含有量为7原子％的情况下为50mN。

维氏硬度(Hv)相对于钯的含有量的测定结果如图2所示。锡-钯合金含有层中的钯的含有量为1原子％时，维氏硬度为43，与此相对，钯的含有量为4原子％时，维氏硬度上升到大约为4倍的124。另一方面，进一步使钯的含有量增加到7原子％时，维氏硬度为148，与钯的含有量为4原子％时相比，硬度上升了，但其增加率小于钯的含有量从1原子％增加到4原子％时，显示出了饱和倾向。

(摩擦系数的评价)

作为端子的插入力的评价指标，针对实施例及比较例中的镀敷部件来评价动摩擦系数。即，使平板状的镀敷部件和形成为半径1mm的压花状的镀敷部件在铅直方向上接触并保持，利用压电致动器在铅直方向上施加3N的载荷，同时以10mm/min的速度沿着水平方向拉伸压花状的镀敷部件，使用测力传感器测定摩擦力。将摩擦力除以载荷而得的值作为摩擦系数。

使钯的组成变化而测定的摩擦系数的测定结果如图3所示。在图3中，以粗线表示各实施例中的形成有锡-钯合金含有层的镀敷部件的测定结果，以细线表示比较例的镀锡部件的测定结果。从这些结果来看，可以知道钯含有量在任何情况下的摩擦系数都比镀锡部件小。这一点可以认为是钯-锡合金含有层具有高的硬度带来的效果。

从图表中读取摩擦系数的值时，在钯含有量是1原子％的情况下，摩擦系数大约为0.3，在4原子％的情况下，摩擦系数大约为0.2，在7原子％的情况下，摩擦系数大约为0.2。在钯含有量为4原子％以及7原子％的情况下，摩擦系数降低至仅为镀锡时的大致一半。

随着钯含有量从1原子％增加至4原子％，摩擦系数变小，但钯含有量进一步从4原子％增加至7原子％时，摩擦系数的降低显示出达到极限的倾向。这一情况与维氏硬度的上升相对于钯含有量的增加的倾向对应。即，可以推测出，维氏硬度的上升作为主要原因对摩擦系数的降低产生影响。

如上所述，可以明确得知，相比镀锡部件，形成有锡-钯合金含有层的镀敷部件中的摩擦系数降低。但是，即使含有多于7原子％的钯，也不会进一步大幅度提高降低摩擦系数的效果。

<实施例2：锡-钯合金含有层的结构及接触电阻值的评价>

(试样的制作)

与实施例1的镀敷部件同样地，将具有锡-钯合金含有层的镀敷部件形成于铜基板的表面上。在此，通过使加热前的钯镀层的厚度变化，能够使合金部的露出面积率不同。具体来说，制作出露出面积率为12％、45％、78％这三种镀敷部件。它们分别对应于钯的含有量为1原子％、4原子％、7原子％。另外，通过后述的剖面的SEM图像计算出合金部的露出面积率。

在此，也将在铜母材的镍底层镀层上仅形成厚度为1μm的锡镀层的部件作为比较例的镀敷部件。

(结构的评价)

通过SEM观察实施例中的各镀敷部件的剖面，并评价其结构。

图4表示形成有锡-钯合金含有层的各实施例中的镀敷部件的剖面SEM图像。对其进行观察可以看出，形成在镍镀层上的锡镀层和钯镀层通过加热而合金化，形成单层的合金含有层。

在露出面积率12％(a)、45％(b)的情况下是显著的，但在锡-钯合金含有层中，存在多处能够观察出比周围明亮的细长的畴状的结构。根据EDX的结果，该畴状的结构是由锡-钯合金构成的部分(合金部)。另外，除此以外的部分是纯锡相、或者基本由锡构成的金属相(锡部)。

另外，在镍层和锡-钯合金含有层之间形成有厚度大致为0.3～0.5μm左右的能够观察出比较明亮的薄层，可以认为这是镍-锡合金层。

根据锡-钯合金的状态相图，在钯的含有量小于20原子％的区域，PdSn₄的金属间化合物稳定地存在。由此，可以推定出上文中观察到的畴状的合金部具有PdSn₄的组成。

(光泽度的评价)

关于各实施例及比较例的镀敷部件，按照JISZ8741-1997，以测定角(θ)20°测定了光泽度。对于同一镀敷部件进行40次的测定，得到其平均值。将得到的光泽度作为相对于通过上述SEM观察而估计出的合金部的露出面积率的函数，与近似曲线一起表示在图5中。另外，下述表1中也表示光泽度的值。

根据图5，合金部的露出面积率越高，则表面的光泽度越低。并且，测绘点非常近似于圆滑的近似曲线。即，合金部的露出面积率和背面的光泽度之间存在单调减少的较高的相关性。另外，针对露出面积率不同的各镀敷部件测定出的光泽度包含误差的范围在内处于10～300％的范围内。

(接触电阻的评价)

对于各实施例以及比较例中的各镀敷部件，通过接触载荷-接触电阻特性的计测来评价接触电阻值。即，针对各镀敷部件，通过四端子法来测定接触电阻。此时，使开路电压为20mV、通电电流为10mA、载荷施加速度为0.1mm/min，将0～40N的载荷向使其增加和使其减少的方向施加。电极的一方为平板，另一方为半径1mm的压花形状。针对初始(刚刚制作成的)镀敷部件进行该载荷-电阻特性的评价。将在载荷为10N时测定的接触电阻值在各镀敷部件之间进行比较。

针对各实施例的各镀敷部件以载荷10N测定的接触电阻值表示在表1中。表1中一并表示了各镀敷部件的光泽度以及摩擦系数。摩擦系数是以将针对比较例中的镀锡部件测定的摩擦系数作为100％的相对值来进行表示的。另外，摩擦系数的值与实施例1的情况的略微差异是由测定载荷的不同和镀敷部件的制作条件以及摩擦系数的计测条件中的不可避免的偏差造成的。

[表1]

根据表1，在任一露出面积率中都显示出0.7～1.0mΩ的接触电阻值。形成于铜母材上的锡镀层大致表示出0.5～1.0mΩ左右的接触电阻，但实施例中的镀敷部件能够得到与此相同程度的接触电阻。另外，实施例中的三种露出面积率的镀敷部件之间的接触电阻值的差非常小。即，在任一露出面积率下，与镀锡部件相比较，都能够获得被抑制在相同程度的低值的接触电阻。

进而，根据表1，在任一露出面积率下，与镀锡部件相比，摩擦系数都大幅度降低。从该结果可以看出，通过使锡-钯合金含有层中的锡部的露出面积率处于10％～80％的范围内，并且使表面的光泽度为10～300％，能够同时享受将表面的接触电阻抑制成与镀锡部件相同程度的效果和相比镀锡部件将摩擦系数大幅度降低的效果这两种效果。

根据图4，露出到锡-钯合金的最表面的合金部的畴直径为1μm以下。另一方面，形成在压花状镀敷部件和平板状镀敷部件之间的实质性的接点部的直径为100μm左右。即，合金部的畴直径相比接点部的直径小两位数。由此，在接点部中，多个合金部的畴和锡部双方都露出，均对电连接产生影响。因此，能够有效地兼顾接触电阻的抑制和摩擦系数的减少。

进而，为了估计获得良好的电接触所需的最低限度的接触载荷，在图6中将在合金部的露出面积率为45％的情况下获得的接触载荷-接触电阻特性以双对数进行表示。

一般来说，导体间的接触电阻的主要的产生原因分为覆膜电阻和集中电阻。覆膜电阻是指由于形成于导体表面的氧化覆膜等绝缘性覆膜的存在而产生的接触电阻，集中电阻是指由于导体表面的微观的凹凸，电流仅仅经由宏观的(外观的)接触面积中的微小面积上形成的真实接触的部位流过而产生的。接触载荷变大时，由于绝缘覆膜的物理性的破坏，覆膜电阻变小。即，将破坏绝缘覆膜所需要的接触载荷施加到接点部的话，基本上不会受到覆膜电阻的影响，能够形成集中电阻区域的导通。集中电阻以及覆膜电阻相对于接触载荷的依赖性如日本特开2002-5141号公报所示，已经利用模型公式化。由此，在使具有平坦的接触面的两个导体接触的情况下，作为集中电阻和覆膜电阻的总和的接触电阻Rk如下述的式(1)所示。

[算式1]

$\mathrm{Rk}=\frac{\mathrm{\&rho;}}{2}\sqrt{\frac{\mathrm{\&pi;H}}{\mathrm{KSF}}}+\frac{H{\mathrm{\&rho;}}_{f}d}{F}$

在此，F是接触载荷，S是外观的接触面积，K是表面粗糙度，H是硬度，ρ是金属电阻率，ρ_f是覆膜电阻率，d是绝缘覆膜的厚度。

在式(1)中，右边第一项表示集中电阻的作用，第二项表示覆膜电阻的作用。从式(1)可以看出，集中电阻相对于接触载荷F表示出-1/2次方的依赖性，与此相对，覆膜电阻相对于载荷F表示出-1次方的依赖性。即，将接触电阻相对于接触载荷的依赖性进行双对数表示时，覆膜电阻呈支配性的区域为近似于斜率-1的直线，集中电阻呈支配性的区域为近似于斜率-1/2的直线。并且，在两直线之间的交点处，从覆膜电阻呈支配性的区域切换到集中电阻呈支配性的区域

根据图6，如图中用细线表示近似直线，在低载荷侧，可以观测到能够用斜率-1的直线近似的区域，在高载荷侧，可以观测到能够用斜率-1/2的直线近似的区域。可以认为其分别与覆膜电阻呈支配性的区域和集中电阻呈支配性的区域对应。并且，两直线的交点在2N处获得。即，如果施加至少2N的接触载荷，则值大且载荷依赖性大的覆膜电阻的作用基本被排除，在值小且载荷依赖性小的集中电阻区域进行电接触。因此，通过对端子对的接点部施加2N以上的接触载荷，能够获得接触电阻小且稳定的、良好的电接触。

另外，对于仅具有锡镀层的比较例中的镀敷部件进行同样的接触载荷-接触电阻特性的测定，进行双对数表示，结果在该情况下也可以看到低载荷侧的近似于斜率-1的直线的区域以及高载荷侧的近似于斜率-1/2的直线的区域，可以观测到两近似直线的交点为2N。即，在锡-钯合金层和锡层，施加到交点的接触载荷相同。这意味着，在锡-钯合金层的表面，不是合金部而是锡部主要承担电传导，覆盖锡部的表面的氧化锡覆膜被破坏，从而能够获得以金属锡的集中电阻为主的低的接触电阻。

<实施例3：加热导致的接触电阻上升的评价>

为了估计接触电阻值随着在加热环境下的使用而上升的程度，使用与作为实施例1使用的试样相同的试样，评价加热导致的接触电阻的上升的程度。即，对于初始状态(刚刚制作成的)各镀敷部件，以与实施例2中的接触电阻测定相同的条件，通过四端子法来测定接触电阻。接着，将各电阻部件在大气中以160℃放置120小时(下文中有时称该条件为“高温放置”)，对于放置后的试样放冷至室温后，同样地进行接触电阻的测定。着眼于载荷10N下的接触电阻值，将从初始状态开始进行高温放置后而上升的值作为电阻上升值。

表2表示针对实施例及比较例中的形成有锡-钯合金含有层的镀敷部件以及形成有锡镀层的镀敷部件，在初始(高温放置前)和高温放置后以载荷10N计测的接触电阻值以及其上升量。

[表2]

根据表2的结果，在三种形成有锡-钯合金含有层的镀敷部件的任一部件中，高温放置导致的接触电阻值的上升与镀锡部件为基本相同的程度。即，并没有产生因在表面形成硬的锡-钯合金含有层，而使高温放置导致的接触电阻值的上升程度比镀锡部件大的现象。另外，对于合金化前的镀锡层的厚度不是2μm而是1μm而形成锡-钯合金层的镀敷部件也进行了同样的测定，高温放置导致的接触电阻值的上升依然和镀锡部件为相同程度。另外，Pd含有量和实施例2的情况有重复的区域，而初始的接触电阻和实施例2的情况有差异是因为镀敷部件的制作条件以及接触电阻的计测条件中的不可避免的偏差造成的。

<实施例4：接点部的形状的摩擦系数的关系的评价>

摩擦系数不仅受到接点部表面的金属层的结构的影响，还受到构成端子对的接点部的形状的影响，因此为了估计端子对的接点部的形状怎样变化能够提高锡-钯合金含有层带来的摩擦系数降低的效果，使接点形状变化并进行了摩擦系数的测定。即，使用与实施例1同样地形成的Pd的含有量为1原子％、4原子％、7原子％的镀敷部件和镀锡部件，分别形成了具有平板状端子翼片的阳型连接器端子以及具有压花状接点部的阴型连接器端子。并且，对于阳型连接器端子和阴型连接器端子双方由锡-钯合金镀敷部件形成的情况、以及任一方由锡-钯合金镀敷部件形成、另一方由镀锡部件形成的情况，与实施例1的情况同样地测定了摩擦系数。在此，测定载荷为3N、5N、10N三种，作为阴型连接器端子，使用压花的半径(R)为1mm和3mm的两种连接器端子。

表3表示针对各组合测定的摩擦系数。在此，各摩擦系数以将阳型连接器端子和阴型连接器端子双方由镀锡部件形成时测定出的摩擦系数作为100％的相对值来表示。另外，摩擦系数的值与实施例1以及实施例2的情况的略有差异是由镀敷部件的制作条件以及摩擦系数的计测条件中的不可避免的偏差造成的。

[表3]

*以阳、阴均由镀锡端子测定的情况为100％的比来表示

根据表3，阳型连接器端子和阴型连接器端子的双方由锡-钯合金镀敷部件形成的情况相比仅任一方由锡-钯合金镀敷部件形成的情况，摩擦系数变小。尤其是，如表中粗体字所示，在压花的半径为3mm的情况下，能够获得低的摩擦系数。着眼于压花的半径为3mm的情况时，仅阴型连接器端子由锡-钯合金镀敷部件构成的情况与仅阳型连接器端子由锡-钯合金镀敷部件构成的情况相比，摩擦系数变低，获得与双方都由锡-钯合金镀敷部件构成的情况相近的值。即，可知相比将锡-钯合金镀敷应用于平板状接点部的情况，将其应用于压花状接点部尤其是具有3mm以上的大的半径的压花状接点部的情况下，能够更大地发挥其摩擦系数降低效果。进而，在阳型连接器端子、阴型连接器端子双方由锡-钯合金镀敷部件构成的情况下，在测定载荷(接触载荷)为5N以上的情况下，能够获得特别低的摩擦系数。

另外，表3以将阳型连接器端子、阴型连接器端子双方由镀锡部件构成的情况作为比较例的相对值来表示，在该比较例中已经获得低的摩擦系数的情况下，即使任一方由锡-钯合金镀敷部件构成，在测定精度的范围内，也存在无法在摩擦系数中观测到有意义的差异的情况。在这种情况下，在表3中记为“100％”，作为绝对值的摩擦系数的值用作连接器端子是足够低的。

[总结]

由以上可以明确，在由铜或铜合金构成的母材上形成锡-钯合金含有层，从而与现有的形成镀锡的情况相比，能够避免高温放置导致的接触电阻上升值增大的问题，能够获得摩擦系数降低的效果。并且，可知通过使锡-钯合金层表面的合金部的露出面积率为10～80％、表面的光泽度为10～300％，能够兼顾摩擦系数的降低和接触电阻的抑制。另外，可知如果接点部的接触载荷为2N以上，容易获得稳定在小的值的接触电阻，进而为25N以上时，容易获得特别低的摩擦系数。而且，可知通过将锡-钯合金层应用于具有压花状接点部的阴型端子，进而使压花的半径为3mm，能够容易地获得摩擦系数降低的效果。

以上，详细说明了本发明的实施方式，然而本发明并不限定于上述实施方式的任意一个，能够在不脱离本发明的主旨的范围地进行各种改变。

Claims (16)

1.一种连接器用镀敷端子，其特征在于，

在由铜或铜合金构成的母材上形成有由锡和钯构成的包含锡-钯合金的合金含有层。

2.根据权利要求1所述的连接器用镀敷端子，其特征在于，

上述合金含有层中的钯的含有量为1原子％以上。

3.根据权利要求1或2所述的连接器用镀敷端子，其特征在于，

上述合金含有层中的钯的含有量小于20原子％。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的连接器用镀敷端子，其特征在于，

上述合金含有层中，由锡和钯的合金构成的第一金属相的畴结构形成于由纯锡或锡相对于钯的比例高于上述第一金属相的合金构成的第二金属相中。

5.根据权利要求4所述的连接器用镀敷端子，其特征在于，

上述第一金属相占上述合金含有层的表面的露出面积率为10％以上。

6.根据权利要求4或5所述的连接器用镀敷端子，其特征在于，

上述第一金属相占上述合金含有层的表面的露出面积率为80％以下。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的连接器用镀敷端子，其特征在于，

表面的光泽度在10～300％的范围内。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的连接器用镀敷端子，其特征在于，

上述合金含有层的厚度为0.8μm以上。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的连接器用镀敷端子，其特征在于，

使上述合金含有层的表面相互摩擦时的动摩擦系数为0.4以下。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的连接器用镀敷端子，其特征在于，

上述合金含有层的维氏硬度为100以上。

11.根据权利要求4至10中任一项所述的连接器用镀敷端子，其特征在于，

在与其他导电部件电接触的接点部的表面上露出具有比横切上述接点部的直线中最长的直线短的直径的上述第一金属相的畴。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的连接器用镀敷端子，其特征在于，

上述接点部作为压花形成。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的连接器用镀敷端子，其特征在于，

上述压花的半径为3mm以上。

14.一种端子对，其特征在于，

由阳型连接器端子和阴型连接器端子构成，

上述阳型连接器端子和上述阴型连接器端子的至少一方由权利要求1至13中任一项所述的连接器用镀敷端子构成。

15.根据权利要求14所述的端子对，其特征在于，

施加到上述阳型连接器端子和上述阴型连接器端子相互接触的接点部的接触载荷为2N以上。

16.根据权利要求15所述的端子对，其特征在于，

上述接触载荷为5N以上。