DE112015001594T5

DE112015001594T5 - Anschlusspaar und Steckverbinderpaar, das das Anschlusspaar einschließt

Info

Publication number: DE112015001594T5
Application number: DE112015001594.9T
Authority: DE
Inventors: Masayuki Ookubo; Hajime Watanabe; Yoshifumi Saka
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd; AutoNetworks Technologies Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd; AutoNetworks Technologies Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2014-04-03
Filing date: 2015-03-25
Publication date: 2017-01-19
Anticipated expiration: 2035-03-26
Also published as: US20170033486A1; JP6183543B2; US10177479B2; CN106165203A; JPWO2015151959A1; DE112015001594B4; CN106165203B; WO2015151959A1

Abstract

Ein Anschlusspaar 1 ist zur Verwendung durch Kontaktieren miteinander eines ersten Kontaktteils 3, bereitgestellt in einem ersten Anschluss 2, und eines zweiten Kontaktteils 5, bereitgestellt in einem zweiten Anschluss 4, ausgelegt. Der erste Kontaktteil 3 schließt eine Verbundwerkstoff-Deckschicht, gebildet über einem ersten Basismaterial aus einem Metall, ein, wobei die Verbundwerkstoff-Deckschicht zwei Phasen einschließt, die eine auf Sn-Pd basierende Legierungs-Phase und eine Sn-Phase darstellen, wobei eine der zwei Phasen in der anderen der zwei Phasen dispergiert ist. Der erste Kontaktteil 3 weist eine Oberfläche auf, die die auf Sn-Pd basierende Legierungs-Phase und die Sn-Phase einschließt. Der zweite Kontaktteil 5 schließt eine Cu-Sn-Legierungs-Schicht, gebildet über einem zweiten Basismaterial aus einem Metall, und eine Sn-Schicht, die einen oder mehrere Teile von der Cu-Sn-Legierungs-Schicht bedeckt, ein. Der zweite Kontaktteil 5 hat eine Oberfläche, in welcher ein Cu-Sn-Legierungs-Bereich, entsprechend einem freiliegenden Teil der Cu-Sn-Legierungs-Schicht, und ein Sn-Bereich, entsprechend einem freiliegenden Teil der Sn-Schicht, gemeinsam nebeneinander vorliegen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Anschlusspaar und ein Steckverbinderpaar, das das Anschlusspaar einschließt.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Für elektrische Verbindung wird als Basismaterial für Anschlüsse Cu (Kupfer) oder eine Cu-Legierung, welche hohe elektrische Leitfähigkeit und ausgezeichnete Duktilität und geeignete Festigkeit aufweisen, zum Beispiel zwischen elektrischen Kabeln, in großem Umfang verwendet. Jedoch besitzt Cu das Problem von hohem Kontaktwiderstand zwischen den Anschlüssen aufgrund eines Isolierfilms, wie eines Oxidfilms oder eines Sulfidfilms, die sich in dem Serviceumfeld auf der Oberfläche bilden.
Um dieses Problem anzugehen, wurden einige Anschlüsse mit einem plattierten Sn(Zinn)-Film, der durch Ausführen eines Plattierungsverfahrens auf der Oberfläche des Basismaterials gebildet wird, ausgestattet. Sn ist weicher als andere Metalle und deshalb kann der auf der Oberfläche von dem plattierten Sn-Film gebildete Isolierfilm zum Beispiel durch gleitende Bewegung zwischen den Anschlüssen leicht gebrochen werden, so dass das Metall Sn freigelegt werden kann. Im Ergebnis können Anschlüsse mit einem Sn-plattierten Film auf der Oberfläche leicht einen guten elektrischen Kontakt schaffen.
Um zudem den Reibungskoeffizienten der gleitenden Bewegung zwischen den Anschlüssen unter Sichern des den Kontaktwiderstand vermindernden Effekts durch den plattierten Sn-Film zu vermindern, wird eine Technik offenbart, bei der eine Cu-Sn-Legierungs-Deckschicht und eine Sn-Schicht in der Reihenfolge auf der Oberfläche eines Basismaterials aus Cu-Legierungsfolie gebildet werden (Patent-Dokument 1). Durch Freilegen von sowohl der Cu-Sn-Legierung als auch des Sn auf der Oberfläche kann der Reibungskoeffizient vermindert werden, wobei ein niedriger Kontaktwiderstand beibehalten wird, weil Cu-Sn-Legierungen härter als reines Sn sind und folglich kann die zum Einschub des Anschlusses notwendige Steckkraft vermindert werden.
DOKUMENT DES STANDES DER TECHNIK
Patent-Dokument

Patent-Dokument 1: Japanisches Patent Nr. 3926355

KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDES PROBLEM
In den letzten Jahren wurde stark eine weitere Verminderung des Reibungskoeffizienten, verglichen mit herkömmlichen Anschlüssen, gefordert. Jedoch besitzen die Anschlüsse aus den leitfähigen Materialien von Patent-Dokument 1 dahingehend ein Problem, dass eine Verminderung in dem Reibungskoeffizienten zu einem Anstieg im Kontaktwiderstand führt und deshalb ist es schwierig, den Reibungskoeffizienten unter Halten eines niedrigen Kontaktwiderstands weiter zu vermindern.
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die vorstehenden Umstände ausgeführt und ist vorgesehen, ein Anschlusspaar mit niedrigem Kontaktwiderstand und einem niedrigen Reibungskoeffizienten bereitzustellen und ein Steckverbinderpaar, das das Anschlusspaar einschließt, bereitzustellen.
MITTEL ZUM LÖSEN DES PROBLEMS
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Anschlusspaar, umfassend einen ersten Anschluss, ausgestattet mit einem ersten Kontaktteil, und einen zweiten Anschluss, ausgestattet mit einem zweiten Kontaktteil, und ausgelegt zur Verwendung durch In-Kontakt-Bringen des ersten Kontaktteils und des zweiten Kontaktteils miteinander, wobei der erste Kontaktteil eine Verbundwerkstoff-Deckschicht umfasst, gebildet über einem ersten Basismaterial aus einem Metall, wobei die Verbundwerkstoff-Deckschicht zwei Phasen umfasst, die eine auf Sn-Pd basierende Legierungs-Phase und eine Sn-Phase sind, wobei eine der zwei Phasen in der anderen der zwei Phasen dispergiert ist, der erste Kontaktteil eine Oberfläche aufweist, die die auf Sn-Pd basierende Legierungs-Phase und die Sn-Phase einschließt, der zweite Kontaktteil eine Cu-Sn-Legierungs-Schicht, gebildet über einem zweiten Basismaterial aus einem Metall, und eine Sn-Schicht, die einen Teil der Cu-Sn-Legierungs-Schicht bedeckt, umfasst, und der zweite Kontaktteil eine Oberfläche aufweist, die einen Cu-Sn-Legierungs-Bereich und einen Sn-Bereich einschließt, wobei der Cu-Sn-Legierungs-Bereich einem freiliegenden Teil der Cu-Sn-Legierungs-Schicht entspricht, der Sn-Bereich einem freiliegenden Teil der Sn-Schicht entspricht.
Ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Steckverbinderpaar, umfassend das Anschlusspaar, wobei das Steckverbinderpaar ausgelegt ist, zum Verwenden durch Anbringen eines ersten Steckverbinders, umfassend den ersten Anschluss, und eines zweiten Steckverbinders, umfassend den zweiten Anschluss, aneinander.
WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
In dem Anschlusspaar schließt der erste Kontaktteil, bereitgestellt in dem ersten Anschluss, die Verbundwerkstoff-Deckschicht, einschließlich der Sn(Zinn)-Pd(Palladium) basierten Legierungs-Phase und der Sn-Phase, ein. Die Oberfläche des ersten Kontaktteils schließt die auf Sn-Pd basierende Legierungs-Phase und die Sn-Phase ein. Im Ergebnis weist der erste Anschluss sowohl die Wirkung zum Vermindern des Reibungskoeffizienten auf Grund der relativ harten, auf Sn-Pd basierenden Legierungs-Phase als auch die Wirkung zum Vermindern des Kontaktwiderstands auf Grund der relativ weichen Sn-Phase auf.
Zusätzlich liegen auf der Oberfläche des zweiten Kontaktteils, bereitgestellt in dem zweiten Anschluss, der Cu-Sn-Legierungs-Bereich, entsprechend einem freiliegenden Teil(en) der Cu-Sn-Legierungs-Schicht und der Sn-Bereich, entsprechend einem freiliegenden Teil(en) der Sn-Schicht, gemeinsam vor. Dies liefert auch sowohl die Wirkung zum Vermindern des Reibungskoeffizienten auf Grund der relativ harten Cu-Sn-Legierungs-Schicht als auch die Wirkung zum Vermindern des Kontaktwiderstands auf Grund der relativ weichen Sn-Schicht, wie vorstehend ausgewiesen.
Die Erfinder führten intensive Forschung durch und fanden, dass, wenn die gleitende Bewegung zwischen dem ersten Kontaktteil und dem zweiten Kontaktteil jeweils mit der besonderen, wie vorstehend erwähnten Struktur erfolgt, der Reibungskoeffizient weiter vermindert werden kann, verglichen mit dem Fall, bei dem die ersten Kontaktteile gleitend gegeneinander bewegt werden oder dem Fall, bei dem die zweiten Kontaktteile gleitend gegeneinander bewegt werden. Während es bislang noch nicht klar ist, durch welche Mechanismen die gemeinsame Verwendung des ersten Anschlusses bzw. Klemme und des zweiten Anschlusses bzw. Klemme die Wirkung zum Vermindern des Reibungskoeffizienten erzeugt, wird die Wirkung aus den später beschriebenen Ausführungsformen deutlich.
Wie vorstehend beschrieben, weist das Anschlusspaar einen weiter verminderten Reibungskoeffizienten bei seinem gering gehaltenen Kontaktwiderstand auf.
Weiterhin schließt in dem Steckverbinderpaar der erste Steckverbinder den ersten Anschluss ein und der zweite Steckverbinder schließt den zweiten Anschluss ein. Im Ergebnis wird die zum Einpassen zwischen dem ersten Steckverbinder und dem zweiten Steckverbinder, die für das Steckverbinderpaar notwendige Steckkraft vermindert.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1(a) ist eine perspektivische Ansicht von einem ersten Anschluss und
1(b) ist eine perspektivische Ansicht von einem zweiten Anschluss, gemäß Ausführungsform 1.
2 ist eine Teil-Querschnittsansicht von einem Zustand, bei dem ein Streifen-Teil von dem ersten Anschluss in einen röhrenförmigen Teil von dem zweiten Anschluss eingeschoben wird, gemäß Ausführungsform 1.
3 ist eine Querschnittsansicht von einer Verbundwerkstoff-Deckschicht gemäß Ausführungsform 1.
4 ist eine perspektivische Ansicht von einem zweiten Kontaktteil gemäß Ausführungsform 1.
5 ist eine Vorderansicht von einem ersten Steckverbinder, einschließlich einer Vielzahl der ersten Anschlüsse, gemäß Ausführungsform 2.
6 ist eine Querschnittsansicht, genommen entlang der Linie VI-VI in der Richtung der Pfeile in 5.
7 ist eine perspektivische Ansicht von einem Anschluss-Zwischenstück gemäß Ausführungsform 2.
8 ist eine Kurve, die Messergebnisse von Reibungskoeffizienten im Beispiel zeigt.
AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
Der erste Anschluss und zweite Anschluss des Anschlusspaars kann zum Beispiel als ein Stecker, eine Buchse oder Steckverbinderpins für PCB (Printed Circuit Board, Leiterplatte), mit einer bekannten Form in Abhängigkeit von der vorgesehenen Verwendung ausgelegt sein.
Erster Anschluss
Bei dem ersten Anschluss kann ein erstes Basismaterial, welches die Anschluss-Form bildet, aus einer Vielzahl von elektrisch leitfähigen Metallen hergestellt werden. Insbesondere kann das erste Basismaterial geeigneterweise aus Cu, Al (Aluminium), Fe (Eisen) oder einer Legierung, einschließlich beliebiger von diesen Metallen, gebildet werden. Diese Metall-Materialien zeigen nicht nur hohe elektrische Leitfähigkeit, sondern auch ausgezeichnete Formbarkeits- und Feder-Eigenschaft, und sind deshalb auf elektrische Kontakte in einer Vielzahl von Formen anwendbar. Beispiele der Form des ersten Basismaterials schließen eine Vielzahl von Formen, wie eine Stab-Form oder eine Folien-Form, ein und die Abmessungen, einschließlich der Dicke, können aus einem breiten Bereich in Abhängigkeit von der vorgesehenen Verwendung ausgewählt werden.
Ein erstes Kontaktteil, einschließlich einer Verbundwerkstoff-Deckschicht, liegt über dem ersten Basismaterial vor. Es genügt, wenn die Verbundwerkstoff-Deckschicht mindestens in dem ersten Kontaktteil vorliegt, aber stattdessen kann die Verbundwerkstoff-Deckschicht über der gesamten Fläche des ersten Anschlusses vorliegen. Vom Standpunkt der Verschleißfestigkeit und elektrischen Leitfähigkeit oder dergleichen liegt die Dicke der Verbundwerkstoff-Deckschicht vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 3 μm und liegt bevorzugter im Bereich von 1 bis 2 μm.
In der Verbundwerkstoff-Deckschicht ist die Sn-Phase eine Sn enthaltende Phase als Hauptkomponente und die auf Sn-Pd basierende Legierungs-Phase ist eine Phase, die als Hauptkomponente eine Sn-Pd-Legierung enthält. Die vorstehend ausgewiesene ”Hauptkomponente” bezieht sich auf eine Komponente, die in der größten Menge in jeder Phase vorliegt. Das heißt, die Sn-Phase kann zusätzlich zu Sn als Hauptkomponente ein Element, das in einer später beschriebenen ersten Zwischenstück-Schicht enthalten sein kann, Pd, das nicht in die auf Sn-Pd basierende Legierung-Phase eingearbeitet wurde, ein Element, wie Cu, das das erste Basismaterial ausmacht, unvermeidbare Verunreinigungen und andere Substanzen einschließen. Die auf Sn-Pd basierende Legierungs-Phase kann zusätzlich zu der Legierung als Hauptkomponenten-Legierung ein Element, das in der ersten Zwischenstück-Schicht enthalten sein kann, ein Element, das das erste Basismaterial ausmacht, unvermeidbare Verunreinigungen und andere Substanzen einschließen.
Die Verbundwerkstoff-Deckschicht ist derart strukturiert, dass eine von der Sn-Phase und der auf Sn-Pd basierenden Legierungs-Phase in der anderen Phase dispergiert ist. Beispiele von solchen Strukturen schließen eine co-kontinuierliche Struktur ein, in welcher eine der zwei Phasen ein Netzwerk bildet und die andere Phase die Poren füllt und eine See-Insel-Struktur, in welcher eine See-Phase durch eine der zwei Phasen gebildet wird, und eine Insel-Phase, gebildet durch die andere Phase, darin dispergiert ist. Es ist bevorzugt, die Struktur anzuwenden, in welcher die auf Sn-Pd basierende Legierungs-Phase in der Sn-Phase dispergiert ist, wenn es vorgesehen ist, die Wirkung zum Vermindern des Kontaktwiderstands und die Wirkung zum Vermindern des Reibungskoeffizienten weiter zu verstärken.
Der Pd-Gehalt in der Verbundwerkstoff-Deckschicht ist vorzugsweise gleich oder weniger als 7 Atom-%. Hierin bezieht sich der Pd-Gehalt auf den Gehalt von Pd in Atom-%, bezogen auf die Summe der Sn- und Pd-Gehalte in der Verbundwerkstoff-Deckschicht. Wenn der Pd-Gehalt in der Verbundwerkstoff-Deckschicht größer als 7 Atom-% ist, kann die Lotbenetzbarkeit des ersten Anschlusses sinken. Folglich ist der Pd-Gehalt in der Verbundwerkstoff-Deckschicht vorzugsweise nicht größer als 7 Atom-%, um die Lotbenetzbarkeit zu steigern. Für den gleichen Zweck ist der Pd-Gehalt bevorzugter nicht größer als 6,5 Atom-%, noch bevorzugter nicht größer als 6 Atom-%, noch bevorzugter nicht größer als 5,5 Atom-% und besonders bevorzugt nicht größer als 5 Atom-%. Der Pd-Gehalt in der Verbundwerkstoff-Deckschicht kann nicht weniger als 1 Atom-% sein, um zu sichern, dass die auf Sn-Pd basierende Legierungs-Phase in einer ausreichenden Menge vorliegt.
In der Oberfläche des ersten Kontaktteils, d. h. in der Oberfläche der Verbundwerkstoff-Deckschicht, liegen die Sn-Phase und die auf Sn-Pd basierende Legierungs-Phase beide vor. Ein Sn-Oxidfilm kann auf der Oberfläche der Verbundwerkstoff-Deckschicht zu dem Ausmaß vorliegen, dass er das Erreichen von verminderter Steckkraft nicht negativ beeinflusst und gute Lotbenetzbarkeit sichert.
Das Häufigkeitsverhältnis der Sn-Phase und der auf Sn-Pd basierenden Legierungs-Phase in der Oberfläche der Verbundwerkstoff-Deckschicht kann zum Beispiel durch die Volumenfraktionen der Sn-Phase und der auf Sn-Pd basierenden Legierungs-Phase in der Verbundwerkstoff-Deckschicht definiert werden. Insbesondere liegt die Volumenfraktion der auf Sn-Pd basierenden Legierungs-Phase in der Verbundwerkstoff-Deckschicht vorzugsweise im Bereich von 1,0 bis 95,0 Vol.-% und liegt bevorzugter im Bereich von 50,0 bis 95,0 Vol.-%. In solchen Fällen kann die Wirkung zum Vermindern des Kontaktwiderstands und die Wirkung zum Vermindern des Reibungskoeffizienten in einer ausgeglichenen Weise erzeugt werden. Wenn die Volumenfraktion der auf Sn-Pd basierenden Legierungs-Phase weniger als 1,0 Vol.-% ist, ist der Gehalt von der relativ harten auf Sn-Pd basierenden Legierungs-Phase unzureichend und deshalb kann die Wirkung zum Vermindern des Reibungskoeffizienten unzureichend sein. Wenn andererseits die Volumenfraktion der auf Sn-Pd basierenden Legierungs-Phase größer als 95,0 Vol.-% ist, ist der Gehalt von der relativ weichen Sn-Phase unzureichend und deshalb kann die Wirkung zum Vermindern des Kontaktwiderstands unzureichend sein.
Das Häufigkeitsverhältnis der Sn-Phase und der auf Sn-Pd basierenden Legierungs-Phase in der Oberfläche der Verbundwerkstoff-Deckschicht kann auch durch die Flächenfraktion der freiliegenden Teile von der auf Sn-Pd basierenden Legierungs-Phase in der Oberfläche der Verbundwerkstoff-Deckschicht definiert werden. Normalerweise entspricht der Wert der Flächenfraktion ungefähr dem Wert der vorstehend beschriebenen Volumenfraktion von der auf Sn-Pd basierenden Legierungs-Phase. Die Flächenfraktion von freiliegenden Teilen von der auf Sn-Pd basierenden Legierungs-Phase in der Oberfläche der Verbundwerkstoff-Deckschicht ist vorzugsweise nicht weniger als 1,0%, vorzugsweise nicht weniger als 10%, bevorzugter nicht weniger als 20%, und besonders bevorzugt nicht weniger als 50%. In einem solchen Fall ermöglicht das Vorliegen von der relativ harten auf Sn-Pd basierenden Legierungs-Phase eine wirksame Verminderung im Reibungskoeffizienten während gleitender Bewegung.
Die Flächenfraktion der freiliegenden Teile von der auf Sn-Pd basierenden Legierungs-Phase in der Oberfläche der Verbundwerkstoff-Deckschicht ist vorzugsweise nicht größer als 95% und bevorzugter nicht größer als 80%. In einem solchen Fall erleichtert das Vorliegen von der relativ weichen Sn-Phase eine Verminderung im Kontaktwiderstand. Um sowohl eine Verminderung im Reibungskoeffizienten als auch eine Verminderung im Kontaktwiderstand zu erreichen, liegt die Flächenfraktion bevorzugter im Bereich von 1,0% bis 95% und liegt auch bevorzugter im Bereich von 50% bis 95%.
Die Flächenfraktion der freiliegenden Teile von der auf Sn-Pd basierenden Legierungs-Phase in der Oberfläche der Verbundwerkstoff-Deckschicht kann in der nachstehenden Weise berechnet werden. Zuerst kann die Verbundwerkstoff-Deckschicht in ein Ätzmittel getaucht werden, das selektiv die Sn-Phase allein ohne Ätzen der auf Sn-Pd basierenden Legierungs-Phase zum Auflösen und Entfernen der Sn-Phase ätzen kann. Beispiele der Ätzmittel, die verwendet werden können, schließen eine wässrige Lösung, enthaltend 10 g Natriumhydroxid und 1 g p-Nitrophenol, gelöst in 200 ml destilliertem Wasser, ein.
Nun wird ein SEM(Rasterelektronenmikroskop)-Bild von der Oberfläche der Verbundwerkstoff-Deckschicht, von welcher die Sn-Phase entfernt wurde, aufgenommen. Das SEM-Bild wird einem Binärisierungs-Verfahren, basierend auf dem Kontrast, unterzogen, um ein binärisiertes Bild zu erhalten. Aus dem binärisierten Bild kann die Flächenfraktion von der auf Sn-Pd basierenden Legierungs-Phase bestimmt werden. Der Kontrast-Schwellenwert in dem Binärisierungs-Verfahren kann derart eingestellt werden, dass die Konturen von der auf Sn-Pd basierenden Legierungs-Phase in dem binärisierten Bild ungefähr den Konturen von der auf Sn-Pd basierenden Legierungs-Phase in dem SEM-Bild entsprechen.
Die Verbundwerkstoff-Deckschicht hat vorzugsweise einen Glanz im Bereich von 10 bis 300% an der Oberfläche. In einem solchen Fall fällt das Verhältnis zwischen dem freiliegenden Teil der Sn-Phase und dem freiliegenden Teil von der auf Sn-Pd basierenden Legierungs-Phase in der Oberfläche von der Verbundwerkstoff-Deckschicht in einen passenden Bereich, so dass die Wirkung zum Vermindern des Reibungskoeffizienten und die Wirkung zum Vermindern des Kontaktwiderstands in einer ausgeglichenen Weise erzeugt werden kann. Wenn der Glanz größer als 300% ist, ist die Flächenfraktion von den freiliegenden Teilen von der auf Sn-Pd basierenden Legierungs-Phase in der Oberfläche der Verbundwerkstoff-Deckschicht gering und deshalb kann die Wirkung zum Vermindern des Reibungskoeffizienten unzureichend sein. Wenn andererseits der Glanz weniger als 10% ist, ist die Flächenfraktion von dem freiliegenden Teil der Sn-Phase in der Oberfläche der Verbundwerkstoff-Deckschicht gering und deshalb kann die Wirkung zum Vermindern des Kontaktwiderstands unzureichend sein.
Die wie vorstehend beschriebene strukturierte Verbundwerkstoff-Deckschicht kann zum Beispiel unter Verwendung eines Elektroplattierungsverfahrens zum Abscheiden eines plattierten Pd-Films und eines plattierten Sn-Films in Folge auf dem ersten Basismaterial und dann Ausführen eines Reflow-Verfahrens zum Erhitzen der plattierten Filme, um dadurch das Sn und Pd zu legieren, gebildet werden. In einem solchen Fall kann die Dicke von dem plattierten Pd-Film geeigneterweise zum Beispiel aus einem Bereich von 10 bis 50 nm ausgewählt werden. Die Dicke des plattierten Sn-Films kann zum Beispiel geeigneterweise aus einem Bereich von 1 bis 2 μm ausgewählt werden. Die Heiztemperatur in dem Reflow-Verfahren kann auf ungefähr 230 bis 400°C eingestellt werden. Das vorstehend beschriebene Verfahren ist nur veranschaulichend und kann, falls erforderlich, modifiziert werden.
Die Verbundwerkstoff-Deckschicht kann direkt auf dem ersten Basismaterial abgeschieden werden oder kann auf einer ersten Zwischenstück-Schicht abgeschieden werden, um zwischen der Verbundwerkstoff-Deckschicht und dem ersten Basismaterial angeordnet zu sein. Beispiele für die erste Zwischenstück-Schicht, die verwendet werden können, schließen eine Metall-Schicht, die wirken kann, um die Anhaftung der Verbundwerkstoff-Deckschicht an dem ersten Basismaterial zu verbessern und eine Metall-Schicht, die wirken kann, um die Diffusion der Komponenten des ersten Basismaterials in die Verbundwerkstoff-Deckschicht zu hemmen, ein.
Die erste Zwischenstück-Schicht kann aus einer Metall-Schicht hergestellt sein oder kann aus zwei oder mehreren Metall-Schichten hergestellt sein. Beispiele von dem Material von der ersten Zwischenstück-Schicht, die verwendet werden können, schließen Ni (Nickel), eine Ni-Legierung, Cu, eine Cu-Legierung und Co (Kobalt) ein. Ein geeignetes Material kann in Abhängigkeit von zum Beispiel dem Material von dem ersten Basismaterial oder Funktionen, die in der ersten Zwischenstück-Schicht gewünscht sind, ausgewählt werden.
Zweiter Anschluss
In dem zweiten Anschluss ist ein zweites Basismaterial, welches die Anschluss-Form bildet, aus einem Metall-Material hergestellt. Das heißt, wie mit dem ersten Basismaterial kann das zweite Basismaterial geeigneterweise aus Cu, Al, Fe oder einer Legierung einschließlich beliebiger von diesen Metallen hergestellt werden.
Ein zweiter Kontaktteil, der eine Cu-Sn-Legierungs-Schicht und eine Sn-Schicht einschließt, liegt über dem zweiten Basismaterial vor. Ein oder mehrere Teile der Cu-Sn-Legierungs-Schicht werden mit der Sn-Schicht bedeckt und der/die verbleibende(n) Teil(e) davon ist (sind) an der Oberfläche freiliegend. Es genügt, wenn die Cu-Sn-Legierungs-Schicht und die Sn-Schicht mindestens in dem zweiten Kontaktteil vorliegen oder stattdessen können sie über der gesamten Fläche des zweiten Anschlusses vorliegen. Die wie vorstehend beschriebene strukturierte Cu-Sn-Legierungs-Schicht und Sn-Schicht können zum Beispiel durch Bilden eines plattierten Sn-Films auf dem zweiten Basismaterial und Abscheiden eines plattierten Cu-Films darauf und Ausführen eines Reflow-Verfahrens auf ihnen zum Legieren von Sn und Cu gebildet werden.
Die Sn-Schicht ist eine Schicht, die Sn als Hauptkomponente einschließt, und kann zusätzlich zu Sn als Hauptkomponente ein Element, das in einer zweiten später beschriebenen Zwischenstück-Schicht enthalten sein kann, ein Element, das das zweite Basismaterial ausmacht, unvermeidbare Verunreinigungen und andere Substanzen einschließen. Die Cu-Sn-Legierungs-Schicht ist eine Schicht, die eine Cu-Sn-Legierung als die Hauptkomponente einschließt, und kann zusätzlich zu der Legierung als Hauptkomponente ein Element, das in der zweiten Zwischenstück-Schicht enthalten sein kann, ein Element, das das zweite Basismaterial ausmacht, unvermeidbare Verunreinigungen und andere Substanzen einschließen.
Das Zusammensetzungs-Verhältnis zwischen Cu und Sn in der Cu-Sn-Legierungs-Schicht ist nicht besonders begrenzt, jedoch ist es bevorzugt, dass eine intermetallische Verbindung mit einer durch Cu₆Sn₅ wiedergegebenen Zusammensetzung in der Cu-Sn-Legierungs-Schicht enthalten ist. Die besondere intermetallische Verbindung hat eine höhere Härte als Sn und weist sowohl hohe Wärmebeständigkeit als auch hohe Korrosionsbeständigkeit auf. Somit hat der zweite Anschluss, der die besondere intermetallische Verbindung einschließt, auch höhere Haltbarkeit.
Die zweite Zwischenstück-Schicht, welche aus Ni gebildet werden kann, kann zwischen dem zweiten Basismaterial und der Cu-Sn-Legierungs-Schicht vorliegen. Das Vorliegen der zweiten Zwischenstück-Schicht kann Diffusion der Metallelemente, die das zweite Basismaterial ausmachen, in die Cu-Sn-Legierungs-Schicht und die Sn-Schicht verhindern. Zusätzlich kann die zweite Zwischenstück-Schicht wirken, um die Anhaftung von dem zweiten Basismaterial an die Cu-Sn-Legierungs-Schicht und Sn-Schicht zu erhöhen. Somit zeigt der zweite Anschluss weiter erhöhte Haltbarkeit, wenn er die zweite Zwischenstück-Schicht einschließt. Um die vorstehend ausreichend beschriebenen Funktionen und Wirkungen bereitzustellen, ist die Dicke der zweiten Zwischenstück-Schicht bevorzugter nicht größer als 3 μm.
In der Oberfläche des zweiten Kontaktteils liegt der Cu-Sn-Legierungs-Bereich entsprechend einem freiliegenden Teil(en) der Cu-Sn-Legierungs-Schicht und der Sn-Bereich entsprechend einem freiliegenden Teil(en) der Sn-Schicht gemeinsam vor. Beispiele von der Form von Koexistenz des Cu-Sn-Legierungs-Bereichs und des Sn-Bereichs schließen eine Struktur, in welcher der Cu-Sn-Legierungs-Bereich in dem Sn-Bereich gestreut ist, und eine Struktur, in welcher der Sn-Bereich in dem Cu-Sn-Legierungs-Bereich gestreut ist, ein. Es ist bevorzugt, die Struktur anzuwenden, in welcher der Cu-Sn-Legierungs-Bereich in dem Sn-Bereich gestreut ist, wenn es vorgesehen ist, weiter die Wirkung zum Vermindern des Kontaktwiderstands und die Wirkung zum Vermindern des Reibungskoeffizienten zu erhöhen.
Hinsichtlich des zweiten Anschlusses kann eine Verminderung im Reibungskoeffizienten in Kombination mit einer Verminderung im Kontaktwiderstand durch passendes Steuern der Flächenfraktion des Cu-Sn-Legierungs-Bereichs in der Oberfläche leicht erreicht werden. Die Flächenfraktion des Cu-Sn-Legierungs-Bereichs kann zum Beispiel durch Oberflächenbeobachtung unter Verwendung eines Elektronenmikroskops, eines Sondenmikroskops oder anderer Mittel berechnet werden. Ebenfalls kann die Flächenfraktion des Cu-Sn-Legierungs-Bereichs so gesteuert werden, dass sie durch Steuern des Glanzes der Oberfläche in einem geeigneten Bereich liegt, welcher durch Messung durch das nachstehend beschriebene Verfahren bestimmt werden kann, um in einem ausgewiesenen Bereich zu liegen.
Insbesondere kann durch Steuern des Glanzes von dem zweiten Kontaktteil, um im Bereich von 50 bis 1000% zu liegen, eine Verminderung im Reibungskoeffizienten in Kombination mit einer Verminderung im Kontaktwiderstand leicht erreicht werden. Der in der Oberfläche des zweiten Kontaktteils freiliegende Cu-Sn-Legierungs-Bereich weist einen Glanz auf, der kleiner als jener des Sn-Bereichs ist und steigt deshalb als Flächenfraktion des Cu-Sn-Legierungs-Bereichs, der Glanz sinkt im Allgemeinen. Somit kann durch Steuern des Glanzes, um in dem ausgewiesenen Bereich zu liegen, die Flächenfraktion zwischen dem Cu-Sn-Legierungs-Bereich und dem Sn-Bereich in der Oberfläche von dem zweiten Kontaktteil gesteuert werden, um in einen passenden Bereich zu fallen, der die Wirkung zum Vermindern des Kontaktwiderstands und die Wirkung zum Vermindern des Reibungskoeffizienten in einer ausgeglichenen Weise erzeugt.
Wenn der Glanz größer als 1000% ist, ist die Flächenfraktion des Cu-Sn-Legierungs-Bereichs zu klein und deshalb kann die Wirkung zum Vermindern des Reibungskoeffizienten unzureichend sein. Wenn andererseits der Glanz weniger als 50% ist, ist die Flächenfraktion des Cu-Sn-Legierungs-Bereichs zu groß und deshalb kann die Wirkung zum Vermindern des Kontaktwiderstands unzureichend sein. Um folglich sowohl eine Verminderung im Kontaktwiderstand als auch eine Verminderung im Reibungskoeffizienten zu erhalten, ist es bevorzugt, den Glanz zu steuern, um im Bereich von 50 bis 1000% zu liegen. Für den gleichen Zweck ist es bevorzugter, den Glanz zu steuern, um im Bereich von 100 bis 800% zu liegen.
Der Glanz von dem zweiten Kontaktteil wird durch einen Wert, gemessen unter Verwendung eines Verfahrens gemäß JIS Z 8741-1997 bei einem Einfallswinkel von 20°, wiedergegeben.
Wenn weiterhin der Glanz der Cu-Sn-Legierungs-Schicht im Bereich von 10 bis 80% liegt, wie nach Auflösen und Entfernen nur der Sn-Schicht gemessen, ist es auch möglich, eine Verminderung im Reibungskoeffizienten in Kombination mit einer Verminderung im Kontaktwiderstand wie mit dem vorstehend beschriebenen Fall leicht zu erreichen. Dies wird wegen des nachstehenden Grunds angenommen.
Der Cu-Sn-Legierungs-Bereich hat eine glattere Oberfläche als die Oberfläche der Cu-Sn-Legierungs-Schicht, die mit der Sn-Schicht bedeckt ist, und deshalb ist in dem Zustand, bei dem die Sn-Schicht allein gelöst und entfernt wurde, der Glanz von dem Cu-Sn-Legierungs-Bereich höher als der Glanz von der Cu-Sn-Legierungs-Schicht, die mit der Sn-Schicht bedeckt ist. Somit erhöht sich, wenn die Flächenfraktion von dem Cu-Sn-Legierungs-Bereich ansteigt, im Allgemeinen der Glanz. Folglich kann durch Steuern des Glanzes, um in dem ausgewiesenen Bereich zu liegen, die Flächenfraktion zwischen dem Cu-Sn-Legierungs-Bereich und dem Sn-Bereich in der Oberfläche von dem zweiten Kontaktteil gesteuert werden, um in einen passenden Bereich zu fallen, welcher wiederum eine Verminderung im Kontaktwiderstand in Kombination mit einer Verminderung im Reibungskoeffizienten leicht ermöglicht.
Wenn der Glanz weniger als 10% ist, wird die Flächenfraktion von dem Cu-Sn-Legierungs-Bereich zu klein und deshalb kann die Wirkung zum Vermindern des Reibungskoeffizienten unzureichend sein. Wenn andererseits der Glanz größer als 80% ist, wird die Flächenfraktion von dem Cu-Sn-Legierungs-Bereich zu groß und deshalb kann die Wirkung zum Vermindern des Kontaktwiderstands unzureichend sein. Um folglich sowohl eine Verminderung im Kontaktwiderstand als auch eine Verminderung im Reibungskoeffizienten zu erreichen, ist es bevorzugt, den Glanz zu steuern, um im Bereich von 10 bis 80% zu liegen. Für den gleichen Zweck ist es bevorzugter, den Glanz zu steuern, um im Bereich von 15 bis 70% zu liegen.
Der Glanz von der Cu-Sn-Legierungs-Schicht wird durch einen Wert, gemessen unter Verwendung eines Verfahrens gemäß JIS Z 8741-1997 bei einem Einfallswinkel von 60°, wiedergegeben.
Die Sn-Schicht kann durch Eintauchen in ein Ätzmittel, das selektiv die Sn-Schicht allein ätzen kann, ohne Ätzen der Cu-Sn-Legierungs-Schicht entfernt werden. Beispiele des Ätzmittels, das verwendet werden kann, schließen eine wässrige Lösung, enthaltend 10 g Natriumhydroxid und 1 g p-Nitrophenol, gelöst in 200 ml destilliertem Wasser, ein.
Sowohl der vorstehend beschriebene Glanz von dem zweiten Kontaktteil als auch der Glanz von der Cu-Sn-Legierungs-Schicht können durch die nachstehend beispielhaft angeführten Verfahren eingestellt werden. Insbesondere ist ein Verfahren, das angewendet werden kann, die Änderung der Bedingungen der Oberflächenbehandlung (später beschrieben) zum Bilden von Unregelmäßigkeiten in der Oberfläche von dem zweiten Basismaterial, um dadurch die Dichte und Größe der Vorsprünge auf der Oberfläche einzustellen. Ein anderes Verfahren, das angewendet werden kann, ist, die Dicke der Sn-Schicht zu variieren, um die Menge der Sn-Schicht, die die entsprechenden Aussparungen füllt (später beschrieben), die in der Oberfläche von der Cu-Sn-Legierungs-Schicht erscheint, einzustellen. Das letztere Verfahren ist im Hinblick auf die Genauigkeit der Glanzsteuerung und Leichtigkeit der Verarbeitung bevorzugt.
Die Unregelmäßigkeiten, einschließlich Vorsprünge und Aussparungen, können in der Oberfläche von dem zweiten Basismaterial vorher gebildet werden. In einem solchen Fall ist es möglich, die Struktur, in welcher die Cu-Sn-Legierungs-Schicht zusammen mit den Unregelmäßigkeiten gebildet wird, und entsprechende Aussparungen, die in der Cu-Sn-Legierungs-Schicht auf Grund der Aussparungen mit der Sn-Schicht gefüllt werden, leicht bereitzustellen. In der vorstehend genannten Struktur können Teile von der Cu-Sn-Legierungs-Schicht, die nahe der Spitzen der Vorsprünge gebildet werden, zu der Oberfläche von dem zweiten Kontaktteil leicht freiliegen. Das heißt, in diesem Fall ist es möglich, den Zustand, bei dem der Cu-Sn-Legierungs-Bereich und der Sn-Bereich in der Oberfläche von dem zweiten Kontaktteil gemeinsam vorliegen, leichter zu realisieren. Im Ergebnis wird eine Verminderung von sowohl Kontaktwiderstand als auch Reibungskoeffizient zuverlässig erreicht. Die vorstehend beschriebenen Unregelmäßigkeiten in der Oberfläche von dem zweiten Basismaterial können durch an sich bekannte Verfahren, wie zum Beispiel mechanisches Polieren, gebildet werden.
In dem Fall, in dem der zweite Kontaktteil die vorstehend beschriebene Struktur aufweist, kann, wenn die Menge von der Sn-Schichtfüllung unzureichend ist, ein zu großer Höhenunterschied zwischen dem Cu-Sn-Legierungs-Bereich und dem Sn-Bereich auftreten, welche in der Oberfläche freiliegend sind. Wenn der vorstehend beschriebene Höhenunterschied zu groß ist, wird es schwierig, sowohl den Cu-Sn-Legierungs-Bereich als auch den Sn-Bereich in Kontakt mit dem ersten Kontaktteil zu bringen, welcher einen angestiegenen Kontaktwiderstand und Reibungskoeffizienten ergeben kann. Um solche Probleme zu umgehen, ist es bevorzugt, das Oberflächenprofil zu steuern, so dass das arithmetische Mittel der Rauigkeit Ra auf der Oberfläche von dem zweiten Kontaktteil 3,0 μm oder weniger ist, wenn in beliebiger Richtung gemessen, und mindestens in einer Richtung ist Ra 0,15 μm oder weniger, wenn in der Richtung gemessen. Die Steuerung des Oberflächenprofils kann zum Beispiel durch Steuern des Höhenunterschieds in den Unregelmäßigkeiten, gebildet in dem zweiten Basismaterial, oder Einstellen der Menge von Sn-Schichtfüllung ausgeführt werden.
Weiterhin ist es in dem Fall, bei dem der zweite Kontaktteil die vorstehend beschriebene Struktur aufweist, bevorzugt, dass die Summe der Dicke von der Cu-Sn-Legierungs-Schicht und der Dicke von der Sn-Schicht im Bereich von 0,5 bis 5,0 μm liegt. Dies macht es möglich, sowohl eine Verminderung im Kontaktwiderstand als auch eine Verminderung im Reibungskoeffizienten leichter zu erreichen. Wenn die Summe von den Dicken weniger als 0,5 μm ist, sind die Dicken von der Cu-Sn-Legierungs-Schicht und der Sn-Schicht beide unzureichend und deshalb kann die Wirkung zum Vermindern des Kontaktwiderstands und die Wirkung zum Vermindern des Reibungskoeffizienten unzureichend sein. Wenn andererseits die Summe von den Dicken größer als 5 μm ist, ist die Dicke von der relativ harten Cu-Sn-Legierungs-Schicht zu dick, was sinkende Formbarkeit und sinkende Produktivität für den zweiten Anschluss ergeben kann.
Die Dicke der Cu-Sn-Legierungs-Schicht liegt vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 3,0 μm. Wenn die Dicke der Cu-Sn-Legierungs-Schicht weniger als 0,1 μm ist, kann die Wirkung zum Vermindern des Reibungskoeffizienten unzureichend werden. Wenn andererseits die Dicke der Cu-Sn-Legierungs-Schicht größer als 3,0 μm ist, kann eine Abnahme in der Formbarkeit und ein Absinken in der Produktivität für den zweiten Anschluss stattfinden.
Hinsichtlich der Dicke der Sn-Schicht ist es bevorzugt, dass die mittlere Dicke im Bereich von 0,2 bis 5,0 μm liegt und dass die maximale Dicke an den entsprechenden Aussparungen im Bereich von 1,2 bis 20 μm liegt. Wenn die Dicke von der Sn-Schicht dünner als der vorstehend ausgewiesene im Bereich ist, kann die Wirkung zum Vermindern des Kontaktwiderstands unzureichend werden. Wenn die Dicke der Sn-Schicht dicker als der vorstehend ausgewiesene Bereich ist, kann die Wirkung zum Vermindern des Reibungskoeffizienten unzureichend werden.
AUSFÜHRUNGSFORM
Ausführungsform 1
Ausführungsformen des Anschlusspaars werden mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Wie in 2 erläutert, ist ein Anschlusspaar 1 ausgelegt, um durch Bringen eines ersten Kontaktteils 3, bereitgestellt in einem ersten Anschluss 2, und eines zweiten Kontaktteils 5, bereitgestellt in einem zweiten Anschluss 4, in Kontakt miteinander verwendet zu werden. Wie in 3 erläutert, schließt der erste Kontaktteil 3 eine Verbundwerkstoff-Deckschicht 32 ein, die über ein erstes Basismaterial 31, hergestellt aus einem Metall, gebildet wird und hat zwei Phasen, die eine auf Sn-Pd basierende Legierungs-Phase 321 und eine Sn-Phase 322 sind, wobei eine der zwei Phasen in der anderen dispergiert ist. In einer Oberfläche 30 von dem ersten Kontaktteil 3 liegen die auf Sn-Pd basierende Legierungs-Phase 321 und die Sn-Phase 322 gemeinsam vor.
Wie in 4 erläutert, schließt der zweite Kontaktteil 5 eine Cu-Sn-Legierungs-Schicht 52, gebildet über einem zweiten Basismaterial 51, hergestellt aus einem Metall, und eine Sn-Schicht 53, die Teile der Cu-Sn-Legierungs-Schicht 52 bedeckt, ein. In einer Oberfläche 50 von dem zweiten Kontaktteil 5 liegen ein Cu-Sn-Legierungs-Bereich 520 entsprechend einem freiliegenden Teil von der Cu-Sn-Legierungs-Schicht 52 und ein Sn-Bereich 530 entsprechend einem freiliegenden Teil von der Sn-Schicht 53 gemeinsam vor. Eine detaillierte Beschreibung wird nachstehend angegeben.
Erster Anschluss 2
In dieser Ausführungsform macht der erste Anschluss 2 mit der Verbundwerkstoff-Deckschicht 32 einen Stecker (siehe 1(a)) von dem Anschlusspaar 1 aus. Der erste Anschluss 2 schließt einen Zylinder-Teil 21 ein, an welchem ein elektrisches Kabel befestigt ist, einen röhrenförmigen Teil 22, verbunden mit dem Zylinder-Teil 21, und einen Streifen-Teil 23, verbunden mit dem röhrenförmigen Teil 22. Der erste Anschluss 2 ist im Allgemeinen stabförmig mit dem Zylinder-Teil 21, dem röhrenförmigen Teil 22 und dem Streifen-Teil 23, die linear abgestimmt sind. Der erste Anschluss 2 von dieser Ausführungsform schließt die Verbundwerkstoff-Deckschicht 32 nur auf den Streifen-Teil 23 ein. Wie in 2 erläutert, wird der erste Kontaktteil 3 in dem Streifen-Teil 23 bereitgestellt.
Wie in 1(a) erläutert, weist der röhrenförmige Teil 22 eine im Allgemeinen rechtwinklige röhrenförmige Form auf, die sich in eine Längs-Richtung des ersten Anschlusses 2 erstreckt. Der Streifen-Teil 23 ist mit einem offenen Ende 221 des röhrenförmigen Teils 22 verbunden und der Zylinder-Teil 21 ist mit dem anderen offenen Ende 222 verbunden. Der Streifen-Teil 23, der sich in eine Längs-Richtung des ersten Anschlusses 2 von dem einen offenen Ende 221 des röhrenförmigen Teils 22 erstreckt, und der Querschnitt des Streifen-Teils 23, der zu der sich erstreckten Richtung rechtwinklig ist, hat eine ebene Form. Der Zylinder-Teil 21 schließt einen Drahtzylinder-Teil 211, an welchem ein Leiter, freiliegend an dem Endteil von dem elektrischen Kabel, zu befestigen ist und einen Isolationszylinder-Teil 212, an welchem das elektrische Kabel durch seine Isolationsbeschichtung zu befestigen ist, ein.
Wie in 2 erläutert, wird, wenn der Streifen-Teil 23 in einen später beschrieben röhrenförmigen Teil 42 von dem zweiten Anschluss 4 eingeschoben wurde, der Streifen-Teil 23 gegen einen Deckplatten-Teil 424 von dem röhrenförmigen Teil 42 durch einen federnden Teil 43 gepresst. Dies schafft eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten Kontaktteil 3, bereitgestellt in dem Streifen-Teil 23, und dem zweiten Kontaktteil 5, bereitgestellt in dem federnden Teil 43.
Der erste Anschluss 2 kann durch das nachstehend beispielhaft angeführte Verfahren hergestellt werden. Zuerst wird das folienförmige erste Basismaterial 31, hergestellt aus einer Cu-Legierung, bereitgestellt und Vorbehandlungs-Verfahren, einschließlich Entgasungs-Reinigen oder dergleichen, unterzogen. Dann wird die Oberfläche von dem ersten Basismaterial 31 mit einem Maskierungs-Material in einer derartigen Weise bedeckt, dass ein plattierter Film nur auf dem in den Streifen-Teil 23 zu formenden Teil gebildet wird. Wenn die Verbundwerkstoff-Deckschicht 32 über die gesamte Fläche des ersten Anschlusses 2 gebildet werden soll, ist das Maskierungs-Material nicht notwendig.
Dann wird ein Elektro-Plattierungsverfahren ausgeführt, um einen plattierten Ni-Film mit einer Dicke von 1 bis 3 μm, einen plattierten Pd-Film mit einer Dicke von 10 bis 50 nm und einen plattierten Sn-Film mit einer Dicke von 1 bis 2 μm in Folge auf dem ersten Basismaterial 31 abzuscheiden. Nachdem die plattierten Filme gebildet wurden, wird ein Reflow-Verfahren, das Erhitzen auf Temperaturen von 230 bis 400°C beinhaltet, ausgeführt, um das Sn und Pd zu legieren, damit die Verbundwerkstoff-Deckschicht 32 gebildet wird. Während dieser Zeit kann Ni in die Verbundwerkstoff-Deckschicht 32 von dem plattierten Ni-Film diffundieren, um eine Ni-Sn-Legierung zu bilden. Wenn die Bedingungen dieser Ausführungsform angewendet werden, wird eine erste Zwischenstück-Schicht 33 zwischen der Verbundwerkstoff-Deckschicht 32 und dem ersten Basismaterial 31, wie in 3 erläutert, gebildet. Die erste Zwischenstück-Schicht 33 schließt eine Ni-Schicht 331, hergestellt aus Ni, das nicht in die Verbundwerkstoff-Deckschicht 32 und eine Ni-Sn-Legierungs-Schicht 332 diffundiert, ein.
Dann wird das erste Basismaterial 31, ausgestattet mit der Verbundwerkstoff-Deckschicht 32, Pressformen unterzogen, um zur Form des ersten Anschlusses 2 geformt zu werden. In der vorstehend beschriebenen Weise kann der erste Anschluss 2 hergestellt werden.
Zweiter Anschluss 4
Der zweite Anschluss 4, einschließlich der Cu-Sn-Legierungs-Schicht 52 und der Sn-Schicht 53, macht eine Buchse (siehe 1(b)) von dem Anschlusspaar 1 aus. Der zweite Anschluss 4 ist im Wesentlichen stabförmig und schließt einen Zylinder-Teil 41 ein, an welchem ein elektrisches Kabel zu befestigen ist, und den röhrenförmigen Teil 42, verbunden mit dem Zylinder-Teil 41.
Der röhrenförmige Teil 42 hat eine im Wesentlichen rechtwinklige Röhren-Form, die sich in eine Längs-Richtung von dem zweiten Anschluss 4 erstreckt. Ein offenes Ende 421 von dem röhrenförmigen Teil 42 ist offen, so dass der Streifen-Teil 23 dadurch eingeschoben werden kann. Der Zylinder-Teil 41 ist mit dem anderen offenen Ende 422 verbunden. Wie mit dem ersten Anschluss 2 schließt der Zylinder-Teil 41 einen Drahtzylinder-Teil 411 und einen Isolationszylinder-Teil 412 ein.
Wie in 2 veranschaulicht, ist der federnde Teil 43 in dem röhrenförmigen Teil 42 ausgestattet. Der federnde Teil 43 wird durch Falten eines Teils von einem Bodenplatten-Teil 423 des röhrenförmigen Teils 42 innen rückwärts gebildet. Der federnde Teil 43 presst den Streifen-Teil 23, eingeschoben in den röhrenförmigen Teil 42, gegen den Deckplatten-Teil 424 gegenüberliegend dem Bodenplatten-Teil 423. Der zweite Anschluss 4 von dieser Ausführungsform schließt die Cu-Sn-Legierungs-Schicht 52 und die Sn-Schicht 53 nur auf dem federnden Teil 43 ein.
Der zweite Kontaktteil 5, welcher gegen den Deckplatten-Teil 424 herausragt, um so eine Halbkugel-Form aufzuweisen, wird an der ungefähren Mitte von dem federnden Teil 43 in der Längs-Richtung gebildet. Wenn der Streifen-Teil 23 in den röhrenförmigen Teil 42 eingeschoben wurde, wird der zweite Kontaktteil 5 durch die Druckkraft des federnden Teils 43 gegen den Streifen-Teil 23 gedrückt. Dies schafft eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten Kontaktteil 3 und dem zweiten Kontaktteil 5.
Der zweite Anschluss 4 kann durch das nachstehend beispielhaft angegebene Verfahren hergestellt werden. Zuerst wird das folienförmige zweite Basismaterial 51, hergestellt aus einer Cu-Legierung, bereitgestellt und Vorbehandlungs-Verfahren, einschließlich Entgasungs-Reinigen oder dergleichen, unterzogen. Das zweite Basismaterial 51 hat Unregelmäßigkeiten, einschließlich Aussparungen und Vorsprünge, die vorher in ihrer Oberfläche gebildet wurden. Dann wird die Oberfläche von dem zweiten Basismaterial 51 mit einem Maskierungs-Material in einer derartigen Weise bedeckt, dass ein plattierter Film nur auf dem Teil gebildet wird, der zu dem federnden Teil 43 geformt werden soll. Wenn die Cu-Sn-Legierungs-Schicht 52 und dergleichen über die gesamte Fläche von dem zweiten Anschluss 4 gebildet werden soll, ist das Maskierungs-Material nicht notwendig.
Dann wird ein Elektro-Plattierungsverfahren ausgeführt, um einen plattierten Ni-Film, einen plattierten Cu-Film und einen plattierten Sn-Film in Folge auf dem zweiten Basismaterial 51 abzuscheiden. Dann wird ein Reflow-Verfahren auf dem zweiten Basismaterial 51 ausgeführt, um das Cu und Sn zu legieren. Somit wird die Cu-Sn-Legierungs-Schicht zusammen mit den Unregelmäßigkeiten von dem zweiten Basismaterial 51 gebildet. Ein Teil von dem Sn, das nicht in dem Verfahren legiert wurde, schmilzt bei dem Reflow-Verfahren und füllt die entsprechenden Aussparungen in der Cu-Sn-Legierungs-Schicht 52, um die Sn-Schicht 53 zu bilden. Wenn die Bedingungen von dieser Ausführungsform angewendet werden, wird eine zweite Zwischenstück-Schicht 54, aufgebaut durch den plattierten Ni-Film, zwischen dem zweiten Basismaterial 51 und der Cu-Sn-Legierungs-Schicht 52, wie in 4 erläutert, gebildet.
Dann wird das zweite Basismaterial 51, ausgestattet mit der Cu-Sn-Legierungs-Schicht 52 und der Sn-Schicht 53, Pressformen unterzogen, um zur Form von dem zweiten Anschluss 4 geformt zu werden. In der vorstehend beschriebenen Weise kann der zweite Anschluss 4 hergestellt werden.
Nun werden die Funktionen und Wirkungen von dieser Ausführungsform beschrieben. Das Anschlusspaar 1 macht den ersten Anschluss 2, einschließlich des ersten Kontaktteils 3, und den zweiten Anschluss 4, einschließlich des zweiten Kontaktteils 5, aus. Der erste Kontaktteil 3 und der zweite Kontaktteil 5 haben die besondere Struktur. Im Ergebnis kann der Reibungskoeffizient zur gleitenden Bewegung zwischen dem ersten Kontaktteil 3 und dem zweiten Kontaktteil 5 weiter vermindert werden, verglichen mit dem Fall, bei dem zwei erste Kontaktteile 3 gleitend gegeneinander bewegt werden oder der Fall, bei dem zwei zweite Kontaktteile 5 gleitend gegeneinander bewegt werden.
Das Anschlusspaar 1 von dieser Ausführungsform kann durch Befestigen an den Anschluss-Teilen oder an anderen Teilen von elektrischen Kabeln, die zum Beispiel einen Kabelbaum aufbauen, verwendet werden. In dieser Ausführungsform ist das beispielhaft vorstehend beschriebene Anschlusspaar 1 derart ausgelegt, dass der erste Anschluss 2, einschließlich der Verbundwerkstoff-Deckschicht 32, ein Stecker ist und der zweite Anschluss 4, einschließlich der Cu-Sn-Legierungs-Schicht 52 und der Sn-Schicht 53 eine Buchse ist, aber stattdessen kann der erste Anschlusses 2 als Buchse bereitgestellt werden und der zweite Anschluss 4 kann als Stecker bereitgestellt werden.
Ausführungsform 2
Diese Ausführungsform stellt ein beispielhaftes Steckverbinderpaar 10, einschließlich eines Anschlusspaars, gebildet aus Steckverbinderpins und Buchsen, bereit. Das Steckverbinderpaar 10 wird aus einem ersten Steckverbinder 10a (siehe 5 und 6), einschließlich einer Vielzahl von ersten Anschlüssen 20 jeweils mit der Verbundwerkstoff-Deckschicht 32 und einem zweiten Steckverbinder (nicht erläutert), einschließlich einer Vielzahl von zweiten Anschlüssen 4, jeweils mit der Cu-Sn-Legierungs-Schicht 52 und der Sn-Schicht 53, hergestellt. Die Orte und die Anzahl der Anschlüsse, die in jedem der Steckverbinder bereitgestellt wird, kann geeigneterweise in Abhängigkeit von der vorgesehenen Verwendung verändert werden.
Der erste Steckverbinder 10a ist als ein PCB-Steckverbinder ausgelegt und schließt eine Vielzahl von ersten Anschlüssen 20, angeordnet unter Hindurchführen durch Gehäuse 6, ein. Wie in 5 und 6 erläutert, weist das Gehäuse 6 eine im Allgemeinen rechtwinklige Parallelepiped-Form auf und schließt einen Bodenwand-Teil 61 durch welchen die zweiten Anschlüsse 4 gelangen, und Seitenwand-Teile 62, die von äußeren peripheren Teilen des Bodenwand-Teils 61 aufsteigen, ein.
Obwohl in den Zeichnungen nicht erläutert, schließt der zweite Steckverbinder ein Gehäuse und eine Vielzahl der zweiten Anschlüsse 4, angeordnet unter Hindurchführen durch das Gehäuse, ein. Das Gehäuse von dem zweiten Steckverbinder wird so gebildet, dass es an das Gehäuse 6 von dem ersten Steckverbinder 10a angepasst werden kann. Die zweiten Anschlüsse 4 sind an Orten positioniert, bei denen die ersten Kontaktteile 3 in den röhrenförmigen Teil 42 in dem Zustand, bei dem die zwei Gehäuse miteinander angepasst werden, eingeschoben werden sollen. Die zweiten Anschlüsse 4 von dieser Ausführungsform sind Buchsen mit einer Konfiguration ähnlich zu jener von der ersten Ausführungsform.
Der erste Anschluss 20 von dieser Ausführungsform ist als ein Steckverbinderpin ausgelegt und hat das erste Kontaktteil 3 an einem Ende davon und einen Löt-Teil 24 an dem anderen Ende. Wie in 6 erläutert, erstreckt sich der erste Anschluss 20 von dem ersten Kontaktteil 3, positioniert in dem Gehäuse 6, zu dem Bodenwand-Teil 61. Weiter gelangt der erste Anschluss 20 durch den Bodenwand-Teil 61, um auswärts von dem Gehäuse 6 herauszuragen und ist zwischen dem Bodenwand-Teil 61 und dem Löt-Teil 24 zu einem rechten Winkel gebogen. Der Löt-Teil 24 ist ausgelegt, um in einen Durchbruch H in einer Leiterplatte P eingeschoben zu werden, zum Verbinden mit dem Schaltkreis auf der Leiterplatte P durch Löten.
Der erste Anschluss 20 von dieser Ausführungsform kann aus einem Folienschnittteil hergestellt werden oder kann aus einem Drahtstab hergestellt werden. In dem Fall des Herstellens desselben aus einem Folienschnittteil wird ein Stanz-Verfahren durchgeführt und dann wird die Verbundwerkstoff-Deckschicht 32 über dem ersten Basismaterial 31 in einer Weise ähnlich zu jener von der ersten Ausführungsform gebildet, um ein Anschluss-Zwischenstück 200 herzustellen, wie in 7 erläutert. Das Anschluss-Zwischenstück 200 ist derart ausgelegt, dass eine Vielzahl von Pin-Teilen 201, die zu den ersten Anschlüssen 20 geformt werden soll, miteinander über einen Träger-Teil 202 verbunden werden. Der erste Steckverbinder 10a kann durch Ausführen von Inserttechnik erhalten werden, um das Anschluss-Zwischenstück 200 an dem Gehäuse 6 zu sichern und dann Entfernen des Träger-Teils 202.
In dem Fall von Herstellen des ersten Anschlusses 20 durch das vorstehend beschriebene Verfahren wird ungefähr die gesamte Oberfläche des ersten Anschlusses 20, einschließlich Bruch-Oberflächen 203 (siehe 7), gebildet durch das Stanz-Verfahren, durch die Verbundwerkstoff-Deckschicht 32 bedeckt und deshalb wird das erste Basismaterial 31 daran gehindert, dass es an der Oberfläche freiliegt. Im Ergebnis zeigt der erste Anschluss 20 ausgezeichnete Lotbenetzbarkeit und somit kann eine gute elektrische Verbindung zwischen dem Löt-Teil 24 und der Leiterplatte P über einen langen Zeitraum gehalten werden.
Anstelle von einem Folienschnittteil kann ein Drahtstab für das erste Basismaterial 31 verwendet. Insbesondere kann die Verbundwerkstoff-Deckschicht 32 durch Formen der plattierten Filme auf der Oberfläche von einem Drahtstab und dann Ausführen eines Reflow-Verfahrens auf ihnen gebildet werden. Anschließend kann der Drahtstab in die Form von Steckverbinderpins durch Pressformen oder ein anderes Verfahren geformt werden und dann kann er an dem Gehäuse 6 durch Inserttechnik befestigt werden, um dabei den ersten Steckverbinder 10a herzustellen. In diesem Fall wird auch ungefähr die gesamte Oberfläche des ersten Anschlusses 20 durch die Verbundwerkstoff-Deckschicht 32 bedeckt und deshalb kann eine gute elektrische Verbindung zwischen dem Löt-Teil 24 und der Leiterplatte P über einen langen Zeitraum gehalten werden.
Die anderen Merkmale sind die gleichen wie jene von Ausführungsform 1 Unter den in 5 bis 7 verwendeten Bezugszeichen geben Bezugszeichen, die die gleichen sind wie jene, die in der ersten Ausführungsform verwendet werden, die gleichen Komponenten, Elemente oder dergleichen wie jene in Ausführungsform 1 wieder.
Wie in dieser Ausführungsform kann durch Anwenden des Anschlusspaars mit der besonderen Struktur für das Steckverbinderpaar 10 die Steckkraft zum Einpassen des Steckverbinderpaars 10 weiter vermindert werden. Die Wirkung zum Vermindern der Steckkraft steigt mit dem Erhöhen der Anzahl von Anschlüssen, eingeschlossen in jeden Steckverbinder stark an. Das heißt, in Multi-Anschluss-Steckverbindern mit vielen Anschlüssen ist die Fläche von gleitenden Teilen zwischen den Anschlüssen erhöht, verglichen mit Einzel-Anschluss-Steckverbindern und deshalb ist eine größere Steckkraft erforderlich. In dem Multi-Anschluss-Steckverbinder unter Verwendung des Anschlusspaars mit der vorstehend erwähnten besonderen Struktur weist jeder Anschluss in dem Anschlusspaar einen verminderten Reibungskoeffizienten auf und deshalb kann die Reibungskraft auf Grund der gleitenden Bewegung zwischen dem ersten Anschluss 20 und dem zweiten Anschluss 4 vermindert werden. Folglich wird eine Verminderung in der Steckkraft in dem Multi-Anschluss-Steckverbinder wirkungsvoll erreicht.
In dieser Ausführungsform ist es bevorzugt, dass die ersten Anschlüsse 20 mit der Verbundwerkstoff-Deckschicht 32 als Steckverbinderpins angewendet werden und die zweiten Anschlüsse 4 mit der Cu-Sn-Legierungs-Schicht 52 und der Sn-Schicht 53 als Buchsen angewendet werden. In dem Fall des Anwendens der zweiten Anschlüsse 4 als Steckverbinderpins muss das Plattierungsverfahren zum Bilden der Cu-Sn-Legierungs-Schicht 52 und der Sn-Schicht 53 auf ungefähr den gesamten Oberflächen von den zweiten Anschlüssen 4 ausgeführt werden, nachdem das zweite Basismaterial 51 in die Anschluss-Form durch Stanzen oder ein anderes Verfahren geformt wird. Jedoch ist in diesem Fall auf Grund von mit dem Formen in die Anschluss-Form verbundener Verformung eine Steuerung des Oberflächenprofils von dem zweiten Basismaterial 51 schwierig. Somit ist die Bildung von dem zweiten Kontaktteil 5 mit den gewünschten Eigenschaften schwierig und deshalb kann die Wirkung zum Vermindern des Kontaktwiderstands und die Wirkung zum Vermindern des Reibungskoeffizienten unzureichend werden. Andererseits kann in dem Fall des Anwendens der ersten Anschlüsse 20 als Steckverbinderpins ein solches Problem vermieden werden, weil die Verbundwerkstoff-Deckschicht 32 gebildet werden soll, nachdem das erste Basismaterial 31 zu der Anschluss-Form geformt ist.
BEISPIEL
In diesem Beispiel wurde der Reibungskoeffizient für gleitende Bewegung zwischen dem ersten Kontaktteil 3 und dem zweiten Kontaktteil 5 gemessen. Die Messung des Reibungskoeffizienten wurde unter Verwendung eines fixierten Probenstücks und eines beweglichen Probenstücks, hergestellt durch das nachstehende Verfahren, ausgeführt. Die Formen von den fixierten Probenstücken und beweglichen Probenstücken simulierten jene von dem ersten Kontaktteil 3 (Streifen-Teil 23) und zweiten Kontaktteil 5 in Ausführungsform 1.
Fixierte Probenstücke
Herstellungs-Verfahren
Das erste Basismaterial 31, hergestellt aus einer Cu-Legierungsfolie, wurde bereitgestellt und Vorbehandlungs-Verfahren, einschließlich Entgasungs-Reinigen oder dergleichen, unterzogen. Dann wurde ein Elektro-Plattierungsverfahren ausgeführt, um einen plattierten Ni-Film mit einer Dicke von 2,0 μm, einen plattierten Pd-Film mit einer Dicke von 20 nm, und einen plattierten Sn-Film mit einer Dicke von 1,0 μm in Folge auf dem ersten Basismaterial 31 abzuscheiden. Dann wurde ein Reflow-Verfahren, das Erhitzen auf 300°C in einer Luftatmosphäre einschließt, auf den plattierten Filmen ausgeführt, um die fixierten Probenstücke herzustellen. Die Pd-Konzentration in der Verbundwerkstoff-Deckschicht 32 von den fixierten Probenstücken von diesem Beispiel wurde mit 3,0 Atom-% gefunden, wie aus den Dicken von dem plattierten Sn-Film und dem plattierten Pd-Film, bevor das Reflow-Verfahren ausgeführt wurde und den Dichten und Atomgewichten der Elemente berechnet.
SEM(Rasterelektronenmikroskop)-Beobachtung
Eine flache folienförmige Probe wurde aus den fixierten Probenstücken geschnitten und der Querschnitt wurde unter Verwendung eines SEM beobachtet. Die Ergebnisse bestätigten, dass die fixierten Probenstücke die Struktur hatten, in welcher die Ni-Schicht 331, die Ni-Sn-Legierungs-Schicht 332 und die Verbundwerkstoff-Deckschicht 32 in Folge auf dem ersten Basismaterial 31 abgeschieden wurden (siehe 3). Die Ergebnisse bestätigten auch, dass die Verbundwerkstoff-Deckschicht 32 eine See-Insel-Struktur, in welcher eine See-Phase durch die Sn-Phase 322 gebildet wurde, und eine Insel-Phase, gebildet durch die auf Sn-Pd basierende Legierungs-Phase 321, die darin dispergiert war, aufwies.
Nun wurde die Sn-Phase 322 von der Probe durch Ätzen entfernt, um ein SEM-Bild von der Proben-Oberfläche nach dem Ätzen zu erlangen. Obwohl in den Zeichnungen nicht erläutert, lag in der Oberfläche, nachdem die Sn-Phase 322 entfernt wurde, die auf Sn-Pd basierende Legierungs-Phase 321 mit einer im Wesentlichen rechtwinkligen Parallelepiped-Form in Dispersion vor. Zwischen jeder auf Sn-Pd basierenden Legierungs-Phase 321 wurde die Ni-Sn-Legierungs-Schicht 322, welche durch die Entfernung der Sn-Phase 322 freigelegt wurde, beobachtet.
Dann wurden die aufgenommenen SEM-Bilder einem Binärisierungs-Verfahren, das auf dem Kontrast basierte, unterzogen. Die Flächenfraktion von der auf Sn-Pd basierenden Legierungs-Phase 321 wurde von dem erhaltenen binärisierten Bild bestimmt und es wurde gefunden, dass die Flächenfraktion von auf Sn-Pd basierenden Teilchen 312, die zu der Oberfläche von der Verbundwerkstoff-Deckschicht 32 freiliegt, 70% war.
Messung von Glanz
Eine flache folienförmige Probe wurde aus den fixierten Probenstücken geschnitten, um den Glanz von der Oberfläche unter Verwendung eines variablen Glanzmessers (”UGV-6P” hergestellt von Suga Test Instruments Co., Ltd.) zu messen und der Glanz wurde mit 60% gefunden.
Bewegliche Probenstücke
Herstellungs-Verfahren
Das folienförmige zweite Basismaterial 51, hergestellt aus einer Cu-Legierung, wurde bereitgestellt und Vorbehandlungs-Verfahren, einschließlich Entgasungs-Reinigen oder dergleichen, unterzogen. Das zweite Basismaterial 51 hatte auf seiner Oberfläche vorher gebildete Unregelmäßigkeiten 513. Dann wurde ein Elektro-Plattierungsverfahren ausgeführt, um einen plattierten Ni-Film, einen plattierten Cu-Film und einen plattierten Sn-Film in Folge auf dem zweiten Basismaterial 51 abzuscheiden. Dann wurde ein Reflow-Verfahren ausgeführt, um die plattierten Filme zu erhitzen. Dann wurde das zweite Basismaterial 51 Pressformen unterzogen, um mit einem geprägten Teil mit einer Halbkugel-Form mit einem Radius von 1 mm ausgestattet zu werden. In der vorstehend beschriebenen Weise wurde ein bewegliches Probenstück mit einer Schicht-Struktur entsprechend dem zweiten Kontaktteil 5 (siehe 4) hergestellt.
SEM-Beobachtung
Die Oberfläche von dem beweglichen Probenstück wurde unter Verwendung des SEM beobachtet und es wurde gefunden, dass der Cu-Sn-Legierungs-Bereich 520, welcher dunkler aussieht als der Sn-Bereich 530, in dem Sn-Bereich 530, welcher relativ hell aussieht (nicht veranschaulicht), gestreut wurde. Weiterhin wurde gefunden, dass der Abstand zwischen den benachbarten Cu-Sn-Legierungs-Bereichen 520 mindestens ungefähr 5 μm und höchstens ungefähr 97 μm war. Weiterhin waren die mittlere Dicke von der Sn-Schicht 53 und die Dicke von der zweiten Zwischenstück-Schicht 54 jeweils 1 μm.
Glanz-Messung
Eine flache folienförmige Probe wurde von den beweglichen Probenstücken geschnitten, um den Glanz von der Oberfläche 50 unter Verwendung eines variablen Glanzmessers zu messen und der Glanz wurde mit 350% gefunden.
Dann wurde die Probe für 30 Minuten in eine vorher hergestellte wässrige Lösung getaucht, die ausschließlich die Sn-Schicht 53 lösen kann, um die Cu-Sn-Legierungs-Schicht 52 zu freizulegen. Der Glanz von der Cu-Sn-Legierungs-Schicht 52 wurde in diesem Zustand gemessen und mit 35% gefunden. Die wässrige Lösung enthielt 10 g Natriumhydroxid und 1 g p-Nitrophenol, gelöst in 200 ml destilliertem Wasser. Die Temperatur der wässrigen Lösung, wenn die Probe getaucht wurde, war Raumtemperatur.
Messung des Reibungskoeffizienten
Das bewegliche Probenstück und das fixierte Probenstück wurden jeweils aufeinander in einer vertikalen Richtung gelegt, so dass der geprägte Teil mit der Oberfläche von dem fixierten Probenstück in Kontakt war. In diesem Zustand wurde eine vertikale Last von 3 N zwischen dem beweglichen Probenstück und dem fixierten Probenstück durch einen Piezo-Geber angelegt. Das bewegliche Probenstück wurde in eine horizontale Richtung mit einer Geschwindigkeit von 10 mm/min gewaltsam bewegt, während die vertikale Last gehalten wurde. Während der Bewegung wurde die auf das fixierte Probenstück angewendete Reibungskraft durch eine Kraftmessdose gemessen. Der Reibungskoeffizient wurde durch Dividieren der erhaltenen Reibungskraft durch die vertikale Last berechnet.
Die Ergebnisse der Messung des Reibungskoeffizienten werden in 8 gezeigt (gekennzeichnet durch E1). In 8 gibt die vertikale Achse den Wert des Reibungskoeffizienten wieder und die horizontale Achse gibt den Grad der Verschiebung von dem beweglichen Probenstück wieder. Zum Vergleich mit diesem Beispiel zeigt 8 auch den Reibungskoeffizienten (gekennzeichnet durch C1) in dem Fall von gleitendem Bewegen zweier erster Kontaktteile 3 gegeneinander und den Reibungskoeffizienten (gekennzeichnet durch C2) in dem Fall von gleitend bewegten herkömmlichen Kontaktteilen mit einem plattierten Sn-Film auf deren Oberflächen gegeneinander. Insbesondere zeigt C1 die Messergebnisse von Reibungskoeffizient unter Verwendung eines Probenstücks, gebildet durch Bereitstellen des feststehenden Probenstücks mit einem geprägten Teil durch Pressformen, um als ein bewegliches Probenstück verwendet zu werden. C2 zeigt die Messergebnisse von Reibungskoeffizient durch gleitendes Bewegen eines beweglichen Probenstücks gegen ein fixiertes Probenstück, jeweils hergestellt aus einem herkömmlich Sn-Reflowbeschichteten Schnittteil, d. h. ein Folienschnittteil, welcher durch Bilden eines plattierten Sn-Films mit einer Dicke von 1 μm auf einer Cu-Legierungsfolie und dann Ausführen eines Reflow-Verfahrens darauf hergestellt wurde.
Wie aus 8 ersichtlich, war der Reibungskoeffizient (gekennzeichnet durch E1) zur gleitenden Bewegung zwischen dem ersten Kontaktteil 3 und dem zweiten Kontaktteil 5 geringer als der Reibungskoeffizient (gekennzeichnet durch C1) zwischen den zwei ersten Kontaktteilen 3 und dem Reibungskoeffizienten (gekennzeichnet durch C2) zwischen den herkömmlichen Kontaktteilen und der geringe Reibungskoeffizient wurde für einen langen Zeitraum gehalten. Aus den vorangehenden Ergebnissen war zu erkennen, dass das Anschlusspaar 1 mit der besonderen Struktur einen verminderten Reibungskoeffizienten aufweist, wie mit dem Stand der Technik verglichen, unter Halten eines geringen Kontaktwiderstands.

Claims

Anschlusspaar, umfassend einen ersten Anschluss, ausgestattet mit einem ersten Kontaktteil, und einen zweiten Anschluss, ausgestattet mit einem zweiten Kontaktteil, und ausgelegt zur Verwendung durch In-Kontakt-Bringen des ersten Kontaktteils und des zweiten Kontaktteils miteinander, wobei der erste Kontaktteil eine Verbundwerkstoff-Deckschicht umfasst, gebildet über einem ersten Basismaterial aus Metall, wobei die Verbundwerkstoff-Deckschicht zwei Phasen umfasst, die eine auf Sn-Pd basierende Legierungs-Phase und eine Sn-Phase sind, wobei eine der zwei Phasen in der anderen der zwei Phasen dispergiert ist, der erste Kontaktteil eine Oberfläche aufweist, die die auf Sn-Pd basierende Legierungs-Phase und die Sn-Phase einschließt, der zweite Kontaktteil eine Cu-Sn-Legierungs-Schicht, gebildet über einem zweiten Basismaterial aus Metall, und eine Sn-Schicht, die einen Teil der Cu-Sn-Legierungs-Schicht bedeckt, umfasst, und der zweite Kontaktteil eine Oberfläche aufweist, die einen Cu-Sn-Legierungs-Bereich und einen Sn-Bereich einschließt, wobei der Cu-Sn-Legierungs-Bereich einem freiliegenden Teil der Cu-Sn-Legierungs-Schicht entspricht, der Sn-Bereich einem freiliegenden Teil der Sn-Schicht entspricht.
Anschlusspaar nach Anspruch 1, wobei die auf Sn-Pd basierende Legierungs-Phase in der Sn-Phase dispergiert ist.
Anschlusspaar nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Pd-Gehalt in der Verbundwerkstoff-Deckschicht gleich oder weniger als 7 Atom-% ist.
Anschlusspaar nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine Volumenfraktion der auf Sn-Pd basierenden Legierungs-Phase in der Verbundwerkstoff-Deckschicht im Bereich von 1,0 bis 95,0 Vol.-% liegt.
Anschlusspaar nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eine Flächenfraktion der auf Sn-Pd basierenden Legierungs-Phase auf einer Oberfläche der Verbundwerkstoff-Deckschicht im Bereich von 1,0 bis 95% freiliegt.
Anschlusspaar nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Glanz einer Oberfläche der Verbundwerkstoff-Deckschicht im Bereich von 10 bis 300% liegt.
Anschlusspaar nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Cu-Sn-Legierungs-Bereich in den Sn-Bereich in der Oberfläche des zweiten Kontaktteils gestreut ist.
Anschlusspaar nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei ein Glanz des zweiten Kontaktteils im Bereich von 50 bis 1000% liegt.
Anschlusspaar nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei ein Glanz der Cu-Sn-Legierungs-Schicht, wenn nach Auflösen und Entfernen nur der Sn-Schicht gemessen, im Bereich von 10 bis 80% liegt.
Steckverbinderpaar, umfassend das Anschlusspaar nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Steckverbinderpaar ausgelegt ist zum Verwenden durch Anbringen eines ersten Steckverbinders, umfassend den ersten Anschluss, und eines zweiten Steckverbinders, umfassend den zweiten Anschluss, aneinander.