DE112020000450T5

DE112020000450T5 - Metallmaterial und Anschlussklemme

Info

Publication number: DE112020000450T5
Application number: DE112020000450.3T
Authority: DE
Inventors: Mikio Sato; Yoshifumi Saka; Ryota Mizutani; Akihiro Kato
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: 2019-01-18
Filing date: 2020-01-17
Publication date: 2021-10-21
Also published as: JP2020117742A; JP7135880B2; WO2020149401A1; US20220077616A1; CN113286918A; CN113286918B

Abstract

Es werden ein Metallmaterial und eine Anschlussklemme bereitgestellt, die eine Oberflächenschicht mit Au aufweisen und die einen Zustand mit geringem Kontaktwiderstand auch bei Erwärmung beibehalten können. Ein Metallmaterial 1 enthält ein Basismaterial 10 und eine Oberflächenschicht 11, die auf dem Basismaterial 10 ausgebildet ist. Die Oberflächenschicht 11 enthält Au und In und zumindest In ist an einer äußersten Oberfläche vorhanden. Außerdem wird eine Anschlussklemme durch das Metallmaterial 1 gebildet und die Oberflächenschicht 11 ist auf einer Oberfläche des Basismaterials 10 zumindest an einem Kontaktanteil ausgebildet, der mit einem leitenden Partnerelement in elektrischen Kontakt kommt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Metallmaterial und eine Anschlussklemme.
Technischer Hintergrund
Es gibt Fälle, in denen eine Metallschicht (Au-Schicht) auf elektrischen Verbindungselementen, wie Anschlussklemmen, vorgesehen ist. Gold (Au) hat eine hohe elektrische Leitfähigkeit und einen hohen Schmelzpunkt und ist außerdem oxidationsbeständig. Dementsprechend können elektrische Verbindungselemente, die mit einer Au-Schicht auf der Oberfläche versehen sind, vorteilhaft in Fällen verwendet werden, in denen Umgebungen mit hohen Temperaturen vorgesehen sind. Wenn beispielsweise eine mit einer Au-Schicht auf der Oberfläche versehene Anschlussklemme als Anschlussklemme in einer Umgebung in einem Fahrzeug verwendet wird, die hohe Temperaturen erreicht, wie in der umgebenden Region des Motors, behält die Oberfläche der Au-Schicht einen Zustand geringen Widerstands bei und es kann eine stabile elektrische Leitfähigkeit erreicht werden, selbst wenn hohe Temperaturen erreicht werden.
Au ist ein relativ weiches Metall und wenn Au auf der Oberfläche eines elektrischen Verbindungselements, wie einer Anschlussklemme, vorgesehen ist, erweisen sich ein Anstieg des Reibungskoeffizienten beim Gleiten oder dergleichen und eine unzureichende Härte wahrscheinlich als problematisch. Daher gibt es Fälle, in denen ein Hartgold verwendet wird, das härter als reines Au ist. Um eine Hartgoldschicht zu bilden, wird eine Beschichtungsflüssigkeit verwendet, die ein zusätzliches Element wie Co enthält, wie in Patentdokument 1 und dergleichen offenbart. Durch Zugabe einer kleinen Menge Co zu der durch Beschichtung gebildeten Au-Schicht kann die Härte der Au-Schicht erhöht werden.
Zitatenliste
Patent Dokumente
Patentdokument 1: JP 2011-21217A
Kurzdarstellung der Erfindung
Technisches Problem
Wie vorstehend beschrieben, ist Au ein Metall, das gegen Oxidation resistent ist, und daher kann durch die Bereitstellung einer Au-Schicht auf der Oberfläche eines elektrischen Verbindungselements, wie einer Anschlussklemme, die Oberfläche leicht in einem Zustand mit niedrigem Kontaktwiderstand gehalten werden. Wenn jedoch eine Au-Schicht unter Verwendung von Hartgold gebildet wird, gibt es Fälle, in denen, wenn das Material aufgrund eines durchfließenden Stroms oder der Verwendung in einer Hochtemperaturumgebung erwärmt wird, zusätzliche Elemente wie Co, die dem Hartgold hinzugefügt wurden, an die Oberfläche diffundieren und oxidieren. Somit besteht die Möglichkeit, dass Oxide der zusätzlichen Elemente zu einer Erhöhung des Kontaktwiderstandes der Oberfläche beitragen.
Es ist oft der Fall, dass Metalle wie Ni, die eher oxidieren als Au, zusätzlich zu dem zusätzlichen Element im Hartgold, als Substrat oder als Zwischenschicht unterhalb der Au-Schicht verwendet werden. So besteht auch in dem Fall, dass diese Metalle an die Oberfläche der Au-Schicht diffundieren und bei Erwärmung oxidieren, die Möglichkeit, dass Oxide dieser Metalle zu einer Erhöhung des Kontaktwiderstands der Oberfläche beitragen.
In Anbetracht der vorstehend beschriebenen Umstände ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Metallmaterial und eine Anschlussklemme bereitzustellen, die eine Oberflächenschicht mit Au enthalten und einen Zustand mit geringem Kontaktwiderstand beibehalten können.
Lösung des Problems
Ein Metallmaterial der vorliegenden Offenbarung enthält ein Basismaterial und eine auf dem Basismaterial gebildete Oberflächenschicht, wobei die Oberflächenschicht Au und In enthält und zumindest In an einer äußersten Oberfläche vorhanden ist.
Eine in der vorliegenden Offenbarung offenbarte Anschlussklemme wird durch ein Metallmaterial wie das vorstehend beschriebene gebildet, wobei die Oberflächenschicht auf einer Oberfläche des Basismaterials zumindest an einem Kontaktanteil davon ausgebildet ist, der mit einem leitenden Partnerelement in elektrischen Kontakt kommt.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Das Metallmaterial und die Anschlussklemme gemäß der vorliegenden Offenbarung enthalten eine Oberflächenschicht, die Au enthält, und können auch bei Erwärmung einen Zustand mit geringem Kontaktwiderstand beibehalten.
Figurenliste
1A bis 1C sind Querschnittsdiagramme, die schematisch eine Schichtstruktur eines Metallmaterials gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigen. 1A ist eine Querschnittsansicht der Gesamtkonfiguration eines Beispiels, bei dem eine Oberflächenschicht eine Mehrschichtstruktur aufweist, und 1B ist eine Querschnittsansicht der Gesamtkonfiguration eines Beispiels, bei dem die Oberflächenschicht eine Einschichtstruktur aufweist. 1C ist eine Vergrößerung des Beispiels eines Zustands, in dem die Oberflächenschicht eine Einschichtstruktur aufweist.

2 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch eine Anschlussklemme gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
3A bis 3C sind Diagramme, die jeweils Elementkonzentrationsverteilungen von erhitzten Proben zeigen, wobei die Verteilungen unter Verwendung von Tiefenanalyse-Auger-Elektronenspektroskopie erhalten wurden. 3A ist ein Diagramm, das die Probe A1 zeigt, 3B ist ein Diagramm, das die Probe A2 zeigt, und 3C ist ein Diagramm, das die Probe B1 zeigt.
4 ist ein Diagramm, das die Röntgenbeugungsergebnisse der Probe A1 zeigt.
5A bis 5C sind Diagramme, die den Ausgangszustand und den Zustand nach dem Erhitzen des Kontaktwiderstands jeder Probe zeigen. 5A ist ein Diagramm, das die Probe A1 darstellt, 5B ist ein Diagramm, das die Probe A2 darstellt, und 5C ist ein Diagramm, das die Probe B1 darstellt.

Beschreibung der Ausführungsformen
Beschreibung der Ausführungsformen der Offenbarung
Zunächst werden die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung aufgeführt und beschrieben.
Ein in der vorliegenden Offenbarung offenbartes Metallmaterial enthält ein Basismaterial und eine auf dem Basismaterial gebildete Oberflächenschicht, wobei die Oberflächenschicht Au und In enthält und zumindest In an einer äußersten Oberfläche vorhanden ist.
Das Metallmaterial gemäß der vorliegenden Offenbarung enthält in der Oberflächenschicht zusätzlich zu Au auch In. Als Ergebnis der Oberflächenschicht, die In enthält, werden, wenn das Metallmaterial eine hohe Temperatur erreicht, andere Metalle als Au und In, die in oder unter der Oberflächenschicht vorhanden sind (andere Metalle), daran gehindert, zur äußersten Oberfläche zu diffundieren. Infolgedessen ist ein Anstieg des Kontaktwiderstands aufgrund von Oxidation der anderen Metalle in der äußersten Oberfläche weniger wahrscheinlich und der niedrige Kontaktwiderstand, der aufgrund der hohen elektrischen Leitfähigkeit und Oxidationsbeständigkeit von Au erzielt wird, kann vor und nach dem Erhitzen beibehalten werden. Selbst wenn In in der äußersten Oberfläche oxidiert, kann ein Oxidfilm durch Aufbringen einer Last darauf leicht aufgebrochen werden und trägt daher wahrscheinlich nicht zu einer Erhöhung des Kontaktwiderstands bei.
Hier ist es bevorzugt, dass mindestens eine der Oberflächenschicht und des Basismaterials ein leicht oxidierbares Metall, außer In, enthält, das anfälliger für Oxidation ist als Au, und wenn das Metallmaterial auf 170°C erhitzt wird, liegt eine Zunahme der Konzentration des leicht oxidierbaren Metalls in der äußersten Oberfläche unter einer Nachweisgrenze in der Auger-Elektronenspektroskopie. Das bedeutet, dass in diesem Fall aufgrund des Effekts, dass In in der Oberflächenschicht enthalten ist, die leicht oxidierbaren Metalle ausreichend davon abgehalten werden, zur äußersten Oberfläche zu diffundieren, wenn das Metallmaterial erhitzt wird. Dementsprechend kann ein Anstieg des Kontaktwiderstandes aufgrund der Oxidation leicht oxidierbarer Metalle in der äußersten Oberfläche wirksam unterdrückt werden.
Es ist bevorzugt, dass zumindest ein Anteil von In in der Oberflächenschicht eine Au-In-Legierung bildet. Auf diese Weise kann die Oberflächenschicht, die neben Au auch In enthält, leicht gebildet und erhalten werden. Die Au-In-Legierung hat die Wirkung, dass andere Metalle, die in und unter der Oberflächenschicht vorhanden sind, aufgrund des Beitrags von In nicht an die äußerste Oberfläche diffundieren können. Der auf der Oberfläche gebildete Oxidfilm hat die Eigenschaft, leicht aufgebrochen zu werden. Dementsprechend zeigt die Au-In-Legierung eine hervorragende Wirkung, indem sie einen Anstieg des Kontaktwiderstandes der Oberflächenschicht während der Erwärmung unterdrückt.
In diesem Fall ist es bevorzugt, dass zumindest ein Anteil der Au-In-Legierung eine feste Lösung ist, in der In in Au verfestigt ist. So hat In die Eigenschaft, leicht in Au zu verfestigen, und so kann die Oberflächenschicht, die zusätzlich zu Au auch In enthält, stabil gebildet werden und eine erhöhte Umweltstabilität aufweisen.
Es ist bevorzugt, dass sowohl Au als auch In in der äußersten Oberfläche der Oberflächenschicht vorhanden sind. Dabei können sowohl die hohe elektrische Leitfähigkeit und Oxidationsbeständigkeit von Au als auch der Effekt der Unterdrückung der Diffusion anderer Metalle, der durch In realisiert wird, in der äußersten Oberfläche effektiv genutzt werden, und es kann eine Oberflächenschicht mit geringem Kontaktwiderstand vor und nach dem Erhitzen gebildet werden.
Vorzugsweise enthält die Oberflächenschicht einen Au-Anteil, dessen Hauptkomponente Au ist, und einen hochkonzentrierten In-Anteil, der eine höhere Konzentration an In als der Au-Anteil enthält. Dadurch, dass der hochkonzentrierte In-Anteil mit einer hohen Konzentration von In gebildet wird, kann die Diffusion anderer Metalle durch den hochkonzentrierten In-Anteil effektiv unterdrückt werden.
In diesem Fall ist es bevorzugt, dass das hochkonzentrierte In auf einer Oberfläche des Au-Anteils gebildet wird und an der äußersten Oberfläche freiliegt. Dadurch, dass der hochkonzentrierte In-Anteil die äußerste Oberfläche der Oberflächenschicht bildet, kann ein Anstieg des Kontaktwiderstands, der durch andere Metalle verursacht wird, die während des Erhitzens und Oxidierens zur äußersten Oberfläche diffundieren, wirksam unterdrückt werden.
Alternativ ist es bevorzugt, dass die Gesamtheit der Oberflächenschicht eine Einschichtstruktur aufweist, die aus einer einzigen Schicht besteht, die eine Au-In-Legierung enthält. Selbst wenn die Oberflächenschicht eine Einschichtstruktur aufweist, kann die Diffusion und Oxidation anderer Metalle zur äußersten Oberfläche aufgrund der Erwärmung unterdrückt werden, da die Oberflächenschicht In enthält. Selbst wenn eine Oberflächenschicht mit einer Einschichtstruktur vollständig aus einer homogenen Au-In-Legierung gebildet wird, kann die Oberflächenschicht zwei Phasen aufweisen, nämlich einen Au-Anteil mit einer vergleichsweise hohen Au-Konzentration und einen In-Anteil mit einer vergleichsweise hohen In-Konzentration. Wenn die Oberflächenschicht durch Aufschichten einer Au-Schicht und einer In-Schicht in dieser Reihenfolge gebildet wird, ist es wahrscheinlich, dass eine Einschichtstruktur gebildet wird, wenn der Gehalt an In höher als Au eingestellt ist.
Es ist bevorzugt, dass In in einer Region verteilt ist, die sich von der äußersten Oberfläche bis zu einer Tiefe von mindestens 0,01 µm erstreckt. Des Weiteren ist es bevorzugt, dass In in einer Region verteilt ist, die sich von der äußersten Oberfläche bis zu einer Tiefe von mindestens 0,05 µm erstreckt. Dabei kann die Diffusion anderer Metalle bei Erwärmung und eine Erhöhung des Kontaktwiderstandes durch In ausreichend gut unterdrückt werden.
Es ist bevorzugt, dass das Basismaterial eine auf einem Substrat gebildete Zwischenschicht aufweist, und die Zwischenschicht mindestens eines der Metalle Ni, Cr, Mn, Fe, Co und Cu enthält. Dabei sind diese Metalle zwar anfällig für Oxidation, aber durch das Hinzufügen von In zur Oberflächenschicht ist es weniger wahrscheinlich, dass sie beim Erhitzen in die Oberflächenschicht diffundieren und oxidiert werden und eine Erhöhung des Kontaktwiderstands verursachen.
Es ist bevorzugt, dass die Oberflächenschicht Co enthält. Dabei kann die Härte der Oberflächenschicht aufgrund des Effekts, Co zu enthalten, erhöht werden. Co ist ein Metall, das wahrscheinlich an die Oberfläche der Schicht einschließlich Au diffundiert und bei Erwärmung oxidiert und einen Anstieg des Kontaktwiderstands verursacht, aber da In in der Oberflächenschicht enthalten ist, wird die Diffusion von Co unterdrückt und ein Zustand mit niedrigem Kontaktwiderstand kann leicht beibehalten werden.
Es ist bevorzugt, dass der Gehalt an einem zusätzlichen Element außer Au und In in der Oberflächenschicht 5 % oder weniger beträgt. Dabei ist es unwahrscheinlich, dass die Eigenschaften, die der Oberflächenschicht durch Au und In verliehen werden, durch das Hinzufügen zusätzlicher Elemente beeinträchtigt werden.
Es ist bevorzugt, dass der In-Gehalt der Oberflächenschicht insgesamt 10 % oder mehr in Bezug auf das Atomverhältnis relativ zu Au beträgt. Dadurch können die der Oberflächenschicht durch In verliehenen Eigenschaften, wie die Unterdrückung der Diffusion anderer Metalle, wirkungsvoll zur Geltung gebracht werden.
Es ist bevorzugt, dass der Gehalt an In, bezogen auf die Anzahl der Atome, in der Oberflächenschicht insgesamt kleiner ist als der von Au. Dadurch können Eigenschaften, die Au der Oberflächenschicht verleiht, wie die Verringerung des Kontaktwiderstandes einer Oberfläche, wirkungsvoll zur Geltung gebracht werden.
Vorzugsweise beträgt die Dicke der Oberflächenschicht 0,1 µm oder mehr. Dadurch können die Eigenschaften, die der Oberflächenschicht durch Au und In verliehen werden, ausreichend zur Geltung gebracht werden.
Eine Anschlussklemme gemäß der vorliegenden Offenbarung wird durch das Metallmaterial gebildet, und die Oberflächenschicht wird zumindest auf einer Oberfläche des Basismaterials an einem Kontaktanteil gebildet, der mit einem leitenden Partnerelement in elektrischen Kontakt kommt. Die Anschlussklemme gemäß der vorliegenden Offenbarung ist zumindest auf dem Kontaktanteil mit einer Oberflächenschicht wie der vorstehend beschriebenen versehen, und somit kann auf dem Kontaktanteil auch nach Erwärmung ein niedriger Kontaktwiderstand beibehalten werden.
Ausführungsformen der Offenbarung im Einzelnen
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In der vorliegenden Beschreibung ist, sofern nicht anders angegeben, der Gehalt (Konzentration) der einzelnen Elemente in einer Einheit des Atomverhältnisses wie At% dargestellt. Es ist auch zu verstehen, dass Fälle, in denen einzelne Metalle unvermeidbare Verunreinigungen enthalten, ebenfalls eingeschlossen sind. Sofern nicht anders angegeben, sind auch Fälle, in denen eine Legierung eine feste Lösung ist, und Fälle, in denen eine Legierung eine intermetallische Verbindung bildet, eingeschlossen. In Bezug auf Legierungszusammensetzungen ist zu beachten, dass die Formulierung „ein Metallelement ist die Hauptkomponente“ sich auf einen Zustand bezieht, in dem dieses Element 50 At% oder mehr aller Metallarten der Zusammensetzung ausmacht.
[1] Metallmaterial
Das Metallmaterial gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird durch Schichtung von Metallmaterialien gebildet. Das Metallmaterial gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann ein beliebiges Metallelement bilden und kann vorteilhaft als Material zur Bildung eines elektrischen Verbindungselements, wie einer Anschlussklemme, verwendet werden.
(Konfiguration des Metallmaterials)
1A und 1B zeigen ein Beispiel für eine Schichtstruktur eines Metallmaterials 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Das Metallmaterial 1 enthält ein Basismaterial 10 und eine Oberflächenschicht 11, die auf der Oberfläche des Basismaterials 10 ausgebildet ist und als äußerste Oberfläche freigelegt ist. Wie nachstehend beschrieben, enthält die Oberflächenschicht 11 Gold (Au) und Indium (In) und kann eine Mehrschichtstruktur wie in 1A oder eine Einschichtstruktur wie in 1B aufweisen. Unter der Voraussetzung, dass die Eigenschaften der Oberflächenschicht 11 nicht verschlechtert werden, kann ein dünner Film (nicht dargestellt), wie eine organische Schicht, auf der Oberflächenschicht 11, die an der äußersten Oberfläche des Metallmaterials 1 freiliegt, vorgesehen werden.
Das Basismaterial 10 kann aus einem einzigen Metallmaterial gebildet werden, aber es ist bevorzugt, dass es ein Substrat 10a und eine Zwischenschicht 10b enthält. Die Zwischenschicht 10b ist als Metallschicht, die dünner als das Substrat 10a ist, auf der Oberfläche des Substrats 10a ausgebildet.
Das Substrat 10a kann aus einem Metallmaterial in beliebiger Form, wie einer Plattenform, bestehen. Es gibt keine besondere Einschränkung bezüglich des Materials, aus dem das Substrat 10a besteht, aber wenn das Metallmaterial 1 als ein elektrisches Verbindungselement wie eine Anschlussklemme konfiguriert ist, kann Cu, eine Cu-Legierung, Al, eine AI-Legierung, Fe, eine Fe-Legierung oder dergleichen vorzugsweise als das Material verwendet werden, aus dem das Substrat 10a besteht. Von diesen Materialien können Cu oder eine Cu-Legierung, die hoch elektrisch leitfähig sind, vorteilhaft verwendet werden.
Als Ergebnis der Bereitstellung der Zwischenschicht 10b in Kontakt mit der Oberfläche des Substrats 10a können Effekte wie die Erhöhung des engen Kontakts zwischen dem Substrat 10a und der Oberflächenschicht 11 und der Effekt der Unterdrückung der gegenseitigen Diffusion von Bestandteilselementen zwischen dem Substrat 10a und der Oberflächenschicht 11 erzielt werden. Als Material, mit dem die Zwischenschicht 10b gebildet werden kann, kann beispielhaft ein Metallmaterial angegeben werden, das mindestens eines enthält, das aus einer Gruppe von Ni, Cr, Mn, Fe, Co, Cu (Gruppe A) ausgewählt ist. Das Material, aus dem die Zwischenschicht 10b besteht, kann ein einzelne Art von Metall sein, das aus der Gruppe A ausgewählt ist, oder es kann eine Legierung sein, die eine oder zwei oder mehr Arten von Metallelementen enthält, die aus der Gruppe A ausgewählt sind. Wenn eine Legierung verwendet wird, kann eine Legierung verwendet werden, die ein Metallelement zusätzlich zu einem Metallelement enthält, das aus der Gruppe A ausgewählt ist, aber es ist bevorzugt, dass ein Metallelement, das aus der Gruppe A ausgewählt ist, die Hauptkomponente bildet. Auch kann die Zwischenschicht 10b eine einzige Schicht oder ein Laminat sein, das zwei oder mehr Arten von Schichten enthält. Selbst wenn das Basismaterial 10 die Zwischenschicht 10b nicht enthält und aus einem einzelnen Metallmaterial besteht, ist es bevorzugt, dass zumindest die Oberfläche des einzelnen Metallmaterials aus einem Metall gebildet ist, das mindestens ein Material, ausgewählt aus der Gruppe A, enthält.
Wenn das Substrat 10a aus Cu oder einer Cu-Legierung gebildet ist, kann durch Bilden der Zwischenschicht 10b unter Verwendung eines Metalls, das mindestens ein Material enthält, das aus der vorstehenden Gruppe A ausgewählt ist, insbesondere eines Metalls, dessen Hauptkomponente ein Metallelement ist, das aus der Gruppe A ausgewählt ist, die Diffusion von Cu aus dem Substrat 10a in die Oberflächenschicht 11 sowie der Verbrauch und dergleichen von In, der durch das Legieren mit dem diffundierten Cu verursacht wird, und die Komponentenzusammensetzung oder die Eigenschaften der Oberflächenschicht 11, die beeinflusst werden, selbst unter Hochtemperaturbedingungen wirksam unterdrückt werden. Insbesondere, wenn die Zwischenschicht 10b aus Ni oder einer Legierung mit Ni als Hauptkomponente besteht, kann die Unterdrückung der Diffusion von Cu in die Oberflächenschicht 11 wirksam erreicht werden.
Es gibt keine besondere Beschränkung für die Dicke der Zwischenschicht 10b, aber im Hinblick auf eine effektive Unterdrückung der Diffusion zwischen dem Substrat 10a und der Oberflächenschicht 11 und dergleichen ist die Dicke vorzugsweise 0,1 µm oder mehr. Um andererseits eine zu dicke Zwischenschicht 10b zu vermeiden, beträgt die Dicke vorzugsweise 3 µm oder weniger. Ein Anteil der Zwischenschicht 10b auf der Seite des Substrats 10a kann eine Legierung mit dem Bestandteilselement des Substrats 10a bilden, und ein Anteil auf der Seite der Oberflächenschicht 11 kann eine Legierung mit dem Bestandteilselement der Oberflächenschicht 11 bilden.
Die Oberflächenschicht 11 ist als eine Metallschicht ausgebildet, die Au und In enthält. Die Oberflächenschicht 11 kann ein anderes Element als Au und In enthalten. Als Beispiel kann eine Form angegeben werden, die ein Element enthält, das beim Härten von Au wirksam ist, wie Co. Es ist zu beachten, dass, wie nachstehend beschrieben, der Gehalt an einem zusätzlichen Element wie Co in der Oberflächenschicht 11 vorzugsweise auf 5 % oder weniger gehalten wird, so dass die durch Au und In vermittelten Eigenschaften nicht beeinträchtigt werden.
Solange die Oberflächenschicht 11 Au und In enthält und die äußerste Oberfläche mindestens In-Atome aufweist, gibt es keine besondere Einschränkung hinsichtlich der Verteilung von Au und In in der Oberflächenschicht 11. Au und In können als einzelne Metalle vorhanden sein oder eine Legierung bilden. Ein Anteil, der von einem einzelnen Metall gebildet wird, und ein Anteil, der eine Legierung bildet, können gemeinsam vorhanden sein. Im Hinblick auf die stabile Aufrechterhaltung des Zustands der Oberflächenschicht 11 und die Erhöhung der Umweltstabilität ist es bevorzugt, dass zumindest ein Anteil des in der Oberflächenschicht 11 enthaltenen In oder wünschenswerterweise das meiste des in der Oberflächenschicht 11 enthaltenen In eine Au-In-Legierung bildet. Die Au-In-Legierung kann eine feste Lösung oder eine intermetallische Verbindung sein, aber das In ist wahrscheinlich im Zustand einer festen Lösung, die im Gitter von Au verfestigt ist.
Außerdem kann die Oberflächenschicht 11 eine Mehrschichtstruktur aufweisen, wie in 1A gezeigt, in der eine Vielzahl von Schichten (11a und 11b) mit unterschiedlichen Komponentenzusammensetzungen geschichtet sind, oder eine Einschichtstruktur, wie in 1B gezeigt, die als eine einzige Gesamtschicht ohne klare Schichtstruktur konfiguriert ist. Darüber hinaus kann bei einer Einschichtstruktur nur eine Legierungsphase in der Schicht der Oberflächenschicht 11 ausgebildet sein oder es kann eine Vielzahl von Legierungsphasen (11a und 11b) in der Schicht vermischt sein, wie in 1C dargestellt. Wie später beschrieben, wenn die Oberflächenschicht 11 durch Aufschichten einer Au-Schicht und einer In-Schicht, die Rohmaterialschichten sind, in dieser Reihenfolge gebildet wird, wird die Oberflächenschicht 11 wahrscheinlich eine Mehrschichtstruktur haben, wenn die In-Schicht dünn gestaltet wird, aber wenn die In-Schicht vergleichsweise dick ist und der Gehalt von In relativ zu Au hoch eingestellt ist, wird die Oberflächenschicht 11 wahrscheinlich eine Einschichtstruktur haben.
Insbesondere wenn die Oberflächenschicht 11 eine Einschichtstruktur aufweist, kann die Oberflächenschicht 11 durch eine insgesamt homogene Au-In-Legierung gebildet werden. Wenn jedoch entweder die Einschichtstruktur oder die Mehrschichtstruktur verwendet werden soll, ist es bevorzugt, dass zwei Arten von Phasen, nämlich ein Au-Anteil 11a, in dem die Konzentration von Au vergleichsweise hoch ist, und ein In-Anteil 11b, in dem die Konzentration von In vergleichsweise hoch ist, enthalten sind.
Zum Beispiel kann in der mehrschichtigen strukturierten Oberflächenschicht 11, die in 1A gezeigt ist, die Schicht auf der Seite des Basismaterials 10 (untere Schicht) durch den Au-Anteil 11a gebildet werden, und die Schicht, die auf der Oberfläche des Au-Anteils 11a gebildet wird und als äußerste Oberfläche (obere Schicht) freiliegt, kann durch den In-Anteil 11b mit hoher Dichte gebildet werden. Auch in der in 1B gezeigten strukturierten Einschicht-Oberflächenschicht 11 kann eine Struktur verwendet werden, in der der Au-Anteil 11a und der hochkonzentrierte In-Anteil 11b beide in der Schicht vorhanden sind, wie in 1C gezeigt. Zu diesem Zeitpunkt kann, wie in 1C gezeigt, eine Form auftreten, bei der der hochkonzentrierte In-Anteil 11b so vorhanden ist, dass er in dem Au-Anteil 11a dispergiert ist. In der Einschichtstruktur liegen der Au-Anteil 11a und die hochkonzentrierten In-Anteile 11b vorzugsweise gemeinsam in der äußersten Oberfläche der Oberflächenschicht 11 frei.
Der Au-Anteil 11a hat Au als Hauptkomponente und Beispiele für Formen beinhalten, dass er aus Au allein gebildet wird (beinhaltet auch Fälle, in denen zusätzliche Elemente wie Co enthalten sind; das Gleiche gilt unten) und dass er aus einer Au-In-Legierung gebildet wird, die weniger In als Au enthält. Um die Eigenschaften von Au ausreichend zu zeigen, ist es bevorzugt, dass der Au-Anteil 11a aus Au allein gebildet ist.
Die hochkonzentrierten In-Anteile 11b enthalten eine höhere Konzentration an In als der Au-Anteil 11a. Insbesondere kann ein Beispiel für eine Form der hochkonzentrierten In-Anteile 11b angegeben werden, in der sie aus In allein gebildet sind oder als eine Au-In-Legierung mit einer höheren Konzentration (Atomverhältnis von In zu Au) von In als die des Au-Anteils 11a gebildet sind.
Der Au-Anteil 11a und die hochkonzentrierten In-Anteile 11b können beide aus einer Au-In-Legierung gebildet sein, aber in diesem Fall haben die hochkonzentrierten In-Anteile 11b eine Legierungszusammensetzung, in der das Atomverhältnis von In zu Au höher ist als das des Au-Anteils 11a. Außerdem können der Au-Anteil 11a und die hochkonzentrierten In-Anteile 11b jeweils zwei oder mehr Arten von Anteilen mit unterschiedlichen Zusammensetzungen enthalten, Beispiele dafür sind eine Form, die sowohl ein einzelnes Metall als auch eine Legierung enthält, und eine Form, die zwei oder mehr Legierungen mit unterschiedlichen Komponentenzusammensetzungen enthält.
Wenn die Oberflächenschicht 11 eine Mehrschichtstruktur aufweist, wie in 1A gezeigt, wobei der hochkonzentrierte In-Anteil 11b, der die obere Schicht ist, aus In allein besteht, wird nur In und nicht Au in der äußersten Oberfläche vorhanden sein. Andererseits werden in dem Fall, in dem der hochkonzentrierte In-Anteil 11b, der die obere Schicht in der Mehrschichtstruktur ist, aus einer Au-In-Legierung gebildet ist, oder in dem Fall, in dem die Oberflächenschicht 11 eine Mehrschichtstruktur aufweist, wie in 1A gezeigt, sowohl Au als auch In in der äußersten Oberfläche vorhanden sein.
Das Verhältnis der Gehalte von In und Au in der Oberflächenschicht 11 kann entsprechend den gewünschten Eigenschaften der Oberflächenschicht 11 eingestellt werden, aber wie nachstehend beschrieben, ist der Gehalt an In in der gesamten Oberflächenschicht 11 (die Summe des Au-Anteils 11a und des hochkonzentrierten In-Anteils 11b) vorzugsweise 10 % oder mehr in einem Atomverhältnis relativ zu Au (In [At%]/Au [At%]), um die von In vermittelten Eigenschaften, wie die Unterdrückung der Diffusion anderer Metallarten, wirksam zu zeigen. Andererseits ist der In-Gehalt der Gesamtoberflächenschicht 11 vorzugsweise kleiner als der von Au, um die von Au vermittelten Eigenschaften, wie die Verringerung des Oberflächenkontaktwiderstandes, effektiv zu zeigen. Außerdem beträgt das Atomverhältnis von In zu Au vorzugsweise 70 % oder weniger.
In ist zumindest in der äußersten Oberfläche der Oberflächenschicht 11 verteilt, aber es ist bevorzugt, dass In in einer Region verteilt ist, die sich von der äußersten Oberfläche bis zu einer bestimmten Tiefe davon erstreckt. Insbesondere ist es bevorzugt, dass In in einer Region verteilt ist, die sich von der äußersten Oberfläche bis zu einer Tiefe von 0,01 µm und bevorzugter bis zu einer Tiefe von 0,05 µm erstreckt. In diesem Fall kann das In, auch wenn es als einzelnes Metall vorliegt, im Zustand einer Au-In-Legierung, wie einer festen Lösung, vorliegen. Hier kann die Verteilung von In über eine Region bis zu einer vorbestimmten Tiefe bereitgestellt werden, wie in einem folgenden Arbeitsbeispiel beschrieben, indem das Vorhandensein von In, das eine Nachweisgrenze überschreitet, in einer Region, die sich von der äußersten Oberfläche bis zu der vorbestimmten Tiefe erstreckt, unter Verwendung eines Tiefenanalyse-Auger-Elektronenspektroskops (AES), das Sputtern verwendet, oder Tiefenanalyse-Röntgen-Photoelektronenspektroskopie (XPS) nachgewiesen wird. Die Nachweisgrenze von AES oder XPS liegt bei etwa 0,1-1,0 At%.
Es gibt keine besondere Begrenzung für die Gesamtdicke der Oberflächenschicht 11 und es reicht aus, dass die durch Au und In vermittelten Eigenschaften ausreichend ausgeprägt sind. Zum Beispiel ist es bevorzugt, die Dicke auf 0,1 µm oder mehr einzustellen. Andererseits, um die Bildung einer zu dicken Oberflächenschicht 11 zu vermeiden, beträgt die Dicke vorzugsweise 1 µm oder weniger. In dem Fall, in dem die Oberflächenschicht 11 eine Mehrschichtstruktur aufweist, wie in 1A gezeigt, beträgt die Dicke der oberen Schicht, die durch den hochkonzentrierten In-Anteil 11b gebildet wird, vorzugsweise 0,01 µm oder mehr. Andererseits ist die Dicke davon vorzugsweise 0,5 µm oder weniger.
(Oberflächeneigenschaften von Metallmaterial)
Wie vorstehend beschrieben, enthält die Oberflächenschicht 11 des Metallmaterials 1 sowohl Au als auch In. Daher weist die Oberflächenschicht 11 einen niedrigen Kontaktwiderstand auf und kann auch nach dem Erhitzen einen Zustand mit niedrigem Kontaktwiderstand beibehalten.
Insbesondere kann aufgrund der Oberflächenschicht 11, die Au enthält, die hohe Wärmebeständigkeit und elektrische Leitfähigkeit von Au genutzt werden. Außerdem ist Au ein Metall, das sehr widerstandsfähig gegen Oxidation ist, und daher wird die Oberfläche, selbst wenn die Oberflächenschicht 11 erhitzt wird, wahrscheinlich einen Zustand hoher elektrischer Leitfähigkeit beibehalten und vor und nach dem Erhitzen einen Zustand niedrigen Kontaktwiderstands aufrechterhalten.
Infolge der In-haltigen Oberflächenschicht 11 können andere Metallelemente (andere Metalle) als In und Au daran gehindert werden, an die äußerste Oberfläche zu diffundieren. Als Beispiel für eine andere Art von Metall kann hier ein Metall genannt werden, das das Basismaterial 10 bildet. Insbesondere können Elemente wie Ni, die die Zwischenschicht 10b bilden, als Beispiel genannt werden. Zusätzlich werden in einem Fall, in dem zusätzliche Elemente wie Co der Oberflächenschicht 11 mit dem Ziel der Härtung von Au hinzugefügt werden, diese zusätzlichen Elemente ebenfalls als andere Metalle betrachtet.
Unter der Annahme, dass die Oberflächenschicht 11 kein In enthält, gibt es Fälle, in denen andere Metalle in die Oberflächenschicht 11 diffundieren und die äußerste Oberfläche erreichen, wenn das Metallmaterial 1 aufgrund eines durch das Metallmaterial 1 fließenden Stroms oder der Verwendung in einer Hochtemperaturumgebung erhitzt wird. Insbesondere wenn es sich bei den anderen Metallen um leicht oxidierbare Metalle handelt, die anfälliger für Oxidation sind als Au, wie Ni oder Co, diffundieren diese anderen Metalle zur Oberflächenschicht 11 und konzentrieren sich in der äußersten Oberfläche, wo sie oxidieren, wenn die leicht oxidierbaren Metalle, die unter der Oberflächenschicht 11 (d.h. dem Basismaterial 10) oder in der Oberflächenschicht 11 vorhanden sind, erhitzt werden. Die in der äußersten Oberfläche gebildeten Oxide tragen zu einer Erhöhung des Kontaktwiderstands der Oberflächenschicht 11 bei.
Da In jedoch in der Oberflächenschicht 11 enthalten ist, wirkt In bei Erwärmung des Metallmaterials 1 so, dass es die Diffusion anderer Metalle zur äußersten Oberfläche unterdrückt. Indem andere Metalle daran gehindert werden, zur äußersten Oberfläche zu diffundieren, kann ein Anstieg des Kontaktwiderstands der Oberflächenschicht 11 aufgrund der Oxidation anderer Metalle, die zur äußersten Oberfläche diffundiert sind, unterdrückt werden. Das heißt, die Oberflächenschicht 11 kann den niedrigen Kontaktwiderstand, der durch Au vermittelt wird, auch nach dem Erhitzen beibehalten, da sie In enthält. Der Effekt der Unterdrückung der Diffusion anderer Metalle kann sowohl mit In allein als auch mit einer Au-In-Legierung einschließlich einer festen Lösung gezeigt werden.
In selbst ist anfälliger für Oxidation als Au, und In, das in der Oberflächenschicht 11 enthalten ist, oxidiert ebenfalls, wenn es erhitzt wird oder dergleichen. Allerdings ist eine Oxidschicht, die auf der Oberfläche von In allein oder einer Au-In-Legierung gebildet wird, vergleichsweise weich und kann leicht durch das Aufbringen einer Last oder dergleichen zerbrochen werden. Dementsprechend wird der Kontaktwiderstand der Oberflächenschicht 11 nicht wesentlich erhöht, selbst wenn das in der Oberflächenschicht 11 enthaltene In an der äußersten Oberfläche oxidiert wird. Da In die Diffusion anderer Metalle unterdrückt und einen leicht aufbrechbaren Oxidfilm aufweist, kann auf diese Weise ein niedriger Kontaktwiderstandszustand der Oberflächenschicht 11, der durch Au vermittelt wird, vor und nach dem Erhitzen aufrechterhalten werden.
Wenn andere leicht oxidierbare Metalle wie Ni oder dergleichen, die im Basismaterial 10 enthalten sind, oder Co oder dergleichen, die in der Oberflächenschicht 11 und insbesondere im Au-Anteil 11a enthalten sind, auf der Unterseite von oder in der Oberflächenschicht 11, durch Zugabe von In zur Oberflächenschicht 11 zusätzlich zu Au, vorhanden sind, kann ein Anstieg der Konzentration der leicht oxidierbaren Metalle in der äußersten Oberfläche der Oberflächenschicht 11, wenn die Oberflächenschicht 11 z.B. auf 170°C erhitzt wird, wie auch in einer späteren Ausführungsform beschrieben, bis unter die Nachweisgrenze unterdrückt werden. Das heißt, die Konzentrationsverteilung in der äußersten Oberfläche der Oberflächenschicht 11 von leicht oxidierbaren Metallen wie Ni, die im Basismaterial 10 enthalten sind und nicht in der ursprünglichen Oberflächenschicht 11 enthalten sind, kann vor und nach dem Erhitzen auf 170°C unter einer Nachweisgrenze gehalten werden, und nach dem Erhitzen auf 170°C kann die Menge des Anstiegs der Konzentration von leicht oxidierbaren Metallen wie Co, die der ursprünglichen Oberflächenschicht 11 hinzugefügt wurden, gegenüber der Konzentration in der äußersten Oberfläche vor dem Erhitzen unter der Nachweisgrenze gehalten werden. Als Messmittel zur Bestimmung der Nachweisgrenze kann hier z.B. die AES eingesetzt werden. Wie vorstehend beschrieben, liegt die Nachweisgrenze von AES bei etwa 0,1-1,0 At%.
Auf diese Weise kann durch die Zugabe von In zur Oberflächenschicht 11 ein Anstieg der Konzentration leicht oxidierbarer Metalle in der äußersten Oberfläche aufgrund der Anwendung von Wärme begrenzt werden, und somit kann ein Anstieg des Kontaktwiderstandes zum Zeitpunkt der Erwärmung effektiv unterdrückt werden. Die Erhitzungszeit zur Bestimmung des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins eines Anstiegs der Konzentration leicht oxidierbarer Metalle kann z.B. 120 Stunden oder mehr betragen. Insbesondere wenn In in der Oberflächenschicht 11 über eine Region verteilt ist, die sich mindestens von der äußersten Oberfläche bis zu einer Tiefe von 0,01 µm und weiter bis zu einer Tiefe von 0,05 µm erstreckt, kann der Effekt der Unterdrückung eines Anstiegs des Kontaktwiderstands aufgrund der Diffusion von leicht oxidierbaren Metallen mit ausreichender Leichtigkeit erzielt werden.
Wenn die Oberflächenschicht 11 eine Mehrschichtstruktur hat, wie in 1A gezeigt, ist die Oberfläche des Au-Anteils 11a, dessen Hauptbestandteil Au ist, von dem hochkonzentrierten In-Anteil 11b bedeckt, der aus In allein oder einer Au-In-Legierung mit einem hohen In-Gehalt gebildet ist. Die gesamte äußerste Oberfläche des Metallmaterials 1 wird von dem hochkonzentrierten In-Anteil 11b gebildet, und somit können andere leicht oxidierbare Metalle wie Ni oder Co, die in dem Basismaterial 10 oder der Oberflächenschicht 11 (insbesondere dem Au-Anteil 11 a) enthalten sind, wirksam davon abgehalten werden, aufgrund von Erwärmung zu diffundieren, die äußerste Oberfläche der Oberflächenschicht 11 zu erreichen und zu oxidieren.
Wenn andererseits die Oberflächenschicht 11 eine Einschichtstruktur aufweist, wie in 1B gezeigt, wobei die gesamte Oberflächenschicht 11 der Einschichtstruktur aus einer Au-In-Phase gebildet wird, unterdrückt die Au-In-Legierung die Diffusion anderer Metalle zur äußersten Oberfläche und deren Oxidation aufgrund des Effekts, dass sie In enthält, und spielt somit eine Rolle bei der Unterdrückung eines Anstiegs des Kontaktwiderstands während des Erwärmens. Wenn die Oberflächenschicht 11 mit einer Einschichtstruktur aus dem Au-Anteil 11a und dem hochkonzentrierten In-Anteil 11b gebildet wird, wie in 1C gezeigt, kann die Diffusion anderer Metalle zur äußersten Oberfläche und deren Oxidation zumindest in dem Anteil unterdrückt werden, in dem der hochkonzentrierte In-Anteil 11b gebildet ist. Infolgedessen kann ein Anstieg des Kontaktwiderstandes der gesamten Oberflächenschicht 11, in der der Au-Anteil 11a und der hochkonzentrierte In-Anteil 11b miteinander vermischt sind, während des Erhitzens unterdrückt werden. In dem Fall, in dem der Au-Anteil 11a aus einer Au-In-Legierung mit einer niedrigeren Konzentration von In als der hochkonzentrierte In-Anteil 11b gebildet wird, anstelle von Au allein, spielt In in dem Au-Anteil 11a ebenfalls eine Rolle bei der Unterdrückung der Diffusion anderer Metalle zu der äußersten Oberfläche und deren Oxidation, und somit kann der Effekt der Unterdrückung eines Anstiegs des Kontaktwiderstands während des Erwärmens besonders verbessert werden. In dem Fall, in dem die Oberflächenschicht 11 eine Einschichtstruktur aufweist, in der die hochkonzentrierten In-Anteile 11b und der Au-Anteil 11a beide vorhanden sind, im Gegensatz zu dem Fall, in dem die Oberflächenschicht 11 eine Mehrschichtstruktur aufweist, in der die gesamte äußerste Oberfläche aus dem hochkonzentrierten In-Anteil 11b gebildet ist, ist der Au-Anteil 11a, der weniger wirksam bei der Unterdrückung der Diffusion anderer Metalle ist als die hochkonzentrierten In-Anteile 11b auch an der äußersten Oberfläche der Oberflächenschicht 11 freilgelegt, aber wie vorstehend beschrieben, ist eine Einschichtstruktur leichter zu bilden, wenn das Gehaltsverhältnis von In relativ zu Au in der gesamten Oberflächenschicht 11 hoch ist, und als Ergebnis der hohen In-Konzentration kann derselbe Effekt der Unterdrückung eines Anstiegs des Kontaktwiderstands während des Erwärmens wie bei der Verwendung einer Mehrschichtstruktur und ein größerer Effekt als bei der Verwendung einer Mehrschichtstruktur gezeigt werden.
Wie vorstehend beschrieben, kann die Legierung von In und Au auch bei Raumtemperatur leicht ablaufen, und daher ist es bevorzugt, dass zumindest ein Anteil des In, das in der Oberflächenschicht 11 enthalten ist, eine Au-In-Legierung bildet, wie In, das eine in Au verfestigte feste Lösung ist. Insbesondere wenn die Oberflächenschicht 11 eine Einschichtstruktur aufweist, wie in 1B gezeigt, ist es bevorzugt, dass beispielsweise der hochkonzentrierte In-Anteil 11b (und der Au-Anteil 11a), der als In enthalten ist, im Zustand einer festen Au-Lösung vorliegt. Da Au und In eine Legierung bilden, ist der Zustand der Oberflächenschicht 11, wie der Zustand, in dem der Au-Anteil 11a und die hochkonzentrierten In-Anteile 11b zusammen vorhanden sind, leicht stabil zu halten. Die Au-In-Legierung wird wahrscheinlich in einem Zustand gebildet, in dem In eine feste Lösung ist, die in Au zumindest in einer Region mit niedrigem In-Gehalt verfestigt ist, aber durch Erhöhen des Gehalts an In oder dergleichen kann auch eine intermetallische Au-In-Verbindung gebildet werden. In dem Fall, in dem eine Au-In-Legierung als feste Lösung oder als intermetallische Verbindung gebildet werden soll, oder wenn eine intermetallische Verbindung gebildet werden soll, kann deren Zusammensetzung entsprechend dem Verhältnis der Menge an Au und In, die als Rohmaterial zur Bildung der Oberflächenschicht 11 verwendet wird, oder den Bildungsbedingungen und dergleichen der Oberflächenschicht 11 gesteuert werden.
Infolge des Metallmaterials 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit der Oberflächenschicht 11, wie vorstehend beschrieben, kann ein niedriger Kontaktwiderstand ausgedrückt werden sowie die Fähigkeit, den Zustand des niedrigen Kontaktwiderstandes auch nach Erwärmung beizubehalten. Dementsprechend kann das Metallelement 1 vorteilhaft in Anwendungen als elektrisches Verbindungselement verwendet werden, bei denen die Oberfläche der Oberflächenschicht 11 einer elektrischen Komponente, insbesondere einer Anschlussklemme oder dergleichen, in Kontakt mit einem leitenden Partnerelement kommt.
(Verfahren zur Herstellung von Metallmaterial)
Das Metallmaterial 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann hergestellt werden, indem die Zwischenschicht 10b unter Verwendung eines Plattierungsverfahrens oder dergleichen, falls erforderlich, auf der Oberfläche des Substrats 10a gebildet wird und dann die Oberflächenschicht 11 gebildet wird.
Die Oberflächenschicht 11 kann unter Verwendung eines beliebigen Verfahrens gebildet werden, wie einem Dampfabscheidungsverfahren, einem Tauchverfahren und einem Plattierungsverfahren, wobei das Tauchverfahren und das Plattierungsverfahren vorteilhaft eingesetzt werden können. Zu diesem Zeitpunkt kann die Oberflächenschicht 11, die sowohl Au als auch In enthält, in einem einzigen Arbeitsgang unter Verwendung einer Tauchflüssigkeit oder einer Beschichtungsflüssigkeit gebildet werden, aber im Hinblick auf die Bequemlichkeit kann die Oberflächenschicht 11 gebildet werden, indem eine Au-Schicht und eine In-Schicht in dieser Reihenfolge geschichtet werden und dann eine Legierung, falls erforderlich, gebildet werden kann.
Ein Beispiel ist eine Form, bei der eine Au-Schicht unter Verwendung eines Plattierungsverfahrens gebildet wird und dann eine In-Schicht auf deren Oberfläche unter Verwendung eines Tauchverfahrens oder eines Plattierungsverfahrens gebildet wird. Wenn die In-Schicht unter Verwendung eines Tauchverfahrens gebildet wird, wird eine dünne In-Schicht gebildet, und die Oberflächenschicht 11, wie in 1A gezeigt, die eine Mehrschichtstruktur aufweist, mit dem Au-Anteil 11a als untere Schicht davon und dem hochkonzentrierten In-Anteil 11b als obere Schicht davon, kann leicht gebildet werden. Andererseits kann in dem Fall, in dem die In-Schicht unter Verwendung des Plattierungsverfahrens gebildet wird, eine vergleichsweise dicke In-Schicht gebildet werden, und die Oberflächenschicht 11, wie in 1B gezeigt, die eine Einschichtstruktur aufweist, einschließlich einer Au-In-Legierung, die durch Legieren erhalten wird, kann leicht gebildet werden. Das Legieren von Au und In verläuft auch bei Raumtemperatur, und so kann zumindest ein Anteil von In eine Legierung mit Au bilden, ohne dass ein Laminat aus einer Au-Schicht und einer In-Schicht besonders erwärmt werden muss, aber das Legieren kann durch Erwärmung gefördert werden.
Das Verhältnis der Dicken der Au-Schicht und der In-Schicht, die Rohmaterialschichten sind, und die Dicke dazwischen kann entsprechend der gewünschten Dicke der Oberflächenschicht 11, der Komponentenzusammensetzungen oder dergleichen gewählt werden, aber eine Form, in der die Au-Schicht eine Dicke von 0,1 bis 1 µm und die In-Schicht eine Dicke von 0,01 bis 0,5 µm aufweist, kann als Beispiel für eine bevorzugte Form angegeben werden. Es ist bevorzugt, dass die Au-Schicht vorab als Hartgoldschicht ausgebildet wird, die zusätzliche Elemente wie Co enthält. Durch die Verwendung einer Hartgoldschicht als Rohmaterialschicht kann die Härte der gebildeten Oberflächenschicht 11 erhöht werden. Durch die Verwendung einer Hartgoldschicht kann, selbst wenn zusätzliche Elemente wie Co in der gebildeten Oberflächenschicht 11 enthalten sind, wie vorstehend beschrieben, aufgrund des Vorhandenseins von In auch ein Anstieg des Gehalts während des Erwärmens, der durch die Diffusion zusätzlicher Elemente zur äußersten Oberfläche und deren Oxidation verursacht wird, ausreichend unterdrückt werden.
[2] Anschlussklemme
Die Anschlussklemme gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird durch das Metallmaterial 1 gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform gebildet, bei der die Oberflächenschicht 11, die Au und In enthält, auf der Oberfläche des Basismaterials 10 zumindest an einem Kontaktanteil davon ausgebildet ist, der mit einem leitenden Partnerelement in elektrischen Kontakt kommt. Form und Art der Anschlussklemme sind nicht besonders beschränkt.
2 zeigt eine Buchsenanschlussklemme 20 als ein Beispiel für die Anschlussklemme gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Die Buchsenanschlussklemme 20 weist eine ähnliche Form wie die einer bekannten passenden Buchsenanschlussklemme auf. Das heißt, es ist ein rechteckiger, röhrenförmiger, nach vorne offener Quetschanteil 23 vorgesehen, und ein elastisches Kontaktstück 21 ist an der Innenseite der Bodenoberfläche des Quetschanteils 23 vorgesehen, wobei das elastische Kontaktstück 23 an der Innenseite nach hinten umgeklappt ist. Wenn eine flächige, lappenförmige Steckeranschlussklemme 30, die das leitende Partnerelement ist, in den Quetschanteil 23 der Buchsenanschlussklemme 20 eingeführt wird, kommt das elastische Kontaktstück 21 der Buchsenanschlussklemme 20 mit der Steckeranschlussklemme 30 an einem geprägten Anteil 21a in Kontakt, der sich zur Innenseite des Quetschanteils 23 wölbt, und eine nach oben gerichtete Kraft wird auf die Steckeranschlussklemme 30 ausgeübt. Die Oberfläche des Deckenanteils des Quetschanteils 23, die dem elastischen Kontaktstück 21 gegenüberliegt, ist die innere Gegenkontaktoberfläche 22, und als Ergebnis, dass die Steckeranschlussklemme 30 durch das elastische Kontaktstück 21 gegen die innere Gegenkontaktoberfläche 22 gedrückt wird, wird die Steckeranschlussklemme 30 in dem Quetschanteil 23 gequetscht gehalten.
Die gesamte Buchsenanschlussklemme 20 wird durch das Metallmaterial 1 einschließlich der Oberflächenschicht 11 gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform gebildet. Hier ist die Fläche, auf der die Oberflächenschicht 11 des Metallelements 1 ausgebildet ist, der Innenseite des Quetschanteils 23 zugewandt und so angeordnet, dass sie die einander zugewandten Oberflächen des elastischen Kontaktstücks 21 und der inneren Gegenkontaktoberfläche 22 bildet. Durch die Anordnung der Oberflächenschicht 11 an diesen Stellen kann, wenn die Steckeranschlussklemme 30 in den Quetschanteil 23 der Buchsenanschlussklemme 20 eingeführt und gegen diesen geschoben wird, ein geringer Kontaktwiderstand an dem Kontaktanteil zwischen der Buchsenanschlussklemme 20 und der Steckeranschlussklemme 30 erreicht werden. Auch wenn die Oberflächenschicht 11 aufgrund eines durch sie fließenden Stroms oder der Verwendung in einer Umgebung mit hohen Temperaturen erwärmt wird, bleibt der Zustand des geringen Kontaktwiderstands erhalten.
Es ist zu beachten, dass hier eine Form beschrieben wurde, bei der die gesamte Buchsenanschlussklemme 20 aus dem Metallmaterial 1 gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform besteht, die die Oberflächenschicht 11 (und die Zwischenschicht 10b) enthält, aber solange die Oberflächenschicht 11 (und die Zwischenschicht 10b) zumindest auf der Oberfläche des Kontaktanteils ausgebildet ist, der mit dem leitenden Partnerelement in Kontakt kommt, d.h. der Oberfläche des geprägten Anteils 21a des elastischen Kontaktstücks 21 und der inneren Gegenkontaktoberfläche 22, kann die Oberflächenschicht 11 in einem beliebigen Bereich ausgebildet sein. Ein leitendes Partnerelement, wie die Steckanschlussklemme 30, kann aus einem beliebigen Material bestehen, aber ähnlich wie die Buchsenanschlussklemme 20 kann eine Form, bei der das leitende Element aus dem Metallmaterial 1 gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform einschließlich der Oberflächenschicht 11 besteht, oder eine Form, bei der das leitende Element aus einem Metallmaterial besteht, bei dem eine Au-Schicht auf seiner äußersten Oberfläche ausgebildet ist, als vorteilhafte Beispiele genannt werden. Außerdem kann die Anschlussklemme gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zusätzlich zu einer Press-Buchsenanschlussklemme wie dem vorstehend beschriebenen oder alternativ einer Steckeranschlussklemme verschiedene Formen annehmen, wie einen Einpressanschluss, der in ein in einer Leiterplatte ausgebildetes Durchgangsloch eingepresst und mit diesem verbunden wird.
Arbeitsbeispiele
Nachstehend werden Arbeitsbeispiele beschrieben. Wenn nicht ausdrücklich nachstehend erwähnt, wurde die Herstellung und Bewertung der Proben in der Atmosphäre und bei Raumtemperatur durchgeführt. Beachten Sie, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die Arbeitsbeispiele beschränkt ist.
[Testverfahren]
(Herstellung von Proben)
Auf die Oberfläche eines nicht kontaminierten Cu-Substrats wurden Rohmaterialschichten mit einer vorgegebenen Dicke gemäß Tabelle 1 geschichtet. Insbesondere wurde zunächst eine Ni-Zwischenschicht mit einer Dicke von 1,0 µm durch ein stromloses Plattierungsverfahren gebildet. Des Weiteren wurde eine Au-Schicht auf der Oberfläche der Zwischenschicht unter Verwendung eines stromlosen Beschichtungsverfahrens gebildet. Zur Bildung der Au-Schicht wurde eine Hartbeschichtungsflüssigkeit von Gold mit 0,2 % Co verwendet. Die Dicke der Au-Schicht betrug 0,4 µm.
Dann wurde eine In-Schicht auf der Oberfläche der Au-Schicht gebildet. Zu diesem Zeitpunkt wurden die folgenden drei Proben entsprechend dem Vorhandensein oder Fehlen der In-Schicht und dem Formgebungsverfahren hergestellt.

- Probe A1: Eine In-Schicht mit einer Dicke von 0,05 µm wurde unter Verwendung eines stromlosen Plattierungsverfahrens gebildet.
- Probe A2: Eine In-Schicht mit einer Dicke von 0,01 µm wurde unter Verwendung eines Tauchverfahrens gebildet.
- Probe B1: Eine Probe, in der nur die Au-Schicht gebildet wurde, wurde bereitgestellt, ohne dass eine In-Schicht vorhanden war.

(Bewertung des Zustands der Oberflächenschicht)
An jeder Probe wurde nach einer 120-stündigen Erwärmung an der Atmosphäre bei 170°C eine AES-Tiefenmessung mittels Ar⁺-Sputtern durchgeführt und die Verteilung der Bestandteilselemente der Oberflächenschicht in Tiefenrichtung ausgewertet. Die Messung wurde bis zu einer Sputtertiefe von 40 nm durchgeführt.
Außerdem wurde 2θ-Röntgenbeugung (XRD) an der Probe A1 (vor dem Erhitzen) durchgeführt und der Zustand der Oberflächenschicht überprüft. Als Strahlenquelle wurde ein Cu-Kα-Strahl verwendet.
(Bewertung des Kontaktwiderstandes)
Der Kontaktwiderstand jeder Probe (vor dem Erhitzen) wurde gemessen. Zu diesem Zeitpunkt wurde eine mit Au plattierte Prägung mit R=1 mm in Kontakt mit der Oberfläche jeder plattenförmigen Probe gebracht und der Kontaktwiderstand gemessen, während jede Probe einer Kontaktlast von bis zu 40N ausgesetzt wurde. Die Messungen wurden unter Verwendung eines vierpoligen Verfahrens durchgeführt. Die Leerlaufspannung betrug 20 mV und der fließende Strom betrug 10 mA.
Weiterhin wurde jede Probe bei 170°C für 120 Stunden an der Atmosphäre erhitzt. Nachdem die Proben auf Raumtemperatur abgekühlt waren, wurde der Kontaktwiderstand ähnlich wie vorstehend beschrieben gemessen.
[Testergebnisse]
(Zustand der Oberflächenschicht)
Tabelle 1 zeigt für jede der Proben A1, A2 und B1 die Dicke jeder Rohmaterialschicht und die Konzentration der Metallelemente in den äußersten Oberflächen, die durch die AES-Messung nach dem Erhitzen erhalten wurden. 3A bis 3C zeigen jeweils die Konzentrationsverteilung der einzelnen Elemente, die von den Proben A1, A2 und B1 durch AES nach dem Erhitzen erhalten wurden. Hier ist die durch die horizontale Achse dargestellte Tiefe ein SiO₂-Äquivalent. Die Elemente, für die „unterhalb der Nachweisgrenze“ geschrieben ist, wurden nicht in einer Konzentration größer oder gleich der Nachweisgrenze nachgewiesen. Während die Konzentrationsverhältnisse von Au, In, Co und Ni in der Tiefe von 0 nm in den 3A bis 3C die Gesamtmenge dieser Elemente als 100 At% ausdrücken, sind die Konzentrationsverhältnisse die in Tabelle 1 gezeigten Elementkonzentrationsverhältnisse.

4 zeigt das XRD-Messergebnis der Probe A1. In 4 sind zusätzlich zu den Messdaten die Peakpositionen und -intensitäten, die den einzelnen Au, Cu, Ni und In entsprechen, als Balken dargestellt. TABELLE 1

	Rohmaterialschicht (µm)			Element-Konzentrationsverhältnis der beheizten äußersten Oberfläche (At%)
	Au-Schicht	In-Schicht	Ni-Schicht	Au	In	Co	Ni
Probe A1	0,4	0,05	1,0	32	68	0	0
Probe A2	0,4	0,01	1,0	65	9	17	9
Probe B1	0,4	-	1,0	59	0	17	24

Zunächst wurde die Verteilung und der Zustand von In und Au in der Oberflächenschicht untersucht. Betrachtet man die in 3A und 3B gezeigte Elementkonzentrationsverteilung und die in Tabelle 1 gezeigten Elementkonzentrationsverhältnisse der Proben A1 und A2, so wurde bestätigt, dass in beiden Proben Au und In in der Oberflächenschicht einschließlich der äußersten Oberfläche vorhanden waren. Dementsprechend wird davon ausgegangen, dass eine Au-In-Legierung in der Oberflächenschicht einschließlich der äußersten Oberfläche in beiden Proben A1 und A2 gebildet wurde.
In den Ergebnissen der in 3A gezeigten Probe A1 ist die Konzentration von In in der äußersten Oberfläche am höchsten und nimmt zum inneren Anteil der Oberflächenschicht hin ab, aber diese Abnahme wird bei einer Tiefe von etwa 10 nm moderater und behält eine bestimmte Konzentration sogar bei einer Tiefe von 40 nm bei. Auf diese Weise wird In nicht nur in der Nähe der äußersten Oberfläche, sondern auch in der Region des inneren Anteils verteilt, und man kann sagen, dass die Oberflächenschicht zumindest im Nacherwärmungszustand eine Einschichtstruktur wie in 1B gezeigt annimmt, und in dieser Einschichtstruktur wird eine Au-In-Legierung durch eine Region bis zu einer Tiefe von mindestens 40 nm gebildet. Wenn die in 3A gezeigte Verteilung von In extrapoliert wird, kann man sich vorstellen, dass In bis zu einer Tiefe von 0,05 µm verteilt ist, was der Dicke der als Rohmaterialschicht verwendeten In-Schicht entspricht.
Andererseits ist bei den in 3B gezeigten Ergebnissen der Probe A2 die Konzentration von In in der äußersten Oberfläche am höchsten und nimmt zum inneren Anteil der Oberflächenschicht hin monoton ab. Die Konzentration von In ist im Wesentlichen null in einer Tiefe von 10 nm, was der Dicke der als Rohmaterialschicht verwendeten In-Schicht entspricht. Dementsprechend kann man sich vorstellen, dass In von der äußersten Oberfläche der Oberflächenschicht bis zu einer Tiefe von 0,01 µm verteilt ist und die Oberflächenschicht eine Mehrschichtstruktur wie in 1A gezeigt aufweist, die eine untere Schicht, die aus einem Au-Anteil gebildet ist, und eine obere Schicht, die aus einem hochkonzentrierten In-Anteil mit einer Dicke von etwa 10 nm gebildet ist, umfasst.
Betrachtet man die XRD-Ergebnisse der in 4 gezeigten Probe A1, können vier Brechungspeaks an einer Position in der Nähe der als Balken dargestellten Peaks von Au allein beobachtet werden. Wenn jedoch die Position jedes Peaks sorgfältig beobachtet wird, ist jeder Peak relativ zu den Peaks von Au allein zur Seite mit hohem Winkel verschoben. Dies kann so interpretiert werden, dass In in Au verfestigt ist und die Gitterkonstante von Au sich zu der von Au allein geändert hat. Das heißt, es kann angenommen werden, dass sich in der Oberflächenschicht eine feste Au-In-Lösung gebildet hat. Nach einer detaillierten Analyse hat sich die Gitterkonstante von Au von 4,079 × 10^-1 nm auf 4,064 × 10^-1 nm geändert.
Außerdem wurden in den XRD-Ergebnissen keine Peaks entdeckt, die In oder einer intermetallischen Au-In-Verbindung entsprechen. Anhand dieser Ergebnisse kann man erkennen, dass sich fast die gesamte Menge an In in einem Zustand der Verfestigung zu Au befindet und in der Oberflächenschicht vorhanden ist.
Als nächstes wurde die Verteilung von Co und Ni in der Oberflächenschicht nach dem Erhitzen untersucht. Co war in der In-Schicht und der Au-Schicht, die als Rohmaterialschichten übereinander lagen, enthalten, und Ni bildete die Zwischenschicht. Man beachte, dass in allen Proben A1, A2 und B1 bestätigt wurde, dass weder Co noch Ni in einer Konzentration größer oder gleich der Nachweisgrenze in der äußersten Oberfläche der Oberflächenschicht vor dem Erhitzen vorhanden waren.
Betrachtet man zunächst die Ergebnisse der in 3C dargestellten Probe B1, so wurden sowohl Co als auch Ni in der Oberflächenschicht nachgewiesen. Außerdem waren die Konzentrationen dieser Elemente an der äußersten Oberfläche am höchsten. Dementsprechend wird in dem Fall, in dem eine Au-Schicht ohne In auf der Oberfläche des Metallmaterials gebildet wurde, davon ausgegangen, dass Co und Ni aufgrund der Erwärmung in die Oberflächenschicht diffundierten und sich in der äußersten Oberfläche konzentrierten.
Andererseits wurden in der in 3B gezeigten Probe A2 zwar sowohl Co als auch Ni in der Oberflächenschicht nachgewiesen, aber die Konzentrationen davon waren niedriger als im Fall der Probe B1. Insbesondere die Konzentration von Ni war stark vermindert. Die Verringerung der Konzentrationen von Co und Ni nahm von der äußersten Oberfläche zum inneren Anteil hin stark ab und war in einer Tiefe von etwa 10 nm fast nicht mehr nachweisbar. Daraus lässt sich ableiten, dass durch den Gehalt an In zusätzlich zu Au in der Oberflächenschicht die Diffusion von Co und Ni an die äußerste Oberfläche unterdrückt werden kann.
Außerdem wurden weder Co noch Ni in der in 3A gezeigten Probe A1 nachgewiesen. Das heißt, die Diffusion von Co und Ni an die äußerste Oberfläche fand nicht in einer Konzentration statt, die größer oder gleich der AES-Nachweisgrenze war. Dementsprechend kann man verstehen, dass durch die Erhöhung des Gehalts an In in der Oberflächenschicht die Diffusion von Co und Ni in einem höheren Maße unterdrückt werden kann.
(Kontaktwiderstand der Oberflächenschicht)
5A bis 5C zeigen die Ergebnisse der Kontaktwiderstandsmessung der Proben A1, A2 und B1, die vor und nach dem Erhitzen erhalten wurden. Beim Vergleich der Messergebnisse waren die Werte im Ausgangszustand jeder Probe annähernd identisch und für jede Probe wurden niedrige Kontaktwiderstände erhalten. Obwohl Au eine extrem hohe elektrische Leitfähigkeit aufweist, kann gesagt werden, dass aufgrund des leicht zu durchbrechenden Oxidfilms von In der Oberflächenschicht der Proben A1 und A2, in denen In in der äußersten Oberfläche enthalten ist, im Vergleich zu Probe B1, die kein In enthält, fast keine Erhöhung des Kontaktwiderstands auftrat.
Als nächstes wurden die Kontaktwiderstände nach der Erwärmung verglichen, wobei die Ergebnisse je nach Probe stark variierten. Insbesondere bei der in 5C gezeigten Probe B1 war der Kontaktwiderstand durch die Erwärmung stark erhöht. Dieses Ergebnis, wie in der Elementkonzentrationsverteilung in 3C zu sehen, kann als Ergebnis von Co und Ni, die in der Oberflächenschicht diffundiert sind, interpretiert werden, die in der äußersten Oberfläche oxidieren und den Kontaktwiderstand erhöhen.
Andererseits zeigen die Ergebnisse der in 5B gezeigten Probe A2, in der In in der Oberflächenschicht enthalten war, zwar einen Anstieg des Kontaktwiderstandes nach dem Erwärmen, aber die Menge des Anstiegs war weitaus unterdrückter als bei der Probe B1. Dieses Ergebnis, wie es in der Elementkonzentrationsverteilung in 3B zu sehen ist, kann mit einer durch die Zugabe von In verursachten Verringerung der Konzentration von Co und Ni, die beim Erwärmen in die Oberflächenschicht diffundieren, in Verbindung gebracht werden. Das heißt, als Ergebnis der Menge an Co und Ni, die in die Oberflächenschicht diffundieren, kann ein Anstieg des Kontaktwiderstands, der durch die Oxidation dieser Elemente verursacht wird, gering gehalten werden.
Hinsichtlich der in 5A gezeigten Ergebnisse der Probe A1, in der der Gehalt an In erhöht wurde, wurde ein durch Erwärmung verursachter Anstieg des Kontaktwiderstands weiter unterdrückt, und es gab nur eine geringe Änderung gegenüber dem Wert des im Ausgangszustand vor der Erwärmung gemessenen Kontaktwiderstands. Dieses Ergebnis kann mit der Tatsache in Verbindung gebracht werden, dass Co und Ni in der in 3A gezeigten AES-Messung nicht nachgewiesen wurden. Das heißt, da diese Elemente, die den Kontaktwiderstand durch Oxidation erhöhen, nicht in die Oberflächenschicht diffundieren, gab es fast keinen Anstieg des Kontaktwiderstandes bei Erwärmung.
Obwohl die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung vorstehend detailliert beschrieben wurden, soll die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehenden Ausführungsformen beschränkt werden, und verschiedene Modifizierungen sind möglich, ohne vom Gedanken der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die vorliegende Anmeldung beansprucht den Vorteil der Priorität auf der Grundlage der Japanischen Patentanmeldung Nr. 2019-007135 , die am 29. Januar 2019 angemeldet wurde.
Bezugszeichenliste

1: Metallmaterial
10: Basismaterial
10a: Substrat
10b: Zwischenschicht
11: Oberflächenschicht
11a: Au-Anteil
11b: Hochkonzentrierter In-Anteil
20: Buchsenanschlussklemme
21: Elastisches Kontaktstück
21a: Geprägter Anteil
22: innere Gegenkontaktoberfläche
23: Quetschanteil
30: Steckeranschlussklemme

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2011021217 A [0004]
JP 2019007135 [0092]

Claims

Metallmaterial, umfassend: ein Basismaterial; und eine auf dem Basismaterial gebildete Oberflächenschicht, wobei die Oberflächenschicht Au und In enthält, und mindestens In an einer äußersten Oberfläche vorhanden ist.
Metallmaterial nach Anspruch 1, wobei mindestens eine von der Oberflächenschicht und dem Basismaterial ein leicht oxidierbares Metall, außer In, enthält, das anfälliger für Oxidation ist als Au, und wenn das Metallmaterial auf 170°C erhitzt wird, liegt ein Anstieg der Konzentration des leicht oxidierbaren Metalls in der äußersten Oberfläche unterhalb einer Nachweisgrenze in der Auger-Elektronenspektroskopie.
Metallmaterial nach Anspruch 1 oder 2, wobei mindestens ein Anteil von In in der Oberflächenschicht eine Au-In-Legierung bildet.
Metallmaterial nach Anspruch 3, wobei mindestens ein Anteil der Au-In-Legierung eine feste Lösung ist, in der In in Au verfestigt ist.
Metallmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei sowohl Au als auch In in der äußersten Oberfläche der Oberflächenschicht vorhanden sind.
Metallmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Oberflächenschicht einen Au-Anteil, dessen Hauptkomponente Au ist, und einen hochkonzentrierten In-Anteil enthält, der eine höhere Konzentration von In als der Au-Anteil enthält.
Metallmaterial nach Anspruch 6, wobei das hochkonzentrierte In auf einer Oberfläche des Au-Anteils ausgebildet ist und an der äußersten Oberfläche freiliegt.
Metallmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Gesamtheit der Oberflächenschicht eine Einschichtstruktur aufweist, die aus einer einzigen Schicht besteht, die eine Au-In-Legierung enthält.
Metallmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei In in einer Region verteilt ist, die sich von der äußersten Oberfläche bis zu einer Tiefe von mindestens 0,01 µm erstreckt.
Metallmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei In in einer Region verteilt ist, die sich von der äußersten Oberfläche bis zu einer Tiefe von mindestens 0,05 µm erstreckt.
Metallmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Basismaterial eine auf einem Substrat gebildete Zwischenschicht aufweist, und die Zwischenschicht mindestens eines von Ni, Cr, Mn, Fe, Co und Cu enthält.
Metallmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Oberflächenschicht Co enthält.
Metallmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der Gehalt an einem zusätzlichen Element außer Au und In in der Oberflächenschicht 5 % oder weniger beträgt.
Metallmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei der In-Gehalt der Oberflächenschicht insgesamt 10 % oder mehr in Bezug auf das Atomverhältnis relativ zu Au beträgt.
Metallmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei der Gehalt an In, bezogen auf die Anzahl der Atome, in der Oberflächenschicht insgesamt kleiner ist als der von Au.
Metallmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die Dicke der Oberflächenschicht 0,1 µm oder mehr beträgt.
Anschlussklemme, die aus dem Metallmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 16 besteht, wobei die Oberflächenschicht auf einer Oberfläche des Basismaterials zumindest an einem Kontaktanteil ausgebildet ist, der mit einem leitenden Partnerelement in elektrischen Kontakt kommt.