JP2004225070A

JP2004225070A - Sn ALLOY SOLDER PLATING MATERIAL AND FITTING TYPE CONNECTION TERMINAL USING THE SAME

Info

Publication number: JP2004225070A
Application number: JP2003011321A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Tanaka; 仁志田中; Satoshi Suzuki; 智鈴木
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 2003-01-20
Filing date: 2003-01-20
Publication date: 2004-08-12

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a plating material which is good in slidability and small in insertion power and a fitting type connection terminal using the same. <P>SOLUTION: The Sn alloy plating material is obtained as follows. On the surface of a conductive substrate 11, a plating layer 12 of Sn or Sn alloy is formed and further an alloy layer 13 of at least one kind selected from the group of Ag, Al, Au, Bi, Fe, In, Mg, Ni, Sb and Zn and Sn is formed. The thickness of the alloy layer 13 is ≥5% of the total of the thicknesses of the plating layer 12 and the alloy layer 13. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＳｎ合金めっき材料とそれを用いた嵌合型接続端子に関し、さらに詳しくは、嵌合型接続端子に適用した際に、オス端子とメス端子の嵌合時の挿入力が小さく、とくに端子が多数集合した多極コネクタに好適に使用されるＳｎ合金めっき材料とそれを使用した嵌合型接続端子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車や各種電気機器などの電気配線において、電線同士の接続に用いられる嵌合型接続端子には、Ｓｎめっきが施されている。近年、かかる電気機器の多機能化に伴ってコネクタの多極化が進み、これらの接続端子が１つのコネクタに多数組み込まれるようになってきた。
【０００３】
このようなコネクタは一般に人力によって装着されることが多い。したがって、上記のようにコネクタの多極化すなわち多ピン化が進められると、それに伴って挿入力が増大し、その結果、多大な作業労力を必要としたり、完全に挿入することが困難となって接続信頼性が低下するなどの問題が発生することがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような問題を解決する手段として、例えば、表面のＳｎめっき層の厚さを低減することが考えられている。しかしながら、Ｓｎめっき層の厚さを低減すると、コネクタ使用時の抵抗発熱などによりＳｎめっき層中に母材金属が拡散して合金化し、コネクタの信頼性が低下するという新たな問題が生じる。
【０００５】
具体的には、例えば、オス端子とメス端子よりなる嵌合型接続端子の場合に著しい。図６はオス端子とメス端子の摺動部を模式的に示し、オス端子１は基材２とその表面に形成されたＳｎめっき層３からなり、一方、メス端子４は基材５とその表面に形成されたＳｎめっき層６から構成されている。メス端子４には突起（ディンプル）４ａが形成されており、両者を嵌合する際に、オス端子は図中左方向に、メス端子は図中右方向に、それぞれ相互に摺接しながら移動する。
【０００６】
このとき、メス端子４の突起４ａがオス端子１の表面のＳｎめっき層３を削り取りながら移動するため、このメス端子４がオス端子１のＳｎめっき層３の中にもぐり込みこれを破壊する。このときの抵抗が多大であり、これが端子同士の嵌合時の抵抗力の増大の主たる原因となり、挿入力が著しく増大し、作業性の低下、接続信頼性の低下などを招いていた。
【０００７】
また、最近のコネクタは、その端子数が増加している。そのため、嵌合摺動時の端子間の抵抗は従来に増して大きくなっており、その抵抗の大小は、コネクタ組み付け時における作業性に大きな影響を与える。例えば、抵抗が大きい場合には、組み付け作業に多大の時間が必要になってくる。
本発明は、上記した問題に鑑みてなされたものであって、摺動性が良好で、例えば嵌合型接続端子に適用した際に、挿入力を低減することができ、作業性が良好であるため、多極コネクタに適用して好適なＳｎ合金めっき材料とそれを用いた嵌合型接続端子の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明においては、導電性基体の表面にＳｎまたはＳｎ合金のめっき層が形成され、さらに前記めっき層表面に、Ａｇ，Ａｌ，Ａｕ，Ｂｉ，Ｆｅ，Ｉｎ，Ｍｇ，Ｎｉ，ＳｂおよびＺｎの群から選ばれる少なくとも１種の金属とＳｎとの合金層が形成され、かつ、前記合金層の厚さが、前記めっき層と前記合金層の厚さの合計に対して５％以上であるＳｎ合金めっき材料が提供される。具体的には、前記合金層が前記めっき層表面にめっき形成した前記金属よりなる層に対して熱処理を施すことにより形成されたものであり、前記合金層を形成する前記金属の濃度が、前記合金層の表面から前記導電性基体表面に向かって漸減しており、前記合金層の厚さが０．３〜２μｍであり、前記合金層における前記金属の平均濃度が、前記合金全体の０．３〜１５質量％であるＳｎ合金めっき材料が提供される。
【０００９】
さらに、前記導電性基体と前記ＳｎまたはＳｎ合金のめっき層との間に、ＣｕまたはＣｕ合金からなる下地めっき層が介装されていてもよく、さらに、前記めっき層と前記ＣｕまたはＣｕ合金からなる下地めっき層の間に、ＮｉまたはＮｉ合金からなる中間層が介装されていてもよい。
また、前記導電性基体と前記めっき層との間に、ＮｉまたはＮｉ合金からなる下地めっき層が介装されていてもよく、前記めっき層と前記ＮｉまたはＮｉ合金からなる下地めっき層の間に、ＣｕまたはＣｕ合金からなる中間層が介装されていてもよい。
【００１０】
そして、前記導電性基体は、Ｚｎ含有のＣｕ合金からなるものが好適であり、前記熱処理はリフロー処理とすることが好ましい
また、本発明によれば、オス端子とメス端子を嵌合して使用される嵌合型接続端子において、前記オス端子または／および前記メス端子の少なくとも摺動部が、上記のいずれかのＳｎ合金めっき材料で形成されている嵌合型接続端子が提供される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明のＳｎ合金めっき材料の基本的構造の一例を図１に示す。図１において、導電性基体１１の上に、ＳｎまたはＳｎ合金（例えば、Ｓｎ−Ａｇ，Ｓｎ−Ｂｉ，Ｓｎ−Ｃｕ，Ｓｎ−Ｐｂ，Ｓｎ−Ｚｎなど）のめっき層１２が形成され、さらに、このめっき層２の表面に、Ａｇ，Ａｌ，Ａｕ，Ｂｉ，Ｆｅ，Ｉｎ，Ｍｇ，Ｎｉ，ＳｂおよびＺｎの群から選ばれる少なくとも１種の金属とＳｎとの合金層１３が形成されている。
【００１２】
合金層１３において、Ｓｎと組み合わされる上記の金属は、この合金層を脆化または硬化させる働きをする。したがって、この合金層１３がＳｎ合金めっき材料の最外層に配置されていることにより、当該めっき材料を例えば嵌合型接続端子に適用した際に、端子挿入時の両端子の摺接移動時にこの合金層１３が容易に破壊され、また、その際にＳｎ合金めっき層が深く削られることが防止されるので、表面の変形抵抗が低減され、挿入力が小さくなるという効果を奏する。
【００１３】
また、図１において、上記の合金層１３の厚さｄは、ＳｎまたはＳｎ合金めっき層１２の厚さＤとこの合金層１３の厚さｄの合計（Ｄ＋ｄ）に対して５％以上とする必要がある。すなわち、１００×ｄ／（Ｄ＋ｄ）≧５（％）である。
このｄ／（Ｄ＋ｄ）（％）が５％未満であると、端子挿入時にＳｎまたはＳｎ合金めっき層１２が直ちに露出し、挿入時のＳｎ合金めっき層１２の表面の変形が生じて挿入抵抗が増大してしまう。好ましい、厚さの比率ｄ／（Ｄ＋ｄ）（％）は１０〜１００％である。
【００１４】
そして、この合金層１３においては、Ｓｎに添加される金属元素の濃度が、この合金層１３の表面からＳｎまたはＳｎ合金めっき層１２の表面に至るまでに漸減していることが好ましい。このように合金層からめっき層１２にかけて濃度勾配をつけることにより、表層が添加金属リッチで硬くなる、もしくは、脆くなるという利点がある。
【００１５】
また、合金層１３における添加金属の平均濃度は０．３〜１５質量％であることが好ましい。この平均濃度が０．３質量％より少ない場合は、合金層１３の硬度が低く、相手材との嵌合摺動時における摺動抵抗が大きくなり、また１５質量％より多い場合、合金層１３の形成に長大な時間がかかるとともに、Ｓｎとの合金化が不充分で、表面がＳｎ合金層にならないなどのような問題が生じてくるからである。さらに合金層１３の厚さは、０．３〜２μｍの範囲であることが好ましい。なお、本発明において、合金層１３とは上記の添加金属の濃度が０．３質量％以上の領域をいう。
【００１６】
さらに、上記の合金層３は次のようにして形成されることが好ましい。
すなわち、図２に示したように、導電性基体１１の表面にＳｎまたはＳｎ合金（例えば、Ｓｎ−Ａｇ，Ｓｎ−Ｂｉ，Ｓｎ−Ｃｕ，Ｓｎ−Ｐｂ，Ｓｎ−Ｚｎなど）を電気めっきすることにより合金層１２を形成し、さらにこの合金層１２の上に、Ａｇ，Ａｌ，Ａｕ，Ｂｉ，Ｆｅ，Ｉｎ，Ｍｇ，Ｎｉ，ＳｂおよびＺｎよりなる群から選ばれる少なくとも１種の金属を電気めっきして金属層１３’を形成する。このときのめっき法としては、乾式法を適用することも可能であるが、現実的には湿式法を適用することが好ましい。
【００１７】
この金属層１３’の厚さはとくに限定されるものではないが、後述する熱処理でこの金属がＳｎまたはＳｎ合金めっき層中に拡散して所定厚さの合金層１３となることを勘案し、十分な挿入力低下の効果を得るために０．０１μｍ以上とすることが好ましく、また、Ｓｎの有する良好な接点特性を維持するために０．１μｍ以下とすることが望ましい。
【００１８】
ついで、全体に熱処理、好ましくは、リフロー処理を施す。その結果、上記のＳｎまたはＳｎ合金層の表層近傍のＳｎ成分と金属層１３’の金属との合金からなる層、すなわち合金層１３に転化される（図１）。
そのため、このようにして得られためっき材料の合金層１３と相手材とが嵌合摺動した場合でも、相手材が合金層１３に食い込み、削り取るという問題は起こりにくくなり、両者間の抵抗は低減し、摺動性は向上する。
【００１９】
具体的にオス端子とメス端子よりなる嵌合型接続端子の場合を図４に示す。図４において、図６と同一の構成要素には同一の符号を付して示してある。この接続端子において、オス端子１の表面のＳｎめっき層３の上にさらに硬く、脆い合金層７が形成されているので、両端子の摺接移動時に合金層７が容易に破壊される。したがって、メス端子４のディンプル４ａがオス端子１のめっき層３にもぐり込むというような現象が回避され、その結果、挿入力が低減される。
【００２０】
なお、図１に戻って、リフロー処理の条件を適宜選択することにより、合金層１３の表面では前記金属の濃度が高く、導電性基材１１側へ行くほどその濃度が低くなるように傾斜状に金属濃度を変化させることができる。このような態様で合金層１３を形成すると、表面では摺動抵抗が小さく、内部は軟質なＳｎの柔軟性が確保されることにより、接点特性の向上を実現することができるので好適である。
【００２１】
また、導電性基体１１としては、通常、高導電性と優れた機械的強度を確保するためにＣｕまたはＣｕ合金（例えば、Ｃｕ−Ｚｎ，Ｃｕ−Ｓｎ，Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉなど）が用いられる。なお、コネクタ端子の場合には、導電性基体としてＺｎを含有するＣｕ合金を用いる場合が多い。そして、用途によっては、このＺｎが例えばはんだ付け時の熱拡散で最表面に到達することがあるが、そのような場合は接点特性の劣化が引き起こされる。
【００２２】
なお、導電性基体としての好ましいＺｎ含有量は０．３％以上である。
このような問題を防止するために、図３に示すように、ＳｎまたはＳｎ合金めっき層１２の形成に先立ち、導電性基体１１の表面に、ＣｕもしくはＣｕ合金（例えば、Ｃｕ−Ｓｎ，Ｃｕ−Ｚｎなど）の層、またはＮｉもしくはＮｉ合金（例えば、Ｎｉ−Ｐ，Ｎｉ−Ｃｏなど）の層を下地めっき層１４として、さらには、ＮｉもしくはＮｉ合金の下地めっき層１４の上にＣｕもしくはＣｕ合金の層を中間層１５として順次形成して、これらの全体をバリアとして機能させることが好ましい。また、それとは逆に、ＣｕもしくはＣｕ合金の下地めっき層１４の上にＮｉもしくはＮｉ合金の層を中間層１５として順次形成し、それら全体をバリアとして機能させることもできる。
【００２３】
本発明の嵌合型接続端子は、オス端子とメス端子を嵌合摺動したときに、オス端子とメス端子のいずれか一方または両方の少なくとも摺動部となる箇所が、以上説明した材料で構成されているものである。
【００２４】
【実施例】
実施例１〜１６、比較例１〜３
（１）めっき材料の作製
厚さ０．２ｍｍの銅箔にめっき層、および、金属層としてそれぞれ表１に示した材料および厚さの層を形成したのち、ガス炉により非酸化性雰囲気中でリフロー処理を行ってめっき層表面に金属元素を拡散させることにより、表層を合金層に転化し、めっき材料Ｍ−１〜Ｍ−１８を作製した。このときの合金層の厚さも表中に併せて示した。
【００２５】
【表１】

【００２６】
（２）嵌合型接続端子の製造および評価
図５に示すような嵌合型接続端子のモデルを作製した。すなわち、オス端子モデル２１として、上記めっき銅箔をそのまま使用し、メス端子モデル２２として、上記めっき銅板にプレス機を用いて直径１ｍｍのディンプル２２ａを形成したものを用意した。オス端子モデル２１とメス端子モデル２２の表面層としては表１に示しためっき材料を、表２に示したように様々な組み合わせとし、各組み合わせの摩擦係数と、常温における接触抵抗および１６０℃で１２０時間大気中にて加熱した後の接触抵抗を測定し、結果を表２に示した。
【００２７】
摩擦係数の測定にはバウデン式摩擦測定器を用い、押付け荷重４．９Ｎ、摺動速度１ｍｍ／ｓｅｃ、摺動距離１０ｍｍとした。
接触抵抗の測定には、図５に示した直流４端子法を使用し、押付け荷重９８０ｍＮ、電流値１０ｍＡとした。
【００２８】
【表２】

【００２９】
表２から明らかなように、表面に合金層が形成されていないめっき材料を使用した接続端子は、摩擦係数が大きく、多大な挿入力を必要とする（比較例１）。
さらに、金属層の厚さが不足すると、リフロー処理後に得られた合金層の厚さが不足し、摩擦係数が大きくなる（比較例２，３）。
これに対して、本発明のめっき材料を使用した接続端子は、摩擦係数が小さく、しかも接触抵抗が低い。とくに、オス端子に本発明のめっき材料を使用したときの効果が顕著であることが明らかである。さらには、下地めっき層、中間層を形成すると、加熱後の接触抵抗を低減できるという点で一層優れていることが確認された。
【００３０】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明の材料は嵌合摺動時の抵抗が小さく、挿入力を低減することが可能である。したがって、この材料で製造した嵌合型接続端子は、端子数が多くなっても組み付け作業は容易であり、信頼性の高い接続状態を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のめっき材料を示す断面図である。
【図２】リフロー処理前のめっき材料を示す断面図である。
【図３】本発明のめっき材料の他の態様を示す断面図である。
【図４】本発明の嵌合型接続端子の嵌合状態を示す概念図である。
【図５】本発明の実施例における接触抵抗の測定方法を説明するための概念図である。
【図６】従来の嵌合型接続端子の嵌合状態を示す概念図である。
【符号の説明】
１、２１オス端子
４、２２メス端子
４ａ、２２ａディンプル
１１導電性基体
１２ＳｎまたはＳｎ合金めっき層
７，１３合金層
１３’ 金属層
１４下地めっき層
１５中間層[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a Sn alloy plating material and a fitting connection terminal using the same, and more particularly, when applied to a fitting connection terminal, the insertion force at the time of fitting a male terminal and a female terminal is small, especially The present invention relates to a Sn alloy plating material suitably used for a multipolar connector in which a large number of terminals are assembled, and a fitting connection terminal using the same.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in electrical wiring such as automobiles and various electric devices, Sn-type plating is applied to fitting-type connection terminals used to connect electric wires. In recent years, with the increase in the number of functions of electrical devices, the number of connectors has been increased, and a large number of these connection terminals have been incorporated into one connector.
[0003]
Such connectors are generally mounted by human power. Therefore, as the number of pins of the connector is increased, that is, the number of pins is increased, the insertion force is increased, and as a result, a large amount of work is required, and it becomes difficult to completely insert the connector. Problems such as a decrease in reliability may occur.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
As a means for solving such a problem, for example, it has been considered to reduce the thickness of the Sn plating layer on the surface. However, when the thickness of the Sn plating layer is reduced, a new problem arises in that the base metal diffuses into the Sn plating layer to form an alloy due to resistance heating when the connector is used, thereby lowering the reliability of the connector.
[0005]
Specifically, for example, this is remarkable in the case of a fitting connection terminal including a male terminal and a female terminal. FIG. 6 schematically shows a sliding portion between a male terminal and a female terminal. The male terminal 1 is composed of a base material 2 and a Sn plating layer 3 formed on the surface thereof, while the female terminal 4 is composed of a base material 5 and It is composed of a Sn plating layer 6 formed on the surface. A projection (dimple) 4a is formed on the female terminal 4, and when the two are fitted together, the male terminal moves leftward in the figure and the female terminal moves rightward in the figure while slidingly contacting each other. .
[0006]
At this time, since the projection 4a of the female terminal 4 moves while scraping the Sn plating layer 3 on the surface of the male terminal 1, the female terminal 4 penetrates into the Sn plating layer 3 of the male terminal 1 and breaks it. The resistance at this time is large, and this is the main cause of the increase in the resistance when the terminals are fitted to each other, and the insertion force is significantly increased, leading to a reduction in workability, a reduction in connection reliability, and the like.
[0007]
In recent connectors, the number of terminals has increased. Therefore, the resistance between the terminals at the time of fitting and sliding is larger than before, and the magnitude of the resistance greatly affects the workability at the time of assembling the connector. For example, when the resistance is large, a large amount of time is required for the assembling work.
The present invention has been made in view of the above-described problems, and has good slidability, for example, when applied to a fitting-type connection terminal, can reduce insertion force, and has good workability. Therefore, an object of the present invention is to provide a Sn alloy plating material suitable for a multipolar connector and a fitting connection terminal using the same.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the present invention, a plating layer of Sn or a Sn alloy is formed on a surface of a conductive substrate, and Ag, Al, Au, Bi, Fe, In, An alloy layer of Sn and at least one metal selected from the group consisting of Mg, Ni, Sb and Zn is formed, and the thickness of the alloy layer is equal to the total thickness of the plating layer and the alloy layer. 5% or more of the Sn alloy plating material is provided. Specifically, the alloy layer is formed by performing a heat treatment on a layer made of the metal plated on the surface of the plating layer, and the concentration of the metal forming the alloy layer is the same as the above. The thickness of the alloy layer gradually decreases from the surface of the alloy layer toward the surface of the conductive substrate, and the average concentration of the metal in the alloy layer is 0.3 to 2 μm. A Sn alloy plating material having a content of 3 to 15% by mass is provided.
[0009]
Further, a base plating layer made of Cu or Cu alloy may be interposed between the conductive base and the Sn or Sn alloy plating layer. An intermediate layer made of Ni or a Ni alloy may be interposed between the base plating layers.
An undercoat layer made of Ni or a Ni alloy may be interposed between the conductive substrate and the plating layer, and between the plating layer and the underplate layer made of the Ni or Ni alloy. , Or an intermediate layer made of Cu or a Cu alloy may be interposed.
[0010]
The conductive substrate is preferably made of a Zn-containing Cu alloy, and the heat treatment is preferably a reflow treatment. According to the present invention, a male terminal and a female terminal are used by fitting. In the fitting type connection terminal to be provided, a fitting type connection terminal is provided in which at least a sliding portion of the male terminal and / or the female terminal is formed of any of the above-described Sn alloy plating materials.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 shows an example of the basic structure of the Sn alloy plating material of the present invention. In FIG. 1, a plating layer 12 of Sn or a Sn alloy (for example, Sn-Ag, Sn-Bi, Sn-Cu, Sn-Pb, Sn-Zn, etc.) is formed on a conductive substrate 11, and further, An alloy layer 13 of Sn and at least one metal selected from the group consisting of Ag, Al, Au, Bi, Fe, In, Mg, Ni, Sb and Zn is formed on the surface of the plating layer 2.
[0012]
In the alloy layer 13, the above-mentioned metal combined with Sn functions to embrittle or harden this alloy layer. Therefore, since the alloy layer 13 is disposed on the outermost layer of the Sn alloy plating material, when the plating material is applied to, for example, a fitting-type connection terminal, the sliding contact movement of the two terminals at the time of terminal insertion is performed. Since the alloy layer 13 is easily broken and the Sn alloy plating layer is prevented from being deeply cut at that time, the effect of reducing the surface deformation resistance and reducing the insertion force is achieved.
[0013]
In FIG. 1, the thickness d of the alloy layer 13 is 5% or more of the total (D + d) of the thickness D of the Sn or Sn alloy plating layer 12 and the thickness d of the alloy layer 13. There is a need. That is, 100 × d / (D + d) ≧ 5 (%).
If this d / (D + d) (%) is less than 5%, the Sn or Sn alloy plating layer 12 is immediately exposed at the time of terminal insertion, and the surface of the Sn alloy plating layer 12 at the time of insertion is deformed, resulting in lower insertion resistance. Will increase. A preferable thickness ratio d / (D + d) (%) is 10 to 100%.
[0014]
In the alloy layer 13, the concentration of the metal element added to Sn is preferably gradually reduced from the surface of the alloy layer 13 to the surface of the Sn or Sn alloy plating layer 12. By providing a concentration gradient from the alloy layer to the plating layer 12 in this manner, there is an advantage that the surface layer becomes rich in the added metal and becomes hard or brittle.
[0015]
The average concentration of the additional metal in the alloy layer 13 is preferably 0.3 to 15% by mass. When the average concentration is less than 0.3% by mass, the hardness of the alloy layer 13 is low, the sliding resistance at the time of fitting sliding with the counterpart material is large, and when the average concentration is more than 15% by mass, the alloy layer 13 is This is because it takes a long time to form a layer, and alloying with Sn is insufficient, and problems such as that the surface does not become a Sn alloy layer occur. Further, the thickness of alloy layer 13 is preferably in the range of 0.3 to 2 μm. In the present invention, the alloy layer 13 refers to a region where the concentration of the additional metal is 0.3% by mass or more.
[0016]
Further, the above-mentioned alloy layer 3 is preferably formed as follows.
That is, as shown in FIG. 2, Sn or an Sn alloy (for example, Sn-Ag, Sn-Bi, Sn-Cu, Sn-Pb, Sn-Zn, etc.) is electroplated on the surface of the conductive substrate 11. To form an alloy layer 12, and further electroplating at least one metal selected from the group consisting of Ag, Al, Au, Bi, Fe, In, Mg, Ni, Sb and Zn on the alloy layer 12. Thus, a metal layer 13 'is formed. As a plating method at this time, it is possible to apply a dry method, but in practice, it is preferable to apply a wet method.
[0017]
Although the thickness of the metal layer 13 'is not particularly limited, it is taken into account that the metal diffuses into the Sn or Sn alloy plating layer to form the alloy layer 13 having a predetermined thickness by a heat treatment described later, The thickness is preferably 0.01 μm or more in order to obtain a sufficient effect of lowering the insertion force, and is preferably 0.1 μm or less in order to maintain the good contact characteristics of Sn.
[0018]
Then, the whole is subjected to a heat treatment, preferably a reflow treatment. As a result, it is converted into a layer made of an alloy of the Sn component near the surface layer of the above-mentioned Sn or Sn alloy layer and the metal of the metal layer 13 ', that is, the alloy layer 13 (FIG. 1).
Therefore, even when the alloy layer 13 of the plating material obtained in this way and the mating material are fitted and slid, the problem that the mating material bites into the alloy layer 13 and cuts off is less likely to occur, and the resistance between the two is reduced. It decreases and the slidability improves.
[0019]
Specifically, FIG. 4 shows a case of a fitting connection terminal including a male terminal and a female terminal. 4, the same components as those in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals. In this connection terminal, since the harder and more brittle alloy layer 7 is formed on the Sn plating layer 3 on the surface of the male terminal 1, the alloy layer 7 is easily broken when the two terminals slide and move. Therefore, the phenomenon that the dimple 4a of the female terminal 4 penetrates into the plating layer 3 of the male terminal 1 is avoided, and as a result, the insertion force is reduced.
[0020]
Returning to FIG. 1, by appropriately selecting the conditions of the reflow treatment, the concentration of the metal is high on the surface of the alloy layer 13, and the concentration of the metal decreases toward the conductive substrate 11. The metal concentration can be changed. It is preferable to form the alloy layer 13 in such a manner, because the sliding resistance is small on the surface and the soft Sn is flexible inside, so that the contact characteristics can be improved.
[0021]
Further, as the conductive substrate 11, Cu or a Cu alloy (for example, Cu-Zn, Cu-Sn, Cu-Ni-Si, or the like) is generally used to ensure high conductivity and excellent mechanical strength. . In the case of a connector terminal, a Cu alloy containing Zn is often used as the conductive substrate. Depending on the use, this Zn may reach the outermost surface by, for example, thermal diffusion during soldering. In such a case, contact characteristics are deteriorated.
[0022]
The preferred Zn content of the conductive substrate is 0.3% or more.
In order to prevent such a problem, as shown in FIG. 3, prior to formation of the Sn or Sn alloy plating layer 12, Cu or a Cu alloy (for example, Cu-Sn, Cu- A layer of Zn or the like, or a layer of Ni or a Ni alloy (for example, Ni—P, Ni—Co, etc.) is used as the underlying plating layer 14, and further, Cu or Cu is deposited on the underlying plating layer 14 of Ni or the Ni alloy. It is preferable that layers of the alloy are sequentially formed as the intermediate layer 15, and the whole of the layers functions as a barrier. Conversely, a layer of Ni or a Ni alloy may be sequentially formed as an intermediate layer 15 on the underlying plating layer 14 of Cu or a Cu alloy, and the whole may function as a barrier.
[0023]
The fitting connection terminal of the present invention is such that when the male terminal and the female terminal are fitted and slid, at least one of the male terminal and the female terminal or both of the sliding portions are made of the materials described above. It is configured.
[0024]
【Example】
Examples 1 to 16, Comparative Examples 1 to 3
(1) Preparation of Plating Material After forming a plating layer and a metal layer having a material and a thickness shown in Table 1 on a copper foil having a thickness of 0.2 mm, respectively, in a non-oxidizing atmosphere using a gas furnace. The surface layer was converted to an alloy layer by performing a reflow treatment to diffuse a metal element on the surface of the plating layer, thereby producing plating materials M-1 to M-18. The thickness of the alloy layer at this time is also shown in the table.
[0025]
[Table 1]

[0026]
(2) Production and Evaluation of Fitting Type Connection Terminal A model of the fitting type connection terminal as shown in FIG. 5 was produced. That is, the plated copper foil was used as it is as the male terminal model 21, and a dimple 22a having a diameter of 1 mm was formed on the plated copper plate using a press as the female terminal model 22. As the surface layers of the male terminal model 21 and the female terminal model 22, the plating materials shown in Table 1 were used in various combinations as shown in Table 2, and the friction coefficient of each combination, the contact resistance at room temperature, and the 160 ° C. The contact resistance after heating in the air for 120 hours was measured, and the results are shown in Table 2.
[0027]
The coefficient of friction was measured using a Bowden friction meter, with a pressing load of 4.9 N, a sliding speed of 1 mm / sec, and a sliding distance of 10 mm.
The contact resistance was measured using the DC four-terminal method shown in FIG. 5, with a pressing load of 980 mN and a current value of 10 mA.
[0028]
[Table 2]

[0029]
As is clear from Table 2, the connection terminal using the plating material having no alloy layer formed on the surface has a large friction coefficient and requires a large insertion force (Comparative Example 1).
Further, when the thickness of the metal layer is insufficient, the thickness of the alloy layer obtained after the reflow treatment is insufficient, and the friction coefficient increases (Comparative Examples 2 and 3).
On the other hand, the connection terminal using the plating material of the present invention has a low coefficient of friction and low contact resistance. In particular, it is clear that the effect when the plating material of the present invention is used for the male terminal is remarkable. Furthermore, it was confirmed that the formation of the base plating layer and the intermediate layer was more excellent in that the contact resistance after heating could be reduced.
[0030]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, the material of the present invention has a small resistance at the time of fitting and sliding, and can reduce the insertion force. Therefore, the fitting connection terminal manufactured from this material can be easily assembled even if the number of terminals is large, and a highly reliable connection state can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing a plating material of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a plating material before a reflow process.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing another embodiment of the plating material of the present invention.
FIG. 4 is a conceptual diagram showing a fitting state of the fitting type connection terminal of the present invention.
FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating a method for measuring contact resistance according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a conceptual view showing a fitting state of a conventional fitting type connection terminal.
[Explanation of symbols]
1, 21 Male terminal 4, 22

Female terminal

4a, 22a Dimple 11 Conductive substrate 12 Sn or Sn alloy plating layer 7, 13 Alloy layer 13 'Metal layer 14 Base plating layer 15 Intermediate layer

Claims

A Sn or Sn alloy plating layer is formed on the surface of the conductive substrate, and at least one selected from the group consisting of Ag, Al, Au, Bi, Fe, In, Mg, Ni, Sb and Zn is formed on the plating layer surface. An Sn alloy plating material in which an alloy layer of a seed metal and Sn is formed, and the thickness of the alloy layer is 5% or more of the total thickness of the plating layer and the alloy layer.

The Sn alloy plating material according to claim 1, wherein the alloy layer is formed by performing a heat treatment on a layer made of the metal plated on the surface of the plating layer.

The Sn alloy plating material according to claim 1, wherein a concentration of the metal forming the alloy layer gradually decreases from a surface of the alloy layer toward a surface of the conductive substrate.

The Sn alloy plating material according to claim 1, wherein a thickness of the alloy layer is 0.3 to 2 μm.

The Sn alloy plating material according to any one of claims 1 to 4, wherein an average concentration of the metal in the alloy layer is 0.3 to 15% by mass of the entire alloy.

The Sn alloy plating material according to any one of claims 1 to 5, wherein a base plating layer made of Cu or Cu alloy is interposed between the conductive substrate and the Sn or Sn alloy plating layer.

The Sn alloy plating material according to claim 6, wherein an intermediate layer made of Ni or a Ni alloy is interposed between the plating layer and the base plating layer made of Cu or Cu alloy.

The Sn alloy plating material according to any one of claims 1 to 5, wherein a base plating layer made of Ni or a Ni alloy is interposed between the conductive substrate and the plating layer.

The Sn alloy plating material according to claim 8, wherein an intermediate layer made of Cu or Cu alloy is interposed between the plating layer and the base plating layer made of Ni or Ni alloy.

The Sn alloy plating material according to any one of claims 1 to 9, wherein the conductive substrate is made of a Cu alloy containing Zn.

The Sn alloy plating material according to any one of claims 1 to 10, wherein the heat treatment is a reflow treatment.

12. A Sn alloy plating material according to claim 1, wherein at least a sliding portion of the male terminal and / or the female terminal is used in a fitting connection terminal used by fitting a male terminal and a female terminal. A mating-type connection terminal characterized by being formed of: