JP2008269999A - Terminal for coupling connector and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、端子嵌合部とはんだ付け部を有する嵌合型コネクタ用端子及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a fitting connector terminal having a terminal fitting portion and a soldering portion, and a method for manufacturing the same.
特許文献1には、電気的信頼性が高く(低接触抵抗)、摩擦係数が低く、嵌合型コネクタ用端子として好適な接続部品用導電材料が記載されている。特許文献1の発明では、通常の銅合金板条より表面粗さを大きくした銅合金板条を母材として用い、母材表面にNiめっき層、Cuめっき層及びSnめっき層をこの順に、又はCuめっき層及びSnめっき層をこの順に、あるいはSnめっき層のみを形成し、Snめっき層をリフロー処理して、Cuめっき層とSnめっき層から、あるいは銅合金母材とSnめっき層からCu−Sn合金層を形成するとともに、リフロー処理により平滑化したSnめっき層の間からCu−Sn合金層の一部を表面に露出させる(母材表面に形成された凹凸の凸の部分でCu−Sn合金層の一部が露出する)。 Patent Document 1 describes a conductive material for connection parts that has high electrical reliability (low contact resistance), a low coefficient of friction, and is suitable as a fitting connector terminal. In the invention of Patent Document 1, a copper alloy strip having a surface roughness larger than that of a normal copper alloy strip is used as a base material, and a Ni plating layer, a Cu plating layer, and a Sn plating layer are formed on the base material surface in this order, or Cu plating layer and Sn plating layer are formed in this order or only the Sn plating layer is formed, and the Sn plating layer is reflow-treated to form Cu-- from the Cu plating layer and the Sn plating layer, or from the copper alloy base material and the Sn plating layer. A part of the Cu-Sn alloy layer is exposed to the surface from between the Sn plating layer smoothed by the reflow process while forming the Sn alloy layer (Cu-Sn at the convex and concave portions formed on the surface of the base material) Part of the alloy layer is exposed).
特許文献1においてリフロー処理後に形成された接続部品用導電材料は、表面被覆層として、Cu−Sn合金層及びSn層、又はNi層、Cu−Sn合金層及びSn層をこの順に有し、場合によっては母材表面とCu−Sn合金層の間、又はNi層とCu−Sn合金層の間にCu層が残留している。特許文献1では、Cu−Sn合金層の表面露出面積率が3〜75%、平均の厚さが0.1〜3.0μm、Cu含有量が20〜70at%、Sn層の平均の厚さが0.2〜5.0μmと規定され、母材表面について少なくとも一方向の算術平均粗さRaが0.15μm以上で、全ての方向の算術平均粗さRaが4.0μm以下が望ましく、Cu−Sn合金層の表面露出間隔について少なくとも一方向において0.01〜0.5mmが望ましいことが記載されている。 The conductive material for connecting parts formed after the reflow process in Patent Document 1 has a Cu—Sn alloy layer and a Sn layer, or a Ni layer, a Cu—Sn alloy layer, and a Sn layer in this order as a surface coating layer. Depending on the case, the Cu layer remains between the surface of the base material and the Cu—Sn alloy layer or between the Ni layer and the Cu—Sn alloy layer. In Patent Document 1, the surface exposed area ratio of the Cu—Sn alloy layer is 3 to 75%, the average thickness is 0.1 to 3.0 μm, the Cu content is 20 to 70 at%, and the average thickness of the Sn layer. Is preferably 0.2 to 5.0 μm, the arithmetic average roughness Ra in at least one direction is preferably 0.15 μm or more and the arithmetic average roughness Ra in all directions is preferably 4.0 μm or less on the surface of the base material. It is described that the surface exposure interval of the Sn alloy layer is preferably 0.01 to 0.5 mm in at least one direction.
特許文献2には、特許文献1の下位概念に相当する接続部品用導電材料及びその製造方法が記載されている。そのめっき層構成及びリフロー処理後の被覆層構成自体は、特許文献1のものと同じである。
特許文献2においてリフロー処理後に形成された接続部品用導電材料は、表面被覆層のうちCu−Sn合金層の表面露出面積率が3〜75%、平均の厚さが0.2〜3.0μm、Cu含有量が20〜70at%、Sn層の平均厚さが0.2〜5.0μm、材料表面の少なくとも一方向の算術平均粗さRaが0.15μm以上で、全ての方向の算術平均粗さRaが3.0μm以下と規定され、母材表面について少なくとも一方向の算術平均粗さRaが0.3μm以上で、全ての方向の算術平均粗さRaが4.0μm以下が望ましく、さらにCu−Sn合金層の表面露出間隔について少なくとも一方向において0.01〜0.5mmが望ましいことが記載されている。
In the conductive material for connecting parts formed after the reflow process in
さらに、本出願人は、基本的に特許文献1,2の技術思想を継承しながら、同時にはんだ付け性を改善した接続部品用導電材料に関する発明を特許出願した(特願2007−22206号)。この出願において、めっき層構成及びリフロー処理後の被覆層構成自体は、特許文献1,2のものと基本的に同じであるが、この出願は特許文献1,2と異なり、Cu−Sn合金層が露出していない場合を含み得る。
この出願においてリフロー処理後に形成された接続部品用導電材料は、表面被覆層のうちNi層の平均の厚さが3.0μm以下、Cu−Sn合金層の平均の厚さが0.2〜3.0μm、材料の垂直断面におけるSn層の最小内接円の直径[D1]が0.2μm以下、最大内接円の直径[D2]が1.2〜20μm、材料の最表点とCu−Sn合金層の最表点との高度差[Y]が0.2μm以下と規定され、さらに[D1]が0μmのとき(Cu−Sn合金層が一部露出しているとき)、材料表面におけるCu−Sn合金層の最大内接円の直径[D3]が150μm以下又は/及び材料表面におけるSn層の最大内接円直径[D4]が300μm以下が望ましいことが記載されている。
Furthermore, the present applicant has applied for a patent for an invention relating to a conductive material for connecting parts, which basically inherits the technical ideas of
In the conductive material for connecting parts formed after the reflow treatment in this application, the average thickness of the Ni layer of the surface coating layer is 3.0 μm or less, and the average thickness of the Cu—Sn alloy layer is 0.2 to 3 0.0 μm, diameter of the smallest inscribed circle [D1] of the Sn layer in the vertical section of the material is 0.2 μm or less, diameter [D2] of the largest inscribed circle is 1.2 to 20 μm, the outermost point of the material and Cu− When the altitude difference [Y] from the outermost point of the Sn alloy layer is specified to be 0.2 μm or less and [D1] is 0 μm (when the Cu—Sn alloy layer is partially exposed), It is described that the maximum inscribed circle diameter [D3] of the Cu—Sn alloy layer is preferably 150 μm or less and / or the maximum inscribed circle diameter [D4] of the Sn layer on the material surface is preferably 300 μm or less.
一方、特許文献3〜5には、銅合金板条に打抜き加工を施した後、全体にSnめっきを施す、いわゆる後めっきを施すことにより、打抜き端面にもSnめっき層を形成し、打抜き加工の前に銅合金板条にSnめっきを施す(先めっき)場合に比べて、端子等のはんだ付け性を向上させることが記載されている。
On the other hand, in
特許文献1,2に記載された接続部品用導電材料は、最表層にSn層があり、かつ母材表面の表面粗さが大きくされていることに基づき、硬度の高いCu−Sn合金層が材料表面に一部露出している(特に特許文献2ではCu−Sn合金層が突出している)ため、電気的信頼性が高いと同時に摩擦係数が小さく、嵌合型コネクタ用端子として好適である。しかし、Cu−Sn合金層が材料表面に一部露出しているため、全面がSnめっき層に被覆された材料に比べてはんだ付け性が劣る。
特願2007−22206号に記載された接続部品用導電材料は、母材表面の凹凸の凹の部分においてSn層が比較的厚く形成されているため、特許文献1,2に比べてはんだ付け性が改善されている。しかし、特許文献1,2と同じく母材表面の表面粗さが大きくされていることに基づき、母材表面の凹凸の凸の部分においてCu−Sn合金層が一部露出し、あるいはSn層が極めて薄く、全面が略均等厚さのSnめっき層に被覆された材料に比べてはんだ付け性がやや劣る。
The conductive materials for connecting parts described in
In the conductive material for connecting parts described in Japanese Patent Application No. 2007-22206, the Sn layer is formed relatively thick in the concave and convex portions on the surface of the base material. Has been improved. However, based on the fact that the surface roughness of the base material surface is increased as in
一方、例えばプリント配線基板に用いるピン端子のようにはんだ付け部を有する嵌合型端子では、端子嵌合部において端子の嵌合が低挿入力でできるように低摩擦係数であることが要求され、同時に、はんだ付け部において優れたはんだ付け性が要求される。
端子嵌合部において低摩擦係数を実現するには、特許文献1,2及び特願2007−22206号に記載された材料を用いることが望ましい。しかし、これらの材料は前記のとおりはんだ付け性にやや問題がある。特許文献3〜5に記載されているように、後めっきを施すことによりはんだ付け性は改善されるが、それだけでは本質的な改善にならないことはいうまでもない。
On the other hand, for example, a fitting type terminal having a soldered portion such as a pin terminal used for a printed wiring board is required to have a low coefficient of friction so that the terminal can be fitted with a low insertion force in the terminal fitting portion. At the same time, excellent solderability is required at the soldering portion.
In order to achieve a low friction coefficient in the terminal fitting portion, it is desirable to use materials described in
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、端子嵌合部とはんだ付け部を有する嵌合型コネクタ用端子において、特許文献1,2及び特願2007−22206号に記載された発明の技術思想(母材表面の表面粗さを大きくする点)に基づいて端子嵌合部において低摩擦係数を実現し、同時にはんだ付け部のはんだ付け性を改善することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and is described in
本発明に係る嵌合型コネクタ用端子は、打抜き加工した銅合金板条(板又は条)に後めっき及びリフロー処理して製造された嵌合型コネクタ用端子であり、端子嵌合部とはんだ付け部を有し、端子嵌合部において母材板面の表面粗さがはんだ付け部より大きく形成され、表面被覆層としてCu−Sn合金層及びSn層がこの順に形成され、かつ前記Sn層がリフロー処理により平滑化していることを特徴とする。後めっきを行うから、めっき層は母材板面だけでなく打抜き端面にも同様に形成される。前記端子嵌合部において母材板面の表面粗さは、少なくとも一方向の算術平均粗さRaが0.15μm以上で、全ての方向の算術平均粗さRaが4.0μm以下の範囲内であることが望ましい。なお、めっき層は通常母材の表面形態(表面粗さ)を反映し板面の凹凸に沿って形成されるが、リフロー処理によりSnめっき層は溶融流動して、始めの凹凸に沿った状態から平滑化される。 The fitting connector terminal according to the present invention is a fitting connector terminal manufactured by post-plating and reflow treatment on a punched copper alloy sheet (plate or strip), and the terminal fitting portion and the solder A surface fitting layer having a surface roughness larger than that of the soldered portion, a Cu—Sn alloy layer and a Sn layer being formed in this order as a surface coating layer, and the Sn layer. Is smoothed by reflow processing. Since post-plating is performed, the plating layer is formed not only on the base material plate surface but also on the punched end surface. In the terminal fitting portion, the surface roughness of the base plate is at least an arithmetic average roughness Ra in one direction of 0.15 μm or more and an arithmetic average roughness Ra in all directions within a range of 4.0 μm or less. It is desirable to be. The plating layer is usually formed along the unevenness of the plate surface reflecting the surface form (surface roughness) of the base material, but the Sn plating layer is melted and flowed by the reflow process, and is in a state along the initial unevenness. Is smoothed.
本発明に係る嵌合型コネクタ用端子は後めっきを行ったものであるから、銅合金板条(母材)の板面だけでなく、打抜き端面にも表面被覆層(Cu−Sn合金層とSn層)が形成されている。
本発明に係る嵌合型コネクタ用端子は、さらに表面被覆層としてNi層が形成されていてもよい。この場合、母材表面にNi層、Cu−Sn合金層及びSn層がこの順に形成されていることになる。Ni層が形成される場合、Ni層の下地として下地Cu層が形成されてもよい。
Ni層がない場合、母材表面とCu−Sn合金層の間にCu層を有していてもよく、Ni層がある場合、Ni層とCu−Sn合金層の間にCu層を有していてもよい。
Since the fitting connector terminal according to the present invention is post-plated, not only the surface of the copper alloy sheet (base material) but also the surface coating layer (Cu-Sn alloy layer) on the punched end surface. Sn layer) is formed.
The fitting connector terminal according to the present invention may further have a Ni layer formed as a surface coating layer. In this case, the Ni layer, the Cu—Sn alloy layer, and the Sn layer are formed in this order on the surface of the base material. When the Ni layer is formed, a base Cu layer may be formed as a base for the Ni layer.
When there is no Ni layer, it may have a Cu layer between the base material surface and the Cu-Sn alloy layer. When there is a Ni layer, it has a Cu layer between the Ni layer and the Cu-Sn alloy layer. It may be.
本発明に係る嵌合型コネクタ用端子は、端子嵌合部板面においてCu−Sn合金層の一部が露出している場合を含む。Snめっき層の存在下でのCu−Sn合金層の露出は、特許文献1,2に記載されているように、母材板面の表面粗さが大きく、Snめっき層がリフロー処理により流動して平滑化されることにより生じる。端子嵌合部板面においてCu−Sn合金層が露出した場合でも、前記はんだ付け部においてCu−Sn合金層は露出せずSn層が全面を被覆していることが望ましい。これは前記はんだ付け部板面の表面粗さが端子嵌合部に比べて小さいことから容易に達成される。リフロー処理後に、さらにSnめっき層を形成して全面をSn層で被覆することもできる。
The terminal for fitting type connectors according to the present invention includes a case where a part of the Cu—Sn alloy layer is exposed on the plate surface of the terminal fitting portion. The exposure of the Cu—Sn alloy layer in the presence of the Sn plating layer has a large surface roughness of the base metal plate surface as described in
本発明に係る嵌合型コネクタ用端子の製造方法は、銅合金板条に打抜き加工を施し端子素材が帯状の連結部を介して長さ方向に連鎖状に連なった銅合金板条を形成するとともに、前記打抜き加工と同時にあるいは打抜き加工の前又は後に、前記銅合金板条にプレス加工を施して前記端子嵌合部における端子素材板面(母材板面)の表面粗さを増大させた後、この銅合金板条に後めっきしてCuめっき層及びSnめっき層をこの順に形成し、続いて前記Snめっき層をリフロー処理して前記Cuめっき層とSnめっき層からCu−Sn合金層を形成するとともに、Snめっき層を平滑化することを特徴とする。銅合金板条に後めっきを行うから、めっき層は端子素材板面(母材板面)だけでなく打抜き端面にも同様に形成される。前記端子嵌合部において端子素材板面の表面粗さを、少なくとも一方向の算術平均粗さRaが0.15μm以上で、全ての方向の算術平均粗さRaが4.0μm以下の範囲内とすることが望ましい。 The manufacturing method of the fitting connector terminal according to the present invention forms a copper alloy sheet in which the copper alloy sheet is subjected to punching and the terminal material is connected in a chain in the length direction via a strip-shaped connecting part. At the same time as the punching process or before or after the punching process, the copper alloy sheet strip is pressed to increase the surface roughness of the terminal material plate surface (base material plate surface) at the terminal fitting portion. Thereafter, the copper alloy sheet is post-plated to form a Cu plating layer and an Sn plating layer in this order, and then the Sn plating layer is reflowed to form a Cu-Sn alloy layer from the Cu plating layer and the Sn plating layer. And the Sn plating layer is smoothed. Since post-plating is performed on the copper alloy strip, the plating layer is formed not only on the terminal material plate surface (base material plate surface) but also on the punched end surface. In the terminal fitting portion, the surface roughness of the terminal material plate surface is within the range where the arithmetic average roughness Ra in at least one direction is 0.15 μm or more and the arithmetic average roughness Ra in all directions is 4.0 μm or less. It is desirable to do.
必要に応じてCuめっき層の下にNiめっき層を形成することができる。Niめっき層を形成する場合、Niめっき層の下にそれ自体周知の下地Cuめっき層を形成してもよい。Niめっき層を形成する場合もしない場合も、Cu−Sn合金層の形成のため消費されなかったCuめっき層は、前記Cu層として残留する。
銅合金板条にSnめっき層のみを形成してリフロー処理し、銅合金母材とSnめっき層からCu−Sn合金層を形成することもできる。
If necessary, a Ni plating layer can be formed under the Cu plating layer. When forming the Ni plating layer, a base Cu plating layer known per se may be formed under the Ni plating layer. Whether or not the Ni plating layer is formed, the Cu plating layer that is not consumed due to the formation of the Cu—Sn alloy layer remains as the Cu layer.
It is also possible to form a Cu-Sn alloy layer from the copper alloy base material and the Sn plating layer by forming only the Sn plating layer on the copper alloy strip and performing a reflow treatment.
上記製造方法は、リフロー処理により前記端子嵌合部板面においてCu−Sn合金層の一部を露出させる場合を含む。ただし、その場合も前記はんだ付け部の表面においてCu−Sn合金層は露出させずSn層に全面を被覆させることが望ましく、これは前記はんだ付け部板面の表面粗さが端子嵌合部に比べて小さいことから容易に達成される(一般的な銅合金板条であれば、特に表面粗さを増大させる工程を経ない限り、Cu−Sn合金層が露出する状態のときは、Sn層が完全に又はほとんど消滅した状態になっている)。端子嵌合部の表面においてCu−Sn合金層の一部を露出させた場合、さらにSnめっきを行ってもよい。
なお、前記プレス加工を施す代わりに、圧延加工を施して端子嵌合部の端子素材板面の表面粗さを他より増大させることもできる。
The said manufacturing method includes the case where a part of Cu-Sn alloy layer is exposed in the said terminal fitting part board surface by a reflow process. However, even in that case, it is desirable to cover the entire surface of the Sn layer without exposing the Cu—Sn alloy layer on the surface of the soldering portion. It is easily achieved because it is small compared to the case (in the case of a general copper alloy strip, the Sn layer is formed when the Cu—Sn alloy layer is exposed unless the surface roughness is increased. Is completely or almost extinguished). When a part of the Cu—Sn alloy layer is exposed on the surface of the terminal fitting portion, Sn plating may be further performed.
In addition, instead of performing the said press work, a rolling process can be performed and the surface roughness of the terminal raw material board surface of a terminal fitting part can also be increased from others.
本発明によれば、端子嵌合部において母材の表面粗さが増大されている(望ましくは、少なくとも一方向の算術平均粗さRaが0.15μm以上で、全ての方向の算術平均粗さRaが4.0μm以下)ことに基づき、母材板面の凹凸の凸の部分においてCu−Sn合金層が一部露出し、あるいは同部分においてSn層が極めて薄く、平均の厚さが同じでも全面が略均等厚さのSnめっき層に被覆された通常の材料に比べて、端子嵌合部において低摩擦係数が実現される。また、母材板面の表面粗さが通常の銅合金板条並に小さい(一般に全ての方向の算術平均粗さが0.15μm未満)はんだ付け部では、全面が略均等厚さのSn層に被覆されており、はんだ付け性が優れる。
このように、本発明によれば、端子嵌合部とはんだ付け部を有する嵌合型コネクタ用端子において、端子嵌合部において低摩擦係数を実現し、同時にはんだ付け部のはんだ付け性を改善することができる。
According to the present invention, the surface roughness of the base material is increased in the terminal fitting portion (desirably, the arithmetic average roughness Ra in at least one direction is 0.15 μm or more and the arithmetic average roughness in all directions is Ra is 4.0 μm or less), even if the Cu—Sn alloy layer is partly exposed in the convex and concave portions of the base material plate surface, or the Sn layer is extremely thin in the same portion, even if the average thickness is the same A low friction coefficient is realized in the terminal fitting portion as compared with a normal material whose entire surface is coated with a Sn plating layer having a substantially uniform thickness. In addition, the surface of the base metal plate surface is as small as a normal copper alloy strip (generally, the arithmetic average roughness in all directions is less than 0.15 μm). The solderability is excellent.
As described above, according to the present invention, in the fitting connector terminal having the terminal fitting portion and the soldering portion, a low friction coefficient is realized in the terminal fitting portion, and at the same time, the solderability of the soldering portion is improved. can do.
以下、図1〜6の模式図を参照して、本発明に係る嵌合型コネクタ用端子及びその製造方法を説明する。
この嵌合型コネクタ用端子(ここではプリント配線基板に用いるピン端子を想定)は、次の工程で製造される。
(1)図1に示すように、普通に圧延された銅合金条1に順送り工程で打抜き加工を施す。これにより、銅合金条1は端子素材2が帯状の連結部3を介して長さ方向に連鎖状に連なったものとなる。4は打ち抜かれた穴を示す。
また、この打抜き加工と同時に、端子素材2の端子嵌合部5にプレス加工を施し、端子嵌合部5の板面の表面粗さを増大させる。表面粗さの増大した状態を小さいドットで示している。はんだ付け部6の表面粗さは元の銅合金条と変わりがない。このプレス加工は、順送り工程において打抜き加工の前(図2参照)、又は打抜き加工の後(図3参照)に行うこともできる。
Hereinafter, with reference to the schematic diagrams of FIGS. 1 to 6, the fitting connector terminal according to the present invention and the manufacturing method thereof will be described.
This fitting connector terminal (here, a pin terminal used for a printed wiring board is assumed) is manufactured in the following process.
(1) As shown in FIG. 1, the normally rolled copper alloy strip 1 is punched in a forward feed process. As a result, the copper alloy strip 1 has the
Simultaneously with this punching process, the terminal
(2)この銅合金条1の表面全体に後めっきを施す。この例ではNiめっき、Cuめっき及びSnめっきが行われる。端子素材2の表面全体(端子嵌合部5及びはんだ付け部6の両方を含む)に対しめっきは均一に行われ、Niめっき層、Cuめっき層及びSnめっき層の平均の厚さは端子嵌合部5とはんだ付け部6において基本的に同一である。
(3)続いてリフロー処理する。リフロー処理後のNi層、Cu層(残留している場合)、Cu−Sn合金層、Sn層の平均の厚さは端子嵌合部5とはんだ付け部6において基本的に同一である。
(4)必要に応じて薄くSnめっき(フラッシュめっき)を行う。
(5)必要に応じて端子素材2に成形加工を加えた後、連結部3から切り離す。
(2) Post-plating is performed on the entire surface of the copper alloy strip 1. In this example, Ni plating, Cu plating, and Sn plating are performed. The entire surface of the terminal material 2 (including both the terminal
(3) Subsequently, reflow processing is performed. The average thicknesses of the Ni layer, Cu layer (if remaining), Cu—Sn alloy layer, and Sn layer after the reflow treatment are basically the same in the terminal
(4) Thin Sn plating (flash plating) is performed as necessary.
(5) After forming the
図4に、Niめっき、Cuめっき及びSnめっきを行い、続いてリフロー処理した場合に得られる端子素材2の断面図((a)が端子嵌合部、(b)がはんだ付け部)を模式的に示す。この例では、リフロー処理によりCuめっき層とSnめっき層からCu−Sn合金層が形成され、Cuめっき層は消滅している。なお、Cuめっき層と溶融したSnめっき層の間に形成されるCu−Sn合金層は、通常、母材の表面形態を反映して成長する。
端子嵌合部5をみると、母材7の板面8は表面粗さが大きく凹凸が形成され、表面被覆層としてNi層11、Cu−Sn合金層12及びSn層13が形成されている。Ni層11及びCu−Sn合金層12は母材板面8の凹凸に沿って形成され、Sn層13はリフロー処理により溶融流動して平滑化され、母材板面8に形成された凹凸の凸部においてCu−Sn合金層12が露出している。後めっきであるから、母材7の打抜き端面9にもNi層11、Cu−Sn合金層12及びSn層13が形成されている。
FIG. 4 schematically shows a cross-sectional view of the
When the terminal
一方、はんだ付け部6をみると、端子嵌合部5と同じく表面被覆層としてNi層11、Cu−Sn合金層12及びSn層13が形成されているが、母材板面8の表面粗さが通常の銅合金条並みであるため、Cu−Sn合金層12は表面に露出せず、Sn層13が全面を被覆している。同じく打抜き端面9にNi層11、Cu−Sn合金層12、及びSn層13が形成されている。
この端子素材2から得られた嵌合型コネクタ用端子は、端子嵌合部5の板面において最表層にSn層13があり、かつ硬度の高いCu−Sn合金層12が材料表面に一部露出しているため、電気的信頼性が高いと同時に摩擦係数が小さく、また、はんだ付け部6において板面及び打抜き端面の全表面をSn層13が被覆しているため、はんだ付け性に優れる。
On the other hand, when the
The fitting connector terminal obtained from the
図5にNiめっき、Cuめっき及びSnめっきを行い、続いてリフロー処理した場合に得られる別の端子素材の断面図((a)が端子嵌合部、(b)がはんだ付け部)を模式的に示す。この例でも、リフロー処理によりCuめっき層とSnめっき層からCu−Sn合金層が形成され、Cuめっき層は消滅している。なお、図4に示す断面図と実質的に同じ箇所には同じ番号を付与している。 FIG. 5 schematically shows a cross-sectional view of another terminal material obtained when Ni plating, Cu plating, and Sn plating are performed, followed by reflow treatment ((a) is a terminal fitting portion, and (b) is a soldering portion). Indicate. Also in this example, the Cu-Sn alloy layer is formed from the Cu plating layer and the Sn plating layer by the reflow process, and the Cu plating layer disappears. In addition, the same number is provided to the substantially same location as sectional drawing shown in FIG.
図5に示す例は、端子嵌合部5の板面においてCu−Sn合金層12がSn層13の間から露出していない点でのみ、図4に示す断面図と異なる。ただし、Cu−Sn合金層12は母材板面8の凹凸に沿った凹凸を有し、その凸部ではSn層13の厚みが端子嵌合部5における平均の厚さよりかなり薄くなっている。一方、はんだ付け部7は、図4に示す断面図と同じで、板面及び打抜き端面の全表面がほぼ均等な厚みのSn層13により被覆されている。
この端子素材2から得られた嵌合型コネクタ用端子は、端子嵌合部5の板面において最表層にSn13層があり、かつCu−Sn合金層が母材板面8の凹凸に沿った凹凸を有し、その凸部ではSn層13の厚みが薄く、硬度の高いCu−Sn合金層12が材料表面近傍に存在するため、電気的信頼性が高いと同時に摩擦係数が小さく、また、はんだ付け部6の板面及び打抜き端面においてその全体をSn層13が前記凸部より厚く被覆しているため、はんだ付け性に優れる。
The example shown in FIG. 5 differs from the cross-sectional view shown in FIG. 4 only in that the Cu—
The fitting connector terminal obtained from the
図6に、Niめっき、Cuめっき及びSnめっきを行い、続いてリフロー処理し、さらにSnめっきを行った場合に得られるさらに別の端子素材の断面図((a)が端子嵌合部、(b)がはんだ付け部)を模式的に示す。この例では、リフロー処理によりCuめっき層とSnめっき層からCu−Sn合金層が形成され、Cuめっき層は消滅している。なお、図4に示すものと実質的に同じ箇所には同じ番号を付与している。
図6に示すように、端子嵌合部5及びはんだ付け部6において、母材7、Ni層11、Cu−Sn合金層12及びSn層13は、図4に示すものと同じであるが、その上にさらにSn層14(リフロー処理後に形成されたSnめっき層)が形成され、端子嵌合部5の表面全体を被覆している。端子嵌合部5の板面では、Sn層14はリフロー処理後に露出したCu−Sn合金層12及びSn層13の全面をほぼ均等に被覆している。
FIG. 6 is a cross-sectional view of still another terminal material obtained when Ni plating, Cu plating and Sn plating are performed, followed by reflow treatment and further Sn plating is performed ((a) is a terminal fitting portion, ( b) schematically shows a soldering part). In this example, a Cu—Sn alloy layer is formed from the Cu plating layer and the Sn plating layer by the reflow process, and the Cu plating layer disappears. In addition, the same number is provided to the substantially same location as what is shown in FIG.
As shown in FIG. 6, in the terminal
この端子素材2から得られた嵌合型コネクタ用端子は、端子嵌合部5の板面にSn層(Sn層13,14)が形成され、かつCu−Sn合金層が母材板面8の凹凸に沿った凹凸を有し、その凸部ではSn層(Sn層14)の厚みが相対的に薄く、硬度の高いCu−Sn合金層12が材料表面近傍に存在するため、電気的信頼性が高いと同時に摩擦係数が小さく、また、はんだ付け部6において板面及び打抜き端面の全体をSn層(Sn層13,14)が前記凸部より厚く被覆しているため、はんだ付け性に優れる。なお、Sn層(Sn層13,14)の境界は実際には区別できない。
The fitting connector terminal obtained from the
なお、図4〜6に示す端子嵌合部5及びはんだ付け部6において、リフロー処理後にCuめっき層が残留している場合は、Ni層11とCu−Sn合金層12の間にCu層が存在する。Niめっきの下地Cuめっきを行う場合は、Ni層12の下に下地Cu層が存在する。Niめっきを行わない場合は、表面被覆層はCu−Sn合金層12及びSn層13となり、さらにリフロー処理後にCuめっき層が残留している場合は、母材7とCu−Sn合金層12の間にCu層が存在する。
また、前記端子嵌合部5では、銅合金条(母材7)の両方の板面の表面粗さをプレス加工により増大させたが、増大させるのが片面だけ(他面は増大させない)であってもよい。
In addition, in the terminal
Moreover, in the said terminal
図4(a)に示す端子嵌合部5において、母材7の板面の表面粗さ及び表面被覆層の具体的構成は、特許文献1,2及び特願2007−22206号に記載された接続部品用導電材料と同様にすることが望ましく、またその表面被覆層の具体的構成はこれらの文献に記載された製造方法を用いて得ることができる。一方、図4(b)に示すはんだ付け部6では、母材7の板面は端子嵌合部より表面粗さが小さく、具体的には通常の銅合金板条の表面粗さ(一般に全ての方向の算術平均粗さRaが0.15μm未満)を有するものとし、表面被覆層構成は通常のもの(Sn層を含めて各層が全面ほぼ均一な厚さで形成されている状態)とすればよい。
In the terminal
図5(a)及び図6(a)に示す端子嵌合部5において、母材7の板面の表面粗さ及び表面被覆層の具体的構成は、特願2007−22206号に記載された接続部品用導電材料と同様にすることが望ましく、またその表面被覆層の具体的構成は特願2007−22206号に記載された製造方法を用いて得ることができる。一方、図5(b)及び図6(b)に示すはんだ付け部6は、図4(b)に示すはんだ付け部6と同様に、母材7の板面は端子嵌合部5のものより表面粗さが小さく、具体的には通常の銅合金板条の表面粗さ(一般に全ての方向の算術平均粗さRaが0.15μm未満)を有するものとし、表面被覆層構成は通常のもの(Sn層を含めて各層が全面ほぼ均一な厚さで形成されている状態)とすればよい。
In the terminal
特許文献1,2に記載された製造方法は、通常の銅合金板条より表面粗さを大きくした銅合金板条を母材として用い、母材表面にNiめっき層、Cuめっき層及びSnめっき層をこの順に、又はCuめっき層及びSnめっき層をこの順に、あるいはSnめっき層のみを形成し、Snめっき層をリフロー処理して、Cuめっき層(Niめっきが行われない場合、さらに銅合金母材からCuが供給されることもある)とSnめっき層から、あるいは銅合金母材とSnめっき層からCu−Sn合金層を形成するとともに、平滑化したSnめっき層の間からCu−Sn合金層の一部を表面に露出させる(母材表面に形成された凹凸の凸の部分でCu−Sn合金層の一部が露出する)、というものである。
The manufacturing methods described in
製造方法についてより具体的な形態を示すと、特許文献1に記載された方法では、母材の表面粗さは少なくとも一方向の算術平均粗さRaが0.15μm以上で、全ての方向の算術平均粗さRaが4.0μm以下とされる。また、各めっき層の平均の厚さは、Niめっき層が3.0μm以下、Cuめっき層が1.5μm以下(Niめっきを行う場合は0.1〜1.5μm)、Snめっき層が0.3〜8.0μmが望ましく、さらに前記一方向において算出された凹凸の平均間隔Smが0.01〜0.5mmであることが望ましいとされている。なお、Niめっきの下地めっきを行ってもよく、その場合、下地Cuめっき層の平均の厚さは0.01〜1μmが望ましい。
リフロー処理後の表面被覆層は、Cu−Sn合金層の表面露出面積率が3〜75%、平均の厚さが0.1〜3.0μm、Cu含有量が20〜70at%、Sn層の平均の厚さが0.2〜5.0μmである。そして、母材表面について少なくとも一方向の算術平均粗さRaが0.15μm以上で、全ての方向の算術平均粗さRaが4.0μm以下が望ましく、さらにCu−Sn合金層の材料表面露出間隔について少なくとも一方向において0.01〜0.5mmが望ましく、Ni層の平均の厚さは3μm以下、Cu層の平均の厚さは3.0μm以下が望ましいとされている。なお、Cu層の平均の厚さは1.0μm以下が望ましい。さらに、前記下地Cuめっきを行った場合、Ni層の下に平均の厚さ0.01〜1μmの下地Cu層が存在する。
A more specific form of the manufacturing method will be described. In the method described in Patent Document 1, the surface roughness of the base material is an arithmetic average roughness Ra of at least one direction of 0.15 μm or more, and arithmetic in all directions. The average roughness Ra is 4.0 μm or less. The average thickness of each plating layer is as follows: Ni plating layer is 3.0 μm or less, Cu plating layer is 1.5 μm or less (0.1 to 1.5 μm when Ni plating is performed), and Sn plating layer is 0 It is desirable that the average interval Sm between the irregularities calculated in the one direction is 0.01 to 0.5 mm. In addition, you may perform base plating of Ni plating, In that case, 0.01-1 micrometer is desirable for the average thickness of a base Cu plating layer.
The surface coating layer after the reflow treatment has a Cu-Sn alloy layer with a surface exposed area ratio of 3 to 75%, an average thickness of 0.1 to 3.0 [mu] m, a Cu content of 20 to 70 at%, a Sn layer The average thickness is 0.2 to 5.0 μm. Further, the arithmetic average roughness Ra in at least one direction on the base material surface is preferably 0.15 μm or more, and the arithmetic average roughness Ra in all directions is preferably 4.0 μm or less. Further, the material surface exposure interval of the Cu—Sn alloy layer In at least one direction, 0.01 to 0.5 mm is desirable, the average thickness of the Ni layer is 3 μm or less, and the average thickness of the Cu layer is 3.0 μm or less. The average thickness of the Cu layer is preferably 1.0 μm or less. Further, when the base Cu plating is performed, a base Cu layer having an average thickness of 0.01 to 1 μm exists under the Ni layer.
一方、製造方法について特許文献2に記載された具体的形態を示すと、母材の表面粗さは少なくとも一方向の算術平均粗さRaが0.3μm以上で、全ての方向の算術平均粗さRaが4.0μm以下とされる。また、前記一方向において算出された凹凸の平均間隔Smが0.01〜0.5mmであることが望ましく、さらに各めっき層の平均の厚さについて、Niめっき層が3.0μm以下、Cuめっき層が1.5μm以下(Niめっきを行う場合は0.1〜1.5μm)、Snめっき層が0.4〜8.0μmが望ましいとされている。なお、Niめっきの下地めっきを行ってもよく、その場合、下地Cuめっき層の平均の厚さは0.01〜1μmが望ましい。
リフロー処理後の表面被覆層は、Cu−Sn合金層の表面露出面積率が3〜75%、平均の厚さが0.2〜3.0μm、Cu含有量が20〜70at%、Sn層の平均厚さが0.2〜5.0μm、材料表面の少なくとも一方向の算術平均粗さRaが0.15μm以上で、全ての方向の算術平均粗さRaが3.0μm以下である。そして、母材表面について少なくとも一方向の算術平均粗さRaが0.3μm以上で、全ての方向の算術平均粗さRaが4.0μm以下が望ましく、さらにCu−Sn合金層の表面露出間隔について少なくとも一方向において0.01〜0.5mmが望ましく、Ni層の平均の厚さは3.0μm以下、Cu層の平均の厚さは3.0μm以下が望ましいとされている。なお、Cu層の平均の厚さは1.0μm以下が望ましい。さらに、前記下地Cuめっきを行った場合、Ni層の下に平均の厚さ0.01〜1μmの下地Cu層が存在する。
On the other hand, when showing the specific form described in
The surface coating layer after the reflow treatment has a Cu-Sn alloy layer surface exposure area ratio of 3 to 75%, an average thickness of 0.2 to 3.0 [mu] m, a Cu content of 20 to 70 at%, The average thickness is 0.2 to 5.0 μm, the arithmetic average roughness Ra in at least one direction of the material surface is 0.15 μm or more, and the arithmetic average roughness Ra in all directions is 3.0 μm or less. The arithmetic average roughness Ra in at least one direction on the base material surface is preferably 0.3 μm or more, and the arithmetic average roughness Ra in all directions is preferably 4.0 μm or less. Further, the surface exposure interval of the Cu—Sn alloy layer In at least one direction, 0.01 to 0.5 mm is desirable, the average thickness of the Ni layer is 3.0 μm or less, and the average thickness of the Cu layer is 3.0 μm or less. The average thickness of the Cu layer is preferably 1.0 μm or less. Further, when the base Cu plating is performed, a base Cu layer having an average thickness of 0.01 to 1 μm exists under the Ni layer.
表面粗さの測定は、特許文献1,2に記載されているとおり、JIS B0601−1994に基づいて行われている。この点は下記特願2007−22206号においても同じである。各めっき層の厚さ、リフロー処理後の表面被覆層を構成する各層の厚さについても、測定方法は特許文献1,2に記載されている。
The surface roughness is measured based on JIS B0601-1994 as described in
特願2007−22206号に記載された製造方法は、技術思想的には特許文献1,2と共通するが、Cu−Sn合金層を露出させる場合とさせない場合の両方を含む。
特願2007−22206号に記載された製造方法の具体的形態を示すと、母材の表面粗さは少なくとも一方向の算術平均粗さRaが0.4μm以上で、全ての方向の算術平均粗さRaが4.0μm以下が望ましく、さらに望ましくは前記一方向において算出された凹凸の平均間隔Smが0.01〜0.5mmであり、さらにさらに望ましくは前記一方向における最大高さRyが2.0〜20μmであり、各めっき層の平均の厚さについては、Niめっき層が3.0μm以下、Cuめっき層が0.1〜1.5μm、Snめっき層が0.4〜8.0μmが望ましいとされている。必要に応じてリフロー処理後にさらにSnめっき層を形成することができる。
The manufacturing method described in Japanese Patent Application No. 2007-22206 is common to
When showing a specific form of the manufacturing method described in Japanese Patent Application No. 2007-22206, the surface roughness of the base material is an arithmetic average roughness Ra of 0.4 μm or more in at least one direction, and an arithmetic average roughness in all directions. The thickness Ra is preferably 4.0 μm or less, more preferably the average interval Sm between the irregularities calculated in the one direction is 0.01 to 0.5 mm, and still more preferably the maximum height Ry in the one direction is 2. The average thickness of each plating layer is 3.0 μm or less for the Ni plating layer, 0.1 to 1.5 μm for the Cu plating layer, and 0.4 to 8.0 μm for the Sn plating layer. Is preferred. If necessary, an Sn plating layer can be further formed after the reflow treatment.
これにより得られた表面被覆層は、Ni層の平均の厚さが3.0μm以下、Cu−Sn合金層の平均の厚さが0.2〜3.0μm、材料の垂直断面におけるSn層(リフロー処理後にSnめっきを行う場合、そのSnめっき層を含む)の最小内接円の直径[D1]が0.2μm以下、最大内接円の直径[D2]が1.2〜20μm、材料の最表点とCu−Sn合金層の最表点との高度差[Y]が0.2μm以下と規定されている。さらに[D1]が0μmのとき(すなわちCu−Sn合金層が露出しているとき)、材料表面におけるCu−Sn合金層の最大内接円の直径[D3]が150μm以下又は/及び材料表面におけるSn層の最大内接円直径[D4]が300μm以下が望ましく、Cu層の平均の厚さが1.0μm以下が望ましいとされている。 The surface coating layer thus obtained has a Ni layer with an average thickness of 3.0 μm or less, a Cu—Sn alloy layer with an average thickness of 0.2 to 3.0 μm, and a Sn layer in a vertical section of the material ( In the case of performing Sn plating after the reflow treatment, the diameter [D1] of the smallest inscribed circle of the Sn plating layer is 0.2 μm or less, the diameter [D2] of the largest inscribed circle is 1.2 to 20 μm, The height difference [Y] between the outermost point and the outermost point of the Cu—Sn alloy layer is defined as 0.2 μm or less. Further, when [D1] is 0 μm (that is, when the Cu—Sn alloy layer is exposed), the diameter [D3] of the maximum inscribed circle of the Cu—Sn alloy layer on the material surface is 150 μm or less or / and on the material surface The maximum inscribed circle diameter [D4] of the Sn layer is desirably 300 μm or less, and the average thickness of the Cu layer is desirably 1.0 μm or less.
図7は上記[D1]、[D2]及び[Y]を説明する図であり、図7(a)は、図7(b)に示す材料21の断面21a(材料表面21bに対する垂直断面、材料表面21bが粗いときは母材の中立面22(板厚の中心を通る面)に対する垂直断面)の表面近傍を拡大して模式的に示す。この例では、母材23の表面にNi層24、Cu層25、Cu−Sn合金層26及びSn層27が形成されている。
[D1]は、図7(a)において材料21の表面とCu−Sn合金層26の間に描ける最小の内接円の直径であり、[D2]は最大の内接円の直径であり、[y]は、材料21の表面の中立面22から最も離れた箇所(材料21の最表点)21Aの高さ(中立面22からの高さ)と、Cu−Sn合金層26の表面の中立面22から最も離れた箇所(Cu−Sn合金層26の最表点)26Aの高さ(中立面22からの高さ)の差である。
また、図8は上記[D3]、[D4]を説明する図であり、材料21の表面を模式的に示す。該表面はCu−Sn合金層26とSn層27により構成され、[D3]はSn層27に囲まれた最大の内接円の直径であり、[D4]はCu−Sn合金層26に囲まれた最大の内接円の直径である。
FIG. 7 is a diagram for explaining the above [D1], [D2] and [Y], and FIG. 7A shows a cross section 21a of the material 21 shown in FIG. When the
[D1] is the diameter of the smallest inscribed circle that can be drawn between the surface of the
Moreover, FIG. 8 is a figure explaining said [D3] and [D4], and shows the surface of the material 21 typically. The surface is composed of the Cu—
なお、特願2007−22206号によれば、上記の各パラメータの限定理由は次のとおりである。
(1)Ni層は、母材構成元素の材料表面への拡散を抑制し、さらにCu−Sn合金層の成長を抑制してSn層の消耗を防止するため、高温長時間使用後も、また亜硫酸ガス腐食雰囲気下においても接触抵抗の上昇を抑制するとともに、良好なはんだ濡れ性を得るのに役立つ。しかし、Ni層の平均の厚さが0.1μm未満の場合には、Ni層中のピット欠陥が増加することなどにより、上記効果を充分に発揮できなくなる。ただし、特に上記効果を必要としない場合は、Ni層の平均の厚さは0.1μm未満でもよく、なくてもよい。一方、Ni層はある程度まで厚くなると上記効果が飽和し、厚くし過ぎると生産性や経済性が悪くなる。従ってNi層の平均の厚さは、3.0μm以下(0μmを含む)、望ましくは0.1〜3.0μmとする。より望ましくは0.2〜2.0μmである。
なお、Ni層を形成する場合、母材とNi層の間に下地Cu層(Cu下地めっき層)を形成してもよい。Cu下地めっきは母材表面の欠陥(ピット等)や析出物等を覆ってNiめっきの付きを改善しNiめっきの信頼性を高めるためのものであり、このCu下地めっき自体、従来から行われている。下地Cu層の厚さは0.01〜1μmが望ましい。
According to Japanese Patent Application No. 2007-22206, the reasons for limiting each of the above parameters are as follows.
(1) The Ni layer suppresses the diffusion of the matrix constituent elements to the material surface, and further suppresses the growth of the Cu—Sn alloy layer to prevent the Sn layer from being consumed. While suppressing the increase in contact resistance even in a sulfurous acid gas corrosive atmosphere, it helps to obtain good solder wettability. However, when the average thickness of the Ni layer is less than 0.1 μm, the above effect cannot be sufficiently exhibited due to an increase in pit defects in the Ni layer. However, when the above effect is not particularly required, the average thickness of the Ni layer may or may not be less than 0.1 μm. On the other hand, when the Ni layer is thickened to some extent, the above effects are saturated, and when it is too thick, productivity and economic efficiency are deteriorated. Therefore, the average thickness of the Ni layer is 3.0 μm or less (including 0 μm), preferably 0.1 to 3.0 μm. More desirably, the thickness is 0.2 to 2.0 μm.
When forming the Ni layer, a base Cu layer (Cu base plating layer) may be formed between the base material and the Ni layer. Cu base plating covers defects (pits, etc.) and precipitates on the surface of the base material to improve Ni plating adhesion and enhance the reliability of Ni plating. ing. The thickness of the underlying Cu layer is preferably 0.01 to 1 μm.
(2)Cu層はなくてもよいが、Ni層を形成した場合、Ni層中のNiの材料表面への拡散及びCu−Sn合金層への過度の拡散を効果的に抑制するのに役立つ。特に本発明(特願2007−22206号)のようにSn層が部分的に薄い又は無い場合においては、高温長時間使用後も電気抵抗が非常に高いNi酸化物の材料表面への堆積を抑制するため、接触抵抗の上昇を長期間抑制するのに効果的であり、亜硫酸ガス耐食性の向上効果もある。しかし、Cu層は厚くなりすぎるとCu−Sn合金層の成長を抑制することが困難となり、Sn層の消耗を防止する効果が減少する。また、Cu層は厚くなりすぎるとCu層とCu−Sn合金層の間に、熱拡散や経時などによりボイドが生成し耐熱剥離性が低下するほか、生産性や経済性も悪くなる。従って、Cu層の平均の厚さは1.0μm以下に規定する。より望ましくは0.5μm以下である。 (2) The Cu layer may be omitted, but when the Ni layer is formed, it helps to effectively suppress the diffusion of Ni in the Ni layer to the material surface and the excessive diffusion to the Cu-Sn alloy layer. . In particular, when the Sn layer is partially thin or absent as in the present invention (Japanese Patent Application No. 2007-22206), the deposition of Ni oxide having a very high electric resistance even after use at high temperature for a long time is suppressed. Therefore, it is effective for suppressing an increase in contact resistance for a long period of time, and also has an effect of improving the sulfurous acid gas corrosion resistance. However, if the Cu layer becomes too thick, it becomes difficult to suppress the growth of the Cu—Sn alloy layer, and the effect of preventing the consumption of the Sn layer is reduced. On the other hand, if the Cu layer becomes too thick, voids are generated between the Cu layer and the Cu—Sn alloy layer due to thermal diffusion, aging, and the like, and the heat-resistant peelability is lowered, and productivity and economy are also deteriorated. Therefore, the average thickness of the Cu layer is specified to be 1.0 μm or less. More desirably, it is 0.5 μm or less.
(3)Cu−Sn合金層はSn層を形成するSn又はSn合金に比べて非常に硬い。従って、本発明(特願2007−22206号)のように、[D1]が0.2μm以下、かつ[y]が0.2μm以下である場合には、端子挿抜の際にSn層の掘り起こしによる変形抵抗や凝着をせん断するせん断抵抗を抑制でき、摩擦係数を非常に低くすることができる。また、端子挿抜や振動環境下などにおける電気接点部の摺動・微摺動の際に、接圧力を硬いCu−Sn合金層で受けてSn層同士の接触面積を低減できるため、微摺動によるSn層の摩耗や酸化も減少する。さらに、Ni層を形成した場合、Cu−Sn合金層はNi層中のNiの材料表面への拡散を抑制するのに役立つ。しかし、Cu−Sn合金層の平均の厚さが0.2μm未満では、特に本発明(特願2007−22206号)のようにSn層が部分的に薄い又は無い場合においては、高温酸化などの熱拡散による材料表面のNi酸化物量などが多くなり、接触抵抗を増加させ易く、また耐食性も劣化することから、電気的接続の信頼性を維持することが困難となる。一方、3.0μmを超える場合には、生産性や経済性が悪くなる。従って、Cu−Sn合金層の平均の厚さを0.2〜3.0μmに規定する。より望ましくは0.3〜2.0μmである。 (3) The Cu—Sn alloy layer is very hard compared to Sn or Sn alloy forming the Sn layer. Therefore, as in the present invention (Japanese Patent Application No. 2007-22206), when [D1] is 0.2 μm or less and [y] is 0.2 μm or less, the Sn layer is dug during terminal insertion / extraction. Deformation resistance and shear resistance that shears adhesion can be suppressed, and the friction coefficient can be made extremely low. Also, when sliding or fine sliding the electrical contact part under terminal insertion / extraction or vibration environment, the contact pressure is received by a hard Cu-Sn alloy layer and the contact area between the Sn layers can be reduced. As a result, the wear and oxidation of the Sn layer are also reduced. Furthermore, when the Ni layer is formed, the Cu—Sn alloy layer helps to suppress diffusion of Ni in the Ni layer to the material surface. However, when the average thickness of the Cu—Sn alloy layer is less than 0.2 μm, particularly when the Sn layer is partially thin or not as in the present invention (Japanese Patent Application No. 2007-22206), high temperature oxidation or the like Since the amount of Ni oxide on the surface of the material due to thermal diffusion increases, the contact resistance is likely to increase, and the corrosion resistance also deteriorates, making it difficult to maintain the reliability of electrical connection. On the other hand, when it exceeds 3.0 micrometers, productivity and economical efficiency will worsen. Therefore, the average thickness of the Cu—Sn alloy layer is specified to be 0.2 to 3.0 μm. More desirably, the thickness is 0.3 to 2.0 μm.
(4)Sn層の最小内接円の直径[D1]が0.2μmを超える場合、端子挿抜の際にSn層の掘り起こしによる変形抵抗や凝着をせん断するせん断抵抗が増加して摩擦係数を低くすることが困難となり、また微摺動によるSn層の摩耗や酸化も増加して接触抵抗増大を抑制することが困難となる。従って、[D1]を0.2μm以下と規定する。より望ましくは0.15μm以下である。
(5)Sn層の最大内接円の直径[D2](図1参照)が1.2μm未満の場合、熱拡散や経時などによるSn層の消耗で、より早期にSn層が消滅するため、耐熱性や耐食性の向上効果が低くなり、同時にSn層の量が多くないため、はんだ濡れ性を確保することが困難となる。一方、[D2]が20μmを超える場合には、機械的性質に悪影響を及ぼす場合が生じ、生産性や経済性も悪くなる。従って、[D2]を1.2〜20μmと規定する。より望ましくは1.5〜10μmである。
(4) When the diameter [D1] of the minimum inscribed circle of the Sn layer exceeds 0.2 μm, the deformation resistance due to the excavation of the Sn layer and the shear resistance that shears the adhesion increase when inserting and removing the terminal, and the friction coefficient is increased. It becomes difficult to lower the thickness, and the wear and oxidation of the Sn layer due to fine sliding also increase, making it difficult to suppress an increase in contact resistance. Therefore, [D1] is defined as 0.2 μm or less. More desirably, it is 0.15 μm or less.
(5) When the diameter [D2] (see FIG. 1) of the maximum inscribed circle of the Sn layer is less than 1.2 μm, the Sn layer disappears earlier due to the consumption of the Sn layer due to thermal diffusion or aging. The effect of improving heat resistance and corrosion resistance is reduced, and at the same time, the amount of the Sn layer is not large, so that it is difficult to ensure solder wettability. On the other hand, when [D2] exceeds 20 μm, the mechanical properties may be adversely affected, resulting in poor productivity and economy. Therefore, [D2] is defined as 1.2 to 20 μm. More desirably, the thickness is 1.5 to 10 μm.
(6)材料の最表点とCu−Sn合金層の最表点との高度差[y]が0.2μmを超える場合、端子挿抜の際にSn層の掘り起こしによる変形抵抗や凝着をせん断するせん断抵抗が増加して摩擦係数を低くすることが困難となり、また微摺動によるSn層の摩耗や酸化も増加して、接触抵抗増大を抑制することが困難となる。従って、[y]を0.2μm以下と規定する。より望ましくは、0.15μm以下である。
(7)Sn層の最小内接円の直径[D1]が0μm(材料の表面にCu−Sn合金層が一部露出)のとき、材料の表面においてCu−Sn合金層の最大内接円の直径[D3](図2参照)が150μm以下であることが望ましい。[D3]が150μmを超える場合、特に小型の嵌合型端子の電気接点部などにおいてはCu−Sn合金層の接触のみとなる場合があるため、耐熱性や耐食性の劣化を抑制する効果が低くなり、はんだ濡れ性を確保することが困難となる場合が生じてくる。より望ましくは、100μm以下である。
(8)Sn層の最小内接円の直径[D1]が0μmであるとき、Sn層の最大内接円直径[D4]が300μm以下であることが望ましい。[D4]が300μmを超える場合、Sn層同士の接触面積が増加し、Sn層の掘り起こしによる変形抵抗や凝着をせん断するせん断抵抗が増加して摩擦係数を低減する効果が低くなる場合がある。また微摺動によるSn層の摩耗や酸化も増加して、接触抵抗が増加する場合が生じてくる。より望ましくは、200μm以下である。
(6) When the height difference [y] between the outermost point of the material and the outermost point of the Cu—Sn alloy layer exceeds 0.2 μm, the deformation resistance and adhesion due to the excavation of the Sn layer are sheared when inserting and removing the terminal. It is difficult to lower the friction coefficient by increasing the shear resistance, and the wear and oxidation of the Sn layer due to fine sliding also increase, making it difficult to suppress the increase in contact resistance. Therefore, [y] is defined as 0.2 μm or less. More desirably, it is 0.15 μm or less.
(7) When the diameter [D1] of the minimum inscribed circle of the Sn layer is 0 μm (the Cu—Sn alloy layer is partially exposed on the surface of the material), the maximum inscribed circle of the Cu—Sn alloy layer on the surface of the material The diameter [D3] (see FIG. 2) is desirably 150 μm or less. When [D3] exceeds 150 μm, there is a case where only the contact of the Cu—Sn alloy layer may be caused particularly in an electric contact portion of a small fitting type terminal, etc., so that the effect of suppressing deterioration in heat resistance and corrosion resistance is low. Thus, it may be difficult to ensure solder wettability. More desirably, it is 100 μm or less.
(8) When the diameter [D1] of the minimum inscribed circle of the Sn layer is 0 μm, the maximum inscribed circle diameter [D4] of the Sn layer is desirably 300 μm or less. When [D4] exceeds 300 μm, the contact area between the Sn layers increases, the deformation resistance due to the digging of the Sn layer and the shear resistance that shears the adhesion increase, and the effect of reducing the friction coefficient may be reduced. . In addition, wear and oxidation of the Sn layer due to fine sliding increase, and the contact resistance may increase. More desirably, it is 200 μm or less.
(9)母材の表面粗さは、少なくとも一方向において算術平均粗さRaが0.4μm以上で、かつ全ての方向において算術平均粗さRaが4.0μm以下の表面粗さとすることが望ましい。どの方向でもRaが0.4μm未満の場合、めっき厚やリフロー条件を調整しても、本願(特願2007−22206号)の規定(特に[D2])を満たすことが困難であり、Raが4.0μmを越えるとSnの溶融流動性を悪化させる。
望ましくは、前記一方向における凹凸の平均間隔Smが0.01〜0.5mmであることであり、0.01mm未満では本願(特願2007−22206号)の規定(特に[D2])を満たすことが困難な場合があり、0.5mmを越えると[D3]、[D4]が規定範囲外になる可能性が高まる。さらに望ましくは、前記一方向における最大高さRyが2.0〜20μmである。この範囲外では、本願(特願2007−22206号)の規定(特に[D2])を満たすことが困難な場合がある。
(9) The surface roughness of the base material is desirably a surface roughness having an arithmetic average roughness Ra of 0.4 μm or more in at least one direction and an arithmetic average roughness Ra of 4.0 μm or less in all directions. . If Ra is less than 0.4 μm in any direction, even if the plating thickness and reflow conditions are adjusted, it is difficult to satisfy the specification (particularly [D2]) of this application (Japanese Patent Application No. 2007-22206). If it exceeds 4.0 μm, the melt fluidity of Sn is deteriorated.
Desirably, the average interval Sm of the unevenness in the one direction is 0.01 to 0.5 mm, and if it is less than 0.01 mm, the specification (particularly [D2]) of the present application (Japanese Patent Application No. 2007-22206) is satisfied. When the thickness exceeds 0.5 mm, there is a high possibility that [D3] and [D4] will be outside the specified range. More preferably, the maximum height Ry in the one direction is 2.0 to 20 μm. Outside this range, it may be difficult to satisfy the specification (particularly [D2]) of the present application (Japanese Patent Application No. 2007-22206).
なお、前期特許文献1,2及び特願2007−22206号に記載されているとおり、Sn層、Cu層及びNi層は、それぞれSn、Cu、Ni金属のほか、Sn合金、Cu合金及びNi合金を含む。
Sn層がSn合金からなる場合、Sn合金のSn以外の構成成分としては、Pb、Bi、Zn、Ag、Cuなどが挙げられる。Pbについては50質量%未満、他の元素については10質量%未満が望ましい。
Cu層には、母材に含まれる成分元素等が少量混入していてもよい。また、Cu層がCu合金からなる場合、Cn合金のCn以外の構成成分としてはSn、Zn等が挙げられる。Snの場合は50質量%未満、他の元素については5質量%未満が望ましい。
Ni層には、母材に含まれる成分元素等が少量混入していてもよい。また、Ni層がNi合金からなる場合、Ni合金のNi以外の構成成分としては、Cu、P、Coなどが挙げられる。Cuについては40質量%以下、P、Coについては10質量%以下が望ましい。
同じくCuめっき層、Snめっき層及びNiめっき層についても、それぞれCu、Sn、Ni金属のほか、Cu合金、Sn合金及びNi合金を含む。Niめっき層、Cuめっき層及びSnめっき層が、それぞれNi合金、Cu合金及びSn合金からなる場合、上記Ni層、Cu層及びSn層に関して説明した各合金を用いることができる。
In addition, as described in the
When the Sn layer is made of an Sn alloy, examples of constituents other than Sn of the Sn alloy include Pb, Bi, Zn, Ag, and Cu. Pb is preferably less than 50% by mass, and other elements are preferably less than 10% by mass.
The Cu layer may contain a small amount of component elements contained in the base material. Further, when the Cu layer is made of a Cu alloy, examples of components other than Cn of the Cn alloy include Sn and Zn. In the case of Sn, less than 50% by mass, and for other elements, less than 5% by mass is desirable.
A small amount of component elements contained in the base material may be mixed in the Ni layer. Further, when the Ni layer is made of a Ni alloy, Cu, P, Co and the like can be cited as constituent components other than Ni of the Ni alloy. For Cu, 40% by mass or less, and for P and Co, 10% by mass or less are desirable.
Similarly, the Cu plating layer, the Sn plating layer, and the Ni plating layer include Cu alloy, Sn alloy, and Ni alloy in addition to Cu, Sn, and Ni metal, respectively. When the Ni plating layer, the Cu plating layer, and the Sn plating layer are made of a Ni alloy, a Cu alloy, and a Sn alloy, respectively, the respective alloys described with respect to the Ni layer, the Cu layer, and the Sn layer can be used.
(参考例)
ここでは、特願2007−22206号(現時点で未公開)に記載された接続部品用導電材料及びその製造方法がこれまで述べた作用効果(主として低摩擦係数及び電気的信頼性)を奏することを、特願2007−22206号に記載された実施例により説明する。なお、特許文献1,2に記載された接続部品用導電材料及びその製造方法がこれまで述べた作用効果を奏することは同文献により公知となっているから、ここでは説明を省略する。
(Reference example)
Here, the conductive material for connecting parts described in Japanese Patent Application No. 2007-22206 (not disclosed at the present time) and the manufacturing method thereof have the effects (mainly low friction coefficient and electrical reliability) described so far. An example described in Japanese Patent Application No. 2007-22206 will be described. In addition, since it is known by the literature that the conductive material for connecting parts and the manufacturing method thereof described in
[試験材の作製]
作製した試験材No.1〜31の製造工程概要を、表1及び表2に示す。
母材には、Cu中に1.8質量%のNi、0.40質量%のSi、0.10質量%のSn、1.1質量%のZnを含有するCu合金板を用い、圧延の際にショットブラストなどにより粗面化したワークロールを使用して表面粗化処理を行い(あるいは行わずに)、ビッカース硬さ200、厚さ0.25mmで、各々の表面粗さを有する母材に仕上げた。なお、母材の表面粗さは、実施例の試験材No.1〜18及び比較例の試験材No.19〜22,24,25は、Ra、Sm及びRyが前述の望ましい範囲内であり、比較例の試験材No.23は、Ra及びSmが望ましい範囲内であるが、Ryが下限値未満であり、従来例の試験材No.26〜31は、Ra及びRyが望ましい範囲の下限値未満である。
続いて、母材の表面に、Niめっきを施し(あるいは施さず)、Cuめっきを施し(あるいは施さず)、次いでSnめっきを施し、リフロー処理を行った後、フッ化水素アンモニウム水溶液浸漬処理を行い(あるいは行わずに)、Snめっきを再度施した(あるいは施さなかった)。
[Production of test materials]
The prepared test material No. Tables 1 and 2 show the outline of the manufacturing steps 1 to 31.
As a base material, a Cu alloy plate containing 1.8% by mass of Ni, 0.40% by mass of Si, 0.10% by mass of Sn and 1.1% by mass of Zn in Cu is used. A base material having a surface roughness of Vickers hardness of 200 and a thickness of 0.25 mm, with or without surface roughening using a work roll roughened by shot blasting or the like. Finished. The surface roughness of the base material is the test material No. in the examples. 1-18 and the test material No. of a comparative example. In Nos. 19 to 22, 24, and 25, Ra, Sm, and Ry are within the above-described desirable ranges. 23, Ra and Sm are within the desired range, but Ry is less than the lower limit value. 26-31 is less than the lower limit of the range where Ra and Ry are desirable.
Subsequently, the surface of the base material is subjected to Ni plating (or not), Cu plating (or not), Sn plating, reflow treatment, and ammonium hydrogen fluoride aqueous solution immersion treatment. Performed (or not performed), and Sn plating was performed again (or not performed).
作製した試験材のNi層、Cu層及びCu−Sn合金層の平均の厚さ、材料の垂直断面における被覆層形態([D1]、[D2]、[y])、及び材料表面における被覆層形態([D3]、[D4])を、下記要領で測定した。その結果を、表3及び表4に示す。 Average thickness of Ni layer, Cu layer and Cu-Sn alloy layer of the prepared test material, coating layer form ([D1], [D2], [y]) in the vertical cross section of the material, and coating layer on the material surface The form ([D3], [D4]) was measured as follows. The results are shown in Tables 3 and 4.
[Ni層、Cu層及びCu−Sn合金層の平均の厚さ測定方法]
ミクロトーム法にて加工した試験材の断面に、必要に応じてアルゴンイオンエッチングを行い、EDX(エネルギー分散型X線分光分析器)を搭載したSEM(走査型電子顕微鏡)を用いて観察し、得られた組成像の濃淡(汚れや傷等のコントラストは除く)から画像解析処理により、Ni層、Cu層及びCu−Sn合金層の平均の厚さを各々算出した。なお、測定断面は、表面粗化処理の際に行った圧延方向に直角な方向の垂直断面とした。
[Average thickness measurement method of Ni layer, Cu layer and Cu-Sn alloy layer]
The cross section of the test material processed by the microtome method is subjected to argon ion etching if necessary, and observed using an SEM (scanning electron microscope) equipped with an EDX (energy dispersive X-ray spectrometer). The average thicknesses of the Ni layer, the Cu layer, and the Cu—Sn alloy layer were calculated from the density of the resulting composition image (excluding contrast such as dirt and scratches) by image analysis processing. The measurement cross section was a vertical cross section perpendicular to the rolling direction performed during the surface roughening treatment.
[材料の表面に対する垂直断面の形態測定方法]
ミクロトーム法にて加工した試験材の断面に、必要に応じてアルゴンイオンエッチングを行い、EDX(エネルギー分散型X線分光分析器)を搭載したSEM(走査型電子顕微鏡)を用いて観察し、得られた組成像の濃淡(汚れや傷等のコントラストは除く)から画像解析処理により、[D1]、[D2]及び[y]を各々算出した。なお、測定断面は、表面粗化処理の際に行った圧延方向に直角な方向の垂直断面である。
[材料の表面の形態測定方法]
試験材の表面を、EDX(エネルギー分散型X線分光分析器)を搭載したSEM(走査型電子顕微鏡)を用いて観察し、得られた組成像の濃淡(汚れや傷等のコントラストは除く)から画像解析処理により、Cu−Sn合金層の最大内接円の直径[D3]及びSn層の最大内接円直径[D4]を各々算出した。
[Method for measuring the shape of the vertical cross section of the material surface]
The cross section of the test material processed by the microtome method is subjected to argon ion etching if necessary, and observed using an SEM (scanning electron microscope) equipped with an EDX (energy dispersive X-ray spectrometer). [D1], [D2], and [y] were calculated from the density of the obtained composition image (excluding contrast such as dirt and scratches) by image analysis processing. The measurement cross section is a vertical cross section in a direction perpendicular to the rolling direction performed during the surface roughening treatment.
[Method for measuring surface morphology of material]
The surface of the test material is observed using an SEM (scanning electron microscope) equipped with an EDX (energy dispersive X-ray spectrometer), and the resulting composition image is shaded (excluding contrast such as dirt and scratches). Then, the maximum inscribed circle diameter [D3] of the Cu—Sn alloy layer and the maximum inscribed circle diameter [D4] of the Sn layer were respectively calculated by image analysis processing.
また、得られた試験材について、摩擦係数評価試験、微摺動摩耗試験時の接触抵抗評価試験、高温放置試験後の接触抵抗評価試験、耐熱剥離試験、亜硫酸ガス腐食試験後の接触抵抗評価試験及び鉛フリーはんだ濡れ試験及び鉛フリーはんだ濡れ試験を、下記の要領で行った。その結果を、表5及び表6に示す。 In addition, for the obtained test materials, friction coefficient evaluation test, contact resistance evaluation test during fine sliding wear test, contact resistance evaluation test after high temperature standing test, heat-resistant peeling test, contact resistance evaluation test after sulfite gas corrosion test The lead-free solder wetting test and the lead-free solder wetting test were performed as follows. The results are shown in Tables 5 and 6.
[摩擦係数評価試験]
嵌合型接続部品における電気接点のインデント部の形状を模擬し、図9に示すような装置を用いて評価した。まず、各々の試験材No.1〜31から切り出した板材のオス試験片31を水平な台32に固定し、その上に試験材No.31から切り出した半球加工材(内径をφ1.5mmとした)のメス試験片33をおいて被覆層同士を接触させた。続いて、メス試験片33に3.0Nの荷重(錘34)をかけてオス試験片31を押さえ、横型荷重測定器(アイコーエンジニアリング株式会社;Model−2152)を用いて、オス試験片31を水平方向に引っ張り(摺動速度を80mm/minとした)、摺動距離5mmまでの最大摩擦力F(単位:N)を測定した。摩擦係数を下記式(1)により求めた。なお、35はロードセル、矢印は摺動方向である。
摩擦係数=F/3.0 …(1)
[Friction coefficient evaluation test]
The shape of the indented portion of the electrical contact in the fitting type connecting part was simulated and evaluated using an apparatus as shown in FIG. First, each test material No. 1 to 31 is fixed to a
Friction coefficient = F / 3.0 (1)
[微摺動摩耗試験時の接触抵抗評価試験]
嵌合型接続部品における電気接点のインデント部の形状を模擬し、図10に示すような摺動試験機(株式会社山崎精機研究所;CRS−B1050CHO)を用いて評価した。まず、試験材No.31から切り出した板材のオス試験片36を水平な台37に固定し、その上に各々の試験材No.1〜31から切り出した半球加工材(内径をφ1.5mmとした)のメス試験片38をおいて被覆層同士を接触させた。続いて、メス試験片38に2.0Nの荷重(錘39)をかけてオス試験片36を押さえ、オス試験片36とメス試験片38の間に定電流を印加し、ステッピングモータ40を用いてオス試験片36を水平方向に摺動させ(摺動距離を50μm、摺動周波数を1.0Hzとした)、摺動回数1000回までの最大接触抵抗を四端子法により、開放電圧20mV、電流10mAの条件にて測定した。なお、矢印は摺動方向である。
[Contact resistance evaluation test during fine sliding wear test]
The shape of the indented portion of the electrical contact in the fitting type connection part was simulated and evaluated using a sliding tester (Yamazaki Seiki Laboratory Co., Ltd .; CRS-B1050CHO) as shown in FIG. First, test material No. A
[高温放置試験後の接触抵抗評価試験]
各々の試験材No.1〜31から切り出した板材の試験片に対して、大気中にて175℃×1000hrの熱処理を行った後、接触抵抗を四端子法により測定した(Auプローブを水平方向に摺動させ、荷重を3.0N、摺動距離を0.30mm、摺動速度を1.0mm/min、開放電圧20mV、電流10mAの条件にて測定した)。
[耐熱剥離試験]
各々の試験材No.1〜31から切り出した板材の試験片に対して、90°曲げ(曲げ半径を0.7mmとした)を行い、大気中にて175℃×1000hrの熱処理を行った後、曲げ戻しを行い、被覆層の剥離の有無を外観評価した。
[Contact resistance evaluation test after high-temperature storage test]
Each test material No. The plate specimens cut out from 1 to 31 were subjected to heat treatment at 175 ° C. × 1000 hr in the air, and then contact resistance was measured by the four-terminal method (the Au probe was slid in the horizontal direction, the load Was measured under the conditions of 3.0 N, a sliding distance of 0.30 mm, a sliding speed of 1.0 mm / min, an open-circuit voltage of 20 mV, and a current of 10 mA).
[Heat-resistant peel test]
Each test material No. The test pieces of the plate material cut out from 1 to 31 were bent by 90 ° (bending radius was set to 0.7 mm), subjected to heat treatment at 175 ° C. × 1000 hr in the atmosphere, then bent back, The appearance of the coating layer was evaluated for the presence or absence of peeling.
[亜硫酸ガス腐食試験後の接触抵抗評価試験]
まず、各々の試験材No.1〜31から切り出した板材の試験片に対して、亜硫酸ガス濃度25ppm、温度35℃、湿度75%RH、時間96hrの亜硫酸ガス腐食試験を行った後、接触抵抗を四端子法により測定した(Auプローブを水平方向に摺動させ、荷重を3.0N、摺動距離を0.30mm、摺動速度を1.0mm/min、開放電圧20mV、電流10mAの条件にて測定した)。
[Contact resistance evaluation test after sulfurous acid gas corrosion test]
First, each test material No. After performing a sulfurous acid gas corrosion test on a test piece of a plate material cut out from 1 to 31, a sulfurous acid gas concentration of 25 ppm, a temperature of 35 ° C., a humidity of 75% RH, and a time of 96 hours, the contact resistance was measured by a four-terminal method ( The Au probe was slid in the horizontal direction, and the load was 3.0 N, the sliding distance was 0.30 mm, the sliding speed was 1.0 mm / min, the open-circuit voltage was 20 mV, and the current was 10 mA.
[鉛フリーはんだ濡れ試験]
各々の試験材No.1〜31から切り出した板材の試験片に対して、非活性フラックスを1秒間浸漬塗布した後、メニスコグラフ法にてゼロクロスタイムと最大濡れ応力を測定した(255℃のSn−3.0Ag−0.5Cuはんだに浸漬させ、浸漬速度を25mm/sec、浸漬深さを12mm、浸漬時間を5.0secの条件にて測定した)。また、上記はんだ浸漬後の試験片について、はんだ濡れ不良の有無を外観評価した。
[Lead-free solder wetting test]
Each test material No. After the inactive flux was dip-applied for 1 second to the test piece of the plate material cut out from 1 to 31, the zero cross time and the maximum wet stress were measured by the meniscograph method (255 ° C. Sn-3.0Ag-0. It was immersed in 5Cu solder, and the immersion speed was measured at 25 mm / sec, the immersion depth was 12 mm, and the immersion time was 5.0 sec). Further, the appearance of the test pieces after the solder immersion was evaluated for the presence or absence of solder wettability.
表3及び表5に示すように、試験材No.1〜14は、被覆層構成(各被覆層厚さと[D1]、[D2],[y])に関して特願2007−22206号の規定を満たし、摩擦係数が低く、微摺動摩耗試験時の接触抵抗、高温放置試験後の接触抵抗、耐熱剥離試験後の外観、亜硫酸ガス腐食試験後の接触抵抗、鉛フリーはんだ濡れ性のいずれについても、優れた特性を示した。ただし、[D1]=0において[D3]又は/及び[D4]が特願2007−22206号の規定を越えるNo.12〜14は、それぞれ1又は複数の特性のレベルが他の試験材に比べ相対的に低い。
試験材No.15〜18は、Ni層の平均厚さが0.1μm未満の例であり、被覆層構成(各被覆層厚さと[D1]、[D2],[y])に関して特願2007−22206号の規定を満たし、いずれも摩擦係数が低く、微摺動摩耗試験時の接触抵抗が比較的低い。
As shown in Table 3 and Table 5, the test material No. Nos. 1 to 14 satisfy the provisions of Japanese Patent Application No. 2007-22206 regarding the coating layer configuration (each coating layer thickness and [D1], [D2], [y]), have a low coefficient of friction, The contact resistance, the contact resistance after the high temperature standing test, the appearance after the heat-resistant peeling test, the contact resistance after the sulfurous acid gas corrosion test, and the lead-free solder wettability showed excellent characteristics. However, when [D1] = 0, [D3] or / and [D4] exceed the provisions of Japanese Patent Application No. 2007-22206. Nos. 12 to 14 each have a relatively low level of one or more characteristics compared to other test materials.
Test material No. Nos. 15 to 18 are examples in which the average thickness of the Ni layer is less than 0.1 μm, and the coating layer configuration (each coating layer thickness and [D1], [D2], [y]) is as described in Japanese Patent Application No. 2007-22206. It meets the requirements, all have a low coefficient of friction, and the contact resistance during the microsliding wear test is relatively low.
試験材No.19〜25は、Cu層及びCu−Sn合金層のいずれかの平均の厚さが特願2007−22206号の規定を満たさず、又はNi層の平均の厚さが望ましい範囲外であり、又は「D1」、[D2]及び[y]のいずれかが特願2007−22206号の規定を満たさず、それに応じていずれか1つ又は複数の特性が劣る。
なお、試験材No.21は、Niめっき後Cuめっきを施さずに作製した試験材であり、Cu−Sn合金層でなくNi−Sn合金層が形成されたため、高温放置試験後の接触抵抗、亜硫酸ガス腐食試験後の接触抵抗が高い。
Test material No. 19 to 25, the average thickness of any one of the Cu layer and the Cu—Sn alloy layer does not satisfy the provisions of Japanese Patent Application No. 2007-22206, or the average thickness of the Ni layer is outside the desired range, or Any of “D1”, [D2], and [y] does not satisfy the provisions of Japanese Patent Application No. 2007-22206, and any one or a plurality of characteristics are inferior accordingly.
The test material No. No. 21 is a test material prepared without applying Cu plating after Ni plating, and since a Ni—Sn alloy layer was formed instead of a Cu—Sn alloy layer, contact resistance after a high temperature standing test, and after a sulfurous acid gas corrosion test High contact resistance.
試験材No.26〜31は、母材の表面粗化処理を行わずに作製した試験材であり、特願2007−22206号の規定のいずれか1又は2以上を満たさず、そのため、いずれか1又は2以上の特性が劣る。
なお、試験材No.26はNiめっきが施されず、長時間のリフロー処理でSn被覆層が全て消滅した試験材であり、試験材No.27は長時間のリフロー処理でSn被覆層の大部分が消滅した試験材であり、試験材No.28はNiめっき及びCuめっきが施されず、試験材No.31はNiめっきが施されていない。
Test material No. Nos. 26 to 31 are test materials prepared without subjecting the surface of the base material to roughening, and do not satisfy any one or two or more of the provisions of Japanese Patent Application No. 2007-22206. Therefore, any one or two or more Inferior properties.
The test material No. No. 26 is a test material in which Ni plating is not applied and the Sn coating layer is completely disappeared by a long reflow process. No. 27 is a test material in which most of the Sn coating layer disappeared after a long reflow treatment. No. 28 is not subjected to Ni plating or Cu plating, and the test material No. 31 is not plated with Ni.
1 銅合金条
2 端子素材
5 端子嵌合部
6 はんだ付け部
7 母材
8 母材の板面
9 母材の打抜き端面
11 Ni層
12 Cu−Sn合金層
13 Sn層
14 Snめっき層
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