JP2009242822A - Ｐｂフリーはんだ付け性に優れるＰＣＢオス端子用Ｓｎめっき付き銅合金板 - Google Patents

Abstract

【課題】Ｐｂフリーはんだ付け性に優れ、十分な強度及び導電率を備えたＰＣＢオス端子を、銅合金板の先めっき材から製造する。
【解決手段】両表面にＳｎめっき層を有し、両端面にプレス打抜き加工によるせん断切り口面を有するＰＣＢオス端子を製造するための、ＰＣＢオス端子用Ｓｎめっき付き銅合金板。銅合金がＦｅ：０．０５〜２．６質量％、Ｐ：０．０１〜０．２質量％、及びＺｎ：０．０１〜５質量％とＮｉ：０．０１〜２質量％の１種又は２種を含み、残部Ｃｕ及び不可避不純物、又は、Ｎｉ：０．０１〜２質量％、Ｐ：０．０１〜０．２質量％を含み、残部Ｃｕ及び不可避不純物からなる。
【選択図】 なし

Description

本発明は、自動車等に搭載されるＰＣＢ（プリンティッドサーキットボード）にはんだ付けするＰＣＢオス端子の製造に用いるＳｎめっき付き銅合金板に関する。

ＰＣＢオス端子は、銅合金板からプレス打抜き加工によって角線材断面（矩形断面）に形成し、必要に応じてプレス加工で適当な塑性変形を加え、ＰＣＢ（基板）の端子保持穴を貫通して該ＰＣＢにはんだ付けされる（特許文献１参照）。ＰＣＢのはんだ付けには、溶融はんだ槽にＰＣＢを浸漬する浸漬はんだ付け法、又ははんだ付け箇所にはんだの噴流を供給するジェット噴流はんだ付け法が用いられる。浸漬はんだ付け法は、多数のはんだ付け箇所があるＰＣＢをはんだ付けすることが可能であり、極めて高い経済性を有する。実装密度がより高いＰＣＢのはんだ付けを信頼性よく行う場合には、ジェット噴流はんだ付けが行われる。いずれのはんだ付け法においても、はんだ浴は循環使用されるため、ＰＣＢよりの不純物が混入しないように操業上注意が必要になる。また、はんだ付け部の信頼性を高めるには、ＰＣＢオス端子及びＰＣＢ基板のはんだ付け部がはんだにより均一に濡れ、凝固したはんだのフィレットが適正な形状に形成されることが必要である。
従来、ＰＣＢオス端子用銅合金板として、Ｓｎめっき付き黄銅板が多く用いられている。黄銅に含まれるＺｎがはんだ浴に溶け出し、はんだ浴のＺｎ濃度が高くなると、はんだ付け性を阻害する。

特開２０００−２４３４９５号公報

ＰＣＢオス端子用銅合金板として先めっき材（打抜き加工前に両表面にＳｎめっきが行われた銅合金板）を用いる場合、プレス打抜き加工を行うと、ＰＣＢ端子の両端面（せん断切り口面）に銅合金素材が露出する。プレス打抜き加工時、両端面には表面のＳｎめっき部からのＳｎダレによるＳｎ被覆部も形成されるが、両端面を完全にＳｎで被覆することはできない。端面に銅合金素材が露出すると、Ｐｂフリーはんだ付け性が劣化し、ＰＣＢ端子と基板との接合信頼性が低下する。
なお、環境問題からＰｂフリー化の要求が高まり、従来のＳｎ−Ｐｂ系はんだに代えて、Ｓｎ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系などのＰｂフリーはんだが使用されるようになってきたが、これらＰｂフリーはんだは、濡れ性が従来のＳｎ−Ｐｂ系はんだより劣ることが問題となっている。

一方、ＰＣＢオス端子用銅合金板として、後めっき材（打抜き加工後にＳｎめっきが行われた銅合金板）を用いる場合、せん断切り口面を含めてはんだ付け部の全面がＳｎめっきにより覆われるため、Ｐｂフリーはんだ付け性を維持することができ、ＰＣＢ端子と基板との接合信頼性が高い。しかし、後めっき材は製造コストが高く、また一般にＳｎめっきが厚め（概ね２μｍ前後）で嵌合時の摩擦抵抗が大きいという問題がある。なお、後めっき材は、Ｓｎめっき厚さにムラができやすいことから、一部に特にめっき厚さの薄い部位ができてＰｂフリーはんだによるはんだ付け性が低下するのを防止するため、全体としてＳｎめっきは厚めに形成している。

本発明は上記問題に鑑み、ＰＣＢオス端子用銅合金板として製造コスト面で優れた先めっき材を用いることを前提とした上で、Ｐｂフリーはんだ付け性に優れ、同時にＰＣＢオス端子として不足のない強度及び導電率を備えたＰＣＢオス端子を製造することを目的とする。

本発明に係るＰｂフリーはんだ付け性に優れるＰＣＢオス端子用Ｓｎめっき付き銅合金板は、先めっきを前提としたもので、銅合金の組成が、（１）Ｆｅ：０．０５〜２．６質量％、Ｐ：０．０１〜０．２質量％、及びＺｎ：０．０１〜５質量％とＮｉ：０．０１〜２質量％の１種又は２種を含み、残部Ｃｕ及び不可避不純物からなり、又は（２）Ｎｉ：０．０１〜２質量％、Ｐ：０．０１〜０．２質量％を含み、残部Ｃｕ及び不可避不純物からなり、必要に応じてＺｎ：０．０１〜５質量％を含む。
上記（１）、（２）の銅合金は、いずれもＦｅ又はＮｉとＰの金属間化合物による析出強化を利用したものであり、Ｐｂフリーはんだ付け性を向上させるため、所定量のＺｎ又はＮｉ（又はその両方）を必ず含む点でも共通の技術的特徴を有する。

上記銅合金は、必要に応じて、さらにＳｎ：３質量％以下を含み、その他の副成分として、Ａｌ，Ｃｏ，Ｃｒ，Ｍｇ，Ｍｎ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｚｒの１種又は２種以上を、各元素０．００１〜０．２質量％、合計で０．００１〜０．６質量％含む。
上記Ｓｎめっき付き銅合金板は、先めっきを前提としたものであるから、プレス打抜き加工した際、打抜き端面は銅合金素材が露出したせん断切り口面となる。従って、ＰＣＢ端子は、両表面にＳｎめっき層を有し、両端面にプレス打抜き加工によるせん断切り口面を有したものとなる。
なお、本発明においてＳｎめっき層は純Ｓｎ及びＳｎ基合金を含む。

本発明に係るＳｎめっき付き銅合金板は、銅合金素材中にＺｎ又はＮｉ若しくはその両者が所定量含有されていることにより、先めっき材であっても、優れたＰｂフリーはんだ付け性を維持することができる。
また、本発明に係るＳｎめっき付き銅合金板は、ＰＣＢオス端子として不足のない強度及び導電率を備えている。

本発明に係る銅合金の組成は、基本的にＦｅ−Ｐ系又はＮｉ−Ｐ系であり、いずれもＦｅ又はＮｉとＰの金属間化合物の析出により強度を向上させ、かつ所定量のＺｎ又はＮｉ若しくはその両方を含むことでＰｂフリーはんだ付け性を向上させた点に特徴がある。以下、本発明に係る銅合金の組成をＦｅ−Ｐ系とＮｉ−Ｐ系に分けて説明する。

（Ｆｅ−Ｐ系）
Ｆｅ−Ｐ系銅合金の組成は、Ｆｅ：０．０５〜２．６質量％、Ｐ：０．０１〜０．２質量％を含み、さらにＺｎ：０．０１〜５質量％とＮｉ：０．０１〜２質量％の１種又は２種を含み、残部Ｃｕ及び不可避不純物からなり、必要に応じて、さらにＳｎ：３質量％以下を含み、その他の副成分として、Ａｌ，Ｃｏ，Ｃｒ，Ｍｇ，Ｍｎ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｚｒの１種又は２種以上を、各元素０．００１〜０．２質量％、合計で０．００１〜０．６質量％含む。

この組成において、ＦｅはＦｅ又はＦｅ−Ｐ金属間化合物として析出し、銅合金板の強度や耐熱性を向上させる。Ｆｅ含有量が０．０５質量％未満では析出量が少なく、強度を確保し難く、一方、Ｆｅが２．６質量％を越えると、Ｆｅ又はＦｅ−Ｐの粗大晶析出物粒子が生成し、曲げ加工性等を損なう恐れがある。なお、強度はオス端子として基板に挿入する際に変形しないよう、また挿入後の取り扱い中の変形を防止するため、硬さにして１３０ＭＨｖ（マイクロビッカース硬さ）以上は必要である。従って、Ｆｅ含有量は０．０５〜２．６質量％、望ましくは０．０７〜２．４質量％とする。

Ｐは脱酸効果があるほか、Ｆｅと金属間化合物を形成して、強度や耐熱性を向上させる。Ｐが０．０１質量％未満であると析出量が少なく、強度を確保し難く、一方、Ｐが０．２質量％を越えると、熱間加工性が劣るとともに、Ｆｅ−Ｐの粗大析出物粒子が生成し、加工性等を劣化させる可能性がある。従って、Ｐ含有量は０．０１〜０．２質量％、望ましくは０．０２〜０．１８質量％、さらに望ましくは０．０２５〜０．１５質量％とする。

Ｎｉ及びＺｎは、打抜き端面において経時によるＣｕの酸化を抑制し、優れたＰｂフリーはんだ付け性を維持する作用がある。
Ｚｎは、含有量が０．０１質量％未満であると，経時により打抜き端面に露出した銅合金素材のＣｕの酸化が進行し、ＰＣＢ端子を基板にはんだ付けする際、フラックスで酸化膜を除去しきれず、酸化抑制効果が発現し難い。逆に５質量％を超えると、はんだ付けの際、ＰＣＢ端子を覆うＰｂフリーはんだ中に溶け出すＺｎの量が多くなる。Ｐｂフリーはんだ中のＺｎの含有量が多くなると、はんだの粘性が低下し、はんだが凝固するまでの間にはんだ付け部に保持されるはんだの量が減少したり、凝固したはんだの形状が適切でなく、はんだ付け部の信頼性が低下してしまう。また、はんだ付け槽に浸入するＺｎの量が多くなり、はんだ浴の更新時間が短くなる。従って、Ｚｎ含有量は０．０１〜５質量％、望ましくは０．０３〜３．０質量％、さらに望ましくは０．０５〜２．５質量％とする。

Ｎｉは、含有量が０．０１質量％未満であると、Ｚｎと同様に、経時による酸化抑制効果が発現し難い。逆にＮｉ含有量が２質量％を超えると、酸化抑制効果によるＰｂフリーはんだ付け性の向上には寄与するが、銅合金の導電率を確保し難い。この導電率は、従来より用いられる黄銅材（Ｃｕ−３０ｗｔ％Ｚｎ）よりも高いことが望ましく、３０％ＩＡＣＳ以上は必要である。さらにＮｉは、ＰやＦｅとＮｉ−Ｐ，Ｎｉ−Ｆｅ−Ｐ金属間化合物として析出し、銅合金板の強度の向上に寄与する。従って、Ｎｉ含有量は０．０１〜２質量％、望ましくは０．０２５〜１．５質量％とする。

Ｓｎは、強度向上に寄与する元素であり、適宜添加されるが、３質量％を超えると導電率を確保し難いため、３質量％以下の範囲で選択添加する。強度向上のためには０．０１質量％以上の添加が望ましい。望ましい添加量は０．０３〜２．５質量％であり、さらに望ましくは０．０３〜２．３質量％である。
Ａｌ，Ｃｏ，Ｃｒ，Ｍｇ，Ｍｎ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｚｒは、強度及び耐熱性の向上に寄与する元素であり、はんだ付け性を阻害しない範囲で必要に応じて添加する。含有量が各元素０．００１質量％未満であると強度及び耐熱性の向上効果が小さく、逆に０．２質量％を超えるとはんだ付け性を低下させる。また、これらの元素を２種以上添加する場合、その合計含有量が０．００１質量％未満であると、強度及び耐熱性の向上効果が小さく、０．６質量％を超えるとＰｂフリーはんだ付け性を劣化させる。従って、これらの元素の含有量は、各元素０．００１〜０．２質量％、２種以上含む場合は合計で０．００１〜０．６質量％とする。望ましくはそれぞれ、０．００５〜０．１質量％、０．００５〜０．４質量％である。

（Ｎｉ−Ｐ系）
Ｎｉ−Ｐ系銅合金の組成は、Ｎｉ：０．０５〜２質量％、Ｐ：０．０１〜０．２質量％を含み、残部Ｃｕ及び不可避不純物からなり、必要に応じて、さらにＺｎ：０．０１〜５質量％又は／及びＳｎ：０．０１〜３質量％を含み、その他の副成分として、Ａｌ，Ｃｏ，Ｃｒ，Ｍｇ，Ｍｎ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｚｒの１種又は２種以上を、各元素０．００１〜０．２質量％、合計で０．００１〜０．６質量％含む。

この組成において、ＮｉはＮｉ−Ｐ金属間化合物として析出し、銅合金板の強度の向上に寄与するとともに、打抜き端面において経時によるＣｕの酸化を抑制し、優れたＰｂフリーはんだ付け性を維持する作用を有する。含有量を０．０５〜２質量％に規定した理由は前記Ｆｅ−Ｐ系と同様であり、望ましい含有量の範囲も同様に０．０２５〜１．５質量％である。
Ｐ，Ｚｎ，Ｓｎ，及びＡｌ，Ｃｏ，Ｃｒ，Ｍｇ，Ｍｎ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｚｒに関しても、作用効果は前記Ｆｅ−Ｐ系と同様であり、含有量の範囲（望ましい範囲も）及びそのように規定した理由も同様である。

銅合金板表面のＳｎめっきは、Ｐｂフリーはんだ付け性及び経時後の電気的信頼性（低い接触抵抗の維持）を向上させる作用がある。Ｓｎめっきとして、リフローＳｎめっき、溶融Ｓｎめっき、電気光沢Ｓｎめっき等がいずれも利用できる。また、本発明でいうＳｎめっきはＳｎ基合金めっきを含み、例えばＳｎ−Ｃｕ合金めっき、Ｓｎ−Ｂｉ合金めっき、Ｓｎ−Ｚｎ合金めっき、Ｓｎ−Ａｇ合金めっき等、２元系や３元系のＳｎ基合金めっきを含む。

本発明に係るＳｎめっき付き銅合金板の表面被覆層構造は、Ｓｎめっき層の下地に他の表面被覆層を有していてもよい。銅合金板素材にＳｎめっきを行った場合、そのめっき構成は、通常、上表層よりＳｎ層、Ｃｕ−Ｓｎ金属間化合物層の順で構成される（特開２００２−２９８９６３号公報参照）が、そのほか、表層よりＳｎ層、Ｃｕ−Ｓｎ金属間化合物層、Ｎｉ層の順で構成される表面被覆層構造（特開２００４−６８０２６号公報、特開２００５−２２６０９７号公報参照）を有していてもよい。各被覆層の厚さは、Ｓｎ層が０．０１〜２μｍ、望ましくは０．０２〜１μｍ、Ｃｕ−Ｓｎ金属間化合物層が０．０１〜１μｍ、Ｎｉ層が１μｍ以下（ゼロを含む）が望ましい。

また、本発明に係るＳｎめっき付き銅合金板の母材として、特開２００６−７７３０７号公報、特開２００６-１８３０６８号公報、特開２００７-２５８１５６号公報等に開示された、特徴的な表面形態を有する（ダル圧延等により表面粗さ（凹凸）を通常より大きくした）銅合金板を使用することもできる。この場合、銅合金板表面に、必要に応じてＮｉめっきを行った後、Ｃｕめっき及びＳｎめっきを行い、リフロー処理後、必要に応じてさらにＳｎフラッシュめっきを行う。これにより、Ｓｎ層、Ｃｕ−Ｓｎ金属間化合物層、さらにＮｉ層（Ｎｉめっきを行った場合）からなる表面被覆層が形成される。

本発明に係るＳｎめっき付き銅合金板は、Ｓｎめっき層の下地にＣｕ−Ｓｎ金属間化合物層を有し、あるいはさらにＮｉ層を有することにより、課題であるＰｂフリーはんだ付け性の維持だけでなく、経時後の電気的信頼性、耐熱剥離性、低挿入力化も付与でき、ＰＣＢオス端子用材料としてより好適なものとなる。前記特徴的な表面形態を有する銅合金板を用いる場合、さらに低挿入力化が実現できる。

表１に示すＮｏ．１〜３０の組成の銅合金を小型電気炉で大気中にて木炭皮膜下で溶解し、厚さ５０ｍｍ、幅８０ｍｍ、長さ１８０ｍｍの鋳塊を溶製した。作製した上記鋳塊の表裏面を各５ｍｍ面削した後、９３０℃で熱間圧延を行い、厚さ１２ｍｍｔの板材とした。さらに、板材の表裏面をそれぞれ約１ｍｍ面削した。なお、Ｎｏ．２０，２４は熱間割れが発生したため、熱間圧延以降の工程は取り止めた。

これらの板材について、冷間圧延を行った後、焼鈍を行い、続いて冷間圧延及び焼鈍を適宜行い、最終の仕上げ冷間圧延により板厚を０．６４ｍｍｔとした。焼鈍はいずれも、２００℃〜６００℃×０．５〜１０時間の範囲内で、Ｆｅ−Ｐ，Ｎｉ−Ｐ化合物等が析出し（Ｆｅ−Ｐ系又はＮｉ−Ｐ系の場合）、焼鈍後の再結晶粒の平均粒径が５０μｍ以下、又は再結晶しない条件を選択した。
仕上げ冷間圧延後の板材について、２０〜３００秒程度の範囲で低温焼鈍を行った。このときの焼鈍条件は、仕上げ低温焼鈍前の硬さに対し低温焼鈍後の硬さが６５％〜９５％となるように選択した。

得られた銅合金板から試験片を採取し、曲げ加工性試験、硬さ測定、導電率測定を下記要領で行った。その結果を下記表３に示す。ただし、曲げ加工試験で不良と評価されたＮｏ．１８（Ｎｏ．１８以外は全て良と評価）は、その他の試験を取り止めた。
［曲げ加工性］
長さ方向が板材の圧延方向に対し平行方向（ＬＤ）及び直角方向（ＴＤ）になるように幅１０ｍｍ、長さ３０ｍｍの供試材を切り出し、曲げ線が長さ方向に垂直になるように、ＣＥＳＭ０００２金属材料Ｗ曲げ試験に規定されているＢ型曲げ治具を用いてはさみ、島津製作所製万能試験機ＲＨ−３０を使用して１ｔの荷重でＲ／ｔ＝２（Ｒ：曲げ半径、ｔ：板厚）にて９０°Ｗ曲げ加工を行った後、曲げ部の割れの有無を観察し、割れのないものを良、割れが発生したものを不良と評価した。
［硬さ測定］
マイクロビッカース硬さ硬度計を用い、ＪＩＳＺ２２４４の規定に基づき、５００ｇｆでの硬さを測定した。
［導電率測定］
導電率はＪＩＳＨ０５０５に基づいて測定した。

次に、Ｎｏ．１８，２０，２４以外の銅合金板について、表２に示す条件にて、Ｃｕめっき及びリフローＳｎめっき（Ｓｎめっき及びリフロー処理）を行い、平均厚さ０．５μｍの純Ｓｎ層、平均厚さ０．４μｍのＣｕ−Ｓｎ金属間化合物層からなる表面被覆層を有するＳｎめっき付き銅合金板を製造した。純Ｓｎ層厚さ及びＣｕ−Ｓｎ金属間化合物層厚さの測定方法を下記に示す。
［純Ｓｎ層厚さ測定］
蛍光Ｘ線膜厚計を用いてＳｎめっき厚さを測定する。その後、ｐ−ニトロフェノール及び苛性ソーダを主成分とする剥離液に１０分間浸漬し、純Ｓｎ層を剥離後、蛍光Ｘ線膜厚計を用いて、Ｃｕ−Ｓｎ金属間化合物層中のＳｎ量を測定する。Ｓｎめっき厚さからＣｕ−Ｓｎ金属間化合物層中のＳｎ量を引くことにより、純Ｓｎ層厚さを算出した。
［Ｃｕ−Ｓｎ金属間化合物層厚さ測定］
Ｃｕ−Ｓｎ金属間化合物層厚さの測定は、板材断面をミクロトームにより切断し、その切断面をＳＥＭ観察により測定した。

続いて、各Ｓｎめっき付き銅合金板から試験片を採取し、Ｐｂフリーはんだ付け性評価を下記要領で行った。その結果を表３に示す。
［Ｐｂフリーはんだ付け性評価］
０．６４ｍｍｗ×３０ｍｍｌの試験片を打抜き加工し、湿潤試験機にて湿潤経時させた（経時条件：８５℃×８５％ＲＨ×４８Ｈｒ）試験片（経時試験片）と、湿潤経時させていない打抜き直後の試験片（非経時試験片）について、はんだ付け性の評価を行った。
はんだ付け条件は、市販のＳｎ−３質量％Ａｇ−０．５質量％Ｃｕはんだを２６０±５℃に保持し溶融させ、各試験片を浸漬速度２５ｍｍ／ｓｅｃ、浸漬深さ１２ｍｍ、浸漬時間５ｓｅｃにて溶融はんだ中に浸漬させた。はんだ付け装置として、ソルダーチェッカー（（株）レスカ製；ＳＡＴ５１００型）を用いた。フラックスには非活性フラックス（α１００；株式会社日本アルファメタルズ）を使用し、経時試験片及び非経時試験片について濡れ時間を測定した。はんだ付け性は、濡れ時間２ｓｅｃ未満の場合は○（良）、２ｓｅｃ以上の場合を×（不良）と評価した。外観評価は、湿潤経時試験片の端面及びめっき面について行い、端面については、はんだ付着面積率が７０％未満を×（不良）、７０％以上を○（良）、９５％以上を◎（優）と評価し、めっき面については、ディウェットやピットが観察される場合を×（不良）、はんだ表面の荒れが観察されるものを△（やや不良）、見られない場合を○（良）と評価した。

表３に示すように、本発明に規定する組成を有するＮｏ．１〜１２は、打抜き直後及び湿潤経時後のはんだ濡れ性に優れ、打抜き端面のはんだ付着面積率が高く、Ｐｂフリーはんだ付け性に優れている。また、硬さは１３０ＭＨｖ以上で強度が高く、導電率も３０％ＩＡＣＳ以上が得られている。
これに対し、Ｎｏ．１４，１５，２３，２９，３０は、Ｚｎ又はＮｉを含まないか、含有量が本発明の規定より少ないため、Ｐｂフリーはんだ付け性が劣る。Ｎｏ．１６はＺｎ含有量が過剰なため、Ｐｂフリーはんだ付け性が劣り、Ｎｏ．２７，２８はさらに導電率が劣る。Ｎｏ．１７，１９，２３，２５は、Ｆｅ，Ｎｉ又はＰの含有量が本発明の規定より少ないため、硬さが低く、十分な強度が得られていない。Ｎｏ．１３，２１，２２，２６はＮｉ又はＳｎが過剰なため、導電率が低い。

実施例１のＮｏ．１の組成の銅合金を用い、実施例１と同じ方法で、板厚０．６４ｍｍｔの銅合金板を得た。表４のＮｏ．３３，３４は、特開２００７-２５８１５６号公報の開示に従い、ダルロールで調質圧延して銅合金板表面を粗面化（凹凸）した。
続いて、表２に示す条件にてＮｉめっきを行い（あるいは行わず）、Ｃｕめっきを行い（あるいは行わず）、さらにＳｎめっき（ただし、Ｎｏ．３６は溶融Ｓｎめっき）を行い、Ｎｏ．３５，３６を除いてさらにリフロー処理を行った。Ｎｏ．３３は、特開２００７-２５８１５６号公報の開示に従い、さらにＳｎフラッシュめっき（０．０５μｍ）を行った。

次に、得られたＳｎめっき付き銅合金板について、純Ｓｎ層、Ｃｕ−Ｓｎ合金層、Ｎｉ層及びＮｉ−Ｓｎ層の厚さを前記及び下記要領で測定し、Ｐｂフリーはんだ付け性、接触信頼性、はんだ耐熱剥離性及び摩擦係数の試験を前記及び下記要領で行い、表４に示す結果を得た。
なお、備考欄に後めっき相当と記載されたＮｏ．３７，３８は、他の実施例と同様に先めっき材であるが、Ｓｎめっき厚さを従来の後めっき材と同等の厚さとしたものである。

［Ｎｉ層厚さ測定］
Ｎｉ層厚さは蛍光Ｘ線膜厚計を用いて測定した。
［Ｎｉ−Ｓｎ層厚さ測定］
Ｎｉ−Ｓｎ金属間化合物層厚さの測定は、板材断面をミクロトームにより切断し、その切断面をＳＥＭ観察により測定した。
［耐熱剥離性評価］
耐熱剥離性評価は、はんだ付け試験した短冊状の試験片を１８０℃で４８Ｈｒ大気中にて加熱を行った後、１８０°の曲げ戻しを行い、曲げ戻し部のテープ剥離試験にて評価した。剥離が生じた場合を×（不良）、生じなかった場合を○（良）とした。

［接触信頼性評価］
接触信頼性は、４端子法により、解放電圧２０ｍＶ、電流１０ｍＡで金プローブ（１．０ｍｍφ）を用いて測定した。測定荷重は３００ｇｆ（摺動状態）である。評価は、接触抵抗１ｍΩ以下を◎（優）、接触抵抗３ｍΩ以下を○（良）、３ｍΩを越えた場合は×（不良）と評価した。
［摩擦係数評価］
摩擦係数は錫めっき材を半径（内径）１．５ｍｍで張り出し加工したメス側舌片とオス側舌片の錫めっき板材を接触させ、オス側舌片を水平に引っ張るようにして、オートグラフにて測定した。この際、接圧力はメス側舌片を取り付けた軸にかけた荷重（Ｎ＝３００ｇｆ）であり、オス側舌片を引っ張る速度は８０ｍ／ｍｉｎとした。摩擦係数値（μ）は次式のように、ロードセルによって測定した水平方向にかかる力（Ｆ）を荷重（Ｎ）で割ったものである。
μ＝Ｆ／Ｎ
摩擦係数μが０．６未満を○（良）、０．６以上を×（不良）と評価した。

表４より、Ｎｏ．３１〜３６は、課題である打抜き直後及び湿潤経時後のＰｂフリーはんだ付け性に優れている。また、経時後の接触信頼性、はんだ耐熱剥離性及び低挿入力化（摩擦係数）が実現されている。
一方、Ｎｏ．３７〜４０も、課題である打抜き直後及び湿潤経時後のＰｂフリーはんだ付け性と、はんだ耐熱剥離性が優れている。しかし、Ｎｏ．３７は後めっき材と同等の純Ｓｎ層厚さを有するため摩擦係数が大きく、Ｎｏ．３８はＣｕ−Ｓｎ合金層がバリア層として存在しない（Ｎｉ−Ｓｎ層が形成されている）ため、さらに接触信頼性が劣る。Ｎｏ．３９もＣｕ−Ｓｎ合金層がバリア層として存在しないため、接触信頼性が劣る。Ｎｏ．４０はＣｕ−Ｓｎ合金層の厚さが０．０１μｍ未満と薄いため、接触信頼性が劣る。
このように、適切なめっき構成（それ自体公知）を選択することにより、課題であるＰｂフリーはんだ付け性だけでなく、経時後の接触信頼性及びはんだ耐熱剥離性の向上及び低挿入力化（摩擦係数）を実現することができる。

Claims (5)

1. 両表面にＳｎめっき層を有し両端面にプレス打抜き加工によるせん断切り口面を有するＰＣＢオス端子を製造するためのＰＣＢオス端子用Ｓｎめっき付き銅合金板において、銅合金がＦｅ：０．０５〜２．６質量％、Ｐ：０．０１〜０．２質量％、及びＺｎ：０．０１〜５質量％とＮｉ：０．０１〜２質量％の１種又は２種を含み、残部Ｃｕ及び不可避不純物からなることを特徴とするＰｂフリーはんだ付け性に優れるＰＣＢオス端子用Ｓｎめっき付き銅合金板。
2. 両表面にＳｎめっき層を有し両端面にプレス打抜き加工によるせん断切り口面を有するＰＣＢオス端子を製造するためのＰＣＢオス端子用Ｓｎめっき付き銅合金板において、銅合金がＮｉ：０．０１〜２質量％、Ｐ：０．０１〜０．２質量％を含み、残部Ｃｕ及び不可避不純物からなることを特徴とするＰｂフリーはんだ付け性に優れるＰＣＢオス端子用Ｓｎめっき付き銅合金板。
3. さらにＺｎ：０．０１〜５質量％を含むことを特徴とする請求項２に記載されたＰｂフリーはんだ付け性に優れるＰＣＢオス端子用Ｓｎめっき付き銅合金板。
4. さらにＳｎ：３質量％以下を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載されたＰｂフリーはんだ付け性に優れるＰＣＢオス端子用Ｓｎめっき付き銅合金板。
5. さらにＡｌ，Ｃｏ，Ｃｒ，Ｍｇ，Ｍｎ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｚｒの１種又は２種以上を、各元素０．００１〜０．２質量％、合計で０．００１〜０．６質量％含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載されたＰｂフリーはんだ付け性に優れるＰＣＢオス端子用Ｓｎめっき付き銅合金板。