JP2011202266A - 嵌合型接続部品及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】相手側部品との接触側最表面に、適正で制御可能な平面視形状を有するＳｎ被覆層及びＣｕ−Ｓｎ合金被覆層を有し、端子の小型化にも対応可能な嵌合型接続部品を提供する。
【解決手段】表面被覆層として複数の平行線として観察されるＳｎ被覆層群Ｘを含み、該Ｓｎ被覆層群Ｘを構成する個々のＳｎ被覆層１ａ〜１ｄの両側にＣｕ−Ｓｎ合金被覆層２が隣接して存在する。部品挿入方向の最大高さ粗さＲｚが１０μｍ以下である。銅板材の打抜き加工時にプレス加工により表面粗化処理を行い、銅板材表面に複数の平行線として観察される凹部を形成し、次いで銅板材にＣｕめっき及びＳｎめっきを行い、リフロー処理して製造する。
【選択図】図１
【解決手段】表面被覆層として複数の平行線として観察されるＳｎ被覆層群Ｘを含み、該Ｓｎ被覆層群Ｘを構成する個々のＳｎ被覆層１ａ〜１ｄの両側にＣｕ−Ｓｎ合金被覆層２が隣接して存在する。部品挿入方向の最大高さ粗さＲｚが１０μｍ以下である。銅板材の打抜き加工時にプレス加工により表面粗化処理を行い、銅板材表面に複数の平行線として観察される凹部を形成し、次いで銅板材にＣｕめっき及びＳｎめっきを行い、リフロー処理して製造する。
【選択図】図１
Description
本発明は、主として自動車・民生機器等の電気配線に使用されるコネクタ用端子やバスバー等の嵌合型接続部品及びその製造方法に関し、特にオス端子とメス端子の挿抜に際しての摩擦や摩耗の低減が求められる嵌合型接続部品及びその製造方法に関する。
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）。
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、最表面にＣｕ−Ｓｎ合金層とＳｎ層が形成され（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。
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、最表面にＣｕ−Ｓｎ合金層とＳｎ層が形成され（表面被覆層のうちＣｕ−Ｓｎ合金層の表面露出面積率が３〜７５％）、Ｃｕ−Ｓｎ合金層の平均の厚さが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。
特許文献３には、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及びその製造方法が記載されている。この発明において、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、この発明は特許文献１，２と異なり、Ｃｕ−Ｓｎ合金層が露出していない場合（最表面にＳｎ層のみ）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、最表面がＣｕ-Ｓｎ合金層とＳｎ層からなるとき）、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。
一方、特許文献４〜６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。
さらに、特許文献７、８には、後めっきが施される端子において、電気的信頼性が高く（低接触抵抗）、嵌合部の摩擦係数が低く、かつはんだ付け部のはんだ付け性を向上させることが記載されている。
特許文献７の発明では、端子成形加工時に嵌合部分のみ表面粗度を大きくし、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）。この際、めっき厚は全面同じとする。嵌合部においては、最表面にＣｕ−Ｓｎ合金層とＳｎ層が形成され（Ｃｕ−Ｓｎ合金層が表面に露出）ているため、はんだ濡れ性に問題があるが、嵌合部以外は凹凸が無いためＣｕ−Ｓｎ合金層が露出しておらず（最表面にＳｎ層のみ）、はんだ濡れ性は良好である。
特許文献７の発明では、端子成形加工時に嵌合部分のみ表面粗度を大きくし、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）。この際、めっき厚は全面同じとする。嵌合部においては、最表面にＣｕ−Ｓｎ合金層とＳｎ層が形成され（Ｃｕ−Ｓｎ合金層が表面に露出）ているため、はんだ濡れ性に問題があるが、嵌合部以外は凹凸が無いためＣｕ−Ｓｎ合金層が露出しておらず（最表面にＳｎ層のみ）、はんだ濡れ性は良好である。
特許文献８の発明では、表面粗さの大きい銅合金材料に打ち抜き加工を施して端子素材を形成した後、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）。この際、はんだ付け部のＳｎめっき層は厚く形成することで、はんだ付け部においてはＣｕ−Ｓｎ合金層が表面に露出しておらず、はんだ濡れ性は良好である。
特許文献１〜３及び特許文献７，８に記載された接続部品用導電材料は、表面粗化処理した銅板材を母材として用い、その表面に例えばＮｉめっき層、Ｃｕめっき層及びＳｎめっき層をこの順に形成し、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Ｃｕ−Ｓｎ合金被覆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被覆層の間からＣｕ−Ｓｎ合金被覆層の一部を表面に露出させている。
従来、Ｓｎ被覆層及びＣｕ−Ｓｎ被覆層の露出形態の指標として、Ｃｕ−Ｓｎ合金被覆層の露出面積率と平均露出間隔（特許文献１，２）、及びＳｎ被覆層の最大内接円直径及び最大外接円直径（特許文献３）が規定されている。
従来、Ｓｎ被覆層及びＣｕ−Ｓｎ被覆層の露出形態の指標として、Ｃｕ−Ｓｎ合金被覆層の露出面積率と平均露出間隔（特許文献１，２）、及びＳｎ被覆層の最大内接円直径及び最大外接円直径（特許文献３）が規定されている。
一方、個々のＳｎ被覆層又はＣｕ−Ｓｎ合金被覆層の形状については、これまで特に注目されていない。しかし、端子のさらなる小型化に対応するには、前記のようにやや抽象的な指標に留まらず、個々のＳｎ被覆層又はＣｕ−Ｓｎ合金被覆層の具体的形状について、適正で制御可能な平面視形状が必要になると考えられる。
従って、本発明は、適正で制御可能な平面視形状を有するＳｎ被覆層又はＣｕ−Ｓｎ合金被覆層を有し、端子の小型化にも対応可能な嵌合型接続部品を提供することを目的とする。
従って、本発明は、適正で制御可能な平面視形状を有するＳｎ被覆層又はＣｕ−Ｓｎ合金被覆層を有し、端子の小型化にも対応可能な嵌合型接続部品を提供することを目的とする。
本発明に係る嵌合型接続部品は、所定形状に打抜き加工した銅板材に後めっき及びリフロー処理して製造され、相手側部品との接触側最表面にＣｕ−Ｓｎ合金被覆層とＳｎ被覆層が混在し、前記Ｓｎ被覆層がリフロー処理により平滑化されているものであり、次の点を特徴とする。
（１）前記Ｓｎ被覆層は複数の平行線として観察されるＳｎ被覆層群を含み、前記Ｓｎ被覆層群を構成する個々のＳｎ被覆層の両側に前記Ｃｕ−Ｓｎ合金被覆層が隣接して存在し、前記表面の部品挿入方向の最大高さ粗さＲｚが１０μｍ以下であること、又は、
（２）前記Ｓｎ被覆層は複数の平行線として観察されるＳｎ被覆層群と、同じく複数の平行線として観察される別のＳｎ被覆層群を１又は２以上含み、各Ｓｎ被覆層群は格子状に交差し、各Ｓｎ被覆層群を構成する個々のＳｎ被覆層の両側にＣｕ−Ｓｎ合金被覆層が隣接して存在し、前記表面の端子挿入方向の最大高さ粗さＲｚが１０μｍ以下であること。
（１）前記Ｓｎ被覆層は複数の平行線として観察されるＳｎ被覆層群を含み、前記Ｓｎ被覆層群を構成する個々のＳｎ被覆層の両側に前記Ｃｕ−Ｓｎ合金被覆層が隣接して存在し、前記表面の部品挿入方向の最大高さ粗さＲｚが１０μｍ以下であること、又は、
（２）前記Ｓｎ被覆層は複数の平行線として観察されるＳｎ被覆層群と、同じく複数の平行線として観察される別のＳｎ被覆層群を１又は２以上含み、各Ｓｎ被覆層群は格子状に交差し、各Ｓｎ被覆層群を構成する個々のＳｎ被覆層の両側にＣｕ−Ｓｎ合金被覆層が隣接して存在し、前記表面の端子挿入方向の最大高さ粗さＲｚが１０μｍ以下であること。
上記嵌合型接続部品において、各Ｓｎ被覆層群に属するＳｎ被覆層の幅が１〜５００μｍ、各Ｓｎ被覆層群に属するＳｎ被覆層のうち隣接するＳｎ被覆層同士の間隔が１〜２０００μｍであることが望ましい。
なお、各Ｓｎ被覆層群に属する個々のＳｎ被覆層は、上記のとおり、相手側部品との接触（摺動）側最表面において、複数の平行線として観察されるものをいうが、個々のＳｎ被覆層は必ずしも数学的な意味で平行線状である必要はない。各Ｓｎ被覆層群に属する個々のＳｎ被覆層が、ほぼ同形状で湾曲、波打ち、あるいは屈曲している場合も本発明に含まれる。
なお、各Ｓｎ被覆層群に属する個々のＳｎ被覆層は、上記のとおり、相手側部品との接触（摺動）側最表面において、複数の平行線として観察されるものをいうが、個々のＳｎ被覆層は必ずしも数学的な意味で平行線状である必要はない。各Ｓｎ被覆層群に属する個々のＳｎ被覆層が、ほぼ同形状で湾曲、波打ち、あるいは屈曲している場合も本発明に含まれる。
上記嵌合型接続部品は、銅板材（母材）の表面被覆層として、最表面にＣｕ−Ｓｎ合金被覆層と、Ｓｎ被覆層が形成される。Ｃｕ−Ｓｎ合金被覆層とＳｎ被覆層からなる表面被覆層の具体的形態として、例えば前記特許文献１〜３に記載されたように、Ｃｕ−Ｓｎ合金被覆層とＳｎ被覆層がこの順に形成され、リフロー処理により平滑化されたＳｎ被覆層の間から、Ｃｕ−Ｓｎ合金被覆層の一部が最表面に露出している形態が考えられる。この場合、最表面に露出したＣｕ−Ｓｎ合金被覆層が、粗さ曲線の山として測定され、この山が前記最大高さ粗さＲｚの大きさに反映される。
Ｃｕ−Ｓｎ合金被覆層とＳｎ被覆層がこの順に形成されている場合において、前記Ｃｕ−Ｓｎ合金被覆層の平均厚さが０．１〜３μｍ、前記Ｓｎ被覆層の平均厚さが０．２〜５．０μｍであることが望ましい。各被覆層の上記平均厚さは、従来技術（前記特許文献１〜３）のものと同等の数値である。
上記嵌合型接続部品の表面被覆層の一部として、銅板材（母材）の表面と前記Ｃｕ−Ｓｎ合金被覆層の間にＮｉ被覆層が形成されていてもよく、また、前記Ｎｉ被覆層と前記Ｃｕ−Ｓｎ合金被覆層の間にさらにＣｕ被覆層が形成されていてもよい。さらに、前記接続部品用銅板材の表面とＮｉ被覆層の間にＣｕ被覆層が形成されていてもよい。
なお、本発明において、Ｓｎ被覆層、Ｎｉ被覆層及びＣｕ被覆層は、それぞれＳｎ、Ｎｉ、Ｃｕ金属のほか、Ｓｎ合金、Ｎｉ合金及びＣｕ合金を含む。
上記嵌合型接続部品の表面被覆層の一部として、銅板材（母材）の表面と前記Ｃｕ−Ｓｎ合金被覆層の間にＮｉ被覆層が形成されていてもよく、また、前記Ｎｉ被覆層と前記Ｃｕ−Ｓｎ合金被覆層の間にさらにＣｕ被覆層が形成されていてもよい。さらに、前記接続部品用銅板材の表面とＮｉ被覆層の間にＣｕ被覆層が形成されていてもよい。
なお、本発明において、Ｓｎ被覆層、Ｎｉ被覆層及びＣｕ被覆層は、それぞれＳｎ、Ｎｉ、Ｃｕ金属のほか、Ｓｎ合金、Ｎｉ合金及びＣｕ合金を含む。
本発明によれば、低挿入力でかつ電気的信頼性に優れた嵌合型接続部品を提供することができる。
本発明で規定されたＳｎ被覆層及びＣｕ−Ｓｎ合金被覆層の平面視形状は、端子の小型化にも対応可能であり、かつ銅板材の表面粗化処理を適正に行うことでその平面視形状の制御を容易に行うことができる。
本発明で規定されたＳｎ被覆層及びＣｕ−Ｓｎ合金被覆層の平面視形状は、端子の小型化にも対応可能であり、かつ銅板材の表面粗化処理を適正に行うことでその平面視形状の制御を容易に行うことができる。
以下、本発明に係る嵌合型接続部品について、具体的に説明する。
本発明の嵌合型接続部品は、所定形状に打抜き加工した銅板材に後めっき及びリフロー処理して製造されるもので、相手側部品との接触側最表面にＣｕ−Ｓｎ合金被覆層とＳｎ被覆層が混在し、Ｓｎ被覆層がリフロー処理により平滑化されている。Ｃｕ−Ｓｎ合金被覆層とＳｎ被覆層からなる表面被覆層について、より具体的な形態をいえば、銅板材（母材）の表面にＣｕ−Ｓｎ合金被覆層とＳｎ被覆層がこの順に形成され、リフロー処理により平滑化されたＳｎ被覆層の間から、Ｃｕ−Ｓｎ合金被覆層の一部が最表面に露出している。相手側部品との接触（摺動）側最表面に硬いＣｕ−Ｓｎ合金被覆層が露出することにより、端子挿入力が低減する。
最表面に露出したＣｕ−Ｓｎ合金被覆層は、ＪＩＳＢ０６０１に基づく粗さ曲線の山として測定され、この山が最大高さ粗さＲｚの大きさに反映される。
本発明の嵌合型接続部品は、所定形状に打抜き加工した銅板材に後めっき及びリフロー処理して製造されるもので、相手側部品との接触側最表面にＣｕ−Ｓｎ合金被覆層とＳｎ被覆層が混在し、Ｓｎ被覆層がリフロー処理により平滑化されている。Ｃｕ−Ｓｎ合金被覆層とＳｎ被覆層からなる表面被覆層について、より具体的な形態をいえば、銅板材（母材）の表面にＣｕ−Ｓｎ合金被覆層とＳｎ被覆層がこの順に形成され、リフロー処理により平滑化されたＳｎ被覆層の間から、Ｃｕ−Ｓｎ合金被覆層の一部が最表面に露出している。相手側部品との接触（摺動）側最表面に硬いＣｕ−Ｓｎ合金被覆層が露出することにより、端子挿入力が低減する。
最表面に露出したＣｕ−Ｓｎ合金被覆層は、ＪＩＳＢ０６０１に基づく粗さ曲線の山として測定され、この山が最大高さ粗さＲｚの大きさに反映される。
本発明に係る嵌合型接続部品において、相手側部品との接触側最表面に存在する前記Ｓｎ被覆層及びＣｕ−Ｓｎ合金被覆層は、下記（１）又は（２）の形態をとる。
（１）複数の平行線として観察されるＳｎ被覆層群を含み、該Ｓｎ被覆層群を構成する個々のＳｎ被覆層（このＳｎ被覆層を、特に平行Ｓｎ被覆層という場合がある）の両側にＣｕ−Ｓｎ合金被覆層が隣接して存在する。
（２）複数の平行線として観察されるＳｎ被覆層群と、同じく複数の平行線として観察される別のＳｎ被覆層群を１又は２以上含み、各Ｓｎ被覆層群は格子状に交差し、各Ｓｎ被覆層群を構成する個々のＳｎ被覆層（このＳｎ被覆層を、特に平行Ｓｎ被覆層という場合がある）の両側にＣｕ−Ｓｎ合金被覆層が隣接して存在する。
（１）複数の平行線として観察されるＳｎ被覆層群を含み、該Ｓｎ被覆層群を構成する個々のＳｎ被覆層（このＳｎ被覆層を、特に平行Ｓｎ被覆層という場合がある）の両側にＣｕ−Ｓｎ合金被覆層が隣接して存在する。
（２）複数の平行線として観察されるＳｎ被覆層群と、同じく複数の平行線として観察される別のＳｎ被覆層群を１又は２以上含み、各Ｓｎ被覆層群は格子状に交差し、各Ｓｎ被覆層群を構成する個々のＳｎ被覆層（このＳｎ被覆層を、特に平行Ｓｎ被覆層という場合がある）の両側にＣｕ−Ｓｎ合金被覆層が隣接して存在する。
平行Ｓｎ被覆層及びＣｕ−Ｓｎ合金被覆層の上記（１），（２）の形態を、図１，２の模式図を参照して説明する。なお、図１，２は嵌合型接続部品の最表面の一部を略正方形に抜き出して示す平面模式図である。
まず、図１（ａ），（ｂ）は、上記（１）の形態の典型例を示す。図１（ａ）に示す例では、所定幅を有する複数の平行Ｓｎ被覆層１ａ〜１ｄ（まとめて平行Ｓｎ被覆層１という場合がある）が略等間隔で平行線状に形成され、各平行Ｓｎ被覆層１ａ〜１ｄの両側にＣｕ−Ｓｎ合金被覆層２が隣接して存在する。Ｃｕ−Ｓｎ合金被覆層２も所定幅を有し、同じく略等間隔で平行線状に形成されている。平行線状に形成された複数の平行Ｓｎ被覆層１ａ〜１ｄにより、本発明でいうＳｎ被覆層群Ｘが構成される。
まず、図１（ａ），（ｂ）は、上記（１）の形態の典型例を示す。図１（ａ）に示す例では、所定幅を有する複数の平行Ｓｎ被覆層１ａ〜１ｄ（まとめて平行Ｓｎ被覆層１という場合がある）が略等間隔で平行線状に形成され、各平行Ｓｎ被覆層１ａ〜１ｄの両側にＣｕ−Ｓｎ合金被覆層２が隣接して存在する。Ｃｕ−Ｓｎ合金被覆層２も所定幅を有し、同じく略等間隔で平行線状に形成されている。平行線状に形成された複数の平行Ｓｎ被覆層１ａ〜１ｄにより、本発明でいうＳｎ被覆層群Ｘが構成される。
図１（ｂ）に示す例では、所定幅を有する複数の平行Ｓｎ被覆層１ａ〜１ｄが略等間隔で平行線状に形成され、その両側にＣｕ−Ｓｎ合金被覆層２が隣接して存在する。Ｃｕ−Ｓｎ合金被覆層２も所定幅を有し、同じく略等間隔で平行線状に形成されているが、Ｃｕ−Ｓｎ合金被覆層２の中にＳｎ被覆層３が島状に存在する点で、図１（ａ）の例と異なる。平行線状に形成された複数の平行Ｓｎ被覆層１により、本発明でいうＳｎ被覆層群Ｘが構成される。
なお、図１（ｂ）において島状に存在するＳｎ被覆層３が連続して、Ｃｕ−Ｓｎ合金被覆層２が分断される場合、あるいはＳｎ被覆層３の中にさらにＣｕ−Ｓｎ合金被覆層が小さく島状に存在する場合等、種々の他の形態が生じ得る。
なお、図１（ｂ）において島状に存在するＳｎ被覆層３が連続して、Ｃｕ−Ｓｎ合金被覆層２が分断される場合、あるいはＳｎ被覆層３の中にさらにＣｕ−Ｓｎ合金被覆層が小さく島状に存在する場合等、種々の他の形態が生じ得る。
図２（ａ），（ｂ）は、上記（２）の形態の典型例を示す。図２（ａ）に示す例では、所定幅を有する複数の平行Ｓｎ被覆層１ａ〜１ｄが略等間隔で平行線状に形成され、かつ、それに直角に交差して、所定幅を有する複数の平行Ｓｎ被覆層４ａ〜４ｄ（まとめて平行Ｓｎ被覆層４という場合がある）が略等間隔で平行線状に形成されている。平行線状に形成された複数の平行Ｓｎ被覆層１ａ〜１ｄにより、本発明でいうＳｎ被覆層群Ｘが構成され、同じく平行線状に形成された複数の平行Ｓｎ被覆層４ａ〜４ｄにより、本発明でいうＳｎ被覆層群Ｙが構成される。２つのＳｎ被覆層群Ｘ、Ｙは格子状に交差し、各格子に囲まれたエリアにＣｕ−Ｓｎ合金被覆層２が存在する。この場合も、Ｃｕ−Ｓｎ合金被覆層２は各平行Ｓｎ被覆層１，４の両側に隣接して存在するということができる。
図２（ｂ）に示す例では、所定幅を有する複数の平行Ｓｎ被覆層１ａ〜１ｄが略等間隔で平行線状に形成され、かつ、それに直角に交差して、所定幅を有する複数の平行Ｓｎ被覆層４ａ〜４ｄが略等間隔で平行線状に形成されている。平行線状に形成された複数の平行Ｓｎ被覆層１ａ〜１ｄにより、本発明でいうＳｎ被覆層群Ｘが構成され、同じく平行線状に形成された複数の平行Ｓｎ被覆層４ａ〜４ｄにより、本発明でいうＳｎ被覆層群Ｙが構成される。２つのＳｎ被覆層群Ｘ、Ｙは格子状に交差し、各格子に囲まれたエリアにＣｕ−Ｓｎ合金被覆層２が存在する。この例ではＣｕ−Ｓｎ合金被覆層２の中にＳｎ被覆層３が島状に存在し、この点で、図２（ａ）の例と異なる。この場合も、Ｃｕ−Ｓｎ合金被覆層２は各平行Ｓｎ被覆層１，４の両側に隣接して存在するということができる。
なお、図２（ｂ）において島状に存在するＳｎ被覆層３の中にさらにＣｕ−Ｓｎ合金被覆層が小さく島状に存在する場合等、種々の他の形態が生じ得る。
なお、図２（ｂ）において島状に存在するＳｎ被覆層３の中にさらにＣｕ−Ｓｎ合金被覆層が小さく島状に存在する場合等、種々の他の形態が生じ得る。
図１，２に示す嵌合型接続部品において、表面に露出したＣｕ−Ｓｎ合金被覆層２は、リフロー処理により平滑化した平行Ｓｎ被覆層１（Ｓｎ被覆層３，平行Ｓｎ被覆層４も）の水準より、高さ方向に突出している。このような両被覆層の断面形態について、図３に示す断面模式図を参照して説明する。
図３において、銅板材（母材）５には、比較的深い凹部６が略等間隔で形成され、凹部６の両側に凸部７が形成され、凹部６を挟まない隣接する凸部７，７間は比較的平らである。このような表面構造はプラトー構造といわれている。凹部６は、銅板材５の表面に複数の平行線として観察される。
図３において、銅板材（母材）５には、比較的深い凹部６が略等間隔で形成され、凹部６の両側に凸部７が形成され、凹部６を挟まない隣接する凸部７，７間は比較的平らである。このような表面構造はプラトー構造といわれている。凹部６は、銅板材５の表面に複数の平行線として観察される。
図３（ａ）は図１（ａ）（又は図２（ａ））に対応するもので、銅板材５の表面全体にＣｕ−Ｓｎ合金被覆層２が形成され、前記凹部６においてＣｕ−Ｓｎ合金被覆層２の上に平行Ｓｎ被覆層１が形成されている。この凹部６に形成された平行Ｓｎ被覆層１が、図１（ａ）又は図２（ａ）において平行線状に観察された平行Ｓｎ被覆層１ａ〜１ｄ（又は平行Ｓｎ被覆層４ａ〜４ｄ）に相当する。
図３（ｂ）は図１（ｂ）（又は図２（ｂ））に対応するもので、銅板材５の表面全体にＣｕ−Ｓｎ合金被覆層２が形成され、前記凹部６においてＣｕ−Ｓｎ合金被覆層２の上に平行Ｓｎ被覆層１が形成されている。プラトー部でもＣｕ−Ｓｎ合金被覆層２の上にＳｎ被覆層３が形成されている。この凹部６に形成された平行Ｓｎ被覆層１が、図１（ｂ）又は図２（ｂ）において平行線状に観察された平行Ｓｎ被覆層１ａ〜１ｄ（又は平行Ｓｎ被覆層４ａ〜４ｄ）に相当し、プラトー部に形成されたＳｎ被覆層３が、図１（ｂ）又は図２（ｂ）において島状に観察されたＳｎ被覆層３に相当する。
図３（ｂ）は図１（ｂ）（又は図２（ｂ））に対応するもので、銅板材５の表面全体にＣｕ−Ｓｎ合金被覆層２が形成され、前記凹部６においてＣｕ−Ｓｎ合金被覆層２の上に平行Ｓｎ被覆層１が形成されている。プラトー部でもＣｕ−Ｓｎ合金被覆層２の上にＳｎ被覆層３が形成されている。この凹部６に形成された平行Ｓｎ被覆層１が、図１（ｂ）又は図２（ｂ）において平行線状に観察された平行Ｓｎ被覆層１ａ〜１ｄ（又は平行Ｓｎ被覆層４ａ〜４ｄ）に相当し、プラトー部に形成されたＳｎ被覆層３が、図１（ｂ）又は図２（ｂ）において島状に観察されたＳｎ被覆層３に相当する。
ここで、Ｃｕ−Ｓｎ合金被覆層２と平行Ｓｎ被覆層１（及び平行Ｓｎ被覆層４）からなる表面被覆層の上記形態について、その形成手段の一例を具体的に説明する。
部品形状に打抜き後、又は打抜き前あるいは打抜きと同時に、銅板材５に対しプレス加工による表面粗化処理が施される。この表面粗化処理は、図４（ａ）に示すように、押圧面にごく細かい凹凸がほぼ一定ピッチで形成された金型８をプレス機にセットし、該金型８で銅板材５の表面をプレスすることで行われる。このプレス加工により、銅板材５の表面に金型８の押圧面の凸部（刃先）が押し込まれ、銅板材５の表面に凹部６が平行線状に転写され、同時に、凹部６から押し出された材料が凹部６の両側に盛り上がり、必然的に凸部７が形成される。凹部６を間に挟まない隣接する凸部７，７間の銅板材表面は、仕上げ圧延のままの比較的平ら（プラトー）な状態を保っている。
部品形状に打抜き後、又は打抜き前あるいは打抜きと同時に、銅板材５に対しプレス加工による表面粗化処理が施される。この表面粗化処理は、図４（ａ）に示すように、押圧面にごく細かい凹凸がほぼ一定ピッチで形成された金型８をプレス機にセットし、該金型８で銅板材５の表面をプレスすることで行われる。このプレス加工により、銅板材５の表面に金型８の押圧面の凸部（刃先）が押し込まれ、銅板材５の表面に凹部６が平行線状に転写され、同時に、凹部６から押し出された材料が凹部６の両側に盛り上がり、必然的に凸部７が形成される。凹部６を間に挟まない隣接する凸部７，７間の銅板材表面は、仕上げ圧延のままの比較的平ら（プラトー）な状態を保っている。
続いて、部品形状に打ち抜いたこの銅板材５の表面に、特許文献１〜３等と同様に、例えばＣｕめっき及びＳｎめっきが施され、さらにリフロー処理が施される。このリフロー処理により、Ｃｕめっき層のＣｕとＳｎめっき層のＳｎからＣｕ−Ｓｎ合金被覆層が形成され、溶融Ｓｎが凹部６等に流動する。その結果、図３（ａ）に示すように、平滑化した平行Ｓｎ被覆層１がＣｕ−Ｓｎ合金被覆層２の上に形成され、Ｃｕ−Ｓｎ合金被覆層２の一部が平行Ｓｎ被覆層１の両側に、該平行Ｓｎ被覆層１に隣接して露出する。このときＣｕめっき層の一部がＣｕ−Ｓｎ合金被覆層２の下に残留することもある。
なお、本発明に関しては、リフロー処理後の表面被覆層を構成する各層について「被覆層」と表現し、リフロー処理前の表面めっき層を構成する各層について「めっき層」と表現している。
リフロー処理後に残留するＳｎ量が比較的多ければ、銅合金板表面のプラトー部に前記Ｓｎ被覆層３が形成され（図１（ｂ），図２（ｂ），図３（ｂ）参照）、あるいは前記Ｓｎ被覆層３の被覆エリアが増える。図３（ｂ）に示すように、Ｓｎ被覆層３は平行Ｓｎ被覆層１に比べて薄肉である。
なお、本発明に関しては、リフロー処理後の表面被覆層を構成する各層について「被覆層」と表現し、リフロー処理前の表面めっき層を構成する各層について「めっき層」と表現している。
リフロー処理後に残留するＳｎ量が比較的多ければ、銅合金板表面のプラトー部に前記Ｓｎ被覆層３が形成され（図１（ｂ），図２（ｂ），図３（ｂ）参照）、あるいは前記Ｓｎ被覆層３の被覆エリアが増える。図３（ｂ）に示すように、Ｓｎ被覆層３は平行Ｓｎ被覆層１に比べて薄肉である。
Ｓｎ被覆層群Ｘを構成する平行Ｓｎ被覆層１、及びＳｎ被覆層群Ｙを構成する平行Ｓｎ被覆層４は、いずれも幅ａ，ｂ（図１，２参照）が１〜５００μｍ、隣接する平行Ｓｎ被覆層同士の間隔ｃ，ｄ（図１，２参照）が１〜２０００μｍに設定される。なお、平行Ｓｎ被覆層の幅と、隣接する平行Ｓｎ被覆層同士の間隔を上記のように設定するのは、この範囲内であれば平行Ｓｎ被覆層とＣｕ−Ｓｎ合金被覆層が最表面に適度に混在して、低摩擦係数による挿入力の低減と電気的信頼性の両方が確保できるからである。
より具体的に説明すると、平行Ｓｎ被覆層の幅を１μｍ以上とするのは、それより狭い幅の平行Ｓｎ被覆層を形成することは、銅板材の表面粗化処理に困難が伴うためである。一方、平行Ｓｎ被覆層の幅が大きくなりすぎると、相手側端子の接点部が平行Ｓｎ被覆層に入り込み、挿入力が高くなるため、平行Ｓｎ被覆層の幅は５００μｍ以下とする。近年の端子の小型化を考慮すると、平行Ｓｎ被覆層の幅は２００μｍ以下が望ましく、５０μｍ以下がより望ましい。
また、隣接する平行Ｓｎ被覆層同士の間隔を１μｍ以上とするのは、銅板材の表面粗化処理に困難が伴うためである。一方、隣接する平行Ｓｎ被覆層同士の間隔が大きくなりすぎると、当初のＳｎめっき層の厚さによって、相手側端子とＣｕ−Ｓｎ合金被覆層との接触面積が大きくなりすぎるか、小さくなりすぎる傾向があり、その場合、いずれにしても挿入力の上昇（低挿入力効果の低下）を招く。従って、隣接する平行Ｓｎ被覆層同士の間隔は２０００μｍ以下とする。近年の端子の小型化を考慮すると、平行Ｓｎ被覆層の幅は１０００μｍ以下が望ましく、２５０μｍ以下がより望ましい。平行Ｓｎ被覆層の幅、及び隣接する平行Ｓｎ被覆層同士の間隔はほぼ一定であることが望ましいが、それは必須ではない。
また、隣接する平行Ｓｎ被覆層同士の間隔を１μｍ以上とするのは、銅板材の表面粗化処理に困難が伴うためである。一方、隣接する平行Ｓｎ被覆層同士の間隔が大きくなりすぎると、当初のＳｎめっき層の厚さによって、相手側端子とＣｕ−Ｓｎ合金被覆層との接触面積が大きくなりすぎるか、小さくなりすぎる傾向があり、その場合、いずれにしても挿入力の上昇（低挿入力効果の低下）を招く。従って、隣接する平行Ｓｎ被覆層同士の間隔は２０００μｍ以下とする。近年の端子の小型化を考慮すると、平行Ｓｎ被覆層の幅は１０００μｍ以下が望ましく、２５０μｍ以下がより望ましい。平行Ｓｎ被覆層の幅、及び隣接する平行Ｓｎ被覆層同士の間隔はほぼ一定であることが望ましいが、それは必須ではない。
図３に示すように、最表面に露出したＣｕ−Ｓｎ合金被覆層２は、平行Ｓｎ被覆層１及びＳｎ被覆層３の水準から高さ方向に突出している。このため、例えば端子挿入方向（図１，２に白抜き矢印で示す）に表面粗さを測定すると、ＪＩＳＢ０６０１に基づく粗さ曲線の山として測定される。
本発明では、部品（端子）挿入方向の最大高さ粗さＲｚが１０μｍ以下（０μｍを含む）と規定されている。この最大高さ粗さＲｚが大きいと、最表面に露出するＣｕ−Ｓｎ合金被覆層の表面積が広くなり、部品表面の耐食性が低下して酸化物量などが増え、接触抵抗が増加しやすく、電気的信頼性を維持することが困難となる。また、銅板材の表面粗化処理において銅板材５に凹部６を幅広く深く形成すると、最大高さ粗さＲｚが大きくなるが、これは銅板材５の変形を伴いやすい。従って、最大高さ粗さＲｚは１０μｍ以下とし、望ましくは０超（多少とも突出している）〜５μｍ以下である。
本発明では、部品（端子）挿入方向の最大高さ粗さＲｚが１０μｍ以下（０μｍを含む）と規定されている。この最大高さ粗さＲｚが大きいと、最表面に露出するＣｕ−Ｓｎ合金被覆層の表面積が広くなり、部品表面の耐食性が低下して酸化物量などが増え、接触抵抗が増加しやすく、電気的信頼性を維持することが困難となる。また、銅板材の表面粗化処理において銅板材５に凹部６を幅広く深く形成すると、最大高さ粗さＲｚが大きくなるが、これは銅板材５の変形を伴いやすい。従って、最大高さ粗さＲｚは１０μｍ以下とし、望ましくは０超（多少とも突出している）〜５μｍ以下である。
図２の例では、２つの平行Ｓｎ被覆層群Ｘ，Ｙが互いに直角に交差していたが、この交差角度は適宜に設定できる。２つの平行Ｓｎ被覆層群Ｘ，Ｙを交差させた場合、Ｃｕ−Ｓｎ合金被覆層のコーナー部がより高く盛り上がり（表面粗化処理において２つの凹部が交差した箇所のコーナーが盛り上がる）、低挿入力効果が向上する。しかし、平行Ｓｎ被覆層の幅及び隣接する平行Ｓｎ被覆層同士の間隔が同じであれば、交差角度が小さいほど盛り上がり間隔が広がり、低挿入力効果が小さくなる。このため、この交差角度は望ましくは１０°〜９０°とする。
３群以上のＳｎ被覆層群を格子状に交差させることも本発明に含まれる。この場合も、各Ｓｎ被覆層群を構成する平行Ｓｎ被覆層は、幅が１〜５００μｍ、同じＳｎ被覆層群に含まれる隣接する平行Ｓｎ被覆層同士の間隔が１〜２０００μｍに設定される。同じく、各Ｓｎ被覆層群の交差角度は望ましくは１０〜９０°とする。
３群以上のＳｎ被覆層群を格子状に交差させることも本発明に含まれる。この場合も、各Ｓｎ被覆層群を構成する平行Ｓｎ被覆層は、幅が１〜５００μｍ、同じＳｎ被覆層群に含まれる隣接する平行Ｓｎ被覆層同士の間隔が１〜２０００μｍに設定される。同じく、各Ｓｎ被覆層群の交差角度は望ましくは１０〜９０°とする。
本発明に係る嵌合型接続部品において、部品（端子）挿入方向とＳｎ被覆層群の長さ方向のなす角度は、０°〜９０°の範囲で適宜設定すればよい。Ｓｎ被覆層群が１つの場合、上記角度は０°超〜９０°が望ましく、この角度は大きいほど望ましく２０°〜９０°、さらに９０°が望ましい。Ｓｎ被覆層群が複数の場合、少なくともいずれか１つのＳｎ被覆層群について、挿入方向との角度が上記のようになるようにする。
銅板材表面に形成する表面被覆層のうちＣｕ−Ｓｎ合金被覆層は、Ｃｕ６Ｓｎ５とＣｕ３Ｓｎのいずれか一方又は双方からなり、平均厚さは０．１〜３．０μｍとされる。これは、従来技術（前記特許文献１，２）のものと同等の数値である。Ｃｕ−Ｓｎ合金被覆層の平均厚さが０．１μｍ未満では、材料表面の耐食性が低下して酸化物量などが増え、接触抵抗が増加しやすく、電気的信頼性を維持することが困難となる。一方、３．０μｍを超えると、コスト面で不利であり、生産性も悪くなる。従って、Ｃｕ−Ｓｎ合金被覆層の平均厚さは０．１〜３．０μｍとし、望ましくは０．２〜１．０μｍとする。
Ｓｎ被覆層は、Ｓｎ金属又はＳｎ合金からなる。Ｓｎ合金の場合、合金元素としてＣｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｂｉ、Ｚｎ等が挙げられ、これらの元素は１０質量％以下であることが望ましい。Ｓｎ被覆層の平均厚さは０．２〜５．０μｍとされる。これは、従来技術（前記特許文献１，２）のものと同等の数値である。Ｓｎ被覆層の平均厚さが０．２μｍ未満では、高温酸化などの熱拡散により材料表面のＣｕの酸化物が多くなり、接触抵抗が増加しやすく、耐食性も悪くなることから、電気的信頼性を維持することが困難となる。一方、５．０μｍを超えると、コスト面で不利であり、生産性も悪くなる。従って、Ｓｎ被覆層の平均厚さは０．２〜５．０μｍとし、望ましくは０．５〜３．０μｍとする。
上記嵌合型接続部品の表面被覆層の一部として、銅板材の表面とＣｕ−Ｓｎ合金被覆層の間にＮｉ被覆層が形成されていてもよく、また、前記Ｎｉ被覆層と前記Ｃｕ−Ｓｎ合金被覆層の間にさらにＣｕ被覆層が形成されていてもよい。さらに、前記接続部品用銅板材の表面とＮｉ被覆層の間にＣｕ被覆層が形成されていてもよい。これらの被覆層はいずれもめっきで形成されるものであり、Ｎｉ被覆層と前記Ｃｕ−Ｓｎ合金被覆層の間のＣｕ被覆層は、先に述べたように、リフロー処理後にＣｕ−Ｓｎ合金被覆層の下に残留したＣｕめっき層である。
Ｎｉ被覆層は金属Ｎｉ又はＮｉ合金からなる。Ｎｉ合金の場合、合金元素としてＣｕ、Ｐ、Ｃｏなどが挙げられ、Ｃｕは４０質量％以下、Ｐ、Ｃｏは１０質量％以下が望ましい。Ｎｉ被覆層の平均厚さは０．１〜１０μｍが望ましい。また、Ｃｕ被覆層は金属Ｃｕ又はＣｕ合金からなる。Ｃｕ合金の場合、合金元素としてＳｎ、Ｚｎなどが挙げられ、Ｓｎは５０質量％未満、他の元素は５質量％以下が望ましい。Ｃｕ被覆層の平均厚さは３．０μｍ以下が望ましい。
Ｎｉ被覆層は金属Ｎｉ又はＮｉ合金からなる。Ｎｉ合金の場合、合金元素としてＣｕ、Ｐ、Ｃｏなどが挙げられ、Ｃｕは４０質量％以下、Ｐ、Ｃｏは１０質量％以下が望ましい。Ｎｉ被覆層の平均厚さは０．１〜１０μｍが望ましい。また、Ｃｕ被覆層は金属Ｃｕ又はＣｕ合金からなる。Ｃｕ合金の場合、合金元素としてＳｎ、Ｚｎなどが挙げられ、Ｓｎは５０質量％未満、他の元素は５質量％以下が望ましい。Ｃｕ被覆層の平均厚さは３．０μｍ以下が望ましい。
次に上記嵌合型接続部品の製造方法について補足説明する。
表面粗化処理方法として、特許文献１〜３には、イオンエッチング等の物理的方法、エッチングや電解研磨等の化学的方法、圧延（研磨やショットブラスト等により粗面化したワークロールを使用）、研磨、ショットブラスト等の機械的方法が開示されている。しかし、このような方法で、上記のような複数の平行線として観察されるＳｎ被覆層群と、その両側に隣接するＣｕ−Ｓｎ合金被覆層を形成することはできない。
一方、特許文献７，８には、端子形状加工時に銅板材表面を表面粗化処理する技術が記載されている。すなわち、銅板材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板材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、前記銅板材にプレス加工を施し、端子素材板面（銅板材表面）の表面粗さを増大させる、というものである。しかし、特許文献７，８にはプレス加工の具体的手段についての記載はない。
表面粗化処理方法として、特許文献１〜３には、イオンエッチング等の物理的方法、エッチングや電解研磨等の化学的方法、圧延（研磨やショットブラスト等により粗面化したワークロールを使用）、研磨、ショットブラスト等の機械的方法が開示されている。しかし、このような方法で、上記のような複数の平行線として観察されるＳｎ被覆層群と、その両側に隣接するＣｕ−Ｓｎ合金被覆層を形成することはできない。
一方、特許文献７，８には、端子形状加工時に銅板材表面を表面粗化処理する技術が記載されている。すなわち、銅板材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板材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、前記銅板材にプレス加工を施し、端子素材板面（銅板材表面）の表面粗さを増大させる、というものである。しかし、特許文献７，８にはプレス加工の具体的手段についての記載はない。
Ｃｕ−Ｓｎ合金被覆層は、表面粗化処理（人為的に凹凸を形成）された銅板材表面の凸の部分でリフロー処理後に露出する。従って、Ｃｕ−Ｓｎ合金被覆層又はＳｎ被覆層の露出形態は、表面粗化処理において銅板材表面に形成される凹凸の形態を反映したものとなる。
本発明では、表面粗化処理として、先に図４を参照して説明したように、押圧面にごく細かい凹凸が平行線状に形成された金型をプレス機にセットし、該金型で銅板材の表面をプレスし、凸部（刃先）を銅板材表面に打ち込む、という方法が適用できる。この方法であれば、本発明で規定するＣｕ−Ｓｎ合金被覆層又はＳｎ被覆層の露出形態を実現可能であり、Ｓｎ被覆層の幅、Ｓｎ被覆層同士の間隔についても自在に制御可能である。
なお、金型１の押圧面に細かい凹凸を付ける方法は、放電加工、研削加工、レーザー加工などがあり、必要とする寸法精度、加工形状により任意に選択できる。凸部の形状、形成ピッチは一定である必要はない。
本発明では、表面粗化処理として、先に図４を参照して説明したように、押圧面にごく細かい凹凸が平行線状に形成された金型をプレス機にセットし、該金型で銅板材の表面をプレスし、凸部（刃先）を銅板材表面に打ち込む、という方法が適用できる。この方法であれば、本発明で規定するＣｕ−Ｓｎ合金被覆層又はＳｎ被覆層の露出形態を実現可能であり、Ｓｎ被覆層の幅、Ｓｎ被覆層同士の間隔についても自在に制御可能である。
なお、金型１の押圧面に細かい凹凸を付ける方法は、放電加工、研削加工、レーザー加工などがあり、必要とする寸法精度、加工形状により任意に選択できる。凸部の形状、形成ピッチは一定である必要はない。
部品形状への打抜き及び表面粗化処理の後、銅板材にいわゆる後めっきを行う。銅板材に対し表面粗化処理及び後めっきを行う領域は、銅板材の片面又は両面全体に及んでいてもよいし、片面又は両面の一部のみを占めているのでもよい。銅板材の少なくとも相手側部材との嵌合時に摺動面となる面に行えばよい。
後めっきは、必要に応じてＮｉめっきを行った後、Ｃｕめっき層と、Ｓｎめっき層をこの順に形成した後、リフロー処理を行うことにより製造することができる。また、必要に応じてＮｉめっき層の下に、Ｎｉめっきの密着性改善のため、Ｃｕめっき層を形成することもできる。あるいは、銅板材表面に直接Ｓｎめっき層のみを形成してもよい。
後めっきは、必要に応じてＮｉめっきを行った後、Ｃｕめっき層と、Ｓｎめっき層をこの順に形成した後、リフロー処理を行うことにより製造することができる。また、必要に応じてＮｉめっき層の下に、Ｎｉめっきの密着性改善のため、Ｃｕめっき層を形成することもできる。あるいは、銅板材表面に直接Ｓｎめっき層のみを形成してもよい。
後めっき後の銅板材にリフロー処理を施すと、Ｃｕめっき層とＳｎめっき層のＣｕとＳｎが相互拡散してＣｕ−Ｓｎ合金被覆層が形成され、その際にＳｎめっき層が残留し、Ｃｕめっき層は全て消滅する場合と一部残留する場合の両方があり得る。Ｃｕめっき層の一部が残留するとき、銅板材表面（Ｎｉめっき層を形成したときはＮｉ被覆層表面）とＣｕ−Ｓｎ合金被覆層の間にＣｕ被覆層が形成される。Ｎｉめっき層を形成しない場合、Ｃｕめっき層の厚さによっては、銅板材（母材）からもＣｕが供給される場合がある。銅板材表面に直接Ｓｎめっき層のみを形成する場合、銅板材（母材）中のＣｕとＳｎめっき層中のＳｎが相互拡散してＣｕ−Ｓｎ合金被覆層が形成される。
Ｃｕめっき層の平均厚さは０．１〜１．５μｍ、Ｓｎめっき層の平均厚さは０．３〜８．０μｍ、Ｎｉめっき層の平均厚さは０．１〜１０μｍが望ましい。
なお、本発明において、Ｃｕめっき層、Ｓｎめっき層及びＮｉめっき層は、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。Ｃｕめっき層、Ｓｎめっき層及びＮｉめっき層が、Ｃｕ合金、Ｓｎ合金及びＮｉ合金の場合、各合金の合金元素は、Ｃｕ被覆層、Ｓｎ被覆層及びＮｉ被覆層の各合金と同じでよい。
なお、本発明において、Ｃｕめっき層、Ｓｎめっき層及びＮｉめっき層は、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。Ｃｕめっき層、Ｓｎめっき層及びＮｉめっき層が、Ｃｕ合金、Ｓｎ合金及びＮｉ合金の場合、各合金の合金元素は、Ｃｕ被覆層、Ｓｎ被覆層及びＮｉ被覆層の各合金と同じでよい。
以下の実施例により、要点を絞り、さらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
［銅板材（めっき母材）の作製］
本実施例においては、Ｃｕ中に１．８質量％のＮｉ、０．４０質量％のＳｉ、１．１質量％のＺｎ、０．１０質量％のＳｎを含有し、ビッカース硬さ１８０、厚さ０．２５ｍｍｔの銅合金条を製作した。
上記銅合金条から１００ｍｍ×４０ｍｍ（圧延長手方向×直角方向）の試験片を切り出し、ピン端子を成形する順送金型内の所定位置（ピン端子成形加工後の位置）に、押圧面に所定凹凸を付けたパーツを取り付け、１ｍｍｗ×２２ｍｍＬのピン端子形状を５ｍｍピッチで成形加工すると同時に、各ピン端子の１ｍｍｗ×１０ｍｍＬの範囲に表面粗化処理を行った。成形加工及び表面粗化処理後の銅板材の概略図を図５に示す。図５において１１が銅板材、１２がピン端子部、両矢印の範囲が表面粗化処理した部分である。凹凸形状の異なるパーツを用いたり、複数回打ちを行うこと等により、種々の表面形態を得ることができる。
本実施例においては、Ｃｕ中に１．８質量％のＮｉ、０．４０質量％のＳｉ、１．１質量％のＺｎ、０．１０質量％のＳｎを含有し、ビッカース硬さ１８０、厚さ０．２５ｍｍｔの銅合金条を製作した。
上記銅合金条から１００ｍｍ×４０ｍｍ（圧延長手方向×直角方向）の試験片を切り出し、ピン端子を成形する順送金型内の所定位置（ピン端子成形加工後の位置）に、押圧面に所定凹凸を付けたパーツを取り付け、１ｍｍｗ×２２ｍｍＬのピン端子形状を５ｍｍピッチで成形加工すると同時に、各ピン端子の１ｍｍｗ×１０ｍｍＬの範囲に表面粗化処理を行った。成形加工及び表面粗化処理後の銅板材の概略図を図５に示す。図５において１１が銅板材、１２がピン端子部、両矢印の範囲が表面粗化処理した部分である。凹凸形状の異なるパーツを用いたり、複数回打ちを行うこと等により、種々の表面形態を得ることができる。
続いて、Ｎｏ．１〜１６の銅板材に対し、Ｎｉめっきを施し（一部は施さず）、次いでＣｕめっき及びＳｎめっきを施した後、２８０℃×１０ｓｅｃのリフロー処理を行うことにより試験片を得た。
Ｎｏ．１の表面ＳＥＭ（組成像）を図６に示す。図中の白色部がＳｎ被覆層、黒色部がＣｕ−Ｓｎ合金被覆層である。Ｓｎ被覆層には、それぞれ複数の平行線として観察される２つのＳｎ被覆層群が含まれ、一方のＳｎ被覆層群と他方のＳｎ被覆層群は９０°の角度で交差し、全体として格子状をなしている。なお、この例において表面粗化処理後、めっき前のピン端子表面には、複数の平行線として観察される細かい溝（谷）が９０°の角度で交差して形成され、これらの溝が全体として格子状をなしている。
Ｎｏ．１の表面ＳＥＭ（組成像）を図６に示す。図中の白色部がＳｎ被覆層、黒色部がＣｕ−Ｓｎ合金被覆層である。Ｓｎ被覆層には、それぞれ複数の平行線として観察される２つのＳｎ被覆層群が含まれ、一方のＳｎ被覆層群と他方のＳｎ被覆層群は９０°の角度で交差し、全体として格子状をなしている。なお、この例において表面粗化処理後、めっき前のピン端子表面には、複数の平行線として観察される細かい溝（谷）が９０°の角度で交差して形成され、これらの溝が全体として格子状をなしている。
表１に、各試験片の表面形態及び各被覆層の平均厚さを示す。表１において、直線Ｘとは一方のＳｎ被覆層群を構成するＳｎ被覆層を指し、直線Ｙとは他方のＳｎ被覆層群を構成するＳｎ被覆層を指し、一方のＳｎ被覆層群しか存在しない場合、直線Ｙの欄を空欄としている。各試験片の表面形態を示す各パラメータ及び各被覆層の平均厚さの測定方法は、次のとおりである。
［最大高さ粗さＲｚ］
接触式粗さ計（株式会社東京精密製；サーフコム１４００）を用いて、ＪＩＳ Ｂ０６０１：２００１に基づいて測定した。表面粗さ測定条件は、カットオフ値を０．８ｍｍ、基準長さを０．８ｍｍ、評価長さを４．０ｍｍ、測定速度を０．３ｍｍ／ｓ、接触針先端半径を５μｍＲとして、測定はピン端子挿入方向に複数箇所で行い、得られた各粗さ曲線から最大高さ粗さＲｚを求め、その最大値を試験片の最大高さ粗さＲｚとした。なお、最大高さ粗さＲｚはどの測定箇所でもほぼ同じ値が得られた。図６にＮｏ．１で測定した粗さ曲線の一例を示す。
接触式粗さ計（株式会社東京精密製；サーフコム１４００）を用いて、ＪＩＳ Ｂ０６０１：２００１に基づいて測定した。表面粗さ測定条件は、カットオフ値を０．８ｍｍ、基準長さを０．８ｍｍ、評価長さを４．０ｍｍ、測定速度を０．３ｍｍ／ｓ、接触針先端半径を５μｍＲとして、測定はピン端子挿入方向に複数箇所で行い、得られた各粗さ曲線から最大高さ粗さＲｚを求め、その最大値を試験片の最大高さ粗さＲｚとした。なお、最大高さ粗さＲｚはどの測定箇所でもほぼ同じ値が得られた。図６にＮｏ．１で測定した粗さ曲線の一例を示す。
［Ｓｎ層の幅等］
試験片の表面を操作電子顕微鏡を用いて観察し、その組成像からＳｎ被覆層（Ｘ，Ｙ）の幅、直線Ｘ，Ｙの間隔を測定した。なお、Ｘ，Ｙの交差角度、Ｘと挿入方向交差角度は表面粗化処理の段階で設定した。
［被覆層厚さ］
試験片を平行線状に観察されるＳｎ被覆層に垂直な断面で切断し、その断面の中央部を走査型電子顕微鏡を用いて観察し、その組成像を画像解析処理してＮｉ被覆層、Ｃｕ−Ｓｎ合金被覆層及びＳｎ被覆層の平均厚さを算出した。いずれもＣｕ被覆層は消滅していた。
試験片の表面を操作電子顕微鏡を用いて観察し、その組成像からＳｎ被覆層（Ｘ，Ｙ）の幅、直線Ｘ，Ｙの間隔を測定した。なお、Ｘ，Ｙの交差角度、Ｘと挿入方向交差角度は表面粗化処理の段階で設定した。
［被覆層厚さ］
試験片を平行線状に観察されるＳｎ被覆層に垂直な断面で切断し、その断面の中央部を走査型電子顕微鏡を用いて観察し、その組成像を画像解析処理してＮｉ被覆層、Ｃｕ−Ｓｎ合金被覆層及びＳｎ被覆層の平均厚さを算出した。いずれもＣｕ被覆層は消滅していた。
続いて、得られた試験片について、摩擦係数評価試験及び高温放置後の接触抵抗評価試験を下記の要領で行った。その結果を、表２に示す。なお、表２の摩擦係数のエンボス１．５の欄はメス試験片の半球の内径が１．５ｍｍのときの摩擦係数、エンボス１．０の欄はメス試験片の半球の内径が１．０ｍｍのときの摩擦係数を記載している。また、表２の舌片の欄はメス試験片が幅１０ｍｍの湾曲した（曲率半径２ｍｍ）舌片のときの摩擦係数を記載している。
［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７に示すような装置を用いて評価した。まず、各試験材（Ｎｏ．１〜１６）から切り出したピン端子形状のオス試験片１４を水平な台１５に固定し、その上に、表面粗化処理を行っていない銅板材にめっき加工（Ｃｕ：０．１５μｍ、Ｓｎ：１．０μｍ、リフロー処理）した材料から切り出した半球加工材（内径をφ１．５ｍｍ及びφ１．０ｍｍとした）又は舌片に成形したメス試験片１６をおいて被覆層同士を接触させた。続いて、メス試験片６に３．０Ｎの荷重（錘１７）をかけてオス試験片１４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１４を端子挿入方向に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、１８はロードセル、矢印は摺動方向である。
摩擦係数＝Ｆ／３．０ …（１）
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７に示すような装置を用いて評価した。まず、各試験材（Ｎｏ．１〜１６）から切り出したピン端子形状のオス試験片１４を水平な台１５に固定し、その上に、表面粗化処理を行っていない銅板材にめっき加工（Ｃｕ：０．１５μｍ、Ｓｎ：１．０μｍ、リフロー処理）した材料から切り出した半球加工材（内径をφ１．５ｍｍ及びφ１．０ｍｍとした）又は舌片に成形したメス試験片１６をおいて被覆層同士を接触させた。続いて、メス試験片６に３．０Ｎの荷重（錘１７）をかけてオス試験片１４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１４を端子挿入方向に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、１８はロードセル、矢印は摺動方向である。
摩擦係数＝Ｆ／３．０ …（１）
［高温放置後の接触抵抗評価試験］
各試験材に対し、大気中にて１６０℃×５００ｈｒの熱処理を行った後、接触抵抗を四端子法により、開放電圧２０ｍＶ、電流１０ｍＡ、無摺動の条件にて測定した。１６０℃×５００ｈｒ加熱後の接触抵抗が１．０ｍΩ未満のものを耐熱性がよい（○）、１．０ｍΩ以上のものを耐熱性が劣る（×）と評価した。
各試験材に対し、大気中にて１６０℃×５００ｈｒの熱処理を行った後、接触抵抗を四端子法により、開放電圧２０ｍＶ、電流１０ｍＡ、無摺動の条件にて測定した。１６０℃×５００ｈｒ加熱後の接触抵抗が１．０ｍΩ未満のものを耐熱性がよい（○）、１．０ｍΩ以上のものを耐熱性が劣る（×）と評価した。
表２に示すようにＮｏ．１〜１３は、Ｓｎ被覆層の幅と間隔、及び最大高さ粗さＲｚに関して本発明に規定する要件を満たし、少なくとも相手材が舌片の場合は、摩擦係数が０．４未満と低い値を示している。特に各パラメーターが望ましい範囲内、すなわち最大高さ粗さＲｚが０．１〜５μｍ、Ｓｎ被覆層（直線Ｘ，Ｙ）の幅が５０μｍ以下、隣接するＳｎ被覆層同士の間隔（隣接する直線Ｘ，Ｘの間隔、直線Ｙ，Ｙの間隔）が２５０μｍ以下のとき、エンボス１．０ｍｍでも摩擦係数が０．４未満と低い値を示している。
一方、Ｎｏ．１４は最大高さ粗さＲｚが大きすぎるため、加熱後接触抵抗が高く、Ｎｏ．１５はＳｎ被覆層の幅が大きすぎるため、摩擦係数が高く、Ｎｏ．１６はＳｎ被覆層同士の間隔（隣接する直線Ｘ，Ｘの間隔、直線Ｙ，Ｙの間隔）が大きすぎるため、摩擦係数が高い。
１，１ａ〜１ｄ 平行Ｓｎ被覆層
２ Ｃｕ−Ｓｎ合金被覆層
３ Ｓｎ被覆層
４，４ａ〜４ｄ 平行Ｓｎ被覆層
５ 銅板材
６ 凹部
７ 凸部
８ 金型
１１ 銅板材
１２ ピン端子部
２ Ｃｕ−Ｓｎ合金被覆層
３ Ｓｎ被覆層
４，４ａ〜４ｄ 平行Ｓｎ被覆層
５ 銅板材
６ 凹部
７ 凸部
８ 金型
１１ 銅板材
１２ ピン端子部
Claims (11)
- 所定形状に打抜き加工した銅板材に後めっき及びリフロー処理して製造され、相手側部品との接触側最表面にＣｕ−Ｓｎ合金被覆層とＳｎ被覆層が混在し、前記Ｓｎ被覆層がリフロー処理により平滑化されている嵌合型接続部品において、前記Ｓｎ被覆層は複数の平行線として観察されるＳｎ被覆層群を含み、前記Ｓｎ被覆層群を構成する個々のＳｎ被覆層の両側に前記Ｃｕ−Ｓｎ合金被覆層が隣接して存在し、部品挿入方向の最大高さ粗さＲｚが１０μｍ以下であることを特徴とする嵌合型接続部品。
- 前記Ｓｎ被覆層群に属するＳｎ被覆層の幅が１〜５００μｍ、前記Ｓｎ被覆層群に属するＳｎ被覆層のうち隣接するＳｎ被覆層同士の間隔が１〜２０００μｍであることを特徴とする請求項１に記載された嵌合型接続部品。
- 所定形状に打抜き加工した銅板材に後めっき及びリフロー処理して製造され、相手側端子との接触側最表面にＣｕ−Ｓｎ合金被覆層とＳｎ被覆層が混在し、前記Ｓｎ被覆層がリフロー処理により平滑化されている嵌合型接続部品において、前記Ｓｎ被覆層は複数の平行線として観察されるＳｎ被覆層群と、同じく複数の平行線として観察される別のＳｎ被覆層群を１又は２以上含み、各Ｓｎ被覆層群は格子状に交差し、各Ｓｎ被覆層群を構成する個々のＳｎ被覆層の両側にＣｕ−Ｓｎ合金被覆層が隣接して存在し、部品挿入方向の最大高さ粗さＲｚが１０μｍ以下であることを特徴とする嵌合型接続部品。
- 前記Ｓｎ被覆層群に属するＳｎ被覆層の幅が１〜５００μｍ、同じＳｎ被覆層群に属するＳｎ被覆層のうち隣接するＳｎ被覆層同士の間隔が１〜２０００μｍであることを特徴とする請求項３に記載された嵌合型接続部品。
- 前記銅板材は後めっきの前に表面粗化処理が行われており、表面に複数の平行線として観察される凹部がプレス加工で形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載された嵌合型接続部品。
- 前記銅板材表面に、表面めっき層として前記Ｃｕ−Ｓｎ合金被覆層とＳｎ被覆層がこの順に形成され、前記Ｃｕ−Ｓｎ合金被覆層の一部が最表面に露出していることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載された嵌合型接続部品。
- 前記Ｃｕ−Ｓｎ合金被覆層の平均厚さが０．１〜３μｍ、前記Ｓｎ被覆層の平均厚さが０．２〜５．０μｍであることを特徴とする請求項６に記載された嵌合型接続部品。
- 前記銅板材の表面と前記Ｃｕ−Ｓｎ合金被覆層の間にＮｉ被覆層を有することを特徴とする請求項５〜８のいずれかに記載された嵌合型接続部品。
- 前記Ｎｉ被覆層と前記Ｃｕ−Ｓｎ合金被覆層の間にさらにＣｕ被覆層を有することを特徴とする請求項８に記載された嵌合型接続部品。
- 前記銅板材の表面と前記Ｎｉ被覆層の間にさらにＣｕ被覆層を有することを特徴とする請求項８又は９に記載された嵌合型接続部品。
- 銅板材を打抜き加工すると同時に又はその前後に、前記銅板材の表面にプレス加工により表面粗化処理を行って複数の平行線として観察される凹部を形成し、続いて表面粗化処理を行った銅板材の表面に後めっきを行い、さらにリフロー処理を行うことを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載された嵌合型接続部品の製造方法。
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