JP2014063662A - コネクタ端子及びコネクタ端子用材料 - Google Patents

Abstract

【課題】最表面にスズ層を有するコネクタ端子及びその材料において、最表面の微構造の詳細に依存せずに、接触抵抗が過度に上昇されることなく、低い挿入力が達成されたコネクタ端子及びその材料を提供すること。
【解決手段】別の導電性部材と接触する接点部を含む領域の母材表面上に、最表面にスズが露出した領域と銅−スズ合金が露出した領域とよりなる複合被覆層が形成され、前記複合被覆層の表面の光沢度が５０〜１０００％の範囲にあるコネクタ端子とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、コネクタ端子及びその材料に関し、さらに詳しくは低挿入力コネクタ端子及びその材料に関するものである。

電気接続端子等に用いられる導電部材には、典型的には良好な電気伝導性を有する銅又は銅合金が用いられる。また、近年、銅及び銅合金に代わる材料として、アルミニウム及びアルミニウム合金も、電気接続端子を構成する材料として用いられるようになってきている。

銅及び銅合金、アルミニウム及びアルミニウム合金の表面には、酸化膜等の絶縁性の被膜が形成されるため、他の導体との接触時の接触抵抗が高くなる。そこで従来一般には、銅又は銅合金、アルミニウム又はアルミニウム合金などよりなる母材の表面に必要に応じてニッケルなどの下地めっき層を形成した上に、スズ層が形成されたものが、自動車用コネクタ端子の材料として用いられてきた。他の金属と比較して、スズは非常に軟らかい点に特徴を有する。スズめっきコネクタ端子においては、金属スズ層の表面に比較的硬い絶縁性の酸化スズ被膜が形成されるが、酸化スズ被膜は弱い力で破壊され、容易に軟らかいスズ層が露出するので、表面に良好な電気的接触が形成される。

しかし、同じくスズの軟らかさに起因して、スズめっきコネクタ端子においては、端子嵌合時の摩擦係数が高くなるという問題がある。軟らかいスズ層の表面では、コネクタ接点の摺動時にスズ層の掘り起こしやスズ同士の凝着が容易に起こる。これによって、スズ層表面の摩擦係数が高くなり、コネクタ端子の挿入に必要な力（挿入力）が上昇する。

そこで、スズめっき層の下層に、種々の金属よりなる層を形成することによって、スズめっきコネクタ端子の挿入力を低減する試みがなされている。例えば、特許文献１には、銅合金よりなる母材の表面に順次ニッケルめっき層、銅めっき層、スズめっき層が積層され、リフロー処理によって銅めっき層とスズめっき層の間に銅−スズ合金が形成された端子が開示される。また、特許文献２には、銅又は銅合金よりなる導電性基材の上に４〜１０族の金属よりなる下地めっき層と、銅又は銅合金から形成される中間めっき層と、スズ又はスズ合金から形成される表面めっき層とが形成され、その後熱処理されて中間めっき層と表面めっき層との間にＳｎ−Ｃｕ金属間化合物の層が形成されためっき材料を用いた電気・電子部品が開示されている。

特開２００３−１５１６６８号公報 特開２００７−２０４８５４号公報

上記のように、最表面のスズ層と母材表面との間に種々の金属層を介在させることで、最表面の摩擦係数を低減し、その結果として、端子挿入力を低下させることは可能ではある。しかしながら、金属層表面での摩擦現象は、微細な凹凸など、金属層最表面の微構造に大きく依存する。最表面の微構造は、めっき等の手法によって複数の金属層を積層して端子用材料を形成する場合に、各層の具体的な形成方法、形成条件等に大きく依存する。また、同じ形成方法及び形成条件にて各層を形成したとしても、個別の端子用材料ごとに、最表面の微構造はある程度ばらつきうる。これらの要因により、同じ構成の積層構造を備えた端子用材料においても、最表面の摩擦係数、及び得られた端子の挿入力は、ある程度のばらつきを有することが多い。また、端子接点部の特性として、摩擦係数と同時に、接触抵抗も重要なパラメータであり、接触抵抗が過度に大きくなると端子の電気的特性として好ましくないが、接触抵抗も、表面に露出する金属種の種類や状態等、最表面の微構造に大きく依存する。

コネクタ端子の製造工程において、各コネクタ端子用材料に対して最表面の微構造を確認すれば、実際にコネクタ端子を形成する前に、挿入力の大小に関する見積もりを予め行うことも可能ではある。しかし、金属層表面の微構造を評価するためには、通常は電子顕微鏡やプローブ顕微鏡等の顕微鏡を使用する必要があり、これらの装置を装備することが必要となるうえ、個別のコネクタ端子用材料に対してそれぞれこのような評価を行うことは大きな労力とコストを要するので、現実的ではない。

本発明が解決しようとする課題は、最表面にスズ層を有するコネクタ端子及びその材料において、最表面の微構造の詳細に依存せずに、接触抵抗が過度に上昇されることなく、低い挿入力が達成されたコネクタ端子及びその材料を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明にかかるコネクタ端子は、別の導電性部材と接触する接点部を含む領域の母材表面上に、最表面にスズが露出した領域と銅−スズ合金が露出した領域とよりなる複合被覆層が形成され、前記複合被覆層の表面の光沢度が５０〜１０００％の範囲にあることを要旨とする。

ここで、前記複合被覆層の厚さが０．５〜５．０μｍの範囲にあることが好適である。

さらに、前記複合被覆層の表面の光沢度が１００〜８００％の範囲にあるとよい。

また、前記母材が銅又は銅合金よりなるとよい。あるいは、前記母材がアルミニウム又はアルミニウム合金よりなるとよい。

そして、前記母材と前記複合被覆層との間にニッケルよりなる中間層をさらに有することが好適であり、前記中間層の厚さが３μｍ以下であるとよい。

一方、本発明にかかるコネクタ端子用材料は、母材表面の少なくとも一部の領域に、最表面にスズが露出した領域と銅−スズ合金が露出した領域よりなる複合被覆層が形成され、前記複合被覆層の表面の光沢度が５０〜１０００％の範囲にあることを要旨とする。

ここで、前記母材が銅又は銅合金よりなるとよい。あるいは、前記母材がアルミニウム又はアルミニウム合金よりなるとよい。

そして、前記母材と前記複合被覆層との間にニッケルよりなる中間層をさらに有することが好適である。

上記発明にかかるコネクタ端子によると、最表面に非常に硬い銅−スズ合金が露出していることから、最表面にスズのみが露出している場合に比べ、最表面における摩擦係数が低減されている。そして、光沢度と最表面の微構造の相関性から、所定の範囲の光沢度を有することで、その微構造の詳細にかかわらず、低い摩擦係数、そして低い挿入力が確実に実現される。同時に、最表面にスズのみが露出している場合と比較して、過度に接触抵抗が上昇されることもない。また、光沢度は、簡便に計測することができるパラメータであり、個別のコネクタ端子に対して低挿入力を容易に保証することができる。

ここで、前記複合被覆層の厚さが０．５〜５．０μｍの範囲にあると、低挿入力がさらに実現されやすい。

さらに、前記複合被覆層の光沢度が１００〜８００％の範囲にあると、とりわけ低い挿入力が得られる。

また、前記母材が銅又は銅合金、あるいはアルミニウム又はアルミニウム合金よりなると、コネクタ端子が、電気的特性及び機械的特性に優れたものとなる。

そして、前記母材と前記複合被覆層との間にニッケルよりなる中間層をさらに有すると、母材と複合被覆層の間に高い密着性が得られるとともに、複合被覆層への母材金属の拡散が抑制される。

一方、本発明にかかるコネクタ端子用材料によると、光沢度と最表面の微構造の相関性に起因して、所定の光沢度を有することにより、最表面の微構造の詳細によらず、摩擦係数が低いことが保障される。よって、この材料からコネクタ端子用材料を形成し、端子接点部の最表面に複合被覆層を配置すれば、最表面の微構造に関する知見を得ることなく、低い挿入力を有するコネクタ端子を確実に得ることができる。

複合被覆層の構造の一例を示す模式図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。 本発明の一実施形態にかかるコネクタ端子の構成を示す模式図であり、コネクタ端子の全体の断面図と接点部の拡大斜視図を示している。 本発明の実施例にかかるコネクタ端子用材料の表面についてのＳＥＭ像である。 本発明の実施例にかかるコネクタ端子用材料における合金露出量と光沢度の関係を示すグラフである。

以下に、本発明の実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。

図１（ａ）に本発明にかかるコネクタ端子用材料（以下、単に端子用材料と称する場合がある）の一例を模式的に示す。コネクタ端子用材料３は、母材３０の上に、複合被覆層３４が形成されたものである。複合被覆層３４の最表面には、スズ層３１が露出した領域と、銅−スズ合金が露出した合金露出部３２が混在している。

そして、複合被覆層３４のスズ層３１と合金露出部３２が混在する表面に対して計測した光沢度が、５０〜１０００％の範囲にある。ここで、光沢度とは、ＪＩＳ Ｚ ８７４１−１９９７に準拠し、屈折率１．５６７であるガラス表面において規定された入射角θでの鏡面光沢度を基準とし、この値を１００％として表したものであり、ここでは測定角（入射角）θ＝２０°で測定を行う。なお、リフロー炉にて加熱処理された純スズ層表面の光沢度は、１５００〜１６００％程度である。

複合被覆層３４の最表面においては、スズ層３１が最表面に露出されている。スズは、低い抵抗率を有し、軟らかいうえ、表面に形成される酸化物が小さな荷重を印加するだけで破壊されるので、コネクタ端子が他の導電部材と接触する接点部の最表面を被覆することで、低い接触抵抗を与える。しかし、スズはその軟らかさのために、表面での掘り起こしや凝着が起こりやすく、もし表面全体にスズ層しか露出していないとすると、表面の摩擦係数が大きくなり、端子の挿入力が大きくなってしまう。しかし、本コネクタ端子用材料３においては、合金露出部３２として、非常に硬い銅−スズ合金が最表面に露出しているので、スズのような軟らかい金属のみよりなる層とは異なり、表面での掘り起こしや凝着が起こりにくく、低い摩擦係数を示す。本端子用材料３においては、最表面にスズ層３１と合金露出部３２とが露出していることで、低接触抵抗が得られるとともに、端子形成時に低挿入力が達成される。

本端子用材料３は、１０００％以下の光沢度を有していることにより、端子形成時に要求される低挿入力を達成することができる。これは、後に実施例において示すように、最表面において合金露出部３２が表面全体に占める面積（合金露出量）と、光沢度とが強い相関を有し、合金露出量が大きいほど表面の光沢度が小さくなるためであると考えられる。つまり、銅−スズ合金の表面の光沢がスズの表面の光沢よりも小さいため、銅−スズ合金よりなる合金露出部３２の割合が増加すると、表面全体の光沢度が低下するとともに、スズ層３１の表面積に対する合金露出部３２の総面積が大きくなり、硬い銅−スズ合金が最表面に露出することによる低挿入力化の効果が得られると考えられる。

一方、銅−スズ合金の表面の接触抵抗はスズに比べて大きいので、合金露出部３２の総面積が大きすぎると、端子接点部の接触抵抗が大きくなりすぎてしまう。本端子用材料３においては、光沢度が５０％以上とされていることで、合金露出部３２の占める面積が大きくなりすぎず、合金露出部を有さずスズのみが最表面に露出している場合と比べて、接触抵抗が過度に上昇することが回避されている。

端子形成時の挿入力と接触抵抗のバランスの観点から、端子用材料３の表面の光沢度が１００〜８００％の範囲にあれば、より好ましい。さらに好ましくは、光沢度は１３０〜５５０％の範囲にあればよい。

本発明においては、合金露出部３２の総面積という微視的なパラメータを直接的に計測するのではなく、表面の光沢度という巨視的なパラメータを測定、制御することによって、必要とされる低挿入力と低接触抵抗を実現できる端子用材料を得ている。合金露出部３２の総面積を評価するためには、電子顕微鏡やレーザー顕微鏡、プローブ顕微鏡のような顕微鏡装置を使用して複合被覆層３４の表面を観察する必要がある。一方、表面の光沢度は、光源から光を照射して、鏡面反射される光の強度を計測するだけで測定することができるので、非常に簡便にその値を知ることができる。よって、表面の光沢度をパラメータとして合金露出部３２の最表面の構成を規定することで、所望される範囲まで低減された端子挿入力と接触抵抗を有する端子用材料を、簡便に形成することができる。端子製造ラインの途中に光沢度計測装置を組み込むことも可能であるので、製造される全ての個別の端子について、光沢度を計測し、端子用材料の製造条件のばらつき等による複合被覆層３４の表面構造のばらつきに由来する、端子挿入力及び接触抵抗のばらつきを効果的に排除することができる。

複合被覆層３４の厚さは、０．５〜５．０μｍの範囲にあることが好ましい。これよりも薄いと、それだけ銅−スズ合金が合金露出部３２から深さ方向に占める厚さも小さくなるので、端子形成時の挿入力低減の効果が十分に得られない。また、スズ層３１が薄くなることで、表面の接触抵抗の低減の効果も十分に得られないことになる。また、上記範囲よりも複合被覆層３４が厚いと、硬い銅−スズ合金の総量が多くなり、端子の生産性及び加工性が低下してしまう。

複合被覆層３４の合金露出部３２を形成する銅−スズ合金は、銅とスズがいかなる組成比をとるものでもよい。一般に、銅とスズの金属間化合物はスズよりも高い硬度を有するからである。しかし、中でも高い硬度を有し、銅とスズを積層して加熱するだけで形成することができるＣｕ_６Ｓｎ_５なる金属間化合物を主体としてなる層であると好適である。Ｃｕ_６Ｓｎ_５は、硬度だけでなく優れた耐酸化性及び耐腐食性を兼ね備えるという意味でも好適である。

上記のように、複合被覆層３４の光沢度は、合金露出量、つまり合金露出部３２の総面積と相関を有するが、合金露出部３２の形状や大きさ、密度によらず、合金露出部の総面積が同じであれば、ほぼ同じ光沢度を与えると考えられる。よって、個々の合金露出部３２の大きさや形状、それらの分布密度は、特に指定されない。ただし、コネクタ端子を形成した際に、端子接点部において、合金露出部３２による挿入力低減の効果と、スズ層３１の露出部による接触抵抗の低減の効果の両方を享受するためには、接点部の最表面にそれらを両方含むように、合金露出部の大きさ、形状、分布密度が規定されていることが好ましい。

合金露出部３２の平均間隔は少なくとも一方向で０．５ｍｍ以下であることが望ましい。これよりも間隔が大きいと、一般的なコネクタ端子の接点部の中に合金露出部３２とスズ層３１の露出部の両方を含ませることが困難となるからである。

また、合金露出部３２とスズ層３１の露出箇所の高低差が大きすぎると、端子接点部において、合金露出部３２とスズ層３１の露出部の両方で相手方導電部材と接触することが困難になり、低挿入力と低接触抵抗の効果の両方が同時に享受されにくくなる。この観点から、複合被覆層３４の表面は、少なくとも一方向で０．１５μｍ、全方向で３．０μｍ以下の平均算術粗さ（Ｒａ）を有していることが好ましい。

複合被覆層３４が表面に形成される母材３０は、コネクタ端子を形成する基材となりうるものならば、どのようなものであってもよく、用途によって選択することができるが、銅又は銅合金、あるいはアルミニウム又はアルミニウム合金とすることを例示することができる。例えば、コネクタ端子に接続される電線が銅又は銅合金よりなる場合には、母材３０として銅又は銅合金を選択すればよく、電線がアルミニウム又はアルミニウム合金よりなる場合には、母材３０としてアルミニウム又はアルミニウム合金を選択すればよい。電線材料とコネクタ端子を構成する母材３０の材料を同種金属とすることで、それらの接合部で腐食が発生することが防止され、腐食環境下で使用されても、電気的特性が維持されるからである。なお、アルミニウム又はアルミニウム合金よりなる電線は、電気配線の軽量化等の要請から、特に自動車用配線の分野で近年使用されるようになっており、アルミニウム又はアルミニウム合金を母材とする優れたコネクタ端子の重要性が増している。

母材３０の表面と複合被覆層３４の間には、ニッケルよりなる中間層が形成されてもよい。ニッケルよりなる中間層が形成されることにより、母材３０から複合被覆層３４への金属原子の拡散を阻止することができる。これにより、高温環境でコネクタ端子が使用される場合や、通電によって発熱する場合に、母材３０中の金属原子が複合被覆層３４中に拡散して表面で酸化され、接触抵抗を上昇させることが防止される。また、この中間層は、母材３０と複合被覆層３４の間の密着性を高める役割も果たす。母材３０が銅又は銅合金よりなる場合には、前者の拡散防止の効果が重要となり、母材３０がアルミニウム又はアルミニウム合金よりなる場合には、後者の密着性向上の効果が重要となる。中間層の厚さは、３．０μｍ以下であることが好適である。これよりも中間層が厚いと、ニッケル層の硬さのために、コネクタ端子の加工性に劣るようになる。

合金露出部３２とスズ層３１の両方が最表面に露出する複合被覆層３４は、所定の光沢度を与えることができれば、どのように構成されるものであってもよい。例えば、スズ層３１を形成する前又は途中の段階で銅−スズ合金よりなる微粒子を表面に散布することによって形成され、その微粒子が部分的に露出した状態でスズ層３１内に埋め込まれた構造を例示することができる。あるいは、母材３０の表面に凹凸構造を形成した上に、その凹凸構造を踏襲した状態で母材表面に銅−スズ合金層を形成し、さらにその上に、銅−スズ合金層の凸部の頂上付近が露出したまま残されるようにスズ層３１を形成した構造を例示することができる。製造の簡便性と、合金露出量の制御性の観点から、後者の構造とする方が好ましい。

後者の構造の一例を図１（ｂ）に示す。コネクタ端子材料３は、表面に凹凸構造が形成された銅又は銅合金、あるいはアルミニウム又はアルミニウム合金よりなる母材３０の表面に、銅−スズ合金層３３が積層されている。銅−スズ合金層３３は母材３０表面の凹凸構造における高低差以下の範囲で均一な厚さを有し、母材３０表面に形成された凹凸構造が、銅−スズ合金層３３表面に踏襲され、銅−スズ合金層３３の表面に凹凸構造が形成された状態となっている。

銅−スズ合金層３３の上には、平滑な表面を有するスズ層３１が形成されている。スズ層３１の厚さは、最大の箇所でも銅−スズ合金層３３の表面における高低差よりも小さく設定されている。これにより、銅−スズ合金層３３の凸部の頂上を含む箇所がスズ層３１に被覆されずに露出し、合金露出部３２を形成している。このようにして形成された、銅−スズ合金層３３とスズ層３１の集合よりなり、合金露出部３２を含む被覆層が、複合被覆層３４となる。複合被覆層３４と母材３０の界面、つまり銅−スズ合金層３３と母材３０の界面には、ニッケルよりなる中間層が形成されていてもよい。

銅−スズ合金層３３の厚さは、０．１〜３．０μｍの範囲にあることが好ましい。これよりも薄いと、摩擦係数低減の効果が十分に発揮されにくい。また、これよりも厚いと、端子の生産性及び加工性に劣るようになる。

スズ層３１の厚さとしては、平均値で０．２〜５．０μｍの範囲にあることが望ましく、厚さが最大の箇所つまり銅−スズ合金層３３の凹部の位置で１．２〜２０μｍの範囲にあることが望ましい。スズ層３１がこの範囲よりも薄いと、最表面の接触抵抗が大きくなりすぎ、この範囲より厚いと、摩擦係数が上昇し、合金露出部３２が形成されていることによる摩擦係数低減の効果が打ち消されてしまう。

このような構成を有するコネクタ端子用材料３は、どのような方法で形成されるものであってもよい。例えば、母材３０の凹凸構造は、サンドブラスト法などによって形成することができる。その上に必要に応じて電解めっきによってニッケル層を形成し、さらにその表面に銅層とスズ層をこの順に積層すればよい。その後リフロー処理を行うことで、銅−スズ合金層３３の形成と、スズ層３１表面の平滑化を行えばよい。

この方法によれば、銅−スズ合金層３３の形成とスズ層３１の平滑化を同時に行うことができるので、複合被覆層３４を簡便に形成することができる。また、ほぼＣｕ_６Ｓｎ_５の組成を有する銅−スズ合金層３３を形成することができる。

なお、母材３０がアルミニウム又はアルミニウム合金よりなる場合には、表面に硬く厚い酸化物被膜が形成されているので、直接その表面に電解めっきによってニッケル層又は銅層を形成することは困難である。この場合には、必要に応じて、母材３０の表面に無電解めっきによって亜鉛等の金属層を析出させておいた上で、ニッケル層又は銅層を電解めっきによって形成すればよい。

光沢度の調節は、合金露出部３２の総面積を調整することで行うことができる。具体的には、サンドブラスト法などによって母材３０の表面に凹凸構造を形成する際の条件を制御することで、凸部の密度及び／又は凸部の大きさを変化させることや、形成するスズ層３１の厚さを制御し、銅−スズ合金層３３の凸部のうちスズ層に埋められる部分の高さを調節することによって行うことができる。制御の精度及び簡便性の観点から、後者の方法が好適である。ただし、この場合、合金露出部３２とスズ層３１の表面との高さの差が、端子接点部を形成した際に、合金露出部３２とスズ層２１の露出箇所の両方で相手方導電部材と接触できる範囲の中で、形成するスズ層３１の厚さを設定する必要がある。

次に、本発明にかかるコネクタ端子は、どのような形状を有していてもよいが、一例として、メス型コネクタ端子１の構成を図２に示す。メス型コネクタ端子１は、公知のメス型コネクタ端子と同様の形状を有する。すなわち、メス型コネクタ端子１の挟圧部１０は、前方が開口した四角筒状に形成され、挟圧部１０内にオス型端子１９が挿入される。メス型コネクタ端子１の底面板１１の内側には、内側後方へ折り返された形状の弾性接触片１２が形成されている。弾性接触片１２はオス型端子１９に上向きの力を加える。天井板の弾性接触片１２と相対する表面が内部対向接触面１４とされ、オス型端子１９が弾性接触片１２によって内部対向接触面１４に押し付けられることにより、オス型端子１９が弾性接触片１２と内部対向接触面１４の間に挟圧保持される。

弾性接触片１２のオス型端子１９に接する部分には、エンボス部１３が形成されている。エンボス部１３は頂点を含む箇所でオス型端子１９と接触する。

メス型コネクタ端子１の少なくともエンボス部１３の頂部を含む領域に、図２中拡大斜視図で示したように、スズ層３１と合金露出部３２よりなる複合被覆層３４が形成されている。複合被覆層３４は、さらに広い範囲に形成されていてもよく、メス型コネクタ端子１の表面全体に形成されていてもよい。また、オス型コネクタ端子１９の表面にも、複合被覆層３４が形成されていてもよい。

以下、実施例を用いて本発明を詳細に説明する。

［実施例］
凹凸構造を有する銅合金母材の上に、平均厚さ０．３μｍのニッケル層が形成され、その上に銅−スズ合金層が形成され、さらにその上に表面が平滑化されたスズ層が形成されためっき部材を準備した。このめっき部材の表面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）像を図３に示すが、暗く観察される合金露出部が形成された位置の間隔は、最小で５μｍ、最大で９７μｍであった。スズ層の厚さを異ならせることにより、銅−スズ合金層の合金露出部の面積が異なる複数のめっき部材を作成した。ここで、スズ層の厚さは、平均値で０．６μｍ〜１．２μｍの範囲とした。なお、図３にＳＥＭ像を示したのは、スズ層の厚さが平均値で０．９μｍ（平均光沢度：４４０％）の場合である。

このめっき部材を端子の展開形状に打ち抜いたあと、曲げ加工を施し、図２に示した形状のメス型コネクタ端子を形成した。ＳＥＭによって評価した接点部の長径は、１５０μｍであった。

［比較例］
銅合金母材の上に、厚さ１μｍのスズ層が形成された通常のスズめっきコネクタ端子に使用されるめっき部材を準備し、実施例と同様の形状を有するメス型コネクタ端子を形成した。

［試験方法］
（光沢度と合金露出量の評価）
各実施例及び比較例にかかるめっき部材について、ＪＩＳ Ｚ ８７４１−１９９７に準拠して、スガ試験機（株）製ＵＧＶ−６Ｐを測定機として使用し、測定角（θ）２０°で、光沢度を測定した。

さらに、各実施例にかかるめっき部材について、ＳＥＭ観察を行い、図３に示したようなＳＥＭ像において暗く観察される合金露出部の面積の総計を算出した。この合金露出部の総面積の、めっき部材の表面積全体に対する割合を、合金露出量とした。ここで、合金露出部がある程度の高さを有している場合に、合金露出部の面積は、めっき部材の巨視的な表面に投影した面積として規定される。

（摩擦係数の評価）
端子の挿入力の指標として、各実施例及び比較例にかかるめっき部材について、動摩擦係数を評価した。つまり、平板状のめっき部材と半径１ｍｍのエンボス状にしためっき部材を鉛直方向に接触させて保持し、ピエゾアクチュエータを用いて鉛直方向に３Ｎの荷重を印加しながら、１０ｍｍ／ｍｉｎ．の速度でエンボス状のめっき部材を水平方向に引張り、ロードセルを使用して（動）摩擦力を測定した。摩擦力を荷重で割った値を摩擦係数とした。

（端子挿入力の評価）
実施例及び比較例にかかる端子について、以下の方法で挿入力を測定した。つまり、アイコーエンジニアリング製ＭＯＤＥＬ−１６０５Ｎ型精密荷重試験機を用いて、メス型端子を嵌合間口が上向きになるように固定し、挿入方向が下向きになるようにロードセルに取り付けたオス型端子を雌型端子の上方からヘッドスピードが１０ｍｍ／ｍｉｎ．となるように下方へ移動させ、挿入が完了するまでのロードセル荷重変化を測定した。

（接触抵抗の評価）
各実施例及び比較例にかかるめっき部材について、接触抵抗を四端子法によって測定した。この際、開放電圧を２０ｍＶ、通電電流を１０ｍＡとし、０〜４０Ｎの荷重を増加させる方向と減少させる方向に印加した。電極は、一方を平板とし、一方を半径１ｍｍのエンボス形状とした。代表として、荷重を増加させる方向で１０Ｎの荷重において計測された接触抵抗値を、各めっき部材について比較した。

［試験結果及び考察］
図４に、合金露出量と光沢度の関係を示す。これを見ると、プロット点は、細い線で示したように、直線によく近似される。つまり、合金露出量と光沢度の間には、１次のよい相関関係が存在し、光沢度が大きくなるほど、合金露出量が小さくなっている。これは、銅−スズ合金がスズよりも低い光沢度を有し、銅−スズ合金の占める面積が大きくなるほど、比例的に表面全体の光沢度の低下が起こるためであると解釈される。

次に、３種の光沢度を与える実施例にかかるめっき部材及び比較例にかかるめっき部材について、摩擦係数、挿入力及び荷重１０Ｎでの接触抵抗の測定結果を、スズのめっき厚（平均値）、光沢度、合金露出量とともに下の表１に示す。

表１によると、実施例にかかるいずれのめっき部材も、スズ層のみが形成されためっき部材と比較して、低い摩擦係数と低い挿入力を示している。つまり、端子接点部に、スズ層と銅−スズ合金が露出され、１３０〜１０００％の範囲の光沢度を有することで、スズ層のみが露出されている場合と比べて、摩擦係数及び挿入力の低減が達成されている。接触抵抗についても、銅−スズ合金が露出された各実施例にかかるめっき部材において、比較例の純スズめっき部材と同等の値が得られている。

また、各実施例において、光沢度が下がるほど摩擦係数と挿入力が低くなる傾向が見られる。これは、合金露出量が上昇することによって、表面全体の光沢度が低下するとともに、露出した銅−スズ合金の硬さの効果で表面の摩擦係数が低減され、さらに端子挿入力が低減されるためであると考えられる。

以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。

なお、本発明においては、合金露出部としてスズ層とともに最表面に露出される合金は銅−スズ合金であったが、スズよりも硬い合金であれば、銅−スズ合金に限らず、他種の合金が合金露出部を形成する場合にも、同様の思想を適用することができる。つまり、要求される光沢度の範囲は上記銅−スズ合金の場合（５０〜１０００％）とは異なる可能性はあるが、同様に、表面全体の光沢度をパラメータとして、低挿入力の指標とすることが可能である。このような他種の合金としては、ニッケル−スズ合金を例示することができる。さらに具体的には、アルミニウム又はアルミニウム合金よりなる母材の表面に、ニッケル中間層を介して、ニッケル−スズ合金よりなる合金露出部とスズ層とが最表面に露出した複合被覆層が形成された構成を例示することができる。

１ メス型コネクタ端子
１２ 弾性接触片
１３ エンボス部
１９ オス型端子
３０ 母材
３１ スズ層
３２ 合金露出部
３３ 銅−スズ合金層
３４ 複合被覆層

Claims (11)

1. 別の導電性部材と接触する接点部を含む領域の母材表面上に、最表面にスズが露出した領域と銅−スズ合金が露出した領域とよりなる複合被覆層が形成され、前記複合被覆層の表面の光沢度が５０〜１０００％の範囲にあることを特徴とするコネクタ端子。
2. 前記複合被覆層の厚さが０．５〜５．０μｍの範囲にあることを特徴とする請求項１に記載のコネクタ端子。
3. 前記複合被覆層の表面の光沢度が１００〜８００％の範囲にあることを特徴とする請求項１又は２に記載のコネクタ端子。
4. 前記母材が銅又は銅合金よりなることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のコネクタ端子。
5. 前記母材がアルミニウム又はアルミニウム合金よりなることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のコネクタ端子。
6. 前記母材と前記複合被覆層との間にニッケルよりなる中間層をさらに有することを特徴とする請求項４又は５に記載のコネクタ端子。
7. 前記中間層の厚さが３μｍ以下であることを特徴とする請求項６に記載のコネクタ端子。
8. 母材表面の少なくとも一部の領域に、最表面にスズが露出した領域と銅−スズ合金が露出した領域よりなる複合被覆層が形成され、前記複合被覆層の表面の光沢度が５０〜１０００％の範囲にあることを特徴とするコネクタ端子用材料。
9. 前記母材が銅又は銅合金よりなることを特徴とする請求項８に記載のコネクタ端子。
10. 前記母材がアルミニウム又はアルミニウム合金よりなることを特徴とする請求項８に記載のコネクタ端子。
11. 前記母材と前記複合被覆層との間にニッケルよりなる中間層をさらに有することを特徴とする請求項９又は１０に記載のコネクタ端子。