JP2023150441A - Connector terminal material - Google Patents

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Yuki Inoue
健一郎 川▲崎▼
Kenichiro Kawasaki
一誠 牧
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Abstract

To provide a connector terminal material in which the heat-resistant peel property of a connector terminal material having a copper-tin alloy layer and a tin layer is further improved.SOLUTION: Provided is a connector terminal material 1 in which a copper-tin alloy layer 3 and a tin layer 4 made of tin or a tin alloy are laminated in this order on a substrate 2 made of copper or a copper alloy, and in which, in EBSD measurement using the surface of the tin layer 4 as an observation surface, the length of a final solidification line per unit area is 50 mm/mm2 or less, the tin layer has an average thickness of 0.2 μm or more and 1.7 μm or less, and the average thickness of the copper-tin alloy layer may be 0.1 μm or more and 1.5 μm or less.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、自動車や民生機器等の電気配線の接続に使用される有用な皮膜が設けられたコネクタ用端子材に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a connector terminal material provided with a useful film used for connecting electrical wiring in automobiles, consumer electronics, etc.

従来、自動車等の電気配線の接続に用いられるコネクタが知られている。この車載用コネクタ(車載用端子)には、メス端子に設けられた接触部が、メス端子内に挿入されたオス端子に所定の接触圧を有して接触することで、電気的に接続されるように設計された端子対を備えるものが用いられている。このようなコネクタ(端子)として、銅又は銅合金からなる基材の上に銅(Cu)めっき及び錫(Sn)めっきを施した後にリフロー処理することにより、表層の錫層の下層に銅錫(Cu-Sn)合金層が形成された端子材が広く用いられている。 2. Description of the Related Art Conventionally, connectors used for connecting electrical wiring in automobiles and the like have been known. In this automotive connector (vehicle terminal), the contact part provided on the female terminal contacts the male terminal inserted into the female terminal with a predetermined contact pressure, so that an electrical connection is established. A device with a pair of terminals designed to For such connectors (terminals), copper (Cu) plating and tin (Sn) plating are performed on a base material made of copper or copper alloy, followed by reflow treatment, so that copper-tin is added to the lower layer of the surface tin layer. Terminal materials on which a (Cu--Sn) alloy layer is formed are widely used.

近年、例えば自動車においては急速に電動化・電装化が進行し、大電流化や電装機器の高集積化に伴い、通電発熱と発熱時の放熱能力の不足により端子温度が上昇し、より過酷な高温環境下での使用においてめっき膜の電気的接続信頼性が懸念されている。そこで、基材の上にニッケル又はニッケル合金層を形成し、その上に銅錫合金層としてCuSnを形成したものがあるが、更なる耐熱性向上のニーズがある。 In recent years, for example, automobiles have been rapidly electrified and equipped with electric equipment, and with the increase in current and the high integration of electrical equipment, the terminal temperature has increased due to the heat generated by electricity and the lack of heat dissipation capacity when heat is generated, causing harsher conditions. There are concerns about the electrical connection reliability of plating films when used in high-temperature environments. Therefore, there is a method in which a nickel or nickel alloy layer is formed on a base material and a copper-tin alloy layer of Cu 6 Sn 5 is formed thereon, but there is a need for further improvement in heat resistance.

例えば、特許文献1では、Cu又はCu合金からなる基材の表面に、Ni層、Cu-Sn合金層(Cu-Sn金属間化合物層)からなる中間層、Sn又はSn合金からなる表面層がこの順で形成された端子材が開示されている。この場合、Ni層が基材上にエピタキシャル成長しており、Ni層の平均結晶粒径を1μm以上、Ni層の厚さを0.1~1.0μm、かつ中間層の厚さを0.2~1.0μm、表面層の厚さを0.5~2.0μmとすることで、Cu又はCu合金からなる下地基材に対するバリア性を高め、Cuの拡散をより確実に防止して耐熱性を向上させ、高温環境下でも安定した接触抵抗を維持することができるSnめっき材が得られている。しかし、Ni層の存在を前提としているため、コスト的にNi層を導入できない場合には、耐熱性を向上させることはできない。またNi層のエピタキシャル成長のためには母材の前処理が必要となるため、耐熱性を向上させることができる母材が限定される問題があった。 For example, in Patent Document 1, a Ni layer, an intermediate layer consisting of a Cu-Sn alloy layer (Cu-Sn intermetallic compound layer), and a surface layer consisting of Sn or Sn alloy are formed on the surface of a base material made of Cu or Cu alloy. A terminal material formed in this order is disclosed. In this case, the Ni layer is epitaxially grown on the base material, the average crystal grain size of the Ni layer is 1 μm or more, the thickness of the Ni layer is 0.1 to 1.0 μm, and the thickness of the intermediate layer is 0.2 μm. By setting the thickness of the surface layer to ~1.0 μm and 0.5 to 2.0 μm, it increases the barrier properties against the base material made of Cu or Cu alloy, more reliably prevents Cu diffusion, and improves heat resistance. Sn-plated materials have been obtained that can improve contact resistance and maintain stable contact resistance even in high-temperature environments. However, since the existence of the Ni layer is assumed, if the Ni layer cannot be introduced due to cost considerations, the heat resistance cannot be improved. Furthermore, since pretreatment of the base material is required for epitaxial growth of the Ni layer, there is a problem that the base material whose heat resistance can be improved is limited.

特許文献2には、Cu系基材の表面に複数のめっき層を有し、その表層部分を構成する平均厚さ0.05~1.5μmのSn又はSn合金からなるSn系めっき層の上に、硬度が10~20Hvで平均厚さが0.05~0.5μmに形成したSn-Ag被覆層が形成された端子材が開示されている。また、Sn-Ag被覆層は、Sn粒子とAgSn粒子とを含み、Sn粒子の平均粒径が1~10μmで、AgSn粒子の平均粒径が10~100nmであると記載されている。しかし、Sn-Ag被覆層がさらに必要となるので、コスト増を招く。 Patent Document 2 discloses that the surface of a Cu-based base material has a plurality of plating layers, and the surface layer of the Sn-based plating layer made of Sn or Sn alloy has an average thickness of 0.05 to 1.5 μm. discloses a terminal material in which a Sn-Ag coating layer is formed with a hardness of 10 to 20 Hv and an average thickness of 0.05 to 0.5 μm. Further, it is described that the Sn-Ag coating layer includes Sn particles and Ag 3 Sn particles, and the average particle size of the Sn particles is 1 to 10 μm, and the average particle size of the Ag 3 Sn particles is 10 to 100 nm. There is. However, since an additional Sn--Ag coating layer is required, the cost increases.

特開2014-122403号公報Japanese Patent Application Publication No. 2014-122403 特開2010-280946号公報JP2010-280946A

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、銅錫合金層及び錫層を有するコネクタ用端子材の耐熱剥離性をさらに向上させることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to further improve the heat-resistant peelability of a terminal material for a connector having a copper-tin alloy layer and a tin layer.

本発明のコネクタ用端子材は、銅又は銅合金からなる基材の上に、銅錫合金層、錫又は錫合金からなる錫層がこの順に積層されてなるコネクタ用端子材であり、前記錫層の表面を観察面としたEBSD測定において、単位面積あたりの最終凝固線の長さが50mm/mm以下である。 The terminal material for a connector of the present invention is a terminal material for a connector in which a copper-tin alloy layer and a tin layer made of tin or a tin alloy are laminated in this order on a base material made of copper or a copper alloy, and wherein the tin layer is laminated in this order. In EBSD measurement using the surface of the layer as an observation surface, the length of the final coagulation line per unit area is 50 mm/mm 2 or less.

このコネクタ用端子材は、表面が錫層からなるため、錫層本来の良好な電気特性を有している。そして、この錫層表面の単位面積あたりの最終凝固線の長さを50mm/mm以下としたことにより、高温時の皮膜の剥離や割れを防止して、耐熱剥離性を向上させることができる。
単位面積あたりの最終凝固線の長さを50mm/mm以下としたのは、単位面積あたりの長さが50mm/mmを超えると、割れの起点となり得る最終凝固線が多くなることから、皮膜の剥離を抑制できなくなるからである。単位面積あたりの最終凝固線の長さは、望ましくは25mm/mm以下、より望ましくは10mm/mm以下、さらに好ましくは5mm/mm以下である。
そして、このように下地層としてニッケル層を有しない場合にも優れた耐熱性を有する端子材とすることができる。
Since the surface of this connector terminal material is made of a tin layer, it has good electrical properties inherent to the tin layer. By setting the final solidification line length per unit area of the tin layer surface to 50 mm/ mm2 or less, peeling and cracking of the film at high temperatures can be prevented and heat-resistant peelability can be improved. .
The reason why the length of the final solidification line per unit area was set to 50 mm/ mm2 or less is because if the length per unit area exceeds 50 mm/ mm2 , the number of final solidification lines that can become the starting point of cracks increases. This is because peeling of the film cannot be suppressed. The length of the final coagulation line per unit area is preferably 25 mm/mm 2 or less, more preferably 10 mm/mm 2 or less, and even more preferably 5 mm/mm 2 or less.
Even when the terminal material does not have a nickel layer as the base layer, it is possible to obtain a terminal material having excellent heat resistance.

本発明のコネクタ用端子材において、前記錫層は平均厚みが0.2μm以上1.7μm以下であるとよい。 In the connector terminal material of the present invention, the tin layer preferably has an average thickness of 0.2 μm or more and 1.7 μm or less.

錫層の平均厚みを0.2μm以上1.7μm以下としたのは、0.2μm未満では電気的接続信頼性の低下を招くおそれがあり、1.7μmを超えても接触抵抗は下がらず、めっきコストが高くなるとともに動摩擦係数が増大するおそれがあるためである。錫層の上限厚みは望ましくは1.6μm以下、より望ましくは1.5μm以下である。 The reason why the average thickness of the tin layer is set to 0.2 μm or more and 1.7 μm or less is because if it is less than 0.2 μm, the electrical connection reliability may deteriorate, and if it exceeds 1.7 μm, the contact resistance will not decrease. This is because there is a risk that the plating cost will increase and the coefficient of dynamic friction will increase. The upper limit thickness of the tin layer is preferably 1.6 μm or less, more preferably 1.5 μm or less.

本発明のコネクタ用端子材において、前記銅錫合金層の平均厚みが0.1μm以上1.5μm以下であるとよい。 In the connector terminal material of the present invention, it is preferable that the average thickness of the copper-tin alloy layer is 0.1 μm or more and 1.5 μm or less.

銅錫合金層の平均厚みを0.1μm以上1.5μm以下としたのは、0.1μm未満では耐熱性が低下する傾向にあり、1.5μmを超えると耐熱剥離性の低下を招くおそれがあるためである。 The reason why the average thickness of the copper-tin alloy layer is set to 0.1 μm or more and 1.5 μm or less is that if it is less than 0.1 μm, the heat resistance tends to decrease, and if it exceeds 1.5 μm, there is a risk that the heat peeling resistance will decrease. This is because there is.

本発明のコネクタ用端子材において、前記銅錫合金層の一部が前記錫層の表面に露出しており、該錫層の表面における前記銅錫合金層の露出面積率が50%以下であるとよい。 In the connector terminal material of the present invention, a part of the copper-tin alloy layer is exposed on the surface of the tin layer, and the exposed area ratio of the copper-tin alloy layer on the surface of the tin layer is 50% or less. Good.

銅錫合金層の一部が錫層の表面に露出する場合、銅錫合金層と錫層との界面が急峻な凹凸状に形成されており、表層付近が錫層の錫と銅錫合金が複合した構造となり、硬い銅錫合金層の間にある軟らかい錫が潤滑剤の作用を果たし動摩擦係数を下げることができ、耐摩耗性も向上する。
この場合、錫層の表面における銅錫合金層の露出面積率が50%を超えると、電気的接続特信頼性が低下するおそれがある。露出面積率の下限は1%、望ましくは1.5%以上である。また、電気的接続信頼性の低下を確実に抑制するために、錫層の表面における銅錫合金層の露出面積率が40%以下であることがさらに望ましい。
When a part of the copper-tin alloy layer is exposed on the surface of the tin layer, the interface between the copper-tin alloy layer and the tin layer is formed into a steep uneven shape, and the tin of the tin layer and the copper-tin alloy near the surface layer are exposed. It has a composite structure, and the soft tin between the hard copper-tin alloy layers acts as a lubricant, lowering the coefficient of dynamic friction and improving wear resistance.
In this case, if the exposed area ratio of the copper-tin alloy layer on the surface of the tin layer exceeds 50%, there is a risk that the reliability of the electrical connection characteristics will decrease. The lower limit of the exposed area ratio is 1%, preferably 1.5% or more. Furthermore, in order to reliably suppress deterioration in electrical connection reliability, it is more desirable that the exposed area ratio of the copper-tin alloy layer on the surface of the tin layer is 40% or less.

本発明のコネクタ用端子材において、前記基材と前記銅錫合金層との間に平均厚みが0.05μm以上3.0μm以下のニッケル又はニッケル合金からなるニッケル層を有するとよい。ニッケル層により基材からの銅の拡散を防止して、耐熱性をさらに向上させることができる。 In the connector terminal material of the present invention, it is preferable that a nickel layer made of nickel or a nickel alloy having an average thickness of 0.05 μm or more and 3.0 μm or less be provided between the base material and the copper-tin alloy layer. The nickel layer can prevent copper from diffusing from the base material and further improve heat resistance.

本発明によれば、高温環境下で使用した際の皮膜の剥離や割れを防止して、耐熱剥離性を向上させることができるとともに、光沢度が増し、外観的にも優れるコネクタ用端子材を得ることができる。 According to the present invention, there is provided a terminal material for a connector that can prevent peeling and cracking of the film when used in a high-temperature environment, improve heat-resistance peelability, increase glossiness, and have an excellent appearance. Obtainable.

本発明の皮膜付銅端子材の第1実施形態を模式的に示す断面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a first embodiment of a coated copper terminal material of the present invention. 錫層表面の結晶組織を示すEBSDによる画像である。This is an EBSD image showing the crystal structure of the surface of a tin layer. 図2の最終凝固線の部分を拡大した画像である。This is an enlarged image of the final coagulation line in FIG. 2. 図2とは異なる部位のEBSDによる画像である。This is an EBSD image of a different site from that in FIG. 2. 本発明の皮膜付銅端子材の第2実施形態を模式的に示す断面図である。It is a sectional view showing typically a 2nd embodiment of the copper terminal material with a film of the present invention.

本発明のコネクタ用端子材の実施形態を説明する。 Embodiments of the terminal material for connectors of the present invention will be described.

(第1実施形態)
第1実施形態のコネクタ用端子材1は、図1に示すように、銅又は銅合金からなる基材2の上に、皮膜として、銅及び錫の合金からなる銅錫合金層3と、錫又は錫合金からなる錫層4とがこの順に形成されている。
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, the connector terminal material 1 of the first embodiment has a copper-tin alloy layer 3 made of an alloy of copper and tin as a film on a base material 2 made of copper or a copper alloy, and a tin alloy layer 3 made of an alloy of copper and tin. Alternatively, a tin layer 4 made of a tin alloy is formed in this order.

基材2は帯板状に形成された条材であり、銅又は銅合金からなるものであれば、特に、その組成が限定されるものではない。 The base material 2 is a strip material formed in the shape of a strip, and its composition is not particularly limited as long as it is made of copper or a copper alloy.

銅錫合金層3及び錫層4は、後述するように、基材2の上に銅めっき層、錫めっき層を順に形成してリフロー処理することにより形成される。
そのうち、銅錫合金層3は、図1の円で囲った部分を拡大して示したように、基材2の上に部分的に形成されたCuSn層3aと、このCuSn層3aの上及び該CuSn層3aが存在しない基材2の上のいずれか、またはこれらにまたがるように形成されたCuSn層3bとから構成される。この銅錫合金層3の平均厚みは0.1μm以上1.5μm以下である。銅錫合金層3の平均厚みが、0.1μm未満では耐熱性が低下するおそれがあり、1.5μmを超えると耐熱剥離性の低下を招くおそれがあるためである。
なお、耐熱性及び耐熱剥離性は、いずれも高熱環境に晒されたときの性能を指す用語であるが、耐熱性は表面の接触抵抗の低下を抑制する性質であり、耐熱剥離性は曲げ加工等の際の皮膜の剥離や割れを防止する性質である。
The copper-tin alloy layer 3 and the tin layer 4 are formed by sequentially forming a copper plating layer and a tin plating layer on the base material 2 and performing a reflow process, as will be described later.
Among them , the copper-tin alloy layer 3 includes a Cu 3 Sn layer 3a partially formed on the base material 2 and this Cu 3 Sn layer, as shown in an enlarged view of the circled area in FIG. 3a and the base material 2 where the Cu 3 Sn layer 3a does not exist, or a Cu 6 Sn 5 layer 3b formed so as to straddle these. The average thickness of this copper-tin alloy layer 3 is 0.1 μm or more and 1.5 μm or less. This is because if the average thickness of the copper-tin alloy layer 3 is less than 0.1 μm, the heat resistance may be reduced, and if it exceeds 1.5 μm, the heat-resistant peelability may be reduced.
Heat resistance and heat peel resistance are both terms that refer to performance when exposed to a high temperature environment. This property prevents the film from peeling or cracking during such operations.

錫層4の平均厚みは0.2μm以上1.7μm以下である。錫層4の平均厚みを0.2μm以上1.7μm以下としたのは、0.2μm未満では電気的接続信頼性の低下を招くおそれがあり、1.7μmを超えても接触抵抗は下がらず、めっきのコストが高くなるとともに動摩擦係数が増大するおそれがあるためである。錫層4の平均厚みは望ましくは1.6μm以下、より望ましくは1.5μm以下である。 The average thickness of the tin layer 4 is 0.2 μm or more and 1.7 μm or less. The reason why the average thickness of the tin layer 4 is set to 0.2 μm or more and 1.7 μm or less is because if it is less than 0.2 μm, there is a risk of a decrease in electrical connection reliability, and if it exceeds 1.7 μm, the contact resistance will not decrease. This is because there is a risk that the cost of plating will increase and the coefficient of dynamic friction will increase. The average thickness of the tin layer 4 is preferably 1.6 μm or less, more preferably 1.5 μm or less.

そして、この錫層4の表面を観察面としたEBSD測定において、単位面積あたりの最終凝固線の長さが50mm/mm以下である。
最終凝固線とは、リフロー処理における加熱で形成された錫液相が凝固する際に、錫層4の表面で異なる方向に凝固が進展することによって、最後に凝固が終了する部分で突き合わせられるようにして形成される境界線である。具体的には、錫層4の表面をEBSD(後方散乱電子回折:Electron BackScatter Diffraction)法による方位回析で測定した互いの凝固方向の角度差が10°以上の場合を最終凝固線とした。図2は、この最終凝固線が現れているEBSDによる画像を示しており、この図2の場合、図のほぼ上半分において上下方向に進展する結晶の凝固線と、下半分においてやや斜めに進展する結晶の凝固線とが突き合わせられることにより、その突き合わせ位置に矢印で示すように図のほぼ左右方向に沿って最終凝固線が形成されている。
この最終凝固線は、結晶の凝固線の進展方向(凝固方向)について、隣接する凝固線の交差角度に10°以上の差がある場合に、これら凝固線の突き合わせ部位に形成されるものをいう。図3は図2の最終凝固線の一部を拡大して示しており、この図3の場合は凝固線が19°で交差している。
また、図4は、左側がEBSDによる画像であり、右側が、その画像に最終凝固線を黒色で示したものである。
In EBSD measurement using the surface of the tin layer 4 as an observation surface, the length of the final solidification line per unit area is 50 mm/mm 2 or less.
The final solidification line is a line in which solidification progresses in different directions on the surface of the tin layer 4 when the tin liquid phase formed by heating in the reflow process solidifies, so that they meet at the final point where solidification ends. It is a boundary line formed by Specifically, when the surface of the tin layer 4 was measured by azimuthal diffraction using EBSD (Electron Backscatter Diffraction) method, the case where the angle difference between the mutual solidification directions was 10° or more was defined as the final solidification line. Figure 2 shows an EBSD image in which this final solidification line appears. In the case of Figure 2, the crystal solidification line progresses vertically in approximately the upper half of the figure, and the crystal solidification line progresses slightly diagonally in the lower half. By abutting the solidification lines of the crystals, a final solidification line is formed at the abutting position along the left and right direction of the figure, as shown by the arrows.
This final solidification line refers to the line that is formed at the point where adjacent solidification lines meet when there is a difference of 10° or more in the intersection angle of adjacent solidification lines in the direction of growth (solidification direction) of the solidification lines of the crystal. . FIG. 3 shows an enlarged view of a part of the final coagulation lines in FIG. 2, and in this case, the coagulation lines intersect at 19°.
Further, in FIG. 4, the left side is an image obtained by EBSD, and the right side is an image in which the final coagulation line is shown in black.

この単位面積当たりの最終凝固線の長さが50mm/mm以下であることにより、高温環境下で使用した際の端子材の皮膜の剥離や割れが防止されるとともに、表面の光沢度が向上し、外観も優れたものとなる。単位面積当たりの最終凝固線の長さの下限は必ずしも限定されるものではないが、0.01mm/mmが好ましい。
この最終凝固線の存在は、溶接や鋳造において問題になり易く、耐熱剥離試験を実施した場合に強度の低い最終凝固部で応力に耐えられなくなることで割れが発生しやすい。単位面積当たりの最終凝固線の長さが50mm/mmを超えると、多くの最終凝固線が存在することにより、割れの起点となりやすい箇所が増えて、皮膜の割れや剥離が発生しやすくなる。最終凝固線が少なくなることにより、表面状態も光沢度が向上する。単位面積当たりの最終凝固線の長さは25mm/mm以下が好ましく、より望ましくは10mm/mm以下であり、さらに好ましくは5mm/mm以下である。
By setting the final coagulation line length per unit area to 50mm/ mm2 or less, peeling and cracking of the terminal material film when used in high-temperature environments is prevented, and the surface gloss is improved. Moreover, the appearance is also excellent. The lower limit of the length of the final coagulation line per unit area is not necessarily limited, but is preferably 0.01 mm/mm 2 .
The presence of this final solidification line tends to be a problem in welding and casting, and when a heat-resistant peel test is performed, the final solidification line, which has low strength, cannot withstand stress and cracks tend to occur. When the length of the final solidification line per unit area exceeds 50mm/ mm2 , the presence of many final solidification lines increases the number of places that are likely to start cracks, making it easier for the film to crack or peel. . By reducing the number of final solidification lines, the surface condition also improves in gloss. The length of the final coagulation line per unit area is preferably 25 mm/mm 2 or less, more preferably 10 mm/mm 2 or less, and still more preferably 5 mm/mm 2 or less.

以上のように構成されるコネクタ用端子材1の製造方法について説明する。
基材2として、銅又は銅合金からなる板材を用意し、この板材に脱脂、酸洗等の処理をすることによって表面を清浄にする。
この基材2は、圧延工程等を経て連続的に走行される、あるいはコイル状に巻き取られていて、そのコイルを巻き戻しながら連続的に走行され、その連続走行する基材2の表面に、銅めっき、錫めっきをこの順序で施し、銅めっき層及び錫めっき層を順に形成する。
A method of manufacturing the connector terminal material 1 configured as described above will be described.
A plate made of copper or a copper alloy is prepared as the base material 2, and the surface of the plate is cleaned by degreasing, pickling, or other treatments.
This base material 2 is continuously run through a rolling process or the like, or is wound into a coil, and is continuously run while unwinding the coil, and the surface of the base material 2 that is continuously running is , copper plating, and tin plating are applied in this order to form a copper plating layer and a tin plating layer in this order.

銅めっきは一般的な銅めっき浴を用いればよく、例えば硫酸銅(CuSO)及び硫酸(HSO)を主成分とした硫酸銅浴等を用いることができる。めっき浴の温度は20~50℃、電流密度は1A/dm以上50A/dm以下とされる。 For copper plating, a general copper plating bath may be used, such as a copper sulfate bath containing copper sulfate (CuSO 4 ) and sulfuric acid (H 2 SO 4 ) as main components. The temperature of the plating bath is 20 to 50° C., and the current density is 1 A/dm 2 or more and 50 A/dm 2 or less.

錫めっき層形成のためのめっき浴としては、一般的な錫めっき浴を用いればよく、例えば硫酸(HSO)と硫酸第一錫(SnSO)を主成分とした硫酸浴を用いることができる。めっき浴の温度は15~35℃、電流密度は1A/dm以上30A/dm以下とされる。 As a plating bath for forming a tin plating layer, a general tin plating bath may be used, for example, a sulfuric acid bath containing sulfuric acid (H 2 SO 4 ) and stannous sulfate (SnSO 4 ) as main components may be used. I can do it. The temperature of the plating bath is 15 to 35° C., and the current density is 1 A/dm 2 or more and 30 A/dm 2 or less.

リフロー処理は、各種めっき処理がなされた基材2を連続的に走行しながら加熱して、めっき層を一旦溶融させた後に急冷する。
具体的には、基材2に各種めっきを施してなるめっき材をCO還元性雰囲気にした加熱炉内で20℃/秒以上75℃/秒以下の昇温速度で240℃まで加熱する一次加熱の後に、240℃以上350℃以下の温度で1秒以上15秒以下の時間加熱する二次加熱を行う加熱工程と、加熱工程の後に、一次冷却工程、二次冷却工程が順に施される。
二次加熱の際の温度設定については、例えば一次加熱で到達した温度(240℃)で保持しても良いし、あるいは一次加熱で240℃まで加熱した後、目標温度まで徐々に上げても良いし、あるいは240℃以上350℃以下の温度範囲内で適宜変化させても良い。
In the reflow treatment, the base material 2 that has been subjected to various plating treatments is heated while being continuously moved, and the plating layer is once melted and then rapidly cooled.
Specifically, primary heating involves heating a plating material obtained by applying various platings to the base material 2 to 240°C at a heating rate of 20°C/second to 75°C/second in a heating furnace with a CO reducing atmosphere. After that, a heating step is performed in which secondary heating is performed at a temperature of 240° C. or more and 350° C. or less for a period of 1 second or more and 15 seconds or less, and after the heating step, a primary cooling step and a secondary cooling step are sequentially performed.
Regarding the temperature setting during secondary heating, for example, it may be held at the temperature reached during primary heating (240°C), or it may be heated to 240°C during primary heating and then gradually raised to the target temperature. Alternatively, the temperature may be changed as appropriate within the temperature range of 240° C. or higher and 350° C. or lower.

一次冷却工程は、連続的に走行する基材2の長さ方向(走行方向)における単位長さあたりの温度勾配をG℃/m、冷却速度をR℃/秒としたときに、G/Rが0.5以上となるように冷却する。このG/Rが大きいと、単位面積あたりの最終凝固線長さを減らすことができる。温度勾配G℃/mを大きくするという観点からは、一次冷却工程の冷却速度を40℃/秒以上とすることが望ましい、一次冷却工程の冷却速度が40℃/秒未満の場合には温度勾配G℃/mを大きくすることができず、G/Rが0.5を下回る。そのため、最終凝固線を少なくすることが出来ず、耐熱剥離性を向上させることができない。
次いで、二次冷却工程は、一次冷却工程の後に150℃/秒以上300℃/秒以下の冷却速度で冷却する。
このリフロー処理により、なお、最終凝固線長さを減らすという観点からは、一次冷却工程において錫(Sn)の融点以下まで冷却し、その後の二次冷却工程で急冷する、というプロセスが好ましい。
In the primary cooling process, the temperature gradient per unit length in the length direction (travel direction) of the continuously running base material 2 is G°C/m, and the cooling rate is R°C/sec. is cooled so that it becomes 0.5 or more. When this G/R is large, the final coagulation line length per unit area can be reduced. From the viewpoint of increasing the temperature gradient G°C/m, it is desirable that the cooling rate in the primary cooling step is 40°C/second or more.If the cooling rate in the primary cooling step is less than 40°C/second, the temperature gradient G°C/m cannot be increased, and G/R is less than 0.5. Therefore, it is not possible to reduce the final solidification line, and it is not possible to improve heat-resistant peelability.
Next, in the secondary cooling step, after the primary cooling step, cooling is performed at a cooling rate of 150° C./second or more and 300° C./second or less.
From the viewpoint of reducing the final solidification line length through this reflow treatment, it is preferable to use a process in which the material is cooled to below the melting point of tin (Sn) in the primary cooling step, and rapidly cooled in the subsequent secondary cooling step.

このようなリフロー処理を行うことにより、二次加熱によって到達温度を調整すると共に、一次冷却の条件を上記のように調整して錫(Sn)を融点以上に加熱すると共に、一次冷却の条件を上記のように調整して、単位面積あたりの最終凝固線の長さを減らすことができる。
また、このリフロー処理を還元性雰囲気で行うことにより錫層4表面に溶融温度の高い錫酸化物皮膜が生成するのを防ぎ、より低い温度かつより短い時間でリフロー処理を行うことが可能となる。
By performing such a reflow process, the temperature reached by secondary heating is adjusted, and the primary cooling conditions are adjusted as described above to heat tin (Sn) above its melting point, and the primary cooling conditions are adjusted as described above. Adjustments as described above can be made to reduce the length of the final coagulation line per unit area.
Furthermore, by performing this reflow treatment in a reducing atmosphere, it is possible to prevent the formation of a tin oxide film with a high melting temperature on the surface of the tin layer 4, and to perform the reflow treatment at a lower temperature and in a shorter time. .

このようにして製造されるコネクタ用端子材1は、表面の錫層4により良好な電気特性を有しているとともに、この錫層4表面の単位面積あたりの最終凝固線の長さを50mm/mm以下としたことにより、高温時の皮膜の剥離や割れを防止して、耐熱剥離性を向上させることができる。 The connector terminal material 1 manufactured in this manner has good electrical properties due to the tin layer 4 on the surface, and the length of the final solidified line per unit area of the surface of the tin layer 4 is 50 mm/ By setting it to mm 2 or less, peeling and cracking of the film at high temperatures can be prevented, and heat-resistant peelability can be improved.

(第2実施形態)
前述の第1実施形態に対して、第2実施形態のコネクタ用端子材11では、図5に示すように、基材2と銅錫合金層12との間にニッケル又はニッケル合金からなるニッケル層13が形成され、そのニッケル層13の上に、銅錫合金層12、錫層14が形成されている。
(Second embodiment)
In contrast to the first embodiment described above, the connector terminal material 11 of the second embodiment has a nickel layer made of nickel or a nickel alloy between the base material 2 and the copper-tin alloy layer 12, as shown in FIG. 13 is formed, and on the nickel layer 13, a copper-tin alloy layer 12 and a tin layer 14 are formed.

ニッケル層13は、基材2の表面にニッケル又はニッケル合金を電解めっきして形成されたものであり、0.05μm以上3.0μm以下の厚さに形成される。このニッケル層13を設けることにより、基材2からの銅(Cu)が皮膜に拡散することを防止することができる。このニッケル層13の厚さは、0.05μm未満では基材2からの銅(Cu)の拡散を防止する効果に乏しく、銅の拡散防止による耐熱性の向上効果が期待できず、3.0μmを超えると曲げ加工等の追従性が低下して割れが発生するおそれがある。 The nickel layer 13 is formed by electrolytically plating nickel or a nickel alloy on the surface of the base material 2, and has a thickness of 0.05 μm or more and 3.0 μm or less. By providing this nickel layer 13, it is possible to prevent copper (Cu) from the base material 2 from diffusing into the film. If the thickness of this nickel layer 13 is less than 0.05 μm, the effect of preventing the diffusion of copper (Cu) from the base material 2 is poor, and the effect of improving heat resistance by preventing copper diffusion cannot be expected. If it exceeds this, the followability of bending etc. may deteriorate and cracks may occur.

銅錫合金層12は、基材2の上にニッケルめっき層、銅めっき層、錫めっき層を順に形成してリフロー処理することにより形成されたもので、図示は省略するが、図1の場合と同様に、部分的に形成されたCuSn層と、このCuSn層の上及び該CuSn層が存在しないニッケル層13の上のいずれか、またはこれらにまたがるように形成されたCuSn層とから構成される。この銅錫合金層12の平均厚みは0.1μm以上1.5μm以下である。また、CuSn合金層12bに対するCuSn合金層12aの体積比率は20%以下が好ましい。なお、CuSn層は、その銅(Cu)の一部がニッケル(Ni)に置換した化合物合金層である場合もある。 The copper-tin alloy layer 12 is formed by sequentially forming a nickel plating layer, a copper plating layer, and a tin plating layer on the base material 2 and performing a reflow treatment. Although not shown, in the case of FIG. Similarly, a partially formed Cu 3 Sn layer, either on this Cu 3 Sn layer or on the nickel layer 13 where the Cu 3 Sn layer does not exist, or formed so as to straddle these. It is composed of five layers of Cu 6 Sn. The average thickness of this copper-tin alloy layer 12 is 0.1 μm or more and 1.5 μm or less. Further, the volume ratio of the Cu 3 Sn alloy layer 12a to the Cu 6 Sn 5 alloy layer 12b is preferably 20% or less. Note that the Cu 6 Sn 5 layer may be a compound alloy layer in which part of the copper (Cu) is replaced with nickel (Ni).

錫層14の平均厚みは、第1実施形態と同様であるが、錫層14の表面に、銅錫合金層12の一部が露出している。この実施形態では、銅錫合金層12と錫層14との界面が急峻な凹凸状に形成され、その界面付近が銅錫合金層12と錫層14との複合構造となっており、その銅錫合金層12の一部が錫層14の表面に露出している。このため、軟らかい錫層14が硬い銅錫合金層12によって支持されるため、摩擦係数が低くなり、コネクタとしての挿抜性が向上する。
この銅錫合金層12の錫層14表面への露出率は50%以下である。銅錫合金層12の露出面積率が50%を超えると、電気的接続信頼性が低下するおそれがある。露出面積率の下限は1%、望ましくは1.5%以上であり、上限は40%以下である。
また、錫層14の表面において、錫層14の表面を観察面としたEBSD測定において、単位面積あたりの最終凝固線の長さが50mm/mm以下である構成は、第1実施形態と同様である。
The average thickness of the tin layer 14 is the same as in the first embodiment, but a portion of the copper-tin alloy layer 12 is exposed on the surface of the tin layer 14. In this embodiment, the interface between the copper-tin alloy layer 12 and the tin layer 14 is formed into a steep uneven shape, and the vicinity of the interface has a composite structure of the copper-tin alloy layer 12 and the tin layer 14. A portion of the tin alloy layer 12 is exposed on the surface of the tin layer 14. Therefore, since the soft tin layer 14 is supported by the hard copper-tin alloy layer 12, the coefficient of friction is lowered and the ease of insertion and removal as a connector is improved.
The exposure rate of this copper-tin alloy layer 12 to the surface of the tin layer 14 is 50% or less. If the exposed area ratio of the copper-tin alloy layer 12 exceeds 50%, there is a risk that electrical connection reliability will decrease. The lower limit of the exposed area ratio is 1%, preferably 1.5% or more, and the upper limit is 40% or less.
Further, in the EBSD measurement using the surface of the tin layer 14 as the observation surface, the configuration in which the length of the final solidification line per unit area is 50 mm/mm 2 or less is the same as in the first embodiment. It is.

第2実施形態のコネクタ用端子材11を製造するには、基材2の上にニッケルめっき、銅めっき、錫めっきを順に施して、リフロー処理すればよい。
ニッケルめっきのためのめっき浴は、一般的なニッケルめっき浴を用いればよく、例えば硫酸ニッケル(NiSO)と塩化ニッケル(NiCl)、硼酸(HBO)を主成分としたワット浴などを用いることができる。めっき浴の温度は20℃以上60℃以下、電流密度は5A/dm以上60A/dm以下とされる。
銅めっき、錫めっき及びリフロー処理は第1実施形態と同様の条件で行われる。
In order to manufacture the connector terminal material 11 of the second embodiment, nickel plating, copper plating, and tin plating may be sequentially applied to the base material 2, followed by reflow treatment.
As a plating bath for nickel plating, a general nickel plating bath may be used, such as a Watt bath containing nickel sulfate (NiSO 4 ), nickel chloride (NiCl 2 ), and boric acid (H 3 BO 3 ) as main components. can be used. The temperature of the plating bath is 20° C. or more and 60° C. or less, and the current density is 5 A/dm 2 or more and 60 A/dm 2 or less.
Copper plating, tin plating, and reflow treatment are performed under the same conditions as in the first embodiment.

この第2実施形態のコネクタ用端子材11は、銅錫合金層12と錫層14との界面が急峻な凹凸状に形成され、これにより、錫層14と銅錫合金層12との界面付近が、軟らかい錫層14の直下で硬い銅錫合金層12が錫層14を支持する複合構造となり、動摩擦係数を低減することができる。もちろん、最表面は錫層14が主体であるので、電気的接続信頼性に優れている。
なお、このような錫層と銅錫合金層との複合構造は、ニッケル層を形成せずに、ニッケルを含有する銅合金を基材として用いることによっても形成することができる。
In the connector terminal material 11 of the second embodiment, the interface between the copper-tin alloy layer 12 and the tin layer 14 is formed into a steep uneven shape, so that near the interface between the tin layer 14 and the copper-tin alloy layer 12 However, a composite structure is formed in which the hard copper-tin alloy layer 12 supports the tin layer 14 directly below the soft tin layer 14, and the coefficient of dynamic friction can be reduced. Of course, since the outermost surface is mainly composed of the tin layer 14, the electrical connection reliability is excellent.
Note that such a composite structure of a tin layer and a copper-tin alloy layer can also be formed by using a copper alloy containing nickel as a base material without forming a nickel layer.

板厚0.25mmの銅合金板を基材とし、以下のめっき浴条件で各種めっきを施した。これらのめっき層の膜厚は表1の通りとした。 A copper alloy plate with a thickness of 0.25 mm was used as a base material, and various platings were applied under the following plating bath conditions. The thicknesses of these plating layers were as shown in Table 1.

(銅めっき)
硫酸銅:250g/L
硫酸:50g/L
液温:25℃
電流密度:5ASD(A/dmの略;以下同じ)
(copper plating)
Copper sulfate: 250g/L
Sulfuric acid: 50g/L
Liquid temperature: 25℃
Current density: 5ASD (abbreviation of A/ dm2 ; same below)

(錫めっき)
硫酸錫:75g/L
硫酸:85g/L
添加剤:10g/L
液温:25℃
電流密度:2ASD
(Tin plating)
Tin sulfate: 75g/L
Sulfuric acid: 85g/L
Additive: 10g/L
Liquid temperature: 25℃
Current density: 2ASD

次いで、めっき層付基材を表1に示す条件でリフロー処理した。
リフロー処理後、銅錫合金層及び錫層の厚みを測定するとともに、錫層表面における銅錫合金層の露出面積率、錫層表面における単位面積あたりの最終凝固線長さを測定した。
また、錫層表面の光沢度及び接触抵抗を測定するとともに、皮膜の耐熱剥離性を評価した。
Next, the base material with the plating layer was subjected to a reflow treatment under the conditions shown in Table 1.
After the reflow treatment, the thicknesses of the copper-tin alloy layer and the tin layer were measured, as well as the exposed area ratio of the copper-tin alloy layer on the surface of the tin layer and the final solidification line length per unit area on the surface of the tin layer.
In addition, the glossiness and contact resistance of the tin layer surface were measured, and the heat-resistant peelability of the film was evaluated.

(銅錫合金層及び錫層の平均厚みの測定方法)
錫層及び銅錫合金層の厚みは、エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製蛍光X線膜厚計(SEA5120A)にて測定した。錫層の厚み及び銅錫合金層の厚みの測定には、最初にリフロー後のサンプルについて、錫を含む皮膜(銅錫合金層及び錫層)全体の厚みを測定した後、銅錫合金層を腐食しない成分からなるめっき被膜剥離用のエッチング液に5分間浸漬することにより錫層を除去し、その下層の銅錫合金層を露出させ銅錫合金層の厚みを測定して銅錫合金層の平均厚みを算出した後、(錫層を含む皮膜全体の厚み-銅錫合金層の平均厚み)を錫層の平均厚みと定義した。表1に示す各厚みは5箇所の測定値の平均値である。
(Method for measuring average thickness of copper-tin alloy layer and tin layer)
The thickness of the tin layer and the copper-tin alloy layer was measured using a fluorescent X-ray film thickness meter (SEA5120A) manufactured by SII Nano Technology Co., Ltd. To measure the thickness of the tin layer and the copper-tin alloy layer, first measure the thickness of the entire tin-containing film (copper-tin alloy layer and tin layer) on the sample after reflow, and then measure the thickness of the copper-tin alloy layer. The tin layer is removed by immersion in an etching solution for plating film removal made of non-corrosive ingredients for 5 minutes, the copper-tin alloy layer underneath is exposed, and the thickness of the copper-tin alloy layer is measured to determine the thickness of the copper-tin alloy layer. After calculating the average thickness, (thickness of the entire film including the tin layer−average thickness of the copper-tin alloy layer) was defined as the average thickness of the tin layer. Each thickness shown in Table 1 is the average value of the measured values at five locations.

(銅錫合金層の露出面積率の測定方法)
銅錫合金層の露出面積率は、表面酸化膜を除去後、100×100μmの領域を走査イオン顕微鏡により観察した。測定原理上、最表面から約20nmまでの深さ領域にCuSn合金が存在すると、白くイメージングされるので、画像処理ソフトを使用し、測定領域の面積に対する白い領域の面積の比率を銅錫合金層の露出面積率とみなした。
(Method for measuring exposed area ratio of copper-tin alloy layer)
The exposed area ratio of the copper-tin alloy layer was determined by observing a 100×100 μm area using a scanning ion microscope after removing the surface oxide film. According to the measurement principle, if Cu 6 Sn 5 alloy exists in a depth region of about 20 nm from the outermost surface, it will be imaged white, so image processing software is used to calculate the ratio of the area of the white region to the area of the measurement region. It was regarded as the exposed area ratio of the tin alloy layer.

(単位面積あたりの最終凝固線長さの測定方法)
単位面積あたりの最終凝固線の長さは、株式会社日立ハイテク製の走査電子顕微鏡(SU7000)を用いてEBSD法(Electron Backscatter Diffraction)により測定した。測定条件は設定電圧15kV、プローブ電流値をHi80、対物絞り径φ70μmとし、1回の測定面積は、結晶粒を100個以上含む、1000μm×1000μmの範囲とし、スキャンステップを2μmとした。これを20視野で測定した。測定後の結晶粒の解析には、TSL社製の解析ソフトOIM Analysisを用いてIPF(Inverse Pole Figure)マップおよびIQ(Image Quality)マップから最終凝固線の長さを測定した。この最終凝固線は、隣接する結晶の凝固線の進展方向(凝固方向)の交差角度が10°以上である場合に、これら凝固線が突き合わせられることにより形成される線を最終凝固線として、その長さを測定した。
そして、20視野の測定で得られた最終凝固線の長さの合計を20視野の面積の合計で割ることで、単位面積当たりの長さを算出した。
(Method of measuring final coagulation line length per unit area)
The length of the final coagulation line per unit area was measured by the EBSD method (Electron Backscatter Diffraction) using a scanning electron microscope (SU7000) manufactured by Hitachi High-Tech Corporation. The measurement conditions were a set voltage of 15 kV, a probe current value of Hi80, an objective aperture diameter of 70 μm, a measurement area of 1000 μm×1000 μm including 100 or more crystal grains, and a scan step of 2 μm. This was measured in 20 visual fields. To analyze the crystal grains after the measurement, the length of the final coagulation line was measured from an IPF (Inverse Pole Figure) map and an IQ (Image Quality) map using analysis software OIM Analysis manufactured by TSL. This final solidification line is defined as the line formed by butting these solidification lines when the intersecting angle of the propagation direction (solidification direction) of the solidification lines of adjacent crystals is 10° or more. The length was measured.
Then, the length per unit area was calculated by dividing the total length of the final coagulation line obtained by measuring the 20 visual fields by the total area of the 20 visual fields.

(光沢度の測定方法)
光沢度は、日本電色工業株式会社社製光沢度計(型番:VG-2PD)を用いて、JIS Z 8741に準拠し、入射角60度にて測定した。
(Measurement method of glossiness)
Glossiness was measured using a gloss meter (model number: VG-2PD) manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd. in accordance with JIS Z 8741 at an incident angle of 60 degrees.

(接触抵抗)
大気中で高温保持し、接触抵抗を測定した。保持条件は120℃で1000時間までとした。測定方法は4端子接触抵抗試験機(山崎精機研究所製:CRS-113-AU)により、摺動式(1mm)で0から100gまで荷重を変化させて接触抵抗を測定し、荷重100gとしたときの接触抵抗値で評価した。1000時間経過後においても接触抵抗が5mΩ以下であったものを「A」、5mΩを超えて10mΩ以下であったものを「B」、1000時間経過後には10mΩを上回ったものを「C」とした。
(contact resistance)
The contact resistance was measured by holding the sample at high temperature in the atmosphere. The holding conditions were 120°C for up to 1000 hours. The measurement method was to measure the contact resistance using a 4-terminal contact resistance tester (manufactured by Yamazaki Seiki Laboratory: CRS-113-AU) with a sliding type (1 mm) and varying the load from 0 to 100 g, and the load was 100 g. It was evaluated based on the contact resistance value at that time. If the contact resistance was 5mΩ or less even after 1000 hours had passed, it would be labeled "A", if it exceeded 5mΩ but not more than 10mΩ, it would be labeled "B", and if it exceeded 10mΩ after 1000 hours, it would be labeled "C". did.

(皮膜耐熱剥離性の評価)
供試材から幅10mm、長さ80mmの試験片(長軸方向が圧延方向と垂直)を切り出し、作製した試験片に対し、180度曲げを曲率半径R=3mmで施し、170℃で250時間保持する加熱試験を大気中で行った。さらに、これら加熱後の試験片に対し、曲げ戻しを常温にて行った。曲げ部分を目視にて観察し、皮膜の割れ、剥離、シワのいずれもが認められないものを「A」、皮膜表面にシワが見られるものを「B」、皮膜の割れまたは剥離によって基材が露出したものを「C」と評価した。
(Evaluation of film heat-resistant peelability)
A test piece with a width of 10 mm and a length of 80 mm (long axis direction perpendicular to the rolling direction) was cut out from the sample material, and the prepared test piece was bent 180 degrees with a radius of curvature R = 3 mm and heated at 170 ° C for 250 hours. A holding heating test was conducted in air. Furthermore, the test pieces after heating were bent back at room temperature. Visually observe the bent part, and if there are no cracks, peeling, or wrinkles in the film, it is ``A'', and if there are wrinkles on the surface of the film, it is ``B''. Those with exposed parts were rated "C".

これらの結果を表1に示す。 These results are shown in Table 1.

Figure 2023150441000002
Figure 2023150441000002

表1からわかるように、錫層表面における単位面積あたりの最終凝固線長さが50mm/mm以下の実施例は、皮膜の耐熱剥離性の評価においてシワがみられる程度のもので良好であった。光沢度も比較例より高い値を示していた。
また、接触抵抗も加熱後で10mΩ以下と低く、良好である。
これに対して、比較例はいずれも最終凝固線長さが50mm/mm超えており、耐熱剥離性の評価において皮膜の割れまたは剥離によって基材の露出が認められた。
As can be seen from Table 1, the examples in which the final solidification line length per unit area on the tin layer surface was 50 mm/ mm2 or less were evaluated to be good, with only wrinkles being observed in the evaluation of the heat-resistant peelability of the film. Ta. The glossiness also showed a higher value than the comparative example.
Further, the contact resistance is also low and good, at 10 mΩ or less after heating.
On the other hand, in all of the comparative examples, the final coagulation line length exceeded 50 mm/mm 2 , and in the evaluation of heat-resistant peelability, exposure of the base material was observed due to cracking or peeling of the film.

次に基材と銅錫合金層との間にニッケル層を形成した試料も作製した。基材及び銅めっき、錫めっきの条件は先の実施例の場合と同様である。
(ニッケルめっき)
硫酸ニッケル:300g/L
硫酸:2g/L
液温:45℃
電流密度:20ASD
リフロー処理は表2に示す条件とした。
得られた試料について、前述したのと同様に、リフロー処理後、銅錫合金層及び錫層の厚みを測定するとともに、錫層表面における銅錫合金層の露出面積率、錫層表面における単位面積あたりの最終凝固線長さを測定した。
また、ニッケル層の厚みも、エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製蛍光X線膜厚計(SEA5120A)を用いて測定した。5箇所の測定値を平均したものをニッケル層の平均厚みとする。
また、錫層表面の光沢度及び接触抵抗を測定するとともに、皮膜の耐熱剥離性を評価した。
その評価は、皮膜耐熱剥離性の評価における加熱条件を180℃で200時間としたこと以外は、表1の例において実施した条件と同じである。
その結果を表2に示す。
Next, a sample was also prepared in which a nickel layer was formed between the base material and the copper-tin alloy layer. The conditions for the base material, copper plating, and tin plating are the same as in the previous example.
(Nickel plating)
Nickel sulfate: 300g/L
Sulfuric acid: 2g/L
Liquid temperature: 45℃
Current density: 20ASD
The reflow treatment was performed under the conditions shown in Table 2.
Regarding the obtained sample, in the same manner as described above, after the reflow treatment, the thickness of the copper-tin alloy layer and the tin layer was measured, and the exposed area ratio of the copper-tin alloy layer on the surface of the tin layer and the unit area on the surface of the tin layer were measured. The final coagulation line length was measured.
Further, the thickness of the nickel layer was also measured using a fluorescent X-ray film thickness meter (SEA5120A) manufactured by SII Nano Technology Co., Ltd. The average thickness of the nickel layer is the average of the measured values at five locations.
In addition, the glossiness and contact resistance of the tin layer surface were measured, and the heat-resistant peelability of the film was evaluated.
The evaluation was conducted under the same conditions as in the example shown in Table 1, except that the heating conditions for evaluating the heat-resistant peelability of the film were 180° C. for 200 hours.
The results are shown in Table 2.

Figure 2023150441000003
Figure 2023150441000003

表2からわかるように、錫層表面における単位面積あたりの最終凝固線長さが50mm/mm以下の実施例は、皮膜の割れ、剥離が認められず、表1の結果よりもさらに良好であった。表面の光沢度も高く、また、高温保持後の接触抵抗も低いことから、ニッケル層を形成することにより、さらに優れた端子材にできることがわかる。なお、表2にはニッケルめっき層の厚みを記載しているが、端子材としてのニッケル層の平均厚みも0.05μm以上3.0μm以下であった。
比較例については、錫層表面における単位面積あたりの最終凝固線長さが50mm/mmを超えていたため、耐熱剥離性が悪かった。
As can be seen from Table 2, in the examples in which the final solidification line length per unit area on the tin layer surface was 50 mm/ mm2 or less, no cracking or peeling of the film was observed, and the results were even better than those in Table 1. there were. The surface gloss is high and the contact resistance after being held at high temperatures is low, indicating that forming a nickel layer can make an even more excellent terminal material. Note that Table 2 shows the thickness of the nickel plating layer, and the average thickness of the nickel layer as a terminal material was also 0.05 μm or more and 3.0 μm or less.
In the comparative example, the final coagulation line length per unit area on the surface of the tin layer exceeded 50 mm/mm 2 , so the heat-resistant peelability was poor.

1 コネクタ用端子材
2 基材
3 銅錫合金層
3a CuSn層
3b CuSn
4 錫層
11 コネクタ用端子材
12 銅錫合金層
13 ニッケル層
14 錫層
1 Terminal material for connector 2 Base material 3 Copper-tin alloy layer 3a Cu 3 Sn layer 3b Cu 6 Sn 5 layer 4 Tin layer 11 Terminal material for connector 12 Copper-tin alloy layer 13 Nickel layer 14 Tin layer

Claims (5)

銅又は銅合金からなる基材の上に、銅錫合金層、錫又は錫合金からなる錫層がこの順に積層されてなるコネクタ用端子材であり、前記錫層の表面を観察面としたEBSD測定において、単位面積あたりの最終凝固線の長さが50mm/mm以下であることを特徴とするコネクタ用端子材。 EBSD is a terminal material for a connector in which a copper-tin alloy layer, a tin layer made of tin or a tin alloy are laminated in this order on a base material made of copper or a copper alloy, and the surface of the tin layer is an observation surface. A terminal material for a connector, characterized in that the length of the final coagulated line per unit area is 50 mm/mm 2 or less when measured. 前記錫層は平均厚みが0.2μm以上1.7μm以下であることを特徴とする請求項1に記載のコネクタ用端子材。 2. The connector terminal material according to claim 1, wherein the tin layer has an average thickness of 0.2 μm or more and 1.7 μm or less. 前記銅錫合金層の平均厚みが0.1μm以上1.5μm以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載のコネクタ用端子材。 The terminal material for a connector according to claim 1 or 2, wherein the average thickness of the copper-tin alloy layer is 0.1 μm or more and 1.5 μm or less. 前記銅錫合金層の一部が前記錫層の表面に露出しており、該錫層の表面における前記銅錫合金層の露出面積率が50%以下であることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載のコネクタ用端子材。 A portion of the copper-tin alloy layer is exposed on the surface of the tin layer, and an exposed area ratio of the copper-tin alloy layer on the surface of the tin layer is 50% or less. 3. The terminal material for a connector according to any one of 3. 前記基材と前記銅錫合金層との間に平均厚みが0.05μm以上3.0μm以下のニッケル又はニッケル合金からなるニッケル層を有することを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載のコネクタ用端子材。 Any one of claims 1 to 4, further comprising a nickel layer made of nickel or a nickel alloy having an average thickness of 0.05 μm or more and 3.0 μm or less between the base material and the copper-tin alloy layer. Terminal material for connectors described in .
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