JP5192878B2 - コネクタおよびコネクタ用金属材料 - Google Patents

Description

本発明は、オス端子、メス端子を含んで構成される電気電子部品用のコネクタ、およびこのコネクタに用いられる、オス端子、メス端子の接点部などに好適なコネクタ用金属材料に関する。

たとえば、自動車等の電線の接続に用いられるコネクタには、一般に、銅（Ｃｕ）合金などの導電性基体（以下、適宜、基体と記す。）上に錫（Ｓｎ）、錫合金などの金属被覆層を設けたオス端子とメス端子が使用されている。オス端子およびメス端子は、それぞれハウジングに収容されてそれぞれオスコネクタ、メスコネクタとして構成されている。オス端子およびメス端子の材料として用いられる、Ｃｕ、Ｃｕ合金などの導電性基体上にＳｎ、Ｓｎ合金などの金属被覆層をめっきなどにより設けた金属材料は、基体の優れた導電性と強度、および金属被覆層の優れた電気接続性と耐食性とはんだ付け性を備えた高性能導体として知られている（例えば、特許文献１〜４参照）。この金属材料は、通常、亜鉛（Ｚｎ）などの基体の合金成分（以下、適宜、基体成分と記す。）が前記金属被覆層に拡散するのを防止するため、基体上にバリア機能を有するニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）などの下地層がめっきなどにより形成される。

自動車のエンジンルーム内などの高温環境下では、端子表面のＳｎ等の金属被覆層はＳｎが易酸化性のため表面に酸化皮膜が形成されるが、この酸化皮膜は脆いため端子接続時に破れて、その下の金属被覆層中の未酸化のＳｎが露出して良好な電気接続性が得られる。

ところで近年、電子制御化が進む中でコネクタが多極化したため、オスコネクタの端子群とメスコネクタの端子群を挿抜する際に多大な力が必要になり、特に、自動車のエンジンルーム内などの狭い空間では挿抜作業が困難なため前記挿抜力の低減が強く求められている。

前記挿抜力を低減する方法として、端子間の接触圧力を弱める方法があるが、この方法を採用すると端子の接触面間にフレッティング（Ｆｒｅｔｔｉｎｇ）現象が起きて端子間に導通不良が起きることがある。

前記フレッティング現象とは、振動や温度変化などが原因で端子の接触面間に起きる微摺動により、端子表面の軟質のＳｎめっき層が摩耗し酸化して、比抵抗の大きい摩耗粉になる現象で、この現象が端子間に発生すると接続不良が起きる。そして、この現象は端子間の接触圧力が低いほど起き易い。この現象は、コネクタ端子表面のＳｎめっき層を薄くすることで発生しにくくなるが、発生を完全に防止することは困難である。

前記フレッティング現象を防止するため、基材上に、フレッティング現象が起き難い硬質のＣｕ_６Ｓｎ_５などのＣｕ−Ｓｎ金属間化合物層を形成する方法（例えば、特許文献５、６参照）が提案されたが、この方法はＣｕ−Ｓｎ金属間化合物層にＣｕなどの基材成分が大量に拡散してＣｕ−Ｓｎ金属間化合物層が脆化する場合があるという問題があった。

前記基体とＣｕ−Ｓｎ金属間化合物層間にＮｉ層を設けて基体成分の拡散を防止した金属材料（例えば、特許文献７参照）はＮｉ層とＣｕ−Ｓｎ金属間化合物層間にＳｎ層もＣｕ層も存在しないため、その製造を、基体上にＮｉ、Ｃｕ、Ｓｎをこの順に層状にめっきし、これを熱処理して行う際に、めっき積層体のめっき厚みをＣｕとＳｎの化学量論比を踏まえて厳密に設計し、かつその熱処理を徹底した管理のもとで行う必要があり、製造に多大な労力を要した。

さらに、基材上に、硬質のＣｕ_６Ｓｎ_５などのＣｕ−Ｓｎ金属間化合物層を形成し、その表面の一部にＳｎの塊が付着したような構造（例えば、特許文献８参照）も提案されているが、このＳｎの塊は軟質のため端子の接触面間にフレッティング現象が起きるという点では、前述の特許文献１〜４の技術と実質的な差異はない。
特開２００４−１７９０５５号公報 特開２０００−２１５４５号公報 特開２００３−０８２４９９号公報 特開２００４−３３９５５５号公報 特開２０００−２１２７２０号公報 特開２０００−２２６６４５号公報 特開２００４−６８０２６号公報 特開２００３−２１３４８６号公報

本発明は、製造が容易で、電気接続性の安定した、オス端子、メス端子を含んで構成される挿抜性を改善した電気電子部品用のコネクタ、およびこのコネクタに用いられる、オス端子、メス端子の接点部などに好適なコネクタ用金属材料の提供を目的とする。

上記課題は、以下の手段により達成される。すなわち、本発明は、
（１）オス端子を有するオスコネクタと、メス端子を有するメスコネクタとが互いに接続可能に構成されているコネクタであって、
前記オス端子または前記メス端子の少なくとも一方の最表面がＣｕ−Ｓｎ合金層である金属材料により形成され、
前記金属材料が、導電性基体上に、Ｎｉ、Ｎｉ合金、Ｆｅ、Ｆｅ合金、ＣｏまたはＣｏ合金からなる下地層と、ＣｕまたはＣｕ合金からなる中間層と、最表面のＣｕ−Ｓｎ合金層とを、前記導電性基体側からこの順に具備してなり、
前記Ｃｕ−Ｓｎ合金層は、表面に向けて徐々にＣｕ濃度が減少し、前記Ｃｕ−Ｓｎ合金層中にＳｎまたはＳｎ合金が分散している金属材料であることを特徴とするコネクタ、
（２）オス端子を有するオスコネクタと、メス端子を有するメスコネクタとが互いに接続されるように構成されるコネクタであって、
前記オス端子または前記メス端子の少なくとも一方の接点部分の最表面がＣｕ−Ｓｎ合金層である金属材料により形成され、
前記金属材料が、導電性基体上に、Ｎｉ、Ｎｉ合金、Ｆｅ、Ｆｅ合金、ＣｏまたはＣｏ合金からなる下地層と、ＣｕまたはＣｕ合金からなる中間層と、最表面のＣｕ−Ｓｎ合金層とを、前記導電性基体側からこの順に具備してなり、
前記Ｃｕ−Ｓｎ合金層は、表面に向けて徐々にＣｕ濃度が減少し、前記Ｃｕ−Ｓｎ合金層中にＳｎまたはＳｎ合金が分散している金属材料であることを特徴とするコネクタ、
（３）互いに接続可能なオス端子およびメス端子を備え、
前記オス端子または前記メス端子の一方の少なくとも接点部分が、最表面がＣｕ−Ｓｎ合金層である金属材料により形成され、前記オス端子または前記メス端子の他方の少なくとも接点部分が、最表面がＳｎ層またはＳｎ合金層である金属材料により形成され、
前記最表面がＣｕ−Ｓｎ合金層である金属材料が、導電性基体上に、Ｎｉ、Ｎｉ合金、Ｆｅ、Ｆｅ合金、ＣｏまたはＣｏ合金からなる下地層と、ＣｕまたはＣｕ合金からなる中間層と、最表面のＣｕ−Ｓｎ合金層とを、前記導電性基体側からこの順に具備してなり、
前記Ｃｕ−Ｓｎ合金層は、表面に向けて徐々にＣｕ濃度が減少し、前記Ｃｕ−Ｓｎ合金層中にＳｎまたはＳｎ合金が分散している金属材料であることを特徴とするコネクタ、
（４）前記オス端子の少なくとも接点部分が、最表面がＣｕ−Ｓｎ合金層である金属材料により形成され、前記メス端子の少なくとも接点部分が、最表面がＳｎ層またはＳｎ合金層である金属材料により形成されていることを特徴とする（３）項記載のコネクタ、
（５）（１）〜（４）のいずれか１項に記載のコネクタに使用される金属材料であって、
導電性基体上に、Ｎｉ、Ｎｉ合金、Ｆｅ、Ｆｅ合金、ＣｏまたはＣｏ合金からなる下地層と、ＣｕまたはＣｕ合金からなる中間層と、最表面のＣｕ−Ｓｎ合金層とを、前記導電性基体側からこの順に具備してなり、
前記Ｃｕ−Ｓｎ合金層は、表面に向けて徐々にＣｕ濃度が減少し、前記Ｃｕ−Ｓｎ合金層中にＳｎまたはＳｎ合金が分散していることを特徴とするコネクタ用金属材料、
（６）前記ＳｎまたはＳｎ合金の少なくとも一部が前記Ｃｕ−Ｓｎ合金層の表面に露出し、断面視において島状または点状にＳｎまたはＳｎ合金が分散していることを特徴とする（５）記載のコネクタ用金属材料、
（７）前記Ｃｕ−Ｓｎ合金層が、互いに隣接するＣｕまたはＣｕ合金のめっき層とＳｎまたはＳｎ合金のめっき層との熱拡散により形成されたことを特徴とする、（５）または（６）記載のコネクタ用金属材料、
（８）（７）項記載のコネクタ用金属材料の製造方法であって、前記ＣｕまたはＣｕ合金のめっき層と前記ＳｎまたはＳｎ合金のめっき層を形成した後、熱処理して、互いに隣接するＣｕまたはＣｕ合金のめっき層とＳｎまたはＳｎ合金のめっき層とを熱拡散させて前記Ｃｕ−Ｓｎ合金層を形成することを特徴とするコネクタ用金属材料の製造方法、
（９）前記熱処理は、前記ＣｕまたはＣｕ合金のめっき層と前記ＳｎまたはＳｎ合金のめっき層が形成された金属材料を炉内温度３００〜８００℃のリフロー炉内に３〜２０秒間通過させる処理であることを特徴とする（８）項記載のコネクタ用金属材料の製造方法、
（１０）前記熱処理の後、２０〜８０℃の液体中を１〜１００秒かけて通過させる冷却処理を行うことを特徴とする（８）または（９）項記載のコネクタ用金属材料の製造方法、および
（１１）前記熱処理の後、２０〜６０℃の気体中を１〜３００秒かけて通過させ、その後２０〜８０℃の液体中を１〜１００秒かけて通過させる冷却処理を行うことを特徴とする（８）または（９）項記載のコネクタ用金属材料の製造方法
を提供するものである。
なお、本発明において「最表面」とは「最表層」と同じ意味である。

本発明のコネクタは、オス端子およびメス端子の少なくとも一方の最表面が表面に向けて徐々にＣｕ濃度を減少させたＣｕ−Ｓｎ合金層である金属材料により形成されているため、最表面の金属層を薄くして端子間の接触圧力を小さくしても、フレッティング現象が起き難い。従って本発明のコネクタは良好な挿抜性および電気接続性が安定して得られる。この効果は、前記オス端子または前記メス端子の少なくとも一方の接点部分の最表面が表面に向けて徐々にＣｕ濃度を減少させたＣｕ−Ｓｎ合金層である場合にも同様に発揮される。同じめっき厚と、同じ熱処理温度でつくる場合、層状につくるよりも、グラデーション的につくるほうが、より短時間の熱処理ですみ、また、同じ熱処理時間にするとすれば、熱処理温度をより低くできる。よって、製造のスピードアップ、または熱コストを下げることができる。

また、互いに接続可能なオス端子およびメス端子を備え、前記オス端子または前記メス端子の一方の端子表面すべて、あるいは少なくとも接点部分のみが、最表面がＣｕ−Ｓｎ合金層である金属材料により形成され、前記オス端子または前記メス端子の他方の端子表面すべて、あるいは少なくとも接点部分のみが、最表面がＳｎ層またはＳｎ合金層である金属材料により形成されていることを特徴とするコネクタでは、表面硬度の不均一化により相手材との当接圧力を局部的に高めることができ、導通を確実に確保し、電気抵抗を低く抑えることができる。また、接点部分のみをＣｕ−Ｓｎ化させる場合、端子の曲げ加工部、などは柔らかい純Ｓｎを残存させることで、母材の露出を抑え、すべてがＣｕ−Ｓｎ層の場合に比べ、より耐食性を高くすることができる。
また、本発明のコネクタ用金属材料は、上記のような特性を有するコネクタを容易に形成することができる。

本発明のコネクタは、オス端子を有するオスコネクタと、メス端子を有するメスコネクタとが互いに接続可能に構成されているコネクタであって、オス端子およびメス端子の少なくとも一方の最表面がＣｕ−Ｓｎ合金層である金属材料により形成されたものである。オス端子を有するオスコネクタは、一般に１つ以上のオス端子がハウジング（図示せず）に収容されて構成される。メス端子を有するメスコネクタについても同様に、一般に１つ以上のメス端子がハウジング（図示せず）に収容されて構成される。コネクタに関する事項は、本発明においては一般的事項であるため、図示および詳細な説明は割愛する。

また、上記金属材料は、例えば導電性基材に、主にＮｉ、Ｃｕ、Ｓｎなどの元素をめっき処理することにより好適に作成されるものである。また、それらのめっき種、めっき厚構成、熱処理の有無、熱処理有りの場合の熱処理温度の時間、ならびに冷却の有無、冷却有りの場合の冷却時間等は、総合的な製造コスト、ならびに使用される部位における要求の品質に応じて適宜設定されるものである。

図１は、本発明の一実施態様のコネクタのオス端子１０を示す斜視図である。オス端子１０は、メス端子２０との接続部分であるタブ１１と、電線との圧着を行う圧着部分であるワイヤバレル１２とを備える。タブ１１は平板状に形成され、その上面および下面はそれぞれ平滑な面に仕上げられている。

また、図２は、本発明の一実施態様のコネクタのメス端子２０の内部構造を示す斜視図である。この図１に示すオス端子１０と図２に示すメス端子２０は、互いに接続可能なもので、コネクタを構成する。図２において、メス端子２０のオス端子１０との接点部分は、中空の箱形状であり、舌片２１、ディンプル２２およびビード２３とをその内部に備えている。
ディンプル２２は、舌片２１の上部に設けられた凸状の部材であり、オス端子１０との接続時には、タブ１１の下面と点接触する。舌片２１は、接点圧力即ちディンプル２２をタブ１１に押付ける圧力を作用させるバネとしての機能を有している。また、ビード２３も凸状の部材であり、タブ１１の上面と接触し、当該ディンプル２２がタブ１１に及ぼす接点圧力を受ける。

オス端子１０および／またはメス端子２０の少なくとも一方の、少なくとも一部分は、最表面がＣｕ−Ｓｎ合金層である金属材料で形成されている。オス端子１０および／またはメス端子２０の一部のみが上記金属材料で形成されていなくてもよく、その場合、少なくとも接点部分が上記金属材料で形成されていていることが好ましい。
オス端子１０とメス端子２０のどちらか一方の最表層がＣｕ−Ｓｎ合金層である金属材料で形成されている場合には、メス端子２０のみＣｕ−Ｓｎ合金層を有するものより、オス端子１０のみＣｕ−Ｓｎ合金であることが好ましく、オス端子１０とメス端子２０両方ともＣｕ−Ｓｎ合金であることがさらに好ましい。
なお、本発明において、金属材料の最表層の状態は、金属材料がコネクタと使用される場合には、コネクタとして初期状態のものを意味するものである。

オス端子１０をメス端子２０に接続する際には、図３の概略断面図に示すように、タブ１１を舌片２１とビード２３との間隙に挿入する。このとき、ビード２３がタブ１１の上面に摺接すると共に、ディンプル２２がタブ１１の下面に摺接する。そして、タブ１１を完全に挿入すると、ビード２３及びディンプル２２がそれぞれタブ１１に接触した状態で、タブ１１がそれらの間に圧接保持され、これによりオス端子１０及びメス端子２０間の電気的接続がなされる構成となっている。

このように接続がなされるに際には、オス端子１０側については、そのタブ１１の上面および下面が接点部分となっている。一方、メス端子２０側については、そのディンプル２２およびビード２３が接点部分となっている。

また、オス端子１０とメス端子２０との間で表面の硬さに差がある場合、軟らかい方がけずれ易くなり、そのけずれ量が小さくなるほど挿入力が小さくなる。このことを考慮すると、接続時におけるオス端子、メス端子それぞれの接点部分の軌跡に対応して接触面積の大きい側の材料を固くすることが好ましい。これにより、コネクタ挿抜抵抗を低減するとともに、コネクタ組立時において必要な挿入力を低減し、組立作業の作業効率を向上し作業員の疲労を低減することが可能となる。

本発明の好ましい態様のコネクタにおいては、互いに接続可能なオス端子およびメス端子を備え、前記オス端子または前記メス端子の一方の端子表面すべて、あるいは少なくとも接点部分のみが、最表面がＣｕ−Ｓｎ合金層である金属材料により形成され、前記オス端子または前記メス端子の他方の少なくとも接点部分が、最表面がＳｎ層またはＳｎ合金層である金属材料により形成されているものである。オス端子では、接点部が平板状のため、フレッティング、ならびに高い挿入力の原因である純Ｓｎ層が広い面積で形成される恐れがあり、一方、メス端子の場合は、接点部が半球状のため、その面積は小さくなる。そのため、好ましくは、上記の最表面がオス端子ではＣｕ−Ｓｎ合金層で、メス端子ではＳｎ層又はＳｎ合金層である。
この態様のコネクタでは、接続時におけるオス端子、メス端子それぞれの接点部分の軌跡を考慮し、前記接点部分の接触面積が大きくなる側としての表面が硬い方の端子がオス端子であり、前記接点部分の接触面積が小さくなる側としての表面が柔らかい方の端子がメス端子であることにより、接触面積が大きくなる側の表面の（単位面積あたりの）けずれ量が小さくなり、挿入力低減効果が大きくなる。

また、通常、オス端子は、挿入し易いように平坦な形状をしているのに対し、メス端子は内面上下の一方あるいは両方に曲げ加工を有し、ばねの役割を持たせた形状を有している。さらに、通常はメス端子側の接点を挿入されるオス端子側に突出させている。このため、オス端子は平板をそのまま打ち抜いて製造する場合があるのに対し、メス端子は、曲げ加工を行って製造する場合が多いため、メス端子の方が加工し易さの点で金属材料の硬さをオス端子に比べて低くする方が好ましい。特に、近年の小型化に対応するために製造工程において厳しい曲げ加工を伴う場合には、加工し易いメス端子を有する本発明が好適である。
その他、構造上、端子を挿入する上で、オス端子の接点部分の軌跡に対応する接触面積がメス端子の接点部分の軌跡に対応する接触面積よりも大きくなることも、本実施形態の硬化処理対象として、オス端子を選択することが有効である理由となる。

このコネクタは、例えば車載用コネクタとして自動車に搭載されるが、本発明に係るコネクタの用途は車載用に限定されず、電気・電子機器等いかなる用途のコネクタにも適用可能である。

次に、本発明のコネクタを構成するコネクタ用金属材料について説明する。

本発明のコネクタ用金属材料は、電気電子部品のオス端子またはメス端子の少なくとも一部を形成する金属材料であって、最表面にＣｕ−Ｓｎ合金層が設けられたものであって、表面に向けて徐々にＣｕ濃度を減少させ、Ｃｕ−Ｓｎ合金層中にＳｎまたはＳｎ合金が分散している材料を用いる。ＳｎまたはＳｎ合金は一部がＣｕ−Ｓｎ合金層の表面に露出していてもよい。
上記Ｃｕ−Ｓｎ合金層が設けられる直下の層は、特に限定されるものではなく、例えば、Ｃｕ−Ｓｎ合金層が導電性基体上に設けられたものでも良いし、導電性基体上に、ＣｕまたはＣｕ合金からなる中間層が、Ｎｉ、Ｎｉ合金、Ｆｅ、Ｆｅ合金、Ｃｏ、またはＣｏ合金からなる下地層の上に設けられ、その中間層の上に前記最表面のＣｕ−Ｓｎ合金層が設けられる。

図４は、本発明の好ましい一つの実施態様のコネクタ用金属材料を示す斜視図であり、導電性基体１上に、Ｎｉからなる下地層２、その上にＣｕからなる中間層３、その上にＣｕ−Ｓｎ合金層４を設けたコネクタ用金属材料５である。

コネクタ用金属材料５は、例えば、図５の斜視図に示すような導電性基体１上に、Ｎｉ層（Ｎ層）２ａ、Ｃｕ層（Ｃ層）３ａ、Ｓｎ層（Ｓ層）４ａをこの順にめっきしてめっき積層体６を作製し、これを熱処理して、前記Ｃ層３ａのＣｕとＳ層４ａのＳｎを熱拡散させ、反応させて、最表面のＣｕ−Ｓｎ合金層を形成し、製造される。この熱処理の間、基体成分の熱拡散はＮ層２ａにより阻止される。Ｓ層４ａとＣ層３ａの体積比（Ｓ／Ｃ）は、Ｃｕ−Ｓｎ合金層４の必要厚みを考慮し、さらに熱処理後においてＳ層４ａが消滅し、Ｃ層３ａは中間層として残るように決めるが、前記Ｃ層３ａの熱処理後の厚み（中間層３の厚み）は特に厳密に規定する必要がないため、めっき積層体６の設計およびその熱処理は容易に行える。従って本発明のコネクタ用金属材料５は製造が容易で生産性に優れる。

上記のＣ層３ａのＣｕとＳ層４ａのＳｎを熱拡散させ、反応させて、最表面のＣｕ−Ｓｎ合金層を形成する際には、上記の熱処理の後、冷却処理を行うことが好ましい。適切な条件で冷却処理を行うことにより、ＣｕとＳｎの拡散を層状ではなく、グラデーション的に形成させることが可能となる。また、純Ｓｎを最表面に部分的に残存させて形成することができる。

上記熱処理は、任意の方法で行うことができるが、好ましくは、めっき積層体６を炉内温度３００〜８００℃のリフロー炉内に３〜２０秒間通過させる処理である。

また、上記の冷却処理は、任意の方法で行うことができるが、好ましくは２０〜８０℃の液体中を１〜１００秒、さらに好ましくは２０〜６０℃の気体中を１〜３００秒かけて通過させ、その後２０〜８０℃の液体中を１〜１００秒かけて通過させることで行うことである。また、さらに好ましくは３０〜５０℃の水中を５〜１５秒かけて通過させることで行うことである。

めっき積層体６のＣ層３ａの厚みは通常０．０１μｍ以上とする。上限は実用面、材料費、製造コストなどを考慮して５．０μｍ程度が望ましい。このＣ層３ａの厚みは、０．０５μｍ以上０．５μｍ以下がさらに望ましい。なおＣ層３ａがＣｕのとき、Ｃ層３ａが薄いと熱処理後のＣ層（中間層３）に微細孔が多数発生し、中間層としてのバリア機能が失われることがあるので、Ｃ層３ａがＣｕのときはＣ層３ａの厚みはＣｕ合金の場合より若干厚めにすることが好ましい。

本発明において、Ｓ層４ａが完全に反応するにはその厚みによっては長時間を要するため、熱処理後においてＳｎがＣｕ−Ｓｎ合金層４中に点状または島状に分散し残存することがあるが、このことでコネクタ用金属材料５の機能が低下することは殆どない。この場合、分散したＳｎまたはＳｎ合金の一部がＣｕ−Ｓｎ合金層４の表面に露出することがあるが、露出したＳｎまたはＳｎ合金の露出面積は、分散したＳｎまたはＳｎ合金の表面積に比べて十分小さくなっていることが好ましい。
リフロー処理後の製品に、下地にＣ層３ａが過剰に厚く残存した場合、通常、それらが熱的負荷を受けると表面まで拡散し、さらには酸化・抵抗上昇とつながる場合があるため、望ましくないが、最表面層にＣｕ−Ｓｎが存在しつつ、加えて純Ｓｎが分散（残存）していると、下地に過剰に残存したＣｕの拡散を純Ｓｎが受け、銅の最表面への拡散・酸化を抑え、抵抗上昇を防ぐことが可能となる。

さらに、最表面のＣｕ−Ｓｎ合金層４中にＳｎを分散させた場合、Ｃｕ層（中間層）３を厚く残存させたとしても、分散させたＳｎがその過剰分と反応して拡散することが可能となり、その拡散効果は高温環境下で著しい。したがって、めっき製造条件の設計領域をより広くとることが可能となり、高温環境下においても長期間特性が維持される。このように、Ｃｕ−Ｓｎ合金層中４にＳｎまたはＳｎ合金が分散するものも本発明の金属材料の一例である。ここで、断面視において点状または島状に分散したＳｎまたはＳｎ合金については、たとえばＡＥＳ（Ａｕｇｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ：オージェ電子分光分析）装置を用いて得たマッピング像のＣｕ−Ｓｎ合金層中のＳｎ、またはＳｎ合金の面積の占有率（体積の占有率とほぼ等しい）が０〜６０％となるものをいう。また、断面視において島状に分散したＳｎまたはＳｎ合金は、最表面に一部が露出するものと最表面に露出しないものとがある。典型的には、最表面に一部が露出するものは、断面視においては最表面に露出したＳｎまたはＳｎ合金の内部にＣｕ−Ｓｎ合金の部分が存在し、最表面の平面視においてはＳｎまたはＳｎ合金がドーナツ状であるものも存在する。また、前記Ｃｕ−Ｓｎ合金層４に分散し残存するＳｎまたはＳｎ合金のうち表面近傍にのみ分散し残存するＳｎまたはＳｎ合金は薬品により溶解除去しても差し支えない。前記Ｃｕ−Ｓｎ合金層４の表面近傍にのみ分散し残存するＳｎまたはＳｎ合金は、Ｃｕ−Ｓｎ合金層４の表面から突出した状態で多く存在すると前述したフレッティングの原因となるので、除去することが望ましいこともある。

図６〜図１０は本発明の金属材料の１例のＡＥＳ装置を用いて得たマッピング像である。ここでは、まずＦＩＢ（Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ：収束イオンビーム）にて試料傾斜６０度で、３０度斜め断面を作成しオージェ測定（ＡＥＳ）分析用試料とし、さらにＡＥＳ分析を３０度斜め断面が水平となるように試料を傾斜して分析し、ＡＥＳ電子像を得たものである。なお、最表面のＣｕ−Ｓｎ合金層には、Ｃｕ_６Ｓｎ_５、Ｃｕ_３Ｓｎ、Ｃｕ_４ＳｎなどのＣｕ−Ｓｎ金属間化合物が混在した層として存在していた。

図６は、サンプル断面のＡＥＳ測定部のＳＥＭ写真（横幅：１１．７μｍ）である。図７〜図１０は、図６に示す測定部の金属組織を示すマッピング像である。図７はＳｎ、Ｃｕ、Ｎｉを異なる色の濃淡で示すＳｎ−Ｃｕ−Ｎｉマップ、図８はＳｎを白色で示すＳｎマップ、図９はＣｕを白色で示すＣｕマップ、図１０はＮｉを白色で示すＮｉマップである。

図６〜図１０において、３１はＣｕ−Ｓｎ合金層の表面、３２は基体、３３は下地層、３４は中間層、３５はＣｕ−Ｓｎ合金層を示している。また、図８においてはＣｕ−Ｓｎ合金層３５が、白く示されており、表面３１側のより明るい所はＳｎが多く含まれていることを示している。また、図９では、下地層３３が黒く示されており下地層３３にはＣｕが実質的に含まれないことが示している。図１０では、下地層３３のみが白く示されておりＮｉが下地層３３以外には拡散していないことを示している。
また、図７〜図１０に示すように、Ｃｕ−Ｓｎ合金層３５中にＳｎまたはＳｎ合金がほとんど残存していない（ＳｎまたはＳｎ合金の占める面積が０〜１０％）ことがわかる。さらに、図９に示すように、表面に向けて徐々にＣｕが減少していることがわかる。

図１１〜図１５は本発明の別の例の金属材料の図７〜図１０と同様にＡＥＳ装置を用いて得たマッピング像である。図１１は、サンプル断面のＡＥＳ測定部のＳＥＭ写真（横幅：１１．７μｍ）である。図１２〜図１５は、図１１に示す測定部の金属組織を示すマッピング像である。図１２はＳｎ、Ｃｕ、Ｎｉを異なる色の濃淡で示すＳｎ−Ｃｕ−Ｎｉマップ、図１３はＳｎを白色で示すＳｎマップ、図１４はＣｕを白色で示すＣｕマップ、図１５はＮｉを白色で示すＮｉマップである。図１１〜図１５において、３１はＣｕ−Ｓｎ合金層の表面、３２は基体、３３は下地層、３４は中間層、３５はＣｕ−Ｓｎ合金層を示す。また、図１２においては、Ｃｕ−Ｓｎ合金層３５中に、色が濃く示されるＳｎまたはＳｎ合金３６が島状に分散している。また、図１３においては、Ｃｕ−Ｓｎ合金層３５が明るく示されており、表面３１側のより白い島状の箇所はＳｎまたはＳｎ合金３６が含まれていること状を示している。また、図１４では、下地層３３および島状のＳｎまたはＳｎ合金３６にはＣｕが実質的に含まれないことが示している。図１５では、下地層３３のみが白く示されておりＮｉが下地層３３以外には拡散していないことを示している。
また、図１２〜図１５に示すように、Ｎｉ層上のＣｕ−Ｓｎ合金層中のＳｎまたはＳｎ合金の占める面積が３０〜６０％であった。さらに、図１４に示すように、表面に向けて徐々にＣｕが減少していることがわかる。

なお、この例の金属材料では、図１２に示されるように、断面視において、Ｃｕ−Ｓｎ合金層３５中にＳｎまたはＳｎ合金３６が島状に分散し、島状に分散したＳｎまたはＳｎ合金３６の一部がＣｕ−Ｓｎ合金層３５の表面３１に露出しており、さらに図１６および図１７に概略的に示されるように、Ｃｕ−Ｓｎ合金層の表面に露出したＳｎまたはＳｎ合金の内部にＣｕ−Ｓｎ合金の部分が存在している（表面からはＣｕ−Ｓｎ合金層にＳｎまたはＳｎ合金が略ドーナツ状に露出しているように見える）。なお、図１６および図１７において、４は最表面のＣｕ−Ｓｎ金属めっき層、４ｂはＣｕ−Ｓｎ金属間化合物、４ｃは図２においてＳｎ層（Ｓ層）を形成していたＳｎまたはＳｎ合金の一部であって、Ｃｕ−Ｓｎ金属間化合物４ｂはＣｕ−Ｓｎ合金層４と連結されて最表面の層の一部を形成している。
このような状態は、めっき積層体のＳ層とＣ層の体積比が１．９０より小さく（ＳｎがすべてＣｕ−Ｓｎ合金化した際に金属材料の表面にＳｎ層が残らない条件）、かつ熱処理をＳｎが完全にＣｕ−Ｓｎ合金化されない状態で急冷することなどにより終了させた場合に発生する。このような状態では、Ｃｕ−Ｓｎ合金層の表面に露出したＳｎまたはＳｎ合金の周囲に存在するこれより硬いＣｕ−Ｓｎ合金が接点等と接触するため、Ｃｕ−Ｓｎ合金層の表面に露出したＳｎまたはＳｎ合金がけずれることが少なく、フレッティングの影響を受けにくいだけでなく、高温放置時にＣｕ−Ｓｎ合金層の下層側に存在するＣｕとＣｕ−Ｓｎ合金層中に分散したＳｎまたはＳｎ合金とが反応してＣｕ−Ｓｎ合金が形成される余地があるため、表面にＣｕＯなどが形成されることがなく、接触抵抗が安定するという効果ももたらされる。

本発明のコネクタ用金属材料５における中間層３の厚さは、特に限定されるものではないが、０．０１〜１．０μｍが好ましく、０．０５〜０．５μｍがさらに好ましい。
また、本発明のコネクタ用金属材料５におけるＣｕ−Ｓｎ合金層４の厚さは、特に限定されるものではないが、０．０５〜２．０μｍが好ましく、０．１〜１．０μｍがさらに好ましい。

本発明のコネクタ用金属材料５は銅または銅合金からなる中間層３が設けられたものである。

本発明においては、最表面のＳｎ−Ｃｕ合金めっき層は基体側から表面に向けて徐々にＣｕ濃度を減少させたものであり、Ｓｎ−Ｃｕ合金層とその下のＣｕ層、あるいは基体との境界は明確に形成されないものとなる。
上記のＣｕ濃度の分布は製造条件によって、層状な濃度分布と、グラデーション的な濃度分布の両方とも作ることができるが。製造の容易さからはグラデーションの方が好ましい。

本発明においては、最表面を表面に向けて徐々にＣｕ濃度を減少させたＣｕ−Ｓｎ合金層とする端子接点部と、Ｓｎ層とする電線圧着部とを含む金属材料とすることができ、この態様の金属材料は前記端子接点部となる箇所のＳ層をマスキングなどにより薄くめっきし、前記電線圧着部となる箇所のＳ層を厚くめっきして熱処理することにより製造できる。この方法によれば、最表面の材質が部位ごとに異なる金属材料を容易に製造できる。

前記めっき積層体６の熱処理をリフロー処理（連続処理）により施す場合は、めっき積層体６の実体温度を好ましくは２３２〜５００℃にして０．１秒以上１０分以下、より好ましくは１００秒以下、さらに好ましくは１０秒以下加熱して施す。このリフロー処理は、たとえばリフロー炉内の温度を５００℃〜９００℃に保ち１０分以下、好ましくは１０秒以下で加熱を施すことで実現される。実際には実体温度による温度よりリフロー炉内の温度のほうが計測しやすいため、リフロー炉内の温度管理を行うことによりリフロー処理を施すことが望ましい。なお、バッチ処理により施す場合は前記積層体を好ましくは５０〜２５０℃の炉内に数１０分乃至数時間保持して施す。なお、熱処理をリフロー処理により施す場合の温度や加熱時間は、めっき積層体６のＮ層２ａ、Ｃ層３ａ、Ｓ層４ａの厚さなどに適合した条件に設定する必要があるが、後述する実施例において説明するように、個々の具体的条件は、適宜設定することができる。

本発明において、導電性基体１には、端子に要求される導電性、機械的強度および耐熱性を有する銅、リン青銅、黄銅、洋白、ベリリウム銅、コルソン合金などの銅合金、鉄、ステンレス鋼などの鉄合金、銅被覆鉄材やニッケル被覆鉄材などの複合材料、各種のニッケル合金やアルミニウム合金などが適宜用いられる。

前記金属および合金（材料）のうち、特に銅、銅合金などの銅系材料は導電性と機械的強度のバランスに優れ好適である。前記導電性基体１が銅系材料以外の場合は、その表面に銅または銅合金を被覆しておくと耐食性および下地層２との密着性が向上する。

前記導電性基体１上に設ける下地層２は、基体成分がＣｕ−Ｓｎ合金層４に熱拡散するのを防止するバリア機能を有するＮｉ、Ｃｏ、またはＦｅの金属、あるいはＮｉ−Ｐ系、Ｎｉ−Ｓｎ系、Ｃｏ−Ｐ系、Ｎｉ−Ｃｏ系、Ｎｉ−Ｃｏ−Ｐ系、Ｎｉ−Ｃｕ系、Ｎｉ−Ｃｒ系、Ｎｉ−Ｚｎ系、Ｎｉ−Ｆｅ系などのＮｉ合金、Ｆｅ合金、またはＣｏ合金が好適に用いられる。これら金属および合金は、めっき処理性が良好で、価格的にも問題がない。中でも、ＮｉおよびＮｉ合金はバリア機能が高温環境下にあっても衰えないため推奨される。

前記下地層２に用いるＮｉなどの金属（合金）は、融点が１０００℃以上と高く、接続コネクタの使用環境温度は２００℃以下と低いため、下地層２はそれ自身熱拡散を起こし難いうえ、そのバリア機能が有効に発現される。下地層２には、導電性基体１の材質によっては導電性基体１と中間層３との密着性を高める機能もある。

下地層２の厚みは、０．０５μｍ未満ではそのバリア機能が十分に発揮されなくなり、３μｍを超えるとめっき歪みが大きくなって基体から剥離し易くなる。従って０．０５〜３μｍが望ましい。下地層２の厚みの上限は端子加工性を考慮すると１．５μｍ、さらには０．５μｍが望ましい。
下地層２は、１層であっても２層以上であってもよい。２層以上とする場合は、隣接する層との関係で、バリア機能や密着性を高める機能などを適宜設定することができるといった利点がある。

本発明において、中間層３には、銅の他、Ｃｕ−Ｓｎ系などの銅合金が適用できる。銅合金のＣｕ濃度は５０質量％以上が望ましい。

本発明に用いられるめっき積層体６において、Ｓ層４ａがＳｎでＣ層３ａがＣｕの場合のＳ層４ａとＣ層３ａの体積比（Ｓ／Ｃ）は、１．８５以下が望ましく、前記Ｓ層４ａの厚みは９．５μｍ以下が望ましい。

前記めっき積層体６のＮ層２ａ（Ｎｉなど）、Ｃ層３ａ（Ｃｕなど）、Ｓ層４ａ（Ｓｎなど）などはＰＶＤ法などによっても形成できるが、湿式めっき法が簡便かつ低コストで望ましい。

本発明において、Ｃｕ−Ｓｎ合金層４を形成するＣｕ−Ｓｎ金属間化合物としてはＣｕ_６Ｓｎ_５、Ｃｕ_３Ｓｎ、Ｃｕ_４Ｓｎなどが挙げられる。Ｃｕ_６Ｓｎ_５はＣｕの１体積に対しＳｎの１．９０体積が反応して生成される。Ｃｕ_３ＳｎはＣｕの１体積に対しＳｎの０．７６体積が反応して生成される。Ｃｕ_４ＳｎはＣｕの１体積に対しＳｎの０．５７体積が反応して生成される。

従って、Ｓ層４ａとＣ層３ａの体積比（Ｓ／Ｃ）が、例えば１．９０〜１．８０のめっき積層体を長時間熱処理するとＣｕ_６Ｓｎ_５が主体のＣｕ−Ｓｎ合金層が形成され、前記体積比が、例えば０．７６〜０．７０のめっき積層体を長時間熱処理するとＣｕ_３Ｓｎが主体のＣｕ−Ｓｎ合金層が形成され、前記体積比が、例えば０．５７〜０．５０のめっき積層体を長時間熱処理するとＣｕ_４Ｓｎが主体のＣｕ−Ｓｎ合金層が形成される。なお、熱処理の温度が高く、かつ熱処理の時間が短い場合などは、これらの反応が完全には行われず、Ｃｕ−Ｓｎ合金層の厚さが薄くなる場合や、Ｃｕ_６Ｓｎ_５、Ｃｕ_３Ｓｎ、Ｃｕ_４Ｓｎが混在した層として形成される場合もある。

本発明において、Ｃｕ−Ｓｎ合金層４をＣｕ_６Ｓｎ_５層とＣｕ_３Ｓｎ層の２層で構成する場合、各層の厚みは特に規定しないが、Ｃｕ_６Ｓｎ_５層は０．０１〜５．０μｍ、Ｃｕ_３Ｓｎ層は０．００８〜４．０μｍが望ましい。

本発明のコネクタ用金属材料５は、Ｃｕ−Ｓｎ合金層４の表面に厚さ１００ｎｍ以下の酸化膜が形成されても、その性能に悪影響はない。本発明のコネクタ用金属材料５では、熱処理前の最外層４ａはＳｎまたはＳｎ合金としており、この場合酸化物としてＳｎの酸化物が形成される。Ｓｎの酸化物はＣｕの酸化物などと比較して導電性が高く、金属材料としての導電性に悪影響を与えないと考えられる。酸化膜の厚さは３０ｎｍ以下であることが好ましい。

本発明において、導電性基体１と下地層２の間、下地層２と中間層３の間、中間層３とＣｕ−Ｓｎ合金層４の間に、隣接する層より薄い異種材料を介在させてもよい。
また、本発明の金属材料は、導電性基体１上にＣｕ−Ｓｎ合金層４を設けてもよいし、導電性基体１上に設けられた下地層２上にＣｕ−Ｓｎ合金層４を設けても良い。
また、本発明のコネクタ用金属材料の形状は、コネクタのオス端子またはメス端子の少なくとも一部を形成する形状であれば、条材、板材等、任意である。

また、本発明の別の実施形態は、このようなコネクタ用金属材料が少なくとも接点部を構成するコネクタであり、特に多極のコネクタまたは接触子が好ましい。本発明のコネクタ用金属材料は常法により、例えば自動車用や電気電子機器用のコネクタ、接触子などに加工することができる。

本発明のコネクタ用金属材料は、電気部品のオス、メス端子に応用する場合において、オス側、メス側のいずれかもしくはその両方に適用できる。さらに、必要な部分のみに適用しても差し支えない。

次に、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、たとえばサンプルおよびその作製条件などは具体的一例にすぎず、本発明はこれに制限されるものではない。

［実施例１］
厚み０．２５ｍｍの銅合金（黄銅）条に脱脂および酸洗をこの順に施し、次いで表１に示す条件で前記銅合金条にＮｉ、Ｃｕ、Ｓｎを層状に電気めっきしてめっき積層体を作製した。各金属のめっき条件を表１に示す。

作製されためっき積層体のＳ層とＣ層の体積比（Ｓ／Ｃ）は種々に変化させた。次いでこのめっき積層体に熱処理を施して、図４、図６〜図１７に示す構成の金属材料試料Ｎｏ．１〜３を製造した。図４は金属材料の試料Ｎｏ．１に対応し、図６〜図１０は金属材料の試料Ｎｏ．２に対応し、図１１〜図１７は金属材料の試料Ｎｏ．３に対応する。

具体的には、めっき積層体を、そのＳ層とＣ層の体積比（Ｓ／Ｃ）を表２に示すようにして作製し、このめっき積層体を表２に示す熱処理法（バッチ処理法またはリフロー処理法）により処理し、金属材料サンプルＮｏ．１〜３を製造した。ここで、表２中の「熱処理条件」については、バッチ処理の場合は熱処理炉内の温度、リフロー処理の場合はリフロー炉内の温度を示しており、表２においてはリフロー炉内の温度を７４０℃に固定している。
得られた各金属材料は、まずＦＩＢ（Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ：収束イオンビーム）にて試料傾斜６０度で、３０度斜め断面を作成しオージェ測定（ＡＥＳ）分析用試料とし、さらにＡＥＳ分析を３０度斜め断面が水平となるように試料を傾斜して分析し、ＡＥＳ電子像を得て各層の厚みを測定し、その構成を表２に示した。

得られた試料Ｎｏ．１〜３の金属材料について下記の微摺動試験を摺動往復回数１０００回まで行い、接触抵抗値の変化を連続的に測定した。微摺動試験は次のようにして行った。
即ち、図１８に示すように各２枚の金属材料４１、４２を用意し、金属材料４１は曲率半径１．８ｍｍの半球状張出部（凸部外面が厚み１μｍのリフローＳｎめっき）４１ａを設け、この半球状張出部４１ａに金属材料４２のＣｕ−Ｓｎ合金層面４２ａをそれぞれ脱脂洗浄後に接触圧力３Ｎで接触させ、この状態で両者を、温度２０℃、湿度６５％の環境下で、摺動距離３０μｍで往復摺動させ、両金属材料４１、４２間に開放電圧２０ｍＶを負荷して定電流５ｍＡを流し、摺動中の電圧降下を４端子法により測定して電気抵抗の変化を１秒ごとに求めた。微摺動試験前の接触抵抗値（初期値）と微摺動試験中の最大接触抵抗値（最大値）を表３に示した。なお、往復運動の周波数は約３．３Ｈｚで行った。また、動摩擦係数について、バウデン型摩擦試験機を用い、荷重２．９４Ｎ、摺動距離１０ｍｍ、摺動速度１００ｍｍ／ｍｉｎ、摺動回数１回の条件下で測定した。なお、相手材としては、板厚０．２５ｍｍの黄銅条にリフローＳｎめっきを１μｍ施したのち、０．５ｍｍＲに張出し加工を行ったものを用いた。各摩擦係数の測定結果を表３に併記した。

［実施例２］
銅合金基体に実施例１と同様にしてＮｉ、Ｃｕ、Ｓｎを層状に電気めっきして、表４に示す各厚さのめっき層を有する積層体を作製し、表１に示す熱処理条件（温度および時間）でリフロー処理した材料を用いて、図１および図２に示されるような、比較例１および本発明例１〜４のオス端子、当該オス端子と接続可能なメス端子からなるコネクタを作成した。上記のリフロー処理により、本発明例１のメス端子、および本発明例３のオス端子の表面は、図６〜１０のように全体に渡りＣｕ−Ｓｎ合金となっており、本発明例２のメス端子、および４のオス端子の表面は、図１１〜１５のようにＣｕ−Ｓｎ合金層中に、Ｓｎが部分的に分散し形成されていた。

次に、本発明例および比較例のオス端子およびメス端子を用いて、図１９の概略側面図による説明図で示される方法により、挿入力試験を行った。すなわち、メス端子５１を治具５３にて固定し、オス端子５２を軸方向（コネクタ嵌合時における端子の正規挿入方向）に押し治具５４に５０ｍｍ／ｍｉｎの速度で挿入した。この時の変位−荷重曲線をロードセル５５および変位計５６に接続したモニター５７によりモニタリングし、端子が正規嵌合位置に至るまでの間の荷重ピーク値を端子単体挿入力として記録した。なお、モニター５７は理解を容易にするため斜視図により示している。測定は各５回行い、平均値を求めた。結果を表５に示す。

表５に示されるように、本発明例１〜４のコネクタでは、比較例１のコネクタに比べ挿入力が０．１Ｎ以上低減された、良好な挿抜性を有するものであった。

次にメス端子５１、オス５２端子のそれぞれに設けられたコネクタハウジングに電線圧着済の端子を挿入し、嵌合させた状態で恒温槽に入れ、１２０±３℃にて１２０時間放置した。その後、恒温槽から取り出し、常温となった後、図２０の回路図で示されるようにセットし、開放時２０±５ｍＶ、短絡時１０±０．５ｍＡを電源６１にて通電し、オス・メスそれぞれの端子から１００ｍｍの位置にて電圧の電圧計６２によって測定した。測定した電圧と通電電流の値より抵抗値を求め、電線２００ｍｍ分の抵抗値６．５４ｍΩを差し引くことで、端子部分の高温放置後抵抗値を求めた。結果を表６に示す。また、恒温槽に入れる前の状態のコネクタについても同様に抵抗値を求め初期抵抗値を求めるとともに、上記の高温放置後抵抗値までの上昇値を求め、いずれも表６に合せて示した。なお、表６中における抵抗値の単位はｍΩである。

本発明例１〜４のコネクタは、比較例１のコネクタに比べ金属層が薄いにもかかわらず、表６に示されるように、抵抗上昇値はいずれも比較例１よりも小さく、コネクタとして良好電気接続性が安定して得られていることがわかった。

本発明の一実施態様のコネクタのオス端子を示す斜視図である。 本発明の一実施態様のコネクタのメス端子の内部構造を示す斜視図である。 本発明のコネクタの接続状態を説明する概略断面図である。 本発明の金属材料の実施形態を示す斜視説明図である。 本発明の金属材料の製造に用いるめっき積層体の斜視説明図である。 ＡＥＳ装置を用いた測定部位の一例を示すＳＥＭ写真である。 図６に示す測定部のＡＥＳ装置を用いて得たマッピング像（Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉマップ）を示す図である。 図６に示す測定部のＡＥＳ装置を用いて得たマッピング像（Ｓｎマップ）を示す図である。 図６に示す測定部のＡＥＳ装置を用いて得たマッピング像（Ｃｕマップ）を示す図である。 図６に示す測定部のＡＥＳ装置を用いて得たマッピング像（Ｎｉマップ）を示す図である。 ＡＥＳ装置を用いた測定部位の一例を示すＳＥＭ写真である。 図１１に示す測定部のＡＥＳ装置を用いて得たマッピング像（Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉマップ）を示す図である。 図１１に示す測定部のＡＥＳ装置を用いて得たマッピング像（Ｓｎマップ）を示す図である。 図１１に示す測定部のＡＥＳ装置を用いて得たマッピング像（Ｃｕマップ）を示す図である。 図１１に示す測定部のＡＥＳ装置を用いて得たマッピング像（Ｎｉマップ）を示す図である。 図１１に示す測定部の一部に対応する、Ｃｕ−Ｓｎ合金層表面のＣｕ−Ｓｎ合金およびＳｎの分布の一例を示す概略平面図である。 図１１に示す測定部の一部に対応する、Ｃｕ−Ｓｎ合金層表面のＣｕ−Ｓｎ合金およびＳｎの分布の他の一例を示す概略平面図である。 微摺動試験方法の斜視説明図である。 実施例２の挿入力試験の説明図である。 実施例２の抵抗値測定試験の回路図である。

符号の説明

１ 導電性基体
２ Ｎｉなどからなる下地層
２ａ Ｎｉ層（Ｎ層）
３ 銅などからなる中間層
３ａ Ｃｕ層（Ｃ層）
４ Ｃｕ−Ｓｎ合金層
４ａ Ｓｎ層（Ｓ層）
４ｂ Ｃｕ−Ｓｎ金属間化合物
４ｃ ＳｎまたはＳｎ合金
５ 金属材料
６ めっき積層体
１０ オス端子
１１ タブ
１２ ワイヤバレル
２０ メス端子
２１ 舌片
２２ ディンプル
２３ ビード
３１ 最外層の表面
３２ 基体
３３ 下地層
３４ 中間層
３５ 最外層
３６ ＳｎまたはＳｎ合金
４１ 金属材料
４１ａ 金属材料に設けた半球状張出部
４２ 金属材料
４２ａ 金属材料のＣｕ−Ｓｎ合金層面
５１ メス端子
５２ オス端子
５３ 治具
５４ 押し治具
５５ ロードセル
５６ 変位計
５７ モニター
６１ 電源
６２ 電圧計

Claims (11)

1. オス端子を有するオスコネクタと、メス端子を有するメスコネクタとが互いに接続可能に構成されているコネクタであって、
   前記オス端子または前記メス端子の少なくとも一方の最表面がＣｕ−Ｓｎ合金層である金属材料により形成され、
   前記金属材料が、導電性基体上に、Ｎｉ、Ｎｉ合金、Ｆｅ、Ｆｅ合金、ＣｏまたはＣｏ合金からなる下地層と、ＣｕまたはＣｕ合金からなる中間層と、最表面のＣｕ−Ｓｎ合金層とを、前記導電性基体側からこの順に具備してなり、
   前記Ｃｕ−Ｓｎ合金層は、表面に向けて徐々にＣｕ濃度が減少し、前記Ｃｕ−Ｓｎ合金層中にＳｎまたはＳｎ合金が分散している金属材料であることを特徴とするコネクタ。
2. オス端子を有するオスコネクタと、メス端子を有するメスコネクタとが互いに接続されるように構成されるコネクタであって、
   前記オス端子または前記メス端子の少なくとも一方の接点部分の最表面がＣｕ−Ｓｎ合金層である金属材料により形成され、
   前記金属材料が、導電性基体上に、Ｎｉ、Ｎｉ合金、Ｆｅ、Ｆｅ合金、ＣｏまたはＣｏ合金からなる下地層と、ＣｕまたはＣｕ合金からなる中間層と、最表面のＣｕ−Ｓｎ合金層とを、前記導電性基体側からこの順に具備してなり、
   前記Ｃｕ−Ｓｎ合金層は、表面に向けて徐々にＣｕ濃度が減少し、前記Ｃｕ−Ｓｎ合金層中にＳｎまたはＳｎ合金が分散している金属材料であることを特徴とするコネクタ。
3. 互いに接続可能なオス端子およびメス端子を備え、
   前記オス端子または前記メス端子の一方の少なくとも接点部分が、最表面がＣｕ−Ｓｎ合金層である金属材料により形成され、前記オス端子または前記メス端子の他方の少なくとも接点部分が、最表面がＳｎ層またはＳｎ合金層である金属材料により形成され、
   前記最表面がＣｕ−Ｓｎ合金層である金属材料が、導電性基体上に、Ｎｉ、Ｎｉ合金、Ｆｅ、Ｆｅ合金、ＣｏまたはＣｏ合金からなる下地層と、ＣｕまたはＣｕ合金からなる中間層と、最表面のＣｕ−Ｓｎ合金層とを、前記導電性基体側からこの順に具備してなり、
   前記Ｃｕ−Ｓｎ合金層は、表面に向けて徐々にＣｕ濃度が減少し、前記Ｃｕ−Ｓｎ合金層中にＳｎまたはＳｎ合金が分散している金属材料であることを特徴とするコネクタ。
4. 前記オス端子の少なくとも接点部分が、最表面がＣｕ−Ｓｎ合金層である金属材料により形成され、前記メス端子の少なくとも接点部分が、最表面がＳｎ層またはＳｎ合金層である金属材料により形成されていることを特徴とする請求項３記載のコネクタ。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のコネクタに使用される金属材料であって、
   導電性基体上に、Ｎｉ、Ｎｉ合金、Ｆｅ、Ｆｅ合金、ＣｏまたはＣｏ合金からなる下地層と、ＣｕまたはＣｕ合金からなる中間層と、最表面のＣｕ−Ｓｎ合金層とを、前記導電性基体側からこの順に具備してなり、
   前記Ｃｕ−Ｓｎ合金層は、表面に向けて徐々にＣｕ濃度が減少し、前記Ｃｕ−Ｓｎ合金層中にＳｎまたはＳｎ合金が分散していることを特徴とするコネクタ用金属材料。
6. 前記ＳｎまたはＳｎ合金の少なくとも一部が前記Ｃｕ−Ｓｎ合金層の表面に露出し、断面視において島状または点状にＳｎまたはＳｎ合金が分散していることを特徴とする請求項５記載のコネクタ用金属材料。
7. 前記Ｃｕ−Ｓｎ合金層が、互いに隣接するＣｕまたはＣｕ合金のめっき層とＳｎまたはＳｎ合金のめっき層との熱拡散により形成されたことを特徴とする、請求項５または６記載のコネクタ用金属材料。
8. 請求項７記載のコネクタ用金属材料の製造方法であって、前記ＣｕまたはＣｕ合金のめっき層と前記ＳｎまたはＳｎ合金のめっき層を形成した後、熱処理して、互いに隣接するＣｕまたはＣｕ合金のめっき層とＳｎまたはＳｎ合金のめっき層とを熱拡散させて前記Ｃｕ−Ｓｎ合金層を形成することを特徴とするコネクタ用金属材料の製造方法。
9. 前記熱処理は、前記ＣｕまたはＣｕ合金のめっき層と前記ＳｎまたはＳｎ合金のめっき層が形成された金属材料を炉内温度３００〜８００℃のリフロー炉内に３〜２０秒間通過させる処理であることを特徴とする請求項８記載のコネクタ用金属材料の製造方法。
10. 前記熱処理の後、２０〜８０℃の液体中を１〜１００秒かけて通過させる冷却処理を行うことを特徴とする請求項８または９記載のコネクタ用金属材料の製造方法。
11. 前記熱処理の後、２０〜６０℃の気体中を１〜３００秒かけて通過させ、その後２０〜８０℃の液体中を１〜１００秒かけて通過させる冷却処理を行うことを特徴とする請求項８または９記載のコネクタ用金属材料の製造方法。