JPH0790674A - 電気接続具製造用メッキCuまたはCu合金板、およびその製造法 - Google Patents

電気接続具製造用メッキCuまたはCu合金板、およびその製造法

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JPH0790674A
JPH0790674A JP5263020A JP26302093A JPH0790674A JP H0790674 A JPH0790674 A JP H0790674A JP 5263020 A JP5263020 A JP 5263020A JP 26302093 A JP26302093 A JP 26302093A JP H0790674 A JPH0790674 A JP H0790674A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電子接続具などを製造するためのメッキCu
またはCu合金板およびその製造法を提供する。 【構成】 Cu板またはCu合金板と、このCu板また
はCu合金板の表面に形成された下地Niメッキ層と、
上記下地Niメッキ層の上に形成されたSnメッキ層か
らなるメッキCuまたはCu合金板において、Cuまた
はCu合金板と下地Niメッキ層の間に厚さ:0.3〜
1.0μmのCuとNiの合金層を有し、さらに上記下
地Niメッキ層とSnメッキ層の間に厚さ:0.4超〜
1.2μmのNiとSnの金属間化合物層を有すること
を特徴とする電気接続具製造用メッキCuまたはCu合
金板であり、このメッキCuまたはCu合金板は、下地
Niメッキ層およびSnメッキ層を有する複合メッキ板
を750〜1150℃でリフロー処理することにより製
造される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、電気接続具、例えば
端子、コネクターなどを製造するためのメッキCuまた
はCu合金板、およびその製造法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、端子、コネクターなどの電気接続
具を製造するための素材板として、金メッキCuまたは
Cu合金板、銀メッキCuまたはCu合金板、ロジウム
メッキCuまたはCu合金板、NiメッキCuまたはC
u合金板、SnメッキCuまたはCu合金板、下地Ni
メッキの上にSnメッキしたCuまたはCu合金板など
が用いられていた。
【0003】これらメッキCuまたはCu合金板のうち
でも耐食性、耐摩耗性、はんだ付け性、価格等の点か
ら、主として上記下地Niメッキの上にSnメッキした
CuまたはCu合金板が用いられている。この下地Ni
メッキの上にSnメッキしたCuまたはCu合金板は、
CuまたはCu合金板の表面に下地メッキとして厚さ:
0.08〜0.3μmのNiメッキ層を形成し、その上
にSnメッキ層を形成したのち、Snメッキ表層部を溶
融するリフロー処理を施すと、このリフロー処理により
Snメッキ層と下地Niメッキ層の間にNiとSnの金
属間化合物層(厚さ:0.1〜0.4μm)が形成さ
れ、この時形成される金属間化合物層は、Ni3 Sn,
Ni3 Sn2 ,Ni3 Sn4 などの金属間化合物からな
ることも知られいる(特開平4−235292号公報参
照)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の下地N
iメッキ層とSnメッキ層の間にNiとSnの金属間化
合物層を形成したメッキCuまたはCu合金板(以下、
この下地Niメッキ層とSnメッキ層の間にNiとSn
の金属間化合物層を形成したメッキCuまたはCu合金
板を「複合メッキCu合金板」と総称する)を用いて端
子またはコネクターを塑性加工すると、メッキ層に割れ
が生ずることがあり、さらに、これら端子またはコネク
ターを自動車などに組み込んで150〜200℃の高温
に曝されると接触抵抗が増加して電気電子機器の回路障
害や導通不良等の支承をきたし、Snメッキ層の硬さが
低いところから自動車の振動による摩耗および摩擦圧接
現象による挿抜性の悪化なども生じ、信頼性に問題があ
った。
【0005】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
塑性加工により端子またはコネクターを作製するに際し
て割れが生ずることがなく、さらに得られた端子または
コネクターの接触抵抗の増加および挿抜性の悪化をもた
らすことのないような複合メッキCu合金板を製造する
べく研究を行った結果、CuまたCu合金板の表面に、
下地メッキとして0.4〜1.0μmの従来よりも厚い
下地Niメッキ層を形成し、その上に厚さ:0.3〜
2.0μmのSnメッキ層を形成したのち、温度:75
0〜1150℃の還元ガス雰囲気中でリフロー処理する
と、CuまたはCu合金板と下地Niメッキ層の間に厚
さ:0.3〜1.0μmのCuとNiの合金層が形成さ
れ、さらに下地Niメッキ層とSnメッキ層の間に厚
さ:0.4μm超〜1.2μmのNiとSnの金属間化
合物層が形成され、このようにして得られたCuとNi
の合金層およびNiとSnの金属間化合物層を有する複
合メッキCu合金板は、深絞り等の塑性加工時にメッキ
層に割れが生ずることがなく、上記複合メッキCu合金
板を塑性加工により成形した端子またはコネクターを高
温で振動している環境に置いても接触抵抗が増加するこ
とがなく、さらに挿抜性が悪化することもないという知
見を得たのである。
【0006】この発明は、かかる知見に基づいてなされ
たものであって、CuまたはCu合金板と、このCuま
たはCu合金板の表面に形成された下地Niメッキ層
と、上記下地Niメッキ層の上に形成されたSnメッキ
層からなり、上記CuまたはCu合金板と下地Niメッ
キ層の間に厚さ:0.3〜1.0μmのCuとNiの合
金層を有し、さらに下地Niメッキ層とSnメッキ層の
間に厚さ:0.4超〜1.2μmのNiとSnの金属間
化合物層を有する複合メッキCu合金板、並びに、Cu
またはCu合金板の表面に厚さ:0.4〜1.0μmの
下地Niメッキ層を形成し、その上に厚さ:0.3〜
2.0μmのSnメッキ層を形成したのち、これらメッ
キ層を形成したCuまたはCu合金板を温度:750〜
1150℃の還元ガス雰囲気中で2〜12秒間リフロー
処理する複合メッキCu合金板の製造法、に特徴を有す
るものである。
【0007】次に、CuまたはCu合金板にメッキする
Niメッキ層、Snメッキ層およびリフロー処理の温度
および時間、並びに複合メッキCuまたはCu合金板の
CuとNiの合金層の厚さおよびNiとSnの金属間化
合物層の厚さを上記の如く限定した理由を説明する。
【0008】(a) Niメッキ層 Niメッキ層は、CuまたはCu合金板のCuがSnメ
ッキ層へ拡散し、Cu3 Snからなるε層、Cu6 Sn
5 からなるη層等の金属間化合物が生成するのを防止
し、耐熱性を向上させる作用があるが、その厚さが0.
4μm未満ではその効果が十分でなく、一方、1.0μ
mを越えて厚くメッキしてもその効果が飽和するばかり
でなく、塑性加工時に割れを生ずるようになることから
下地となるNiメッキ層の厚さは0.4〜1.0μmの
範囲内にあることが好ましい。
【0009】(b) Snメッキ層 Snメッキ層は、耐食性の向上やはんだ付け性を向上さ
せる作用があるが、その厚さが0.3μm未満ではその
効果がなく、一方、2.0μmを越えるとその効果が飽
和するほか、リフロー処理時にメッキ表面の均一性を損
なうため、Snメッキ層の厚さを0.3〜2.0μmに
定めた。
【0010】(c) CuとNiの合金層 CuまたはCu合金板の上に下地層としてNiメッキ層
を形成し、その上に形成したSnメッキ層にリフロー処
理を施すと、CuまたはCu合金板とNiメッキ層の間
にCuとNiの合金層が形成され、このCuとNiの合
金層はCuまたはCu合金板とNiメッキ層との密着性
を大幅に向上させる作用を有するが、その厚さが0.3
μm未満では上記密着性向上効果が十分でなく、一方、
1.0μmを越えると電気抵抗が大きくなって端子、コ
ネクター等の電気接続の加工素材板としては好ましくな
くなる。したがって上記CuとNiの合金層の厚さは
0.3〜1.0μmに定めた。
【0011】(d) NiとSnの金属間化合物層 CuまたはCu合金板の上に下地層としてNiメッキ層
を形成し、その上に形成したSnメッキ層にリフロー処
理を施すと、Niメッキ層とSnメッキ層の間にNiと
Snの金属間化合物層が形成され、メッキ層の硬さを高
くしてコネクター等の挿抜性を向上させる作用がある
が、その金属間化合物層の厚さが0.4μm以下ではそ
の効果が十分でなく、一方、1.2μmを越えて厚くし
てもその効果が飽和するばかりでなく、かえって塑性加
工時に割れが生ずるようになることから、NiとSnの
金属間化合物層の厚さを0.4μm超〜1.2μmと定
めた。
【0012】(e) リフロー処理温度および時間 下地層としてのNiメッキ層を形成し、その上にSnメ
ッキ層を形成した後、温度:750〜1150℃の還元
性ガス雰囲気中で2〜12秒のリフロー処理を行う理由
は、上記温度と処理時間をはずれて処理を行うと、Cu
とNiの合金層の厚さが0.3〜1.0μmであってか
つNiとSnの金属間化合物層の厚さが0.4μm超〜
1.2μmの範囲内に納めることができないためであ
る。
【0013】
【実施例】通常の黄銅板(JIS C2600)の表面
を脱脂し、洗浄したのち、通常の電解メッキにより表1
に示される厚さのNiメッキ層を形成し、さらに通常の
電解メッキ法により表1に示される厚さのSnメッキ層
を形成し、二層メッキ黄銅板を作製した。
【0014】この二層メッキ黄銅板を90%N2 +10
%H2 の混合還元ガス雰囲気中で表1に示される温度お
よび時間で連続的にリフロー処理し、表面を滑らかにす
る本発明複合メッキ黄銅板の製造法(以下、本発明法と
いう)1〜6、比較複合メッキ黄銅板の製造法(以下、
比較法という)1〜8および従来複合メッキ黄銅板の製
造法(以下、従来法という)を実施し、これら方法によ
り、それぞれ表2および表3に示される本発明複合メッ
キ黄銅板(以下、本発明板という)1〜6、比較複合メ
ッキ黄銅板(以下、比較板)1〜8および従来複合メッ
キ黄銅板(以下、従来板という)を作製した。
【0015】
【表1】
【0016】得られた本発明板1〜6、比較板1〜8お
よび従来板について、CuとNiの合金層の厚さおよび
NiとSnの金属間化合物層の厚さを測定し、さらに複
合メッキ層の硬さをマイクロビッカース硬度計を用いて
測定し、その測定結果を表2および表3に示した。
【0017】さらに、上記本発明板1〜6、比較板1〜
8および従来板を用いて雄端子および雌端子を塑性加工
により作製し、塑性加工によりメッキ層に割れが生じた
か否かを観察し、その結果を表2および表3に示し、つ
いで上記作製した雄端子および雌端子を200℃に加熱
した恒温槽に1時間保持し、その後取り出して、雄端子
を雌端子に挿入した状態で雄端子と雌端子の接触抵抗を
四端子法により測定し、さらに雄端子を雌端子に10回
挿入離脱を繰り返し、その時の挿入力を圧縮試験機を用
いて測定し、その平均値を求め、それらの値も表2およ
び表3に示した。
【0018】
【表2】
【0019】
【表3】
【0020】
【発明の効果】表1〜表3に示される結果から、本発明
法1〜6で得られた本発明板1〜6を用いて作製した端
子は、従来法で得られた従来板を用いて作製した端子に
比べて、高温にさらされても接触抵抗の増加はなく、自
動車などの高温環境にさらされても端子としての信頼性
を損なうことはないことがわかる。
【0021】しかし、この発明の範囲から外れた条件の
比較法1〜8で作製した比較板1〜8を用いて作製した
端子は、端子の塑性加工時に割れが生じたり、接触抵抗
が大きくなったりして端子として好ましくない性質が表
われるので信頼性に欠けることがわかる。
【0022】上述のように、この発明により製造された
メッキCuまたはCu合金板を用いて端子またはコネク
ターを製造すると、従来よりも一層信頼性のある端子ま
たはコネクターを製造することができ、産業上すぐれた
効果をもたらすものである。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 CuまたはCu合金板と、このCuまた
    はCu合金板の表面に形成された下地Niメッキ層と、
    上記下地Niメッキ層の上に形成されたSnメッキ層か
    らなるメッキCuまたはCu合金板おいて、Cuまたは
    Cu合金板と下地Niメッキ層の間に厚さ:0.3〜
    1.0μmのCuとNiの合金層を有し、さらに上記下
    地Niメッキ層とSnメッキ層の間に厚さ:0.4超〜
    1.2μmのNiとSnの金属間化合物層を有すること
    を特徴とする電気接続具製造用メッキCuまたはCu合
    金板。
  2. 【請求項2】 CuまたはCu合金板の表面に厚さ:
    0.4〜1.0μmの下地Niメッキ層を形成し、その
    上に厚さ:0.3〜2.0μmのSnメッキ層を形成し
    たのち、これらメッキ層を形成したCuまたはCu合金
    板を温度:750〜1150℃の還元性ガス雰囲気中で
    2〜12秒間リフロー処理を施すことを特徴とする電気
    接続具製造用メッキCuまたはCu合金板の製造法。
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