TW200948526A - Tinned copper alloy bar with excellent abrasion resistance, insertion properties, and heat resistance - Google Patents

Description

200948526 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種適合作為連接器、端子、繼電器、 開關等導電性彈簧材料的耐磨耗性、插入性、耐熱性優異 之鑛錫條。 【先前技術】

❹ 對於汽車用及民生用之連接器、端子、繼電器、開關 4電子零件用導電性彈簧材料，一直使用鑛有§11之銅或鋼 合金條，其發揮Sn之優異耐蝕性、焊錫潤濕性、電連接性 等特性。銅合金之鍍Sn條通常係藉由以下步驟而製造：於 連續電鍍生產線中，進行脫脂及酸洗後，藉由電鍍法形成 底層鍍Cu相’繼而藉由電鍍法形成鍍Sn相，最後實施回 焊處理而使鍵Sn相溶融。 於鍍Sn材料中，由於母材或底層電鍍之成分會隨時間 擴散至Sn層而形成合金相，由此Sn層消失，母材或底層 電鍍之成分會以氧化物的形式較厚地形成於整個表面上， 故接觸電阻、焊接性等各種特性會發生劣化。於銅合金之 〜底層上鍍Sn之情形時，該合金相主要為Cu3Sn、cU6Sn5 等金屬間化合物。溫度越高時越會促進特性隨時間劣化， 於汽車發動機轉動等中此情況尤為顯著。 另一方面，近年來，由於電子/電氣零件之電路數増加， 對電路供給電訊號之連接器之多極化不斷發展。鑛J材料 由於^柔軟性而採用在連接器接點處使公頭端子與母頭端 子黏著之氣密式構造，故與由鍍金等所構成之連接器相 3 200948526 入力較高。因此， 之增大成為問題。 由連接器之多極化導致 比’連接器之插 之連接器插入力 例如’於汽車之組 乎係由人力來進行。若連接^合連接15之操作目前幾 連接器之插入力變大，則於細驻硷 =業者造成負擔，直接導致作業效率下降:進:線 亦剔有可能會損害作業 鍍Sn材料之插入力。 強'、、、希望減小 又，彈簧材料之接點會因發動機之振動、車輕行敬引 之振動端子材料之熱膨脹/收縮等而滑動。若錢如因滑 動而磨耗’則Sn之特徵即優異之焊錫潤濕性、耐錄 氣連接性等祕會劣化。例如，域公頭料/母頭端子嵌 口，於接觸部反覆往返移動時，因磨耗而產生之鑛如材料 之氧化物堆積’該氧化物具有近似於絕緣之特性，故會產 生接觸不良（接觸電阻之增大）。 如上所述，對於鍍Sn材料而言，插入力之減小、耐熱 !·生及耐磨耗性之改善正成為近年來之課題。如日本專利特 開平10_265992、日本專利特開平1〇_3〇2864、日本專利特 開2000-164279、日本專利特開2〇〇7_258156號公報等公知 文獻中所揭示，減小連接器之插入力之有效方法係使鍍％ 相變薄。 然而，若使鍍Sn相變薄，則因Sn相消失所導致之特 性劣化會提前發生。即’若僅使鍍Sn變薄，則雖然插入力 減小’但耐熱性發生劣化。因此，於使Sn相變薄之情形時， 必須應用改善鍍Sn之耐熱性之技術。 200948526 改善鍍Sn之耐熱性之技術方面，有人正在研究藉由底 層電鍍來防止Cu等擴散至sn之技術。例如，於日本專利 特開平6-196349、日本專利特開平u_135226、日本專利特 開2002-226982、日本專利特開2〇〇3_293187、日本專利特 開2004-68026、日本專利特開2〇〇7_258156號公報中，揭 示有實施Cu/Ni之二相底層電鍍之技術。若對該鍍Sn進行 回焊，則會形成Sn/Cu-Sn合金/Ni/銅合金母材之構造。藉 ❹

由該底層Ni相來抑制母材Cu擴散至％相且藉由cl% 相之存在來抑制Ni擴散至％相，故Sn相之消失較慢。於 曰本，利特開2〇〇7-258156號公報（專利文獻丨）中揭示，為 了於尚溫、長時間、腐㈣環境下或振動環境下亦維持電 氣可靠性（低接觸電阻），且為了維持良好之焊接性，係對

Sn被覆層表面之粗度及厚度加以控制。力日本專利特開 謂7-63624號公報（專利文獻2)中揭示，㈣〜銅合金條 之回焊處理後t Cu_Sn合金相之平均粗度進行控制，而取 得插拔性與耐熱性之平衡。 專利文獻1 :曰本專利牲 号〜特開2007-258156號公報 專利文獻2 :日本專利牲„ 寻叫特開2007-63624號公報 【發明内容】 於上述專利文獻1中，盔 ^ Φ .. 為了控制Sn被覆層表面之粗度 而要使用具有特定表面鈿译> 〜祖没 Ϋ，番 又之母材，從而必須藉由離子蝕 刻、電解研磨、輥桌,、 曰田邮卞蚀 研磨、珠粒噴擊等對母材夹 _ 粗化處理，因此要花費 進仃 問題(專利文獻2「。032」〜「〇〇33」）。在“費用昂貝之 5 200948526 又，於上述專利文獻2中，Cu_Sn合金相之平均粗度越 大則插拔性越良好，但另一方面，平均粗度越小則对執性 越良好，故為了調整該等對立之效果，必須對Μη合金 相之平均粗度進行微妙調整，由於該微妙調整係、對鑛⑴夺 所析出之Cu電鑛粒之大小進行控制而進行的，故需要特別 之注意及操作（專利文獻1「0018」）。 如上所述，藉由工業上容易實行之操作來製造插入力 低、即便於高溫下及/或長時間後亦維持優異之耐㈣及較 低之接觸電阻、且_磨耗性亦良好之錢如條，係該領域之 課題。 本發明之賴條適合作為連接^、端子、繼電器、開 關等導電性彈簧材料的耐磨耗性、插入性、耐熱性優異。 本發明者努力研究，結果發現於銅合金鑛錫條Uu_sn 合金相與純Sn相界面之凹凸密集且較大之情料，可獲得 優異之耐磨耗性、插入性及耐熱性。本發明係基於該見解 研發成者’其具有下述構成。 (1)一種鋼合金鍍錫條，其特徵在於： 其係以底層電鍍 '鍍Sn之順序對銅合金條之表面實施 電鍍，其後實施回焊處理而成者；於相對於電鍍表面之垂 直剖面中，鍍Sn最表面與㈣合金相最頂點之高度差丫 為 0.1 〜〇·5 # m ; :將Sn相溶解去除而使Cu_Sn合金相出現在表面上時， 該Cu-Sn合金相之粗度曲線之最大高度Rz為〇 2以 m’且Cu-Sn合金相之粗度曲線之平均長度“為2 〇〜5 〇 200948526 β (2)如上述（1)之鋼合金鍍錫條，其中Rsm、乂、、 φ 下述關係： ~滿足2.0S Rsm/(y+ Rz)s 5.0。 (3) 如上述（1)或（2)之銅合金鍍錫條，其中自表 材，以Sn層、Cu_Sn合金層、〜層各層構成 ：至嘮 層之厚度為0.5〜1.5 "爪心如合金層之厚度為〇 6〜、 m，Cu層之厚度為〇〜〇 8 # m。 2弋U (4) 如上述（1)或（2)之銅合金鍍錫條，其中自表 面至 材，以Sn層、cu_Sn層、Ni層各層構成電鍍皮祺 厚度為0.5〜1_5 "m，Cu-Sn合金層之厚度為〇 6〜2 層之 Ni層之厚度為〇.1〜〇.8 β m。 u m > 本發明之鍍錫條適合作為連接器、端子、繼 關等之導電性彈簧材料，其耐磨耗性 '插入性、器、 % 異。 耐熟性 開镘 ❹ 【實施方式】 以下，對本發明之構成要件及其說明加以闞釋 giLii與Cu-Sn合金相間夕辦地 本發明之銅合金鍍錫條係以底層電鍍、鍍Sn 銅合金條之表面實施電鍍，其後實施回焊處理所=順=對 Rstn係根據JIS B〇6〇1 : 2〇〇1所定義之粗度曲線之參數z。 圖1係本發明之回焊處理後之Cu底層錢^條之剖面 示=圖，示意性地表示^Sn最表面與Cu.Sn合金相最頂點 之尚度差「y」、Cu-Sn合金相之粗度曲線之最大高度「Rz 、 7 200948526 以及上述粗度曲線之平均長度「Rsm」。 =以下表不上述Cu-Sn合金相之粗度曲線、粗度曲線之 最大高度「RZ」及平均長度「Rsm」之決定方法。 圖2 t表示將鍍錫條表面之如相溶解去除而使 合金相出現在表面上後，㈣㈣之凹凸隨⑽讓⑻ Electron Microscope，掃描式電子顯微鏡）（ERa_8〇〇〇)裝置所 得之SEM圖像（倍率為3〇〇〇倍）及任意之測定線。於輥軋平 打方向及直角方向分別就1〇〇條線（1條線為4〇 "叫進行 測定。 圖3中表示沿著圖2之測定線所測定之Cu Sn合金相 之粗度曲線。將粗度曲線上出現之各波峰之最高高度加以 平均，將該平均值作為Cu_Sn合金相之粗度曲線之最大高 度「Rz」°同樣地，將在粗度曲線上出現之波峰之間隔加 以平均’將該平均值作A Cu_sn合金相之粗度曲線之平均 長度「Rsm」。 於圖4中，⑷係先前之Cu底層錢Sn條之剖面示意圖， 波峰最大高度「Rz」較小，波峰平均長度「⑽」較大。⑻ 係具有與先前例相同之平均Sn相厚度⑴及平均Cu_sn合金 相厚度⑼之本發明之Cu底層鍍Sn條的剖面示意圖;^ 較大，Rsm較小。再者，最大之Cu_Sn合金相厚度㈣大於 波峰最大高度「Rz」。 先前例之锻Sn最表面與Cu-Sn 合金相最頂點之高度差 y大於本發明者。然而 就容易變形而被去除， ，純Sn相會因1次之連接器插入等 故Cii-Sn合金相出現在表面上之狀 200948526 態對於财磨耗性之研究方面較為重要。並且與先前例相 比，本發明中硬質之Cu_Sn合金相之波峰之間隔較短，凹 部較深，因此凹部之純811相不易磨耗消失，耐雜性優異。 本發明鍍錫條之Cu-Sn合金相之粗度曲線最大高度rz 為〇.6〜i.2 〃m。若處於該範圍内，則存在於a—合金相 界面凹部之純Sn相會展現出潤滑作用，且耐磨耗性提昇。 當k未滿0.6 日夺，隨著存在於Cu_Sn$金相界面凹部

之純Sn相的磨損消失，Cu_Sn合金相亦會受到脆性破壞， 耐磨耗性較差。超過h2心，則難以達成下述⑽ 之範圍。 本發明鍍錫條之Cu-Sn合金相之粗度曲線平均長度

Rsm為2_0〜5.〇心。若處於該範圍内，則〜如合金相界 面處存在較多^度適當之凹部’可確保表現出潤滑作用之 純Sn相。於Rsm超過5 〇 _之情形時，插拔時支樓負荷 之硬質Cu-Sn合金相之凸部之間隔變大，凹部之純如相容 易磨耗/肖失’耐磨耗性較差。若Rsm未滿2 Q，則難以達成 上述Rz之範圍。 關於本發明之鍍錫條，於相對於電鍍表面之垂直剖 面鍍Sn最表面與Cu-Sn合金相最頂點之高度差y為 〇·1〜0.5 //m。若y未滿〇1以瓜，則耐熱性較差。具體而 言’若於175°C下進行漏小時之耐熱試驗，則表面上會 露出Cu-Sn合金相，接觸電阻增大。若y超過〇 5 "爪，則 會使得插入端子時由鍍Sn之掘起所導致之變形阻力或剪斷 黏著之剪斷阻力增大，結果必需較大之插入力。 9 200948526 y可藉由以下方式而 方向上切斷，以10000 測定並算出平均值。 求出：將回焊後之試料於輥軋平行 倍之倍率進行剖面觀察，藉此進行 本發明之鑛錫條係使Snwcu_sn合金相界面之凹凸劇 =化，即減小Rsxn、增A Rz’因此於平均之純％厚度與先 前相同之情形時，y值較小，故摩擦阻力變低，且磨耗時 Cu-Sn合金相界面之凸部頂點發揮支律作用，所必需之插拔 本發明之Rsm、y、RZ較佳為具有下述關係。 2.0$ Rsm/(y+ Rz)$ 4.0。 (y + Rz)係「鍍Sn最表面與Cu-Sn合金相最頂點之高声 差y」與「Cu-Sn合金相之粗度曲線之最大高度」之合計值， 表示Cu-Sn合金相與Cu母材或底層電鍍相之界面、與鍍如 最表面之間隔。因此，Cu-Sn合金相之粗度曲線之平均長度 Rsm較佳為Cu-Sn合金相最下部起至錄Sn最表面為止之間 隔的2〜5倍。若超過4.0，則插拔時支撐負荷之硬質Cu_Sn 合金相之凸部之間隔會變大，且凹部之純Sn相較少，故凹 部之純Sn相容易磨耗消失，耐磨耗性較差。並且耐熱性亦 較差。使Rsm/(y+Rz)未滿2.0通常於技術上難以實現，且 耐磨耗性之提昇不太理想。 重鍍之藉凝 可應用本發明之底層電鐘、鍵Sn之方法，可列舉如下 U)Cu底層回焊鍍Sn 自表面至母材’以Sn相、Cu-Sn合金相、Cu相各相構 200948526 • 成電鍍皮膜。以底層鍍Cu、鍍Sn之順序進行電鍍，並實施 回焊處理，藉此可獲得該電鍍皮膜構造。 回焊後之Sn相之平均厚度較佳為〇5〜15 “^^若^ 相未滿0.5 則焊錫潤濕性會降低，若超過15以爪則 所必需之插入力會增大。 回焊後之Cu-Sn合金相之厚度較佳$ 〇6〜2()

Cu-Sn合金相為硬質，故於其與如相之界面為本發明之構 ❹成時’若以0.6㈣以上之厚度存在，則有助於減小插入 力，並且耐磨耗性及耐熱性優異。另一方面若人 金相之厚度超過2.0…則彎曲性等機械特性會劣化。 關於本發明之Cu-Sn合金相（擴散層）之平均厚度，由於 在Sn相與Cu_Sn合金相之界面處存在凹凸，故可使其較先 前更厚。因此’本發明之電錄條之較純㈣及母材更為硬 質之Cu-Sn合金相可較厚’而具有優異之耐磨耗性。進而， 本發明之電鍍條由於Cu_Sn合金相較厚，故耐熱性亦獲得 ❹提高。雖並未根據理論來限定本發明，但一般認為其原因 在於抑制了 CU擴散。即，由母材所供給之&到達Μη 合金相與Sn相之界面處，與Sn相中之Sn結合，從而a如 合金相成長，若Cu-Sn合金相之平均厚度較厚，則c” 界面與⑽合金相/Sn相界面之間的距離變得更長，Cu 擴散至Cu-Sn合金相/Sn相界面處所必需之時間變長。尤兑 是由於Cu母材至Cu-Sn合金相最頂點之間的㈣合金;目 之厚度最大’故即便於高、W互卩主日日 皿長時間之激烈條件下亦難以發 下情況：Cu自母材到達合金相之最頂點，結果Cu-Sl 11 200948526 合金相成長，而Sn相消失。因此，本發明之電鍍條具有非 常優異之耐熱性。 藉由電鍍所形成之底層鍍Cu於回焊時因Cu_Sn合金 (相）之形成而消耗，其厚度亦可變為〇。另一方面，回焊後 之Cu相之厚度超過〇_8以瓜之電鍍材料，其回焊後之 合金相之Rz& Rsm會偏離本發明之範圍。一般認為其原因 在於，隨著底層鍍Cu變厚，Cu之電鍍粒局部地粗大化， 而對Cu-Sn合金相之成長造成不利影響。 ❹ 以鍍Sn為0.6〜2.0 之範圍、鍍Cu為〇 ^ 5以爪 =範圍而對電鍍時之各鑛層之厚度進行適當調整，繼而進 打回焊處理，藉此可獲得本發明之電鍍構造。 本發明之回焊處理係於23〇〜6〇(rc、3〜3〇秒之範圍内 進行，以20〜l〇(TC/秒、較佳為3〇〜7〇<t/秒之速度進行急速 加熱’冷卻速度為刚〜3〇(TC/秒，加熱例如使用循環風^、 Μ板等適當之傳導/對流/φ|射等傳熱手段，冷卻例如使用

水冷，無論電鑛條之兩端還是中央部，均句地進行加數冷 卻。 ，、 雖並未根據理論來限定本發明，但—般認為，藉由 述回焊處理，初期以較少之量產生於鍍Sn相與&相之 的Sn-Cu相之核與其他新核之產生相比，更早於〜相内 速成長’#由以特定之時間急速冷卻，而形成本發明 Sn-Cu相/Sn相界面構造。 於先前之回焊處理中’無須進行作為本發明之目的 ☆、速加熱，並且即便簡單地提高線速而進行急速加熱亦 12 200948526 =實現均勻之加熱’故於回焊後難以於材 度方向上獲得均勻之電鍍厚度。 又方向、長 (2)Cu/Ni底層回焊鍍Sn 自表面至母材’以Sn相、 成電鑛皮膜。以底層鐘Ni、 ^目、Nl相各相構 電錢，並實施回烊處理，藉此了^鑛如之順序進行 、隹〜μ 獲得該電鑛皮膜構造。 ❹ 若8 Λ Sn相之平均厚度較佳為g.5七心。 ::相未滿0.5㈣焊锡潤濕性下降，若超過心 則插入力增大^ Mm 回焊後之Cu-Sn合金相之厚度較佳為〇4〜2〇心。由 ;Cu-Sn合金相為硬質，故 右日丨士 右具以〇.4 "m以上之厚度存 在，則有助於減小插入力。另一 # 又仔 m你本 为方面，右Cu-Sn合金相之 厚度超過2·0㈣’則彎曲性等機械特性會劣化。 回焊後之Ni相厚度較佳為〇1〜〇8心。若W之厚度 未滿0.1 則鍍層之对姓性及耐熱性會下降。另一方面， 對於回焊後之Nl厚度會超過〇·8 ”之電鑛材料而言受 到加熱時__所產生之熱應力變高，會促進制剝離。 々以鍍Sn為〇.6~2 〇 之範圍、鑛cu為〇 η $ “爪 之範圍、鍍沁為“〜。』口之範圍而對電鍍時之各鍍層 之厚度進行適當調整’其次以與上述相同之方式進行回焊 處理’藉此可獲得本發明之電賴造。鐘&相於回焊後既 ^㈣變成Cu_Sn合金相’亦能以〇4 以下之厚度 殘存。 上述回焊後’ Sn相、Cu Sn合金相、Cu相、Ni相各相 13 200948526 之厚度測定時，主要使用電解式膜厚計，視需要亦使用榮 光X射線膜厚計、自剖面進行之SEM觀察、自表面進行之 副（GW Diseharge Spectr〇meter，輝光放電分光儀）分析 等。詳細内容將記載於實施例中。 鋼合金母_材之種類 了應用本發明之銅合金母材，可列舉下述者，但並不 限定於其等。 (1) Cu-Ni-Si系合金（卡遜合金） 藉由進行時效處理，於Cu中析出犯與^之化合物* 〇 子，而可獲得較高之強度及導電率。實用合金有c7〇25〇、 C64725、C64760(CDA編號，以下相同）等。為了改善強度、 耐熱性等特性’可視需要進-步添加選自Zn、Sn、Mg'Co、

Ag、Cr及Μη之群中之一種以上。 (2) 磷青銅 實用合金有 C52400、C52100、C5191〇、C51〇2〇 等。 為了改善強度、耐㈣等特性，可視需要進—步添加選自

Zn、Ni、Co、Fe、Ag及Μη之群中之一種以上。 ❹ (3) 黃銅 實用合金有C26000、C26800等。為了改善強度、耐熱 性等特性，可視需要進—步添加選自Ni、&、αϋ、

Ag及Μη之群中之一種以上β (4) 紅黃銅 實用合金有C23000、C22000、C21〇〇〇等。為了改善強 又耐熱性等特性’可視需要進一步添加選自N卜。、c〇、 14 200948526

Sn、Fe、Ag及Μη之群中之一種以上。 (5)欽銅 實用合金有C19900等。藉由進行時效處理，於Cu中 析出Ti與Cu之化合物，從而可獲得非常高之強度。為了 改善強度、耐熱性等特性，可視需要進一步添加選自Zn、 Ni、Co、P、Cr、Fe、Ag及Μη之群中之一種以上。 本發明之鍍錫條之耐磨耗性、插入性及耐熱性優異， 適合作為連接器、端子、繼電器、開關等之導電性彈簧材 料。此處所謂耐磨耗性優異，係指下述耐磨耗性試驗中所 得之滑動痕跡之最大深度為3 μ m以下之情形。所謂插入 性優異’係指用作連接器時所必需之插入力較小，動摩擦 係數//為0.50以下。所謂耐熱性優異，係指底層鍍Cu於 145°C、底層鍍Cu/Ni於175°C下加熱1000小時後之接觸 電阻為8mQ以下。 實施例 以下表示本發明之銅合金鍍錫條之製造例及其特性試 驗之結果，其等係為了更好地理解本發明及其優點而提供 者’並非旨在限定本發明。 (a)母材 於組成為Cu-35%Zn之銅合金（厚度為0.32 mm，拉伸 強度為540 Mpa，0.2%耐力為510 Mpa，揚氏模量為1〇3 GPa，導電率為26%IAcs，維氏硬度為171 Hv)上，以下述 順序實施鑛Ni、底層鍵銅、鍵Sn，並實施回焊處理。再者， 上述維氏硬度係依據JIS Z 2244對母材之輥軋方向直角剖 15 200948526 面進行測定所得之值。 (b)電鍍處理 (電解脫脂順序） 陰極而進行電解脫脂 於鹼性水溶液中以試料為 使用10質量％硫酸水溶液進行酸洗。 (底層鑛Ni條件） g/L '氣化鎳45 g/L、蝴酸

•電鍍浴組成：硫酸鎳250 30 g/L

•電鍍浴溫度：50°C •電流密度：5 A/dm2 鑛Ni厚度係藉由電鑛時間來進行調整。 (底層鑛C u條件） •電鑛浴組成：硫酸銅2〇〇 g/L '硫酸6〇 g/L •電鍍浴溫度：25°C •電流密度：5 A/dm2 •攪拌速度：5 m/分鐘

•鐘Cu厚度係藉由電鍍時間來進行調整。 (鑛Sn條件） .電鍍浴組成：氧化亞錫41 g/L、苯酚磺酸268 g/L、界 面活性劑5 g/L。 •電鍍浴溫度：50°C。 •電流密度：9 A/dm2。 •鍍Sn厚度係藉由電鍍時間來進行調整。 (c)回焊處理 16 200948526 氣為 料， 水中 =表中所記载之溫度下，於將環境氣體調整 K/0以下）之加熱爐中，以表中所記 乳（乳 W主Λ —淑, 职Ί呀間插入試 以表中δ己載之升溫速度進行加熱，繼而投入至6 ，以200。(：/秒之冷卻速度進行冷卻。 C之 對上述所製作之試料進行以下評價。

❹ (d)藉由電解式膜厚計測定鍍層厚度 使用CTM型輯式膜厚計（電賴份有限公 依據ns H8501，於Sn鍛層、Cu sn合金層、_ 之情形時對回焊後之試料測定犯鐘層之厚度。測定條件如 下0 電解液 :K〇C〇Ur公司製造之電解液 (l)Sn鍍層及Cu-Sn合金層 R-50 (2)Ni鍍層：Kocour公司製造之電解液R 54 Cu底層鍍Sn之情形時，若以電解液R_5〇進行電解， 則起初對Sn鑛層進行電解，於Cu_Sn合金層近前停止電 解，此處裝置之顯示值為Sn鍍層厚度。繼而再次開始電解， 直至裝置下一次停止為止之期間巾Μη合金層被電解， 電解結束之時刻之顯示值相當於Cu_Sn合金層之厚度。 關於Cu/Ni底鍍層之情形之Ni鍍層之厚度，首先使用 電解液R-50如上述般對Sn鍍層及^如合金層之厚度進 行測定後，以滴管吸取出電解液R_5〇，利用純水仔細進行 水洗後換成電解液R_54，測定Ni鍍層之厚度。 (e)藉由鑛層剖面觀察而測定Cu鑛層厚度 17 200948526 由於利用上述電解式膜厚計無法測定銅合金上之c

層厚度’故藉由SEM對鍵層之剖面進行觀察，藉此求 鍍層之厚度。 U ❹ 輥軋將試料埋入至樹脂中以使得可觀察到對於觀札方 向為平仃方向的剖面，#由機械研磨將觀察面加工成鏡面 後，利用SEM以2GGG倍之倍率拍攝反射電子像、母材成分 與電《分之特性X射線像。於反射電子像中對各鑛層附 加色調之對比度，例如Cu底層鍵Sn之情形時自電鑛表層 開始以Sn鍵層、Cu_s〇金層、Cu鐘層、母材之順序附加 色調之對比度。又’於特性乂射線像中，由於sn^層中僅 檢測出Sn ’ Cii-Sn合金層中檢測出Sn及Cu，母材中檢測 出其含有成分，故可知僅檢測出Cu之層》Cu鍍層。因此， 利用反射電子像’對在特性χ射線像中僅檢測出&之層、 且色調對比度與其他層不同之層的厚度進行測定，藉此可 求出Cu鑛層之厚纟。關於厚度，係於反射電子像上任意測 定5處之厚度並將其平均值作為Cu鍍層厚度。 〇 然而，該方法與電解式膜厚法相比僅可求出極狹窄之 範圍之厚度。因此，對1〇個剖面進行該觀察，將其平均值 作為Cu鍍層厚度。 (f)Cu-Sn合金相之Rsm、Rz及y 於25°C下將回焊後之試料於Mehex公司製造之Enstrip TL-105液中浸潰1分鐘，將Sn相溶解去除，使Cu Sn合金 相出現在表面上。藉由ELI〇NIX公司製造之凹凸 SEM(ERA-8000)求出Cu_Sn合金相之平均粗度曲線。以3〇〇〇 18 200948526 倍之倍率於輥軋平行方向及直角方向上分別就10條線（1條 線為40以叫進行測定，根據其平均值求出Rsm& Rz。將 3000倍倍率下之SEM圖像示於圖2中將沿著圖2圖像中 之直線所測定之Cu_Sn合金相之表面粗度分布圖示於圖3 中。根據該分布圖而算出Rsm及Rz。 y係以如下方式所求出：將回焊後之試料於輥軋平行方 向上切斷，使用ELI〇NIX公司製造之凹凸 對剖面以1_〇倍之倍率於5個視野各敎4個點，算出 平均值。 (g)耐熱性（加熱後之接觸電阻） 耐熱性之評價係測定加熱1〇〇〇小時後之接觸電阻。再 者，。底層鑛CU係於145°C下進行加熱，底層鍍Cu/Ni係於 C下進行加熱。接觸電阻係使用山崎精機研究所製造之 電接點模擬器CRS-113-Au型，藉由四端子法，於電壓為2〇( 心、電流為1〇mA、滑動荷重為0.49N、滑動速度為lmmy 〇分鐘、滑動距離為lmm之條件下進行測定。若加熱後之接 觸電阻為8ΐηΩ以下，則可較佳地用作通常 ⑻插入力（動摩擦絲） 士圖5所不’將鍵Sn材料之板狀試料固定於試料^ 亡，以荷重w將接觸子按壓於該鑛Sn面上。繼而，使移： 方向上移動，藉由荷重元（lGadeell)測定此時作用 將w之阻力F°並且’根據"=F/W算出動摩擦係數"。 速产）lT4_9N’將接觸子之滑動速度（試料台之移動 為5〇 _分鐘。滑動係於對於板狀試料之輕軋方向 200948526 為平行之方向上進行。將滑動距離設為lGGmm，求出其間 之F之平均值。 接觸子係使用與上述板狀試料相同之鑛Sn材料，係以 圖6所示之方式製作。即，將直㈣7麵之不鏽鋼球按壓 於試料上，使與板狀試料相接觸之部分成形為半球狀。 (0耐磨耗性 鍍Sn材料係 β m之回焊鍍 準備板厚為0.2 mm之黃銅_鍍Sn材料 電鍍時之厚度分別為Sn=12 em、Cu==〇6

Sn材料。對該黃銅-鑛Sn材料進行高度為〇 2 _、半徑為 〇.6 mm之突起（壓花）加工，製作突起成半球狀之端子。如 圖5所不之方式來配置該端子及本發明之鍍如材料，一面 使端子承載3(H)g之荷重—面以5mm/秒之速度使本發明之 鑛Sn材料往返150次。對滑動後之本發明之鑛％材料之 外觀進行觀察，並且使用表面粗度計（小阪研究所股份有限 公司製造，SUrfC0rder SE1600)對滑動部之最大深度&叫 進行測定。滑動痕跡之最大深度為3 ^ m以下時判斷可獲 得良好之耐磨耗性。 實施例： 進行表1所示之底層鍍Cu、表2所示之底層鍍Ni/Cu 之實施例。 於表1之發明例1〜6及比較例9〜13中，將電鍍厚度調 整成純Sn層為〇.8 左右。由於回焊加熱速度較慢故擴 散層（Cu-Sn相）之界面較平滑之比較例9〜13與發明例 相比，耐磨耗性、耐熱性及插入性較差。發明例7與比較 200948526 例14雖然Sn層厚度相同，但比較例i4之擴散層（Cu_Sn相） 厚度較薄’故與接觸電阻相關之耐熱性較差。發明例8與 比較例15除了尚度差y以外其他條件相同’但比較例丄5 由於y較小，故與接觸電阻相關之耐熱性較差。 於表2之發明例16〜21及比較例24〜27中，將電鍍厚 度調整成純Sn層為0·8 左右。由於回焊加熱速度較慢 故擴散層（Cu-Sn相）之界面較平滑之比較例24〜27與發明例 16〜21相比，耐磨耗性、耐熱性及插入性較差。發明例22 ® 與比較例28雖然Sn層厚度相同，但比較例28由於擴散層 (Cu-Sn相）厚度較薄，故與接觸電阻相關之耐熱性稍差《發 明例23與比較例29除了高度差y以外其他條件相同，但 比較例29由於y較小，故與接觸電阻相關之耐熱性較差。 21 200948526 < 動摩擦 係數 >^j o m cn o m v> Γν| CA τ«Η o 1-^ o 〇 Ο o ο ο o o o o ο 〇 d 对熱性 加熱後之 接觸電阻 (mfi) vq Γ^ On ^d 寸 v〇 in (Ν 00 — CO i> 00 r-H rs T-H i—H rs d r·^ u-> Os o On 00 rn 1-H od r-H si ^ | n£ filla： w ϊ·^ \〇 U") Ό ίΝ 1—4 CO »-Η Τ-Η s VO vo 寸 <N 00 寸· |Q m CN 00 〇\ in (Ν (N CN cs <Ν (N oi ^t CO CO CS "? 5 ^ ^ + 00 rs On in cn t〇 (N rn JO (N ν〇 ri 1—H vo CN o — g cn ON <N >ri (N Ό >/S CO t-H >ri o tn oo CO 寸’ U «铢$ 鹉i蜞制百 00 寸 ο 〇 卜 寸 d 卜 寸 d 穿 ο 对 〇 ON <N 〇 fS r-^ o in o Os »r> 〇 fO in O 卜 〇 rs o 0\ CN 〇 o ^ vS ^〇 ¢1 4〇 # E C _ G CO 占 U -¾ ίΓ ^5 S JO _g S ts S 〇\ 2 T**H (N ΓΛ m 〇\ C\ (N IT) v〇 cs fN <N τ ^ ϊ 5 — cn CO rn CN in *ri >ri 寸· ro 端 V 41 =1 CO VC to Ό v〇 VC 5 S 00 VO CO v〇 5S to ON 寸 o »-H <T) m (N VO als-^I d 〇 d O d o d o o d d O 〇 o fn,l R II 00 卜 ^D iTi 对 卜 卜 <N 卜 m σ\ 卜 o 喊 4 E 蚊 0 加熱 速度 °C/s w-> CO o s o o o 〇 in 宕 «η (S o o _百 00 a\ g § CN 00 ON s jrj ON m 00 00 (N 00 s o 泛2 o o 〇 o d o d 〇 o o O o o d o *<〇 ^ 岭 μ穸S 冢 as 00 oo CO 00 1-^ 00 »r> v〇 00 00 ON Ό ON »r> Q\ r^> Os 1-H as o 00 On 00 1命3 o o o o d o d o o d 〇 d 〇 玫 0 〇 s o o o o o o o Os r-H in m (N o o a 5 o o d o o o o o o o o o d o o 齊百 to CN o CN 宕 宕 宕 i〇 »-H ΙΛ C\ V-> 00 o o v-> V"i ΓΛ 沄 窆 g 時 世 M W ^H t-H o o Ί-Η i-H f—H d o 黎 Α»*Λ ipBr 雙百 m 沄 沄 o cn o o o o 寸 d o o Vi m d 沄 3 a U W 〇 d o o o d o d d d d i-H <N m 寸 Ό 卜 oo Os o i-H m 2 军 ? 军 军 军 馨 窠 馨 馨 僉 僉 僉 僉 Φ 僉 僉 Jj 〇3 Jj jj jj 200948526 【3嵴】 1插拔力1 動摩擦 係數 0.48 0.48 0.46 0.46 0.45 0.45 0.40 0.36 0.56 0.53 0.52 1 0.51 0.40 0.32 对熱性 加熱後 之接觸 電阻 (mfi)； -1 7.51 7.11 6.51 6.35 6.18 5.87 7.33 7.61 11.66 9.99 σί 8.92 8.97 11.29 耐磨耗性i 对磨耗試 驗後之滑 動部深度 | ("m) 1 -1 2.71 2.55 2.52 2.36 2.10 1.99 2.79 2.45 4.59 3.76 1 3.45 ! 3.25 2.71 2.55 V0崁 9 要逐罢+ s S? W 智 3命制| ο ·^ « 4.20 3.60 3.22 ί 2.72 2.58 2.60 4.49 4.09 8.70 1 ' 5.55 5.00 4.96 4.47 4.30 ® <S〇 « ^ Π β ^ 龌1蜞tt?t β U毋砸 璩铢4l W (/m) 1 0.47 0.47 ! 0.48 0.48 0.50 0.46 0.30 0.13 0.55 0.54 1 0.56 1 0.52 0.30 0.08 Cu-Sn 合 金相波峰 之平均間 隔Rsm 〇m) 4.52 4.01 3.69 ί 3.11 3.00 2.96 4.15 3.25 9.13 5.80 1 5.43 i 5.31 4.11 3.20 Cu-Sn合金 相粗度曲 線之最大 尚度Rz 〇m) 0.61 0.65 0.67 0.67 0.67 ： 0.68 0.63 I 0.67 0.50 0.51 0.53 0.55 0.62 0.67 加熱 時間 _1 00 卜 对 卜 卜 2 t-H ON 卜 卜 加熱 速度 〇。 CO ο $ ο ο ο ο ^T) (N o o 回焊後厚度 Sn層 〇m) 0.77 0.79 0.81 , 0.81 0.83 00 ο 0.61 0.46 0.84 0.79 0.82 :0.80 0.61 0.41 Cu-Sn 合金層 (Aim) 0.89 0.89 0.86 ! 0.84 0.82 00 ο 0.64 ! 0.88 0.97 0.94 0.92 0.91 0.57 0.88 Cu層 (㈣j 1 0.29 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.27 1 0.28 0.28 0.29 0.30 0.30 電鍵時厚度 Sn層 V—✓ 1 1.25 1.20 ； 1.20 1.20 1.20 •—Η 0.85 1 1.40 in rn 1.35 1.30 0.90 0.80 Cu層 百 0.35 0.35 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.40 0.40 0.40 0.35 0.30 0.30 Ni層 ("m)| ] 0.30 i 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 No. ^i v〇 卜 00 as a 1 發明例 比較例 ιτ 200948526 【圖式簡單說明】 圖1係本發明之回焊處理後之Cu底層鍍 示意圖。 保之剖面 圖 圖 度曲線 糸使Cn-Sn合金相出現在表面上後之凹凸s挪像 係沿著圖2之測定線所測定之Cu·%合金相之相 圖4係先月·』例⑷與本發明例（b)之鑛如材料剖面之比較 圖。

係表不動摩擦係數測定方法之概略圖。 圖6係表示接觸件頂端之加工方法之概略圖。 主要元件符號說明】

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Claims (1)

1. 200948526 七、申請專利範圍： 1.一種銅合金鍍錫條，其特徵在於： 其係以底層電鐘、你F Q 电锻鍍Sn之順序對銅合金條之 電鍵’其後實施回痒處理而出土 坪处理而成者；於相對於電鍍 直剖面中，鍍sn最表面與c 為p’·與CU-Sn合金相最頂點之高度h 將Sn相溶解去除而使Cu.Sn合金相出現在表面上時， 該Cu-Sn合金相之粗度曲線之最大高度MW m ’且C“n合金相之粗度曲線之平均長度Rsm為2.0〜50 // m。 2·如申請專利範圍第1項之鋼合金鑛錫條，其中Rsm、 y、Rz滿足下述關係： 2.0$ Rsm/(y+ R_z)$ 4.0。 3·如申請專利範圍第1項 .,± A第2項之銅合金鍍錫條，其 〒自表面至母材，以Sn層、Cl1 ς； . Λ . ^ c a -Sn合金層、Cu層各層構成 ❹ 電链皮膜，Sn層之厚度為0·5〜】 择生Λ m，Cu-Sn合金層之厚 又為·6〜2.0㈣，CU層之厚度為0〜0.8… 4.如申請專利範圍第1項戍第 φ 6 ^ 4弟2項之鋼合金鍍錫條，其 丫目表面至母材，以Sn層、 由勝0 U_Sn層、Ni層各層構成電鍍 反膜’ Sn層之厚度為〇.5〜15 π . 0 Λ # m，Cu-Sn合金層之厚度為 〇…Ni層之厚度為〇.1〜0.8 "m。 八、圖式： (如次頁） 25