TWI719270B - Sn鍍敷材及其製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明之課題在於提供一種Sn鍍敷材及其製造方法,將表面形成有Zn鍍層之Sn鍍敷材用作端子(其係可利用歛縫等壓接加工而連接到由鋁或鋁合金構成之電線者)的材料時,即使不在壓接加工時施行連接部分之加工,耐蝕性仍良好且形成於表面之Zn鍍層的密著性良好。本發明之解決手段如下:於銅或銅合金所構成之基材表面形成有含Sn層的Sn鍍敷材中,含Sn層係由Cu-Sn合金層與Sn層構成,該Sn層係由形成在該Cu-Sn合金層表面之Sn構成且厚度5μm以下,含Sn層表面形成有Ni鍍層,且該Ni鍍層表面形成有Zn鍍層來作為最表層。
Description
本發明有關一種Sn鍍敷材及其製造方法,尤其關於一種供用作連接線束(Wire Harness)等電線之端子等材料的Sn鍍敷材及其製造方法。
背景技術 迄今,使用由銅或銅合金構成之電線來作為車輛用之線束等電線,且連接該電線之端子等的材料則使用對銅或銅合金施加Sn鍍敷而成之Sn鍍敷材。
近年來,為了透過車輛之輕量化來提升燃油效率,車輛用之線束等電線使用了較銅或銅合金密度更小之鋁或鋁合金所構成之電線。
然而,若利用歛縫等壓接加工將Sn鍍敷材構成之端子連接到鋁或鋁合金構成之電線,會有發生電位差較大之異種金屬接觸所引起之電蝕(卑金屬發生熔解之異種金屬接觸腐蝕)的可能性。
因此,雖於連接部分塗佈防蝕劑或樹脂來防止異種金屬接觸腐蝕,但生產性降低且製造成本提高。
此外,就防止異種金屬接觸腐蝕之端子而言,已提出一種端子,其具備具芯線樽部之電線連接部,該芯線樽部係將露出電線一端且由第一金屬(鋁系材料)構成之芯線予以歛縫並連接者,該端子係由離子化傾向較第一金屬更小之第二金屬(銅系材料)所形成,並且,芯線樽部將芯線歛縫前,電線接觸部已由離子化傾向落在第一金屬與第二金屬間之第三金屬(鋅)作電鍍處理,芯線樽部中連接面之鍍層會於歛縫時受到破壞(參照如專利文獻1)。 先行技術文獻 專利文獻
[專利文獻1]日本特開2013-134891號公報(段落編號0008、0022)
發明概要 發明欲解決之課題 然而,專利文獻1之端子中,電線接觸部經第三金屬(鋅)鍍敷處理,且須以歛縫時鍍層會受到破壞的方式來形非常薄之鍍層,因此難以長期防止異種金屬接觸腐蝕。此外,已知即使於一般用作端子材料之Sn鍍敷材表面施行Zn鍍敷,Zn鍍層之密著性仍不良,將Sn鍍敷材用作端子材料時,於加工成端子形狀之際,Zn鍍層容易發生剝離。
因此,本發明鑒於此種習知之問題點,目的即在於提供一種Sn鍍敷材及其製造方法,其於將表面形成有Zn鍍層之Sn鍍敷材用作端子(其係可透過歛縫等壓接加工而連接到鋁或鋁合金構成之電線者)的材料時,即使不在壓接加工時施行連接部分之加工,耐蝕性仍良好且形成於表面之Zn鍍層的密著性良好。 用以解決課題之手段
本案發明人等為了解決上述課題而精心研究,結果發現,於銅或銅合金所構成之基材表面形成有含Sn層之Sn鍍敷材中,使含Sn層由Cu-Sn合金層與Sn層(其係由形成在Cu-Sn合金層表面之Sn構成且厚度5μm以下者)構成,且於含Sn層之表面形成Ni鍍層,再於該Ni鍍層之表面形成Zn鍍層來作為最表層,藉此,可製出如下述之Sn鍍敷材,進而完成本發明:將表面形成有Zn鍍層之Sn鍍敷材用作端子(其係可透過歛縫等壓接加工而連接到鋁或鋁合金構成之電線者)的材料時,即使於壓接加工時不對連接部分施行加工,耐蝕性良好且形成於表面之Zn鍍層之密著性良好。
亦即,本發明之Sn鍍敷材係一於銅或銅合金所構成之基材表面形成有含Sn層之Sn鍍敷材,其特徵在於:含Sn層係由Cu-Sn合金層與Sn層構成,該Sn層係由形成在該Cu-Sn合金層表面之Sn構成且厚度5μm以下,含Sn層之表面形成有Ni鍍層,且該Ni鍍層表面形成有Zn鍍層作為最表層。
於該Sn鍍敷材中,Cu-Sn合金層之厚度宜為0.2~2μm。此外,Ni鍍層之厚度宜為0.01~5μm,Zn鍍層之厚度宜為0.5~40μm。又,可於基材與含Sn層之間形成基底層。此時,基底層宜為含Cu及Ni中至少一者之層。此外,宜僅在基材一側表面之含Sn層表面隔著Ni鍍層形成Zn鍍層作為最表層,並將基材另一側面之含Sn層形成為最表層。
上述Sn鍍敷材中,Zn鍍層之維氏硬度HV宜為80以下。此時,Zn鍍層表面之算術平均粗度Ra宜為0.1~3.0μm,Zn鍍層表面之光澤度宜為1.2以下。此外,亦可將Ni鍍層形成於含Sn層之部分表面上。
此外,本發明之Sn鍍敷材之製造方法特徵在於:於銅或銅合金所構成之基材表面形成Sn鍍層後,藉由熱處理形成含Sn層來製造Sn鍍敷材,該含Sn層係由Cu-Sn合金層與Sn層購成,該Sn層係形成在該Cu-Sn合金層表面之Sn構成;並且,該製造方法係令Sn層之厚度在5μm以下,且於含Sn層表面形成Ni鍍層後,於該Ni鍍層表面形成Zn鍍層來作為最表層。
該Sn鍍敷材之製造方法中,宜利用熱處理使Sn層之厚度在5μm以下,且宜使Cu-Sn合金層之厚度為0.2~2μm。此外,宜使Ni鍍層之厚度為0.01~5μm,宜使Zn鍍層之厚度為0.5~40μm。又,亦可在形成Sn鍍層前形成Cu鍍層,在基材與含Sn層之間形成含Cu之基底層。或者,也可在形成Sn鍍層前依序形成Ni鍍層與Cu鍍層,再利用熱處理,於基材與含Sn層之間形成含有Cu及Ni中至少一者之基底層。
上述Sn鍍敷材之製造方法中,宜於硫酸浴中施行電鍍來形成Zn鍍層。此時,亦可將Ni鍍層形成於含Sn層之部分表面上。
此外,本發明之電線連接用端子特徵在於:其係一將Sn鍍敷材用作材料之連接端子,該Sn鍍敷材係於銅或銅合金所構成之基材表面形成有含Sn層者,含Sn層係由Cu-Sn合金層與Sn層構成,該Sn層係由形成在該Cu-Sn合金層表面之Sn構成且厚度在5μm以下,並且,該端子係於其與電線之連接部以外的部分,在含Sn層表面形成有Ni鍍層,該Ni鍍層表面則形成有Zn鍍層。
該電線連接用端子中,Cu-Sn合金層之厚度宜為0.2~2μm。此外,Ni鍍層之厚度宜為0.01~5μm,Zn鍍層之厚度宜為0.5~40μm。又,亦可於基材與含Sn層之間形成基底層。此時,基底層宜為一含Cu及Ni中至少一者之層。此外,電線宜由鋁或鋁合金構成,且宜為單芯線或鉸合線。
上述電線連接用端子中,Zn鍍層之維氏硬度HV宜為80以下。此時,Zn鍍層表面之算術平均粗度Ra宜為0.1~3.0μm,Zn鍍層表面之光澤度宜為1.2以下。 發明效果
若依本發明,可製出一種如下述之Sn鍍敷材:將表面形成有Zn鍍層之Sn鍍敷材用作端子(其係可透過歛縫等壓接加工而連接到鋁或鋁合金構成之電線者)的材料時,即使在壓接加工時不對連接部分施行加工,耐食性仍良好且形成於表面之Zn鍍層之密著性良好。
用以實施發明之形態 [第1實施形態] 如圖1所示,以本發明之Sn鍍敷材之第1實施形態而言,於銅或銅合金所構成之(板材或條狀材等之)基材10表面(圖示之實施形態係於兩面)上形成有含Sn層12之Sn鍍敷材中,含Sn層12係由Cu-Sn合金層121與Sn層122構成,該Sn層122係由形成在該Cu-Sn合金層表面之Sn構成且厚度5μm以下(宜0~2μm,更宜0.1~1.5μm),含Sn層12之表面(圖示之實施形態係於一側之面)上形成有Ni鍍層14,且該Ni鍍層14之表面形成有Zn鍍層16作為最表層。另,Zn鍍層16係由Zn(或含90質量%以上之Zn的Zn合金)構成,藉由形成Zn鍍層16作為最表層,可大幅提升Sn鍍敷材之耐蝕性,且藉由在含Sn層12與Zn鍍層16之間形成Ni鍍層14,可(防止含Sn層12之Sn與Zn鍍層16之Zn等發生擴散,進而抑制Sn或Zn等擴散層之形成或因該擴散所致空孔)大幅提升含Sn層12與Zn鍍層16間之密著性。
該Sn鍍敷材中,Cu-Sn合金層121之厚度宜為0.2~2μm,更宜為0.3~1.5μm。Ni鍍層14之厚度宜為0.01~5μm,更宜為0.02~4μm,但亦可設在2μm以下。Zn鍍層16之厚度宜為0.5~40μm,較宜為1~30μm且更宜為2~15μm,但可設在10μm以下,亦可設在5μm以下。Zn鍍層16之厚度若過厚,則形成Zn鍍層16時之鍍敷時間將變得過長而使生產性降低。
又,如圖2所示,也可於基材10與含Sn層12之間形成基底層18。此時,基底層宜為含有Cu及Ni中至少一者之層(Ni層181與Cu層182中至少一者之層)。Ni層181之厚度宜為0.05~1.0μm,Cu層182之厚度宜為1.5μm以下,更宜為1.0μm以下。另,形成Ni層181與Cu層182之二層來作為基底層時,宜在基板10表面形成Ni層181,並在其表面形成Cu層182。
另,Zn鍍層可僅形成於含Sn層之部分表面上。此時,在未形成Zn鍍層之含Sn層表面之其他部分,含Sn層會成為最表層,且該最表層之含Sn層之Sn層厚度宜為5μm以下,更宜為0~2μm,最宜為0.1~1.5μm。又,該最表層之含Sn層之Cu-Sn合金層厚度宜為0.2~2μm,更宜為0.3~1.5μm。
上述Sn鍍敷材之第1實施形態可藉由本發明之Sn鍍敷材製造方法之第1實施形態來製造。若依該Sn鍍敷材製造方法之第1實施形態,可製出如下述之Sn鍍敷材,即:將表面形成有Zn鍍層之Sn鍍敷材用作端子(其係可透過歛縫等壓接加工而連接到鋁或鋁合金所構成之電線者)的材料時,即使於壓接加工時不對連接部分施行加工,耐蝕食性仍良好且形成於表面之Zn鍍層之密著性良好。
就本發明之Sn鍍敷材製造方法之第1實施形態而言,於銅或銅合金所構成之基材表面形成(利用電鍍等方式,宜厚度0.1~2μm,更宜厚度0.2~1.5μm之)Sn鍍層後,藉由(利用紅外線加熱器、熱風循環、直火式等熱處理裝置)熱處理(迴流處理)形成含Sn層以製造Sn鍍敷材之方法中,該含Sn層係由Cu-Sn合金層與Sn層構成,且該Sn層係由形成在該Cu-Sn合金層表面之Sn構成,該方法係令Sn層厚度為5μm以下(宜0~2μm,更宜0.1~1.5μm),且在該含Sn層表面(利用電鍍等方式)形成Ni鍍層後,在該Ni鍍層表面形成Zn鍍層(利用電鍍等方式)來作為最表層。
於該Sn鍍敷材之製造方法中,在藉由熱處理將Sn層之厚度製成5μm以下(宜0~2μm,更宜0.1~1.5μm)之同時,將Cu-Sn合金層之厚度製成0.2~2μm(更宜0.3~1.5μm)。宜將Ni鍍層之厚度設成0.01~5μm,更宜設成0.02~4μm,但也可設在2μm以下。Zn鍍層之厚度宜設成0.5~40μm,且較宜設成1~30μm,更宜設成2~15μm,但可設在10μm以下,也可設在5μm以下。此外,可於形成Sn鍍層前形成(宜厚度0.1~1.5μm之)Cu鍍層,也可在基材與含Sn層之間形成含Cu之基底層。或者,可在形成Sn鍍層前依序形成(宜厚度0.05~1.0μm之)Ni鍍層與(宜厚度0.1~1.5μm之)Cu鍍層,並於基材與含Sn層之間形成含Cu及Ni之基底層。Cu-Sn合金層與Sn層之厚度可藉電解式膜厚計等來測定。
另,Ni鍍層與Zn鍍層可(藉由遮蔽或控制液面高度等而)僅形成於基材一側表面之含Sn層表面(或含Sn層之部分表面)。此時,在未形成Zn鍍層之含Sn層表面之其他部分,含Sn層會成為最表層,該最表層之含Sn層之Sn層厚度宜在5μm以下,更宜為0~2μm。
上述Sn鍍敷材之第1實施形態可作為連接鋁或鋁合金所構成之電線的端子等通電構件之材料來使用。此外,將Ni鍍層與Zn鍍層僅形成於含Sn層之部分表面時,宜在未形成Zn鍍層之含Sn層表面之其他部分(含Sn層會成為最表層之部分)連接鋁或鋁合金構成之電線。
[第2實施形態] 如圖1所示,以本發明之Sn鍍敷材之第2實施形態而言,於銅或銅合金所構成之(板材或條狀材等之)基材10表面(圖示之實施形態係於兩面)上形成有含Sn層12之Sn鍍敷材中,含Sn層12係由Cu-Sn合金層121與Sn層122構成,該Sn層122係由形成在該Cu-Sn合金層表面之Sn構成且厚度5μm以下(宜0~2μm,更宜0.1~1.5μm),含Sn層12之表面(圖示之實施形態係於一側之面)上形成有Ni鍍層14,且該Ni鍍層14之表面形成有維氏硬度HV於80以下之Zn鍍層16作為最表層。另,Zn鍍層16係由Zn(或含90質量%以上之Zn的Zn合金)構成,藉由形成Zn鍍層16作為最表層,可大幅提升Sn鍍敷材之耐蝕性,且藉由在含Sn層12與Zn鍍層16之間形成Ni鍍層14,可(防止含Sn層12之Sn與Zn鍍層16之Zn等發生擴散,進而抑制Sn或Zn等擴散層之形成或因該擴散所致空孔)大幅提升含Sn層12與Zn鍍層16間之密著性。此外,藉由令Zn鍍層16較軟(維氏硬度HV在80以下,且宜70以下),可抑制因Sn鍍敷材彎曲加工而引發之基材10露出,而可抑制因電位差較大之異種金屬接觸所導致之電蝕(卑金屬會發生溶解之異種金屬接觸腐蝕),進而可提升Sn鍍敷材之彎曲加工性。
於該Sn鍍敷材中,Zn鍍層16之表面算術平均粗度Ra宜為0.1~3.0μm。此外,光澤度宜在1.2以下,更宜為0.5以下,最宜為0.1~0.2。
此外,Cu-Sn合金層121之厚度宜為0.2~2μm,更宜為0.3~1.5μm。Ni鍍層14之厚度宜為0.01~5μm,更宜為0.02~4μm,但亦可設在2μm以下。Zn鍍層16之厚度宜為1~40μm,較宜為1~30μm且更宜為2~15μm,但可設在10μm以下,亦可設在5μm以下。Zn鍍層16之厚度若過厚,則形成Zn鍍層16時之鍍敷時間將變得過長而使生產性降低,但若過薄則無法獲得充分耐蝕性。
又,如圖2所示,也可於基材10與含Sn層12之間形成基底層18。此時,基底層宜為含有Cu及Ni中至少一者之層(Ni層181與Cu層182中至少一者之層)。Ni層181之厚度宜為0.05~1.0μm,Cu層182之厚度宜為1.5μm以下,更宜為1.0μm以下。另,形成Ni層181與Cu層182之二層來作為基底層時,宜在基板20表面形成Ni層181,並在其表面形成Cu層182。
另,Zn鍍層可僅形成於含Sn層之部分表面上。此時,在未形成Zn鍍層之含Sn層表面之其他部分,含Sn層會成為最表層,該最表層之含Sn層之Sn層厚度宜為5μm以下,更宜為0~2μm,最宜為0.1~1.5μm。又,該最表層之含Sn層之Cu-Sn合金層厚度宜為0.2~2μm,更宜為0.3~1.5μm。
上述Sn鍍敷材之第2實施形態可藉由本發明之Sn鍍敷材製造方法之第2實施形態來製造。若依該Sn鍍敷材製造方法之第2實施形態,可製出如下述之Sn鍍敷材,即:將表面形成有Zn鍍層之Sn鍍敷材用作端子(其係可透過歛縫等壓接加工而連接到鋁或鋁合金所構成之電線者)的材料時,即使於壓接加工時不對連接部分施行加工,耐蝕食性仍良好且形成於表面之Zn鍍層之密著性良好,同時彎曲加工性良好。
就本發明之Sn鍍敷材製造方法之第2實施形態而言,於銅或銅合金所構成之基材表面形成(利用電鍍等方式,宜厚度0.1~2μm,更宜厚度0.2~1.5μm之)Sn鍍層後,藉由(利用紅外線加熱器、熱風循環、直火式等熱處理裝置)熱處理(迴流處理)形成含Sn層以製造Sn鍍敷材之方法中,該含Sn層係由Cu-Sn合金層與Sn層構成,且該Sn層係由形成在該Cu-Sn合金層表面之Sn構成,該方法係令Sn層厚度為5μm以下(宜0~2μm,更宜0.1~1.5μm),且在該含Sn層表面(利用電鍍等方式)形成Ni鍍層後,在硫酸浴中進行電鍍,藉此在該Ni鍍層表面形成Zn鍍層來作為最表層。
於該Sn鍍敷材之製造方法中,在藉由熱處理將Sn層之厚度製成5μm以下(宜0~2μm,更宜0.1~1.5μm)之同時,將Cu-Sn合金層之厚度製成0.2~2μm(更宜0.3~1.5μm)。宜將Ni鍍層之厚度設成0.01~5μm,更宜設成0.02~4μm,但也可設在2μm以下。Zn鍍層之厚度宜設成1~40μm,且較宜設成1~30μm,更宜設成2~15μm,但可設在10μm以下,也可設在5μm以下。此外,可於形成Sn鍍層前形成(宜厚度0.1~1.5μm之)Cu鍍層,也可在基材與含Sn層之間形成含Cu之基底層。或者,可在形成Sn鍍層前依序形成(宜厚度0.05~1.0μm之)Ni鍍層與(宜厚度0.1~1.5μm之)Cu鍍層,並於基材與含Sn層之間形成含Cu及Ni之基底層。Cu-Sn合金層與Sn層之厚度可藉電解式膜厚計等來測定。
另,Ni鍍層與Zn鍍層可(藉由遮蔽或控制液面高度等而)僅形成於基材一側表面之含Sn層表面(或含Sn層之部分表面)。此時,在未形成Zn鍍層之含Sn層表面之其他部分,含Sn層會成為最表層,該最表層之含Sn層之Sn層厚度宜在5μm以下,更宜為0~2μm。
用作用以形成Zn鍍層之Zn渡浴的硫酸浴宜為由含硫酸鋅與硫酸銨之水溶液所構成的硫酸浴,且宜不含光澤劑等添加劑。可藉由不含添加劑來減低Zn鍍浴之成本。又,形成Zn鍍層時,電鍍之電流密度宜為15~60A/dm2
之高電流密度。可藉由設成高電流密度來提升生產性。
上述Sn鍍敷材之第2實施形態可作為連接鋁或鋁合金所構成之電線的端子等通電構件之材料來使用。此外,僅將Ni鍍層與Zn鍍層形成於含Sn層之部分表面時,宜在未形成Zn鍍層之含Sn層表面之其他部分(含Sn層會成為最表層之部分)連接鋁或鋁合金構成之電線。 實施例
茲就本發明之Sn鍍敷材及其製造方法之實施例詳細說明如下。
[實施例1] 首先,準備50mm×50mm×0.25mm大小且由Cu-Ni-Sn-P合金構成之平板狀導體基材(含1.0質量%之Ni、0.9質量%之Sn與0.05質量%之P且殘餘部分為Cu之銅合金基材)(DOWA METALTECH Co.,Ltd.製NB-109EH)。
接著,就前置處理而言,將基材(被鍍敷材)以鹼性電解脫脂液進行10秒電解脫脂後水洗,之後,浸漬於100g/L硫酸中酸洗後進行水洗。
接著,於含有60g/L之硫酸錫(II)、75g/L之硫酸、30g/L之甲酚磺酸與1g/L之β萘酚的Sn鍍液中,以基材為陰極且以Sn電極板為陽極,於電流密度5A/dm2
、液溫25℃下進行20秒電鍍,藉此於基材表面形成厚度1μm之Sn鍍層而獲得Sn鍍敷材。
其次,將所得Sn鍍敷材洗淨並乾燥後,進行熱處理(迴流處理)。該迴流處理係將2個近紅外線加熱器(HYBEC CORPORATION.製HYP-8N,額定電壓100V,額定功率560W,平行照射型)以間隔25mm對向配置,並於該等近紅外線加熱器之中央部位配置Sn鍍敷材,令設定電流值為10.8A,於大氣環境下將Sn鍍敷材加熱13秒使Sn鍍層表面熔融後,立刻浸漬於25℃水槽內冷卻。
以聚焦離子束(FIB)切斷該迴流處理後之Sn鍍敷材,使與Sn鍍敷材之軋延方向呈垂直之截面露出,並以電場放射型歐傑電子能譜分析裝置(FE-AES)分析該截面。結果,確認了Sn鍍敷材之基材表面形成有Cu-Sn合金所構成之Cu-Sn合金層,且該Cu-Sn合金層表面形成有由Sn構成之Sn層。此外,以電解式膜厚計(中央製作所股份有限公司製Thickness Tester TH-11)測定Cu-Sn合金層與Sn層之厚度,結果Cu-Sn合金層之厚度為0.6μm,Sn層之厚度為0.7μm。
接著,將膠帶貼附於迴流處理後之Sn鍍敷材之一側面的全面上予以遮蔽後,將該Sn鍍敷材浸漬於40g/L之氫氧化鈉水溶液並以10A/dm2
進行30秒電解脫脂,再浸漬於100g/L硫酸30秒酸洗後進行水洗。
接著,於含有80g/L之胺磺酸鎳及50g/L之硼酸的Ni鍍浴(胺磺酸浴)中,以(已於一面之全面上貼附膠帶遮蔽之)Sn鍍敷材為陰極,並以Ni電極板為陽極,於電流密度10A/dm2
、液溫50℃下進行電鍍6秒,藉此,於Sn鍍敷材之另一面上形成Ni鍍層。以螢光X射線膜厚計(Seiko Instruments Inc.製)測定該Ni鍍層之厚度,結果為0.2μm。
其次,於含有35g/L之金屬鋅、200g/L之氯化鉀、30g/L之硼、30mL/L之光澤劑(奥野製藥工業股份有限公司製Zinc ACK-1)與2mL/L之光澤剤(奥野製薬工業株式会社製Zinc ACK-2)之Zn鍍浴中,以(於一面之全面上貼附膠帶遮蔽之)鍍Ni後之Sn鍍敷材為陰極,以Zn電極板為陽極,於電流密度16A/dm2
、液溫25℃下進行45秒電鍍,藉此於已形成在Sn鍍敷材另一面之Ni鍍層的表面形成Zn鍍層。以螢光X射線膜厚計(Seiko Instruments Inc.製)測定該Zn鍍層之厚度,結果為3μm。
以聚焦離子束(FIB)加工觀察裝置將已如前述般形成Zn鍍層之Sn鍍敷材切斷,使Sn鍍敷材之與軋延方向垂直之截面露出,再以電界放射型歐傑電子能譜分析裝置(FE-AES)分析該截面。結果,確定了Sn鍍敷材之基材表面形成有Cu-Sn合金構成之Cu-Sn合金層,且該Cu-Sn合金層表面形成有Sn構成之Sn層,該Sn層表面形成有Ni鍍層,該Ni鍍層表面則形成有Zn鍍層。此外,從掃描離子顯微鏡像(SIM像)測定該等層之厚度,確認了Cu-Sn合金層之厚度為0.6μm,Sn層之厚度為0.7μm,Ni鍍層之厚度為0.2μm,Zn鍍層之厚度為3μm。
此外,對截取自形成有Zn鍍層之Sn鍍敷材且50mm×10mm×0.25mm大小之試驗片施加10kN之荷重,以最小彎曲半徑R與板厚t之比R/t會成為1.0之方式施行90°W彎曲,將該試驗片埋入樹脂後,朝對試驗片之長向呈平行之方向(相對於90°W彎曲之彎曲軸呈垂直方向)切斷,並以雷射顯微鏡放大該截面,觀察經模具刮擦之直線部、谷摺彎曲加工部與山摺彎曲加工部,並以目測評價Zn鍍層有無剝離。結果,任一部分皆無Zn鍍層剝離,密著性(初期密著性)良好。另,分別將90°W彎曲後之直線部與谷摺彎曲加工部之顯微鏡照片顯示於圖3A及圖3B。
此外,於120℃下將截取自已形成Zn鍍層之Sn鍍敷材且50mm×10mm×0.25mm大小之試驗片保持120小時後,進行與上述相同之密著性(耐熱試驗後之密著性)評價,結果無論任一部分皆無Zn鍍層剝離,密著性良好。
又,以截取自已形成Zn鍍層之Sn鍍敷材且50mm×10mm×0.25mm大小之試驗片的Zn鍍層為外側,並以該Sn鍍敷材將直徑0.8mm、長度30mm之純鋁單線(A1070)歛縫後,浸漬於5質量%之NaCl水溶液中,並以電蝕(卑金屬會發生溶解之異種金屬接觸腐蝕)所引起之氣體發生時間來評價耐蝕性。結果,至發生氣體為止之時間長達192時間以上,耐食性良好。
[實施例2] 迴流處理後之Sn鍍敷材不進行酸洗,於含有200g/L之氯化鎳與100g/L之鹽酸的Ni鍍浴(伍德浴(Wood’s bath))中,以(已於一側面之全面上貼附膠帶遮蔽之)Sn鍍敷材為陰極並以Ni電極板為陽極,於電流密度10A/dm2
、液溫60℃下進行6秒電鍍,除此之外,利用與實施例1相同方法製作出形成有Zn鍍層之Sn鍍敷材。
針對如此製出之Sn鍍敷材,以與實施例1相同之方法進行密著性與耐蝕性之評價,結果,初期與耐熱試驗後無論任一者皆無Zn鍍層剝離,密著性良好,此外,至發生氣體為止之時間長達192小時以上,耐蝕性良好。
[實施例3] 將電鍍時間設成90秒,並於Sn鍍敷材上形成厚度3μm之Ni鍍層,除此之外,以與實施例1相同之方法製出形成有Zn鍍層之Sn鍍敷材。
針對如此製出之Sn鍍敷材,以與實施例1相同之方法進行密著性與耐蝕性之評價,結果,初期與耐熱試驗後無論任一者皆無Zn鍍層剝離,密著性良好,此外,至發生氣體為止之時間長達192小時以上,耐蝕性良好。
[實施例4] 將電鍍時間設成2秒,並於Sn鍍敷材上形成厚度0.05μm之Ni鍍層,除此之外,以與實施例1相同之方法製出形成有Zn鍍層之Sn鍍敷材。
針對如此製出之Sn鍍敷材,以與實施例1相同之方法進行密著性與耐蝕性之評價,結果,初期與耐熱試驗後無論任一者皆無Zn鍍層剝離,密著性良好,此外,至發生氣體為止之時間長達192小時以上,耐蝕性良好。
[實施例5] 將電鍍時間設成620秒,並令Zn鍍層之厚度為40µm以上,除此之外,以與實施例1相同之方法製出形成有Zn鍍層之Sn鍍敷材。
針對如此製出之Sn鍍敷材,以與實施例1相同之方法進行密著性與耐蝕性之評價,結果,無Zn鍍層剝離,密著性良好,此外,至發生氣體為止之時間長達192小時以上,耐蝕性良好。
[實施例6] 將電鍍時間設成15秒,並令Zn鍍層之厚度為1µm以上,除此之外,以與實施例1相同之方法製出形成有Zn鍍層之Sn鍍敷材。
針對如此製出之Sn鍍敷材,以與實施例1相同之方法進行密著性與耐蝕性之評價,結果,無Zn鍍層剝離,密著性良好,此外,至發生氣體為止之時間長達144小時,耐蝕性良好。
[實施例7] 於前置處理後且於形成Sn鍍層前,於基材上形成厚度0.3μm之Ni鍍層,之後形成厚度0.3μm之Cu鍍層後,將電鍍時間設成14秒,形成厚度0.7μm之Sn鍍層,除此之外,以與實施例1相同之方法製出形成有Zn鍍層之Sn鍍敷材。另,上述Ni鍍層係於含80g/L之胺磺酸鎳、45g/L之硼酸之Ni渡液中,以前置處理後之基材(被鍍敷材)為陰極且以Ni電極板為陽極,於電流密度5A/dm2
、液溫50℃下進行15秒電鍍而形成者,Cu鍍層則係於含110g/L之硫酸銅與100g/L之硫酸的Cu鍍液中,以鍍Ni完畢之被鍍敷材為陰極且以Cu電極板為陽極,在電流密度5A/dm2
、液溫30℃下進行12秒電鍍而形成者。
以與實施例1相同之方法分析該迴流處理後之Sn鍍敷材,結果確認了Sn鍍敷材之基材表面形成有Ni層與(由Cu-Sn合金構成之)Cu-Sn合金層,該Cu-Sn合金層表面則形成有由Sn構成之Sn層。另,Cu鍍層之Cu因迴流處理而擴散成Cu-Sn合金層,Cu層則未觀察到。又,以與實施例1相同之方法測定Cu-Sn合金層與Sn層之厚度,結果Cu-Sn合金層之厚度為0.6μm,Sn層之厚度為0.4μm。此外,以螢光X射線膜厚計(Seiko Instruments Inc.製)測定Ni層之厚度,結果為0.3μm。
針對如此製出之Sn鍍敷材,以與實施例1相同之方法進行密著性與耐蝕性之評價,結果,無Zn鍍層剝離,密著性良好,此外,至發生氣體為止之時間長達192小時以上,耐蝕性良好。
[實施例8] 使用由50mm×50mm×0.25mm大小之Cu-Zn合金構成之平板狀導體基材(含30質量%之Zn且殘餘部分為Cu之銅合金C2600之基材),於前置處理後且於形成Sn鍍層前,在基材上形成厚度1.0μm之Cu鍍層,除此之外以與實施例1相同之方法製出形成有Zn鍍層之Sn鍍敷材。另,上述Cu鍍層係於含110g/L之硫酸銅與100g/L之硫酸的Cu鍍液中,以基材為陰極且以Cu電極板為陽極,在電流密度5A/dm2
、液溫30℃下進行電鍍40秒而形成者。
以與實施例1相同之方法分析該迴流處理後之Sn鍍敷材,結果確認了Sn鍍敷材之基材表面形成有Cu層與(由Cu-Sn合金構成之)Cu-Sn合金層,該Cu-Sn合金層表面則形成有由Sn構成之Sn層。又,以與實施例1相同之方法測定Cu-Sn合金層與Sn層之厚度,結果Cu-Sn合金層之厚度為0.6μm,Sn層之厚度為0.7μm。此外,以電解式膜厚計(中央製作所股份有限公司製Thickness Tester TH-11)測定Cu層之厚度,結果為0.7μm。
針對如此製出之Sn鍍敷材,以與實施例1相同之方法進行密著性與耐蝕性之評價,結果,無Zn鍍層剝離,密著性良好,此外,至發生氣體為止之時間長達192小時以上,耐蝕性良好。
[比較例1] 迴流處理後之Sn鍍敷材不進行電解脫脂與酸洗,而未於Sn鍍敷材表面形成Ni鍍層及Zn鍍層,除此之外以與實施例1相同之方法製出Sn鍍敷材。
針對如此製出之Sn鍍敷材,以與實施例1相同之方法進行耐蝕性評價,結果,至發生氣體為止之時間短至2小時,耐蝕性差。
[比較例2] 迴流處理後之Sn鍍敷材不進行電解脫脂與酸洗,而未於Sn鍍敷材表面形成Ni鍍層,除此之外以與實施例1相同之方法製出Sn鍍敷材。
針對如此製出之Sn鍍敷材,以與實施例1相同之方法進行(初期之)密著性評價,結果,雖然山摺彎曲加工部未有Zn鍍層剝離,但如圖4A及圖4B所示,經模具刮擦之直線部與谷摺彎曲加工部則有Zn鍍層剝離,密著性不佳。
[比較例3] 除未於Sn鍍敷材表面形成Ni鍍層之外,以與實施例1相同之方法製出Sn鍍敷材。
針對如此製出之Sn鍍敷材,以與實施例1相同之方法進行(初期之)密著性評價,結果,雖然山摺彎曲加工部未有Zn鍍層剝離,但經模具刮擦之直線部與谷摺彎曲加工部則有Zn鍍層剝離,密著性不佳。
[比較例4] 令電鍍時間為290秒而在Sn鍍敷材上形成厚度10μm之Ni鍍層,除此之外以與實施例1相同之方法製出形成有Zn之Sn鍍敷材。
針對如此製出之Sn鍍敷材,以與實施例1相同之方法進行(初期之)密著性評價,結果,雖然山摺彎曲加工部未有Zn鍍層剝離,但經模具刮擦之直線部與谷摺彎曲加工部則有Zn鍍層剝離,密著性不佳。
茲將該等實施例及比較例之Sn鍍敷材的製造條件及特性示於表1~表3。另,於表3中,密著性良好時以○表示,有剝離現象而密著性不佳時則以×表示。
[實施例9] 首先,準備50mm×50mm×0.25mm大小且由Cu-Ni-Sn-P合金構成之平板狀導體基材(含1.0質量%之Ni、0.9質量%之Sn與0.05質量%之P且殘餘部分為Cu之銅合金基材)(DOWA METALTECH Co.,Ltd.製NB-109EH)。
其次,就前置處理而言,將基材(被鍍敷材)以鹼性電解脫脂液進行10秒電解脫脂後進行水洗,之後,浸漬於100g/L之硫酸,酸洗後水洗。
接著,於含有60g/L之硫酸錫(II)、75g/L之硫酸、30g/L之甲酚磺酸與1g/L之β萘酚之Sn鍍液中,以基材為陰極,Sn電極板為陽極,於電流密度5A/dm2
、液溫25℃下進行20秒電鍍,藉此於基材表面形成厚度1μm之Sn鍍層,獲得Sn鍍敷材。
接著,將所得Sn鍍敷材洗淨乾燥後,進行熱處理(迴流處理)。該迴流處理係於2個近紅外線加熱器(HYBEC CORPORATION.製HYP-8N,額定電壓100V,額定功率560W,平行照射型)以間隔25mm對向配置,並將Sn鍍敷材配置於該等近紅外線加熱器之中央部位,令設定電流值為10.8A,於大氣環境下加熱Sn鍍敷材13秒使Sn鍍層表面熔融後,立刻浸漬於25℃水槽內冷卻。
以聚焦離子束(FIB)切斷該迴流處理後之Sn鍍敷材,使與Sn鍍敷材之軋延方向呈垂直之截面露出,並以電場放射型歐傑電子能譜分析裝置(FE-AES)分析該截面。結果,確認了Sn鍍敷材之基材表面形成有Cu-Sn合金所構成之Cu-Sn合金層,且該Cu-Sn合金層表面形成有由Sn構成之Sn層。此外,以電解式膜厚計(中央製作所股份有限公司製Thickness Tester TH-11)測定Cu-Sn合金層與Sn層之厚度,結果Cu-Sn合金層之厚度為0.6μm,Sn層之厚度為0.7μm。
接著,將膠帶貼附於迴流處理後之Sn鍍敷材之一側面的全面上將之遮蔽後,將該Sn鍍敷材浸漬於40g/L之氫氧化鈉水溶液並以10A/dm2
進行30秒電解脫脂,再浸漬於100g/L硫酸120秒,酸洗後進行水洗。
接著,於含有80g/L之胺磺酸鎳及50g/L之硼酸的Ni鍍浴(胺磺酸浴)中,以(已於一側面之全面上貼附膠帶遮蔽之)Sn鍍敷材為陰極,並以Ni電極板為陽極,於電流密度10A/dm2
、液溫50℃下進行電鍍6秒,藉此,於Sn鍍敷材之另一面上形成Ni鍍層。以螢光X射線膜厚計(Seiko Instruments Inc.製)測定該Ni鍍層之厚度,結果為0.2μm。
其次,於由含有200g/L之硫酸鋅與30g/L之硫酸銨之水溶液所形成之Zn鍍浴(硫酸浴)中,以(於一面之全面上貼附膠帶遮蔽之)鍍Ni後之Sn鍍敷材為陰極,以Zn電極板為陽極,於電流密度20A/dm2
、液溫50℃下進行30秒電鍍,藉此於已形成在Sn鍍敷材另一面之Ni鍍層的表面上形成Zn鍍層。以螢光X射線膜厚計(Seiko Instruments Inc.製)測定該Zn鍍層之厚度,結果為3μm。
以聚焦離子束(FIB)加工觀察裝置將已如前述般形成Zn鍍層之Sn鍍敷材切斷,使Sn鍍敷材之與軋延方向垂直之截面露出,再以電界放射型歐傑電子能譜分析裝置(FE-AES)分析該截面。結果,確定了Sn鍍敷材之基材表面形成有Cu-Sn合金構成之Cu-Sn合金層,且該Cu-Sn合金層表面形成有Sn構成之Sn層,該Sn層表面形成有Ni鍍層,該Ni鍍層表面則形成有Zn鍍層。此外,從掃描離子顯微鏡像(SIM像)測定該等層之厚度,確認了Cu-Sn合金層之厚度為0.6μm,Sn層之厚度為0.7μm,Ni鍍層之厚度為0.2μm,Zn鍍層之厚度為3μm。
此外,對截取自形成有Zn鍍層之Sn鍍敷材且30mm×10mm×0.25mm大小之試驗片施加10kN之荷重,以最小彎曲半徑R與板厚t之比R/t會成為1.0之方式施行遵照JIS H3110之90°W彎曲,將該試驗片埋入樹脂後,朝對試驗片之長向呈平行之方向(相對於90°W彎曲之彎曲軸呈垂直方向)切斷,並以雷射顯微鏡(KEYENCE CORPORATION.製VK-X100)放大該截面,觀察經模具刮擦之直線部、谷摺彎曲加工部與山摺彎曲加工部,並以目測評價Zn鍍層有無剝離。結果,任一部分皆無Zn鍍層剝離,密著性(初期密著性)良好。
此外,以截取自已形成Zn鍍層之Sn鍍敷材且50mm×10mm×0.25mm大小之試驗片的Zn鍍層為外側,並以該Sn鍍敷材將直徑0.8mm、長度30mm之純鋁單線(A1070)歛縫後,浸漬於5質量%之NaCl水溶液中,並以電蝕(卑金屬會發生溶解之異種金屬接觸腐蝕)所引起之氣體發生時間來評價耐蝕性。結果,至發生氣體為止之時間長達192時間以上,耐食性良好。
此外,使用微小維氏硬度計(Mitutoyo Corporation.製HM-200),並令測定荷重為0.005kgf,遵照JIS Z2244來測定形成有Zn鍍層之Sn鍍敷材之表面維氏硬度HV,結果為HV55。
又,就形成有Zn鍍層之Sn鍍敷材之表面粗度而言,從接觸式表面粗度計(小坂研究所股份有限公司製SURFCORDER SE4000)所測得之結果,遵照JIS B0601算出顯示表面粗度之參數,即算術平均粗度Ra,結果,形成有Zn鍍層之Sn鍍敷材的算術平均粗度Ra為0.14μm。
此外,就形成Zn鍍層之Sn鍍敷材的光澤度而言,使用光澤度計(SAKATA INX CORPORATION.製RD918)測定視感反射濃度,結果光澤度為0.15。
此外,對截取自形成有Zn鍍層之Sn鍍敷材且30mm×10mm×0.25mm大小之試驗片施加10kN之荷重,以最小彎曲半徑R與板厚t之比R/t會成為1.0之方式施行遵照JIS H3110之90°W彎曲,並以雷射顯微鏡(KEYENCE CORPORATION.製VK-X100)放大觀察山摺彎曲加工部之表面。茲將其顯微鏡照片顯示於圖5。圖5所示,確認了山摺彎曲加工部表面並未發生深度皺痕。又,使用雷射顯微鏡(KEYENCE CORPORATION.製VK-X100)(截止值0.08mm)算出山摺彎曲加工部表面之算術平均粗度Ra,結果為0.7μm。另,該山摺彎曲加工部表面之算術平均粗度Ra宜在1.7μm以下,更宜為1.5μm以下。
[實施例10] 除了將電鍍時間設為420秒而將Zn鍍層之厚度製成40μm之外,以與實施例9相同方法製出形成有Zn鍍層之Sn鍍敷材。
針對如此製出之Sn鍍敷材,以與實施例9相同之方法進行密著性與耐蝕性之評價,結果,無Zn鍍層剝離,密著性良好,此外,至發生氣體為止之時間長達192小時以上,耐蝕性良好。又,求出該Sn鍍敷材之維氏硬度HV、算術平均粗度Ra、光澤度及山摺彎曲加工部表面之算術平均粗度Ra,結果維氏硬度HV為51,算術平均粗度Ra為1.2μm,光澤度為0.12,山摺彎曲加工部表面之算術平均粗度Ra為1.2μm。
[實施例11] 除了將電鍍時間設為10秒而將Zn鍍層之厚度製成1μm之外,以與實施例9相同方法製出形成有Zn鍍層之Sn鍍敷材。
針對如此製出之Sn鍍敷材,以與實施例9相同之方法進行密著性與耐蝕性之評價,結果,無Zn鍍層剝離,密著性良好,此外,至發生氣體為止之時間長達144小時,耐蝕性良好。又,求出該Sn鍍敷材之維氏硬度HV、算術平均粗度Ra、光澤度及山摺彎曲加工部表面之算術平均粗度Ra,結果維氏硬度HV為62.5,算術平均粗度Ra為0.11μm,光澤度為0.17,山摺彎曲加工部表面之算術平均粗度Ra為1.0μm。
[實施例12] 除了將電鍍時間設為90秒而於Sn鍍敷材上形成厚度3μm之Ni鍍層之外,以與實施例9相同之方法製出形成有Zn鍍層之Sn鍍敷材。
針對如此製出之Sn鍍敷材,以與實施例9相同之方法進行密著性與耐蝕性之評價,結果,無Zn鍍層剝離,密著性良好,此外,至發生氣體為止之時間長達192小時以上,耐蝕性良好。又,求出該Sn鍍敷材之維氏硬度HV、算術平均粗度Ra、光澤度及山摺彎曲加工部表面之算術平均粗度Ra,結果維氏硬度HV為55,算術平均粗度Ra為0.14μm,光澤度為0.15,山摺彎曲加工部表面之算術平均粗度Ra為0.7μm。
[實施例13] 除了將電鍍時間設為3秒而於Sn鍍敷材上形成厚度0.1μm之Ni鍍層之外,以與實施例9相同之方法製出形成有Zn鍍層之Sn鍍敷材。
針對如此製出之Sn鍍敷材,以與實施例9相同之方法進行密著性與耐蝕性之評價,結果,無Zn鍍層剝離,密著性良好,此外,至發生氣體為止之時間長達192小時以上,耐蝕性良好。又,求出該Sn鍍敷材之維氏硬度HV、算術平均粗度Ra、光澤度及山摺彎曲加工部表面之算術平均粗度Ra,結果維氏硬度HV為55,算術平均粗度Ra為0.14μm,光澤度為0.15,山摺彎曲加工部表面之算術平均粗度Ra為0.7μm。
[實施例14] 使用50mm×50mm×0.25mm大小且由Cu-Zn合金構成之平板狀導體基材(含30質量%之Zn且殘餘部分為Cu之銅合金C2600之基材),於前置處理後且於形成Sn鍍層前,於基材上形成厚度0.6μm之Cu鍍層,除此之外,以與實施例9相同之方法製出形成有Zn鍍層之Sn鍍敷材。另,上述Cu鍍層係於含110g/L之硫酸銅與100g/L之硫酸的Cu鍍液中,以基材為陰極且以Cu電極板為陽極,於電流密度5A/dm2
、液溫30℃下進行40秒電鍍而形成者。
以與實施例9相同之方法分析該迴流處理後之Sn鍍敷材,結果確認了Sn鍍敷材之基材表面形成有Cu層與(由Cu-Sn合金構成之)Cu-Sn合金層,該Cu-Sn合金層表面則形成有由Sn構成之Sn層。又,以與實施例9相同之方法測定Cu-Sn合金層與Sn層之厚度,結果Cu-Sn合金層之厚度為0.6μm,Sn層之厚度為0.7μm。此外,以電解式膜厚計(中央製作所股份有限公司製Thickness Tester TH-11)測定Cu層之厚度,結果為0μm。
針對如此製出之Sn鍍敷材,以與實施例9相同之方法進行密著性與耐蝕性之評價,結果,無Zn鍍層剝離,密著性良好,此外,至發生氣體為止之時間長達192小時以上,耐蝕性良好。又,求出該Sn鍍敷材之維氏硬度HV、算術平均粗度Ra、光澤度及山摺彎曲加工部表面之算術平均粗度Ra,結果維氏硬度HV為55,算術平均粗度Ra為0.14μm,光澤度為0.15,山摺彎曲加工部表面之算術平均粗度Ra為0.7μm。
[實施例15] 於前置處理後且於形成Sn鍍層前,於基材上形成厚度0.3μm之Ni鍍層,之後形成厚度0.3μm之Cu鍍層後,將電鍍時間設成14秒,形成厚度0.7μm之Sn鍍層,除此之外,以與實施例9相同之方法製出形成有Zn鍍層之Sn鍍敷材。另,上述Ni鍍層係於含80g/L之胺磺酸鎳及45g/L之硼酸之Ni渡液中,以前置處理後之基材(被鍍敷材)為陰極且以Ni電極板為陽極,於電流密度5A/dm2
、液溫50℃下進行15秒電鍍而形成者,Cu鍍層則係於含110g/L之硫酸銅與100g/L之硫酸的Cu鍍液中,以鍍Ni完畢之被鍍敷材為陰極且以Cu電極板為陽極,在電流密度5A/dm2
、液溫30℃下進行12秒電鍍而形成者。
以與實施例9相同之方法分析該迴流處理後之Sn鍍敷材,結果確認了Sn鍍敷材之基材表面形成有Ni層與(由Cu-Sn合金構成之)Cu-Sn合金層,該Cu-Sn合金層表面則形成有由Sn構成之Sn層。另,Cu鍍層之Cu因迴流處理而擴散成Cu-Sn合金層,Cu層則未觀察到。又,以與實施例9相同之方法測定Cu-Sn合金層與Sn層之厚度,結果Cu-Sn合金層之厚度為0.6μm,Sn層之厚度為0.4μm。此外,以螢光X射線膜厚計(Seiko Instruments Inc.製)測定Ni層之厚度,結果為0.3μm。
針對如此製出之Sn鍍敷材,以與實施例9相同之方法進行密著性與耐蝕性之評價,結果,無Zn鍍層剝離,密著性良好,此外,至發生氣體為止之時間長達192小時以上,耐蝕性良好。又,求出該Sn鍍敷材之維氏硬度HV、算術平均粗度Ra、光澤度及山摺彎曲加工部表面之算術平均粗度Ra,結果維氏硬度HV為55,算術平均粗度Ra為0.14μm,光澤度為0.15,山摺彎曲加工部表面之算術平均粗度Ra為0.7μm。
[比較例5] 迴流處理後之Sn鍍敷材不進行電解脫脂與酸洗,而未於Sn鍍敷材表面形成Ni鍍層及Zn鍍層,除此之外以與實施例9相同之方法製出Sn鍍敷材。
針對如此製出之Sn鍍敷材,以與實施例9相同之方法進行耐蝕性評價,結果,至發生氣體為止之時間極短僅24小時,耐蝕性差。
[比較例6] 除未於Sn鍍敷材表面形成Ni鍍層之外,以與實施例9相同之方法製作出Sn鍍敷材。
針對如此製出之Sn鍍敷材,以與實施例9相同之方法進行密著性評價,結果,雖然山摺彎曲加工部未有Zn鍍層剝離,但經模具刮擦之直線部與谷摺彎曲加工部則有Zn鍍層剝離,密著性不佳。
[比較例7] 將電鍍時間設成290秒而在Sn鍍敷材上形成厚度10μm之Ni鍍層,除此之外,以與實施例9相同之方法製出形成有Zn鍍層之Sn鍍敷材。
針對如此製出之Sn鍍敷材,以與實施例9相同之方法進行密著性評價,結果,雖然山摺彎曲加工部未有Zn鍍層剝離,但經模具刮擦之直線部與谷摺彎曲加工部則有Zn鍍層剝離,密著性不佳。
茲將該等實施例及比較例之Sn鍍敷材之製造條件及特性顯示於表4~表6。另,於表6中,密著性良好時以○表示,有剝離現象而密著性不佳時則以×表示。
10‧‧‧基材12‧‧‧含Sn層14‧‧‧Ni鍍層16‧‧‧Zn鍍層18‧‧‧基底層121‧‧‧Cu-Sn合金層122‧‧‧Sn層181‧‧‧Ni層182‧‧‧Cu層
圖1係一截面圖,其概略顯示本發明之Sn鍍敷材之第1及第2實施形態。 圖2係一截面圖,其概略顯示本發明之Sn鍍敷材之第1及第2實施形態之變形例。 圖3A係截取自實施例1之Sn鍍敷材之試驗片於彎曲90°W後(經模具刮擦之)直線部的顯微鏡照片。 圖3B係截取自實施例1之Sn鍍敷材之試驗片於彎曲90°W後之谷摺彎曲加工部的顯微鏡照片。 圖4A係截取自比較例2之Sn鍍敷材之試驗片於彎曲90°W後(經模具刮擦之)直線部的顯微鏡照片。 圖4B係截取自比較例2之Sn鍍敷材之試驗片於彎曲90°W後之谷摺彎曲加工部的顯微鏡照片。 圖5係截取自實施例9之Sn鍍敷材之試驗片於彎曲90°W後之山摺彎曲加工部表面的顯微鏡照片。
10‧‧‧基材
12‧‧‧含Sn層
14‧‧‧Ni鍍層
16‧‧‧Zn鍍層
121‧‧‧Cu-Sn合金層
122‧‧‧Sn層
Claims (15)
- 一種Sn鍍敷材,特徵在於其係於銅或銅合金所構成之基材表面形成有含Sn層者; 其中,含Sn層係由Cu-Sn合金層與Sn層構成,該Sn層係由形成在該Cu-Sn合金層表面之Sn構成且厚度5μm以下,含Sn層表面形成有Ni鍍層,且該Ni鍍層表面形成有Zn鍍層作為最表層。
- 如請求項1之Sn鍍敷材,其中前述Cu-Sn合金層之厚度為0.2~2μm。
- 如請求項1之Sn鍍敷材,其中前述Ni鍍層之厚度為0.01~5μm。
- 如請求項1之Sn鍍敷材,其中前述Zn鍍層之厚度為0.5~40μm。
- 如請求項1之Sn鍍敷材,其中前述基材與前述含Sn層之間形成有基底層。
- 如請求項5之Sn鍍敷材,其中前述基底層係含有Cu及Ni中至少一者之層。
- 如請求項1之Sn鍍敷材,其僅於前述基材之一側表面之含Sn層表面上隔著Ni鍍層形成有Zn鍍層來作為最表層,前述基材另一側面之含Sn層則作為最表層來形成。
- 如請求項1之Sn鍍敷材,其中前述Zn鍍層之維氏硬度HV為80以下。
- 如請求項8之Sn鍍敷材,其中前述Zn鍍層表面之算術平均粗度Ra為0.1~3.0μm。
- 如請求項8之Sn鍍敷材,其中前述Zn鍍層表面之光澤度為1.2以下。
- 如請求項8之Sn鍍敷材,其中前述Ni鍍層形成於前述含Sn層之部分表面上。
- 一種Sn鍍敷材之製造方法,特徵在於: 於銅或銅合金所構成之基材表面形成Sn鍍層後,藉由熱處理形成含Sn層來製造鍍敷材,該含Sn層係由Cu-Sn合金層與Sn層構成,該Sn層係由形成在該Cu-Sn合金層表面之Sn構成; 並且,該製造方法係令Sn層之厚度在5μm以下,且於含Sn層表面形成Ni鍍層後,於該Ni鍍層表面形成Zn鍍層來作為最表層。
- 如請求項12之Sn鍍敷材之製造方法,其中前述Zn鍍層係藉由在硫酸浴中進行電鍍而形成。
- 一種電線連接用端子,特徵在於其係一將Sn鍍敷材用作材料之連接端子,且該Sn鍍敷材係於銅或銅合金所構成之基材表面形成有含Sn層者,該含Sn層係由Cu-Sn合金層與Sn層構成,該Sn係由形成在該Cu-Sn合金層表面之Sn構成且厚度5μm以下;並且 該電線連接用端子係於其與電線連接之連接部以外的部分,在含Sn層表面形成有Ni鍍層,該Ni鍍層表面則形成有Zn鍍層。
- 如請求項14之電線連接用端子,其中前述Zn鍍層之維氏硬度HV為80以下。
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20120115375A1 (en) * | 2009-05-22 | 2012-05-10 | Yazaki Corporation | Connector terminal |
US20140287262A1 (en) * | 2013-03-25 | 2014-09-25 | Mitsubishi Materials Corporation | Tin-plated copper-alloy material for terminal having excellent insertion/extraction performance |
US20150118515A1 (en) * | 2013-10-30 | 2015-04-30 | Mitsubishi Materials Corporation | Tin-plated copper-alloy terminal material |
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JP2015053251A (ja) * | 2013-02-24 | 2015-03-19 | 古河電気工業株式会社 | 端子の製造方法、端子、電線の終端接続構造体の製造方法、および電線の終端接続構造体 |
JP5897083B1 (ja) * | 2014-08-25 | 2016-03-30 | 株式会社神戸製鋼所 | 耐微摺動摩耗性に優れる接続部品用導電材料 |
US20170283910A1 (en) * | 2014-08-25 | 2017-10-05 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) | Conductive material for connection parts which has excellent minute slide wear resistance |
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Patent Citations (3)
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---|---|---|---|---|
US20120115375A1 (en) * | 2009-05-22 | 2012-05-10 | Yazaki Corporation | Connector terminal |
US20140287262A1 (en) * | 2013-03-25 | 2014-09-25 | Mitsubishi Materials Corporation | Tin-plated copper-alloy material for terminal having excellent insertion/extraction performance |
US20150118515A1 (en) * | 2013-10-30 | 2015-04-30 | Mitsubishi Materials Corporation | Tin-plated copper-alloy terminal material |
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