[發(fā)明專(zhuān)利]插拔性?xún)?yōu)異的鍍錫銅合金端子材

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410097970.8
• 申請(qǐng)日: 2014-03-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104078782A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 加藤直樹(shù);井上雄基;樽谷圭榮
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 三菱綜合材料株式會(huì)社
• 主分類(lèi)號(hào): H01R13/03
• 分類(lèi)號(hào): H01R13/03
• 代理公司: 北京德琦知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11018
• 代理人: 康泉;王珍仙

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種作為用于連接汽車(chē)或民用設(shè)備等的電線(xiàn)的連接器用端子、尤其作為多針連接器用端子有用的鍍錫銅合金端子材。

背景技術(shù)

鍍錫銅合金端子材是通過(guò)在由銅合金構(gòu)成的基材上實(shí)施鍍Cu以及鍍Sn之后，經(jīng)回流處理，在作為表層的Sn系表面層的下層形成CuSn合金層的端子材，被廣泛用作端子材。

近年來(lái)，隨著例如在汽車(chē)中快速推進(jìn)電氣化，使得電氣設(shè)備的線(xiàn)路數(shù)增加，因此所使用的連接器的小型化、多針化變得顯著。若連接器被多針化，則雖然每單針的插入力小，但在插入連接器內(nèi)時(shí)連接器整體需要較大的力，有可能降低生產(chǎn)率。因此，嘗試通過(guò)減小鍍錫銅合金材的摩擦系數(shù)來(lái)降低每單針的插入力。

還有，例如規(guī)定基材的表面粗糙度的技術(shù)（專(zhuān)利文獻(xiàn)1）、規(guī)定CuSn合金層的平均粗糙度的技術(shù)（專(zhuān)利文獻(xiàn)2），但存在無(wú)法將動(dòng)摩擦系數(shù)設(shè)為0.3以下的問(wèn)題。

在此，隨著連接器的小型化、多針化，嵌合連接器時(shí)的插入力變大，有可能降低生產(chǎn)率。在將陰性端子按壓陽(yáng)性端子的力（接觸壓力）設(shè)為P，將動(dòng)摩擦系數(shù)設(shè)為μ時(shí)，通常陽(yáng)性端子從上下兩個(gè)方向被陰性端子夾住，因此該插入力F成為F=2×μ×P。減小該F的有效方法為減小P，但為了確保嵌合連接器時(shí)的陽(yáng)性端子與陰性端子的電連接可靠性，無(wú)法徒然地減小接觸壓力，需要3N左右的接觸壓力。多針連接器還有超過(guò)50針/連接器的種類(lèi)，但連接器整體的插入力優(yōu)選為100N以下，優(yōu)選盡量為80N以下或70N以下，因此動(dòng)摩擦系數(shù)μ需要為0.3以下。

專(zhuān)利文獻(xiàn)1：日本專(zhuān)利第4024244號(hào)

專(zhuān)利文獻(xiàn)2：日本特開(kāi)2007-63624號(hào)公報(bào)

為了降低鍍錫材的摩擦系數(shù)，若使Sn系表面層的厚度薄，并使比Sn硬的CuSn合金層露出于表層，則能夠使摩擦系數(shù)非常小。但是，若CuSn合金層露出于表層，則在表層形成Cu氧化物，其結(jié)果導(dǎo)致接觸電阻增大，焊料潤(rùn)濕性下降。并且，存在即使控制CuSn合金層的結(jié)晶粒徑或平均粗糙度，也無(wú)法將動(dòng)摩擦系數(shù)降低至0.3以下的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是鑒于上述課題而完成的，其目的在于提供一種既發(fā)揮優(yōu)異的電連接特性又將動(dòng)摩擦系數(shù)降低至0.3以下而插拔性?xún)?yōu)異的鍍錫銅合金端子材。

當(dāng)抑制了CuSn合金層露出于表面時(shí)，為了使動(dòng)摩擦系數(shù)成為0.3以下而必須將Sn系表面層的厚度設(shè)為不足0.1μm，但這樣會(huì)導(dǎo)致焊料潤(rùn)濕性下降，接觸電阻增大。

因此，本發(fā)明人經(jīng)深入研究后發(fā)現(xiàn)，預(yù)先對(duì)基材表面進(jìn)行粗化處理之后，實(shí)施鍍Cu以及鍍Sn，并對(duì)此進(jìn)行回流處理，從而形成CuSn合金層，作為該CuSn合金層的表面粗糙度，將算術(shù)平均粗糙度Ra在一個(gè)方向上設(shè)為0.3μm以上，在所有方向上設(shè)為1.0μm以下，將CuSn合金層的波谷深度Rvk設(shè)為0.5μm以上，并且將Sn系表面層的平均厚度設(shè)為0.4μm以上且1.0μm以下，從而能夠?qū)崿F(xiàn)0.3以下的動(dòng)摩擦系數(shù)。并且，還發(fā)現(xiàn)Ni以及Si的存在對(duì)獲得優(yōu)選的波谷深度Rvk非常重要。根據(jù)這些見(jiàn)解，得出了以下解決手段。

即，本發(fā)明的鍍錫銅合金端子材在由Cu或Cu合金構(gòu)成的基材上的表面形成有Sn系表面層，在該Sn系表面層與所述基材之間形成有CuSn合金層，其中，所述CuSn合金層為以Cu₆Sn₅為主成分且在所述基材側(cè)界面附近具有該Cu₆Sn₅的Cu的一部分取代為Ni以及Si的化合物的合金層，所述CuSn合金層的算術(shù)平均粗糙度Ra至少在一個(gè)方向上為0.3μm以上，在所有方向上的算術(shù)平均粗糙度Ra為1.0μm以下，所述CuSn合金層的波谷深度Rvk為0.5μm以上，并且所述Sn系表面層的平均厚度為0.4μm以上且1.0μm以下，動(dòng)摩擦系數(shù)為0.3以下。

其中，“在所述基材側(cè)界面附近具有該Cu₆Sn₅的Cu的一部分取代為Ni以及Si的化合物的合金層”為“與基材的界面接觸，并在該界面上存在該Cu₆Sn₅的Cu的一部分取代為Ni以及Si的化合物的合金層”。

通過(guò)增大CuSn合金層的算術(shù)平均粗糙度Ra，并且將Ni、Si固溶于CuSn合金中，以形成Rvk較大的CuSn合金層，由此CuSn合金層的凹部由于表層被Sn覆蓋，因此能夠確保良好的接觸電阻和焊料潤(rùn)濕性，并且在凸部通過(guò)凹凸較大的CuSn合金層使Sn系表面層變薄，從而能夠?qū)崿F(xiàn)較低的動(dòng)摩擦系數(shù)。