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CN104600459A - 镀锡铜合金端子材 - Google Patents

镀锡铜合金端子材 Download PDF

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CN104600459A
CN104600459A CN201410592113.5A CN201410592113A CN104600459A CN 104600459 A CN104600459 A CN 104600459A CN 201410592113 A CN201410592113 A CN 201410592113A CN 104600459 A CN104600459 A CN 104600459A
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Abstract

本发明的目的在于提供一种对于使用通用镀Sn端子材的端子也能够降低嵌合时的插入力的镀锡铜合金端子材。本发明的镀锡铜合金端子材在由Cu合金构成的基材上表面形成有Sn系表面层，在Sn系表面层与基材之间形成有CuSn合金层，将Sn系表面层溶解除去而使CuSn合金层出现在表面时所测定的CuSn合金层的油积存深度Rvk为0.2μm以上，并且，所述Sn系表面层的平均厚度为0.2μm以上0.6μm以下，CuSn合金层的一部分在Sn系表面层露出，在最表面形成有0.005μm以上0.05μm以下的膜厚的由Ni或NiSn合金构成的Ni系包覆层，Ni系包覆层形成于从Sn系表面层露出的CuSn合金层上，表面的动摩擦系数为0.3以下。

Description

镀锡铜合金端子材
技术领域
本发明涉及一种汽车和民用设备等的电气配线的连接中使用的连接器用端子，尤其涉及一种作为多针连接器用端子而有用的镀锡铜合金端子材。
背景技术
近年来，随着在汽车中的电装设备的多功能、高集成化，所使用的连接器端子的小型化、多针化变得显著。连接器中广泛使用镀锡铜合金材，但由于连接器的多针化，有可能端子插入时的摩擦阻力增大，生产率下降。因此，尝试通过减小镀锡铜合金材的摩擦系数来降低每单针的插入力。
例如，有通过设为在镀锡铜合金材的最表面具备与锡不同的晶体结构的金属来降低插入力的技术(专利文献1)，但存在接触电阻增大、焊料润湿性下降等问题。
专利文献2中，将表面电镀层设为对镀Sn层和包含Ag或In的电镀层进行回流处理或热扩散处理而成的层。
并且，专利文献3中示出通过在镀Sn层上形成镀Ag层并进行热处理来形成Sn-Ag合金层的技术。
这些专利文献2、3中记载的技术均为在整个面实施Sn-Ag合金镀或Ag镀等的技术，成本变高。
在此，若将雌端子压向雄端子的力(接触压力)设为P、将动摩擦系数设为μ，则雄端子通常从上下两个方向被雌端子所夹住，因此连接器的插入力F成为F＝2×μ×P。为了减小该F，有效的是减小P，但为了确保连接器嵌合时的雄、雌端子的电连接可靠性，不能一味地减小接触压力，需为3N左右。多针连接器也有超过50针/连接器的连接器，但连接器整体的插入力为100N以下，尽可能优选为80N以下或70N以下，因此动摩擦系数μ需为0.3以下。
专利文献1：日本专利公开2007-100220号公报
专利文献2：日本专利公开2005-154819号公报
专利文献3：日本专利公开2010-61842号公报
一直以来，开发出了表层的摩擦阻力得到降低的端子材，但当为将雄、雌端子嵌合的连接端子时，两者使用相同的材料种类的情况较少，尤其雄端子广泛使用以黄铜为基材的通用的带镀Sn的端子材。因此，存在即使仅在雌端子中使用低插入力端子材，插入力的降低效果也较小的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种对于使用通用镀Sn端子材的端子也能够降低嵌合时的插入力的镀锡铜合金端子材。
发明人们发现以下：作为降低端子材表层的摩擦阻力的方法，通过控制CuSn合金层与Sn系表面层之间的界面的形状并且在Sn系表面层的正下方配置陡峭的凹凸形状的CuSn合金层，可以使摩擦系数变小。但是，当仅在一个端子中使用该低插入力端子材，而将另一个设为通用的镀Sn材时，摩擦系数降低效果减半。
由于最表面均为镀Sn，因此通过同种的Sn彼此接触而发生Sn的粘合，从而摩擦系数降低效果减半。尤其，低插入力端子材在Sn系表面层的正下方配置有较硬的CuSn合金层，因此认为是通用镀Sn材的较软的Sn系表面层的Sn被削掉而粘合。
发明人们进行了深入研究，结果发现如下：通过在最表面较薄地实施Ni镀，能够确保低插入力端子材的摩擦系数降低效果，进而抑制Sn的粘合，并且，即使在另一个端子中使用通用材也能够降低摩擦阻力。
本发明的镀锡铜合金端子材，在由Cu合金构成的基材上表面形成有Sn系表面层，在所述Sn系表面层与所述基材之间形成有CuSn合金层，将所述Sn系表面层溶解除去而使所述CuSn合金层出现在表面时所测定的所述CuSn合金层的油积存深度Rvk为0.2μm以上，并且，所述Sn系表面层的平均厚度为0.2μm以上0.6μm以下，在最表面形成有0.005μm以上0.05μm以下的膜厚的由Ni或NiSn合金构成的Ni系包覆层，表面的动摩擦系数为0.3以下。
通过将CuSn合金层的油积存深度Rvk设为0.2μm以上、将Sn系表面层的平均厚度设为0.2μm以上0.6μm以下、并且在最表面设置0.005μm以上0.05μm以下的Ni系包覆层，能够将动摩擦系数设为0.3以下。
当CuSn合金层的油积存深度Rvk小于0.2μm时，在CuSn合金层的凹部内存在的Sn变少，因此动摩擦系数增大。并且，将Sn系表面层的平均厚度设为0.2μm以上0.6μm以下是因为，当小于0.2μm时，导致焊料润湿性下降、电连接可靠性下降，若超过0.6μm，则无法将CuSn合金层的油积存深度Rvk设为0.2μm以上，Sn所占据的厚度变大，因此动摩擦系数增大。
最表面的由Ni或NiSn合金构成的Ni系包覆层为难以与Sn产生粘合的层，因此可以得到CuSn合金层以上的摩擦系数降低效果。此时，当Ni系包覆层的膜厚小于0.005μm时，得不到效果。若Ni系包覆层的膜厚超过0.05μm，则无法同时得到基于Sn系表面层与CuSn合金层之间的特殊界面形状的摩擦系数降低效果、以及基于Ni系包覆层的Sn粘合抑制效果，只有基于Ni系包覆层的粘合抑制效果，因此得不到充分的摩擦系数降低效果，并且，导致焊料润湿性下降。
在本发明的镀锡铜合金端子材中，所述CuSn合金层的一部分在所述Sn系表面层露出，所述Ni系包覆层形成于从所述Sn系表面层露出的所述CuSn合金层上即可。
Ni系包覆层形成于CuSn合金层上，这是因为在Sn系表面层的表面露出的较硬的CuSn合金层保持Ni系包覆层，若不形成于CuSn合金层上而仅在Sn系表面层上形成，则端子材彼此摩擦时Ni系包覆层被破裂，其结果，同种的Sn彼此接触而发生Sn的粘合，从而得不到摩擦系数降低效果。该Ni系包覆层也可以形成于Sn系表面层上，但需至少形成于CuSn合金层上。
在本发明的镀锡铜合金端子材中，所述CuSn合金层的平均厚度为0.6μm以上1μm以下即可。
当CuSn合金层的平均厚度小于0.6μm时，很难将油积存深度Rvk设为0.2μm以上，为了要形成为1μm以上的厚度而需要超出所需程度地加厚Sn系表面层，因此不经济。
在本发明的镀锡铜合金端子材中，所述基材含有0.5质量％以上5质量％以下的Ni及0.1质量％以上1.5质量％以下的Si，根据需要还含有总计5质量％以下的选自Zn、Sn、Fe、Mg中的一种以上，剩余部分由Cu及不可避免的杂质构成即可。
为了将CuSn系表面层的油积存深度Rvk设为0.2μm以上，需要Ni及Si固溶在CuSn合金层中。此时，若使用含有Ni及Si的基材，则回流时能够将Ni及Si从基材供给至CuSn合金层中。其中，就基材中的这些Ni及Si的含量而言，当Ni小于0.5质量％、Si小于0.1质量％时，无法分别显现出Ni或Si的效果，若Ni超过5质量％，则铸造和热轧时有可能产生裂纹，若Si超过1.5质量％，则导电性下降，因此优选Ni为0.5质量％以上5质量％以下、Si为0.1质量％以上1.5质量％以下。
为了提高强度、耐热性而可以添加Zn、Sn，并且，为了提高应力松弛特性而可以添加Fe、Mg，但是，若超过总计5质量％，则导电率下降，因此不优选。
根据本发明的镀锡铜合金端子材，通过在CuSn合金层与Sn系表面层之间的界面的凹凸形状得到控制的低插入力端子材的最表面形成0.05μm以下的膜厚的由Ni或NiSn合金构成的Ni系包覆层，从而即使与通用的镀Sn材进行组合来使用时，也能够降低嵌合时的插入力。
附图说明
图1是示意地表示本发明的镀锡铜合金端子材的剖视图。
图2是表示适用本发明的端子材的嵌合型连接端子的例子的嵌合部的剖视图。
图3是示意地表示用于雄端子的端子材的剖视图。
图4是示意地表示用于测定动摩擦系数的装置的主视图。
图5是动摩擦系数测定后的实施例5的雄端子试验片表面的显微镜照片。
图6是动摩擦系数测定后的比较例1的雄端子试验片表面的显微镜照片。
图7是动摩擦系数测定后的比较例2的雄端子试验片表面的显微镜照片。
图8是表示通过AES分析而得到的端子材最表面的元素分布的照片。图8的(a)是表示通过蚀刻去除表面的氧化物之后的元素分布的照片，图8的(b)是表示通过蚀刻去除Ni系包覆层之后的元素分布的照片。
图9是表示通过TEM分析而得到的端子材的最表面附近的照片。
符号说明
1-雄端子，2-雌端子，5-基材，6-Sn系表面层，7-CuSn合金层，8-Ni系包覆层，11-滑动部，15-开口部，16-接触片，17-侧壁，18-凸部，19-折弯部，21-基材，22-Sn系表面层，23-CuSn合金层，31-试验台，32-雄端子试验片，33-雌端子试验片，34-砝码，35-测力传感器。
具体实施方式
对本发明的一实施方式的镀锡铜合金端子材进行说明。
如图1的示意图所示，该镀锡铜合金端子材在由Cu合金构成的基材5上表面形成有Sn系表面层6，在Sn系表面层6与Cu合金基材5之间形成有CuSn合金层7，将Sn系表面层6溶解除去而使CuSn合金层7出现在表面时所测定的CuSn合金层7的油积存深度Rvk为0.2μm以上，并且，Sn系表面层6的平均厚度为0.2μm以上0.6μm以下，在最表面形成有0.005μm以上0.05μm以下的膜厚的由Ni或NiSn合金构成的Ni系包覆层8，表面的动摩擦系数为0.3以下。
此时，CuSn合金层7的一部分在Sn系表面层6露出，在从Sn系表面层6露出的CuSn合金层7的露出部分，或在遍及该CuSn合金层7的露出部分与其周围的Sn系表面层6的区域形成有Ni系包覆层8。
基材为Cu-Ni-Si系合金、Cu-Ni-Si-Zn系合金等铜合金，该铜合金含有Ni及Si，根据需要还含有总计5质量％以下的选自Zn、Sn、Fe、Mg中的一种以上，剩余部分由Cu及不可避免的杂质构成。将Ni及Si设为必要成分是因为，为了将通过后述的回流处理而形成的CuSn合金层的油积存深度Rvk设为0.2μm以上，回流时从基材供给Ni及Si并使Ni及Si固溶在CuSn合金层中。基材中的Ni的含量优选为0.5质量％以上5质量％以下，Si的含量优选为0.1质量％以上1.5质量％以下。这是因为当Ni小于0.5质量％时，无法显示出Ni的效果，当Si小于0.1质量％时，无法显示出Si的效果，若Ni超过5质量％，则铸造和热轧时有可能产生裂纹，若Si超过1.5质量％，则导电性下降。
并且，Zn、Sn提高强度、耐热性，Fe、Mg提高应力松弛特性。当添加这些Zn、Sn、Fe、Mg中的任意一种以上时，其总计含量超过5质量％则导电性下降，因此不优选。特别优选包含所有的Zn、Sn、Fe、Mg。
如后述，CuSn合金层是通过在基材上形成镀Cu层和镀Sn层并进行回流处理而形成的合金层，其大部分为Cu6Sn5，但在与基材的界面附近较薄地形成有基材中的Ni及Si和Cu的一部分取代的(Cu,Ni,Si)6Sn5合金。并且，该CuSn合金层与Sn系表面层之间的界面形成为凹凸状，其油积存深度Rvk为0.2μm以上。
该油积存深度Rvk为JIS B0671-2中规定的表面粗糙度曲线的突出谷部平均深度，被作为表示比平均凹凸深的部分达到哪种程度的指标，表示若该值较大则因非常深的谷部分的存在而成为陡峭的凹凸形状。
该CuSn合金层的平均厚度为0.6μm以上1μm以下即可，当小于0.6μm时，难以将CuSn合金层的油积存深度Rvk设为0.2μm以上，规定为1μm以下是因为，为了要形成为1μm以上的厚度而需要超出所需程度地加厚Sn系表面层，因此不经济。
另外，该CuSn合金层的一部分(Cu6Sn5)在Sn系表面层露出。此时，各露出部的当量圆直径为0.6μm以上2.0μm以下、露出面积率为10％以上40％以下，若为该限定范围，则不会损害Sn系表面层所具有的优异的电连接特性。
Sn系表面层形成为平均厚度为0.2μm以上0.6μm以下。这是因为当其厚度小于0.2μm时，导致焊料润湿性下降、电连接可靠性下降，若超过0.6μm，则无法将表层设为Sn与CuSn的复合结构，仅被Sn所占据，因此动摩擦系数增大。更优选的Sn系表面层的平均厚度为0.25μm以上0.5μm以下。
Ni系包覆层为由Ni或NiSn合金构成的包覆层，如后述，形成于从回流处理后的Sn系表面层露出的CuSn合金层的露出部分、或从该露出部分遍及周围的Sn系表面层上而形成，膜厚为0.005μm以上0.05μm以下。其中，并不是在最表面的整个面形成Ni系包覆层，而是主要形成于从Sn系表面层露出的CuSn合金层的露出部分上。因此，最表面成为Sn系表面层和Ni系包覆层混在一起的表面。此时，在Sn系表面层分散存在的CuSn合金层的露出部分其大部分被Ni系包覆层所包覆，该露出部分并不要求全部被Ni系包覆层完全包覆，也可以有不被Ni系包覆层包覆而以露出状态稍微残留的部分。
并且，若该Ni系包覆层未形成于CuSn合金层的露出部分上而仅形成于Sn系表面层，则端子材彼此摩擦时Ni系包覆层被破裂，同种的Sn彼此接触而发生Sn的粘合，从而得不到摩擦系数降低效果。
此时，当Ni系包覆层的膜厚小于0.005μm时得不到效果。当膜厚超过0.05μm时，无法同时得到基于Sn系表面层与CuSn合金层之间的特殊界面形状的摩擦系数降低效果、以及基于Ni系包覆层的Sn粘合抑制效果，只有基于Ni系包覆层的粘合抑制效果，因此得不到充分的摩擦系数降低效果，并且，导致焊料润湿性下降。
接着，对该端子材的制造方法进行说明。
作为基材，准备由Cu-Ni-Si系合金、Cu-Ni-Si-Zn系合金等铜合金构成的板材，该铜合金含有Ni及Si，根据需要还含有总计5质量％以下的选自Zn、Sn、Fe、Mg中的一种以上，剩余部分由Cu及不可避免的杂质构成。通过对该板材进行脱脂、酸洗等处理来清洗表面之后，依次进行镀Cu、镀Sn。
镀Cu使用一般的镀Cu浴即可，例如能够使用以硫酸铜(CuSO4)及硫酸(H2SO4)为主成分的硫酸铜浴等。电镀浴的温度设为20℃以上50℃以下，电流密度设为1A/dm2以上20A/dm2以下。通过该镀Cu而形成的镀Cu层的膜厚设为0.03μm以上0.15μm以下。这是因为，当小于0.03μm时对合金基材的影响较大，CuSn合金层生长至表层，导致光泽度、焊料润湿性下降，若超过0.15μm，则回流时无法从基材充分供给Ni，得不到所希望的CuSn合金层的形状。
作为用于形成镀Sn层的电镀浴，使用一般的镀Sn浴即可，例如能够使用以硫酸(H2SO4)和硫酸亚锡(SnSO4)为主成分的硫酸亚锡浴。电镀浴的温度设为15℃以上35℃以下，电流密度设为1A/dm2以上10A/dm2以下。该镀Sn层的膜厚设为0.6μm以上1.3μm以下。若镀Sn层的厚度小于0.6μm，则回流后的Sn系表面层变薄而损害电连接特性，若超过1.3μm，则CuSn合金层向表面的露出变少而难以将动摩擦系数设为0.3以下。
作为回流处理条件，在还原气氛中以基材的表面温度为240℃以上360℃以下的条件进行3秒以上15秒以下时间的加热并进行骤冷。这是因为在低于240℃的温度、少于3秒的加热中Sn的熔解无法进展，在超过360℃的温度、超过15秒的加热中，CuSn合金层中的晶体生长为较大而得不到所希望的形状，并且，CuSn合金层达到表层，Sn系表面层不会残留。优选在260℃以上300℃以下进行5秒以上10秒以下的加热后骤冷。
对回流处理后的材料进行脱脂、酸洗等处理来清洗表面之后，实施镀Ni。镀Ni使用一般的镀Ni浴即可，例如能够使用以盐酸(HCl)和氯化镍(NiCl2)为主成分的氯化镍浴。镀Ni浴的温度设为15℃以上35℃以下，电流密度设为1A/dm2以上10A/dm2以下。如上所述，该Ni电镀层的膜厚设为0.05μm以下。
而且，该端子材成型为例如如图2所示的形状的雌端子2。
图2所示的例子中，该雌端子2整体形成为角筒状，通过从其一端的开口部15嵌合雄端子1而将该雄端子1以从两侧夹持的状态保持并连接。在雌端子2的内部设有与被嵌合的雄端子1的一面接触的能够弹性变形的接触片16，并且在与该接触片16对置的侧壁17，以通过压花加工以向内方突出的状态形成有与雄端子1的另一面接触的半球状的凸部18。在接触片16上也设有山形状的折弯部19，以便与凸部18对置。当嵌合雄端子1时，这些凸部18及折弯部19以朝向雄端子1成凸状的方式突出，成为相对于该雄端子1的滑动部11。
另外，如图3示意所示，用于雄端子1的端子材由一般的回流处理材构成，该回流处理材在由Cu合金构成的基材21上表面形成有Sn系表面层22，在Sn系表面层22与Cu合金基材21之间形成有CuSn合金层23。在该雄端子1中，将Sn系表面层22溶解除去而使CuSn合金层23出现在表面时所测定的CuSn合金层23的油积存深度Rvk小于0.2μm，通常为0.15μm左右，且Sn系表面层22的平均厚度为0.2μm以上3μm以下。
雄端子1形成为平板状，通过在铜合金板依次实施镀Cu及镀Sn之后进行回流处理而形成。此时，作为回流处理的加热条件，一般在240℃以上400℃以下的温度下保持1秒以上20秒以下的时间之后，进行骤冷。
另外，也可以不进行回流处理，就将通过镀Sn在由Cu合金构成的基材上形成有平均厚度为0.5μm以上3μm以下的Sn系表面层的端子材作为雄端子材。
使用这种雌端子材及雄端子材形成的连接器，若将雄端子1从该雌端子2的开口部15插入到接触片16与侧壁17之间，则接触片16从以双点划线所示的位置向以实线所示的位置弹性变形，保持为在其折弯部19与凸部18之间夹持雄端子1的状态。
如上所述，就雌端子2而言，CuSn合金层与Sn系表面层之间的界面形成为油积存深度Rvk为0.2μm以上的陡峭的凹凸形状，且Sn系表面层的平均厚度为0.1μm以上0.6μm以下，在最表面形成有0.005μm以上0.05μm以下的膜厚的Ni系包覆层，因此可以抑制Sn粘合于雌端子2的凸部18及折弯部19的表面，且可以有效地发挥通过将CuSn合金层与Sn系表面层之间的界面形成为陡峭的凹凸形状而得到的动摩擦系数降低效果，即使雄端子1为通过通常的回流处理而得到的Sn系表面层的雄端子，也能够将动摩擦系数设为0.3以下。
[实施例]
作为雌端子试验片，将板厚为0.25mm的铜合金(Ni；0.5质量％以上5.0质量％以下-Zn；1.0质量％-Sn；0质量％以上0.5质量％以下-Si；0.1质量％以上1.5质量％以下-Fe；0质量％以上0.03质量％以下-Mg；0.005质量％)作为基材，依次实施镀Cu、镀Sn之后，作为回流处理，在还原气氛中升温至基材表面温度成为240℃以上360℃以下的温度，并保持3～15秒之后，进行水冷。在回流处理后，实施镀Ni。作为比较例，制作出改变基材的Ni及Si浓度、镀Cu厚度、镀Sn厚度的试验片，还制作出未实施镀Ni的试验片。
此时，镀Cu及镀Sn、镀Ni的电镀条件如表1所示。表1中，Dk为阴极的电流密度，ASD为A/dm2的略写。
各电镀层的厚度、回流条件如表2所示。
[表1]
对于这些试样，测定出回流后的Sn系表面层的厚度、CuSn合金层的厚度、CuSn合金层的油积存深度Rvk、Ni系包覆层的厚度、CuSn合金层的露出部分上有无Ni系包覆层。
回流后的Sn系表面层及CuSn合金层的厚度、Ni系包覆层的厚度通过SII NanoTechnology Inc.制荧光X射线膜厚仪(SFT9400)进行测定。
关于Sn系表面层及CuSn合金层的厚度，对于形成Ni系包覆层之前的试样，测定最初回流后的试样的整个Sn系表面层的厚度之后，在例如Leybold Co.,Ltd.制的L80等的、由蚀刻纯Sn但不会使CuSn合金腐蚀的成分构成的电镀被膜剥离用的蚀刻液中浸渍几分钟，由此去除Sn系表面层，使其下层的CuSn合金层露出并测定换算为纯Sn时的CuSn合金层的厚度之后，将(整个Sn系表面层的厚度-换算为纯Sn时的CuSn合金层的厚度)定义为Sn系表面层的厚度。
关于CuSn合金层的油积存深度Rvk，在镀Sn被膜剥离用的蚀刻液中浸渍而去除Sn系表面层，使其下层的CuSn合金层露出之后，使用Keyence Corporation制激光显微镜(VK-X200)，以物镜150倍(测定视场94μm×70μm)的条件，由在长边方向上五个点、在短边方向上五个点共十个点的测定值的平均值求出。
关于CuSn合金层上有无Ni系包覆层，通过如下确定：对于镀Ni后的试样，通过AES逐渐蚀刻表面以去除Ni系包覆层而使Ni系包覆层的下方的层露出。此外，关于镀Ni后的试样截面，通过进行TEM分析来确认。
[表2]
另一方面，作为雄端子试验片，将板厚为0.25mm的铜合金(C2600、Cu：70质量％-Zn：30质量％)作为基材，依次实施镀Cu、镀Sn，并进行回流处理。作为该雄端子材的回流条件，设为基材温度270℃、保持时间6秒，回流后的Sn系表面层的厚度设为0.6μm，CuSn合金层的厚度设为0.5μm。
使用该雄端子试验片和表2的雌端子试验片测定动摩擦系数。
关于动摩擦系数，使用Trinity-Lab Inc.制的摩擦测定仪(μV1000)，测定两个试验片间的摩擦力并求出动摩擦系数。根据图4进行说明时，在水平的试验台31上固定雄端子试验片32，在其上放置雌端子试验片33的半球凸面而使电镀面彼此接触，对雌端子试验片33通过砝码34施加500gf的荷重P而设为按压雄端子试验片32的状态。以该施加荷重P的状态，通过测力传感器35测定将雄端子试验片32以滑动速度80mm/分钟向箭头所示的水平方向拉伸10mm时的摩擦力F。由该摩擦力F的平均值Fav和荷重P求出动摩擦系数(＝Fav/P)。
并且，作为焊料润湿性，以10mm的宽度切出试验片，使用活性助焊剂通过弧面状沾锡法测定过零时间。(使试验片浸渍在焊料浴温260℃的Sn-3％Ag-0.5％Cu焊料中，以浸渍速度2mm/sec、浸渍深度1mm、浸渍时间10秒的条件进行测定)焊料过零时间为3秒以下评价为○，超过3秒的情况评价为×。
为了评价电性可靠性，在大气中加热150℃×500小时来测定接触电阻。测定方法遵照JIS-C-5402，通过四端子接触电阻测试机(山崎精机研究所制：CRS-1)，以滑动式(1mm)测定从0至50g的荷重变化-接触电阻，以将荷重设为50g时的接触电阻值进行评价。
[表3]
由该表3明确可知，实施例的动摩擦系数均小至0.3以下，显示出良好的焊料润湿性和接触电阻值。
相对于此，各比较例观察到如下的不良情况。
比较例1、2均没有Ni系包覆层，因此动摩擦系数较大。比较例3因为Ni系包覆层的膜厚较大，因此焊料润湿性和接触电阻变差。比较例4、5在仅通过对Rvk较低的通用镀锡材实施镀Ni时虽然有降低效果，但得不到较大的效果。比较例6、7因为CuSn合金层生长过大，表面上残留的Sn系表面层变得过少，因此焊料润湿性和接触电阻变差。比较例8、9因为促进CuSn合金层的生长的添加元素量较少，因此得不到充分的油积存深度Rvk，从而得不到较大的效果。
图5是实施例5的动摩擦系数测定后的雄端子试验片的滑动面的显微镜照片，图6是比较例1的显微镜照片，图7是比较例2的显微镜照片。比较这些照片可知，实施例的雄端子试验片的Sn的粘合得到抑制，滑动面较平滑，相对于此，比较例因Sn的粘合而滑动面较粗糙。尤其，雌侧的Rvk较小的比较例1的Sn的粘合较严重，且滑动面变得更粗糙。
图8是实施例2的通过AES而得到的元素分布结果。图8的(a)是通过蚀刻去除表面的氧化物后的照片，在最表面只存在Sn及Ni、NiSn合金，但如图8的(b)所示，蚀刻150分钟之后CuSn合金层从Ni及NiSn合金层的下部出现。图9是实施例2的通过TEM分析而得到的截面照片，由此可知，若Ni系包覆层的膜厚超薄为0.01μm，则在Sn系表面层上不会存在Ni系包覆层，而在CuSn合金层上优先形成Ni系包覆层。

Claims (4)

1.一种镀锡铜合金端子材，其特征在于，
在由Cu合金构成的基材上表面形成有Sn系表面层，在所述Sn系表面层与所述基材之间形成有CuSn合金层，将所述Sn系表面层溶解除去而使所述CuSn合金层出现在表面时所测定的所述CuSn合金层的油积存深度Rvk为0.2μm以上，并且，所述Sn系表面层的平均厚度为0.2μm以上0.6μm以下，在最表面形成有0.005μm以上0.05μm以下的膜厚的Ni系包覆层，表面的动摩擦系数为0.3以下。
2.根据权利要求1所述的镀锡铜合金端子材，其特征在于，
所述CuSn合金层的一部分在所述Sn系表面层露出，所述Ni系包覆层形成于从所述Sn系表面层露出的所述CuSn合金层上。
3.根据权利要求1或2所述的镀锡铜合金端子材，其特征在于，
所述CuSn合金层的平均厚度为0.6μm以上1μm以下。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的镀锡铜合金端子材，其特征在于，
所述基材含有0.5质量％以上5质量％以下的Ni及0.1质量％以上1.5质量％以下的Si，根据需要还含有总计5质量％以下的选自Zn、Sn、Fe、Mg中的一种以上，剩余部分由Cu及不可避免的杂质构成。
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