連接器用電接點(diǎn)材料及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及連接器用電接點(diǎn)材料及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]作為連接器用的電接點(diǎn)材料，主要使用銅合金。銅合金通過在其表面形成非導(dǎo)體或電阻率高的氧化覆膜，由此有可能引起接觸電阻的升高、導(dǎo)致作為電接點(diǎn)材料的功能下降。
[0003]因此，在將銅合金用作電接點(diǎn)材料的情況下，有時(shí)通過鍍敷處理等在銅合金表面形成難以被氧化的Au或Ag等貴金屬的層。但是，形成貴金屬層的成本高，因此通常多使用廉價(jià)且耐腐蝕性相對高的Sn鍍層。
[0004]另一方面，Sn鍍膜相對較軟，因此在設(shè)置于電接點(diǎn)材料的表面的情況下，有可能早期磨損而招致接觸電阻的升高。此外，使用設(shè)置有Sn鍍膜的電接點(diǎn)材料的端子還存在端子插入時(shí)的插入力升高這樣的缺點(diǎn)。
[0005]為了應(yīng)對這些現(xiàn)有的問題，提出了在連接器用電接點(diǎn)材料的最外表面形成CuSn合金層的技術(shù)(專利文獻(xiàn)I)、在最外表面形成Sn或Sn合金層并在其下側(cè)形成包含以Cu-Sn為主體的金屬間化合物的合金層的技術(shù)(專利文獻(xiàn)2)、在Sn系鍍層之上形成Ag3Sn合金層的技術(shù)(專利文獻(xiàn)3)等。
[0006]但是，在上述現(xiàn)有技術(shù)中，無法說能夠充分地解決上述問題。因此，本發(fā)明人進(jìn)行深入研究，開發(fā)了如下方法:在基材上形成NiSn、CuSn等合金層后，先除去在其表面形成的絕緣性氧化物層，并再次實(shí)施氧化處理。利用該方法，在合金層的表面形成了N1xU在I)與SnOy(y在I)的混合氧化物層、或者是包含Cu0x(x在I)與Sn0y(y在I)的混合氧化物或氫氧化物的層。這些氧化物或氫氧化物的層具有導(dǎo)電性，此外抑制了合金層的氧化，因此能夠歷經(jīng)長期維持電接點(diǎn)的導(dǎo)電性，可以穩(wěn)定地得到低接觸電阻。并且，在基材上形成的合金層硬而耐磨損性優(yōu)良并且為低摩擦系數(shù)，因此能夠充分地減小端子插入時(shí)的插入力(專利文獻(xiàn)4)。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)I:日本特開2010-267418號公報(bào)
[0010]專利文獻(xiàn)2:日本特開2011-12350號公報(bào)
[0011]專利文獻(xiàn)3:日本特開2011-26677號公報(bào)
[0012]專利文獻(xiàn)4:日本特開2012-237055號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]發(fā)明所要解決的問題
[0014]但是，在應(yīng)用上述專利文獻(xiàn)4的技術(shù)的情況下，需要設(shè)置先除去絕緣性氧化物層的工序，因此存在工序變得復(fù)雜這樣的問題。因此，期望開發(fā)出一種不用設(shè)置先除去合金化時(shí)形成的絕緣性氧化物層的工序而能夠歷經(jīng)長期維持穩(wěn)定的接觸電阻、進(jìn)一步能夠在表面容易地形成導(dǎo)電性氧化物或氫氧化物的層的連接器用電接點(diǎn)材料的制造方法。
[0015]此外，使用CuSn合金作為合金層的電接點(diǎn)材料雖然在放置于高溫狀態(tài)后也顯示出相對穩(wěn)定的接觸電阻特性，但被指出在暴露于高濕環(huán)境下的情況下引起接觸電阻的升高這樣的問題。也期望開發(fā)出能夠解決上述問題的電接點(diǎn)材料。
[0016]鑒于上述背景，本發(fā)明要提供一種制造容易、且即使在放置于高濕環(huán)境下的情況下也能夠長期地維持穩(wěn)定的接觸電阻的連接器用電接點(diǎn)材料及其制造方法。
[0017]用于解決問題的手段
[0018]本發(fā)明的一個(gè)方式是一種連接器用電接點(diǎn)材料，其特征在于，
[0019]其具有:
[0020]由金屬材料制成的基材，
[0021]在該基材上形成的含有Sn和Cu且還含有選自Zn、Co、Ni和Pd中的一種或兩種以上金屬的三元或四元以上的合金層，和
[0022]在該合金層的表面形成的導(dǎo)電性覆膜層，
[0023]上述合金層含有將Cu6Sn5*Cu的一部分置換成選自Zn、Co、Ni和Pd中的一種或兩種以上金屬而得的金屬間化合物。
[0024]本發(fā)明的其它方式為一種連接器用電接點(diǎn)材料的制造方法，其特征在于，
[0025]在由金屬材料制成的基材上形成多層金屬層，所述多層金屬層是將Sn層、Cu層和M層(其中，M層為包含選自Zn、Co、Ni和Pd中的一種或兩種以上金屬的一層或兩層以上金屬層)層疊以使得這些金屬層中由最難被氧化的金屬構(gòu)成的金屬層處于最外層而成，
[0026]然后，對該多層金屬層進(jìn)行回流處理，所述回流處理為在氧化氣氛下進(jìn)行加熱，[0027 ] 在上述基板上形成合金層，該合金層由含有Sn和Cu且還含有選自Zn、Co、Ni和Pd中的一種或兩種以上金屬的三元或四元以上合金制成，并且含有將Cu6Sn5*Cu的一部分置換成選自Zn、Co、Ni和Pd中的一種或兩種以上金屬而得的金屬間化合物，并且，在該合金層的表面形成導(dǎo)電性覆膜層。
[0028]發(fā)明效果
[0029]上述連接器用電接點(diǎn)材料具有含有Sn(錫)和Cu(銅)且還含有選自Zn(鋅)、Co(鈷)、Ni(鎳)和Pd(鈀)中的至少一種以上的金屬的三元或四元以上體系的合金層作為上述合金層。并且，該合金層含有上述特定的金屬間化合物。由此，與以往的具備由CuSn 二元合金制成的合金層的情況相比，上述連接器用電接點(diǎn)在放置于高濕環(huán)境下的情況下的耐久性顯著提高。這根據(jù)后述的實(shí)施例和比較例明顯可知。
[0030]另外，這樣優(yōu)良的連接器用電接點(diǎn)材料通過采用包含形成上述多層金屬層的工序和回流處理的工序的上述制造方法能夠容易地制造。即，無需實(shí)施像以往那樣的除去氧化膜的工序，僅通過對上述多層金屬層進(jìn)行回流處理，就能夠容易地形成上述合金層和在其上層由導(dǎo)電性氧化物或氫氧化物構(gòu)成的導(dǎo)電性覆膜層。
[0031]如此，根據(jù)本發(fā)明，可以得到制造容易、且即使在放置于高濕環(huán)境下的情況下也能夠長期維持穩(wěn)定的接觸電阻的連接器用電接點(diǎn)材料及其制造方法。
【附圖說明】
[0032]圖1是表示實(shí)施例1中的、在基材上形成了多層金屬層的狀態(tài)的說明圖。
[0033]圖2是表示實(shí)施例1中的、連接器用電接點(diǎn)材料的構(gòu)成的說明圖。
[0034]圖3是表示實(shí)施例1中的、連接器用電接點(diǎn)材料(試樣El)的初期評價(jià)結(jié)果的說明圖。
[0035]圖4是表示實(shí)施例1中的、連接器用電接點(diǎn)材料(試樣El)的高溫耐久試驗(yàn)后評價(jià)結(jié)果的說明圖。
[0036]圖5是表示實(shí)施例1中的、連接器用電接點(diǎn)材料(試樣El)的高濕度耐久試驗(yàn)后評價(jià)結(jié)果的說明圖。
[0037]圖6是表示實(shí)施例2中的、連接器用電接點(diǎn)材料(試樣E2)的初期評價(jià)結(jié)果的說明圖。
[0038]圖7是表示實(shí)施例2中的、連接器用電接點(diǎn)材料(試樣E2)的高溫耐久試驗(yàn)后評價(jià)結(jié)果的說明圖。
[0039]圖8是表示實(shí)施例2中的、連接器用電接點(diǎn)材料(試樣E2)的高濕度耐久試驗(yàn)后評價(jià)結(jié)果的說明圖。
[0040]圖9是表示實(shí)施例3中的、連接器用電接點(diǎn)材料(試樣E3)的初期評價(jià)結(jié)果的說明圖。
[0041]圖10是表示實(shí)施例3中的、連接器用電接點(diǎn)材料(試樣E3)的高溫耐久試驗(yàn)后評價(jià)結(jié)果的說明圖。
[0042]圖11是表示實(shí)施例3中的、連接器用電接點(diǎn)材料(試樣E3)的高濕度耐久試驗(yàn)后評價(jià)結(jié)果的說明圖。
[0043]圖12是表示比較例I中的、連接器用電接點(diǎn)材料(試樣Cl)的初期評價(jià)結(jié)果的說明圖。
[0044]圖13是表示比較例I中的、連接器用電接點(diǎn)材料(試樣Cl)的高溫耐久試驗(yàn)后評價(jià)結(jié)果的說明圖。
[0045]圖14是表示比較例I中的、連接器用電接點(diǎn)材料(試樣Cl)的高濕度耐久試驗(yàn)后評價(jià)結(jié)果的說明圖。
【具體實(shí)施方式】
[0046]上述連接器用電接點(diǎn)材料中的上述基材可以選自具有導(dǎo)電性的各種金屬。具體而言，作為上述基材，優(yōu)選使用Cu、Al(鋁)、Fe(鐵)、或者含有這些金屬的合金。這些金屬材料不僅導(dǎo)電性而且成形性、彈性也優(yōu)良，能夠應(yīng)用于各種方式的電接點(diǎn)。作為基材的形狀，為棒狀、板狀等各種形狀，厚度等尺寸可以根據(jù)用途進(jìn)行各種選擇。需要說明的是，通常厚度優(yōu)選設(shè)定為約0.2?2mm。
[0047]在上述基材的表面