專利名稱：連接部件用銅合金和導(dǎo)電材料、以及嵌合型連接部件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及用于汽車、民用機(jī)器等的電配線的連接器用端子、匯流條(bus bar)等連接部件用導(dǎo)電材料，和嵌合型連接部件及其制造方法，特別是涉及要求兼具雄端子(male terminal)禾口雌端子(female terminal)在插拔(insertion and extraction) 時(shí)的磨擦或磨損的降低和使用時(shí)的電連接的可靠性的連接部件用導(dǎo)電材料，和嵌合型連接部件及其制造方法。
背景技術(shù)：
在專利文獻(xiàn)1中，記述有一種電可靠性高(低接觸電阻)、摩擦系數(shù)低、適合作為嵌合型連接器用端子的連接部件用導(dǎo)電材料。在專利文獻(xiàn)1的發(fā)明中，使用比通常的銅合金板條表面粗糙度大的銅合金板條作為母材，在母材表面按順序形成Ni鍍層、Cu鍍層和 Sn鍍層，或按順序形成Cu鍍層和Sn鍍層，或者只形成Sn鍍層，對(duì)Sn鍍層實(shí)施回流處理 (reflowtreatment)，由Cu鍍層和Sn鍍層，或由銅合金母材和Sn鍍層形成Cu-Sn合金層， 并且從通過回流處理而平滑化的Sn鍍層之間使Cu-Sn合金層的一部分露出于表面(在母材表面所形成的凹凸的凸的部分，Cu-Sn合金層的一部分露出)。在專利文獻(xiàn)1中，回流處理后所形成的連接部件用導(dǎo)電材料，作為表面被覆層，按順序具有Cu-Sn合金層和Sn層，或Ni層、Cu-Sn合金層和Sn層，根據(jù)情況在母材表面與 Cu-Sn合金層之間，或在Ni層與Cu-Sn合金層之間殘留有Cu層。在專利文獻(xiàn)1中記述，在最表面形成有Cu-Sn合金層和Sn層(Cu-Sn合金層的表面露出面積率為3 75% )，平均的厚度規(guī)定為0. 1 3. 0 μ m，Cu含量規(guī)定為20 70at %，Sn層的平均的厚度規(guī)定為0. 2 5. 0 μ m，關(guān)于母材表面，期望至少一個(gè)方向的算術(shù)平均粗糙度Ra為0. 15 μ m以上，全部方向的算術(shù)平均粗糙度Ra為4. 0 μ m以下，關(guān)于Cu-Sn合金層的表面露出間隔，期望至少在一個(gè)方向上為0. 01 0. 5mm。在專利文獻(xiàn)2中，記述有一種相當(dāng)于專利文獻(xiàn)1的下位概念的連接部件用導(dǎo)電材料及其制造方法。其鍍層構(gòu)成和回流處理后的被覆層構(gòu)成本身與專利文獻(xiàn)1相同。在專利文獻(xiàn)2中記述，回流處理后所形成的連接部件用導(dǎo)電材料，在最表面形成有Cu-Sn合金層和 Sn層(表面被覆層之中，Cu-Sn合金層的表面露出面積率為3 75% ), Cu-Sn合金層的平均的厚度規(guī)定為0. 2 3. 0 μ m，Cu含量規(guī)定為20 70at %，Sn層的平均厚度規(guī)定為0. 2 5. Oym,材料表面的至少一個(gè)方向的算術(shù)平均粗糙度Ra規(guī)定為0. 15 μ m以上，全部方向的算術(shù)平均粗糙度Ra規(guī)定為3. 0 μ m以下，關(guān)于母材表面，期望至少一個(gè)方向的算術(shù)平均粗糙度Ra為0. 3 μ m以上，全部方向的算術(shù)平均粗糙度Ra規(guī)定為4. 0 μ m以下，此外關(guān)于Cu-Sn 合金層的表面露出間隔，期望至少在一個(gè)方向上為0. 01 0. 5mm。在專利文獻(xiàn)3中記述有一種連接部件用導(dǎo)電材料及其制造方法，基本上繼承了專利文獻(xiàn)1、2的技術(shù)思想，同時(shí)還改善了釬焊性。在此發(fā)明中，鍍層構(gòu)成和回流處理后的被覆層構(gòu)成本身基本上與專利文獻(xiàn)1、2的相同，但是該發(fā)明與專利文獻(xiàn)1、2不同的是，可包括沒
4有露出Cu-Sn合金層的情況(最表面只有Sn層)。在該申請(qǐng)中記述，回流處理后所形成的連接部件用導(dǎo)電材料，表面被覆層之中，Ni層的平均的厚度為3. 0 μ m以下，Cu-Sn合金層的平均的厚度規(guī)定為0.2 3.0μπι，材料的垂直截面中的Sn層的最小內(nèi)接圓的直徑[D1]規(guī)定為0. 2μπι以下，最大內(nèi)接圓的直徑[D2]規(guī)定為1. 2 20 μ m，材料的最表點(diǎn)和Cu-Sn合金層的最表點(diǎn)的高度差[Y]規(guī)定為0.2μπι以下，此外[D1]為Ομπι時(shí)(Cu-Sn合金層一部分露出，最表面由Cu-Sn合金層和Sn層構(gòu)成時(shí))，期望材料表面的Cu-Sn合金層的最大內(nèi)接圓的直徑[D3]為150 μ m以下或/和材料表面的Sn層的最大內(nèi)接圓直徑[D4]為300 μ m 以下。另一方面，在專利文獻(xiàn)4 6中記述，對(duì)銅合金板條實(shí)施沖裁加工后，整體實(shí)施Sn 鍍敷，通過實(shí)施所述的后鍍敷，在沖裁端面也會(huì)形成Sn鍍層，與在沖裁加工前對(duì)銅合金板條實(shí)施Sn鍍敷(先鍍敷)的情況相比，可使端子等的釬焊性提高。此外，在專利文獻(xiàn)7、8中記述，在實(shí)施后鍍敷的端子中，電可靠性高(低接觸電阻)，嵌合部的摩擦系數(shù)低，并且使釬焊部的釬焊性提高。在專利文獻(xiàn)7的發(fā)明中，端子成形加工時(shí)只增大嵌合部分的表面粗糙度，按順序形成Ni鍍層、Cu鍍層和Sn鍍層，或按順序形成Cu鍍層和Sn鍍層，或者只形成Sn鍍層，對(duì) Sn鍍層實(shí)施回流處理，由Cu鍍層和Sn鍍層或由銅合金母材和Sn鍍層形成Cu-Sn合金層， 并且從通過回流處理而平滑化的Sn鍍層之間使Cu-Sn合金層的一部分露出到表面(在母材表面所形成的凹凸的凸的部分，Cu-Sn合金層的一部分露出)。這時(shí)，鍍層厚度全面相同。 在嵌合部，最表面形成有Cu-Sn合金層和Sn層(Cu-Sn合金層在表面露出)，因此焊料潤濕性上有問題，但嵌合部以外并沒有凹凸，所以Cu-Sn合金層未露出(最表面只有Sn層)，焊料潤濕性良好。在專利文獻(xiàn)8的發(fā)明中，對(duì)表面粗糙度大的銅合金材料實(shí)施沖裁加工而形成端子原材后，按順序形成Ni鍍層、Cu鍍層和Sn鍍層，或按順序形成Cu鍍層和Sn鍍層，或者只形成Sn鍍層，對(duì)Sn鍍層實(shí)施回流處理，由Cu鍍層和Sn鍍層或由銅合金母材和Sn鍍層形成Cu-Sn合金層，并且從通過回流處理而平滑化的Sn鍍層之間使Cu-Sn合金層的一部分露出到表面(在母材表面所形成的凹凸的凸的部分，Cu-Sn合金層的一部分露出)。這時(shí)，釬焊部的Sn鍍層形成得很厚，在釬焊部Cu-Sn合金層并未在表面露出，焊料潤濕性良好。先行技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1專利3擬6355號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2專利40M244號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3特開2007-258156號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4特開2004-3005 號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)5特開2005-105307號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)6特開2005-183298號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)7特開2008-269999號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)8特開2008-274364號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)1 3和專利文獻(xiàn)7、8所述的連接部件用導(dǎo)電材料，其電可靠性高(低接觸電阻)，摩擦系數(shù)低，適合作為嵌合型連接器用端子。盡管如此，仍要求提供一種材料，其能夠?qū)崿F(xiàn)端子的小型化、多極化帶來的端子插入力降低的嚴(yán)格要求，以及端子的小型化所對(duì)應(yīng)的插入力更低的端子，并且還要求使電可靠性進(jìn)一步提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明順應(yīng)這樣的要求，進(jìn)一步改良所述專利文獻(xiàn)的技術(shù)，其目的在于，提供一種對(duì)應(yīng)端子的小型化的低插入力且電可靠性優(yōu)異的連接部件用導(dǎo)電材料。此外，專利文獻(xiàn)1 3和專利文獻(xiàn)7、8所述的連接部件用導(dǎo)電材料，使用表面粗糙化處理的銅板材作為母材，在其表面按順序形成例如M鍍層、Cu鍍層和Sn鍍層，對(duì)Sn鍍層實(shí)施回流處理，由Cu鍍層和Sn鍍層形成Cu-Sn合金被覆層，并且從通過回流處理而平滑化的Sn被覆層之間，使Cu-Sn合金被覆層的一部分在表面露出。歷來，作為Sn被覆層和Cu-Sn被覆層的露出形態(tài)的指標(biāo)，規(guī)定有Cu-Sn合金被覆層的露出面積率和平均露出間隔(專利文獻(xiàn)1、幻以及Sn被覆層的最大內(nèi)接圓直徑和最大外接圓直徑(專利文獻(xiàn)3)。另一方面，關(guān)于Sn被覆層或Cu-Sn合金被覆層各自的形狀，至今為止并沒有特別引起注意。但是，為了應(yīng)對(duì)端子的更加小型化，并不像前述那樣是一個(gè)略顯抽象的指標(biāo)，關(guān)于Sn被覆層或Cu-Sn合金被覆層各自的具體形狀，認(rèn)為需要使之成為可適當(dāng)控制的俯視形狀。因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種具有有著可適當(dāng)控制的俯視形狀的Sn被覆層或Cu-Sn合金被覆層，也可以適應(yīng)端子的小型化的嵌合型連接部件。本發(fā)明的連接部件用銅板材，其表面粗糙度為，與連接時(shí)的滑動(dòng)方向平行的方向的算術(shù)平均粗糙度Ra為0. 5 μ m以上、4. 0 μ m以下，同方向的凹凸的平均間隔RSm為0. 0 Imm 以上、0. 3mm以下，偏斜度(skewness) Rsk小于0，突出峰高度Rpk在1 μ m以下，優(yōu)選同方向的突出谷深度Rvk在2 μ m以上、15 μ m以下，最表面形成有Cu-Sn合金被覆層和Sn或Sn合金被覆層，作為連接部件用導(dǎo)電材料，所述表面與對(duì)方材料滑接。所述連接部件用銅板材(母材)，作為表面被覆層，在最表面形成有Cu-Sn合金被覆層，和Sn或Sn合金被覆層(兩者合起來以下稱為Sn被覆層)。作為該表面被覆層的具體的形態(tài)沒有限定，但例如前述專利文獻(xiàn)1 3所述，優(yōu)選按順序形成Cu-Sn合金被覆層和 Sn被覆層，Cu-Sn合金被覆層的一部分在最表面露出。另外，優(yōu)選Sn被覆層通過回流處理而得以平滑化。作為所述連接部件用銅板材的表面被覆層的一部分，也可以在所述連接部件用銅板材的表面和所述Cu-Sn合金被覆層之間形成Ni被覆層，另外，也可以在所述Ni被覆層和所述Cu-Sn合金被覆層之間再形成Cu被覆層。此外，還可以在所述連接部件用銅板材的表面和Ni被覆層之間形成Cu被覆層。在本發(fā)明中，連接部件用銅板材由銅或銅合金板條(板和條)構(gòu)成。Sn被覆層、 Cu被覆層、Ni被覆層除分別含有Sn、Cu、Ni以外，還含有Sn合金、Cu合金及Ni合金。所述連接部件用導(dǎo)電材料能夠通過如下方式制造在由銅板材構(gòu)成的母材的表面 (具有前述表面粗糙度)，如前述專利文獻(xiàn)1 3所述，按順序形成Cu鍍層，和Sn或Sn合金鍍層(兩者合起來以下稱Sn鍍層)后，進(jìn)行回流處理，從而按順序形成Cu-Sn合金被覆層和Sn被覆層。
所述Cu-Sn合金被覆層是通過回流處理，使Cu鍍層和Sn鍍層的Cu和Sn相互擴(kuò)散而形成，但這時(shí)會(huì)存在Cu鍍層全部消失和有一部分殘留這兩種情況。Cu鍍層的一部分殘留時(shí)，在銅板材表面和Cu-Sn合金被覆層之間會(huì)形成Cu被覆層。根據(jù)Cu鍍層的厚度，也有 Cu從銅板材(母材)被供給的情況。形成于銅板材(母材)表面的Cu鍍層的平均的厚度優(yōu)選為1. 5 μ m以下，Sn鍍層的平均的厚度優(yōu)選為0. 3 8. 0 μ m范圍。Cu鍍層的平均的厚度優(yōu)選為0. 1 μ m以上。另外，在所述制造方法中，也有完全不形成Cu鍍層的情況。這種情況下，Cu-Sn合金被覆層的Cu由銅板材(母材)供給。在所述制造方法中，也可以在所述銅板材(母材)表面和Cu鍍層之間形成Ni鍍層。這時(shí)，Ni鍍層的平均的厚度優(yōu)選為3μπι以下，Cu鍍層的平均的厚度優(yōu)選為0.1 1. 5 μ m范圍。也可以在所述銅板材(母材)表面和Ni鍍層之間還形成Cu鍍層。在所述銅板材(母材)中，達(dá)到所述表面粗糙度而形成所述表面被覆層的區(qū)域，可以涉及母材的單面或全部?jī)擅?，也可以只占單面或兩面的一部分。另外在本發(fā)明中，Cu鍍層、Sn鍍層和Ni鍍層除分別含有Cu、Sn、Ni金屬以外，還含有Cu合金、Sn合金及Ni合金。還有在本發(fā)明中，關(guān)于構(gòu)成回流處理后的表面鍍層的各層表現(xiàn)為“被覆層”，關(guān)于構(gòu)成回流處理前的表面鍍層的各層表現(xiàn)為“鍍層”。另外，本發(fā)明的嵌合型連接部件，是對(duì)于沖裁加工成既定形狀的銅板材進(jìn)行后鍍敷和回流處理而制造，在與對(duì)方側(cè)部件的接觸側(cè)最表面混合Cu-Sn合金被覆層和Sn被覆層，所述Sn被覆層通過回流處理而平滑化，以如下點(diǎn)為特征。(1)所述Sn被覆層含有作為多條平行線而被觀察到的Sn被覆層群，在構(gòu)成所述 Sn被覆層群的各個(gè)Sn被覆層的兩側(cè)，鄰接存在有所述Cu-Sn合金被覆層，所述表面的部件插入方向的最大高度粗糙度Rz為10 μ m以下，或者，(2)所述Sn被覆層含有作為多條平行線而被觀察到的Sn被覆層群，和同樣作為多條平行線被觀察到的其他Sn被覆層群1個(gè)或2個(gè)以上，各Sn被覆層群交叉成格子狀，在構(gòu)成各Sn被覆層群的各個(gè)Sn被覆層的兩側(cè)，鄰接存在有Cu-Sn合金被覆層，所述表面的端子插入方向的最大高度粗糙度Rz為10 μ m以下。在上述嵌合型連接部件中，優(yōu)選屬于各Sn被覆層群的Sn被覆層的寬度為1 500 μ m，屬于各Sn被覆層群的Sn被覆層之中鄰接的Sn被覆層彼此的間隔為1 2000 μ m。還有，屬于各Sn被覆層群的各個(gè)Sn被覆層，如上述，是指在與對(duì)方側(cè)部件的接觸 (滑動(dòng))側(cè)最表面，作為多條平行線被觀察到的被覆層，但各個(gè)Sn被覆層并不需要一定是數(shù)學(xué)意義上的平行線狀。屬于各Sn被覆層群的各個(gè)Sn被覆層大致為同形狀且彎曲、波動(dòng)或折曲的情況也包含在本發(fā)明中。上述嵌合型連接部件，作為銅板材(母材)的表面被覆層，在最表面形成有Cu-Sn 合金被覆層和Sn被覆層。作為由Cu-Sn合金被覆層和Sn被覆層構(gòu)成的表面被覆層的具體的形態(tài)，例如前述專利文獻(xiàn)1 3所述，所認(rèn)為形態(tài)是，按順序形成Cu-Sn合金被覆層和Sn 被覆層，從通過回流處理而平滑化的Sn被覆層之間，Cu-Sn合金被覆層的一部分在最表面露出。這一情況下，露出到最表面的Cu-Sn合金被覆層作為粗糙度曲線的峰被測(cè)量，該峰由所述最大高度粗糙度Rz的大小來反映。
在按順序形成有Cu-Sn合金被覆層和Sn被覆層的情況下，優(yōu)選所述Cu-Sn合金被覆層的平均厚度為0. 1 3 μ m，所述Sn被覆層的平均厚度為0. 2 5. 0 μ m。各被覆層的上述平均厚度是與現(xiàn)有技術(shù)(所述專利文獻(xiàn)1 幻等同的數(shù)值。作為上述嵌合型連接部件的表面被覆層的一部分，也可以在銅板材(母材)的表面與所述Cu-Sn合金被覆層之間形成Ni被覆層，另外也可以在所述Ni被覆層和所述Cu-Sn 合金被覆層之間再形成Cu被覆層。此外，也可以在所述連接部件用銅板材的表面與Ni被覆層之間形成Cu被覆層。根據(jù)本發(fā)明，能夠提供對(duì)應(yīng)端子的小型化的低插入力且電可靠性優(yōu)異的連接部件用導(dǎo)電材料。另外根據(jù)本發(fā)明，能夠提供低插入力且電可靠性優(yōu)異的嵌合型連接部件。本發(fā)明所規(guī)定的Sn被覆層和Cu-Sn合金被覆層的俯視形狀也可以對(duì)應(yīng)端子的小型化，并且通過適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行銅板材的表面粗糙化處理，能夠容易地進(jìn)行其俯視形狀的控制。


圖1是實(shí)施例No. 1的粗糙度曲線(JISB0601)。圖2是由圖1的粗糙度曲線計(jì)算的振幅曲線。圖3是由圖1的粗糙度曲線(JISB0671-1)計(jì)算的負(fù)荷曲線。圖4是表示用于得到本發(fā)明所規(guī)定的表面粗糙度的表面粗糙化處理方法的一例的模式圖。圖5是實(shí)施例的表面粗糙化處理后的銅板材的俯視圖。圖6是實(shí)施例No. 1試驗(yàn)片的表面SEM (組成像)。圖7是實(shí)施例中用于摩擦系數(shù)評(píng)價(jià)試驗(yàn)的夾具的概念圖。圖8是說明本發(fā)明的嵌合型連接部件的表面被覆層的形態(tài)的平面模式圖。圖9是說明本發(fā)明的嵌合型連接部件的表面被覆層的形態(tài)的另一平面模式圖。圖10是說明本發(fā)明的嵌合型連接部件的表面被覆層的形態(tài)的剖面模式圖。圖11是說明用于本發(fā)明的嵌合型連接部件的銅板材的表面粗糙化處理的剖面模式圖。圖12是實(shí)施例的表面粗糙化處理后的銅板材的俯視圖。圖13是實(shí)施例的No. 101試驗(yàn)片的表面SEM(組成像)和粗糙度曲線。圖14是用于實(shí)施例的摩擦系數(shù)評(píng)價(jià)試驗(yàn)的夾具的概念圖。符號(hào)說明1金屬模具2銅板材3銷端子部4雄試驗(yàn)片5工作臺(tái)6雌試驗(yàn)片7 錘8測(cè)力傳感器IOlUOla IOld 平行 Sn 被覆層
102Cu-Sn合金被覆層IO3Sn 被覆層104、104a 104d 平行 Sn 被覆層105銅板材106 凹部107 凸部108金屬模具111銅板材112銷端子部
具體實(shí)施例方式以下，對(duì)于本發(fā)明的連接部件用導(dǎo)電材料具體地進(jìn)行說明。連接部件用導(dǎo)電材料，考慮到電可靠性、耐腐蝕性等，一般會(huì)實(shí)施Sn或Sn合金鍍敷。歷來使用的連接部件用導(dǎo)電材料所實(shí)施的Sn鍍層的平均厚度約Iym左右。在銅母材上進(jìn)行Sn鍍敷時(shí)，在Sn鍍敷與母材的銅的界面形成有Cu-Sn合金被覆層，因此其余的Sn 鍍層(Sn被覆層)的厚度為0.4μπι左右。若Sn被覆層的厚度比0.4μπι薄，則耐熱可靠性 (電特性)或耐腐蝕性降低。另一方面，若Sn被覆層的厚度厚，則端子連接時(shí)的插入力增加，操作性降低。本發(fā)明的連接部件用導(dǎo)電材料為了使該端子插入力降低，而使硬的Cu-Sn合金被覆層在最表面露出。即，最表面存在Cu-Sn合金被覆層和Sn被覆層。作為上述連接部件用導(dǎo)電材料的鍍敷母材的銅板材，具有如上述這樣特定的表面粗糙度。該表面粗糙度除非進(jìn)行特別說明，否則即是JISB0601或JISB0671所定義的參數(shù)。與連接時(shí)的滑動(dòng)方向平行的方向的算術(shù)平均粗糙度Ra為0. 5 μ m以上、4. 0 μ m以下，就其理由進(jìn)行闡述。算術(shù)平均粗糙度Ra表示的是，從粗糙度曲線按其平均線的方向只選取基準(zhǔn)長度L，合計(jì)從該選取部分的平均線至測(cè)量曲線的偏差的絕對(duì)值，將其進(jìn)行平均的值，表示的是瑕疵或異物等特異的部分對(duì)測(cè)量值造成的影響小，穩(wěn)定的數(shù)值。一般來說，表面粗糙度的大小由該算術(shù)平均粗糙度Ra的值的大小表示，在前述專利文獻(xiàn)1、2中，表面粗糙度也是由算術(shù)平均粗糙度Ra規(guī)定。還有，所謂與連接時(shí)的滑動(dòng)方向平行的方向，是指如果為嵌合型端子，則意味著端子插入方向。圖1中顯示實(shí)施例1所得到的1條粗糙度曲線 (基于 JISB0601)。與連接時(shí)的滑動(dòng)方向平行的方向的算術(shù)平均粗糙度Ra低于0. 5 μ m時(shí)，母材表面的凹凸小，因此若Sn被覆層的厚度超過0. 4 μ m，則同方向的偏斜度Rsk低于0，會(huì)導(dǎo)致最表面沒有Cu-Sn合金被覆層露出，以后述的測(cè)量方法測(cè)量的摩擦系數(shù)超過0. 4。同方向的算術(shù)平均粗糙度Ra為0. 5 μ m以上時(shí)，即使Sn被覆層的厚度超過0. 4 μ m，甚至厚達(dá)0. 7 μ m，也能夠確保摩擦系數(shù)在0.4以下。另一方面，若算術(shù)平均粗糙度Ra超過4.0μπι，則借助回流時(shí)的熔融Sn或Sn合金鍍敷的流動(dòng)作用使材料表面平滑化困難。因此，同方向的算術(shù)平均粗糙度Ra為0. 5 μ m以上、4. Oym以下。優(yōu)選全部方向的算術(shù)平均粗糙度Ra為4. 0 μ m以下。與連接時(shí)的滑動(dòng)方向平行的方向的凹凸的平均間隔RSm為0. 01 0. 3mm，就其理由進(jìn)行闡述。凹凸的平均間隔RSm表示的是，從粗糙度曲線按其平均線的方向只選取基準(zhǔn)長度L，求得1個(gè)峰和與之相鄰的1個(gè)谷所對(duì)應(yīng)的平均線的長度的和，由毫米表示平均值的值。該凹凸的平均間隔RSm的值能夠根據(jù)求出前述算術(shù)平均粗糙度Ra的粗糙度曲線而求得。銅板材表面的凹凸的平均間隔RSm是直接反映Cu-Sn合金被覆層的露出間隔的值，RSm 低于0. Olmm時(shí)，Cu-Sn合金被覆層的露出間隔狹窄，高溫環(huán)境下的Cu的氧化被促進(jìn)，從而發(fā)生接觸電阻的增大。若凹凸的平均間隔RSm超過0. 3mm，則Cu-Sn合金被覆層的露出間隔變寬，發(fā)生電接點(diǎn)部小的小型端子的摩擦系數(shù)的增大。如果端子為小型，則隨之而來的是接點(diǎn)部的接觸面積小，如果Cu-Sn合金被覆層的露出間隔寬，則與其間的Sn被覆層的部分接觸。因此，接觸部形成Sn彼此的滑動(dòng)而發(fā)生粘合，摩擦系數(shù)增大。因此，使凹凸的平均間隔 RSm為0. 01以上、0. 3mm以下。對(duì)于同方向的偏斜度Rsk低于0的理由進(jìn)行闡述。偏斜度Rsk是表示相對(duì)于根據(jù)粗糙度曲線計(jì)算的振幅曲線的平均線的相對(duì)值的值。該偏斜度Rsk的值能夠根據(jù)求出前述的算術(shù)平均粗糙度Ra的粗糙度曲線而求得。所謂振幅曲線，就是將粗糙度曲線中的全部的切斷水平和粗糙度曲線與該切斷水平相等的概率表示為曲線圖，概率相對(duì)于平均線偏上時(shí)，Rsk < 0，偏下時(shí)Rsk > 0，與平均線一致時(shí)Rsk = 0。算術(shù)平均粗糙度Ra和凹凸的平均間隔RSm在上述規(guī)定范圍內(nèi)時(shí)，若Rsk達(dá)到0以上(Rsk彡0)，則凹的部分變寬，Sn被覆層的面積變寬。即，接觸部造成Sn彼此的滑動(dòng)，摩擦系數(shù)增大。因此，使偏斜度Rsk低于0 (Rsk < 0)。如果在Rsk彡-3. 00的范圍，則能夠容易地以后述的表面粗糙化方法達(dá)成。圖2中顯示根據(jù)圖1所示的粗糙度曲線計(jì)算出的振幅曲線。在該例中，概率從平均線(切斷水平 50%的位置)的上方變大。對(duì)于同方向的突出峰部高度Rpk為Ιμπι以下的理由進(jìn)行闡述。突出峰部高度Rpk 是由JISB0671-2規(guī)定，表示處于粗糙度曲線的中心部之上的突出峰部的平均高度的值，根據(jù)由JISB0671-1所規(guī)定的粗糙度曲線計(jì)算出的負(fù)荷曲線求得。根據(jù)由求得前述的算術(shù)平均粗糙度Ra的粗糙度曲線(但需要基于JISB0671-1的規(guī)定進(jìn)行處理)計(jì)算出的負(fù)荷曲線求得即可。該突出峰部是突出到定義RSm時(shí)的峰的更上方的峰部，若參照?qǐng)D1進(jìn)行說明，則粗糙度曲線的峰本身形成有細(xì)的突出峰部，因此該突出峰部的間隔比作為峰(谷)的平均間隔的RSm窄。回流Sn鍍敷后，在這部分形成Cu-Sn合金被覆層，使摩擦系數(shù)降低。但是， 若突出峰部高度Rpk超過1 μ m，則Cu-Sn合金被覆層突出到材料表面的高度變高，突出的 Cu-Sn合金被覆層會(huì)削減壓紋(emboss)表面的Sn被覆層，所以插入力變高。因此，突出峰部高度Rpk為1 μ m以下。優(yōu)選為0.3μπι以上、Ιμπι以下，這時(shí)，即使雌端子的壓紋直徑小至1. 0mm, Sn被覆層的厚度厚達(dá)0. 7 μ m時(shí)，以后述的測(cè)量方法測(cè)量的摩擦系數(shù)也能夠達(dá)到 0. 4以下。圖3中顯示根據(jù)圖1所示的粗糙度曲線計(jì)算的負(fù)荷曲線。對(duì)于同方向的突出谷部深度Rvk為2 15 μ m的理由進(jìn)行闡述。突出谷部深度Rvk 是由JISB0671-2規(guī)定，表示處于粗糙度曲線的中心部之下的突出谷部的平均深度的值，根據(jù)由粗糙度曲線計(jì)算出的負(fù)荷曲線求得?？筛鶕?jù)求得突出峰部高度Rpk的所述負(fù)荷曲線求得。若該突出谷部的平均深度深，則在回流時(shí)熔融Sn流入，能夠在使Cu-Sn合金層露出表面的狀態(tài)下增加Sn被覆層的平均的厚度。即，算術(shù)平均粗糙度Ra、凹凸的平均間隔RSm、偏斜度Rsk和突出峰部高度Rpk在上述規(guī)定范圍內(nèi)時(shí)，如果突出谷部深度Rvk在2以上，則即使Sn被覆層的厚度增加到1. 0 μ m，摩擦系數(shù)也能夠達(dá)到0. 4以下。另一方面，若以后述的表面粗糙化方法達(dá)到超過15 μ m這樣的突出谷部深度Rvk，則銅板材容易發(fā)生折斷和變形。 因此，突出谷部深度Rvk為2 15 μ m。在測(cè)量銅板材的表面粗糙度時(shí)，在銅板材表面上適宜選擇相當(dāng)于端子寬度的范圍，在該范圍內(nèi)沿著與連接時(shí)的滑動(dòng)方向平行的方向測(cè)量多處，以算術(shù)平均粗糙度Ra出現(xiàn)最大的粗糙度曲線為基礎(chǔ)，求得表面粗糙度的各參數(shù)即可。形成于材料表面的表面皮膜層，能夠應(yīng)用專利文獻(xiàn)1、2所述的表面皮膜層構(gòu)成。 即，按順序形成Cu含量為20 70at %，平均的厚度為0. 2 3. 0 μ m的Cu-Sn合金被覆層和平均的厚度為0. 2 5. 0 μ m的Sn被覆層，在Sn被覆層的表面有所述Cu-Sn合金被覆層的一部分露出，該材料表面露出率為3 75%。另外，也可以在所述Cu-Sn合金被覆層和母材之間形成Ni被覆層和Cu層。作為表面粗糙化處理方法，在專利文獻(xiàn)1、2中，有離子蝕刻等物理的方法，蝕刻或電解研磨等化學(xué)的方法，軋制(使用通過研磨或噴丸等而使表面粗糙化的工作輥)，研磨、 噴丸等機(jī)械的方法，作為生產(chǎn)率、經(jīng)濟(jì)性和母材的表面形態(tài)的再現(xiàn)性優(yōu)異的方法，記述為優(yōu)選軋制或研磨。通過軋制對(duì)母材實(shí)施表面粗糙化處理時(shí)，使用表面經(jīng)粗糙化處理的工作輥進(jìn)行軋制，轉(zhuǎn)印工作輥的表面形態(tài)。但是實(shí)際上，以這些方法來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所規(guī)定的表面粗糙度很困難。這是由于例如利用軋制時(shí)，為了以細(xì)小的間距將很深的凹凸均勻地留在工作輥表面的整個(gè)面上需要很高的成本，另外還有輥的磨損和堵塞等問題，在銅板材的整個(gè)表面，均勻地轉(zhuǎn)印本發(fā)明中規(guī)定的表面粗糙度所對(duì)應(yīng)的凹凸形狀(以細(xì)小間隔形成深槽)有困難。另一方面，在專利文獻(xiàn)7、8中，記述有一種在端子形狀加工時(shí)進(jìn)行表面粗糙化的技術(shù)。即，對(duì)銅板材實(shí)施沖裁加工，形成端子原材經(jīng)由帶狀的連結(jié)部沿長度方向連成連鎖狀的銅板材，并且在所述沖裁加工的同時(shí)，或者在沖裁加工之前或之后，對(duì)所述銅板材實(shí)施沖壓加工，使端子原材板面(銅板材表面)的表面粗糙度增大。專利文獻(xiàn)7、8中沒有關(guān)于沖壓加工的具體方法的記述，但例如圖4所示，將在按壓面上以固定間距形成有極其細(xì)小的凹凸的金屬模具1設(shè)置在壓力機(jī)上，用該金屬模具1沖壓銅板材2的表面，在銅板材2的表面轉(zhuǎn)印所述按壓面的凹凸形狀(使凸部(刀尖)深深切入)，由此能夠在銅板材表面得到本發(fā)明所規(guī)定的表面粗糙度。在金屬模具1的按壓面留下細(xì)小凹凸的方法，有放電加工、磨削加工、激光加工等，能夠根據(jù)所需要的尺寸精度、加工形狀任意地選擇。如果上述金屬模具的按壓面的凸部例如形成為平行線狀，則通過上述表面粗糙化處理，能夠在銅板材表面很深地形成平行線狀的細(xì)小的槽(粗糙度曲線的谷)。另外，如后述的實(shí)施例一欄中還記述的那樣，也能夠形成平行線狀的槽交叉的格子狀的槽?；亓鲿r(shí)熔融Sn流入該槽，并固化，形成圖6所看到的這種平行線狀的Sn被覆層。如此經(jīng)表面粗糙化處理而以平行線狀形成槽時(shí)，優(yōu)選槽的方向與端子插入方向不一致(槽的方向與端子插入方向交叉)。還有，在銅板材表面形成這樣的槽時(shí)，銅板材的算術(shù)平均粗糙度Ra在測(cè)量方向與槽交叉時(shí)大。另外，平均粗糙度Ra不會(huì)因其交叉角度而發(fā)生很大變化。以下，對(duì)于本發(fā)明的嵌合型連接部件具體地進(jìn)行說明。本發(fā)明的嵌合型連接部件，是對(duì)于沖裁加工成既定形狀的銅板材進(jìn)行后鍍敷和回流處理而制造的，在與對(duì)方側(cè)部件的接觸側(cè)最表面混合Cu-Sn合金被覆層和Sn被覆層，Sn 被覆層經(jīng)由回流處理而平滑化。關(guān)于由Cu-Sn合金被覆層和Sn被覆層構(gòu)成的表面被覆層，如果說更具體的形態(tài)，則是在銅板材(母材)的表面按順序形成Cu-Sn合金被覆層和Sn被覆層，從經(jīng)由回流處理而平滑化的Sn被覆層之間，Cu-Sn合金被覆層的一部分露出到最表面。由于在與對(duì)方側(cè)部件的接觸(滑動(dòng))側(cè)最表面有硬的Cu-Sn合金被覆層露出，使得端子插入力降低。在最表面露出的Cu-Sn合金被覆層，基于JISB0601作為粗糙度曲線的峰測(cè)量，該峰反映在最大高度粗糙度Rz的大小。在本發(fā)明的嵌合型連接部件中，存在于與對(duì)方側(cè)部件的接觸側(cè)最表面的所述Sn 被覆層和Cu-Sn合金被覆層采取下述(1)或O)的形態(tài)。(1)含有作為多條平行線被觀察到的Sn被覆層群，在構(gòu)成該Sn被覆層群的各個(gè) Sn被覆層(有特別將此Sn被覆層稱為平行Sn被覆層的情況)的兩側(cè)鄰接存在Cu-Sn合金
被覆層。(2)含有作為多條平行線被觀察到的Sn被覆層群，和同樣作為多條平行線被觀察到的其他Sn被覆層群1個(gè)或2個(gè)以上，各Sn被覆層群交叉成格子狀，在構(gòu)成各Sn被覆層群的各個(gè)Sn被覆層(有特別將此Sn被覆層稱為平行Sn被覆層的情況)的兩側(cè)鄰接存在 Cu-Sn合金被覆層。參照?qǐng)D8、9的模式圖，說明平行Sn被覆層和Cu-Sn合金被覆層的上述(1)、(2)的形態(tài)。還有，圖8、9是近正方形地選取出嵌合型連接部件的最表面的一部分加以顯示的平面模式圖。首先，圖8(a)、(b)表示上述(1)的形態(tài)的典型例。在圖8(a)所示的例子中，具有既定寬度的多個(gè)平行Sn被覆層IOla 101d(有統(tǒng)稱為平行Sn被覆層101的情況)以大致等間隔被形成為平行線狀，在各平行Sn被覆層IOla IOld的兩側(cè)，鄰接存在Cu-Sn合金被覆層102。Cu-Sn合金被覆層102也具有既定寬度，同樣以大致等間隔地形成為平行線狀。由形成為平行線狀的多個(gè)平行Sn被覆層IOla 101d，構(gòu)成本發(fā)明所說的Sn被覆層群 X。在圖8(b)所示的例子中，具有既定寬度的多個(gè)平行Sn被覆層IOla IOld以大致等間隔地形成為平行線狀，在其兩側(cè)鄰接存在Cu-Sn合金被覆層102。Cu-Sn合金被覆層 102也具有既定寬度，同樣以大致等間隔地形成為平行線狀，但在Cu-Sn合金被覆層102之中，島狀存在有Sn被覆層103，這一點(diǎn)與圖8(a)所示的例子不同。由形成為平行線狀的多個(gè)平行％被覆層101，構(gòu)成本發(fā)明所說的被覆層群X。還有，在圖8(b)中，也可以產(chǎn)生各種其他的形態(tài)，如島狀存在的Sn被覆層103連續(xù)，Cu-Sn合金被覆層102被割斷的情況，或者在Sn被覆層103之中，還有Cu-Sn合金被覆層以更小的島狀存在的情況等。圖9(a)、(b)表示上述O)的形態(tài)的典型例。在圖9 (a)所示的例子中，具有既定寬度的多個(gè)平行Sn被覆層IOla IOld以大致等間隔地形成為平行線狀，并且與之交叉成直角，具有既定寬度的多個(gè)平行Sn被覆層10 104d (有統(tǒng)稱為平行Sn被覆層104的情況) 以大致等間隔地形成為平行線狀。由形成為平行線狀的多個(gè)平行Sn被覆層IOla 101d， 構(gòu)成本發(fā)明所說的Sn被覆層群X，由同樣形成為平行線狀的多個(gè)平行Sn被覆層10 104d,構(gòu)成本發(fā)明所說的Sn被覆層群Y。兩個(gè)Sn被覆層群X、Y交叉成格子狀，在各格子所包圍的區(qū)域中存在Cu-Sn合金被覆層102。這種情況下，Cu-Sn合金被覆層102也可以在各平行Sn被覆層101、104的兩側(cè)鄰接存在。在圖9(b)所示的例子中，具有既定寬度的多個(gè)平行Sn被覆層IOla IOld以大致等間隔地形成為平行線狀，并且與之交叉成直角，具有既定寬度的多個(gè)平行Sn被覆層 104a 104d以大致等間隔地形成為平行線狀。由形成為平行線狀的多個(gè)平行Sn被覆層 IOla 101d，構(gòu)成本發(fā)明所說的Sn被覆層群X，由同樣形成為平行線狀的多個(gè)平行Sn被覆層10 104d，構(gòu)成本發(fā)明所說的Sn被覆層群Y。兩個(gè)Sn被覆層群X、Y交叉成格子狀， 在各格子所包圍的區(qū)域中存在Cu-Sn合金被覆層102。在該例中，Cu-Sn合金被覆層102之中島狀存在有Sn被覆層103，這一點(diǎn)與圖9(a)所示的例子不同。這種情況下，Cu-Sn合金被覆層102也可以在各平行Sn被覆層101、104的兩側(cè)鄰接存在。還有，在圖9(b)中，也可以產(chǎn)生各種其他的形態(tài)，如島狀存在的Sn被覆層103之中還有Cu-Sn合金被覆層以更小的島狀存在的情況等。在圖8、9所示的嵌合型連接部件中，在表面露出的Cu-Sn合金被覆層102與經(jīng)過回流處理而平滑化的平行Sn被覆層101 (還包括Sn被覆層103、平行Sn被覆層104)的水平相比，在高度方向突出。參照?qǐng)D10所示的剖面模式圖，對(duì)于這樣的兩個(gè)被覆層的截面形態(tài)進(jìn)行說明。在圖10中，銅板材(母材)105上以大致等間隔地形成有比較深的凹部106，在凹部106的兩側(cè)形成有凸部107，不夾著凹部106的鄰接的凸部107、107之間比較平坦。這樣的表面構(gòu)造稱為坪(plateau)構(gòu)造。凹部106在銅板材105的表面作為多條平行線被觀察到。圖10(a)與圖8(a)對(duì)應(yīng)(或與圖9(a)對(duì)應(yīng))，在銅板材105的整個(gè)表面形成有 Cu-Sn合金被覆層102，在所述凹部106，Cu-Sn合金被覆層102之上形成有平行Sn被覆層 101。在該凹部106所形成的平行Sn被覆層101在圖8(a)或圖9(a)中，相當(dāng)于以平行線狀被觀察到的平行Sn被覆層IOla IOld (或平行Sn被覆層10 104d)。圖10(b)與圖8(b)對(duì)應(yīng)(或與圖9(b)對(duì)應(yīng))，在銅板材105的整個(gè)表面形成有 Cu-Sn合金被覆層102，在所述凹部106，Cu-Sn合金被覆層102之上形成有平行Sn被覆層 101。在坪部Cu-Sn合金被覆層102之上還形成有Sn被覆層103。在該凹部106所形成的平行Sn被覆層101在圖8(b)或圖9(b)中，相當(dāng)于以平行線狀被觀察到的平行Sn被覆層 IOla IOld (或平行Sn被覆層10 104d)，在坪部所形成的Sn被覆層103在圖8(b) 或圖9 (b)中，相當(dāng)于以島狀被觀察到的Sn被覆層103。在此，關(guān)于由Cu-Sn合金被覆層102和平行Sn被覆層101 (以及平行Sn被覆層 104)構(gòu)成的表面被覆層的上述形態(tài)，具體地說明其形成方法的一例。沖裁成部件形狀之后，或者在沖裁前或沖裁時(shí)，對(duì)于銅板材105實(shí)施由沖壓加工進(jìn)行的表面粗糙化處理。該表面粗糙化處理如圖11(a)所示，是將在按壓面上以固定間距形成有極其細(xì)小的凹凸的金屬模具108設(shè)置在壓力機(jī)上，通過用該金屬模具108沖壓銅板材105的表面而進(jìn)行。通過該沖壓加工，金屬模具108的按壓面的凸部(刀尖)被壓入銅板材105的表面，凹部106被平行線狀地轉(zhuǎn)印到銅板材105的表面，同時(shí)，從凹部106壓出的材料在凹部106的兩側(cè)隆起，必然形成凸部107。沒有將凹部106夾在其間的鄰接的凸部 107、107之間的銅板材表面，保持著精軋狀態(tài)的比較平坦(坪)的狀態(tài)。接著，在沖裁成部件形狀的該銅板材105的表面，與專利文獻(xiàn)1 3等同樣地實(shí)施例如鍍Cu和鍍Sn，再實(shí)施回流處理。通過該回流處理，由Cu鍍層的Cu和Sn鍍層的Sn形成Cu-Sn合金被覆層，熔融Sn流動(dòng)到凹部106等。其結(jié)果如圖10(a)所示，平滑化的平行 Sn被覆層101形成于Cu-Sn合金被覆層102之上，Cu-Sn合金被覆層102的一部分在平行 Sn被覆層101的兩側(cè)，鄰接該平行Sn被覆層101而露出。這時(shí)，也有Cu鍍層的一部分殘留在Cu-Sn合金被覆層102之下的情況。還有在本發(fā)明中，對(duì)于構(gòu)成回流處理后的表面被覆層的各層表現(xiàn)為“被覆層”，對(duì)于構(gòu)成回流處理前的表面鍍層的各層表現(xiàn)為“鍍層”。如果在回流處理后殘留的Sn量比較多，則在銅合金板表面的坪部會(huì)形成所述Sn 被覆層103 (參照?qǐng)D8 (b)、圖9 (b)、圖10 (b))，或者所述Sn被覆層103的被覆區(qū)域增加。如圖10(b)所示，Sn被覆層103比平行Sn被覆層101薄。構(gòu)成Sn被覆層群X的平行Sn被覆層101，和構(gòu)成Sn被覆層群Y的平行Sn被覆層 104，其寬度a、b(參照?qǐng)D8、9)均設(shè)定為1 500 μ m，鄰接的平行Sn被覆層彼此的間隔C、 d(參照?qǐng)D8、9)均設(shè)定為1 2000μπι。還有，之所以如上述方式設(shè)定平行Sn被覆層的寬度和鄰接的平行Sn被覆層彼此的間隔，是由于如果在該范圍內(nèi)，則平行Sn被覆層與Cu-Sn 合金被覆層在最表面適度混合，能夠確保低摩擦系數(shù)引起的插入力的降低和電可靠性這兩個(gè)方面。若更具體地進(jìn)行說明，之所以使平行Sn被覆層的寬度為Iym以上，是由于形成寬度比之狹窄的平行Sn被覆層，這在銅板材的表面粗糙化處理上伴有困難。另一方面，若平行Sn被覆層的寬度過大，則對(duì)方側(cè)端子的接點(diǎn)部會(huì)陷入平行Sn被覆層，插入力變高，因此平行Sn被覆層的寬度為500 μ m以下。若考慮到近年的端子的小型化，則平行Sn被覆層的寬度優(yōu)選為200 μ m以下，更優(yōu)選為50 μ m以下。另外，之所以使鄰接的平行Sn被覆層彼此的間隔為Iym以上，是因?yàn)樵阢~板材的表面粗糙化處理上伴有困難。另一方面，若鄰接的平行Sn被覆層彼此的間隔過大，則由于最初的Sn鍍層的厚度，導(dǎo)致對(duì)方側(cè)端子和Cu-Sn合金被覆層的接觸面積有過大或過小的傾向，這樣的任意一種情況下都會(huì)招致插入力的上升(低插入力效果的降低)。因此，鄰接的平行Sn被覆層彼此的間隔為2000 μ m以下。若考慮到近年的端子的小型化，則平行Sn被覆層的寬度優(yōu)選為1000 μ m以下，更優(yōu)選為250 μ m以下。優(yōu)選平行Sn被覆層的寬度和鄰接的平行Sn被覆層彼此的間隔大致固定，但這并非必須。如圖10所示，在最表面露出的Cu-Sn合金被覆層102，從平行Sn被覆層101和Sn 被覆層103的水平向高度方向突出。因此，例如沿端子插入方向(圖8、9中由空白箭頭表示)測(cè)量表面粗糙度，則基于JISB0601作為粗糙度曲線的峰被測(cè)量。在本發(fā)明中，部件(端子)插入方向的最大高度粗糙度Rz被規(guī)定為ΙΟμπι以下 (含0 μ m)。若該最大高度粗糙度Rz大，則在最表面露出的Cu-Sn合金被覆層的表面積變寬，部件表面的耐腐蝕性降低，氧化物量等增加，接觸電阻容易增加，難以維持電可靠性。另外，在銅板材的表面粗糙化處理中，若在銅板材105上寬而深地形成凹部106，則最大高度粗糙度Rz雖然變大，但這容易伴隨銅板材105的變形。因此最大高度粗糙度Rz為ΙΟμπι 以下，優(yōu)選為超過0(稍微突出) 5μπι以下。在圖9的例子中，兩個(gè)平行Sn被覆層群X、Y相互交叉成直角，但該交叉角度可以適宜進(jìn)行設(shè)定。使兩個(gè)平行Sn被覆層群Χ、Υ交叉時(shí)，Cu-Sn合金被覆層的角部隆起得更高
14(在表面粗糙化處理中，兩個(gè)凹部交叉處的角隆起)，低插入力效果提高。但是，如果平行Sn 被覆層的寬度和鄰接的平行Sn被覆層彼此的間隔相同，則交叉角度越小，隆起間隔越寬， 低插入力效果變小。因此，該交叉角度優(yōu)選為10° 90°。將3個(gè)以上的Sn被覆層群交叉成格子狀的情況也包含在本發(fā)明中。這一情況下， 同樣地構(gòu)成各Sn被覆層群的平行Sn被覆層中，寬度被設(shè)定為1 500 μ m，在相同的Sn被覆層群中包含的鄰接的平行Sn被覆層彼此的間隔被設(shè)定為1 2000 μ m。同樣，各Sn被覆層群的交叉角度優(yōu)選為10° 90°。在本發(fā)明的嵌合型連接部件中，將部件(端子)插入方法與Sn被覆層群的長度方向的夾角在0° 90°的范圍適宜設(shè)定即可。Sn被覆層群為1個(gè)時(shí)，上述角度優(yōu)選為超過 0° 90°，該角度越大越優(yōu)選，更優(yōu)選為20° 90°，進(jìn)一步優(yōu)選為90°。Sn被覆層群為多個(gè)時(shí)，至少有某一個(gè)Sn被覆層群與插入方向的角度以上述方式設(shè)定。形成于銅板材表面的表面被覆層之中，Cu-Sn合金被覆層由Cu6Sn5和Cu3Sn的任意一方或雙方構(gòu)成，平均厚度為0. 1 3. 0 μ m。這是與現(xiàn)有技術(shù)(前述專利文獻(xiàn)1、幻等同的數(shù)值。Cu-Sn合金被覆層的平均厚度低于0. Iym時(shí)，材料表面的耐腐蝕性降低，氧化物量等增加，接觸電阻容易增加，難以維持電可靠性。另一方面，若超過3. 0 μ m，則在成本方面不利，生產(chǎn)率也差。因此，Cu-Sn合金被覆層的平均厚度為0. 1 3.0 μ m，優(yōu)選為0.2 1. 0 μ m。Sn被覆層由Sn金屬或Sn合金構(gòu)成。Sn合金的情況下，作為合金元素可列舉Cu、 Ag、Ni、Bi、&i等，這些元素優(yōu)選為10質(zhì)量％以下。Sn被覆層的平均厚度為0. 2 5. 0 μ m。 這是與現(xiàn)有技術(shù)(前述專利文獻(xiàn)1、幻等同的數(shù)值。Sn被覆層的平均厚度低于0.2μπι時(shí)， 高溫氧化等的熱擴(kuò)散導(dǎo)致材料表面的Cu的氧化物變多，接觸電阻容易增加，耐腐蝕性也變差，因此難以維持電可靠性。另一方面，若超過5.0 μ m，則在成本方面不利，生產(chǎn)率也差。因此，Sn被覆層的平均厚度為0. 2 5. 0 μ m，優(yōu)選為0. 5 3. 0 μ m。作為上述嵌合型連接部件的表面被覆層的一部分，也可以在銅板材的表面與 Cu-Sn合金被覆層之間形成Ni被覆層，另外，也可以在所述Ni被覆層與所述Cu-Sn合金被覆層之間再形成Cu被覆層。此外，也可以在所述連接部件用銅板材的表面與Ni被覆層之間形成Cu被覆層。這些被覆蓋層均由鍍敷形成，Ni被覆層與所述Cu-Sn合金被覆層之間的Cu被覆層，如前述，是在回流處理后在Cu-Sn合金被覆層之下殘留的Cu鍍層。Ni被覆層由金屬Ni或Ni合金構(gòu)成。Ni合金的情況下，作為合金元素可列舉Cu、 P、Co等，Cu優(yōu)選為40質(zhì)量％以下，P、Co優(yōu)選為10質(zhì)量％以下。Ni被覆層的平均厚度優(yōu)選為0.1 10 μ m。另外，Cu被覆層由金屬Cu或Cu合金構(gòu)成。Cu合金的情況下，作為合金元素可列舉SruSi等，Sn優(yōu)選低于50質(zhì)量％，其他元素優(yōu)選為5質(zhì)量％以下。Cu被覆層的平均厚度優(yōu)選為3. 0 μ m以下。接下來，對(duì)于上述嵌合型連接部件的制造方法進(jìn)行補(bǔ)充說明。作為表面粗糙化處理方法，在專利文獻(xiàn)1 3中公開有離子蝕刻等物理的方法，蝕刻或電解研磨等化學(xué)的方法，軋制(使用通過研磨或噴丸等而使表面粗糙化的工作輥)、研磨、噴丸等機(jī)械的方法。但是運(yùn)用這樣的方法，并不能形成上述這樣的作為多條平行線被觀察到的Sn被覆層群，和在其兩側(cè)鄰接的Cu-Sn合金被覆層。另一方面，在專利文獻(xiàn)7、8中記述了在端子形狀加工時(shí)對(duì)銅板材表面實(shí)施表面粗糙化處理的技術(shù)。即，對(duì)銅板材實(shí)施沖裁加工，形成端子原材經(jīng)由帶狀的連結(jié)部沿長度方向連成連鎖狀的銅板材，并且在所述沖裁加工的同時(shí)，或者在沖裁加工之前或之后，對(duì)所述銅板材實(shí)施沖壓加工，使端子原材板面(銅板材表面)的表面粗糙度增大。但是專利文獻(xiàn)7、 8中沒有關(guān)于沖壓加工的具體方法的記載。Cu-Sn合金被覆層在經(jīng)過表面粗糙化處理(人為地形成凹凸)的銅板材表面的凸的部分經(jīng)回流處理后露出。因此，Cu-Sn合金被覆層或Sn被覆層的露出形態(tài)在表面粗糙化處理中，反映出在銅板材表面所形成的凹凸的形態(tài)。在本發(fā)明中，作為表面粗糙化處理，如先前參照?qǐng)D11所說明的那樣，能夠應(yīng)用如下方式將在按壓面上平行線狀地形成有極其細(xì)小的凹凸的金屬模具設(shè)置在壓力機(jī)上，通過用該金屬模具沖壓銅板材的表面，凸部(刀尖)被釘入銅板材的表面。根據(jù)該方法，可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所規(guī)定的Cu-Sn合金被覆層或Sn被覆層的露出形態(tài)，對(duì)于Sn被覆層的寬度、Sn 被覆層彼此的間隔也可以自由控制。還有，在金屬模具101的按壓面上附加細(xì)小的凹凸的方法，有放電加工、磨削加工、激光加工等，能夠根據(jù)所需要的尺寸精度、加工形狀任意地選擇。凸部的形狀、形成間距不一定要固定。沖裁成部件形狀和表面粗糙化處理之后，對(duì)銅板材進(jìn)行所述的后鍍敷。對(duì)于銅板材進(jìn)行表面粗糙化處理和后鍍敷處理的區(qū)域，可以涉及銅板材的單面或全部?jī)擅?，也可以只占單面或兩面的一部分。針?duì)銅板材的至少與對(duì)方側(cè)部件嵌合時(shí)構(gòu)成滑動(dòng)面的面進(jìn)行即可。后鍍敷能夠通過如下方式制造根據(jù)需要進(jìn)行鍍Ni后，按順序形成Cu鍍層和Sn 鍍層后，進(jìn)行回流處理。另外，根據(jù)需要也可以在Ni鍍層之下形成Cu鍍層，用于改善Ni鍍敷的附著性?；蛘咭部梢栽阢~板材表面直接只形成Sn鍍層。若對(duì)于后鍍敷后的銅板材實(shí)施回流處理，則Cu鍍層和Sn鍍層的Cu和Sn相互擴(kuò)散而形成Cu-Sn合金被覆層，這時(shí)能夠得到Sn鍍層殘留，Cu鍍層完全消失和有一部分殘留這兩種情況。Cu鍍層的一部分殘留時(shí)，銅板材表面(形成Ni鍍層時(shí)Ni被覆層表面)與 Cu-Sn合金被覆層之間形成Cu被覆層。未形成Ni鍍層時(shí)，根據(jù)Cu鍍層的厚度，也有Cu由銅板材(母材)被供給的情況。在銅板材表面直接只形成Sn鍍層時(shí)，銅板材(母材)中的 Cu和Sn鍍層中的Sn相互擴(kuò)散而形成Cu-Sn合金被覆層。優(yōu)選Cu鍍層的平均厚度為0. 1 1. 5 μ m，Sn鍍層的平均厚度為0. 3 8. 0 μ m， Ni鍍層的平均厚度優(yōu)選為0. 1 10 μ m。還有在本發(fā)明中，Cu鍍層、Sn鍍層和Ni鍍層除了 Cu、Sn、Ni金屬以外，也包括Cu 合金、Sn合金和Ni合金。Cu鍍層、Sn鍍層和Ni鍍層為Cu合金、Sn合金和Ni合金時(shí)，各合金的合金元素與Cu被覆層、Sn被覆層和Ni被覆層的各合金相同即可。通過以下的實(shí)施例，究其要點(diǎn)，更具體地進(jìn)行說明，但本發(fā)明并不受這些實(shí)施例限定。實(shí)施例1[Cu合金母材的制作]在本實(shí)施例中，Cu中含有1.8質(zhì)量％的慰、0.40質(zhì)量％的Si、l. 1質(zhì)量％的&1、 0. 10質(zhì)量％的Sn，制作維氏硬度180，厚度0. 25mmt的銅合金條。
從上述銅合金條上切下100mmX40mm(軋制長度方向X直角方向)的試驗(yàn)片，在形成銷端子(日語C >端子)的順?biāo)徒饘倌＞邇?nèi)的既定位置(銷端子成形加工后的位置)，安裝在按壓面上附加有既定凹凸的零件，以5mm間隔成形加工lmmWX22mmL的銷端子形狀，同時(shí)對(duì)各銷端子的ImmwX IOmmL的范圍進(jìn)行表面粗糙化處理。成形加工和表面粗糙化處理后的銅板材的概略圖顯示在圖5中。在圖5中，2為銅板材，3為銷端子部，兩個(gè)箭頭的范圍是實(shí)施了表面粗糙化處理的部分。通過使用凹凸形狀不同的零件等，能夠得到各種表面粗糙度。但是，關(guān)于作為現(xiàn)有材料的No. 11，仿效專利文獻(xiàn)1、2，使用對(duì)表面進(jìn)行了表面粗糙化處理的工作輥進(jìn)行軋制，使銅板材的整個(gè)面粗糙化后，成形加工為銷端子形狀，關(guān)于同樣作為現(xiàn)有材料的No. 12，完全不進(jìn)行表面粗糙化處理。接著，根據(jù)下述方法進(jìn)行表面粗糙度的測(cè)量。測(cè)量的算術(shù)平均粗糙度Ra、凹凸的平均間隔RSm、偏斜度Rsk和突出峰部高度Rpk顯示在表1中。另外，No. 1的粗糙度曲線、振幅曲線和負(fù)荷曲線顯示在圖1 3中。[表面粗糙度測(cè)量方法]使用接觸式粗糙度儀(株式會(huì)社東京精密制(TOKYO SEIMITSU CO, LTD)，寸一 7 二 K (SURFC0M) 1400)，基于 JIS B0601 :2001, JIS B0671 :2002 進(jìn)行測(cè)量。表面粗糙度測(cè)量條件為，切斷值0. 8mm，基準(zhǔn)長度0. 8mm，評(píng)價(jià)長度4. 0mm，測(cè)量速度0. 3mm/s，觸針前端半徑5ymR，測(cè)量沿銷端子插入方向在多處進(jìn)行，以算術(shù)平均粗糙度Ra出現(xiàn)最大的粗糙度曲線為基礎(chǔ)，求得表面粗糙度的各參數(shù)。還有，關(guān)于No. 1 10、13 17的試驗(yàn)材，在能夠確保評(píng)價(jià)長度4. Omm的范圍內(nèi)，在銷端子插入方向以外也進(jìn)行算術(shù)平均粗糙度Ra的測(cè)量。其結(jié)果是，在這些試驗(yàn)材中，算術(shù)平均粗糙度Ra無論在哪個(gè)方向上，都與在銷端子插入方向上測(cè)量的算術(shù)平均粗糙度Ra的最大值大致等同或在其以下。接著，對(duì)于No. 1 17的銅板材實(shí)施鍍Cu和鍍Sn后，進(jìn)行280°C X IOsec的回流處理而得到實(shí)驗(yàn)片。Cu鍍層的平均厚度為0. 15 μ m,使Sn鍍層的平均厚度變化為0. 7 μ m、 1. 0 μ m禾口 1. 3 μ m，回流后的Sn被覆層的厚度分別為0. 4 μ m、0. 7 μ m、1. 0 μ m。實(shí)施例1 (Sn被覆層的厚度0. 7 μ m)的表面SEM(組成像)顯示在圖6中?？芍獔D中的白色部為Sn被覆層，黑色部為Cu-Sn合金被覆層，在最表面形成有Cu-Sn合金被覆層和Sn被覆層(Cu-Sn合金被覆層從Sn被覆層之間露出)。在該例中，平行線狀的Sn被覆層直角交叉而成為格子狀。另外，各Sn被覆層的方向相對(duì)于端子插入方向設(shè)定為45°的角度。在No. 2 10、13 17中，也形成平行線狀的Sn被覆層(包含格子狀的Sn被覆層)。還有，Cu鍍層、Sn鍍層和Sn被覆層的平均厚度的測(cè)量方法如下。[Cu鍍層的平均厚度的測(cè)量方法]使用SEM(掃描型電子顯微鏡)，以10000倍的倍率觀察以切片法進(jìn)行加工的回流處理前的試驗(yàn)材的截面，通過圖像分析處理計(jì)算Cu鍍層的平均厚度。[Sn鍍層的平均厚度的測(cè)量方法]使用X射線熒光膜厚儀(七^ -一 ^ > ^ ^ ^ > ^株式會(huì)社 (Seikolnstruments Inc.)，SFT3200)，測(cè)量回流處理前的試驗(yàn)材的Sn鍍層的平均厚度。測(cè)定條件中，校正線使用Sn/母材的單層校正線，將準(zhǔn)直儀直徑設(shè)為Φ0.5πιπι。[Sn被覆層的平均厚度的測(cè)量方法]
首先，使用X射線熒光膜厚儀(七^ - 一 4 > ^ 7 > > > 7株式會(huì)社，SFT3200)， 測(cè)量試驗(yàn)材的Sn被覆層的膜厚和Cu-Sn合金被覆層所含有的Sn成分的膜厚的和。其后， 在以P-硝基苯酚(p-nitrophenol)和苛性鈉為成分的水溶液中浸漬10分鐘，除去Sn被覆層。再次使用X射線熒光膜厚儀，測(cè)量Cu-Sn合金被覆層所含有的Sn成分的膜厚。測(cè)量條件為，校正線使用Sn/母材的單層校正線，使準(zhǔn)直儀直徑為Φ0.5πιπι。在Sn被覆層的膜厚和Cu-Sn合金被覆層所含有Sn成分的膜厚的和的測(cè)量中，作為測(cè)量點(diǎn)，對(duì)于寬Imm的試驗(yàn)片來說，在夾隔試驗(yàn)片的寬度方向(與長度方向直交的方向)中央位置和由準(zhǔn)直儀照射的 X射線端避開沖裁所形成的角部的下陷(sags)的中央位置的2處位置(計(jì)3處)，對(duì)于寬 3mm的沖裁材來說，在試驗(yàn)片的寬度方向(與長度方向直交的方向)中央位置和從兩端進(jìn)入 0. 5mm的位置(計(jì)3處)，分別從長度方向端部進(jìn)入Imm的位置和距該位置沿長度方向間距
0.5mm，共計(jì)選定10個(gè)點(diǎn)，求得每個(gè)試驗(yàn)片3處X 10點(diǎn)的共計(jì)30個(gè)點(diǎn)的測(cè)量值的平均值。 Cu-Sn合金被覆層所含有的Sn成分的膜厚的測(cè)量也以同樣方式進(jìn)行。從所得到的Sn被覆層的膜厚和Cu-Sn合金被覆層所含有的Sn成分的膜厚的和，減去Cu-Sn合金被覆層所含有的Sn成分的膜厚，由此計(jì)算Sn被覆層的平均厚度。接著，對(duì)于得到的試驗(yàn)片，按照下述的要領(lǐng)進(jìn)行摩擦系數(shù)評(píng)價(jià)試驗(yàn)。其結(jié)果顯示在表1中。還有，表1的摩擦系數(shù)的壓紋1.5 —欄記述的是雌端子試驗(yàn)片的半球的內(nèi)徑為
1.5mm時(shí)的摩擦系數(shù)，壓紋1. 0—欄記述的是雌試驗(yàn)片的的半球的內(nèi)徑為1. Omm時(shí)的摩擦系數(shù)。[摩擦系數(shù)評(píng)價(jià)試驗(yàn)]模擬嵌合型連接部件的電接點(diǎn)的接榫(日語d >卜)部的形狀，使用圖7 所示的裝置進(jìn)行評(píng)價(jià)。首先，把從各試驗(yàn)材(No. 1 17)切下的銷端子形狀的雄端子試驗(yàn)片4固定在水平的工作臺(tái)5上，在其上放置雌端子試驗(yàn)片6，使被覆層彼此接觸，該雌端子試驗(yàn)片6是從使用No. 12的母材，不進(jìn)行端子成形加工，而是以平板形狀進(jìn)行了鍍敷加工(Cu 0. 15 μ m、Sn :1. 0 μ m,回流處理)的材料上切下的半球加工材(內(nèi)徑為Φ 1. 5mm和 Φ 1. 0mm)。接著，對(duì)雌端子試驗(yàn)片6施加3. ON的載荷(錘7)按壓雄端子試驗(yàn)片4，使用臥式載荷測(cè)量?jī)x(7^ 2—工 > 夕二 τ >J >夕·'株式會(huì)社(ΑΙΚ0Η ENGINEERING CO, LTD), Model-2152)，沿端子插入方向在水平方向上牽引雄試驗(yàn)片4(滑動(dòng)速度為SOmm/min)，測(cè)量滑動(dòng)距離達(dá)到5mm的最大摩擦力F(單位N)。摩擦系數(shù)根據(jù)下式(1)求得。還有，8是測(cè)力傳感器，箭頭是滑動(dòng)方向。摩擦系數(shù)=F/3.0···(1)表1
權(quán)利要求
1.一種連接部件用銅板材，其是在最表面形成有Cu-Sn合金被覆層和Sn或Sn合金被覆層的連接部件用銅板材，其特征在于，所述連接部件用銅板材的表面粗糙度中，與連接時(shí)的滑動(dòng)方向平行的方向的算術(shù)平均粗糙度Ra為0. 5μπι以上、4. Oym以下，同方向的凹凸的平均間隔RSm為0.01mm以上、0. 3mm 以下，偏斜度Rsk小于0，突出峰部高度Rpk為Iym以下。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連接部件用銅板材，其特征在于，同方向的突出谷部深度Rvk為2μπι以上、15μπι以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連接部件用銅板材，其特征在于，被沖裁加工成銷端子形狀。
4.一種連接部件用導(dǎo)電材料，其特征在于，在權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的連接部件用銅板材的表面，依次形成Cu-Sn合金被覆層和Sn或Sn合金被覆層，Cu-Sn合金被覆層的一部分在最表面露出。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的連接部件用導(dǎo)電材料，其特征在于，在所述連接部件用銅板材的表面與所述Cu-Sn合金層之間具有M被覆層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的連接部件用導(dǎo)電材料，其特征在于，在所述Ni被覆層與所述Cu-Sn合金層之間還具有Cu被覆層。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的連接部件用導(dǎo)電材料，其特征在于，在所述連接部件用銅板材的表面與所述M被覆層之間還具有Cu被覆層。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的連接部件用導(dǎo)電材料，其特征在于，所述Sn被覆層經(jīng)回流處理而平滑化。
9.一種嵌合型連接部件，其是對(duì)沖裁加工成既定形狀的銅板材進(jìn)行后鍍敷及回流處理而制造，且在與對(duì)方側(cè)部件的接觸側(cè)最表面混合存在Cu-Sn合金被覆層和Sn被覆層，且所述Sn被覆層經(jīng)回流處理而平滑化的嵌合型連接部件，其特征在于，所述Sn被覆層包括作為多條平行線而被觀察到的Sn被覆層群，在構(gòu)成所述Sn被覆層群的各個(gè)Sn被覆層的兩側(cè)，鄰接存在所述Cu-Sn合金被覆層，部件插入方向的最大高度粗糙度Rz為10 μ m以下。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的嵌合型連接部件，其特征在于，屬于所述Sn被覆層群的Sn被覆層的寬度為1 500 μ m,屬于所述Sn被覆層群的Sn 被覆層中鄰接的Sn被覆層彼此的間隔為1 2000 μ m。
11.一種嵌合型連接部件，其是對(duì)沖裁加工成既定形狀的銅板材進(jìn)行后鍍敷及回流處理而制造，且在與對(duì)方側(cè)端子的接觸側(cè)最表面混合存在Cu-Sn合金被覆層和Sn被覆層，且所述Sn被覆層經(jīng)回流處理而平滑化的嵌合型連接部件，其特征在于，所述Sn被覆層包括作為多條平行線而被觀察到的Sn被覆層群、和同樣作為多條平行線被觀察到的其他Sn被覆層群1個(gè)或2個(gè)以上，各Sn被覆層群交叉成格子狀，在構(gòu)成各Sn 被覆層群的各個(gè)Sn被覆層的兩側(cè)，鄰接存在Cu-Sn合金被覆層，部件插入方向的最大高度粗糙度Rz為IOym以下。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的嵌合型連接部件，其特征在于，屬于所述Sn被覆層群的Sn被覆層的寬度為1 500 μ m，屬于相同的Sn被覆層群的 Sn被覆層中鄰接的Sn被覆層彼此的間隔為1 2000 μ m。
13.根據(jù)權(quán)利要求9 12中任一項(xiàng)所述的嵌合型連接部件，其特征在于，所述銅板材在后鍍敷之前被實(shí)施表面粗糙化處理，在表面作為多條平行線而被觀察到的凹部經(jīng)沖壓加工形成。
14.根據(jù)權(quán)利要求9 12中任一項(xiàng)所述的嵌合型連接部件，其特征在于，在所述銅板材表面，依次形成所述Cu-Sn合金被覆層和Sn被覆層作為表面鍍層，所述 Cu-Sn合金被覆層的一部分在最表面露出。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的嵌合型連接部件，其特征在于，所述Cu-Sn合金被覆層的平均厚度為0. 1 3 μ m，所述Sn被覆層的平均厚度為0. 2 5. 0 μ m0
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的嵌合型連接部件，其特征在于， 在所述銅板材的表面與所述Cu-Sn合金被覆層之間具有M被覆層。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的嵌合型連接部件，其特征在于， 在所述M被覆層與所述Cu-Sn合金被覆層之間還具有Cu被覆層。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的嵌合型連接部件，其特征在于， 在所述銅板材的表面與所述M被覆層之間還具有Cu被覆層。
19.一種權(quán)利要求9 12中任一項(xiàng)所述的嵌合型連接部件的制造方法，其特征在于， 在沖裁加工銅板材的同時(shí)或其前后，利用沖壓加工在所述銅板材的表面進(jìn)行表面粗糙化處理，形成作為多條平行線而被觀察到的凹部，接著對(duì)經(jīng)表面粗糙化處理的銅板材的表面進(jìn)行后鍍敷，再進(jìn)行回流處理。
全文摘要
對(duì)于銅板材的表面粗糙度進(jìn)行調(diào)整，以使與連接時(shí)的滑動(dòng)方向平行的方向的算術(shù)平均粗糙度Ra為0.5μm以上4.0μm以下，同方向的凹凸的平均間隔RSm為0.01mm以上0.3mm以下，偏斜度Rsk低于0，突出峰部高度Rpk在1μm以下。另外，作為表面被覆層，含有作為多條平行線被觀察到的Sn被覆層群X，在構(gòu)成該Sn被覆層群X的各個(gè)Sn被覆層(101a～101d)的兩側(cè)，鄰接存在Cu-Sn合金被覆層(2)。部件插入方向的最大高度粗糙度Rz為10μm以下。在銅板材的沖裁加工時(shí)，經(jīng)沖壓加工進(jìn)行表面粗糙化處理，在銅板材表面形成作為多條平行線被觀察到的凹部，接著對(duì)銅板材進(jìn)行鍍Cu和鍍Sn，實(shí)施回流處理而制造。
文檔編號(hào)H01R13/03GK102201626SQ20111007855
公開日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2011年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月26日
發(fā)明者三井俊幸, 平浩一, 真砂靖, 角本淳一 申請(qǐng)人:株式會(huì)社神戶制鋼所, 神鋼力得米克株式會(huì)社