連接器用電接點材料及其制造方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及連接器用電接點材料及其制造方法。
【背景技術】
[0002]作為連接器用的電接點材料，主要使用銅合金。銅合金通過在其表面形成非導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、導致作為電接點材料的功能下降。
[0003]因此，在將銅合金用作電接點材料的情況下，有時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，因此在設置于電接點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，使用設置有Sn鍍膜的電接點材料的端子還存在端子插入時的插入力升高這樣的缺點。
[0005]為了應對這些現有的問題，提出了在連接器用電接點材料的最外表面形成CuSn合金層的技術(專利文獻I)、在最外表面形成Sn或Sn合金層并在其下側形成包含以Cu-Sn為主體的金屬間化合物的合金層的技術(專利文獻2)、在Sn系鍍層之上形成Ag3Sn合金層的技術(專利文獻3)等。
[0006]但是，在上述現有技術中，無法說能夠充分地解決上述問題。因此，本發明人進行深入研究，開發了如下方法: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電性，此外抑制了合金層的氧化，因此能夠歷經長期維持電接點的導電性，可以穩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良并且為低摩擦系數，因此能夠充分地減小端子插入時的插入力(專利文獻4)。
[0007]現有技術文獻
[0008]專利文獻
[0009]專利文獻I:日本特開號公報
[0010]專利文獻2:日本特開2011-12350號公報
[0011]專利文獻3:日本特開2011-26677號公報
[0012]專利文獻4:日本特開號公報

【發明內容】

[0013]發明所要解決的問題
[0014]但是，在應用上述專利文獻4的技術的情況下，需要設置先除去絕緣性氧化物層的工序，因此存在工序變得復雜這樣的問題。因此，期望開發出一種不用設置先除去合金化時形成的絕緣性氧化物層的工序而能夠歷經長期維持穩定的接觸電阻、進一步能夠在表面容易地形成導電性氧化物或氫氧化物的層的連接器用電接點材料的制造方法。
[0015]此外，使用CuSn合金作為合金層的電接點材料雖然在放置于高溫狀態后也顯示出相對穩定的接觸電阻特性，但被指出在暴露于高濕環境下的情況下引起接觸電阻的升高這樣的問題。也期望開發出能夠解決上述問題的電接點材料。
[0016]鑒于上述背景，本發明要提供一種制造容易、且即使在放置于高濕環境下的情況下也能夠長期地維持穩定的接觸電阻的連接器用電接點材料及其制造方法。
[0017]用于解決問題的手段
[0018]本發明的一個方式是一種連接器用電接點材料，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]本發明的其它方式為一種連接器用電接點材料的制造方法，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成的金屬層處于最外層而成，
[0026]然后，對該多層金屬層進行回流處理，所述回流處理為在氧化氣氛下進行加熱，[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電性覆膜層。
[0028]發明效果
[0029]上述連接器用電接點材料具有含有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在放置于高濕環境下的情況下的耐久性顯著提高。這根據后述的實施例和比較例明顯可知。
[0030]另外，這樣優良的連接器用電接點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電性氧化物或氫氧化物構成的導電性覆膜層。
[0031]如此，根據本發明，可以得到制造容易、且即使在放置于高濕環境下的情況下也能夠長期維持穩定的接觸電阻的連接器用電接點材料及其制造方法。
【附圖說明】
[0032]圖1是表示實施例1中的、在基材上形成了多層金屬層的狀態的說明圖。
[0033]圖2是表示實施例1中的、連接器用電接點材料的構成的說明圖。
[0034]圖3是表示實施例1中的、連接器用電接點材料(試樣El)的初期評價結果的說明圖。
[0035]圖4是表示實施例1中的、連接器用電接點材料(試樣El)的高溫耐久試驗后評價結果的說明圖。
[0036]圖5是表示實施例1中的、連接器用電接點材料(試樣El)的高濕度耐久試驗后評價結果的說明圖。
[0037]圖6是表示實施例2中的、連接器用電接點材料(試樣E2)的初期評價結果的說明圖。
[0038]圖7是表示實施例2中的、連接器用電接點材料(試樣E2)的高溫耐久試驗后評價結果的說明圖。
[0039]圖8是表示實施例2中的、連接器用電接點材料(試樣E2)的高濕度耐久試驗后評價結果的說明圖。
[0040]圖9是表示實施例3中的、連接器用電接點材料(試樣E3)的初期評價結果的說明圖。
[0041]圖10是表示實施例3中的、連接器用電接點材料(試樣E3)的高溫耐久試驗后評價結果的說明圖。
[0042]圖11是表示實施例3中的、連接器用電接點材料(試樣E3)的高濕度耐久試驗后評價結果的說明圖。
[0043]圖12是表示比較例I中的、連接器用電接點材料(試樣Cl)的初期評價結果的說明圖。
[0044]圖13是表示比較例I中的、連接器用電接點材料(試樣Cl)的高溫耐久試驗后評價結果的說明圖。
[0045]圖14是表示比較例I中的、連接器用電接點材料(試樣Cl)的高濕度耐久試驗后評價結果的說明圖。
【具體實施方式】
[0046]上述連接器用電接點材料中的上述基材可以選自具有導電性的各種金屬。具體而言，作為上述基材，優選使用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電性而且成形性、彈性也優良，能夠應用于各種方式的電接點。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用途進行各種選擇。需要說明的是，通常厚度優選設定為約0.2?2mm。
[0047]在上述基材的表面