[发明专利]镀锡层的耐热剥离性优良的Cu-Ni-Si系合金镀锡条

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有良好的耐热剥离性的Cu-Ni-Si系合金镀锡条，其适合用作连接器、端子、继电器、开关等的导电性弹簧材料。

背景技术

以往，作为连接器、端子等电子材料用铜合金，使用以磷青铜和黄铜为代表的固溶强化型铜合金。但是，近年来，随着端子、连接器等的小型化的发展，具有更高强度和更高导电性的沉淀硬化型铜合金的使用量逐渐增加，取代了以往的固溶强化型铜合金。沉淀硬化型铜合金中，通过对经固溶化处理的过饱和固溶体实施时效处理，微细的析出物均匀地分散，合金的强度提高，与此同时，铜中的固溶元素量减少，导电性提高。因此，沉淀硬化型铜合金的强度、导电性优良。

沉淀硬化型铜合金的代表性的例子有Cu-Ni-Si系合金，作为电子材料用铜合金正逐渐实用化。该铜合金中，微细的Ni-Si系金属互化物粒子在铜基质中析出，因而强度和导电率提高。Cu-Ni-Si系合金的常规制造工艺与普通的沉淀硬化型铜合金相同，首先进行大气熔化，铸造所需组成的铸锭。然后进行热轧、冷轧和时效热处理，制成具有所需厚度和特性的条或箔。

对如上所述制造的Cu-Ni-Si系合金条等实施镀Sn而得的Cu-Ni-Si系合金镀Sn条可以发挥Sn的优良的焊接浸润性和电连接性而用作汽车和民用的连接器、端子等。因此，对于Cu-Ni-Si系合金镀Sn条的特性，除了要求优良的强度、高电气和热传导性以外，还要求镀锡层的耐热剥离性等也优良。

Cu-Ni-Si系合金镀Sn条通常通过下述工序制造：在连续镀敷流水线上进行脱脂及酸洗后通过电镀法实施基底镀敷，接着通过电镀法实施镀Sn，最后实施回流(reflow)处理，使Sn镀层熔融。

作为Cu-Ni-Si系合金镀Sn条的基底镀层，通常采用Cu基底镀层，对于要求耐热性的用途，有时也实施Cu/Ni双层基底镀层。这里，Cu/Ni双层基底镀层是指按照Ni基底镀层、Cu基底镀层、Sn镀层的顺序进行电镀后实施回流处理而得的镀层。该技术在专利文献1～3(日本专利特开平6-196349、日本专利特开2003-293187、日本专利特开2004-68026号公报)等中揭示。

关于镀层剥离性，在专利文献4(日本专利特开平9-209062号公报)中，为了改善焊接浸润性和Ag镀层的耐加热膨胀性而限定了Si氧化物的大小。专利文献5(日本专利特开2007-39789号公报)中记载，有效的是抑制镀层与母材的界面的Si浓度。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开平6-196349号公报

专利文献2：日本专利特开2003-293187号公报

专利文献3：日本专利特开2004-68026号公报

专利文献4：日本专利特开平9-209062号公报

专利文献5：日本专利特开2007-39789号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，专利文献1～3的Cu-Ni-Si系合金镀Sn条存在长时间保持在高温下时镀层会从母材剥离的问题。

上述专利文献4不是涉及Sn镀层的发明，而是涉及Ag镀层的发明，在经济性方面不理想，即使将为了改善耐加热膨胀性而在该文献中采用的对Si氧化物大小的限定直接应用于Sn镀层，也由于镀层成分不同而无法期待优良的效果。

虽然专利文献5中记载，为了获得良好的耐热剥离性，有效的是抑制镀层与母材的界面的Si浓度，但并没有关于促进耐热剥离性的其它元素的浓度的记载。

于是，本发明人从与上述现有技术完全不同的角度进行了Cu-Ni-Si系合金镀锡条的耐热剥离性的改善。

解决课题用的手段

本发明人着眼于实施回流处理后的Cu-Ni-Si系合金镀Sn条的母材与其正上方的镀层的界面的Si浓度和Zn浓度，考察界面的Si浓度和Zn浓度与镀层的耐热剥离性之间的关系，获得了以下见解。

Cu-Ni-Si系合金如上所述，通过对经固溶化处理的过饱和固溶体实施时效处理，微细的Ni-Si化合物粒子析出，有助于强度提高。但是，固溶Si并非全都以Ni-Si化合物的形式析出，而是有一部分固溶于Cu基质中而残存。该残存的固溶Si在镀敷后必然也会残存，在镀敷后迁移至母材与镀层的界面，在界面上生成Si浓化层。该生成于母材/镀层界面上的Si浓化层成为镀层剥离的原因。因此，为了获得良好的镀层的耐热剥离性，需要防止回流处理后的母材与镀层的界面下的Si浓度的升高。