[发明专利]Sn镀覆材料及其制造方法

说明书

在由铜或铜合金构成的基材(10)的表面实施了Sn镀覆的镀Sn材料中，基材(10)的表面形成由Ni和Cu‑Ni中的至少一方构成的基底层(12)，该基底层(12)的表面形成通过由大量的Cu‑Sn类合金的结晶粒构成的Cu‑Sn类合金层(14)、和最外表面的位于相邻的Cu‑Sn类合金的结晶粒间的凹部内的Sn层(16)构成的最外层，最外表面中Sn层(16)所占的面积率为20～80％，Sn层(16)的最大厚度小于Cu‑Sn类合金的结晶粒的平均粒径。

技术领域

本发明涉及Sn镀覆材料及其制造方法，特别涉及用作可插拔的连接端子等的材料的Sn镀覆材料及其制造方法。

背景技术

以往，作为可插拔的连接端子的材料，使用在铜和铜合金等导体原料的最外层实施了镀Sn的Sn镀覆材料。特别地，Sn镀覆材料的接触电阻小，从接触可靠性、耐腐蚀性、锡焊性、经济性等方面考虑，一直用作以下产品的材料：汽车，移动电话、计算机等信息通讯机器，机器人等工业机器的控制基板，连接器、引线框、继电器、开关等端子和汇流条。

作为这种Sn镀覆材料，提出了下述实施了镀覆的铜或铜合金：在铜或铜合金的表面上形成有Ni或Ni合金层、最外表面侧形成有Sn或Sn合金层、Ni或Ni合金层与Sn或Sn合金层之间形成有1层以上的以Cu和Sn为主成分的中间层或以Cu、Ni和Sn为主成分的中间层、这些中间层中的至少一层中间层含有Cu含量在50重量％以下且Ni含量在20重量％以下的层(例如，参照日本专利特开2003-293187号公报)。

另外，提出了下述连接部件用导电材料：在由Cu带板构成的母材的表面依次形成有Cu含量为20～70at％且平均厚度为0.2～3.0μm的Cu-Sn合金被覆层和平均厚度为0.2～5.0μm的Sn被覆层，其表面经回流处理(日文：リフロー処理)，至少一个方向上的算术平均粗糙度Ra在0.15μm以上且所有方向上的算术平均粗糙度Ra在3.0μm以下，Sn被覆层的表面形成一部分露出的Cu-Sn合金被覆层，Cu-Sn合金被覆层的材料表面露出面积率为3～75％(例如，参照日本专利特开2006-183068号公报)。

但是，日本专利特开2003-293187号公报的Sn镀覆材料虽然锡焊性、抗晶须性(日文：耐ウィスカ性)以及耐热可靠性和成形加工性良好，但是如果该Sn镀覆材料用作可插拔的连接端子等的材料，则存在连接端子插入时插入力变高的问题。另外，日本专利特开2006-183068号公报的Sn镀覆材料为了使用作可插拔的连接端子等的材料时的插入力变低，需在基材的表面粗糙化后再实施镀覆，因此制造成本变高。

发明内容

于是，本发明鉴于上述以往的问题点，目的在于提供作为可插拔的连接端子等电气元件的材料使用时的插入力低的Sn镀覆材料和以低成本制造该Sn镀覆材料的方法。

本发明者为解决上述问题进行了仔细研究，结果发现在由铜或铜合金构成的基材的表面实施了Sn镀覆的Sn镀覆材料中，基材表面形成由Ni和Cu-Ni合金中的至少一方构成的基底层，该基底层的表面形成通过由大量的Cu-Sn类合金的结晶粒构成的Cu-Sn类合金层、和最外表面的位于相邻的Cu-Sn类合金的结晶粒间的凹部内的Sn层构成的最外层，通过使最外表面中Sn层所占的面积率为20～80％且Sn层的最大厚度小于Cu-Sn类合金的结晶粒的平均粒径，能够以低成本制造作为可插拔的连接端子等电气元件的材料使用时的插入力低的Sn镀覆材料，从而完成了本发明。

即，本发明的Sn镀覆材料是在由铜或铜合金构成的基材的表面实施了Sn镀覆的Sn镀覆材料，该材料的特征是，基材的表面形成由Ni和Cu-Ni合金中的至少一方构成的基底层，该基底层的表面形成通过由大量的Cu-Sn类合金的结晶粒构成的Cu-Sn类合金层、和最外表面的位于相邻的Cu-Sn类合金的结晶粒间的凹部内的Sn层构成的最外层，最外表面中Sn层所占的面积比率为20～80％，Sn层的最大厚度小于Cu-Sn类合金的结晶粒的平均粒径。