[发明专利]耐热性优异的带Sn镀层的铜或铜合金及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及主要用于机动车所使用的端子、连接器和接线盒的连接部件用导电材料的带Sn镀层的铜或铜合金及其制造方法。

背景技术

历来，带镀Sn(回流镀Sn、电光泽镀Sn)铜合金被用于车载用的连接器等。

近年来，根据机动车室内节省空间的要求，连接器的设置位置从室内向发动机室转移，发动机室内的气氛温度为150℃左右或其以上。因此，现有的镀Sn材中，来自铜或铜合金母材的Cu盒合金元素在表面扩散，在镀Sn表层形成厚的氧化皮膜，端子接点部的接触电阻增加，会发生电子控制机器的发热盒导电不良。

作为改善其的技术，公开有在母材和Sn镀层之间通过设置Ni层和Cu-Sn合金层防止Cu从母材的扩散的方法(参见专利文献1、2)，在150℃即使长时间加热后也能够维持端子接点部低的接触电阻。但是，避免在超过150℃的温度区域使用。

在超过150℃的温度长时间加热时，Ni的扩散速度变快，即使是日本特开2004-68026号，日本特开2006-77307号的带Sn镀层的铜合金，Ni也会从Cu-Sn合金层的谷间或极薄的部分向Sn层中扩散，在镀Sn表层形成Ni-Sn的金属间化合物和Ni的氧化物，与现有的镀Sn材同样，接触电阻值增加，发生发热、导电不良，难以维持电可靠性。因此，要求即使在180℃的长时间加热后，接触电阻值的增加，镀敷剥离难以发生的镀敷材。

发明内容

本发明鉴于上述问题点而形成，其目的在于提供一种带Sn镀层的铜或铜合金，其在由铜或铜合金构成的母材表面顺序形成由Ni层、Cu-Sn合金层、Sn层构成的表面镀敷层，即使长时间暴露于180℃的温度环境下，耐热性也优异。

本发明的带Sn镀层的铜或铜合金，是在由铜或铜合金构成的母材表面，从所述母材侧顺序形成由Ni层、Cu-Sn合金层、Sn层构成的表面镀敷层的铜或铜合金。在此，Ni层的平均厚度为0.1～1.0μm，Cu-Sn合金层的平均厚度为0.55～1.0μm，Sn层的平均厚度为0.2～1.0μm。所述Cu-Sn合金层由两种组成的Cu-Sn合金层构成，所述两种组成的Cu-Sn合金层是与Sn层相接触的部分为η相，与Ni层相接触的部分是ε相。在此，所述η相的平均厚度是0.05～0.2μm，所述ε相的平均厚度是0.5～0.95μm。

在所述带Sn镀层的铜或铜合金中，优选由所述ε相构成的Cu-Sn合金层和由所述η相构成的Cu-Sn合金层的平均厚度的比率为3∶1～7∶1。

在所述带Sn镀层的铜或铜合金中，优选所述η相在一部分表面露出，所述η相的表面露出面积比率为20～50％。

在所述带Sn镀层的铜或铜合金中，优选所述Sn层、所述η相的Cu-Sn合金层和所述ε相的Cu-Sn合金层的平均厚度的比率为2x～4x∶X∶2x～6x。

制造本发明的带Sn镀层的铜或铜合金的方法，在由Cu或Cu合金构成的母材的表面从所述母材侧分别通过电镀顺序形成平均厚度为0.1～1.0μm的Ni镀层、平均厚度为0.4～1.0μm的Cu-Sn合金镀层和平均厚度为0.6～1.0μmSn镀层后，进行Sn镀层的回流处理。

在所述带Sn镀层的铜或铜合金的制造方法中，可以在所述Cu-Sn合金镀层和所述Sn镀层之间，通过电镀形成平均厚度为0.1～0.5μm的Cu镀层。

根据本发明，两种的Cu-Sn合金层成为扩散防止层抑制Cu和Ni的扩散，能够得到即使在高温环境(180℃×1000小时)下，能够防止接触电阻值的增加和镀敷剥离，耐热性优异的带Sn镀层的铜或铜合金。

附图说明

图1是本发明的带Sn镀层的铜合金的截面的SEM组织照片(a)，和同照片的模拟各层的边界的说明图(b)。

具体实施方式

接着，对本发明的带Sn镀层的铜或铜合金的表面镀层的构成及其制造方法顺序进行说明。

(表面镀层)

(Ni层)

表面镀层中的Ni层是为了在高温环境下抑制向由铜或铜合金构成的母材的Sn层中的扩散，提高耐热性而实施的。Ni层的平均厚度低于0.1μm时，母材的Cu扩散抑制效果少，在Sn镀层表面形成Cu氧化物，因此接触电阻的增加，因此，作为Ni层不满足其功能。另一方面，平均厚度超过1.0μm时，弯曲加工中裂纹发生，向端子的成形加工性下降，因此，Ni层的平均厚度为0.1～1.0μm，优选为0.1～0.6μm。