[发明专利]连接器用端子材

说明书

一种端子材，具有至少表面由Cu或Cu合金构成的基材、所述基材上的厚度0.1μm以上且1.0μm以下的Ni层、所述Ni层上的厚度0.2μm以上且2.5μm以下的Cu‑Sn金属间化合物层及所述Cu‑Sn金属间化合物层上的厚度0.5μm以上且3.0μm以下的Sn层，通过EBSD法以0.1μm的测量步长来分析所述Cu‑Sn金属间化合物层及所述Sn层的截面，将相邻的像素间的取向差为2°以上的边界视为晶界，所述Cu‑Sn金属间化合物层的平均结晶粒径Dc为0.5μm以上，所述Sn层的平均结晶粒径Ds与所述平均结晶粒径Dc的粒径比Ds/Dc为5以下。

技术领域

本发明涉及一种在汽车或民用设备等的电气配线的连接中使用的连接器用端子材。本申请基于2019年9月30日申请的专利申请2019-181011号主张优先权，并在此援用其内容。

背景技术

在汽车或民用设备等的电气配线的连接中使用的连接器用端子材一般使用回流焊镀锡材而制造，该回流焊镀锡材是对通过电解电镀形成于由Cu或Cu合金构成的基材的表面的镀Sn膜实施加热熔融及凝固而成的。

对于这种端子材而言，近年来在发动机室等高温环境下被使用，或在因大电流通电而端子本身发热的环境下被使用的情况逐渐增加。在这种高温的环境下，从母材向外扩散的Cu与Sn层反应而以Cu-Sn金属间化合物的形式生长至表面，由于该Cu进行氧化，因此接触电阻上升，这点成为问题，要求即使在高温环境下也维持长时间稳定的电连接可靠性的端子材。

例如，在专利文献1中公开了一种端子材，其在由Cu或Cu合金构成的基材的表面，依次形成有Ni层、由Cu-Sn合金层(Cu-Sn金属间化合物层)构成的中间层及由Sn或Sn合金构成的表面层。此时，Ni层在基材上进行外延生长，通过将Ni层的平均结晶粒径设为1μm以上，将Ni层的厚度设为0.1～1.0μm，且将中间层的厚度设为0.2～1.0μm，将表面层的厚度设为0.5～2.0μm，提高对由Cu或Cu合金构成的基底基材的阻隔性，并且更可靠地防止Cu的扩散而提高耐热性，可得到即使在高温环境下也能维持稳定的接触电阻的镀Sn材。

在专利文献2中公开了一种端子材，其在由铜或铜合金构成的基材的表面上，形成有厚度0.05～1.0μm的Ni或Ni合金层，在最表面侧形成有Sn或Sn合金层，在Ni或Ni合金层与Sn或Sn合金层之间形成有一层以上的以Cu与Sn为主成分的扩散层或以Cu、Ni及Sn为主成分的扩散层。并且，记载了这些扩散层中与Sn或Sn合金层接触的扩散层的厚度为0.2～2.0μm且Cu含量为50重量％以下、Ni含量为20重量％以下。

在专利文献3中公开了一种端子材，其在Cu系基材的表面具有多个镀敷层，在构成其表层部分的平均厚度0.05～1.5μm的由Sn或Sn合金构成的Sn系镀敷层上，形成有硬度为10～20Hv且平均厚度为0.05～0.5μm的Sn-Ag被覆层。并且，记载了Sn-Ag被覆层包括Sn粒子及Ag₃Sn粒子，Sn粒子的平均粒径为1～10μm，Ag₃Sn粒子的平均粒径为10～100nm。

专利文献1：日本特开2014-122403号公报

专利文献2：日本特开2003-293187号公报

专利文献3：日本特开2010-280946号公报

如专利文献1或专利文献2的记载，覆盖基材的表面的Ni层抑制来自基材的Cu的扩散，其上的Cu-Sn金属间化合物层具有抑制Ni向Sn层扩散的效果，通过该效果可在高温环境下维持长时间稳定的电连接可靠性。然而，根据情况在高温环境下Ni向Sn层扩散，因此Ni层的一部分受到损伤，基材的Cu从该损伤部分向Sn层扩散并到达表面而被氧化，从而存在接触电阻增大的问题。

如专利文献3的记载，通过在表面形成镀Ag层，可防止表面的氧化，但存在成本高的问题。

发明内容