电子元件用镀Sn材料制造技术

本发明专利技术的目的在于提供一种作为连接器、端子等的导电性弹簧材料具有低拔插性和良好的表面光泽的镀Sn材料，其特征在于，该镀Sn材料在铜或铜合金条的基体材料上具有实施了回流焊处理的Sn镀层，其中，回流焊Sn镀层由上侧的Sn层和下侧的Cu-Sn合金层构成，Sn镀层的厚度为0.2～0.8μm，镀Sn材料的轧制直角方向的表面粗糙度Ra为0.05μm以下，RSm为20μm以下，露出到最表面的Cu-Sn合金层的面积比为5～40％，从表面观察时的所述露出的Cu-Sn合金层的晶粒直径为3μm以下。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及适合用作电子元件，特别是连接器、端子等的导电性弹簧材料的镀Sn材料。
技术介绍
作为端子、连接器等的导电性弹簧材料，使用实施了Sn镀敷的铜或铜合金条(以下，称为“镀Sn材料”)。一般，镀Sn材料通过以下工序制造：在连续镀敷作业线进行脱脂以及酸洗后，通过电镀法形成Cu基底镀层，接着通过电镀法形成Sn层，最后实施回流焊处理，使Sn层熔融。近年来，由于电子/电气元件的电路数增大，正在推进将电气信号供给至电路的连接器的多极化。镀Sn材料因其柔软性而在连接器的触点采用使插头和插座粘连的Gas tight(气密)构造，因此与由镀金等构成的连接器相比，每一极的连接器的插入力较高。因此造成了因连接器多极化而产生的连接器插入力的增大的问题。例如，在汽车组装生产线中，嵌合连接器的作业目前大部分由人工进行。如果连接器的插入力变大，则会在组装生产线给作业者造成负担，直接导致作业效率的降低。由此，强烈希望降低镀Sn材料的插入力。此外，一般，在端子、连接器的组装生产线中，设置有用于检测表面缺陷的检测器，其通过在端子表面照射光并检测此反射光来检测缺陷。因此，为了高精度地检测缺陷，要求端子的表面光泽高，即导电性弹簧材料的表面光泽高。一般的镀Sn材料在对铜合金按顺序电镀Cu、Sn之后，通过进行回流焊处理，使Sn层熔融，从母材到表面具有按Cu层、Cu-Sn合金层、Sn层顺序的构造，能够获得高的表面光泽。作为用于降低连接器的插入力的方法，在专利文献1中公开了如下技术：预先对Cu-Ni-Si系铜合金实施粗糙化处理，之后，按顺序电镀Cu、Sn，进行240～360℃、1～12秒的回流焊处理，由此使Sn系表面层的平均厚度为0.4～1.0μm
以下，使Cu-Sn合金层的一部分露出到最表面，将Cu的一部分置换成Ni以及Si，使得Cu-Sn合金层的表面粗糙度Ra为0.3μm以上，Rvk为0.5μm以上，从而实现低拔插性。在专利文献2中公开了如下技术：对Cu-Ni-Si系铜合金按顺序电镀Cu、Sn，进行240～360℃、1～12秒的回流焊处理，由此将Cu-Sn合金层的Cu的一部分置换成Ni以及Si，使得Cu-Sn合金层的表面粗糙度Rvk大于0.2μm，使Cu-Sn合金层露出到最表面，其面积比为10～40％，Sn系表面层的平均厚度为0.2～0.6μm，从而实现低拔插性。在专利文献3中公开了如下技术：使按Cu、Sn的顺序实施了电镀的铜合金在300～900℃的回流焊炉内通过3～20秒，从母材到表面减少Cu浓度，使Sn或Sn合金部分分散到Cu-Sn合金层中，从而兼具低拔插性以及高耐热性。在专利文献4中公开了如下技术：对Cu-Ni-Si系铜合金进行按顺序电镀Cu、Sn，升温至240～360℃，保持6～12秒，之后骤冷的回流焊处理，由此将Cu-Sn合金层的Cu的一部分置换成Ni以及Si，使得Cu-Sn合金层的粗糙度峰度Rku大于3，使Cu-Sn合金层露出到最表面，其面积比为10～40％，Sn系表面层的平均厚度为0.2～0.4μm，从而兼具低拔插性以及高耐热性。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2014-208878号公报专利文献2：日本专利第5263435号公报专利文献3：日本专利第5355935号公报专利文献4：日本特开2013-049909号公报专利技术要解决的问题如上所述，对于降低端子、连接器的插入力，使Cu-Sn合金层的一部分露出到镀Sn材料的最表面是有效的。但是，如果Cu-Sn合金层露出到最表面，则镀Sn材料的表面粗糙度增大，不能获得良好的表面光泽，因此不容易在端子、连接器的组装生产线中进行表面缺陷的检测。在本专利技术人所知的范围内并未找
到能够获得低拔插性和良好的表面光泽的专利技术。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述课题完成的，其目的在于，提供一种作为连接器、端子等的导电性弹簧材料具有低拔插性和良好的表面光泽的镀Sn材料。用于解决问题的方案本专利技术人进行深入研究的结果，发现了为了获得低拔插性和良好的表面光泽，将露出到镀Sn材料的最表面的Cu-Sn合金层的晶粒直径细微化是有效的。如果通过回流焊处理使Cu-Sn合金层露出到镀Sn材料的最表面，则Cu-Sn合金层的截面形状为圆顶状，因此通过回流焊处理而熔融的Sn沿Cu-Sn合金层的形状发生流动，回流焊处理后的镀Sn材料的表面粗糙度增加，表面光泽恶化。因此，通过使露出的Cu-Sn合金层的晶粒直径细微化，能够减轻通过回流焊处理而产生的Sn层的流动，获得低拔插性和良好的表面光泽。即，本专利技术如下：(1)一种镀Sn材料，其特征在于，在铜或铜合金条的基体材料上具有实施了回流焊处理的Sn镀层，其中，回流焊Sn镀层由上侧的Sn层和下侧的Cu-Sn合金层构成，Sn镀层的厚度为0.2～0.8μm，镀Sn材料的轧制直角方向的表面粗糙度Ra为0.05μm以下，RSm为20μm以下，露出到最表面的Cu-Sn合金层的面积比为5～40％，从表面观察时的所述露出的Cu-Sn合金层的晶粒直径为3μm以下。(2)根据(1)所述的镀Sn材料，其中，在铜或铜合金条的基体材料上覆盖有Cu基底镀层、或Ni基底镀层、或将Ni以及Cu按该顺序进行了层叠的Ni/Cu双层基底镀层，在该基底镀层上具有回流焊Sn镀层。(3)一种镀Sn材料的制造方法，其特征在于，在铜或铜合金条的基体材料上，在形成Sn镀层或按顺序形成Cu、Sn镀层后，通过回流焊处理，在基体材料上隔着Cu-Sn合金层形成Sn层，使所述Cu镀层的厚度为0～0.5μm，所述Sn镀层的厚度为0.5～1.5μm，在所述回流焊处理中以温度400～600℃加热1～30秒后，喷雾出20～90℃的冷却水，接着投入至20～90℃的水槽。(4)一种镀Sn材料的制造方法，其特征在于，在铜或铜合金条的基体材料上按顺序形成Ni、Cu、Sn镀层后，通过回流焊处理，在基体材料上覆盖Ni基底镀层或Ni/Cu双层基底镀层，隔着Cu-Sn合金层形成Sn层，使所述Ni镀层的厚度为0.05～3μm，所述Cu镀层的厚度为0.05～0.5μm，所述Sn镀层的厚度为0.5～1.5μm，在所述回流焊处理中以温度400～600℃加热1～30秒后，喷雾出20～90℃的冷却水，接着投入至20～90℃的水槽。(5)一种电子元件，其具备(1)或(2)所述的镀Sn材料。专利技术的效果本专利技术的镀Sn材料特别是在使用于汽车以及电子元件等的端子的情况下，接合时的插入力较低，能高精度地实施端子组装时的表面检查。附图说明图1是镜面反射率测定方法的说明图。图2是动摩擦系数测定方法的说明图。图3是触头顶端的加工方法的说明图。图4是本专利技术的镀Sn材料的SEM反射电子像。具体实施方式以下，对本专利技术的镀Sn材料的一实施方式进行说明。需要说明的是，如果预先没有特别说明，在本专利技术中％表示质量％。(1)基体材料的组成作为成为镀Sn材料的基体材料的铜条，能使用纯度99.9％以上的韧铜、无氧铜，此外，作为铜合金条，能根据所要求的强度、导电性，使用公知的铜合金。作为公知的铜合金，能列举例如Cu-Sn-P系合金、Cu-Zn系合金、Cu-Ti系合金、Cu-Ni-Si系合金、Cu-Sn-Zn系合金、Cu-Zr系合金等。(2)Sn镀层在铜或铜合金条的表面形成有实施了回本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种镀Sn材料，其特征在于，在铜或铜合金条的基体材料上具有实施了回流焊处理的Sn镀层，回流焊Sn镀层由上侧的Sn层和下侧的Cu‑Sn合金层构成，Sn镀层的厚度为0.2～0.8μm，镀Sn材料的轧制直角方向的表面粗糙度Ra为0.05μm以下，RSm为20μm以下，露出到最表面的Cu‑Sn合金层的面积比为5～40％，从表面观察时的所述露出的Cu‑Sn合金层的晶粒直径为3μm以下。

【技术特征摘要】
2015.02.24 JP 2015-0342391.一种镀Sn材料，其特征在于，在铜或铜合金条的基体材料上具有实施了回流焊处理的Sn镀层，回流焊Sn镀层由上侧的Sn层和下侧的Cu-Sn合金层构成，Sn镀层的厚度为0.2～0.8μm，镀Sn材料的轧制直角方向的表面粗糙度Ra为0.05μm以下，RSm为20μm以下，露出到最表面的Cu-Sn合金层的面积比为5～40％，从表面观察时的所述露出的Cu-Sn合金层的晶粒直径为3μm以下。2.根据权利要求1所述的镀Sn材料，其中，在铜或铜合金条的基体材料上覆盖有Cu基底镀层、或Ni基底镀层、或将Ni以及Cu按该顺序进行了层叠的Ni/Cu双层基底镀层，在该基底镀层上具有回流焊Sn镀层。3.一种镀Sn材料的制造方法，其特征在于，在铜或铜合金条的基体材料上，在形成Sn镀层或按顺序...

【专利技术属性】
技术研发人员：长野真之，山崎浩崇，中谷胜哉，
申请(专利权)人：JX金属株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP