连接器用电接点材料及其制造方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及连接器用电接点材料及其制造方法。
【背景技术】
[0002]作为连接器用的电接点材料，主要使用铜合金。铜合金通过在其表面形成非导体或电阻率高的氧化覆膜，由此有可能引起接触电阻的升高、导致作为电接点材料的功能下降。
[0003]因此，在将铜合金用作电接点材料的情况下，有时通过镀敷处理等在铜合金表面形成难以被氧化的Au或Ag等贵金属的层。但是，形成贵金属层的成本高，因此通常多使用廉价且耐腐蚀性相对高的Sn镀层。
[0004]另一方面，Sn镀膜相对较软，因此在设置于电接点材料的表面的情况下，有可能早期磨损而招致接触电阻的升高。此外，使用设置有Sn镀膜的电接点材料的端子还存在端子插入时的插入力升高这样的缺点。
[0005]为了应对这些现有的问题，提出了在连接器用电接点材料的最外表面形成CuSn合金层的技术(专利文献I)、在最外表面形成Sn或Sn合金层并在其下侧形成包含以Cu-Sn为主体的金属间化合物的合金层的技术(专利文献2)、在Sn系镀层之上形成Ag3Sn合金层的技术(专利文献3)等。
[0006]但是，在上述现有技术中，无法说能够充分地解决上述问题。因此，本发明人进行深入研究，开发了如下方法:在基材上形成NiSn、CuSn等合金层后，先除去在其表面形成的绝缘性氧化物层，并再次实施氧化处理。利用该方法，在合金层的表面形成了N1xU在I)与SnOy(y在I)的混合氧化物层、或者是包含Cu0x(x在I)与Sn0y(y在I)的混合氧化物或氢氧化物的层。这些氧化物或氢氧化物的层具有导电性，此外抑制了合金层的氧化，因此能够历经长期维持电接点的导电性，可以稳定地得到低接触电阻。并且，在基材上形成的合金层硬而耐磨损性优良并且为低摩擦系数，因此能够充分地减小端子插入时的插入力(专利文献4)。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献I:日本特开2010-267418号公报
[0010]专利文献2:日本特开2011-12350号公报
[0011]专利文献3:日本特开2011-26677号公报
[0012]专利文献4:日本特开2012-237055号公报
【发明内容】
[0013]发明所要解决的问题
[0014]但是，在应用上述专利文献4的技术的情况下，需要设置先除去绝缘性氧化物层的工序，因此存在工序变得复杂这样的问题。因此，期望开发出一种不用设置先除去合金化时形成的绝缘性氧化物层的工序而能够历经长期维持稳定的接触电阻、进一步能够在表面容易地形成导电性氧化物或氢氧化物的层的连接器用电接点材料的制造方法。
[0015]此外，使用CuSn合金作为合金层的电接点材料虽然在放置于高温状态后也显示出相对稳定的接触电阻特性，但被指出在暴露于高湿环境下的情况下引起接触电阻的升高这样的问题。也期望开发出能够解决上述问题的电接点材料。
[0016]鉴于上述背景，本发明要提供一种制造容易、且即使在放置于高湿环境下的情况下也能够长期地维持稳定的接触电阻的连接器用电接点材料及其制造方法。
[0017]用于解决问题的手段
[0018]本发明的一个方式是一种连接器用电接点材料，其特征在于，
[0019]其具有:
[0020]由金属材料制成的基材，
[0021]在该基材上形成的含有Sn和Cu且还含有选自Zn、Co、Ni和Pd中的一种或两种以上金属的三元或四元以上的合金层，和
[0022]在该合金层的表面形成的导电性覆膜层，
[0023]上述合金层含有将Cu6Sn5*Cu的一部分置换成选自Zn、Co、Ni和Pd中的一种或两种以上金属而得的金属间化合物。
[0024]本发明的其它方式为一种连接器用电接点材料的制造方法，其特征在于，
[0025]在由金属材料制成的基材上形成多层金属层，所述多层金属层是将Sn层、Cu层和M层(其中，M层为包含选自Zn、Co、Ni和Pd中的一种或两种以上金属的一层或两层以上金属层)层叠以使得这些金属层中由最难被氧化的金属构成的金属层处于最外层而成，
[0026]然后，对该多层金属层进行回流处理，所述回流处理为在氧化气氛下进行加热，[0027 ] 在上述基板上形成合金层，该合金层由含有Sn和Cu且还含有选自Zn、Co、Ni和Pd中的一种或两种以上金属的三元或四元以上合金制成，并且含有将Cu6Sn5*Cu的一部分置换成选自Zn、Co、Ni和Pd中的一种或两种以上金属而得的金属间化合物，并且，在该合金层的表面形成导电性覆膜层。
[0028]发明效果
[0029]上述连接器用电接点材料具有含有Sn(锡)和Cu(铜)且还含有选自Zn(锌)、Co(钴)、Ni(镍)和Pd(钯)中的至少一种以上的金属的三元或四元以上体系的合金层作为上述合金层。并且，该合金层含有上述特定的金属间化合物。由此，与以往的具备由CuSn 二元合金制成的合金层的情况相比，上述连接器用电接点在放置于高湿环境下的情况下的耐久性显著提高。这根据后述的实施例和比较例明显可知。
[0030]另外，这样优良的连接器用电接点材料通过采用包含形成上述多层金属层的工序和回流处理的工序的上述制造方法能够容易地制造。即，无需实施像以往那样的除去氧化膜的工序，仅通过对上述多层金属层进行回流处理，就能够容易地形成上述合金层和在其上层由导电性氧化物或氢氧化物构成的导电性覆膜层。
[0031]如此，根据本发明，可以得到制造容易、且即使在放置于高湿环境下的情况下也能够长期维持稳定的接触电阻的连接器用电接点材料及其制造方法。
【附图说明】
[0032]图1是表示实施例1中的、在基材上形成了多层金属层的状态的说明图。
[0033]图2是表示实施例1中的、连接器用电接点材料的构成的说明图。
[0034]图3是表示实施例1中的、连接器用电接点材料(试样El)的初期评价结果的说明图。
[0035]图4是表示实施例1中的、连接器用电接点材料(试样El)的高温耐久试验后评价结果的说明图。
[0036]图5是表示实施例1中的、连接器用电接点材料(试样El)的高湿度耐久试验后评价结果的说明图。
[0037]图6是表示实施例2中的、连接器用电接点材料(试样E2)的初期评价结果的说明图。
[0038]图7是表示实施例2中的、连接器用电接点材料(试样E2)的高温耐久试验后评价结果的说明图。
[0039]图8是表示实施例2中的、连接器用电接点材料(试样E2)的高湿度耐久试验后评价结果的说明图。
[0040]图9是表示实施例3中的、连接器用电接点材料(试样E3)的初期评价结果的说明图。
[0041]图10是表示实施例3中的、连接器用电接点材料(试样E3)的高温耐久试验后评价结果的说明图。
[0042]图11是表示实施例3中的、连接器用电接点材料(试样E3)的高湿度耐久试验后评价结果的说明图。
[0043]图12是表示比较例I中的、连接器用电接点材料(试样Cl)的初期评价结果的说明图。
[0044]图13是表示比较例I中的、连接器用电接点材料(试样Cl)的高温耐久试验后评价结果的说明图。
[0045]图14是表示比较例I中的、连接器用电接点材料(试样Cl)的高湿度耐久试验后评价结果的说明图。
【具体实施方式】
[0046]上述连接器用电接点材料中的上述基材可以选自具有导电性的各种金属。具体而言，作为上述基材，优选使用Cu、Al(铝)、Fe(铁)、或者含有这些金属的合金。这些金属材料不仅导电性而且成形性、弹性也优良，能够应用于各种方式的电接点。作为基材的形状，为棒状、板状等各种形状，厚度等尺寸可以根据用途进行各种选择。需要说明的是，通常厚度优选设定为约0.2?2mm。
[0047]在上述基材的表面