本发明涉及一种作为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(尤其是多针连接器用端子)而有用的带覆膜的铜端子材及其制造方法。本技术基于2023年3月27日在日本技术的专利申请2023-049742号及2024年2月20日在本日申请的专利申请2024-23852主张优先权，并将其内容援用于此。
背景技术：
1、作为带覆膜的铜端子材，有如下端子材：其在由铜合金构成的基材上形成铜(cu)镀层及锡(sn)镀层之后，为了抑制晶须的产生而进行回流焊处理，由此在表层的锡层的下层形成有铜锡(cusn)合金层。该带覆膜的铜端子材的连接可靠性高，且能够以廉价制造，因此被广泛用作端子材。
2、例如，在专利文献1中公开了一种导电材料，其在由cu合金板条构成的母材的表面依次形成有以cu6sn5相为主体的cu-sn合金包覆层和sn包覆层。该导电材料通过以下处理来制造：将母材表面粗糙化为至少一个方向的算术平均粗糙度ra为0.15μm以上且所有方向的算术平均粗糙度ra为4.0μm以下的表面粗糙度，在该母材表面依次形成cu镀层及sn镀层之后，进行回流焊处理。
3、在专利文献2中公开了一种sn镀覆材，其在由铜或铜合金构成的基材上的基底层的表面形成有由cu-sn系合金层和sn层构成的最表层，其中，该cu-sn系合金层由多个cu-sn系合金的晶粒构成，该sn层在最表面上相邻且位于cu-sn系合金的晶粒之间的凹部内。有如下记载：该sn镀覆材中，sn层16在最表面所占的面积率为20～80％，sn层16的最大厚度比cu-sn系合金的晶粒的平均粒径小。
4、然而，由于锡层(sn层)较软，因此容易在触点彼此之间发生粘附，并且由于触点彼此的接触面积变大而插入连接器时的摩擦力变得过大，尤其在多针端子等中存在难以插入的问题。
5、在专利文献3中公开了一种镀覆材，其在导电性基体上设置有ni等基底层，在该ni等基底层上设置有铜或铜合金的中间层，并且在该中间层上设置有由cu-sn金属间化合物构成的最外层。有如下记载：该镀覆材中，最外层由硬质的cu-sn金属间化合物层构成，因此即使减小端子之间的接触压力，也不易发生微振磨损现象。
6、但是，在最外层为cu-sn金属间化合物层的情况下，铜(cu)在高温时扩散而在表面会容易形成铜的氧化物。
7、专利文献1：日本特开2006-077307号公报
8、专利文献2：日本特开2015-180770号公报
9、专利文献3：日本特开2007-247060号公报
技术实现思路
1、本发明是鉴于这种情况而完成的，其目的在于，提供一种带覆膜的铜端子材，其在作为连接器使用时防止发生粘附，并且稳定地降低了插拔力。
2、本发明的带覆膜的铜端子材具有由铜或铜合金构成的基材和形成在所述基材上的覆膜，在所述覆膜的表面具有平均厚度为0.2μm以上且2.0μm以下的由锡或锡合金构成的锡层，所述覆膜的表面的峰顶点的算术平均曲率spc为10mm-1以上且70mm-1以下，并且测定10个视场时的所述峰顶点的算术平均曲率spc的标准偏差/平均值(cv值)为30％以下。
3、由于该带覆膜的铜端子材的表面由锡层构成，因此具有锡层原本的良好的电气特性。若该锡层的平均厚度小于0.2μm，则cu在高温时扩散而在表面会容易形成cu的氧化物，因此接触电阻有可能增加，若超过2.0μm，则由于柔软的锡层而作为连接器使用时的插拔力增大，难以实现伴随连接器的多针化的插拔力的降低。锡层的平均厚度优选为0.3μm以上且1.8μm以下。
4、通过将覆膜表面的峰顶点的算术平均曲率spc设为10mm-1以上且70mm-1以下，能够降低动摩擦系数，并且通过将测定10个视场时的spc的标准偏差/平均值设为30％以下，其动摩擦系数稳定，局部变动也得到抑制。
5、峰顶点的算术平均曲率spc由iso-25178规定，其值越大，表示与配对端子接触的点越尖锐。若spc小于10mm-1，则接近平坦，因此作为连接器与配对端子接触时的接触面积变大，从而动摩擦系数会增大。若spc超过70mm-1，则表面的凹凸变得过于陡峭，因此发生配对端子的翘起。若spc的标准偏差/平均值超过30％，则因动摩擦系数发生局部变动而不稳定。
6、spc更优选为20mm-1以上且60mm-1以下，spc的标准偏差/平均值更优选为25％以下。
7、在本发明的带覆膜的铜端子材中，所述覆膜优选在所述锡层的下方具有由铜和锡的合金构成的铜锡合金层。铜锡合金层的平均厚度优选为0.2μm以上且2.5μm以下。
8、在本发明的带覆膜的铜端子材中，所述覆膜可以具有与所述基材相接且由镍或镍合金构成的镍层。
9、镍层能够防止铜从基材扩散而提高耐热性。该镍层的平均厚度优选为0.05μm以上且1.0μm以下。
10、本发明的带覆膜的铜端子材的制造方法包括：镀覆工序，在所述基材上形成镀覆材，所述镀覆材通过形成表面具有由锡或锡合金构成的锡镀层的镀层而成；以及回流焊工序，对所述镀覆材进行加热以进行回流焊处理。所述镀覆工序中的所述锡镀层的厚度为0.2μm以上且3.0μm以下。所述回流焊处理包括：加热工序，将镀覆材加热至240℃以上且300℃以下的峰值温度；一次冷却工序，在所述加热工序之后，使所述镀覆材通过炉内温度为20℃以上且70℃以下的冷却炉以使所述镀覆材的材料达到温度为150℃以上且220℃以下；以及二次冷却工序，在所述一次冷却之后，以100℃/秒以上且300℃/秒以下的冷却速度进行冷却。在所述一次冷却工序中，以10m3/分钟以上且300m3/分钟以下的风量向所述镀覆材的表面喷射冷却风。
11、若由锡或锡合金构成的锡镀层的厚度小于0.2μm或超过3.0μm，则导致回流焊处理后的锡层的平均厚度小于0.2μm或超过2.0μm，无法获得所期望的锡层。
12、若加热工序的峰值温度小于240℃，则锡不会均匀地熔融，若峰值温度超过300℃，则基材的铜会扩散到锡镀层，在基材与锡层的界面形成空隙，锡层有可能剥离，因此不优选。
13、在回流焊处理的冷却工序中，设置使所述镀覆材通过炉内温度为20℃以上且70℃以下的冷却炉以使所述镀覆材的材料达到温度为150℃以上且220℃以下的一次冷却工序，冷却至锡的熔点以下的温度，之后在二次冷却工序中以较大的冷却速度进行急冷。
14、在一次冷却工序中，通过在规定的炉内温度的冷却炉中向镀覆材的表面喷射规定的冷却风，能够在锡的熔点以下的温度下适当地控制表面形状，从而将镀膜表面的峰顶点的算术平均曲率spc设为10mm-1以上且70mm-1以下，将测定10个视场时的spc的标准偏差/平均值(cv值：变异系数)设为30％以下。
15、在该情况下，若冷却炉的炉内温度小于20℃，则因冷却速度过快而导致spc、spc的cv值(标准偏差/平均值)变得过大，无法将spc设为70mm-1以下，且无法将spc的cv值(标准偏差/平均值)设为30％以下。若炉内温度超过70℃，则到锡的熔点以下的温度为止的冷却时间过长，因此导致spc的cv值(标准偏差/平均值)变得过大。
16、若镀覆材的材料达到温度小于150℃，则冷却时间过长，因此导致spc的cv值(标准偏差/平均值)变得过大。若材料达到温度超过220℃，则导致锡以半熔融状态被二次冷却，从而导致spc的cv值(标准偏差/平均值)变得过大。材料达到温度优选为160℃以上且210℃以下，进一步优选为170℃以上且200℃以下。
17、若冷却风量小于10m3/分钟，则由于未充分进行冷却而导致spc变得过小，无法设为10mm-1以上。另一方面，若冷却风量超过300m3/分钟，则由于大量的风吹来而导致熔融的锡流动，从而导致spc、spc的cv值(标准偏差/平均值)变得过大。冷却风的温度优选为30℃以上且60℃以下。
18、接着，通过二次冷却工序进行急冷，实现所期望的表面形状。若该二次冷却工序的冷却速度小于100℃/秒，则无法获得所期望的表面形状。难以设为超过300℃/秒的冷却速度。
19、在本发明的带覆膜的铜端子材的制造方法中，可以在所述镀覆工序中，在所述基材上形成由铜或铜合金构成的铜镀层之后，形成所述锡镀层。
20、在形成有铜镀层的情况下，加热工序中的所述镀覆材的升温速度优选为20℃/秒以上且75℃/秒以下。若升温速度小于20℃/秒，则在锡熔融为止的期间，铜原子优先在锡的粒界中扩散，铜锡金属间化合物在粒界附近异常生长，因此无法获得所期望的铜锡合金层。另一方面，若升温速度超过75℃/秒，则铜锡金属间化合物的生长不充分，因此仍无法获得所期望的铜锡合金层。
21、另外，在形成有铜镀层的情况下，若加热工序的峰值温度小于240℃，则锡不会均匀地熔融，若峰值温度超过300℃，则铜锡金属间化合物会急剧生长，铜锡合金层的凹凸变大，因此不优选。并且，若二次冷却工序的冷却速度小于100℃/秒，则会导致铜锡金属间化合物的生长，因此无法获得所期望的铜锡合金层。
22、在本发明的带覆膜的铜端子材的制造方法中，优选在所述镀覆工序中，在所述基材的表面形成由镍或镍合金构成的镍镀层。
23、根据本发明，能够提供一种带覆膜的铜端子材，其通过将形成端子材的表面的锡层表面的峰顶点的算术平均曲率spc设为10mm-1以上且70mm-1以下，并且将测定10个视场时的spc的标准偏差/平均值设为30％以下，能够防止作为连接器使用时发生粘附，并且降低动摩擦系数且使该动摩擦系数稳定，从而稳定地降低了插拔力。