[发明专利]耐热性优异的带Sn包覆层的铜合金板条

说明书

技术领域

本发明涉及主要在机动车领域、一般民生领域中作为端子等的连接部件用导电材料使用、能将端子接点部的接触电阻长时间维持为较低的值的带Sn包覆层的铜合金板条。

背景技术

机动车等的电线连接所用的连接器使用由雄端子和雌端子的组合构成的嵌合型连接端子。近年来，在机动车的发动机室也搭载电装件，要求连接器确保经过长时间高温后的电气特性(低接触电阻)。

作为表面镀层在最表面形成有Sn层的带Sn镀层的铜合金板条在高温环境下长时间保持时，接触电阻会增大。相对于此，例如专利文献1记载的那样，通过将表面包覆层做成镀底层(Ni等)／Cu-Sn合金层／Sn层这3层结构，从而利用镀底层抑制Cu的扩散、利用Cu-Sn合金层抑制镀底层的扩散，能确保经过长时间高温后的电气特性。在专利文献2中记载了将对表面进行了粗面化处理的带Sn包覆层的铜合金板条的表面包覆层做成上述3层结构。另外，在专利文献3中记载了：在由镀Ni底层／Cu-Sn合金层／Sn层构成的表面镀层中，通过Cu-Sn合金层为Ni层侧的ε(Cu₃Sn)相和Sn相侧的η(Cu₆Sn₅)相的2相，使ε相覆盖Ni层的面积包覆率为60％以上，从而来使经过长时间高温后的接触电阻稳定化，且防止了表面镀层的剥离。

专利文献

专利文献1：日本特开2004-68026号公报

专利文献2：日本特开2006-183068号公报

专利文献3：日本特开2010-168598号公报

在专利文献1、2中，显示出在经过160℃×120Hr的长时间高温后维持了优异的电气特性(低接触电阻)，但例如在机动车的高度电装化急速发展中，在发动机室等的高温环境中，为了满足在更长期间内作为连接部件的性能，也要求电气特性的进一步改良。

另外，在专利文献3中显示出在经过长时间高温后能获得优异的耐热剥离性，但也是在更严格的保持条件下要求特性的进一步改良。在专利文献3中记载了这样的实施例：形成厚度0.3μm的Cu镀层及厚度1.5μm的Sn镀层，在规定的条件下对它们进行回流处理，由此来控制Cu₃Sn相的厚度、包覆率、Cu-Sn合金层的凹凸，但为了做成规定的回流组织，要求精密地控制镀敷条件、回流处理条件(加热速度、加热温度、冷却速度)等，在实际操作中难以正确地遵守上述的所有条件地进行制造。

发明内容

因此，本发明的主要目的在于提供在具有上述3层结构的表面包覆层的带Sn包覆层的铜合金板条中具有更优异的电气特性(低接触电阻)的带Sn包覆层的铜合金板条，另一目的在于提供具有更优异的耐热剥离性的带Sn包覆层的铜合金板条。

本发明的带Sn包覆层的铜合金板条在由铜合金板条构成的母材表面依次形成由Ni层、Cu-Sn合金层及Sn层构成的表面包覆层，所述Ni层的平均厚度为0.1～3.0μm，所述Cu-Sn合金层的平均厚度为0.2～3.0μm，所述Sn层的平均厚度为0.01～5.0μm，且所述Cu-Sn合金层仅为η相(Cu₆Sn₅)或由ε相(Cu₃Sn)和η相构成，所述ε相存在于所述Ni层和η相之间(所述Cu-Sn合金层由ε相和η相构成的情况下)，所述ε相的平均厚度相对于所述Cu-Sn合金层的平均厚度的比率为30％以下(包含0％)。需要说明的是，上述Ni层及Sn层除了分别为Ni、Sn金属之外还包含Ni合金、Sn合金。

上述带Sn包覆层的铜合金板条具有下述那样期望的技术方案。

(1)在表面包覆层的截面中，ε相长度相对于Ni层长度的比率为50％以下。

(2)所述η相的一部分在表面包覆层的最表面露出，其表面露出面积率为3～75％。所述η相露出时的表面粗糙度为，在轧制正交方向上为0.03以上且小于0.15μm，或者至少一方向上的算术平均粗糙度Ra为0.15μm以上、且所有方向上的算术平均粗糙度Ra为3.0μm以下(参照专利文献2)。

(3)作为底包覆层，代替所述Ni层而形成Co层或Fe层，所述Co层或Fe层的平均厚度为0.1～3.0μm。

(4)在存在有所述Ni层的情况下，在所述母材表面与Ni层之间或所述Ni层与Cu-Sn合金层之间形成有Co层或Fe层，Ni层和Co层的合计平均厚度或Ni层和Fe层的合计平均厚度为0.1～3.0μm。