[发明专利]耐热性优异的镀覆材料及其制造方法

说明书

【课题】提供一种Sn镀覆材料及其制造方法，该Sn镀覆材料即便在175℃的高温下也能够维持所期望的耐热性，而且在接点部形成时不产生裂纹。【解决手段】Sn镀覆材料(10)及其制造方法与用途，该Sn镀覆材料在由Cu或Cu合金构成的导电性基材(1)上依次具有由Ni或Ni合金构成的第一基底层(2)、由CuSn化合物构成的中间层(4)、由Sn或Sn合金构成的表面层(5)的各层，该Sn镀覆材料在观察由轧制方向和板厚方向构成的截面时，在导电性基材的表面，相对于第一基底层与导电性基材的界面长度20μm以0.5～10μm的长度残存有加工改性层(6)；或者相对于界面长度20μm以合计为0.5～10μm的长度存在两个以上的加工改性层(6)。

技术领域

本发明涉及适合于车载部件、电气电子部件、引线框、继电器、开关、插口等的锡(Sn)镀覆材料及其制造方法与用途。

背景技术

一直以来，电触点材料利用了导电性优异的铜(Cu)或铜合金。近年来，接点特性不断提高，直接使用铜或铜合金的案例减少。制造、利用在铜或铜合金上进行各种表面处理而得到的材料来代替这种现有的材料。特别是作为电触点材料，在电触点部通用在铜或铜合金上镀覆有锡或锡合金的构件。

已知该镀覆材料作为具备导电性基材的优异的导电性和强度以及镀层的优异的电连接性、耐腐蚀性和焊接性的高性能导电体，其被广泛用于电气/电子设备中使用的各种端子、连接器等。对于该镀覆材料，通常为了防止铜等导电性基材的合金成分扩散至上述镀层中，在基材上进行具有阻隔功能的镍(Ni)、钴(Co)等的基底镀覆。

将该镀覆材料用作端子的情况下，例如在汽车的发动机室内等高温环境下，端子表面的锡镀层的锡由于易氧化性而在锡镀层的表面形成氧化覆膜。该氧化覆膜脆，因而在端子连接时发生破裂，其下的未氧化锡镀层露出，从而得到良好的电连接性。

但是，作为近年来的电触点材料的使用环境，在高温环境下使用的案例增多。例如在汽车的发动机室内的传感器用接点材料等在100℃～200℃等高温环境下使用的可能性增高。因此，要求在比以往民用设备中设想的使用温度高的温度下的接点特性等的可靠性。特别是作为影响接点特性的可靠性的原因，在高温下，由于导电性基材成分的扩散和表面氧化，使得最表层处的接触电阻增大，这成为问题。因此，对于抑制该导电性基材成分的扩散和抗氧化进行了各种研究。

专利文献1中，在Cu或Cu合金基材的表面上形成Ni或Ni合金层，在最表面侧形成厚度0.25～1.5μm的Sn或Sn合金层，在所述Ni或Ni合金层与所述Sn或Sn合金层之间形成一层以上的包含Cu和Sn的中间层，使这些中间层中的与所述Sn或Sn合金层接触的中间层的Cu含量为50质量％以下，Ni含量为20质量％以下，且平均结晶粒径为0.5～3.0μm，由此得到了具有焊接性、耐晶须性和耐热可靠性等特性、进而压制加工性优异的镀覆材料。

专利文献2中，在由Cu或Cu合金构成的基材表面依次形成由Ni层、Cu-Sn合金层和Sn层所构成的表面镀层，并且使上述Ni层的厚度为0.1～1.0μm，上述Cu-Sn合金层的厚度为0.1～1.0μm，上述Cu-Sn合金层的Cu浓度为35～75at％，上述Sn层的厚度为0.5μm以下，由此即便在高温气氛下经过长时间后也能维持电气可靠性(低接触电阻)，得到了二氧化硫耐腐蚀性优异、在严苛的加工下也不产生裂纹的镀覆材料。

专利文献3中，在不存在加工改性层的由Cu或Cu合金构成的基材的表面依次形成有Ni层、由Cu-Sn合金层构成的中间层、由Sn或Sn合金构成的表面层。上述Ni层在基材上进行外延生长，通过使Ni层的平均结晶粒径为1μm以上、Ni层的厚度为0.1～1.0μm、并且上述中间层的厚度为0.2～1.0μm、上述表面层的厚度为0.5～2.0μm，由此可提高对于由Cu或Cu合金构成的基底基材的阻隔性，更确实地防止Cu的扩散、提高耐热性，得到了在高温环境下也能维持稳定的接触电阻的Sn镀覆材料。

现有技术文献

专利文献