金属材料及连接端子制造技术

提供即使不使用Ag也能够抑制含有Sn的金属层的表面中的摩擦系数上升的金属材料及连接端子。设为如下金属材料(1)：具有基材(15)和将所述基材(15)的表面包覆的表面层(10)，所述表面层(10)含有Sn和In，至少In存在于最表面。另外，设为如下连接端子：由那样的金属材料(1)构成，至少在与对方导电构件电接触的触点部，在所述基材(15)的表面形成有所述表面层(10)。在所述基材(15)的表面形成有所述表面层(10)。在所述基材(15)的表面形成有所述表面层(10)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】金属材料及连接端子


[0001]本公开涉及金属材料及连接端子。

技术介绍

[0002]作为连接端子等电连接构件的构成材料，广泛使用在基材的表面通过电镀等形成有由Sn、Sn合金构成的表面层的金属材料。由Sn、Sn合金构成的表面层在电连接构件的表面中起到将导电性、耐腐蚀性、焊料浸润性等特性提高的作用。
[0003]但是，Sn、许多Sn合金当在表面受到摩擦时容易引起凝结、掘出。那些现象关系到表面的摩擦系数的上升。摩擦系数的上升例如在连接端子中关系到使端子插拔需要的力增大。
[0004]为了使Sn、Sn合金的表面上的摩擦系数减小，进行在含有Sn的金属层的表面设置另外的金属层的尝试。例如，在专利文献1中公开一种铜合金端子件，是在由Cu或者Cu合金构成的基材的表面形成有Sn系表面层，并在该Sn系表面层与所述基材之间从Sn系表面层开始依次形成有CuSn合金层/NiSn合金层/Ni或者Ni合金层的镀锡铜合金端子件，在Sn系表面层的最表面形成有Ag包覆层，表面的动摩擦系为0.3以下。在此，CuSn合金层及NiSn合金层的组成被指定，CuSn合金层的局部顶峰的平均间隔、Sn系表面层及Ag包覆层的厚度被限定在特定范围。在专利文献1中，除了由Sn系表面层和CuSn合金层的特殊的界面形状带来的减小摩擦系数的效果之外，还得到通过具有预定厚度的Ag包覆层带来的抑制Sn凝结的效果。现有技术文献专利文献
[0005]专利文献1：日本特开2015
‑
124433号公报专利文献2：日本特开2004
‑r/>179055号公报专利文献3：日本特开2001
‑
155955号公报专利文献4：日本特开平4
‑
340756号公报

技术实现思路

专利技术要解决的课题
[0006]考虑到如下：如专利文献1所记载的那样，通过将含有Sn的金属层的表面用Ag包覆，从而抑制由Sn凝结导致的摩擦系数上升。但是，Ag自身也是凝结性强的金属，在反复受到摩擦的情况等下，有可能不能有效地减小Sn的摩擦系数。另外，Ag由于包含于空气中的含硫磺分子等而受到硫化，容易褪色为黄色。而且，作为贵金属的Ag是昂贵的元素，通过作为表面包覆层使用，从而使连接端子等电连接构件的材料成本上升。出于那些理由，期望在连接端子等电连接构件的表面中不使用Ag，使得能够抑制含有Sn的金属层的表面的摩擦系数上升。
[0007]因此，以提供即使不使用Ag也能够抑制含有Sn的金属层的表面上的摩擦系数上升的金属材料及连接端子为课题。
用于解决课题的方案
[0008]本公开的金属材料具有基材和将所述基材的表面包覆的表面层，所述表面层含有Sn和In，至少In存在于最表面。
[0009]本公开的连接端子由所述金属材料构成，至少在与对方导电构件电接触的触点部，在所述基材的表面形成有所述表面层。专利技术效果
[0010]本公开的金属材料及连接端子即使不使用Ag，也能够抑制表面的摩擦系数上升。
附图说明
[0011]图1A、1B是将本公开的一实施方式的金属材料的结构示意性示出的图。图1A是将金属材料的层积结构示出的剖视图，图1B是将金属材料的表面的状态示出的俯视图。图2是示出本公开的一实施方式的连接端子的概要的剖视图。图3A～3D分别是试样A1～A4的表面的扫描电子显微镜(SEM)像，示出反射像。图4A～4D是对试样A2的表面示出通过能量分散型X射线分析(EDX)得到的元素分布的图。图4A示出Sn、图4B示出Cu、图4C示出In的分布。图4D将图4C的In的分布用0～30质量％的标度表示。各图的灰色标度将每10刻度的数值放大表示。另外，各图中表示的长度的标度与3μm对应。图5A～5E是分别对试样A1～A4、A0示出摩擦系数的测定结果的图。图6A～图6C分别是对试样B1、B2、B0示出摩擦系数的测定结果的图。图7A～7D分别是对试样C1～C3、A0示出摩擦系数的测定结果的图。
具体实施方式
[0012][本公开的实施方式的说明]首先，列举本公开的实施方式进行说明。本公开的金属材料具有基材和将所述基材的表面包覆的表面层，所述表面层含有Sn和In，至少In存在于最表面。
[0013]本公开的金属材料具有表面层，所述表面层将基材的表面包覆，含有Sn和In，至少使In在最表面露出。In是非常柔软、显示固体润滑性的金属，通过在表面层的最表面露出，从而通过固体润滑作用能够减小金属材料的表面的摩擦系数。与Ag不同，In自身由于凝结而使摩擦系数上升的情况也不易发生。这样，通过形成一并含有In与Sn的表面层，从而即使不使用Ag，也能够在金属材料的表面抑制由Sn凝结导致的摩擦系数上升。In并不是如Ag那样由于硫化而引起褪色的物质，另外，与Ag相比，能够以廉价利用。
[0014]在此，优选的是，在所述表面层中，In的至少一部分处于In
‑
Sn合金的状态。在含有Sn和In的表面层中，通过作为稳定的合金形成有In
‑
Sn合金，从而可稳定维持使In在最表面露出的状态。
[0015]在该情况下，优选所述In
‑
Sn合金含有InSn4。在含有Sn和In的表面层中，作为金属间化合物，容易稳定形成InSn4，InSn4对抑制摩擦系数上升示出高效。因此，In
‑
Sn合金通过含有InSn4，以少量的In就能够有效地达成抑制摩擦系数上升。
[0016]优选的是，所述表面层包括：富Sn部，含有Sn，且In的浓度低于Sn的浓度；和富In
部，含有比所述富Sn部高的浓度的In，所述富Sn部和所述富In部双方在最表面露出。在表面层中，以高浓度含有In的富In部并不在整个最表面露出，即使是以与In浓度低的富Sn部共存地露出的状态，也能够充分发挥抑制摩擦系数上升的效果。
[0017]在该情况下，优选所述富In部由In
‑
Sn合金构成。于是，通过In
‑
Sn合金的形成，能够稳定保持富In部在最表面露出的状态，能够有助于抑制摩擦系数上升。
[0018]另一方面，优选所述富Sn部由构成所述基材的金属元素和Sn的合金构成。在表面层中，富In部与形成为构成基材的金属元素和Sn的合金的富Sn部稳定共存，在表面层整体上能够发挥抑制摩擦系数上升的效果。
[0019]优选的是，在所述表面层的最表面中，所述富In部占据的面积率高于50％。通过富In部占据较大面积，并在表面层的最表面露出，从而能够将通过富In部发挥的抑制摩擦系数上升的效果提高。
[0020]另一方面，优选的是，在所述表面层的最表面中，所述富In部占据的面积率为90％以下。这是因为：即使面积率超过90％、使富In部较多地在最表面露出，该大面积的富In部也并不会有效地有助于抑制摩擦系数上升。另外，通过富In部的面积率过高，从而富In部含有的In变得稀薄，反而也有时抑制摩擦系数上升的效果减小，但是通过将富In部的面积率预先抑制成9本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种金属材料，具有：基材；和表面层，将所述基材的表面包覆，所述表面层含有Sn和In，至少In存在于最表面。2.根据权利要求1所述的金属材料，其中，在所述表面层中，In的至少一部分处于In
‑
Sn合金的状态。3.根据权利要求2所述的金属材料，其中，所述In
‑
Sn合金含有InSn4。4.根据权利要求1至权利要求3中的任一项所述的金属材料，其中，所述表面层包括：富Sn部，含有Sn，且In的浓度低于Sn的浓度；和富In部，含有比所述富Sn部高的浓度的In，所述富Sn部和所述富In部双方在最表面露出。5.根据权利要求4所述的金属材料，其中，所述富In部由In
‑
Sn合金构成。6.根据权利要求4或权利要求5所述的金属材料，其中，所述富Sn部由构成所述基材的金属元素和Sn的合金构成。7.根据权利要求4至权利要求6中的任一项所述的金属材料，其中，在所述表面层的最表面中，所述富In部占据的面积率高于50％。8.根据权利要求4至权利要求7中的任一项所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：公文代充弘，坂喜文，水谷亮太，
申请(专利权)人：住友电装株式会社住友电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：