特許 6221695 挿抜性に優れた錫めっき銅合金端子材

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6221695

(24)【登録日】2017年10月13日

(45)【発行日】2017年11月1日

(54)【発明の名称】挿抜性に優れた錫めっき銅合金端子材

(51)【国際特許分類】

   C25D 7/00 20060101AFI20171023BHJP

   C22C 9/00 20060101ALI20171023BHJP

   C22C 9/02 20060101ALI20171023BHJP

   C22C 9/04 20060101ALI20171023BHJP

   C22C 9/06 20060101ALI20171023BHJP

   C22C 9/10 20060101ALI20171023BHJP

   H01R 13/03 20060101ALI20171023BHJP

   C25D 5/10 20060101ALI20171023BHJP

   C25D 5/50 20060101ALI20171023BHJP

【ＦＩ】

   C25D7/00 H

   C22C9/00

   C22C9/02

   C22C9/04

   C22C9/06

   C22C9/10

   H01R13/03 D

   C25D5/10

   C25D5/50

【請求項の数】2

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2013-248189(P2013-248189)

(22)【出願日】2013年11月29日

(65)【公開番号】特開2014-208878(P2014-208878A)

(43)【公開日】2014年11月6日

【審査請求日】2016年9月29日

(31)【優先権主張番号】特願2013-62324(P2013-62324)

(32)【優先日】2013年3月25日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000006264

【氏名又は名称】三菱マテリアル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100101465

【弁理士】

【氏名又は名称】青山 正和

(72)【発明者】

【氏名】加藤 直樹

(72)【発明者】

【氏名】井上 雄基

(72)【発明者】

【氏名】樽谷 圭栄

【審査官】 萩原 周治

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−２０４６１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０４９９０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／０２４８１４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００９−１０８３８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００９／０５７７０７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００７−０６３６２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２６５５４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２５８１５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１９６０８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０１７０４３６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１５−０６３７５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０７７３０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００９／１２３１４４（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２５Ｄ ５／００−７／１２

Ｃ２２Ｃ ９／００−９／１０

Ｈ０１Ｒ １３／０３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ｃｕ合金からなる基材上の表面にＳｎ系表面層が形成され、該Ｓｎ系表面層と前記基材との間にＣｕＳｎ合金層が形成された錫めっき銅合金端子材であって、前記ＣｕＳｎ合金層は、Ｃｕ_６Ｓｎ_５を主成分とし、該Ｃｕ_６Ｓｎ_５のＣｕの一部がＮｉ及びＳｉに置換した化合物を前記基材側界面付近に有する合金層であり、前記ＣｕＳｎ合金層の算術平均粗さＲａが少なくとも一方向において０．３μｍ以上で、全方向における算術平均粗さＲａが１．０μｍ以下であり、前記ＣｕＳｎ合金層の油溜まり深さＲｖｋが０．５μｍ以上１．４８μｍ以下であり、かつ前記Ｓｎ系表面層の平均厚みが０．４μｍ以上１．０μｍ以下であり、動摩擦係数が０．３以下であることを特徴とする錫めっき銅合金端子材。

【請求項2】

前記基材が、０．５質量％以上５質量％以下のＮｉ、０．１質量％以上１．５質量％以下のＳｉを含有し、更に必要に応じてＺｎ、Ｓｎ、Ｆｅ、Ｍｇの群から選ばれた１種以上を合計で５質量％以下含有し、残部がＣｕ及び不可避不純物から構成されるものであることを特徴とする請求項１記載の錫めっき銅合金端子材。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自動車や民生機器等の電気配線の接続に使用されるコネクタ用端子、特に多ピンコネクタ用の端子として有用な錫めっき銅合金端子材に関する。

【背景技術】

【0002】

錫めっき銅合金端子材は、銅合金からなる基材の上にＣｕめっき及びＳｎめっきを施した後にリフロー処理することにより、表層のＳｎ系表面層の下層にＣｕＳｎ合金層が形成されたものであり、端子材として広く用いられている。

【0003】

近年、例えば自動車においては急速に電装化が進行し、これに伴い電気機器の回路数が増加するため、使用するコネクタの小型・多ピン化が顕著になっている。コネクタが多ピン化すると、単ピンあたりの挿入力は小さくても、コネクタを挿着する際にコネクタ全体では大きな力が必要となり、生産性の低下が懸念されている。そこで、錫めっき銅合金材の摩擦係数を小さくして単ピンあたりの挿入力を低減することが試みられている。

【0004】

例えば、基材の表面粗さを規定したもの（特許文献１）、ＣｕＳｎ合金層の平均粗さを規定したもの（特許文献２）もあるが、動摩擦係数を０．３以下にすることができないといった問題があった。

【0005】

ここで、コネクタの小型・多ピン化が進むにつれてコネクタ嵌合時の挿入力が大きくなり、生産性の低下が懸念されている。この挿入力Ｆは、メス端子がオス端子を圧し付ける力（接圧）をＰ、動摩擦係数をμとすると、通常オス端子は上下２方向からメス端子に挟まれるので、Ｆ＝２×μ×Ｐ となる。このＦを小さくするには、Ｐを小さくすることが有効だが、コネクタ嵌合時のオス・メス端子の電気的接続信頼性を確保するためにはいたずらに接圧を小さくすることができず、３Ｎ程度は必要とされる。多ピンコネクタでは、５０ピン／コネクタを超えるものもあるが、コネクタ全体の挿入力は１００Ｎ以下、できれば８０Ｎ以下、あるいは７０Ｎ以下が望ましいため、動摩擦係数μとしては、０．３以下が必要とされる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許第４０２４２４４号

【特許文献2】特開２００７−６３６２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

錫めっき材の摩擦係数を低減させるには、Ｓｎ系表面層の厚さを薄くし、Ｓｎに比べ硬いＣｕＳｎ合金層を表層に露出させると摩擦係数を非常に小さくすることができる。しかしながら、表層にＣｕＳｎ合金層が露出するとＣｕ酸化物が表層に形成され、その結果接触抵抗の増大、はんだ濡れ性の低下を引き起こしてしまう。またＣｕＳｎ合金層の結晶粒径や平均粗さを制御しても動摩擦係数を０．３以下にまで低減することはできない問題があった。

【0008】

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであって、優れた電気接続特性を発揮しながら動摩擦係数を０．３以下にまで低減して、挿抜性に優れた錫めっき銅合金端子材を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

ＣｕＳｎ合金層の表面露出を抑えた場合、動摩擦係数を０．３以下にするためにはＳｎ系表面層の厚みを０．１μｍ未満にしなければならないが、その場合はんだ濡れ性の低下、接触抵抗の増大を招く。

【0010】

そこで本発明者らは鋭意研究した結果、予め基材表面を粗化処理した後に、ＣｕめっきおよびＳｎめっきを施し、これをリフロー処理することにより形成されるＣｕＳｎ合金層の表面粗さとして算術平均粗さＲａを一方向で０．３μｍ以上、全方向においては１．０μｍ以下とし、ＣｕＳｎ合金層の油溜まり深さＲｖｋを０．５μｍ以上とし、かつＳｎ系表面層の平均厚みを０．４μｍ以上１．０μｍ以下とすることで、動摩擦係数０．３以下を実現することができることを見出した。また、好ましい油溜まり深さＲｖｋを得るためには、Ｎｉ及びＳｉの存在が重要であることも見出した。これらの知見の下、以下の解決手段とした。

【0011】

すなわち、本発明の錫めっき銅合金端子材は、Ｃｕ又はＣｕ合金からなる基材上の表面にＳｎ系表面層が形成され、該Ｓｎ系表面層と前記基材との間にＣｕＳｎ合金層が形成された錫めっき銅合金端子材であって、前記ＣｕＳｎ合金層は、Ｃｕ_６Ｓｎ_５を主成分とし、該Ｃｕ_６Ｓｎ_５のＣｕの一部がＮｉ及びＳｉに置換した化合物を前記基材側界面付近に有する合金層であり、前記ＣｕＳｎ合金層の算術平均粗さＲａが少なくとも一方向において０．３μｍ以上で、全方向における算術平均粗さＲａが１．０μｍ以下であり、前記ＣｕＳｎ合金層の油溜まり深さＲｖｋが０．５μｍ以上１．４８μｍ以下であり、かつ前記Ｓｎ系表面層の平均厚みが０．４μｍ以上１．０μｍ以下であり、動摩擦係数が０．３以下であることを特徴とする。

【0012】

ＣｕＳｎ合金層の算術平均粗さＲａを大きくするとともに、ＣｕＳｎ合金中にＮｉ、Ｓｉを固溶させることでＲｖｋが大きいＣｕＳｎ合金層を形成し、これにより、ＣｕＳｎ合金層の凹部は表層がＳｎで覆われるため良好な接触抵抗とはんだ濡れ性を確保でき、凸部では凹凸の大きいＣｕＳｎ合金層によりＳｎ系表面層を薄くして低い動摩擦係数を実現することができる。

【0013】

この場合、ＣｕＳｎ合金層の表面の算術平均粗さＲａを後述するように複数方向で測定し、その中で最も高い一方向における算術平均粗さＲａが０．３μｍ未満では、凹部のＳｎ系表面層の厚さが薄くなり、電気的信頼性、はんだ濡れ性を確保できない。しかし、いずれの方向においても算術平均粗さＲａが１．０μｍを超えると、凹部のＳｎ系表面層が厚くなり過ぎて、摩擦係数が増大する。
また、油溜まり深さＲｖｋが０．５μｍ未満では、動摩擦係数を０．３以下とすることができない。

【0014】

Ｓｎ系表面層の平均厚みが０．４μｍ以上１．０μｍ以下としたのは、０．４μｍ未満でははんだ濡れ性の低下、電気的接続信頼性の低下を招き、１．０μｍを超えると表層にＣｕＳｎ合金層の一部を露出させることができず、Ｓｎだけで占められるので動摩擦係数が増大するためである。

【0015】

また、Ｓｎ系表面層は、動摩擦係数測定時の垂直荷重が小さくなると動摩擦係数が増大する傾向があるが、本発明品は、垂直荷重を下げても動摩擦係数が殆ど変化せず、小型端子に用いても効果が発揮できる。

【0016】

本発明の錫めっき銅合金端子材において、前記基材が、０．５質量％以上５質量％以下のＮｉ、０．１質量％以上１．５質量％以下のＳｉを含有し、更に必要に応じてＺｎ、Ｓｎ、Ｆｅ、Ｍｇの群から選ばれた１種以上を合計で５質量％以下含有し、残部がＣｕ及び不可避不純物から構成されるものであるとよい。

【0017】

基材を０．５質量％以上５質量％以下のＮｉ及び０．１質量％以上１．５質量％以下のＳｉ含有と規定したのは、リフロー処理により形成されるＣｕＳｎ系表面層を油溜まり深さＲｖｋ０．５μｍ以上とするためには、リフロー時に基材よりＮｉ及びＳｉが供給され、ＣｕＳｎ合金層中にＮｉ及びＳｉが固溶することが必要なためである。Ｎｉが０．５質量％未満、Ｓｉが０．１質量％未満では、それぞれＮｉ又はＳｉの効果が現れず、Ｎｉでは５質量％を越えると鋳造や熱間圧延時に割れを生じるおそれがあり、Ｓｉでは１．５質量％を超えると導電性が低下してしまうためである。

【0018】

Ｚｎ、Ｓｎは、強度、耐熱性向上のために添加するとよく、また、Ｆｅ、Ｍｇは、応力緩和特性向上のために添加するとよいが、合計で５質量％を超えると導電率が低下するので好ましくない。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、動摩擦係数を低減したので、低接触抵抗、良好なはんだ濡れ性と低挿抜性を両立させることができ、また低荷重でも動摩擦係数が小さいという効果があり小型端子に最適である。特に、自動車および電子部品等に使用される端子において、接合時の低い挿入力、安定した接触抵抗、良好なはんだ濡れ性を必要とする部位において優位性を持つ。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】実施例１の銅合金端子材の表面状態を示す顕微鏡写真である。

【図2】実施例１の銅合金端子材の基材とＣｕＳｎ合金層との界面付近を示す顕微鏡断面写真である。

【図3】比較例５の銅合金端子材の表面状態を示す顕微鏡写真である。

【図4】比較例５の銅合金端子材の基材とＣｕＳｎ合金層との界面付近を示す顕微鏡断面写真である。

【図5】導電部材の動摩擦係数を測定するための装置を概念的に示す正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

本発明の一実施形態の錫めっき銅合金端子材を説明する。
本実施形態の錫めっき銅合金端子材は、銅合金からなる基材の上に、Ｓｎ系表面層が形成され、Ｓｎ系表面層と基材との間にＣｕＳｎ合金層が形成されている。

【0022】

基材は、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系合金、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ−Ｚｎ系合金等、Ｎｉ及びＳｉを含有し、更に必要に応じてＺｎ、Ｓｎ、Ｆｅ、Ｍｇの群から選ばれた１種以上を合計で５質量％以下含有し、残部がＣｕ及び不可避不純物から構成される銅合金である。Ｎｉ及びＳｉを必須成分としたのは、後述するリフロー処理により形成されるＣｕＳｎ合金層を油溜まり深さＲｖｋ０．５μｍ以上に形成するためであり、そのためには、リフロー時に基材よりＮｉ及びＳｉが供給され、ＣｕＳｎ合金層中にＮｉ及びＳｉが固溶することが必要なためである。基材中のＮｉの含有量としては０．５質量％以上５質量％以下が、Ｓｉの含有量としては０．１質量％以上１．５質量％以下が好ましい。Ｎｉが０．５質量％未満ではＮｉの効果、Ｓｉが０．１質量％未満ではＳｉの効果がそれぞれ現れず、Ｎｉが５質量％を越えると鋳造や熱間圧延時に割れを生じるおそれがあり、Ｓｉが１．５質量％を超えると導電性が低下するためである。

【0023】

また、Ｚｎ、Ｓｎは、強度、耐熱性を向上させ、Ｆｅ、Ｍｇは、応力緩和特性を向上させる。これらＺｎ、Ｓｎ、Ｆｅ、Ｍｇのいずれか１種以上を添加する場合は、その合計の含有量が５質量％を超えると導電性が低下するので好ましくない。特に、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｆｅ、Ｍｇの全てを含むことが好ましい。

【0024】

ＣｕＳｎ合金層は、後述するように基材の上にＣｕめっき層とＳｎめっき層とを形成してリフロー処理することにより形成されたものであり、その大部分はＣｕ_６Ｓｎ_５であるが、基材との界面付近に、基材中のＮｉ及びＳｉとＣｕの一部が置換した（Ｃｕ，Ｎｉ，Ｓｉ）_６Ｓｎ_５合金が薄く形成される。また、このＣｕＳｎ合金層とＳｎ系表面層との界面は、凹凸状に形成され、算術平均粗さＲａが一方向において０．３μｍ以上であり、全方向においては１．０μｍ以下であり、油溜まり深さＲｖｋが０．５μｍ以上に形成される。

【0025】

算術平均粗さＲａは、ＪＩＳ Ｂ０６０１により測定され、ＣｕＳｎ合金層の表面を一方向だけでなく、圧延方向に平行な方向と、これと直交する方向との２方向を含む複数方向について測定し、その少なくとも一方向の算術平均粗さが０．３μｍ以上で、全方向の算術平均粗さが１．０μｍ以下である。複数方向について測定するのは、一般に圧延方向に平行な方向よりも、これと直交する方向について測定した算術平均粗さＲａの方が大きく、いずれか一方向の算術平均粗さＲａが０．３μｍ以上あれば効果を発揮するからである。ただし、算術平均粗さＲａが１．０μｍを超えると、凹部のＳｎ系表面層が厚くなり過ぎて、摩擦係数が増大する。

【0026】

油溜まり深さＲｖｋは、ＪＩＳ Ｂ０６７１−２で規定される表面粗さ曲線の突出谷部平均深さであり、平均的な凹凸よりも深い部分がどの程度あるかを示す指標とされ、この値が大きければ、非常に深い谷部分の存在により、急峻な凹凸形状となっていることを示す。

【0027】

Ｓｎ系表面層は平均厚みが０．４μｍ以上１．０μｍ以下に形成される。その厚みが０．４μｍ未満でははんだ濡れ性の低下、電気的接続信頼性の低下を招き、１．０μｍを超えると表層をＳｎとＣｕＳｎ合金の複合構造とすることができず、Ｓｎだけで占められるので動摩擦係数が増大するためである。

【0028】

このような構造の端子材は、ＣｕＳｎ合金層とＳｎ系表面層との界面が急峻な凹凸形状に形成されていることにより、Ｓｎ系表面層の表面から数百ｎｍの深さの範囲で、硬いＣｕＳｎ合金層の急峻な谷部に軟らかいＳｎが介在し、かつ表面においては、その硬いＣｕＳｎ合金層の一部がＳｎ系表面層にわずかに露出した状態とされ、谷部に介在する軟らかいＳｎが潤滑剤の作用を果たし、動摩擦係数０．３以下とされる。

【0029】

次に、この端子材の製造方法について説明する。
基材として、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系合金、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ−Ｚｎ系合金等、Ｎｉ及びＳｉを含有し、更に必要に応じてＺｎ、Ｓｎ、Ｆｅ、Ｍｇの群から選ばれた１種以上を合計で５質量％以下含有し、残部がＣｕ及び不可避不純物から構成される銅合金からなる板材を用意する。この板材表面を、化学エッチングや電解研磨、粗化したロールを用いた圧延、研磨、ショットブラスト等の手法で粗面化する。粗面化の程度としては、算術平均粗さＲａで０．３μｍ以上２μｍ以下が好ましい。その後、脱脂、酸洗等の処理をすることによって表面を清浄にし、Ｃｕめっき、Ｓｎめっきをこの順序で施す。

【0030】

Ｃｕめっきは一般的なＣｕめっき浴を用いればよく、例えば硫酸銅（ＣｕＳＯ_４）及び硫酸（Ｈ_２ＳＯ_４）を主成分とした硫酸銅浴等を用いることができる。めっき浴の温度は２０℃以上５０℃以下、電流密度は１Ａ／ｄｍ^２以上２０Ａ／ｄｍ^２以下とされる。このＣｕめっきにより形成されるＣｕめっき層の膜厚は０．０３μｍ以上０．１５μｍ以下とされる。０．０３μｍ未満では合金基材の影響が大きく、表層にまでＣｕＳｎ合金層が成長して光沢度、はんだ濡れ性の低下を招き、０．１５μｍを超えると、リフロー時に基材よりＮｉ、Ｓｉが十分に供給されず、所望のＣｕＳｎ合金層の凹凸形状を得られないためである。

【0031】

Ｓｎめっき層形成のためのめっき浴としては、一般的なＳｎめっき浴を用いればよく、例えば硫酸（Ｈ_２ＳＯ_４）と硫酸第一錫（ＳｎＳＯ_４）を主成分とした硫酸浴を用いることができる。めっき浴の温度は１５℃以上３５℃以下、電流密度は１Ａ／ｄｍ^２以上３０Ａ／ｄｍ^２以下とされる。このＳｎめっき層の膜厚は０．８μｍ以上２．０μｍ以下とされる。Ｓｎめっき層の厚みが０．８μｍ未満であると、リフロー後のＳｎ系表面層が薄くなって電気接続特性が損なわれ、２．０μｍを超えると、表面へのＣｕＳｎ合金層の露出が少なくなって動摩擦係数を０．３以下にすることが難しい。

【0032】

リフロー処理条件としては、還元雰囲気中で基材の表面温度が２４０℃以上３６０℃以下となる条件で１秒以上１２秒以下の時間加熱し、急冷とされる。さらに望ましくは２５０℃以上３００℃以下で１秒以上１０秒以下の時間加熱後急冷である。この場合、保持時間はめっき厚が薄いほど少なく、厚くなると長くなる傾向にある。

【実施例】

【0033】

板厚０．２５ｍｍの銅合金（Ｎｉ；０．５質量％以上５．０質量％以下−Ｚｎ；１．０質量％−Ｓｎ；０質量％以上０．５質量％以下―Ｓｉ；０．１質量％以上１．５質量％以下−Ｆｅ；０質量％以上０．０３質量％以下−Ｍｇ；０．００５質量％）を基材とし、研磨処理して表面を粗化した後、Ｃｕめっき、Ｓｎめっきを順に施した。この場合、Ｃｕめっき及びＳｎめっきのめっき条件は、表１に示す通りとした。表１中、Ｄｋはカソードの電流密度、ＡＳＤはＡ／ｄｍ^２の略である。

【0034】

【表1】

【0035】

表２に示す厚みでめっき処理後、実施例、比較例とも、リフロー処理として、還元雰囲気中で、基材表面温度が表２に示す所定温度及び所定時間となる条件で保持した後、水冷した。
比較例として、Ｃｕめっき厚、Ｓｎめっき厚を変量してＳｎ系表面層の膜厚を規定外としたもの等を準備した。
これら試料の条件を表２に示す。

【0036】

【表2】

【0037】

これらの試料について、リフロー後のＳｎ系表面層の厚み、ＣｕＳｎ合金層の算術平均粗さＲａ、ＣｕＳｎ合金層の油溜まり深さＲｖｋを測定するとともに、動摩擦係数、はんだ濡れ性、光沢度、電気的信頼性を評価した。

【0038】

リフロー後のＳｎ系表面層の厚みは、エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製蛍光Ｘ線膜厚計（ＳＦＴ９４００）にて測定した。最初にリフロー後の試料の全Ｓｎ系表面層の厚みを測定した後、例えばレイボルド株式会社製のＬ８０等の、純ＳｎをエッチングしＣｕＳｎ合金を腐食しない成分からなるめっき被膜剥離用のエッチング液に数分間浸漬することによりＳｎ系表面層を除去し、その下層のＣｕＳｎ合金層を露出させ純Ｓｎ換算におけるＣｕＳｎ合金層の厚みを測定した後、（全Ｓｎ系表面層の厚み−純Ｓｎ換算におけるＣｕＳｎ合金層の厚み）をＳｎ系表面層の厚みと定義した。

【0039】

ＣｕＳｎ合金層の算術平均粗さＲａおよび油溜まり深さＲｖｋは、Ｓｎめっき被膜剥離用のエッチング液に浸漬してＳｎ系表面層を除去し、その下層のＣｕＳｎ合金層を露出させた後、株式会社キーエンス製レーザ顕微鏡(ＶＫ−９７００)を用い、対物レンズ１５０倍（測定視野９４μｍ×７０μｍ）の条件で５点測定した値の平均値より求めた。表面粗化処理の際に行った研磨方向に直角な方向（平均粗さが最も大きく出る方向）で測定した値が平均粗さ１及び油溜まり深さであり、研磨方向に平行な方向で測定した値が平均粗さ２である。

【0040】

動摩擦係数については、嵌合型のコネクタのオス端子とメス端子の接点部を模擬するように、各試料について板状のオス試験片と内径１．５ｍｍの半球状としたメス試験片とを作成し、株式会社トリニティーラボ製の摩擦測定機（μＶ１０００）を用い、両試験片間の摩擦力を測定して動摩擦係数を求めた。図５により説明すると、水平な台１１上にオス試験片１２を固定し、その上にメス試験片１３の半球凸面を置いてめっき面同士を接触させ、メス試験片１３に錘１４によって１００ｇｆ以上５００ｇｆ以下の荷重Ｐをかけてオス試験片１２を押さえた状態とする。この荷重Ｐをかけた状態で、オス試験片１２を摺動速度８０ｍｍ／分で矢印により示した水平方向に１０ｍｍ引っ張ったときの摩擦力Ｆをロードセル１５によって測定した。その摩擦力Ｆの平均値Ｆａｖと荷重Ｐより動摩擦係数（＝Ｆａｖ／Ｐ）を求めた。

【0041】

はんだ濡れ性については、試験片を１０ｍｍ幅に切り出し、ロジン系活性フラックスを用いてメニスコグラフ法にてゼロクロスタイムを測定した。（はんだ浴温２３０℃のＳｎ−３７％Ｐｂはんだに浸漬させ、浸漬速度２ｍｍ／ｓｅｃ、浸漬深さ２ｍｍ、浸漬時間１０ｓｅｃの条件にて測定した。）はんだゼロクロスタイムが３秒以下を良と評価し、３秒を超えた場合を不良と評価した。

【0042】

光沢度は、日本電色株式会社製光沢度計（型番：ＰＧ−１Ｍ）を用いて、ＪＩＳ Ｚ ８７４１に準拠し、入射角６０度にて測定した。
電気的信頼性を評価するため、大気中で１５０℃×５００時間加熱し、接触抵抗を測定した。測定方法はＪＩＳ−Ｃ−５４０２に準拠し、４端子接触抵抗試験機（山崎精機研究所製：ＣＲＳ−１１３−ＡＵ）により、摺動式（１ｍｍ）で０から５０ｇまで荷重を変化させたときの荷重と接触抵抗との関係を測定し、荷重を５０ｇとしたときの接触抵抗値で評価した。
これらの測定結果、評価結果を表３に示す。

【0043】

【表3】

【0044】

この表３から明らかなように、実施例はいずれも動摩擦係数が０．３以下と小さく、はんだ濡れ性が良好で、光沢度も高く外観が良好で接触抵抗も１０ｍΩ以下を示した。

【0045】

これに対して、各比較例は以下のような不具合が認められた。
比較例１は、Ｓｎ系表面層が薄すぎるため、はんだ濡れ性が悪く、接触抵抗が大きい。比較例２は、ＣｕＳｎ合金層の油溜まり深さＲｖｋが小さいため摩擦係数が大きい。比較例３は、Sｎ系表面層が厚すぎるため、摩擦係数が大きい。比較例４は、基材表面の粗化を強めた結果、リフロー後のＣｕＳｎ合金層の算術平均粗さＲａが１μｍを超え凹部のＳｎ系表面層が厚くなり、摩擦係数が大きい。比較例５、６は、基材の粗化処理をしていないため算術平均粗さＲａおよび油溜まり深さＲｖｋとも小さく動摩擦係数が大きい。比較例７は、Ｃｕめっきを省いた結果、基材の合金成分の影響が大きく、表層にまでＣｕＳｎ合金層が成長してはんだ濡れ性が悪い。比較例８は、基材中のＮｉ、Ｓｉの含有量が少ないため、ＣｕＳｎ合金層の油溜まり深さＲｖｋが小さく動摩擦係数が大きい。

【0046】

図１及び図２は実施例１の試料の基材とＣｕＳｎ合金層との界面近傍をＴＥＭ−ＥＤＳ観察した顕微鏡写真であり、図３及び図４は比較例５の同様の顕微鏡写真である。これらの写真を比較してわかるように、実施例のものは、ＣｕＳｎ合金層が適度に表面に露出し、ＣｕＳｎ合金層の基材側の界面付近（図２の破線より下方）にＣｕの一部がＮｉ及びＳｉに置換した化合物（Ｃｕ，Ｎｉ，Ｓｉ）₆Ｓｎ₅がわずかに認められる。比較例のものは、図４に示されるように、ＣｕＳｎ合金層の下部に比較的厚いＣｕ₃Ｓｎ層が認められ、その上にＣｕ₆Ｓｎ₅層が積層した構造とされており、表面への露出も少ない。

【符号の説明】

【0047】

１１ 台
１２ オス試験片
１３ メス試験片
１４ 錘
１５ ロードセル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】