(57)【要約】      （修正有）【課題】低摩擦係数（低挿入力）で、低接圧でも耐微摺動摩耗性が優れるコネクタ等の接続部品を得ることができる導電材料（表面被覆層付き銅又は銅合金板条）を提供する。【解決手段】銅又は銅合金板条を母材４とし、前記母材表面に表面被覆層としてＮｉ、Ｃｏ又はＦｅ層のうちいずれか１つ又は２つからなる下地層１及びＣｕ−Ｓｎ合金層２をこの順に形成され、前記Ｃｕ−Ｓｎ合金層２の表面の算術平均粗さＲａが０．３〜３．４μｍ、かつ最大高さＲｚが２．２〜１４．４μｍである。前記Ｃｕ−Ｓｎ合金層２の表面にＳｎ層３が形成されていてもよく、その場合、前記Ｓｎ層３の表面被覆率は１０％以下に制限される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅又は銅合金板条を母材とし、前記母材表面に表面被覆層としてＮｉ、Ｃｏ又はＦｅ層のうちいずれか１つ又は２つからなる下地層及びＣｕ−Ｓｎ合金層をこの順に有し、前記Ｃｕ−Ｓｎ合金層の表面の算術平均粗さＲａが０．３〜３．４μｍ、かつ最大高さＲｚが２．２〜１４．４μｍであることを特徴とする表面被覆層付き銅又は銅合金板条。
【請求項２】
前記Ｃｕ−Ｓｎ合金層の表面にＳｎ層を有し、前記Ｓｎ層の表面被覆率が１０％以下であることを特徴とする請求項１に記載された表面被覆層付き銅又は銅合金板条。
【請求項３】
前記下地層の平均の厚さが０．１〜３．０μｍであり、前記Ｃｕ−Ｓｎ合金層がη相又はη相とε相からなり、平均の厚さが０．２〜１．０μｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載された表面被覆層付き銅又は銅合金板条。
【請求項４】
前記下地層とＣｕ−Ｓｎ合金層の間にさらにＣｕ層を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載された表面被覆層付き銅又は銅合金板条。
【請求項５】
前記Ｃｕ−Ｓｎ合金層のＣｕの一部が、前記下地層の元素で置換されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載された表面被覆層付き銅又は銅合金板条。
【請求項６】
表面がリフロー処理されたものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載された表面被覆層付き銅又は銅合金板条。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載された表面被覆層付き銅又は銅合金板条からなる嵌合型接続端子。
【請求項８】
請求項７に記載された嵌合型接続端子を含む嵌合型コネクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として自動車分野や一般民生機器分野で用いられる端子等の接続部品用導電材料として用いられ、低挿入力と耐微摺動摩耗性を兼備した接続部品が得られる表面被覆層付き銅又は銅合金板条に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の電線の接続に用いられるコネクタには、オス端子とメス端子の組み合せからなる嵌合型接続端子が使用されている。自動車の電装分野では、電子制御の多用、高度化によりコネクタが多極化し、自動車の組立工程におけるコネクタの挿入力が増大し、作業者の肉体的負担の増大が問題となっている。そのため、このようなコネクタには挿入力の低減が求められるようになってきた。
また、端子小型化の進行により、端子の接圧は小さくなっている。その結果、自動車のエンジンの振動や自動車走行による振動によって接点間に微摺動が発生し、接点部が摩耗して接触抵抗が増大する現象（微摺動摩耗現象）が問題となってきた。なお、微摺動摩耗現象は、酸化したＳｎの摩耗粉が接点間に介在することで生じると考えられている。
【０００３】
銅又は銅合金板条からなる母材の表面に表面被覆層を有する接続部品用導電材料において、コネクタの挿入力の低減及び微摺動摩耗現象の改善のため、種々の提案がなされている。
特許文献１に記載された導電材料は、表面被覆層としてＮｉ層、Ｃｕ−Ｓｎ合金層及びＳｎ層をこの順に有する。前記Ｃｕ−Ｓｎ合金層は、Ｃｕ含有量が２０〜７０ａｔ％で、平均厚さが０．２〜３．０μｍであり、前記Ｓｎ層は、平均厚さが０．２〜５．０μｍである。この導電材料の表面はリフロー処理されていて、Ｃｕ−Ｓｎ合金層の一部が最表面に露出し、その露出面積率が３〜７５％である。また、この導電材料の表面は、少なくとも一方向における算術平均粗さＲａが０．１５μｍ以上、全ての方向における算術平均粗さＲａが３．０μｍ以下とされる。
【０００４】
特許文献２に記載された導電材料は、表面被覆層としてＮｉ、Ｃｏ又はＦｅ層のうちいずれか１つ又は２つからなる下地層、Ｃｕ−Ｓｎ合金層及びＳｎ層をこの順に有する。前記下地層の平均厚さは０．１〜３．０μｍであり、前記Ｃｕ−Ｓｎ合金層はη相又はη相とε相からなり、平均厚さが０．２〜３．０μｍである。前記Ｃｕ−Ｓｎ合金層の表面粗さは、算術平均高さＳａが０．２μｍ以下、最大高さＳｚが５．０μｍ以下である。前記Ｓｎ層の平均厚さが０．０２〜０．２μｍであり、Ｃｕ−Ｓｎ合金層の全面を覆っている。
【０００５】
特許文献３に記載された導電材料は、表面被覆層としてＮｉ又はＣｕ−Ｎｉ合金からなる下地層及びＣｕ−Ｎｉ−Ｓｎ合金層をこの順に有する。この導電材料の表面は、算術平均粗さＲａが０．１５μｍ以下、最大高さＲｚが０．８μｍ以下とされる。
特許文献４に記載された導電材料は、表面被覆層としてＣｕ−Ｓｎ合金にＳｎが混在したＣｕ−Ｓｎめっき層を有する。必要に応じて、Ｃｕ−Ｓｎめっき層の下にＮｉ層、Ｃｕ−Ｓｎめっき層の上にＳｎ層を有する。
【０００６】
特許文献５に記載された導電材料は、表面被覆層としてＮｉ又はＣｕ−Ｎｉ合金からなる下地層、Ｃｕ−Ｓｎ合金層及びＳｎ層をこの順に有する。前記Ｓｎ層は前記Ｃｕ−Ｓｎ合金層の結晶粒間の凹部内に存在し、前記Ｃｕ−Ｓｎ合金層を２０〜８０％の面積率で覆う。前記Ｃｕ−Ｓｎ合金層は平均厚さが０．４〜１．５μｍ、前記Ｓｎ層は平均厚さが０．０５〜０．４μｍ、最大厚さが０．０５〜１．０μｍである。この導電材料の表面粗さは、算術平均粗さＲａが０．０５〜０．２μｍ、最大高さＲｙが０．３〜１．５μｍとされる。
特許文献６に記載された導電材料は、表面被覆層としてＮｉ、Ｃｏ又はＦｅ層のうちいずれか１つ又は２つからなる下地層、Ｃｕ−Ｓｎ合金層及びＳｎ層をこの順に有する。この導電材料は、Ｃｕ−Ｓｎ合金層のＣｕ含有量と表面露出率、及び表面粗さが特許文献１に記載された導電材料と同じとされ、Ｃｕ−Ｓｎ合金層の表面の平均結晶粒径が２μｍ以下とされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−１８３０６８号公報
【特許文献２】特開２０１７−８２３０７号公報
【特許文献３】特開２０１７−４３８２７号公報
【特許文献４】特開２０１６−２１１０３１号公報
【特許文献５】特開２０１５−１８０７７０号公報
【特許文献６】特開２０１４−２０８９０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１〜６に記載された接続部品用導電材料は、それぞれコネクタの挿入力を低減し、かつ微摺動摩耗現象を改善できるとされている。一方、コネクタの多極化及び小型化に伴い、低接圧化が進行し、改めて耐微摺動摩耗性低下が問題視されるようになってきた。
本発明は、低摩擦係数（低挿入力）で、低接圧でも耐微摺動摩耗性が優れるコネクタ等の接続部品を得ることができる導電材料（表面被覆層付き銅又は銅合金板条）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】
接続部品用導電材料が低摩擦係数で端子の接圧が小さいと、端子の摺動が生じやすく、かつ摺動により発生したＳｎの摩耗粉が接点外部に排出されにくく、酸化したＳｎ摩耗粉が接点間に堆積し、一般に微摺動摩耗（接触抵抗の増加）が生じやすい。また、導電材料の最表面に存在するＳｎ層の表面被覆率が大きいと、摩擦係数が増加し、かつ接点間に堆積するＳｎ摩耗粉の量が増大し、耐微摺動摩耗性が悪化する。
本発明では、接続部品用導電材料におけるＳｎ層の表面被覆率を下げ、Ｃｕ−Ｓｎ合金層の表面粗さを大きくすることで、接点間のＳｎ摩耗粉の増加を抑え、かつ生成したＳｎ摩耗分の接点外への排出を促進して、低接圧下でも耐微摺動摩耗性を改善することができた。また、Ｓｎ層の表面被覆率を下げることで、低い摩擦係数を実現できた。
【００１０】
本発明に係る接続部品用導電材料（表面被覆層付き銅又は銅合金板条）は、銅又は銅合金板条を母材とし、前記母材表面に表面被覆層としてＮｉ、Ｃｏ又はＦｅ層のうちいずれか１つ又は２つからなる下地層及びＣｕ−Ｓｎ合金層をこの順に有し、前記Ｃｕ−Ｓｎ合金層の表面の算術平均粗さＲａが０．３〜３．４μｍ、かつ最大高さＲｚが２．２〜１４．４μｍである。この表面被覆層付き銅又は銅合金板条は、表面被覆層の一部として前記Ｃｕ−Ｓｎ合金層の表面にさらにＳｎ層を有していてもよい。その場合、前記Ｓｎ層の表面被覆率が１０％以下とされる。
なお、本発明において板条とは、板又は条（コイル）を意味する。また、本発明においてＮｉ層、Ｃｏ層、Ｆｅ層、Ｓｎ層は、それぞれＮｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｓｎ金属のほか、Ｎｉ合金、Ｃｏ合金、Ｆｅ合金、Ｓｎ合金を含む。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る表面被覆層付き銅又は銅合金板条を素材として用いることで、低挿入力で、かつ低接圧でも耐微摺動摩耗性に優れたコネクタ等の接続部品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る表面被覆層付き銅又は銅合金板条の模式的断面図である。
【図２】本発明に係る表面被覆層付き銅又は銅合金板条の顕微鏡組織写真である。
【図３】微摺動摩耗試験機の概略図である。
【図４】摩擦係数測定機の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る表面被覆層付き銅又は銅合金板条について、より詳細に説明する。
まず、本発明に係る表面被覆層付き銅又は銅合金板条の一例を、図１（模式的断面図）に示す。図１において、表面被覆層は下地層１、Ｃｕ−Ｓｎ合金層２及びＳｎ層３からなり、母材（銅又は銅合金板条）４上にこの順に形成されている。個々のＳｎ層３の面積は微少で、Ｃｕ−Ｓｎ合金層２の表面に点在している。
【００１４】
＜Ｃｕ−Ｓｎ合金層＞
（Ｃｕ−Ｓｎ合金層の表面粗さ）
端子嵌合時（オス端子の挿入時）に接点間に摺動が生じ、あるいはエンジン振動又は自動車走行時の振動により接点間に微摺動が生じると、端子表面のＳｎ層が摩耗し、接点間に酸化したＳｎ摩耗粉が堆積し、微摺動摩耗（接触抵抗の増加）が生じる。しかし、オスメス両端子のうち少なくとも一方の端子においてＣｕ−Ｓｎ合金層の表面に十分大きい凹凸があると、Ｓｎ摩耗粉の接点外部への排出が促進され、Ｓｎ摩耗粉の堆積が抑制されて、微摺動摩耗性が改善される。
【００１５】
Ｃｕ−Ｓｎ合金層表面の算術平均粗さＲａが０．３μｍ未満、又は最大高さＲｚが２．２μｍ未満であると、Ｓｎ摩耗粉の接点外部への排出が不十分となる。一方、Ｃｕ−Ｓｎ合金層表面の算術平均粗さＲａが３．４μｍを超え、又は最大高さＲｚが１４．４μｍを超えると、接点の摩耗が早まり母材が露出して銅酸化物が生成され、接触抵抗が増大するリスクがある。また、現行の粗面化工程（ロール表面の凹凸を銅合金板条の表面に転写する工程）において材料が摩耗し、銅粉が発生して、製品（銅合金板条）が汚染されるリスクがある。従って、Ｃｕ−Ｓｎ合金層の表面粗さは、算術平均粗さＲａが０．３〜３．４μｍの範囲内、かつ最大高さＲｚが２．２〜１４．４μｍの範囲内とする。Ｃｕ−Ｓｎ合金層の表面粗さを上記のようにするには、母材表面の算術平均粗さＲａを０．３〜３．４μｍの範囲内、最大高さＲｚを２．２〜１４．４μｍの範囲内とし、後述するリフロー処理において、Ｃｕ−Ｓｎ合金層を均一に成長させる必要がある。算術平均粗さＲａ、最大高さＲｚは、ＪＩＳ  Ｂ０６０１（２００１）で規定される線粗さである。Ｃｕ−Ｓｎ合金層表面の算術平均粗さＲａは、下限値が好ましくは０．５μｍであり、上限値が好ましくは２．０μｍである。最大高さＲｚは、下限値が好ましくは３．５μｍ、上限値が好ましくは１０．０μｍである。
【００１６】
また、Ｃｕ−Ｓｎ合金層表面の要素の平均長さ（凹凸の平均間隔）Ｒｓｍが余り小さいと、粗面化工程に使用されるロールの製造コストが増大する。一方、要素の平均長さＲｓｍが余り大きいと、特に接点の面積の小さい小型端子に用いた場合に、他端子に対し凸部の接触機会が少なく、低い摩擦係数を得ることが困難な場合が生じる。以上の点を勘案し、Ｃｕ−Ｓｎ合金層表面の要素の平均長さＲｓｍは、好ましくは２４〜２１８μｍの範囲内とする。
なお、Ｃｕ−Ｓｎ合金層の表面粗さ（Ｒａ，Ｒｚ，Ｒｓｍ）の測定方向は、算術平均粗さＲａ及び最大高さＲｚが最も大きくなる方向（例えば母材の圧延又は研磨方向に垂直な方向）とする。
【００１７】
（Ｃｕ−Ｓｎ合金層の平均厚さ）
特許文献２に記載されたとおり、Ｃｕ−Ｓｎ合金層は、コネクタを接合したときのオス−メス端子間の摩擦力を高め、コネクタに加わる振動の影響（接点間に生じる摺動）を抑制する作用を有する。接点間の摺動が抑制されることで、低い接触抵抗値を維持する効果が得られる。しかし、Ｃｕ−Ｓｎ合金層の平均厚さが小さいと、特に低接圧下において接点間の摺動を抑制する効果が小さい。また、Ｃｕ−Ｓｎ合金層は、下地層の成分であるＮｉ、Ｃｏ、ＦｅがＳｎ層へ拡散するのを防止する。Ｃｕ−Ｓｎ合金層の平均厚さが小さいと、拡散防止効果が不十分であり、Ｎｉ、Ｃｏ、ＦｅがＳｎ層まで拡散して酸化物を形成する。Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅの酸化物は体積抵抗率がＳｎの酸化物よりも大きいため、接触抵抗を高くする。一方、Ｃｕ−Ｓｎ合金層の平均厚さが大きくなると、曲げ加工で割れが発生するなど、端子への成形加工性が低下する可能性が出てくる。以上の点を勘案し、Ｃｕ−Ｓｎ合金層の平均厚さは、好ましくは０．２〜１．０μｍの範囲内とする。Ｃｕ−Ｓｎ合金層の平均厚さの下限値は、より好ましくは０．３μｍ、上限値は、より好ましくは０．５μｍである。
なお、Ｃｕ−Ｓｎ合金層は基本的にＣｕ及びＳｎからなるが、Ｃｕの一部が下地層の元素（Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ）で置換されていてもよい。
【００１８】
（Ｃｕ−Ｓｎ合金層の相構成）
特許文献２に記載されたとおり、Ｃｕ−Ｓｎ合金層はη相（Ｃｕ６Ｓｎ５）のみ又はε相（Ｃｕ３Ｓｎ）とη相からなり、ε相は下地層とη相の間に形成され（Ｃｕ−Ｓｎ合金層がε相とη相からなる場合）、前記下地層に接している。Ｃｕ−Ｓｎ合金層は、Ｃｕめっき層のＣｕとＳｎめっき層のＳｎがリフロー処理により反応して形成される層である。リフロー処理前のＳｎめっき層の厚さ（ｔｓ）とＣｕめっき層の厚さ（ｔｃ）の関係をｔｓ／ｔｃ＞２としたとき、平衡状態ではη相のみが形成されるが、リフロー処理条件により、実際には非平衡な相であるε相も形成される。ε相はη相に比べて硬いため、ε相が存在すると被覆層が硬くなり、摩擦係数の低減に寄与する。
【００１９】
＜Ｓｎ層＞
表面被覆層の一部として、Ｓｎ層がＣｕ−Ｓｎ合金層の表面に形成されていてもよい。しかし、耐摺動摩耗性の向上と低摩擦係数（低挿入力）を図るため、Ｓｎ層の表面被覆率は１０％以下とする。Ｓｎ層の表面被覆率は好ましくは５％以下であり、０％（Ｓｎ層が存在しない状態）でもよい。
なお、Ｓｎ層は金属Ｓｎ又はＳｎ合金からなる。Ｓｎ層がＳｎ合金からなる場合、Ｓｎ合金のＳｎ以外の構成成分としては、Ｐｂ，Ｂｉ，Ｚｎ，Ａｇ，Ｃｕなどが挙げられる。Ｐｂについては５０質量％未満、他の元素については１０質量％未満が好ましい。
【００２０】
＜下地層＞
母材とＣｕ−Ｓｎ合金層の間（Ｃｕ層がない場合）、又は母材とＣｕ層の間に、下地層としてＮｉ、Ｃｏ又はＦｅ層のうちいずれか１つ又は２つからなる下地層が形成される。特許文献２に記載されたとおり、下地層は、銅合金母材のＣｕ及び合金元素が材料表面へ拡散するのを抑制し、高温長時間使用後も接触抵抗の上昇を抑制する。また、下地層自身の材料表面への拡散はＣｕ−Ｓｎ合金層やＣｕ層により抑制される。このことから、Ｎｉ、Ｃｏ又はＦｅ層のうちいずれか１つ又は２つからなる下地層が形成された導電材料は、耐熱性が求められる接続部品に特に適する。また、この下地層が形成されることにより、材料の亜硫酸ガス耐食性が向上する。
下地層が厚くなると成形加工性が低下し、経済性が悪くなり、一方、下地層が余り薄いと、下地層中のピット欠陥が増加することなどにより、上記効果を充分に発揮できなくなる。以上の点を勘案し、下地層の平均厚さは、好ましくは０．１〜３．０μｍの範囲内とする。
【００２１】
Ｎｉ層、Ｃｏ層、Ｆｅ層は、それぞれ金属Ｎｉ又はＮｉ合金、金属Ｃｏ又はＣｏ合金、金属Ｆｅ又はＦｅ合金からなり、それぞれに母材に含まれる成分元素等が少量混入していてもよい。Ｎｉ層がＮｉ合金からなる場合、Ｎｉ合金のＮｉ以外の構成成分としては、Ｃｕ、Ｐ、Ｃｏなどが挙げられる。Ｃｕについては４０質量％以下、Ｐ、Ｃｏについては１０質量％以下が望ましい。Ｃｏ層がＣｏ合金からなる場合、Ｃｏ以外の合金元素としてＮｉ、Ｃｕ、Ｐなどが挙げられ、これらの合金元素は合計で１０質量％以下が好ましい。Ｆｅ層がＦｅ合金からなる場合、Ｆｅ以外の合金元素としてＮｉ、Ｃｒ、Ｃなどが挙げられ、これらの合金元素は合計で１０質量％以下が好ましい。
下地層として、Ｎｉ層、Ｃｏ層又はＦｅ層のうちいずれか２層の組合せ（Ｃｏ層とＮｉ層、Ｆｅ層とＮｉ層、Ｃｏ層とＦｅ層）もあり得る。この場合、２層の合計の平均厚さを、好ましくは０．１〜３．０μｍの範囲内とする。
【００２２】
＜Ｃｕ層＞
Ｃｕ層はリフロー処理後にＣｕめっき層が消滅せずに残留したものである。特許文献２に記載されたとおり、Ｃｕ層は厚くなりすぎると成形加工性などが劣化し、経済性も悪くなる。このため、Ｃｕ層の平均厚さは３．０μｍ以下が好ましく、より好ましくは１．０μｍ以下であり、さらに好ましくは０．３μｍ以下であり、最も好ましいのは０μｍ（Ｃｕめっき層がリフロー処理の過程で消滅）である。Ｃｕ層がＣｕ合金からなる場合、Ｃｕ合金のＣｕ以外の構成成分としてはＳｎ、Ｚｎ等が挙げられる。Ｓｎの場合は１０質量％未満、他の元素については５質量％未満が好ましい。
【００２３】
＜銅又は銅合金母材＞
本発明に係る銅又は銅合金板条（銅又は銅合金母材）の素材として、純銅のほか、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｎ−Ｐ系、Ｃｕ−Ｆｅ−Ｐ系、Ｃｕ−Ｚｎ系、Ｃｕ−Ｃｒ−Ｔｉ−Ｓｉ系等、種々の銅合金を用いることができる。    
Ｃｕ−Ｓｎ合金層の表面粗さを、先に記載した範囲内とするには、銅合金母材の表面粗さを、算術平均粗さＲａが０．３〜３．４μｍの範囲内、かつ最大高さＲｚが２．２〜１４．４μｍの範囲内とする必要がある。銅又は銅合金母材の表面粗さ（Ｒａ，Ｒｚ，Ｒｓｍ）の測定方向は、基本的にＣｕ−Ｓｎ合金層の表面粗さの測定方向と同じである。
【００２４】
銅又は銅合金母材の表面をこのように粗化処理する方法として、例えば特許文献１に記載されたとおり、圧延（研磨やショットブラスト等により粗面化したワーククロールを使用して仕上げ圧延）、研磨又はショットブラスト等の機械的方法が挙げられる。また、イオンエッチング等の物理的方法、又はエッチングや電解研磨等の化学的方法を使用することもできる。なお、銅合金母材の表面を機械的に研磨すると、加工変質層が比較的厚く形成されるが、このような加工変質層の存在は本発明の効果に特に影響しない。
【００２５】
＜製造方法＞
本発明に係る表面被覆層付き銅又は銅合金板条は、銅又は銅合金母材の表面を粗化処理した上で、前記母材表面に下地めっき（Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅめっき）、Ｃｕめっき及びＳｎめっきをこの順に行い、次いでリフロー処理を行うことで製造できる。Ｃｕめっき層とＳｎめっき層の当初厚さは、リフロー処理により前記Ｃｕめっき層とＳｎめっき層が完全に消費される（消滅する）か、Ｓｎめっき層の残留量がごくわずかになるように設定されることが好ましい。また、リフロー処理において、Ｃｕ−Ｓｎ合金層としてη（Ｃｕ６Ｓｎ５）相を形成させるには、Ｃｕめっき層とＳｎめっき層の当初厚さの比を約１：２にすることが好ましい。
【００２６】
リフロー処理は、３００〜６００℃の温度範囲に、２５〜１１５秒間保持する条件で行うことが好ましい。保持温度が高温のとき保持時間を短く、保持温度が低温のとき保持時間を長く設定することが好ましい。
リフロー処理では、Ｃｕめっき層のＣｕとＳｎめっき層のＳｎ（溶融Ｓｎ）が相互拡散し、Ｃｕ−Ｓｎ合金層が形成される。リフロー処理の間、Ｃｕ−Ｓｎ合金層は下地層の輪郭（凹凸）に沿って形成され、かつ隣接するＣｕ−Ｓｎ合金結晶（柱状晶）同士の間に微細な凹部を有し、溶融Ｓｎが前記輪郭の凹部及び前記結晶間の微細な凹部に流入する。  
【００２７】
本発明において、Ｃｕめっき層とＳｎめっき層の当初厚さの比、又はリフロー処理の条件によっては、リフロー処理後もＣｕ層又はＳｎ層が残留することがある。リフロー処理後にＣｕ層が残留するとき、前記Ｃｕ層の平均厚さは３．０μｍ以下であることが好ましい。リフロー処理後にＳｎめっき層が残留する場合、主に前記凹部にＳｎ層が形成される。Ｓｎ層の残留は、表面被覆率が１０％以下となることを条件に許容される。
【００２８】
図２に、Ｓｎ層がわずかに残留した被覆層付き銅又は銅合金板条（実施例Ｎｏ．３）の表面組織写真（走査電子顕微鏡による反射電子像）を示す。図２の右側の写真は左側の写真の一部拡大写真である。図２の左側の写真において濃い色の部分が母材の凸部に対応するＣｕ−Ｓｎ合金層の凸部であり、淡い色の部分が母材の凹部に対応するＣｕ−Ｓｎ合金層の凹部である。低倍率の組織写真（図２の左側の写真）ではＳｎ層の存在がはっきり確認できないが、拡大した組織写真（図２の右側の写真）では全面に白く微細に点在するＳｎ層が確認できる。なお、図２の左側の写真の左下に記載したスケール（白抜きの箇所）は全長が２００μｍである。Ｓｎ層のサイズ（外接円直径）は上面視で１００μｍ以下が好ましく、５０μｍ以下がより好ましい。
【実施例】
【００２９】
表面を粗化処理した厚さ０．２５ｍｍの銅合金板（Ｎｏ．１〜９）を作製し、その表面粗さを下記要領で測定した。その結果を表１に示す。
（母材の表面粗さ）
母材の表面粗さ（算術平均粗さＲａ）は、接触式表面粗さ計（株式会社東京精密；サーフコム１４００）を用いて、ＪＩＳ  Ｂ０６０１：２００１に基づいて測定した。表面粗さ測定条件は、カットオフ値を０．８ｍｍ、基準長さを０．８ｍｍ、評価長さを４．０ｍｍ、測定速度を０．３ｍｍ／ｓ、及び触針先端半径を５μｍＲとした。表面粗さの測定方向は、圧延方向に垂直な方向（表面粗さが最も大きく出る方向）とした。
【００３０】
前記銅合金板（Ｎｏ．１〜９）を母材とし、前記母材の表面に、種々の厚さにＮｉめっき、Ｃｕめっき及びＳｎめっきをこの順に施した。めっき後の銅合金板から試験材を採取し、Ｎｉめっき層、Ｃｕめっき層及びＳｎめっき層の平均厚さを下記要領で測定した。その結果を表１に示す。なお、Ｎｉめっき、Ｃｕめっき及びＳｎめっきの各めっき液及びめっき条件は、特許文献２の実施例と同じとした。
（Ｓｎめっき層の平均厚さ）
蛍光Ｘ線膜厚計（セイコーインスツルメンツ株式会社；ＳＦＴ３２００）を用いて、試験材のＳｎめっき層の平均厚さを算出した。測定条件は、検量線にＳｎ／母材の単層検量線又はＳｎ／Ｎｉ／母材の２層検量線を用い、コリメータ径をφ０．５ｍｍとした。得られた値をＳｎめっき層の平均厚さとした。
【００３１】
（Ｃｕめっき層の平均厚さ）
Ｃｕめっきを実施した際の電流値からＣｕめっき層の厚さを算出した。ファラデーの法則より、電気析出量は流れた電気量に比例する。なお、下記（１）式により析出したＣｕの質量ｍ（単位：ｇ）を求め、下記（２）式によりＣｕめっき層の平均厚さＬ（単位：μｍ）を算出した。
ｍ／Ｍ＝Ｉｔ／ｚＦ  ・・・（１）
Ｌ＝ｍ／ＰＳ  ・・・（２）
ここで、ＭはＣｕの分子量（単位：ｇ／ｍｏｌ）、Ｉは電流値（単位：Ａ）、ｔは時間（単位：ｓ）、ｚはイオン価数、Ｆはファラデー常数、ＰはＣｕの密度（ｇ／μｍ３）、Ｓはめっき面積（単位：μｍ２）である。  
【００３２】
（Ｎｉめっき層の平均厚さ）
蛍光Ｘ線膜厚計（セイコーインスツルメンツ株式会社；ＳＦＴ３２００）を用い、試験材のＮｉめっき層の平均厚さを算出した。測定条件は、検量線にＳｎ／Ｎｉ／母材の２層検量線を用い、コリメータ径をφ０．５ｍｍとした。なお、Ｎｉめっき層の平均厚さはリフロー処理前後で実質的に変化しない。
【００３３】
【表１】
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【００３４】
めっき後の銅合金板に表１に示す条件でリフロー処理を施した後、リフロー処理後の銅合金板（Ｎｏ．１〜９）から試験材を採取し、Ｃｕ−Ｓｎ合金層の平均厚さ、Ｃｕ−Ｓｎ合金層の表面粗さ、及びＳｎ層の表面被覆率を下記要領で測定した。その結果を表２に示す。なお、リフロー処理後の全ての銅合金板（Ｎｏ．１〜９）においてＣｕめっき層は消滅していた。  
【００３５】
（Ｃｕ−Ｓｎ合金層の平均厚さ）
まず、試験材をｐ−ニトロフェノール及び苛性ソーダを成分とする水溶液に１０分間浸漬し、Ｓｎ層を除去した。その後、蛍光Ｘ線膜厚計（セイコーインスツルメンツ株式会社；ＳＦＴ３２００）を用いて、Ｃｕ−Ｓｎ合金層に含有されるＳｎ成分の膜厚を測定した。測定条件は、検量線にＳｎ／母材の単層検量線又はＳｎ／Ｎｉ／母材の２層検量線を用い、コリメータ径をφ０．５ｍｍとした。得られた値をＣｕ−Ｓｎ合金層の平均厚さとした。
【００３６】
（Ｃｕ−Ｓｎ合金層の表面粗さ）
各試験材のＣｕ−Ｓｎ合金層の表面粗さ（Ｒａ，Ｒｚ，Ｒｓｍ）は、Ｓｎ層の除去を行った後、非接触式表面粗さ計（株式会社ＯＬＹＭＰＵＳ製レーザー顕微鏡、型式ＯＬＳ４１００）を用いて測定した。測定条件は、分析モード：線粗さ、測定距離：６００〜８００μｍ、カットオフ値：λｓ２．５μｍとし、測定方向は圧延方向に対し垂直方向（算術平均粗さＲａ及び最大高さＲｚが最も大きく出る方向）とした。測定された表面粗さ（Ｒａ，Ｒｚ，Ｒｓｍ）は、ＪＩＳ  Ｂ０６０１：２００１の規定に準拠したものである。
【００３７】
（Ｓｎ層の表面被覆率）
各試験材の表面を走査電子顕微鏡により２００倍の倍率で観察し、反射電子像から実測でＳｎ層の表面被覆率を算出した。算出手順は、反射電子像のＳｎ層（白い部分）ではない部分を黒く塗りつぶし、画像解析ソフト（フリーソフトのＩｍａｇｅＪ１．４９）でＳｎ層の面積Ｓを算出した。測定エリアの全面積Ａに対する面積Ｓの１００分率（１００×Ｓ／Ａ）をＳｎ層の表面被覆率とした。観察視野の大きさ（測定エリア）は約４００μｍ×６００μｍであり、各試験材について２視野の表面被覆率の平均値を求め、当該試験材の表面被覆率とした。
【００３８】
また、リフロー処理後の銅合金板（Ｎｏ．１〜９）を試験材として、微摺動摩耗特性と動摩擦係数を下記要領で測定した。なお、微摺動摩耗特性の試験において付加した１．０Ｎという荷重は、特許文献１の試験の２Ｎ、特許文献２の試験の７Ｎに比べてかなり小さい。その結果を表２に示す。
（微摺動摩耗特性）
微摺動摩耗特性（接触抵抗値）は、嵌合型接続部品における電気接点のインデント部の形状を模擬し、図３に示すような摺動試験機を用いて測定した。まず、各試験材から切り出した板材のオス試験片５を水平な台６に固定し、その上にＮｏ．９の試験材の半球加工材（外径をφ１．８ｍｍとした）のメス試験片７を置いて被覆層同士を接触させた。メス試験片７に１．０Ｎ（錘８）の荷重をかけてオス試験片５を押さえ、オス試験片５とメス試験片８の間に１０ｍＡの定電流を印加し、ステッピングモータ９を用いてオス試験片５を水平方向に摺動させ、接触抵抗の初期ピーク値を測定した。摺動距離は５０μｍ、摺動周波数は１Ｈｚとした。図４中の矢印は摺動方向である。接触抵抗の初期ピーク値は１０ｍΩ以下を合格とした。
【００３９】
（動摩擦係数）
嵌合型接続部品における電気接点のインデント部の形状を模擬し、図４に示すような装置を用いて評価した。まず、各試験材から切り出した板材のオス試験片１０を水平な台１１に固定し、その上にＮｏ．９の試験材の半球加工材（外径をφ１．８ｍｍとした）のメス試験片１２をおいて被覆層同士を接触させた。続いて、メス試験片１２に１．０Ｎの荷重（錘１３）をかけてオス試験片１０を押さえ、横型荷重測定器（アイコーエンジニアリング株式会社；Ｍｏｄｅｌ−２１５２）を用いて、オス試験片１０を水平方向に１回摺動させたときの最大摩擦力（単位：Ｎ）を測定した。摺動距離は５ｍｍ、摺動速度は８０ｍｍ／ｍｉｎとした。図５において、１４はロードセル、矢印は摺動方向であり、オス試験片１０及びメス試験片１２のいずれも、圧延垂直方向を摺動方向に平行な向きとした。垂直抗力（荷重）をＰ（＝１．０Ｎ）とし、最大摩擦力をＦとしたとき、動摩擦係数μ’はμ’＝Ｆ／Ｐで表される。各試験材について測定試験を３回行い、動摩擦係数の平均値を求め、当該試験材の動摩擦係数とした。動摩擦係数は、０．５０未満を合格と判定した。
【００４０】
【表２】
2020097775.tif 000004
【００４１】
表２に示すように、本発明の規定を満たす表面被覆層を有するＮｏ．１〜５は、動摩擦係数が小さく、微摺動摩耗特性が優れる（接触抵抗値が低い）。
これに対し、本発明の規定を満たす表面被覆層を有しないＮｏ．６〜９は、動摩擦係数が大きいか、又は／及び微摺動摩耗特性が劣る。このうちＮｏ．６は、算術平均粗さＲａ及び最大高さＲｚが共に小さいため、微摺動摩耗特性が劣る。Ｎｏ．７は、算術平均粗さＲａ及び最大高さＲｚが共に小さく、かつＳｎ層の表面被覆率が大きいため、微摺動摩耗特性が劣る。Ｎｏ．８は、算術平均粗さＲａ及び最大高さＲｚが共に適性値であったが、Ｓｎ層の表面被覆率が大きいため、微摺動摩耗特性が劣る。Ｎｏ．９は、Ｓｎ層の表面被覆率が１００％である（Ｃｕ−Ｓｎ合金層の露出がない）ため、動摩擦係数が大きく、かつ微摺動摩耗特性が劣る。
【符号の説明】
【００４２】
１  Ｎｉ層
２  Ｃｕ−Ｓｎ合金層
３  Ｓｎ層
４  銅又は銅合金母材
５，１０ オス試験片
６，１１ 台
７，１２ メス試験片
８，１３ 錘
９ ステッピングモータ
１４  ロードセル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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