專利名稱：：電氣電子零件用金屬材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及適合于嵌合型多極連接器的滑動部等的電氣電子零件用金屬材料。
背景技術(shù)：
：在銅(Cu)、銅合金等導(dǎo)電性基體(以下適宜記作基體)上設(shè)置有錫(Sn)、錫合金等鍍敷層的鍍敷材料，作為一種高性能導(dǎo)體，其基體具有優(yōu)異的導(dǎo)電性和強度、及鍍敷層具有優(yōu)異的電連接性和耐腐蝕性和焊接性，已經(jīng)廣為人知，被廣泛應(yīng)用于電氣，電子設(shè)備中使用的各種端子及連接器等。該鍍敷材料，通常為了防止鋅(Zn)等基體的合金成分(以下適宜記作基體成分)向上述鍍敷層擴散，在基體上以具有阻擋功能的鎳(Ni)、鈷(Co)、鐵(Fe)等作為基底。在將該鍍敷材料作為端子使用的情況下，例如在汽車的發(fā)動機室內(nèi)等的高溫環(huán)境下，由于端子表面的鍍Sn層的Sn易氧化，所以在鍍Sn層的表面形成氧化皮膜，由于該氧化皮膜較脆，所以在端子連接時破碎，其下的未氧化鍍Sn層露出，而得到良好的電連接性。但是，近年來，在電子控制化的進程中，嵌合型連接器出現(xiàn)了多極化，因此，在對陽端子組和陰端子組進行插拔時需要較大的力，特別是在汽車的發(fā)動機室內(nèi)等窄的空間，插拔作業(yè)困難，因此強烈尋求上述插拔力的降低。另外，通過降低連接器的插拔力，連接器連接時的作業(yè)性提高，因此，從該觀點出發(fā)，也強烈尋求上述插拔力的降低。作為降低上述插拔力的方法，有減薄連接器端子表面的鍍Sn層來減弱端子間的接觸壓力的方法，但該方法因鍍Sn層軟質(zhì)，因此有時在端子的接觸面間引起微振磨損現(xiàn)象，引起端子間導(dǎo)通不良。所謂上述微振磨損現(xiàn)象，是由于因振動及溫度變化等原因而在端子的接觸面間引起的微滑動，從而端子表面的軟質(zhì)的鍍Sn層磨損且氧化，形成電阻率大的磨損粉末的現(xiàn)象，該現(xiàn)象在端子間發(fā)生時引起連接不良。而且，端子間的接觸壓力越低，該現(xiàn)象越容易發(fā)生。與之相對，例如在特開2000-226645號公報中提出了一種方法，其目的是，在Cu或Cu合金上鍍Sn并進行回流處理后，在氧濃度為5%以下的氛圍中進行熱處理，由此，在最表面形成難以引起微振磨損現(xiàn)象的硬質(zhì)的Cu-Sn金屬間化合物層，確保低插入性等。但是，該方法中，鍍敷處理的加工性不足。另外，在特開2000-226645號公報中，關(guān)于該Cu-Sn金屬間化合物層的Cu-Sn的濃度沒有記載，另外，因使規(guī)定了厚度的氧化膜層在Cu-Sn金屬間化合物層的表面適當(dāng)形成，所以生產(chǎn)線生產(chǎn)時的回流熱處理的加工比較困難。另外，特開2004-68026號公報中記載有一種連接零件用導(dǎo)電材料，其在由Cu或Cu合金構(gòu)成的母材表面依次形成有由Ni層及Cu-Sn合金層構(gòu)成的表面鍍敷層，其目的是為了不易引起微振磨損現(xiàn)象、確保低插入性等。但是，該材料在鍍敷處理的加工性方面也差。另外，由于以Cu-Sn濃度的平均值來規(guī)定Cu-Sn合金層，所以生產(chǎn)線生產(chǎn)時的回流熱處理的加工困難。另外，特開2004-339555號公報中記載有一種鍍敷處理材料，其如下形成，在金屬4制的基體表面實施金屬鍍敷，形成金屬鍍敷層，通過進行回流處理，將網(wǎng)眼狀擴散的軟的區(qū)域、和被上述軟的區(qū)域的網(wǎng)眼圍成的硬的區(qū)域混合。但是，該鍍敷處理材料存在下述問題，在高溫環(huán)境下，母材的Cu成分擴散到鍍敷最表面，產(chǎn)生氧化，而且接觸電阻值上升。特開2006-77307號公報中記載有一種連接零件用導(dǎo)電材料，沿母材表面的凹凸形成由數(shù)Pm左右直徑的粒子構(gòu)成的Cu-Sn合金被覆層，Sn被覆層熔融流動而平滑化，隨之，Cu-Sn合金被覆層在材料表面露出一部分。但是，通常認為，即使在基底上不存在Cu層且Ni基底存在的情況下沒有問題；即使在存在Cu層或不存在Ni基底的情況下，在初始狀態(tài)下沒有問題，在同時施加滑動和熱負荷這樣的實車裝載環(huán)境下，純Sn部因滑動而被磨削了時，Cu也會擴散到表面，進而持續(xù)氧化，導(dǎo)致早期電阻上升。
發(fā)明內(nèi)容即，根據(jù)本發(fā)明，提供下述發(fā)明(1)—種電氣電子零件用金屬材料，在導(dǎo)電性基體上設(shè)置有Cu-Sn合金層，其特征在于，所述Cu-Sn合金層，Cu濃度從所述基體側(cè)朝向表面?zhèn)戎饾u減小。(2)—種電氣電子零件用金屬材料，在導(dǎo)電性基體上設(shè)置有Cu-Sn合金層，其特征在于，所述Cu-Sn合金層，Cu濃度從所述基體側(cè)朝向表面?zhèn)戎饾u減小，且在所述Cu-Sn合金層中局部性地分散有Sn或Sn合金。(3)—種電氣電子零件用金屬材料，在導(dǎo)電性基體上設(shè)有Ni、Co、及Fe的任一種金屬或包含這些金屬的合金，進而在其上設(shè)有Cu-Sn合金層，其特征在于，所述Cu-Sn合金層，Cu濃度從所述基體側(cè)朝向表面?zhèn)戎饾u減小。(4)—種電氣電子零件用金屬材料，在導(dǎo)電性基體上設(shè)有Ni、Co、及Fe的任一種金屬或包含這些金屬的合金，進而在其上設(shè)有Cu-Sn合金層，其特征在于，所述Cu-Sn合金層，Cu濃度從所述基體側(cè)朝向表面?zhèn)戎饾u減小，且在所述Cu-Sn合金層中局部性地分散有Sn或Sn合金。(5)—種電氣電子零件用金屬材料，在導(dǎo)電性基體上設(shè)有兩層Ni、Co、及Fe的任一種金屬或包含這些金屬的合金，進而在其上設(shè)有Cu-Sn合金層，其特征在于，所述Cu-Sn合金層，Cu濃度從所述基體側(cè)朝向表面?zhèn)戎饾u減小。(6)—種電氣電子零件用金屬材料，在導(dǎo)電性基體上設(shè)有兩層Ni、Co、及Fe的任一種金屬或包含這些金屬的合金，進而在其上設(shè)有Cu-Sn合金層，其特征在于，所述Cu-Sn合金層，Cu濃度從所述基體側(cè)朝向表面?zhèn)戎饾u減小，且在所述Cu-Sn合金層中局部性地分散有Sn或Sn合金。(7)如(1)、(3)及(5)中任一項所述的電氣電子零件用金屬材料，其特征在于，所述Cu-Sn合金層中所述基體側(cè)一半的Cu濃度為50100摩爾％，及Sn濃度為050摩爾％，且所述表面?zhèn)纫话氲腃u濃度為4095摩爾％，及Sn濃度為560摩爾％。(8)如(2)、(4)及(6)中任一項所述的電氣電子零件用金屬材料，其特征在于，所述Cu-Sn合金層中所述基體側(cè)一半的Cu濃度為50100摩爾％，及Sn濃度為050摩爾％，且所述表面?zhèn)纫话氲腃u濃度為095摩爾％，及Sn濃度為5100摩爾％。(9)如(1)(8)中任一項所述的電氣電子零件用金屬材料，其特征在于，所述5Cu-Sn合金層為0.13iim。(10)—種電氣電子零件用金屬材料的制造方法，制造上述(1)(9)中任一項所述的電氣電子零件用金屬材料，其特征在于，具有在所述導(dǎo)電性基體上或所述Ni、Co、及Fe的任一種金屬或包含這些金屬的合金上按Cu、Sn的順序進行層疊，制作層疊體的工序；對所述層疊體進行熱處理的工序；對進行了所述熱處理工序的所述層疊體進行冷卻處理的工序。(11)如(10)所述的電氣電子零件用金屬材料的制造方法，其特征在于，所述熱處理是使所述層疊體在爐內(nèi)溫度300°C以上且不足90(TC的回流爐內(nèi)通過320秒的處理。(12)如(10)所述的電氣電子零件用金屬材料的制造方法，其特征在于，所述冷卻處理是使所述層疊體在208(TC的液體中用1100秒通過的處理。(13)如(10)所述的電氣電子零件用金屬材料的制造方法，其特征在于，所述冷卻處理是使所述層疊體在2060°C的氣體中用1300秒通過，之后在2080°C的液體中用1100秒通過的處理。本發(fā)明的上述及其它的特征及優(yōu)點，可適當(dāng)參照附圖，從下述的記載中變得更明了。圖1是表示本發(fā)明的電氣電子零件用金屬材料的一實施方式的概略剖面圖圖2是表示本發(fā)明的電氣電子零件用金屬材料的一實施方式的概略剖面圖圖3是表示本發(fā)明的電氣電子零件用金屬材料的一實施方式的概略剖面圖圖4是表示本發(fā)明的電氣電子零件用金屬材料的一實施方式的概略剖面圖圖5是表示本發(fā)明的電氣電子零件用金屬材料的一實施方式的概略剖面圖圖6是表示本發(fā)明的電氣電子零件用金屬材料的一實施方式的概略剖面圖圖7是表示本發(fā)明的電氣電子零件用金屬材料的一實施方式的概略剖面圖圖8是表示本發(fā)明的電氣電子零件用金屬材料的一實施方式的概略剖面圖圖9是實施例1的電氣電子零件用金屬材料的SEM下的顯微鏡照片；圖10是實施例1的Cu-Sn-Ni圖;圖11是實施例2的電氣電子零件用金屬材料的SEM下的顯微鏡照片；圖12是實施例2的Cu-Sn-Ni圖；圖13是試驗例1的微滑動試驗方法的立體說明圖；圖14是示意性表示用于說明實施例3、4的供試材料截面的層結(jié)構(gòu)的說明圖。具體實施例方式本發(fā)明的電氣電子零件用金屬材料是在導(dǎo)電性基體上或形成于導(dǎo)電性基體上的基底層上，設(shè)有Cu濃度從該基體側(cè)朝向表面逐漸減小的Cu-Sn合金層，該Cu-Sn合金層，Cu濃度從基體側(cè)朝向表面逐漸減小。該電氣電子零件用金屬材料，在導(dǎo)電性基體上或形成于導(dǎo)電性基體上的鍍敷層上進行鍍Sn處理，并進行熱處理，形成Cu-Sn合金層，該Cu-Sn合金層，從基體側(cè)朝向表面?zhèn)仁笴u濃度逐漸減小而形成。本發(fā)明中，所謂"Cu-Sn合金層的Cu濃度從基體側(cè)朝向表面逐漸減小"，是指在Cu-Sn合金層的截面，在距層表面的深度不同的至少三處測定的Cu濃度為從接近表面的一方起依次降低的濃度。本發(fā)明的Cu-Sn合金層，Cu濃度從基體側(cè)朝向表面逐漸減小，但其層厚的基體側(cè)一半的Cu濃度優(yōu)選為50100摩爾％，更優(yōu)選為65100摩爾％，Sn濃度優(yōu)選為剩余部分的050摩爾％，更優(yōu)選為035摩爾％(忽視了Cu、Sn以外的不可避免的雜質(zhì)的濃度。以下相同)。而且，在Sn或Sn合金未局部性地分散的情況下，其表面?zhèn)纫话氲腃u濃度優(yōu)選為4095摩爾％，更優(yōu)選為6585摩爾％，Sn濃度優(yōu)選為560摩爾％，更優(yōu)選為1535摩爾％。另外，在Sn或Sn合金局部性地分散的情況下，其表面?zhèn)纫话氲腃u濃度優(yōu)選為095摩爾％，更優(yōu)選為6585摩爾％，Sn濃度優(yōu)選為5100摩爾％，更優(yōu)選為1535摩爾％。當(dāng)基體側(cè)一半的Cu濃度過低(Sn濃度過高)時，在最表面容易形成純Sn層，且耐微振磨損性惡化。當(dāng)表面?zhèn)纫话氲腟n濃度過低時，耐熱性降低，在高溫環(huán)境下使用時，帶來早期的電阻上升。本發(fā)明的電氣電子零件用金屬材料，即使在基底上存在Cu層，即便是不存在Ni基底的結(jié)構(gòu)，因為是上側(cè)的Cu-Sn層中的Cu濃度梯變形成、即在表面?zhèn)萐n的濃度低的Cu-Sn層，所以也留有Cu與Sn發(fā)生擴散的余地。其結(jié)果是，即使受到熱負荷，也可以使Cu在最表面露出、進而氧化的情況延遲。Cu-Sn合金層的厚度優(yōu)選為0.13.0iim，更優(yōu)選為0.31.5iim。該厚度過厚時，擴散過程中容易發(fā)生克氏空孔，產(chǎn)生鍍層剝離的可能性，并且，熱處理溫度、時間增大，由此，預(yù)想鍍敷成本上升。另外，該厚度過薄時，可能發(fā)生接觸電阻的上升、耐熱性的惡化、耐微振磨損性的惡化等。本發(fā)明中，導(dǎo)電性基體適宜使用具有端子所要求的導(dǎo)電性、機械強度及耐熱性的銅、磷青銅、黃銅、鎳銀合金、鈹銅、科森合金等銅合金、鐵、不銹鋼等鐵合金、銅被覆鐵材料及鎳被覆鐵材料等復(fù)合材料、各種鎳合金及鋁合金等。上述金屬及合金(材料)中尤其是銅、銅合金等銅系材料在導(dǎo)電性和機械強度的平衡方面優(yōu)異，比較適合。在上述導(dǎo)電性基體為銅系材料以外的情況下，優(yōu)選在其表面被覆銅或銅合金。本發(fā)明中，鍍Sn也可以通過進行無電解鍍敷而形成，但理想的是通過電鍍形成。通過鍍Sn形成的Sn層的厚度優(yōu)選為0.015.0iim。最上層的電鍍Sn只要使用例如硫酸錫浴，以鍍敷溫度30°C以下、電流密度5A/dm2進行即可。但是，條件不限于此，可酌情設(shè)定。本發(fā)明中，對最上層進行了鍍Sn的層疊體材料進行熱處理。該熱處理的條件選擇形成Cu濃度從基體側(cè)朝向表面逐漸減小的Cu-Sn合金層的條件。在通過回流處理(連續(xù)處理)實施熱處理的情況下，在爐內(nèi)溫度300°C以上且不足900°C時，優(yōu)選320秒(更優(yōu)選510秒、特別優(yōu)選68秒)的加熱。采用該溫度和時間是為了得到使Cu-Sn層中的Cu濃度從基體側(cè)朝向表層側(cè)逐漸減小的濃度梯度的Cu-Sn層。另外，在通過間歇處理進行熱處理的情況下，優(yōu)選將上述材料在6020(TC爐內(nèi)保持O.1200小時。另外，本發(fā)明中，優(yōu)選使回流熱處理后的層疊體材料在冷卻槽內(nèi)的液體中通過1100秒(更優(yōu)選310秒)，進行急冷卻。液溫優(yōu)選為2080°C(更優(yōu)選為3050)。還優(yōu)選，在急冷卻之前，使熱處理后的層疊體材料在206(TC的爐內(nèi)氛圍中冷風(fēng)裝置等的氣體中通過1300秒，進行逐漸冷卻處理。通過這樣的冷卻處理，將Cu和Sn的擴散在中途強制結(jié)束，或使其擴散速度急速減小，更容易得到Cu-Sn層中的Cu濃度分級的鍍敷構(gòu)成，并且可使純Sn分散到Cu-Sn層中。圖1是表示本發(fā)明一個實施方式的概略剖面圖。圖1所示的方式的電氣電子零件用金屬材料，在導(dǎo)電性基體1設(shè)置有Cu-Sn合金層2，該Cu-Sn合金層2例如在導(dǎo)電性基體l上鍍Sn，接著進行熱處理，使Cu濃度從基體l側(cè)朝向表面(材料表面)3逐漸減小。該方式中，作為導(dǎo)電性基體l，使用銅系材料、或在表面被覆了銅或銅合金的Cu母材。該實施方式中，通過施加上述的熱處理，導(dǎo)電性基體1其表面被覆了銅或銅合金的Cu母材的Cu成分向鍍Sn層熱擴散，另外，Sn也因上述熱處理而向基體l擴散。因此，形成Cu濃度從基體l側(cè)朝向表面3逐漸減小的Cu-Sn合金層2。另外，截面的導(dǎo)電性基體1和Cu-Sn合金層2的邊界未明顯地形成。圖2是表示本發(fā)明另一個實施方式的概略剖面圖。圖2所示的方式的電氣電子零件用金屬材料，在導(dǎo)電性基體1上設(shè)置有Cu-Sn合金層2，該Cu-Sn合金層2，在導(dǎo)電性基體1上通過鍍敷等被覆Sn，接著進行熱處理，使Cn濃度從基體1側(cè)朝向表面3逐漸減小，在Cu-Sn合金層2中局部性地分散有Sn(4)。有關(guān)導(dǎo)電性基體1的材料、以及導(dǎo)電性基體1和Cu-Sn合金層2的邊界，與上述圖1所示的方式的情況相同。作為Sn(4)，可以是金屬Sn，也可以是Sn合金(含有50質(zhì)量X以上的Sn的合金)。作為Sn(4)的分散方法，可以使用任意的方法，例如通過將回流處理及間歇處理等熱處理的條件最優(yōu)化，使被覆的Sn與基體1及其表面存在的Cu完全不合金化(作為具體之一例，在被覆的Sn與基體1或其表面存在的Cu完全合金化之前使熱處理結(jié)束)，由此使金屬Sn及Sn合金分散。上述分散狀態(tài)優(yōu)選為，金屬Sn及Sn合金(Sn濃度80摩爾％以上)的至少一部分露出最外層的表面，俯視時Sn或Sn合金呈島狀或點狀分散。另外，也可以在上述最外層上形成O100nm的氧化膜。本發(fā)明的另一個實施方式提供電氣電子零件用金屬材料，在導(dǎo)電性基體1上設(shè)置有Cu-Sn合金層2，該Cu-Sn合金層，在導(dǎo)電性基體1上通過鍍敷等而被覆Ni、Co、及Fe的任一種金屬或以這些金屬為主體(50質(zhì)量％以上)含有的合金，再通過鍍敷等依次被覆Cu、Sn，接著進行熱處理，使Cu濃度從基體1側(cè)朝向表面3逐漸減小。圖3是在導(dǎo)電性基體1上通過鍍敷等而被覆有Cu的本實施方式的電氣電子零件用金屬材料的概略剖面圖。圖3所示的方式的電氣電子零件用金屬材料中，在導(dǎo)電性基體1上設(shè)置Cu層5，在Cu層5上通過鍍敷等而被覆Sn。然后，通過施加熱處理，Cu成分從Cu層5向Sn層熱擴散，另外，Sn也因上述熱處理而向Cu層5擴散。因此，形成Cu濃度從基體1側(cè)朝向表面3側(cè)逐漸減小的Cu-Sn合金層2。另外，截面的Cu層5和Cu-Sn合金層2的邊界未明顯地形成。8圖4是在導(dǎo)電性基體l上進行了鍍Ni的本實施方式的電氣電子零件用金屬材料的概略剖面圖。圖4所示的方式的電氣電子零件用金屬材料中，在導(dǎo)電性基體1上通過鍍敷等而設(shè)置Ni層(基底層)6，在Ni層6上通過鍍敷等再依次被覆Cu層、Sn層。在此，通過施加熱處理，設(shè)于Ni層6上的Cu層和設(shè)于其上的Sn層相互擴散，形成Cu濃度從基體1側(cè)朝向表面3側(cè)逐漸減小的Cu-Sn合金層2。另外，在代替鍍Ni而進行鍍Co、或鍍Fe的情況下，也能夠得到同樣的電氣電子零件用金屬材料。本發(fā)明的另一個實施方式提供電氣電子零件用金屬材料，在導(dǎo)電性基體上設(shè)置有Cu-Sn合金層2，該Cu-Sn合金層2，在導(dǎo)電性基體1上通過鍍敷等而被覆Ni、Co、及Fe的任一種金屬或以這些金屬為主體(50質(zhì)量％以上)含有的合金，再通過鍍敷等依次被覆Cu、Sn，接著進行熱處理，使Cu濃度從基體1側(cè)朝向表面3逐漸減小，在該Cu-Sn合金層2中局部性地分散有Sn或Sn合金。圖5是在導(dǎo)電性基體1上進行了鍍Cu的本實施方式的電氣電子零件用金屬材料的概略剖面圖。圖5所示的方式的電氣電子零件用金屬材料中，在導(dǎo)電性基體1上通過鍍敷等而設(shè)置Cu層5，在Cu層5上通過鍍敷等而被覆Sn。然后，通過施加熱處理，Cu成分從Cu層5向Sn層熱擴散，另外，Sn也因上述熱處理而向Cu層5擴散。因此，形成Cu濃度從基體1側(cè)朝向表面3側(cè)逐漸減小的Cu-Sn合金層2。另外，截面的Cu層5和Cu-Sn合金層2的邊界未明顯地形成。另外，在Cu-Sn合金層2中局部性地分散有Sn(4)。關(guān)于Sn(4)的分散方法，與上述圖2所示的方式的分散方法相同。圖6是在導(dǎo)電性基體1上進行了鍍Ni的本實施方式的電氣電子零件用金屬材料的概略剖面圖。圖6所示的方式的電氣電子零件用金屬材料中，在導(dǎo)電性基體1上通過鍍敷等而設(shè)置Ni層6，在Ni層6上通過鍍敷等再依次被覆Cu層、Sn層。在此，通過施加熱處理，設(shè)于Ni層6上的Cu層和設(shè)于其上的Sn層相互擴散，形成Cu濃度從基體1側(cè)朝向表面3側(cè)逐漸減小的Cu-Sn合金層2。在Cu-Sn合金層2中局部性地分散有Sn(4)。關(guān)于Sn(4)的分散方法，與上述圖2所示的方式的分散方法相同。本發(fā)明的另一個實施方式提供電氣電子零件用金屬材料，在導(dǎo)電性基體1上設(shè)置有Cu-Sn合金層2，該Cu-Sn合金層2，在導(dǎo)電性基體1上通過鍍敷等而被覆兩層Ni、Co、及Fe的任一種或以這些金屬為主體(50質(zhì)量％以上)含有的合金，再通過鍍敷等依次被覆Cu、Sn，接著進行熱處理，使Cu濃度從基體1側(cè)朝向表面3逐漸減小。對導(dǎo)電性基體1進行的兩種的鍍敷組合沒有特別限定。圖7是通過鍍敷等被覆Ni作為下層、通過鍍敷等被覆Cu作為上層的本實施方式的電氣電子零件用金屬材料的概略剖面圖。圖7所示的方式的電氣電子零件用金屬材料中，在導(dǎo)電性基體1上設(shè)置Ni層6、Cu層5，在Cu層5上通過鍍敷等實施Sn層。然后，通過施加熱處理，Cu成分從Cu層5向Sn層擴散，另外，Sn也因上述熱處理而向Cu層5擴散。因此，形成Cu濃度從基體1側(cè)朝向表面3側(cè)逐漸減小的Cu-Sn合金層2。另外，截面的Cu層5和Cu-Sn合金層2的邊界未明顯地形成。本發(fā)明的另一個實施方式提供電氣電子零件用金屬材料，在導(dǎo)電性基體1上設(shè)置有Cu-Sn合金層，該Cu-Sn合金層，在導(dǎo)電性基體1上通過鍍敷等而被覆兩層Ni、Co、及Fe的任一種或以這些金屬為主體(50質(zhì)量％以上)含有的合金，再通過鍍敷等依次被覆Cu、Sn，接著進行熱處理，使Cu濃度從基體1側(cè)朝向表面3逐漸減小，在該Cu-Sn合金層中局部性地分散有Sn或Sn合金。對導(dǎo)電性基體1進行的兩種的鍍敷組合沒有特別限定。圖8是通過鍍敷等被覆Ni作為下層、通過鍍敷等被覆Cu作為上層的本實施方式的電氣電子零件用金屬材料的概略剖面圖。圖8所示的方式的電氣電子零件用金屬材料中，在導(dǎo)電性基體1上依次設(shè)置Ni層6、Cu層5，在Cu層5上通過鍍敷等實施Sn層。然后，通過施加熱處理，Cu成分從Cu層5向Sn層擴散，另外，Sn也因上述熱處理而向基體1擴散。因此，形成Cu濃度從基體l側(cè)朝向表面3側(cè)逐漸減小的Cu-Sn合金層2。另外，截面的Cu層5和Cu-Sn合金層2的邊界未明顯地形成。另外，在Cu-Sn合金層2中局部性地分散有Sn(4)。有關(guān)Sn(4)的分散方法，與上述圖2所示的方式的分散方法相同。本發(fā)明中，最外層的Cu-Sn合金層包含Cu-Sn金屬間化合物層。作為本發(fā)明的Cu-Sn金屬間化合物，例舉Cu6Sn5、Cu3Sn等。另外，也包含這些金屬間化合物混合而成的物質(zhì)。另外，本發(fā)明中，優(yōu)選如圖4、6、7、8所示的方式，在導(dǎo)電性基體上設(shè)置有Ni層6等基底層。通過設(shè)置該基底層，防止基體1的成分向最外層擴散。設(shè)于上述導(dǎo)電性基體1上的基底層適合使用具有防止基體成分向最外層熱擴散的阻擋功能的Ni、Co、Fe等金屬、以這些金屬為主成分的Ni-P系、Ni-Sn系、Co-P系、Ni-Co系、Ni-Co-P系、Ni-Cu系、Ni-Cr系、Ni-Cr系、Ni-Zn系、Ni-Fe系等合金。這些金屬及合金的鍍敷處理性良好，且價格上也沒有問題。其中，Ni及Ni合金由于即使在高溫環(huán)境下阻擋功能也不會衰減，故而被推薦。用于上述基底層的Ni等金屬(合金)的融點高達100(TC以上，連接器的使用環(huán)境溫度低達20(TC以下，因此，基底層其自身難以引起熱擴散，而且有效地體現(xiàn)其阻擋功能?；讓舆€具有通過導(dǎo)電性基體的材質(zhì)來提高導(dǎo)電性基體和后述的中間層的密合性的功能?；讓拥暮穸炔蛔?.01iim時，其阻擋功能不能充分發(fā)揮，超過3ym時，鍍層形變增大，容易從基體剝離。因此，優(yōu)選為0.013ym。考慮端子加工性時，基底層的厚度上限優(yōu)選為1.5um，更優(yōu)選為0.5um。本發(fā)明的電氣電子零件用金屬材料更優(yōu)選如圖7、8所示的方式那樣的、在導(dǎo)電性基體上，在由Ni等構(gòu)成的基底層上設(shè)有由Cu層5構(gòu)成的中間層。通過設(shè)置中間層，防止Ni等基底成分向最外層擴散，從而能夠穩(wěn)定地獲得良好的電連接性，并且能夠容易地形成使Cu濃度從基體側(cè)朝向表面逐漸減小的Cu-Sn合金層。中間層的厚度優(yōu)選為0.013iim。更優(yōu)選為0.10.5iim。本發(fā)明的電氣電子零件用金屬材料的形狀為條、圓線、方線等任意的形狀。本發(fā)明的電氣電子零件用金屬材料可通過常規(guī)方法加工成汽車用的嵌合型多極連接器等電氣電子零件。例如使用本發(fā)明的電氣電子零件用金屬材料制作的連接器，減弱了端子間的接觸壓力，且端子的接觸面間不會引起微振磨損現(xiàn)象，能夠抑制端子間發(fā)生導(dǎo)通不良。本發(fā)明的電氣電子零件用金屬材料可通過回流熱處理而容易地制造，可使鍍敷材料的耐熱性提高。這是由于當(dāng)作為電氣電子材料使用時，即使在高溫環(huán)境下，Cu-Sn層中的基體側(cè)的豐富的Cu和表面?zhèn)鹊呢S富的Sn也能夠反應(yīng)。另外，使用本發(fā)明的電氣電子零件用金屬材料制造的電氣，電子零件能夠顯著抑制滑動中的電觸點上的急劇的電阻上升(微振磨損)。另外，在導(dǎo)電性基體上設(shè)置有由Ni等構(gòu)成的基底層的電氣電子零件用金屬材料中，能夠防止基體成分向最外層擴散。另外，在基底層上設(shè)置有由Cu等構(gòu)成的中間層的材10料中，防止Ni等基底成分向最外層擴散。因此，穩(wěn)定地獲得良好的電連接性。另外，在Cu-Sn合金層中局部性地分散有Sn或Sn合金的材料中，在高溫放置時，存在于Cu-Sn合金層的下層側(cè)的Cu和分散于Cu-Sn合金層中的Sn或Sn合金發(fā)生反應(yīng)，有形成Cu-Sn合金的余地，因此，不會由于Cu的外露而形成CuO等，從而也帶來接觸電阻穩(wěn)定之類的效果。實施例下面，基于實施例進一步詳細地說明本發(fā)明，但本發(fā)明不限于此。實施例1對厚度0.25mm的銅條依次實施脫脂及酸洗，接著，在上述銅合金條上依次層狀地電鍍Ni、Cu、Sn，制作了鍍敷層疊體。各金屬的鍍敷條件如下。(a)鍍Ni鍍敷浴組成成分濃度氨基磺酸鎳500g/l硼酸30g/l浴溫度60°C電流密度5A/dm2鍍層厚度0.5iim(b)鍍Cu鍍敷浴組成成分濃度硫酸銅180g/l硫酸80g/l浴溫度40°C電流密度5A/dm2'鍍層厚度0.8iim(c)鍍Sn鍍敷浴組成成分濃度硫酸錫80g/l硫酸80g/l浴溫度30°C電流密度5A/dm2'鍍層厚度0.3iim另外，關(guān)于上述厚度，可對鍍敷時間進行適宜調(diào)節(jié)。其次，將該鍍敷層疊體在回流爐內(nèi)以74(TC進行7秒回流處理，得到電氣電子零件用金屬材料。圖9表示該材料的SEM(ScanningElectronMicroscope:掃描型電子顯微鏡)下的照片(橫幅11.7i！m)，另外，圖10表示包含圖9的SEM照片所表示的表面的測定部的AES(AugerElectronSpectroscopy:俄歇電子能譜)裝置的電子圖像(Cu-Sn-Ni圖)。這11首先是用FIB(FocusedIonBeam:聚焦離子束)在試樣傾斜60度下，制作傾斜30度的截面，制成俄歇測定(AES)分析用試樣，再以傾斜30度的截面成水平的方式將試樣傾斜而進行AES分析，得到AES電子圖像，測定了各層的厚度。另外，表1表示通過圖9所示的測定面1(11)、測定面2(12)、測定面3(31)的AES定性分析求出的Sn及Cu濃度(mol%)。表l[mol%]<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>如表1及圖10所示，本實施例的材料在Ni層6上大致連續(xù)地形成有Cu層5及Cu-Sn合金層2，Cu濃度從基體1側(cè)朝向表面逐漸減小。實施例2對厚度0.25mm的銅條依次實施脫脂及酸洗，接著，在上述銅合金條上依次層狀地電鍍Ni、Cu、Sn，制作了鍍敷層疊體。各金屬的鍍敷條件如下。0117](a)鍍Ni0118]鍍敷浴組成0119]成分濃度0120]氨基磺酸鎳500g/l0121]硼酸30g/l0122]浴溫度60°C0123]電流密度5A/dm20124]*鍍層厚度0.5iim0125](b)鍍Cu0126]鍍敷浴組成0127]成分濃度0128]硫酸銅180g/l0129]硫酸80g/l0130]*浴溫度40°C0131]電流密度5A/dm20132]鍍層厚度0.8m0133](c)鍍Sn0134]鍍敷浴組成0135]成分濃度0136]硫酸錫80g/l硫酸80g/l.浴溫度30°C電流密度5A/dm2'鍍層厚度0.5iim另外，關(guān)于上述厚度，可對鍍敷時間進行適宜調(diào)節(jié)。其次，將該鍍敷層疊體在回流爐內(nèi)以74(TC進行7秒回流處理，得到電氣電子零件用金屬材料。圖ll表示該材料的SEM下的照片(橫幅11.7ym)，另外，圖12表示包含圖11的SEM照片所表示的表面的測定部的AES裝置的電子圖像(Cu-Sn-Ni圖)。另外，表2表示通過圖11所示的測定面1(21)、測定面2(22)、測定面3(23)的AES定性分析求出的Sn及Cu濃度(mol%)。表2[mol%]測定面SnCu184.315.7238.861.23100如表2及圖12所示，本實施例的材料在基體1上依次形成有Ni層6、Cu層5、Cu-Sn合金層2，Cu層5和Cu-Sn合金層2的邊界不明顯，Cu濃度從基體1側(cè)朝向表面逐漸減小。另外，Cu-Sn合金層2上島狀地分散有Sn(4)。[OH7]試驗例1對在實施例12得到的各電氣電子零件用金屬材料進行下述的微滑動試驗，直至滑動往復(fù)次數(shù)1000次，連續(xù)地測定接觸電阻值的變化。上述微滑動試驗如下進行。準備各兩片試驗用金屬材料片31、32，試驗用金屬材料片31設(shè)置有曲率半徑1.8mm的半球狀伸出部(凸部外面為最外層面)31a，在分別脫脂清洗后，使試驗用金屬材料片32的最外層面32a以接觸壓力3N與該半球狀伸出部31a接觸，在該狀態(tài)下使兩者在溫度2(TC、濕度65^的環(huán)境下以滑動距離30iim往復(fù)滑動，在兩試驗用金屬材料片31、32間負載開路電壓20mV，流過恒定電流5mA，利用4端子法測定滑動中的電壓降，并每隔一秒求取電阻的變化。另外，往復(fù)運動的頻率以約3.3Hz進行。微滑動試驗前的接觸電阻值在將試驗用金屬材料片31、32作為實施例1的材料的情況下為0.lmQ，在作為實施例2的材料的情況下為0.5mQ。另外，微滑動試驗中的最大接觸電阻值在將試驗用金屬材料片31、32作為實施例1的材料的情況下為4.OmQ，在作為實施例2的材料的情況下為4.lmQ。這樣，本實施例的材料不會發(fā)生微振磨損。實施例3與實施例1中所記載的相同，對銅合金條鍍敷Ni、Cu、Sn，制作鍍敷層疊體，實施同13樣的熱處理，得到各電氣電子零件用金屬材料。其中，Cu及Sn的鍍層厚度在下記表3中為用Cu-Sn層表示的厚度，鍍Ni，在沒有表3所示的基底Ni層的情況下不實施鍍敷。將得到的各金屬材料作為供試材料進行試驗，下記表3表示鍍敷方式及評價結(jié)果。[表3-l]表3(表3-1))試鍍敷方式驗Cu—Sn層最表最表層最表基基體■No.Cu--Sn層Cu—Cu濃度點分析(剩余部分Sn面純中純層中底方式Sn層濃度)SnSn部純SnN整體溫度分①+②的③+④的層有.分有無部分i層厚度析線的平均(表平均(基無,(mol厚度Sn有無(mol%)(mol%)m)無1全面Cu—Sn0.6無75.981.2無無無有銅合金2全面Cu—Sn0.4無74.980.2無無無有銅合金3全面Cu—Sn0.8無56.966.9無無無無銅合金4全面Cu—Sn2.4無84.390.5無——有銅合金全面Cu—Sn0.2無68.173.7無無無無銅合金6全面Cu—Sn0.60無37.853.3無無無有銅合金7全面Cu—Sn0.60無42.648.1無無無有銅合金8全面Cu—Sn0.60無32.344.0無無無有銅合金9全面Cu--Sn3.5無86.293.6無無無有銅合金10全面Cu—Sn0.05無77.781.9無無無無銅合金11局部Cu—Sn1.1無66.984.2無——有銅合金有68.385.4有91.90.212J。)部Cu—Sn1.3無69.186.7無——有銅合金有70.287.2有88.50.2—13'—局部Cu—Sn1.6無51.969.7無有95.1—無銅合金有48.472.80.314局部Cu—Sn0.4無65.685.5無—無銅合金有68.886.790.50.115局部Cu—Sn2.5無56.685.5無—無銅合金有59.387.5有97.20.416局部Cu—Sn1.1無45.162.4有有88.50.2有銅合金有42.362.117局部Cu—Sn3.5無71.396.0無—0.8有銅合金有69.796.7有95.218局部Cu—Sn0.08無71.186.2無無銅合金有75.587.1有89.70.0319最表而純Sn1.0無54.381.2有有99.80.4有銅合金[表3-2]表3-2(接表3)14<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>上述表3及下記表4中的項目的內(nèi)容如下。(a)Cu-Sn方式全面Cu-Sn、局部Cu-Sn、最表面純Sn是指材料具有圖14中示意性表示的層結(jié)構(gòu)。(b)銅濃度點的分析用與實施例1記載的相同的方法測定了圖14所示的(1)(4)的各層的銅濃度。(c)濃度分析線的表面純Sn有無圖14所示的部分層表面的純Sn的有無(d)初始、160。CX120n后在維持供試材料的狀態(tài)下進行了試驗，或在160°CX120n的熱負荷后進行了試驗。(e)噴霧鹽水后、氣體腐蝕后對供試材料噴霧濃度5%的鹽水后，進行了試驗，或在35t:的氣體中腐蝕96小時后進行了試驗。(f)外觀通過目視，設(shè)無變色為"〇"，設(shè)有變色為"X"。(g)接觸電阻與上述試驗例1所記載的微滑動前相同，測定了接觸電阻。設(shè)接觸電阻值不足5mQ為"Q"，設(shè)5mQ以上且不足10mQ為"A"，設(shè)10mQ以上為"X"。[one](h)耐微振磨損性以與試驗例1所記載的相同的微滑動試驗測定了接觸電阻。設(shè)接觸電阻的上升值不足5mQ為"0"，設(shè)5mQ以上且不足10mQ為"A"，設(shè)10mQ以上為"X"。(i)滑動后耐熱性考慮到汽車裝載環(huán)境，預(yù)想滑動和熱負荷同時或交替反復(fù)。模擬該現(xiàn)象，測定了滑動200次后進行熱負荷80°CX100h的熱處理時的接觸電阻。設(shè)接觸電阻值不足5Q為"0"，設(shè)5mQ以上且不足10mQ為"A"，設(shè)10mQ以上為"X"。如表3的試驗No.19，在最表面僅為純Sn的情況下，耐微振磨損性及滑動后的耐熱性差。另一方面得知，如試驗No.116，在表面?zhèn)鹊腃u濃度比基體側(cè)低的情況下，與試驗No.19相比，耐微振磨損性好。另外，關(guān)于試驗No.115，確認了在Cu-Sn合金層中，Cu濃度從基體側(cè)朝向表面?zhèn)戎饾u減小。另外得知，基體側(cè)一半的Cu濃度為50100摩爾％，且表面?zhèn)纫话氲腃u濃度不在4095摩爾X范圍內(nèi)，試驗No.68中，與在范圍內(nèi)的No.15相比，耐微振磨損性及滑動后耐熱性差。同樣地得知，在Cu-Sn合金層中局部性地分散有純Sn的情況下，對于基體側(cè)一半的Cu濃度為50100摩爾％，且表面?zhèn)纫话氲腃u濃度低的試驗No.16，與在范圍內(nèi)的試驗No.1115相比，耐微振磨損性及滑動后耐熱性都差。Cu-Sn合金層在O.13.0iim的范圍外的試驗No.9，10，17，18中，與在范圍內(nèi)的試驗No.15，1115相比，耐微振磨損性及/或滑動后耐熱性差。另外得知，在Cu-Sn層的厚度比3.0iim厚的情況下，如試驗No.9，17所示，在160°CX120h的熱負荷后的試驗中，比試驗No.15，1115更差，在Cu-Sn層的厚度比0.1ym薄的情況下，如試驗No.10，18所示，不僅160°CX120h的熱負荷后的試驗，而且有關(guān)噴霧鹽水后、氣體腐蝕后的試驗也都差。在上述全部的范圍內(nèi)的試驗No.15及1115中，所有的評價項目均得到好的結(jié)果。實施例4與實施例1記載的相同，對銅合金條鍍敷Ni、Cu、Sn，制作鍍敷層疊體，實施下記表4所示的熱處理，得到了各電氣電子零件用金屬材料。其中，Cu及Sn的鍍層厚度為在下記表4中用Cu厚度、Sn厚度表示的厚度，鍍Ni，不對表4所示的無基底Ni層的材料實施鍍敷。將得到的各金屬材料作為供試材料進行試驗，下記表4表示鍍敷方式及評價結(jié)果。<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>從表4可知，所有的試驗的材料，Cu濃度從基體朝向表面?zhèn)戎饾u減小，但加熱溫度高達900°C的試驗No.35，其減小程度小。最表面具有純Sn層的試驗No.3135，耐微振磨損性差。另外，加熱時間及冷卻時間短的試驗No.32，34，滑動后耐熱性劣化。工業(yè)上的可利用性本發(fā)明的電氣電子零件用金屬材料可容易地制造，適合于連接端子的觸點部及滑動部等。以上對本發(fā)明及其實施方式進行了說明，但我們認為，只要沒有特別指定，則在說明的任何細節(jié)部分都不能限定我們的發(fā)明，在不違反所附的權(quán)利要求書所示的發(fā)明的精神和范圍的情況下，應(yīng)寬泛地解釋本發(fā)明。本申清主張基于2007年5月29日在日本申請的特愿2007_142469、及2008年5月28日在日本申請的特愿2008-140186的優(yōu)先權(quán)，它們在此均作為參考，其內(nèi)容作為本說明書記載的一部分辦理。18權(quán)利要求一種電氣電子零件用金屬材料，在導(dǎo)電性基體上設(shè)置有Cu-Sn合金層，其特征在于，所述Cu-Sn合金層，Cu濃度從所述基體側(cè)朝向表面?zhèn)戎饾u減小。2.—種電氣電子零件用金屬材料，在導(dǎo)電性基體上設(shè)置有Cu-Sn合金層，其特征在于，所述Cu-Sn合金層，Cu濃度從所述基體側(cè)朝向表面?zhèn)戎饾u減小，且在所述Cu-Sn合金層中局部性地分散有Sn或Sn合金。3.—種電氣電子零件用金屬材料，在導(dǎo)電性基體上設(shè)有Ni、Co、及Fe的任一種金屬或包含這些金屬的合金，進而在其上設(shè)有Cu-Sn合金層，其特征在于，所述Cu-Sn合金層，Cu濃度從所述基體側(cè)朝向表面?zhèn)戎饾u減小。4.一種電氣電子零件用金屬材料，在導(dǎo)電性基體上設(shè)有Ni、Co、及Fe的任一種金屬或包含這些金屬的合金，進而在其上設(shè)有Cu-Sn合金層，其特征在于，所述Cu-Sn合金層，Cu濃度從所述基體側(cè)朝向表面?zhèn)戎饾u減小，且在所述Cu-Sn合金層中局部性地分散有Sn或Sn5.—種電氣電子零件用金屬材料，在導(dǎo)電性基體上設(shè)有兩層Ni、Co、及Fe的任一種金屬或包含這些金屬的合金，進而在其上設(shè)有Cu-Sn合金層，其特征在于，所述Cu-Sn合金層，Cu濃度從所述基體側(cè)朝向表面?zhèn)戎饾u減小。6.—種電氣電子零件用金屬材料，在導(dǎo)電性基體上設(shè)有兩層Ni、Co、及Fe的任一種金屬或包含這些金屬的合金，進而在其上設(shè)有Cu-Sn合金層，其特征在于，所述Cu-Sn合金層，Cu濃度從所述基體側(cè)朝向表面?zhèn)戎饾u減小，且在所述Cu-Sn合金層中局部性地分散有Sn或Sn合金。7.如權(quán)利要求1、3及5中任一項所述的電氣電子零件用金屬材料，其特征在于，所述Cu-Sn合金層中所述基體側(cè)一半的Cu濃度為50100摩爾％，及Sn濃度為050摩爾％，且所述表面?zhèn)纫话氲腃u濃度為4095摩爾％，及Sn濃度為560摩爾％。8.如權(quán)利要求2、4及6中任一項所述的電氣電子零件用金屬材料，其特征在于，所述Cu-Sn合金層中所述基體側(cè)一半的Cu濃度為50100摩爾％，及Sn濃度為050摩爾％，且所述表面?zhèn)纫话氲腃u濃度為095摩爾％，及Sn濃度為5100摩爾％。9.如權(quán)利要求18中任一項所述的電氣電子零件用金屬材料，其特征在于，所述Cu-Sn合金層為0.13.0iim。10.—種電氣電子零件用金屬材料的制造方法，制造權(quán)利要求19中任一項所述的電氣電子零件用金屬材料，其特征在于，具有在所述導(dǎo)電性基體上或所述Ni、Co、及Fe的任一種金屬或包含這些金屬的合金上按Cu、Sn的順序進行層疊，制作層疊體的工序；對所述層疊體進行熱處理的工序；對進行了所述熱處理工序的所述層疊體進行冷卻處理的工序。11.如權(quán)利要求io所述的電氣電子零件用金屬材料的制造方法，其特征在于，所述熱處理是使所述層疊體在爐內(nèi)溫度300°C以上且不足90(TC的回流爐內(nèi)通過320秒的處理。12.如權(quán)利要求10所述的電氣電子零件用金屬材料的制造方法，其特征在于，所述冷卻處理是使所述層疊體在208(TC的液體中用1100秒通過的處理。13.如權(quán)利要求10所述的電氣電子零件用金屬材料的制造方法，其特征在于，所述冷卻處理是使所述層疊體在2060°C的氣體中用1300秒通過，之后在2080°C的液體中用1100秒通過的處理。全文摘要本發(fā)明提供一種電氣電子零件用金屬材料，在導(dǎo)電性基體(1)上設(shè)置有Cu-Sn合金層(2)，其中，所述Cu-Sn合金層，Cu濃度從所述基體側(cè)朝向表面(3)側(cè)逐漸減小。文檔編號H01R13/03GK101743345SQ20088001828公開日2010年6月16日申請日期2008年5月29日優(yōu)先權(quán)日2007年5月29日發(fā)明者北河秀一,吉田和生,宇野岳夫,水戶瀨賢悟,須齋京太申請人:古河電氣工業(yè)株式會社