JP4368931B2 - オス端子及びその製造方法 - Google Patents
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Description
そのため、リフロー処理後には表層のSnとCuとの反応は殆ど終了しており、その後に加熱しても、Sn−Cu金属間化合物は殆ど成長せず、表層のSn厚さは維持される。更に、Sn−Cu金属間化合物は、表層のSnが下地Niと反応して金属間化合物を生成するのを抑制するためのバリアとしても作用する。
端子長さ:15〜80mm
(例:32mm)
端子厚み:0.4〜1.0mm
(例:0.64mm)
半田付部:幅0.4〜1.0mm
(例:0.64mm)
嵌合部: 幅0.5〜5.0mm
(例:0.64mm、1.0mm、2.3mm)
すなわち、中間のCuめっき厚が端子先端で厚くなった場合には、リフロー処理後にSnと金属間化合物を形成しなかったCuが大量に残存するため、その後の加熱でSnとの反応が進み、接触抵抗の上昇、半田付け性の低下につながる。一方、良好な半田付け性を得る目的で、半田付け部のSnめっき厚を厚くしようとすると、嵌合部でのSnめっきの厚さも厚くなってしまい、挿抜性が劣化してしまう。
なお、Sn/Niの2層めっきは、加熱によりSn−Ni合金を形成し、これは半田付け性に悪影響を与えるが、半田付け部に挿抜性は要求されず、Snを表層に比較的厚く残存させればよい。そのため、めっき厚の厳密な制御が不要となる。半田付け部も3層めっきとした場合には、先端のCuめっき層が厚くなりリフロー後に過剰のCuが残存することになるため、その後のSn−Cu合金の成長はSn−Ni合金よりも早く、半田付け性の劣化はSn/Ni2層めっきよりもむしろ早くなる。この点からも嵌合部は3層、半田付け性はSn/Ni2層とするのが好ましい構成であるといえる。
(1)金属製平板素材を所望のオス端子形状にプレス加工する工程と、
(2)嵌合部及び半田付け部共に該素材の全面に対して、それぞれ0.3〜5.0μmの厚さのNiめっき層を形成する工程と、
(3)半田付け部にはCuめっき層を形成せずに、嵌合部の該Niめっき層の上に、0.1〜0.6μmの厚さのCuめっき層を形成する工程と、
(4)嵌合部の該Cuめっき層の上には0.4〜1.5μmの厚さを有し、半田付け部の該Niめっき層の上には1.0μm以上の厚さを有するSnめっき層を形成する工程と、
(5)嵌合部及び半田付け部に対してリフロー処理を行う工程と、
を含む製造方法である。
(1’)金属製平板素材から嵌合部をプレス加工しないことを条件に、少なくとも半田付け部をプレス加工する工程と、
(2’)嵌合部に対しては該素材の表裏2面、半田付け部に対しては該素材の全面に対して、それぞれ0.3〜5.0μmの厚さのNiめっき層を形成する工程と、
(3’)半田付け部にはCuめっき層を形成せずに、嵌合部の該Niめっき層の上に、0.1〜0.6μmの厚さのCuめっき層を形成する工程と、
(4’)嵌合部の該Cuめっき層の上には0.4〜1.5μmの厚さを有し、半田付け部の該Niめっき層の上には1.0μm以上の厚さを有するSnめっき層を形成する工程と、
(5’)嵌合部及び半田付け部に対してリフロー処理を行う工程と、
(6’)嵌合部を含めてプレス加工されていない部分をプレス加工することにより所望のオス端子形状に成形する工程
を含む製造方法である。
本発明に係るオス端子に使用する金属素材には端子に用いられるものとして公知のものを特に制限はなく使用でき、例えば銅、銅合金、鉄、鉄合金(例えばステンレス鋼)、高ニッケル合金等が使用できる。本発明に係るオス端子の金属素材としては強度、加工性、導電性及びコストの面で銅又は銅合金が好ましい。銅合金としては黄銅、りん青銅、ベリリウム銅、洋白、丹銅、チタン銅及びコルソン合金などが挙げられ、端子の要求特性に従い、適宜選択でき、何等制限されない。
オス端子として機能する形状であれば特に制限はないが、めっき厚に有意な分布が生じて端子全体への均一めっきが困難な形状を有する端子に対して本発明は特に有用である。そのような端子は、端子幅が細く、端子長さが長く、例えば以下のような形状を有する。
端子長さ:15〜80mm
端子厚み:0.4〜1.0mm
半田付部:幅0.4〜1.0mm
嵌合部: 幅0.5〜5.0mm
そのような端子はより典型的には、以下のような形状を有する。
端子長さ:20〜50mm
端子厚み:0.5〜0.8mm
半田付部:幅0.5〜0.8mm
嵌合部: 幅0.64〜2.3mm
図7にオス端子形状の具体例を示す。該オス端子は端子長さ:34mm、端子厚み:0.64mm、半田付け部1の幅:0.64mm、嵌合部2の幅:2.3mmである。所望により半田吸い上がりバリア部3を設けてもよい。
本発明に係るオス端子は、嵌合部において素材の全面又は表裏の2面に素材側より厚み0.3〜5.0μm、好ましくは0.5〜4.0μm、より好ましくは0.6〜3.0μmのNiめっき層、厚み0〜0.3μm、好ましくは0〜0.2μm、より好ましくは0μmのCuめっき層、厚み0.1〜0.7μm、好ましくは0.2〜0.6μm、より好ましくは0.3〜0.5μmのCu−Sn合金層、及び厚み0.2〜1.0μm、好ましくは0.2〜0.8μm、より好ましくは0.2〜0.6μmのSnめっき層がこの順に形成されている。
また、本発明に係るオス端子は、半田付け部において素材の全面に素材側より厚み0.3〜5.0μm、好ましくは0.5〜4.0μm、より好ましくは0.6〜3.0μmのNiめっき層、厚み0.1〜0.7μm、好ましくは0.2〜0.6μm、より好ましくは0.3〜0.5μmのSn−Ni合金層、及び厚み0.3μm以上、好ましくは0.5μm以上、より好ましくは0.5〜10.0μmのSnめっき層がこの順に形成されている。
また、Cu−Snの合金層の厚さが0.2μm未満となると、NiがSn中に拡散できるようになるため、接触抵抗が悪化する傾向が高い。一方、Cu−Snの合金層の厚さが0.6μmを超える過度のリフロー処理を行うと、リフロー処理時に表層のSnめっきが酸化し接触抵抗が劣化する。
半田付け部に形成されているSnめっき層は良好なはんだ付性を有するが、0.5μm未満となるとNi−Sn化合物が表面に露出し、半田付け性が低下し易くなる。一方、半田付け部のSnめっき層には上限は特にないが、Snめっきが厚いと組立工程で粉が発生するため通常は10μm程度、好ましくは5μm程度の厚さまでとする。
(1)該素材を所望のオス端子形状にプレス加工する工程と、
(2)嵌合部及び半田付け部共に素材の全面に対して、それぞれ0.3〜5.0μmの厚さのNiめっき層を形成する工程と、
(3)半田付け部にはCuめっき層を形成せずに、嵌合部の該Niめっき層の上に、0.1〜0.6μmの厚さのCuめっき層を形成する工程と、
(4)嵌合部の該Cuめっき層の上には0.4〜1.5μmの厚さを有し、半田付け部の該Niめっき層の上には1.0μm以上の厚さを有するSnめっき層を形成する工程と、
(5)嵌合部及び半田付け部に対してリフロー処理を行う工程と、
を含む製造方法により得ることができる。
すなわち、本発明に係る上記オス端子の製造方法の一実施形態においては、
(1’)金属素材から嵌合部をプレス加工しないことを条件に、少なくとも半田付け部をプレス加工する工程と、
(2’)嵌合部に対しては素材の表裏2面、半田付け部に対しては素材の全面に対して、それぞれ0.3〜5.0μmの厚さのNiめっき層を形成する工程と、
(3’)半田付け部にはCuめっき層を形成せずに、嵌合部の該Niめっき層の上に、0.1〜0.6μmの厚さのCuめっき層を形成する工程と、
(4’)嵌合部の該Cuめっき層の上には0.4〜1.5μmの厚さを有し、半田付け部の該Niめっき層の上には1.0μm以上の厚さを有するSnめっき層を形成する工程と、
(5’)嵌合部及び半田付け部に対してリフロー処理を行う工程と、
(6’)嵌合部を含めてプレス加工されていない部分をプレス加工することにより所望のオス端子形状に成形する工程
を含む製造方法である。
この手順により、半田付け部は全面がめっきで覆われ、良好なはんだ付性を有し、嵌合部においても良好なめっき厚さ分布が得られる。
本発明においては、「Niめっき」にはNiめっきのほか、例えばNi−P合金、Ni−Pd合金、Ni−Co合金、Ni−Sn合金のようなニッケル合金めっきも含まれる。これらの中でもめっき速度が早い、コストが低い等の理由から特にNiめっきが好ましい。ニッケルめっきは公知の任意の手段により施すことができるが、例えば電気ニッケルめっきにより施すことができる。
Cuめっきは後のリフロー処理によりCu−Snの合金層を形成するために施す。
本発明においては、「Cuめっき」にはCuめっきのほか、例えばCu−Al合金、Cu−Bi合金、Cu−Co合金、Cu−Ni−P合金、Cu−Sn−Co合金、Cu−Fe−Ni合金のような銅合金めっきも含まれる。合金めっきは組成にばらつきがでることがあり、当該合金めっき中のCuの組成がばらつくと、リフロー処理時に生成するCu−Sn合金層厚さの制御が困難になるため、特にCuめっきが好ましい。Cuめっきは公知の任意の手段により施すことができるが、例えば電気Cuめっきにより施すことができる。
本発明においては、Snめっきが嵌合部と半田付け部の両方に対して施され、端子の全体に施してもよい。
本発明においては、「Snめっき」にはSnめっきのほか、例えばSn−Cu合金、Sn−Zn合金、Sn−Ag合金、Sn−Bi合金のようなSn合金めっきも含まれる。合金めっきは組成にばらつきがでることがあり、当該合金めっき中のSnの組成がばらつくと、リフロー処理時に生成するCu−Sn合金層厚さの制御が困難になるため、特にSnめっきが好ましい。Snめっきは公知の任意の手段により施すことができるが、例えば電気Snめっきにより施すことができる。
また、Snめっきは半田付け部においては、Niめっき層の上に1.0μm以上、好ましくは1.0〜10μm、より好ましくは1.0〜5.0μmの厚さを有するように施す。1.0μmよりも薄い場合にはNi−Sn化合物が露出し、半田付け性を低下させる傾向が高い。
リフロー工程によりめっき表面を平滑にし、組立工程でのめっき粉発生を抑えるとともに、ウィスカーの発生を抑える。リフロー時には嵌合部のCu−Sn合金と、半田付け部のNi−Sn合金層が形成される。
端子が小型化すると毛細管現象により半田付け時に半田が端子に吸い上がり易くなるが、この吸い上がりが過度に生じると電子部品の機能や性能を損なう恐れがある。例えば、コネクタでは半田付け部から半田が端子に吸い上がって遂には相手コネクタとの接点部に達することでコネクタの接続信頼性が損なわれたり、近隣の半田付け部に半田が達して短絡する半田ブリッジが生じたりし、或いは半田付け部に充分な量の半田が残らなくなるといった問題が生じ得る。そこで、嵌合部と半田付け部の間には半田濡れ性の悪い半田吸い上がりバリア部を形成してもよい。表層に形成されたNiめっき層、Ni−Sn合金層又はCu−Sn合金層は半田吸い上がりバリア部として有効である。
半田吸い上がりバリア部は公知の任意の方法によって形成することができるが、例えば半田吸い上がりバリア部となる部分に予めNiめっき層、随意的なCuめっき層、及びSnめっき層を先述した工程で形成しておき、リフロー処理後、表層のSnをレーザ照射、電解研磨、化学研磨などで除去し、Ni−Sn合金層又はCu−Sn合金層を露出させる方法によって形成することができる。
また、特に自動車用のオス端子においては、コネクタ組立工程において、嵌合部と半田付け部の中間点で端子を直角に曲げる工程が加わるが、上記のバリア部で曲げ加工される場合、曲げ加工時に曲げ金具によってSnめっきが削れて、コネクタに異物として付着するのを防ぐ効果にもつながるため有益である。
なお、各めっき層、合金層厚さの測定箇所は、嵌合部、はんだ付け部とも、端子先端から1±0.2mmの幅方向中央部にて測定した。
Snめっき層
電解にてSn層のみを除去することができるため、電解前後で蛍光X線でSnめっき厚を測定し、電解前のSnめっき厚から電解後のめっき厚を差し引いたものをSnめっき層厚とする。
Cu−Sn合金層
Cu−Snの合金層の厚さは、電解にてSnめっき層のみを除去した後、蛍光X線でSnめっき厚として測定された数値とする。
Ni−Sn合金層
Ni−Snの合金層の厚さは、電解にてSnめっき層のみを除去した後、蛍光X線でSnめっき厚として測定された数値とする。
Cuめっき層及びNiめっき層
Cu層及びNi層の厚さはめっき断面を5000〜20000倍にてSEM観察し、10箇所の平均値をとる。
はんだ:鉛フリーはんだ Sn−3.0Ag−0.5Cu(千住金属社製M705)
はんだ浴温度:250℃
フラックス:25%ロジンエタノール
測定機器:ソルダーチェッカー(レスカ製SA−5000)
浸漬速度:20mm/s
浸漬深さ:2mm
浸漬時間:10s
図7に示すような形状を有する嵌合部幅2.3mm、半田付け部幅0.64mm、厚み0.64mmの黄銅製プレス材を用いてオス端子を製造した。該プレス材に対して、前処理、Niめっき、Cuめっき、Snめっき、リフローの順に加工し、特性を調査した。
NaOHを含むアルカリ脱脂液を用い、60℃、電流密度7A/dm2の条件にて電解脱脂した後、10%希硫酸で酸洗した。
スルファミン酸浴を用い、55℃、電流密度0.6〜30A/dm2の条件にてNiめっきした。
硫酸銅浴を用い、40℃、電流密度2〜15A/dm2の条件にてCuめっきした。
メタンスルホン酸浴を用い、55℃、電流密度5〜40A/dm2の条件にてSnめっきした。
炉温を450℃に設定し、滞留時間25秒としてリフロー処理した後、水冷した。
実施例2〜7及び比較例9〜15はNiめっき厚、Cuめっき厚、Snめっき厚を変化させるために電流値を変え、またSnの外観を調整するために、リフロー温度を±50℃の範囲で変化させた以外は実施例1と同一の条件としてオス端子を製造した。また、No.8(実施例)は1次プレスにて半田付け部のみ打ち抜いて嵌合部は平板のままめっきし、めっき後2次プレスにて嵌合部を打ち抜いて製品化したものである。No.8の嵌合部をプレス前に平板のままめっきしたのは、嵌合部のめっき厚分布をより狭い範囲で管理できるからである。
No.1〜8(実施例)は本発明の規定範囲内にあり、良好な特性を示した。
No.2はリフロー後もCuが0.2μm残存し、表層のSnも0.2μmと薄いため、加熱後に接触抵抗が若干増加した。しかし、コネクタとしては使用可能なレベルである。
No.5はリフロー後にCuが0.3μm残存しているが、表層のSnが1.0μmと厚いため、加熱による接触抵抗の劣化はない。また、嵌合力が少し高い値であるが、使用可能なレベルである。
No.8はめっき厚分布が狭い範囲で管理が可能であるため、リフロー後のSn厚さが0.3μmと薄くでき、嵌合力が小さい。また、残存するCuめっきもないため、No.1〜7(No.2を除く)と同様に、加熱による接触抵抗の劣化もない。
No.9及び10(比較例)は嵌合部にCuめっきが存在しないか又はCuめっき厚が薄いために、加熱後に嵌合部の接触抵抗が悪化した例である。
No.11(比較例)は嵌合部のCuめっき厚が厚いために、加熱後に嵌合部の接触抵抗が悪化した例である。
No.12(比較例)は嵌合部だけでなく半田付け部も含む端子全体にCuめっきをした例であるが、嵌合部のみの部分めっきの例とは異なり、Cuめっき厚プロフィールの制御が難しいため必要以上のCuがめっきされた結果、リフロー後にもCuが残存し、加熱後の半田付け部の半田付け性が低下した例である。
No.13(比較例)は嵌合部のSnめっき厚が薄いために、加熱後に嵌合部の接触抵抗が悪化した例である。
No.14(比較例)は半田付け部のSnめっき厚が薄いために、加熱後に半田付け部の半田付け性が低下した例である。
No.15(比較例)は嵌合部のSnめっき厚が厚いために、挿抜力が上昇した例である。
Claims (14)
- メス端子と嵌合される嵌合部と半田付けされる半田付け部とを有する金属を素材としたオス端子であって、嵌合部には素材の全面に又は表裏の2面に素材側より厚み0.3〜5.0μmのNiめっき層、厚み0〜0.3μmのCuめっき層、厚み0.1〜0.7μmのCu−Sn合金層、及び厚み0.2〜1.0μmのSnめっき層がこの順に形成されており、半田付け部には素材の全面に素材側より厚み0.3〜5.0μmのNiめっき層、厚み0.1〜0.7μmのSn−Ni合金層、及び厚み0.3μm以上のSnめっき層がこの順に形成されていることを特徴とするオス端子。
- 素材として用いられる金属は銅又は銅合金である請求項1に記載のオス端子。
- 嵌合部における前記Cuめっき層の厚みは0〜0.2μmである請求項1又は2に記載のオス端子。
- 嵌合部における前記Cuめっき層の厚みは0μmである請求項3に記載のオス端子。
- 嵌合部には素材の表裏2面のみに前記Niめっき層、随意的なCuめっき層、Cu−Sn合金層、及びSnめっき層が形成されている請求項1〜4の何れか一項に記載のオス端子。
- オス端子は、厚み:0.4〜1.0mm、嵌合部が幅:0.5〜5.0mm、半田付け部が幅:0.4〜1.0mm、嵌合部の先端から半田付け部の先端まで長さが15〜80mmである形状を有する請求項1〜5の何れか一項に記載のオス端子。
- 嵌合部と半田付け部の間に半田吸い上がりバリア部を有する請求項1〜6の何れか一項に記載のオス端子。
- 前記半田吸い上がりバリア部にはNiめっき層、Ni−Sn合金層又はCu−Sn合金層が表層に形成されている請求項7に記載のオス端子。
- 自動車に用いられる請求項1〜8の何れか一項に記載のオス端子。
- (1)金属製平板素材を所望のオス端子形状にプレス加工する工程と、
(2)嵌合部及び半田付け部共に該素材の全面に対して、それぞれ0.3〜5.0μmの厚さのNiめっき層を形成する工程と、
(3)半田付け部にはCuめっき層を形成せずに、嵌合部の該Niめっき層の上に、0.1〜0.6μmの厚さのCuめっき層を形成する工程と、
(4)嵌合部の該Cuめっき層の上には0.4〜1.5μmの厚さを有し、半田付け部の該Niめっき層の上には1.0μm以上の厚さを有するSnめっき層を形成する工程と、
(5)嵌合部及び半田付け部に対してリフロー処理を行う工程と、
を含む請求項1〜9の何れか一項に記載のオス端子の製造方法。 - (1’)金属製平板素材から嵌合部をプレス加工しないことを条件に、少なくとも半田付け部をプレス加工する工程と、
(2’)嵌合部に対しては該素材の表裏2面、半田付け部に対しては該素材の全面に対して、それぞれ0.3〜5.0μmの厚さのNiめっき層を形成する工程と、
(3’)半田付け部にはCuめっき層を形成せずに、嵌合部の該Niめっき層の上に、0.1〜0.6μmの厚さのCuめっき層を形成する工程と、
(4’)嵌合部の該Cuめっき層の上には0.4〜1.5μmの厚さを有し、半田付け部の該Niめっき層の上には1.0μm以上の厚さを有するSnめっき層を形成する工程と、
(5’)嵌合部及び半田付け部に対してリフロー処理を行う工程と、
(6’)嵌合部を含めてプレス加工されていない部分をプレス加工することにより所望のオス端子形状に成形する工程と、
を含む請求項1〜9の何れか一項に記載のオス端子の製造方法。 - 素材として用いられる金属は銅又は銅合金である請求項10又は11に記載の製造方法。
- 嵌合部と半田付け部の間に表層のSnめっき層を除去し、Cu−Sn合金又はCu−Ni合金を表面に露出する方法によって半田吸い上がりバリア部を形成する工程を含む請求項10〜12何れか一項に記載の製造方法。
- 請求項1〜9の何れか一項に記載のオス端子を組み込んだコネクタ。
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Cited By (4)
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CN104093888B (zh) * | 2012-01-23 | 2016-08-24 | 株式会社村田制作所 | 电子部件及其制造方法 |
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