(57)【要約】【課題】  半田付け端子の全面に金メッキを施しながら、半田が端子部から接点部へと上がることを防ぐことができる半田付け端子の表面の処理方法を提供する。【解決手段】  端子部と接点部とを設けて形成され、下地メッキ９の表面に金メッキ８を施した半田付け端子１において、端子部２と接点部３との間の部分において半田付け端子１の表面にレーザーＬを照射し、レーザーＬのエネルギーで半田付け端子１の一部を加熱して、金メッキ８の層に下地メッキ９の金属を拡散させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
端子部と接点部とを設けて形成され、下地メッキの表面に金メッキを施した半田付け端子において、端子部と接点部との間の部分にレーザーを照射して加熱し、金メッキの層に下地メッキの金属を拡散させることを特徴とする半田付け端子の表面の処理方法。
【請求項２】
端子部と接点部との間の部分の２面を同時にレーザー照射できる方向に半田付け端子を設置してレーザーを２面照射し、この２面照射を端子部と接点部との間の部分の全周に行うことを特徴とする請求項１に記載の半田付け端子の表面の処理方法。
【請求項３】
端子部と接点部との間のレーザー照射部以外の部分へのレーザーの照射を最小限に抑える方向に半田付け端子を設置することを特徴とする請求項２記載の半田付け端子の表面の処理方法。
【請求項４】
レーザー照射は、端子部から接点部への半田上がりを防止可能な幅より広いスポット径を有する波長１１００ｎｍ以下のレーザーを一方向にずらしながら一列に照射してナゲットを形成し、隣り合うナゲットは互いに重複する部分を形成して、該重複した部分の半田上がり方向の幅は半田上がりを防止可能な幅より広いことを特徴とする請求項２または３に記載の半田付け端子の表面の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半田付け端子の端子部を半田付けする前の前処理として行なわれる、半田付け端子の表面の処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１７はコネクタ（ソケット）Ａの一例を示すものであり、コネクタ基台１０に多数本の半田付け端子（コネクタ端子）１を平行に２列取り付けることによって形成されている。半田付け端子１は一端部に端子部２を、他端部に接点部３を設けるように折り曲げ加工して形成されており、端子部２がコネクタ基台１０の下面に配置されるように取り付けてある。また半田付け端子１の表面には一般に、Ｎｉメッキの下地メッキを施した上に、金メッキが施してある。
【０００３】
そしてこのような半田付け端子１を組み込んで形成したコネクタＡは、図１８に示すようにプリント配線板１１に実装して使用されるものであり、プリント配線板１１の上にコネクタＡを配置して、半田付け端子１の端子部２をプリント配線板１１に半田付けすることによって、コネクタＡの実装を行なうようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
上記のようにプリント配線板１１の上にコネクタＡを配置して、半田付け端子１の端子部２を半田付けするにあたって、半田付け端子１の表面の全面には金メッキが施してあるので、金に対する半田の濡れ易さなどから、半田が端子部２から接点部３へと半田付け端子１の金メッキを施した表面に沿って上がり、この結果、端子部２に十分な量の半田が残らず、プリント配線板１１との半田接合強度が不足するおそれがあるという問題がある。
【０００５】
そこで、半田付け端子１のうち、表面を金メッキで被覆することが必要な端子部２と接点部３のみに金メッキを施し、端子部２と接点部３の間の部分には金メッキが施されないように、部分金メッキを行なうことが検討されている（例えば、特許文献２、特許文献３参照）。このように端子部２と接点部３の間に金メッキを施さず、ニッケルの下地メッキを露出させたままにしておくことによって、ニッケルに対する半田の濡れ難さなどから、端子部２から接点部３へと半田が上がることを遮断して防ぐことができるのである。
【特許文献１】特開２００２−８７５３号公報（段落［００２８］）
【特許文献２】特開平２−１５６６２号公報（特許請求の範囲、第３頁）
【特許文献３】特開平６−２０４３７７号公報（特許請求の範囲、第３頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、半田付け端子１は図１６に示すように長尺の金属帯板１２にその長手方向の側端縁に沿って多数本突設して形成されているものであり、これをフープ材１３の態様にして、フープ材１３を長手方向に送りながら金メッキ浴に浸漬することによって、半田付け端子１に金メッキを施すようにしてある。従って半田付け端子１は全体が金メッキ浴に浸漬されるので、半田付け端子１に部分的に金メッキを施すようにすることは難しく、敢えて半田付け端子１に部分的に金メッキを施すようにすればフープ材１３の送り速度を数分の一程度に減速せざるを得なくなり、生産性に問題が生じることになるものであった。
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、半田付け端子の全面に金メッキを施しながら、半田が端子部から接点部へと上がることを防ぐことができる半田付け端子の表面の処理方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の請求項１に係る半田付け端子の表面の処理方法は、端子部２と接点部３とを設けて形成され、下地メッキ９の表面に金メッキ８を施した半田付け端子１において、端子部２と接点部３との間の部分にレーザーを照射して加熱し、金メッキ８の層に下地メッキ９の金属を拡散させることを特徴とするものである。
【０００９】
この発明によれば、金メッキの層のうち下地メッキの金属が拡散した部分は半田の濡れ性が低くなり、半田付け端子の端子部をプリント配線板などに半田付けする際に、半田が端子部から金メッキの表面を上がっても、下地メッキの金属が拡散した箇所で半田上がりは停止し、半田が接点部にまで上がって端子部に十分な量の半田が残らなくなることを防ぐことができ、プリント配線板への端子部の半田接合強度を高く保つことができる。また、金メッキを部分的に除去する必要はないので、耐腐食性に問題が生じることもない。
【００１０】
また請求項２の発明は、請求項１において、端子部２と接点部３との間の部分の２面を同時にレーザー照射できる方向に半田付け端子１を設置してレーザーを２面照射し、この２面照射を端子部２と接点部３との間の部分の全周に行うことを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、半田付け端子の全周に亘って金メッキを除去、あるいは金メッキの層に下地メッキ金属を拡散させることができ、半田上がりを確実に防止することができる。さらに１回の照射で２面を同時に照射するので照射回数を低減することができて効率の向上を図ることができる。
【００１２】
また請求項３の発明は、請求項２において、端子部２と接点部３との間のレーザー照射部以外の部分へのレーザーの照射を最小限に抑える方向に半田付け端子１を設置することを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、レーザー照射部以外の部分へのレーザーの影響を最小限に抑えることができる。
【００１４】
また請求項４の発明は、請求項２または３において、レーザー照射は、端子部２から接点部３への半田上がりを防止可能な幅より広いスポット径Ｄを有する波長１１００ｎｍ以下のレーザーを一方向にずらしながら一列に照射してナゲットＮを形成し、隣り合うナゲットＮは互いに重複する部分を形成して、該重複した部分の半田上がり方向の幅は半田上がりを防止可能な幅より広いことを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、生産性の向上、及び照射位置の位置ずれ防止を図ることができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、本発明では、半田付け端子の全面に金メッキを施しながら、半田が端子部から接点部へと上がることを防ぐことができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
（実施形態１）
半田付け端子（コネクタ端子）１は既述のように、一端部に端子部２を、他端部に接点部３を設けるように折り曲げ加工して形成されているものであり、端子部２と接点部３の間の部分はＵ字状に屈曲する屈曲部１９として形成されており、長尺の金属帯板１２をプレス加工することによって、既述の図１６のように金属帯板１２の長手方向の一側端縁に沿って多数本を平行に配列して、金属帯板１２と一体に形成してある。そして多数本の半田付け端子１を一体に設けた金属帯板１２をフープ材１３の態様にして長手方向に送ることによって、多数本の各半田付け端子１に生産性高く加工を行なうことができるようにしてある。すなわち、フープ材１３を長手方向に送りながらニッケル浴に浸漬することによって、まず半田付け端子１の表面の全面にニッケルの下地メッキを施し、さらにフープ材１３を長手方向に送りながら金メッキ浴に浸漬することによって、下地メッキの上から、半田付け端子１の表面の全面に金メッキを施すことができるものである。
【００１９】
しかしながら、金メッキを除去して下地メッキを露出させることによって半田上がりを停止させるようにした場合には、半田付け端子１の一部においてＮｉの下地メッキが露出し、この部分で耐腐食性に問題が生じるおそれがある。
【００２０】
そこで、請求項１の発明では、半田付け端子１の表面の全面にフープ材１３の態様で下地メッキ９及び金メッキ８を施した後、端子部２と接点部３との間の部分を加熱するようにしてある。このように加熱を行なうと、金メッキ８の下側の下地メッキ９のニッケル金属が金メッキ８の層に拡散し、図１（ｂ）のように金メッキ８のこの部分の層にＡｕ−Ｎｉの合金層８ａが形成される。金メッキ８を加熱して合金層８ａを形成する箇所は端子部２と接点部３との間であればどの箇所であってもよいが、端子部２に近い箇所であることが望ましい。
【００２１】
このように端子部２と接点部３の間の部分の金メッキ８に合金層８ａを形成した後、半田付け端子１を帯板１２から切り離し、半田付け端子１をコネクタ基台１０の両側部にそれぞれ複数本ずつ平行に取り付けることによって、既述の図１７のようなコネクタＡを作製することができるものである。そして、このように半田付け端子１を組み込んで形成したコネクタＡをプリント配線板１１に実装するにあたって、既述の図１８のようにプリント配線板１１の上にコネクタＡを配置し、半田付け端子１の端子部２をプリント配線板１１に半田付けする際に、半田が端子部２から金メッキの表面を上がっても、Ａｕ−Ｎｉの合金層８ａは半田の濡れ性が低いので、合金層８ａの箇所で半田上がりは停止し、それ以上半田は上がらなくなる。従って、半田が接点部３にまで上がって端子部２に十分な量の半田が残らなくなることを防ぐことができ、プリント配線板１１への端子部２の半田接合強度を高く保つことができるものである。またこのものでは、金メッキ８を部分的に除去して下地メッキ９を露出させるものではないので、耐腐食性に問題が生じることもないものである。
【００２２】
半田付け端子１の表面の金メッキ８の一部に合金層８ａを形成するには、例えば、図１（ａ）及び図２に示すように端子部２と接点部３との間の部分において半田付け端子１の表面にレーザーＬを照射し、レーザーＬのエネルギーで半田付け端子１の一部を加熱することによって行なうことができる。ここで、レーザーＬの出力は、金メッキ８をレーザーＬの照射で除去する場合よりも低出力にする必要があり、レーザーＬの出力条件は数Ｗ〜数１００Ｗの範囲（例えば１０〜３０Ｗ）に調整し、照射時間を数ｎｓに設定するのが良好である。またレーザーＬのモードはパルス又は連続波（ＣＷ）のいずれでもよい。
【００２３】
（実施形態２）
本実施形態では、実施形態１の図１、図２で説明したレーザー（電磁波）照射の他の形態について以下説明する。請求項２の発明では、端子部２と接点部３との間の部分の２面を同時にレーザー照射できる方向に半田付け端子１を設置してレーザーを２面照射し、この２面照射を端子部２と接点部３との間の部分の全周に行うようにし、さらに請求項３の発明では、端子部２と接点部３との間のレーザー照射部以外の部分へのレーザーの照射を最小限に抑える方向に半田付け端子１を設置したものである。これはレーザー装置（電磁波装置）を２台用い、各々のレーザー装置において、加工点を中心として半田付け端子１の端子部２と接点部３との間の部分の２面に対して同時にレーザー照射しており、まず第１のレーザー装置によるレーザー照射を図３〜図６に示す。ここで照射部は端子部２に近く、端子部２から略Ｌ字に折曲した箇所であって、その全周は面Ｓ１〜Ｓ４で構成される。まず、レーザーＬ１の照射方向に対して照射部の接点部３側の面Ｓ１を垂直にし、半田付け端子１を面Ｓ１の面方向に搬送することによって１回の照射で面Ｓ１のみを照射するように配置したときを基準位置とし、この基準位置においては半田付け端子１を搬送する送り方向角度φ１＝０°、送り方向角度φ１に対して垂直方向の傾きである照射角度θ１＝０°とする。そして、送り方向角度φ１＝４０°（図４参照）、照射角度θ１＝４５°（図５（図４のＡ１方向からみた図）参照）に角度調節することで、照射部の面Ｓ１及び面Ｓ２の２面をレーザーＬ１によって同時にレーザー照射することができるとともに（図４〜図６中の太線部にレーザーＬ１の照射による加工箇所を示す）、該照射部以外の部分へのレーザー照射の影響を最小限に抑えている。
【００２４】
次に、第２のレーザー装置によるレーザー照射を図７〜図１１に示す。レーザーＬ２の照射方向に対して照射部の端子部２側の面Ｓ３を垂直にした状態で、半田付け端子１を面Ｓ３の面方向に搬送することによって１回の照射で面Ｓ３のみを照射するように配置したときを基準位置とし、この基準位置においては半田付け端子１を搬送する送り方向角度φ２＝０°、送り方向角度φ２に対して垂直方向の傾きである照射角度θ２＝０°とする。そして、送り方向角度φ２＝４０°（図８参照）、照射角度θ２＝１５°（図９（図８のＡ２方向からみた図）参照）に角度調節することで、照射部の面Ｓ３及び面Ｓ４の２面を同時にレーザーＬ２によってレーザー照射することができるとともに（図８〜図１０中の破線部にレーザーＬ２の照射による加工箇所を示す）、該照射部以外の部分へのレーザー照射の影響を最小限に抑えている。なお、図１１は第２のレーザー装置によるレーザー照射の斜視図を示す。
【００２５】
このように半田付け端子１の照射部の全周（面Ｓ１〜Ｓ４）に亘ってレーザーを照射し、加熱して金−ニッケルの合金層を形成することができ、端子部２から接点部３への半田上がりを確実に防止している。さらに、１回の照射で照射部の２面を同時に照射するので照射回数を低減することができて効率の向上を図っている。
【００２６】
（実施形態３）
本実施形態では、実施形態１、及び実施形態２で説明したレーザー（電磁波）照射についてレーザーＬのモードがパルスの場合について以下詳述する。請求項４の発明では、レーザー照射は、端子部２から接点部３への半田上がりを防止可能な幅より広いスポット径を有する波長１１００ｎｍ以下のレーザーを一方向にずらしながら一列に照射してナゲットを形成し、隣り合うナゲットは互いに重複する部分を形成して、該重複した部分の半田上がり方向の幅は半田上がりを防止可能な幅より広くしたものである。ここでスポット径は照射物に当たるレーザーＬのビーム径であり、ナゲット径はレーザーＬが照射物に当たった後の照射物の加工跡のことであり、互いの径の大きさは殆ど等しくなる。
【００２７】
従来のレーザーＬは図１９に示すように、ほぼ円形のナゲットＮ’を半田付け端子１の照射部に直線状に複数列形成しており、照射パルス数が多いことによる生産性の低下、及び複数列の照射による照射位置の位置ずれが発生していた。
【００２８】
対して本実施形態のレーザーＬによるナゲットＮは図１２に示すようにナゲット径Ｄを有するほぼ円形で、ナゲットＮを形成するためのレーザースポット径Ｄ’は半田上がりを防止するための必要最小限幅より大きい値に設定されており、ここでは半田上がりを防止できる必要最小限幅０．１３ｍｍに対してスポット径Ｄ’＝０．１５ｍｍに設定されている。そして、このナゲットＮを図１３に示すように一方向（矢印方向）にずらしながら一列形成して、互いに隣り合うナゲットＮは重複部分を形成しており、その重複部分の半田上がり方向の幅は必要最小限幅０．１３ｍｍ以上に形成されて重複部分でも半田上がりを防止している。さらに一列照射を行うことで、従来の複数列照射に比べて、照射パルス数の低減による生産性の向上、及び照射位置の位置ずれ防止を図っている。
【００２９】
図１４は隣り合う２つのナゲットＮが重複した状態を示しており、ナゲット径Ｄでバイトサイズ（ナゲットＮのピッチ間隔）Ｂの間隔で形成されており、隣り合うナゲットＮの半田上がり方向の重複部分幅Ｈ＝√（Ｄ２−Ｂ２）となる。そして、隣り合うナゲットＮに対して常に重複部分を形成し、この重複部分幅Ｈを半田上がりを防止するための必要最小限幅以上とするために、バイトサイズＢをナゲット径Ｄの半分以下（０＜Ｂ≦Ｄ／２）としている。
【００３０】
図１５（ａ）〜（ｇ）は、ナゲット径Ｄ＝０．１５ｍｍのナゲットＮのバイトサイズＢを変化させることによる重複部分幅Ｈの変化を示しており、（ａ）：バイトサイズＢ＝０ｍｍ、重複部分幅Ｈ＝０．１５ｍｍ、（ｂ）：バイトサイズＢ＝０．００８ｍｍ、重複部分幅Ｈ≒０．１５０ｍｍ、（ｃ）：バイトサイズＢ＝０．０１６ｍｍ、重複部分幅Ｈ＝０．１４９ｍｍ、（ｄ）：バイトサイズＢ＝０．０３２ｍｍ、重複部分幅Ｈ＝０．１４７ｍｍ、（ｅ）：バイトサイズＢ＝０．０４８ｍｍ、重複部分幅Ｈ＝０．１４２ｍｍ、（ｆ）：バイトサイズＢ＝０．０７５ｍｍ、重複部分幅Ｈ＝０．１３０ｍｍ、（ｇ）：バイトサイズＢ＝０．１５ｍｍ、重複部分幅Ｈ＝０ｍｍの各状態を示す。まず、（ｂ）〜（ｆ）において重複部分幅Ｈは半田上がりを防止するための必要最小限幅以上であって、加熱することで金−ニッケルの合金層を形成することができ、半田上がりを確実に防止している。対して（ａ）は同一箇所に照射し続ける状態であって、金メッキ８、ニッケルの下地メッキ９が除去されて、半田付け端子１の銅部分が露出してしまい、（ｇ）は重複部分幅Ｈがない状態であって、半田上がりが発生してしまう。
【００３１】
またレーザーＬは、金−ニッケルの合金層８ａを形成させるために、１パルス当たりのエネルギーとして１〜５ｍＪ／ｐｕｌｓｅ、単位面積当たりのエネルギーとして４００〜２０００ｍＪ／ｍｍ２を確保している。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施形態１の半田付け端子の表面の処理方法を示すものであり、（ａ），（ｂ）はそれぞれ拡大した一部の断面図である。
【図２】同上を示す正面図である。
【図３】実施形態２の半田付け端子の表面の処理方法を示す斜視図である。
【図４】同上のレーザー照射時の送り方向角度を示す平面図である。
【図５】同上のレーザー照射角度を示す平面図である。
【図６】同上のレーザー照射時の送り方向を示す平面図である。
【図７】同上を示す斜視図である。
【図８】同上のレーザー照射時の送り方向角度を示す平面図である。
【図９】同上のレーザー照射角度を示す平面図である。
【図１０】同上のレーザー照射時の送り方向を示す平面図である。
【図１１】同上を示す斜視図である。
【図１２】実施形態３のナゲット形状を示す平面図である。
【図１３】同上のレーザー照射を示す平面図である。
【図１４】同上のレーザー照射の重複部分を示す平面図である。
【図１５】同上のレーザー照射を示すものであり、（ａ）〜（ｇ）はそれぞれバイトサイズを変化させたときの平面図である。
【図１６】金属帯材に半田付け端子を一体に設けて形成されるフープ材を示すものであり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図である。
【図１７】コネクタのソケットを示すものであり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図である。
【図１８】コネクタのソケットをプリント配線板に実装する状態を示す断面図である。
【図１９】従来のレーザー照射を示す平面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  半田付け端子
８  金メッキ
９  下地メッキ
Ｌ  レーザ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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