(57)【要約】【課題】主として車載用・民生用の電気配線に使用されるＰＣＢ端子であって、コネクタへの挿入に際しての挿入力の低減と、基板側への半田付け部の半田濡れ性の向上に優れたＰＣＢ端子及びその製造方法の提供である。【解決手段】本発明は、嵌合部の摩擦係数が０．２６以下で、半田付け部のエージング（ＰＣＴ：１０５℃、相対湿度１００％）後のゼロクロスタイムが５秒以下であることを特徴とするＰＣＢコネクタ用オス端子及びその製造方法である。【選択図】図３
2008287942.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
嵌合部の摩擦係数が０．２６以下で、半田付け部のエージング（ＰＣＴ：１０５℃、相対湿度１００％）後のゼロクロスタイムが５秒以下であることを特徴とするＰＣＢコネクタ用オス端子。
【請求項２】
嵌合部のＳｎめっきの光沢度が１．０以上であり、半田付け部のＳｎめっきの光沢度が１．０未満である請求項１に記載のＰＣＢコネクタ用オス端子。
【請求項３】
嵌合部のＳｎめっきの光沢度が１．５以上であり、半田付け部のＳｎめっきの光沢度が０．６未満である請求項１から２のいずれかに記載のＰＣＢコネクタ用オス端子。
【請求項４】
最表面に、Ｓｎめっきが施されたＰＣＢコネクタ用オス端子であって、嵌合部が、リフロー処理を施したものであり、半田付け部が、無光沢Ｓｎめっきされ、かつリフロー処理されていない請求項１から３のいずれかに記載のＰＣＢコネクタ用オス端子。
【請求項５】
最表面に、Ｓｎめっきが施され、嵌合部がリフロー処理され、半田付け部がリフロー処理されていないＰＣＢコネクタ用オス端子の製造方法であって、リフロー処理炉の中で温度差をつける事で、半田付け部は、リフロー処理を施さず、嵌合部は、リフロー処理を施こすことを特徴とするＰＣＢコネクタ用オス端子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
主として車載用・民生用の電気配線に使用されるＰＣＢコネクタ用オス端子（以下ＰＣＢ端子）であって、コネクタへの挿入に際しての嵌合部の挿入力の低減と、基板側への半田付け部の半田濡れ性の向上に優れたＰＣＢ端子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種コネクタに使用されるＰＣＢ端子は、車載用・民生用の用途があり、電線の通電確保の機能をもっている。図１にＰＣＢ端子の概略図を示す。ＰＣＢ端子は基板側半田付け部５と、相手材とのコネクタとしての嵌合部４とからなる（図２）。ＰＣＢ端子の嵌合部をコネクタに挿入することで通電が確保される。黄銅等の銅合金を母材とし、表面に、Ｓｎめっき層を形成したものが一般的である。Ｓｎめっきをする目的は、電気接触部の嵌合側では、低い接触抵抗を得、更に、表面に耐食性を付与することであり、一方、半田付け部では、回路基板への半田付け性をうるためである。
近年、ＰＣＢ端子の小型化及び接続の高密度化に対する要求が高まっており、その対応として、端子の嵌合側では、接続する際の挿入力を小さくすることが求められる。最上層のＳｎは、軟質金属であるため、挿入時に容易に塑性変形し、嵌合に大きな挿入力が必要となる。端子の嵌合側の挿入力の低下のため、錫の層厚を薄くする対応が考えられるが、半田付け部の半田付け性が悪化するという問題がある。
上記問題の対策として、黄銅などの銅合金を母材とし、順次Ｎｉ，Ｃｕ，Ｓｎの順でめっきを積層し、リフロー処理で上層のＳｎをＣｕ−Ｓｎ合金化することで、最上層の硬度を上昇させ、ＰＣＢ端子の挿入力を低減させることができる（特許文献１参照）。しかし、この対策では、ＰＣＢ端子の挿入力を低減させることができるが、半田付け部の濡れ性が低下してしまうという問題がある。
又、最上層のＳｎ層に、リフロー処理によるＣｕ−Ｓｎ合金化層を一部露出させることで、硬度を確保し、端子の挿入力を低減させる工夫がある（特許文献２参照）。しかし、この対策も、ＰＣＢ端子の挿入力を低減させることができるが、半田濡れ性が低下してしまう。
又、最上層のＳｎ層に、カーボンを含有させる試みもある（特許文献３参照）。しかし、この対策も、ＰＣＢ端子の挿入力を低減させることができるが、半田濡れ性の低下のほかに、耐食性や曲げ加工性の低下という問題がある。
嵌合部の低挿入力と半田付け部の半田濡れ性の両立が可能なＰＣＢ端子が望まれている。
【０００３】
【特許文献１】特許第３５６２７１９号公報
【特許文献２】特開２００６−７７３０７号公報
【特許文献３】特開２００６−１１８０５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、主として車載用・民生用の電気配線に使用されるＰＣＢ端子であって、コネクタへの挿入に際しての嵌合部の挿入力の低減と、基板側への半田付け部の半田濡れ性の向上に優れたＰＣＢ端子及びその製造方法を提供することを目的にする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するため、本発明者らが鋭意検討を重ねた結果、以下の知見を得た。即ち、表面が、Ｎｉ−Ｃｕ−無光沢Ｓｎめっき及びＮｉ−無光沢Ｓｎめっきのいずれかが施されたＰＣＢ端子であって、嵌合部が、リフロー処理を施したものであり、半田付け部が、リフロー処理されていないことで、低挿入と半田濡れを両立した端子を提供できるという知見である。
【０００６】
本発明は、本発明者らによる前記知見に基づくものであり、前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
＜１＞  嵌合部の摩擦係数が０．２６以下で、半田付け部のエージング（ＰＣＴ：１０５℃、相対湿度１００％）後のゼロクロスタイムが５秒以下であることを特徴とするＰＣＢコネクタ用オス端子。
＜２＞  嵌合部のＳｎめっきの光沢度が１．０以上であり、半田付け部のＳｎめっきの光沢度が１．０未満である＜１＞に記載のＰＣＢコネクタ用オス端子。
＜３＞  嵌合部のＳｎめっきの光沢度が１．５以上であり、半田付け部のＳｎめっきの光沢度が０．６未満である＜１＞から＜２＞のいずれかに記載のＰＣＢコネクタ用オス端子。
＜４＞  最表面に、Ｓｎめっきが施されたＰＣＢコネクタ用オス端子であって、嵌合部が、リフロー処理を施したものであり、半田付け部が、無光沢Ｓｎめっきされ、かつリフロー処理されていない＜１＞から＜３＞のいずれかに記載のＰＣＢコネクタ用オス端子。
＜５＞  最表面に、Ｓｎめっきが施され、嵌合部がリフロー処理され、半田付け部がリフロー処理されていないＰＣＢコネクタ用オス端子の製造方法であって、リフロー処理炉の中で、温度差をつける事で半田付け部は、リフロー処理を施さず、嵌合部は、リフロー処理を施こすことを特徴とするＰＣＢコネクタ用オス端子の製造方法。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、主として車載用・民生用の電気配線に使用されるＰＣＢ端子であって、コネクタへの挿入に際しての挿入力の低減と、基板側への半田付け部の半田濡れ性の向上に優れたＰＣＢ端子及びその製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
（Ｎｉ−ＳｎめっきＰＣＢ端子及びその製造方法）
本発明によるＮｉ−ＳｎめっきＰＣＢ端子の製造方法は、まず、黄銅その他の銅系金属板の表面を電解脱脂、水洗、酸洗、水洗後，Ｎｉめっきする。Ｎｉめっきの表面を水洗後、無光沢Ｓｎめっきを行う。無光沢Ｓｎめっきは、めっき浴に光沢剤が添加されていないめっきである。Ｓｎ表面の表面処理後、水洗、乾燥後、嵌合側のみをリフロー処理する。嵌合側のみをリフロー処理する方法を、図３、図４及び図５に示すリフロー処理炉を例にして説明する。被めっき材８は、熱源６の間で加熱される。被めっき材の半田付け部の位置には冷却流体が存在している（図３）。冷却流体は、半田付け部５のみについて熱源５からの輻射熱およびそれに伴う被めっき材内部における熱伝導を遮蔽する（図３）。嵌合側４は、熱を遮断する物質がないため、熱源６からの輻射熱を受け、リフロー処理される。その結果、リフロー処理されていない半田付け部５と、リフロー処理された嵌合部４を持つＮｉ−ＳｎめっきＰＣＢ端子を得ることができる。
【０００９】
（Ｎｉ−Ｃｕ−ＳｎめっきＰＣＢ端子及びその製造方法）
本発明によるＮｉ−Ｃｕ−ＳｎめっきＰＣＢ端子の製造方法の第一の態様は、Ｎｉめっき層と、Ｓｎめっき層の間に、Ｃｕめっきを行うことを除けば、Ｎｉ−ＳｎＰＣＢ端子の製造方法と同様である。リフロー処理で、半田付け部５への熱を遮断、半田付け部のリフロー処理を避ける。リフロー処理されていない半田付け部５と、リフロー処理された嵌合部４を持つＮｉ−Ｃｕ−ＳｎめっきＰＣＢ端子を得ることができる。
【００１０】
（リフロー処理Ｓｎめっきと無光沢かつリフロー処理無しＳｎめっきの相違点）
本発明の半田付け部めっきの最上層である無光沢かつリフロー処理無しＳｎめっきと従来技術であるリフロー処理Ｓｎめっきには、以下の相違点がある。リフロー処理Ｓｎめっきは、熱処理を受けるため、拡散合金層が生成し、結晶粒サイズは粗大化する。また、有機成分が揮発することで、めっき層に含まれるカーボン量が少ない。これに対し、リフロー処理無しＳｎめっきは、熱処理を受けないため、拡散合金層の生成は少なく、結晶粒サイズは小さく、また、めっき層に含まれるカーボン量は少ない。これらの要素を判断して、本発明の無光沢かつリフロー処理無しＳｎめっきと、従来技術であるリフロー処理Ｓｎめっきを判別することができる。
一般的に無光沢Ｓｎとリフロー処理Ｓｎ（光沢Ｓｎ）は外観の光沢で判別できる。無光沢Ｓｎは光沢が無く、リフロー処理Ｓｎ（光沢Ｓｎ）は光沢があるため一目瞭然である。ただし半光沢Ｓｎとは判別が難しい。本件では、光沢度でも定義する。本件でいう無光沢Ｓｎは光沢度が１未満であり、リフロー処理Ｓｎ（光沢Ｓｎ）は１以上である。
光沢度は、（株）日本電色工業製  デンシトメータＮＤ−１を使用した。
以上、これらをすべて踏まえた上で無光沢Ｓｎとリフロー処理Ｓｎ（光沢Ｓｎ）とを判別することができる。
【００１１】
本発明のＰＣＢ端子は、嵌合部のＳｎめっきの光沢度が、１．０以上であり、好ましくは、１．５以上である。半田付け部のＳｎめっきの光沢度は、１．０未満であり、好ましくは、０．６未満である。嵌合部のＳｎめっきの光沢度が１．０未満だと、嵌合部のコネクタへの挿入力が大きくなり、半田付け部のＳｎめっきの光沢度が１．０以上だと、半田付け部の半田濡れ性が悪化するからである。
又、本発明のＰＣＢ端子は、嵌合部の摩擦係数が０．２６以下で、半田付け部のエージング（ＰＣＴ：１０５℃、相対湿度１００％）後のゼロクロスタイムが５秒以下である。嵌合部のコネクタへの挿入力が小さく、半田付け部の半田濡れ性が良いＰＣＢ端子とするためである。
【実施例】
【００１２】
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこの実施例に何ら限定されるものではない。
【００１３】
（実施例１）
めっき処理前のＰＣＢ端子サンプルを、Ｎｉ，無光沢Ｓｎの順にめっきした。Ｎｉめっき液は、常法のスルファミン酸ニッケル浴を使用し、電流密度２Ａ／ｄｍ２とした。Ｎｉめっきの狙い膜厚は、０．４μｍとした。無光沢Ｓｎめっき液は、常法のアルカノールスルフォン酸浴を使用し、電流密度は７Ａ／ｄｍ２とした。無光沢Ｓｎめっきの狙い膜厚は、０．７μｍとした。前記図１及び図２で示す方法で、嵌合部のみを４００℃、１０秒のリフロー処理した。リフロー処理されていない半田付け部と、リフロー処理された嵌合部を持つＮｉ−ＳｎめっきＰＣＢ端子を得た。
（実施例２）
めっき処理前のＰＣＢ端子サンプルを、Ｎｉ，Ｃｕ，無光沢Ｓｎの順にめっきした。Ｎｉ，無光沢Ｓｎのめっき液は実施例１と同じである。
Ｃｕめっき液は、常法の硫酸銅浴を使用し、電流密度４Ａ／ｄｍ２とした。Ｎｉめっきの狙い膜厚は、０．４μｍ、Ｃｕめっきの狙い膜厚は、０．４μｍ、無光沢Ｓｎめっきの狙い膜厚は、０．７μｍとした。前記図３〜図５で示す方法で、実施例１と同じ条件で嵌合部のみをリフロー処理した。リフロー処理されていない半田付け部と、リフロー処理された嵌合部を持つＮｉ−Ｃｕ−ＳｎめっきＰＣＢ端子を得た。
（比較例１）
めっき処理前のＰＣＢ端子サンプルを、Ｎｉ，Ｓｎの順にめっきした。Ｎｉめっきの狙い膜厚は、０．４μｍ、Ｓｎめっきの狙い膜厚は、０．７μｍとした。めっきの条件は、実施例１と同じである。
Ｎｉ，Ｓｎの順にめっきしたＰＣＢ端子サンプルの全体をリフロー処理して、半田付け部と嵌合部共にリフロー処理されたＮｉ−ＳｎめっきＰＣＢ端子を得た。リフロー処理の温度、時間の条件は実施例１と同じである。
（比較例２）
Ｓｎめっきの狙い膜厚を、１．５μｍとした以外は、比較例１と同じ条件で、半田付け部と嵌合部共にリフロー処理されたＮｉ−ＳｎめっきＰＣＢ端子を得た。
（比較例３）
Ｎｉ，Ｓｎの順にめっきしたＰＣＢ端子サンプルの全体をリフロー処理しなかったこと以外は、比較例１と同じ条件で、半田付け部と嵌合部共にリフロー処理されていないＮｉ−ＳｎめっきＰＣＢ端子を得た。
（比較例４）
めっき処理前のＰＣＢ端子サンプルを、Ｎｉ，Ｃｕ，無光沢Ｓｎの順にめっきし、全体をリフロー処理した以外は実施例２と同じ条件で、半田付け部と嵌合部共にリフロー処理されたＮｉ−Ｃｕ−ＳｎめっきＰＣＢ端子を得た。
（比較例５）
Ｓｎめっきの狙い膜厚を、１．５μｍと厚くした以外は、比較例４と同じ条件で、半田付け部と嵌合部共にリフロー処理されたＮｉ−Ｃｕ−ＳｎめっきＰＣＢ端子を得た。
【００１４】
（評価結果）
挿入力及び半田付け性の評価結果を表１に示す。
＜評価基準＞
摩擦係数  ０．２６以下  ：○
０．２６以上  ：×
ゼロクロスタイム（初期評価）
２．０ｓｅｃ  未満：○
２．０ｓｅｃ  以上：×
ゼロクロスタイム（エージング後）
半田濡れする    ：〇
半田濡れしない  ：×
＜初期半田条件＞
半田：Ｓｎ−３７Ｐｂ
２００℃±１℃
フラックス：タムラ化研製  ＵＦＬ−３００Ｒ
＜メニスコ条件＞ＪＩＳ  Ｃ  ００５３
メニスコ試験機：株式会社レスカ製  ＳＡＴ−５１００
試験片サイズ：１０×２５ｍｍ
浸漬速度：２０±５ｍｍ／ｓ
浸漬時間：１０±１ｓ
浸漬深さ：２ｍｍ
＜エージング条件＞
ＰＣＴ：楠本化成（株）製  ＰＭ２５０
１０５℃、相対湿度１００％、８時間
＜エージング後半田条件＞
半田：Ｓｎ−３７Ｐｂ
２３０℃±１℃
フラックス：タムラ化研製  ＵＬＦ−３００Ｒ
＜メニスコ条件＞ＪＩＳ  Ｃ  ００５３
メニスコ試験機：株式会社レスカ製  ＳＡＴ−５１００
試験片サイズ：１０×２５ｍｍ
浸漬速度：２０±５ｍｍ／ｓ
浸漬時間：１０±１ｓ
浸漬深さ：２ｍｍ
＜摩擦係数の測定器＞
（株）山崎精機研究所製  電気接点シュミレーターＣＲＳ−１
＜使用サンプル＞
ベース側（メス側）
圧子：ＤＯＷＡメタルテック（株）製  ＮＢ１０９ＥＨ（厚さ０．２５ｍｍ）に１μｍのＳｎリフローめっきを施したものをインデント加工（Ｒ＝３）
＜測定条件＞
摺動速度：６０ｍｍ／ｍｉｎ
接触荷重：３Ｎ
摺動距離：７ｍｍ
サンプリングデータ範囲：摺動距離２〜５ｍｍの平均値
嵌合部と半田付け部の光沢度について測定した結果を表２に示す。リフロー処理された嵌合部の光沢度は、１．０以上で、リフロー処理されていない半田付け部の光沢度は、１．０未満であった。
【表１】
2008287942.tif 000003
【表２】
2008287942.tif 000004
【産業上の利用可能性】
【００１５】
本発明は、主として車載用・民生用の電気配線に使用されるＰＣＢ端子であって、コネクタへの挿入に際しての嵌合部の挿入力の低減と、基板側への半田付け部の半田濡れ性の向上に優れたＰＣＢ端子及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、ＰＣＢ端子とコネクタの説明図である。
【図２】図２は、ＰＣＢ端子の嵌合部と半田付け部の説明図である。
【図３】図３は、リフロー処理炉でロールｔｏロールで長手方向の断面図である。
【図４】図４は、リフロー処理炉でロールｔｏロールで長手方向上から見た図である。
【図５】図５は、リフロー処理炉でロールｔｏロールで長手方向横から見た図である。
【符号の説明】
【００１７】
１．ＰＣＢ端子の嵌合部
２．コネクタ
３．ＰＣＢ端子の半田付け部
４．ＰＣＢ端子の嵌合部
５．ＰＣＢ端子の半田付け部
６．熱源
７．冷却流体
８．被めっき材
【図１】
2008287942.tif 000005
【図３】
2008287942.tif 000006
【図４】
2008287942.tif 000007
【図５】
2008287942.tif 000008
【図２】
2008287942.tif 000009