(57)【要約】【課題】コネクタピンの表面処理において、半田の不必要な濡れ広がりを防止するための半田吸い上げ防止帯を簡単に形成する。【解決手段】接点部分１１と半田付け部分１２とこれらを連結する連結部分１３とを少なくとも備える導電板よりなるコネクタピン１０における少なくとも連結部分１３の表裏両面及び各側面に、素地金属に比べて半田に対する濡れ性が低い第１のめっき層を形成し、第１のめっき層上の表裏両面及び各側面にめっき液に不溶な絶縁性インクを周回方向に切れ目の無い帯状の塗膜を形成するように塗布した後、少なくとも前記半田付け部分１２に、素地金属に比べて半田に対する濡れ性が高い第２のめっき層を形成する。複数本のコネクタピン１０を一体形成され長手方向に搬送されるフープ状の導電板１の表裏両面に対して斜め方向からインクジェットを噴射することが好ましい。【選択図】図１
2005347039.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接点部分と半田付け部分とこれらを連結する連結部分とを少なくとも備える導電板よりなるコネクタピンにおける少なくとも連結部分の表裏両面及び各側面に、素地金属に比べて半田に対する濡れ性が低い第１のめっき層を形成し、第１のめっき層上の表裏両面及び各側面にめっき液に不溶な絶縁性インクを周回方向に切れ目の無い帯状の塗膜を形成するように塗布した後、少なくとも前記半田付け部分に、素地金属に比べて半田に対する濡れ性が高い第２のめっき層を形成することを特徴とするコネクタピンの半田吸い上げ防止帯の形成方法。
【請求項２】
めっき液に不溶な絶縁性インクはインクジェットを用いて塗布することを特徴とする請求項１記載のコネクタピンの半田吸い上げ防止帯の形成方法。
【請求項３】
複数本のコネクタピンを一体形成され長手方向に搬送されるフープ状の導電板の表裏両面に対して斜め方向からインクジェットを噴射することを特徴とする請求項２記載のコネクタピンの半田吸い上げ防止帯の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はコネクタピンの半田吸い上げ防止帯の形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コネクタはパソコン、デジカメ、携帯電話等の電気機器内部で基板や部品の接続に多数使用されている。昨今の電気機器の小型化、情報量の増大に伴い、コネクタは小型化、多ピン化が進んでおり、一方では機器の信頼性向上のため、確実な接合、接点部での電気抵抗の減少、摺動面の劣化防止が求められている。
【０００３】
コネクタピンはコネクタに組み込まれ、コネクタを結合する際に接点を形成し、これを通して電気の供給や情報の伝達を行なうための部品である。コネクタの小型化、多ピン化が進み、一方で確実な接合、接点部での電気抵抗の減少が要求されるに従い、コネクタピンに対しても小型化、高品質が要求され、コネクタピンの成型や表面処理にも特別な配慮が必要になって来ている。
【０００４】
コネクタピンは、図１に示すようにフープ状の形で成型、表面処理され、組み立て時に破線Ｂの部分でフレーム部分１４から切り離されて１本ずつ独立したコネクタピン１０となり、プラスチックのケースに組み込まれる。コネクタピンの材料としては、燐青銅が用いられるが、耐腐食性付与、組み立てあるいは基板等への取り付け時の半田付けにおける半田の濡れ改良、更に接点部での電気抵抗減少のため、めっき等の表面処理が必要である。耐食性付与のためにはニッケルめっき、半田の濡れ改良には金めっきあるいは半田めっきが行われ、信頼性向上のため接点部での電気抵抗減少や摺動面の耐腐食、耐磨耗が要求される場合には金めっきが行われる。
【０００５】
本発明に関連する公知の先行技術文献として、特許文献１〜３には、フープ状の金属板に対する部分めっきにレジスト膜を利用する点が開示されているが、レジスト膜の形成にインクジェットを用いる点については開示されていないし、半田吸い上げ防止帯の形成にレジスト膜を利用する点についても開示されていない。
【特許文献１】特許第３４４０３４８号公報
【特許文献２】特開昭５７−７９１９４号公報
【特許文献３】特開昭５６−１６３２９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
最近のコネクタピンの小型化、更には環境問題から鉛フリーの半田（いわゆる無鉛半田）の使用が要求されるようになり、その融点が高いことから、半田付けの温度が高くなるのに伴い、半田の吸い上がりが大きな問題となってきた。半田の吸い上がりというのは、コネクタピンへの半田付けを行う際、半田が必要な部分にだけ付着するのではなく、材料表面に濡れ広がり、コネクタ組み立てを阻害したり、隣のピンと接触して電気回路上の問題を引き起こす現象である。コネクタが大型でピンとピンの間隔が広い場合には半田の吸い上がりが多少あっても接触等を引き起こすには至らなかったが、小型化に伴いピン間隔が狭くなるにつれ、問題が表面化し、半田付け温度の上昇がこれを更に促進している。
【０００７】
半田の吸い上がりを防止するためには、半田付けを行う部分と半田が付着してはならない部分の間に半田に対する濡れが良くない部分を作ることが有効である。ニッケルめっきの表面は、ニッケルが空気に触れると酸化皮膜を形成するため、半田に対する濡れが悪く、半田の濡れ広がりを防止する効果を有する。このため、コネクタピンをニッケルめっきしたあと金や半田をめっきする際、部分的に金あるいは半田めっきをせず、ニッケルめっきの表面を残すことができれば半田の不必要な濡れ広がりを防止できる。また、金あるいは半田めっきを行った後、部分的に金あるいは半田を除去してニッケルめっきの表面を露出させることができれば同様の効果が得られる。
【０００８】
コネクタピンの表面処理において、ニッケルめっきを行った後、金あるいは半田をめっきする際、部分的にニッケル表面を残す方法としてマスキングテープを使う方法がある。この方法は、粘着テープを金あるいは半田のめっきを防止したい部分に貼り付けた上でめっきを行うものであるが、非常に細いテープをコネクタピンの目的の場所に貼り付けるのは難しく、テープの取扱も容易ではない。また、テープの接着力が弱いと金あるいは半田めっきを行う際、めっき液がテープと材料の間に入り込み、十分なめっき防止が行えない。かといって接着力が強すぎると、めっき後テープ剥離が難しく、ピンの変形を招く恐れもある。テープ接着やめっき後の剥離に必要な設備も技術的に困難な点が多く、高価にならざるを得ない。
【０００９】
金あるいは半田を必要な部分にのみ付着させる他の方法として、様々な治具を使用したり、あるいはコネクタピンを全部めっき液につけるのではなく、めっき液の表面に一部分のみを浸漬させることで、めっきが必要な部分にのみめっきを施す方法がある。治具を使用する方法では、めっきを行う箇所に該当する部分に穴の開いた治具を用いるが、治具の位置あわせやハンドリングが難しく、さらにコネクタピンをフープ状のまま連続で処理するのは困難である。めっき液の表面にコネクタピンの一部のみ浸漬させて部分的なめっきを行う方法は、液面のわずかな変動（波などによる）でめっきされる部分が変化し、さらに液の表面張力でめっき液が吸い上げられるため、正確にめっき防止の場所を限定するのが困難である。
【００１０】
これらの方法に対し、金あるいは半田をコネクタピン全面にめっきした後、機械的なブラストあるいはレーザー加工で、不必要な金あるいは半田を取り除きニッケルめっきを露出させる方法がある。この方法では、金あるいは半田を完全に除去し、しかもニッケルめっき層には損傷を与えないことが要求されるが、実現には高度の技術と高価な設備が要求される。また、金あるいは半田を一旦全面にめっきした後不必要な部分を除去するため余分な材料を使用することになり、特に金を使用する場合にはコスト上の問題がある。除去された金あるいは半田は残渣となって材料に付着し、二次故障を引き起こす問題もある。さらに、これらの方法で金あるいは半田を除去する場合、ピンの側面に付着した金あるいは半田を除去するのは難しく、万一、この部分に金あるいは半田が残った場合、半田吸い上げを起こす可能性が高くなる。
【００１１】
この発明は、コネクタピンの表面処理において、半田の不必要な濡れ広がりを防止するために部分的に金あるいは半田のめっきを防止し、ニッケルめっきの表面を残すことで半田吸い上げ防止帯を形成する簡易な方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明によれば、上記の課題を解決するために、図１に示すように、接点部分１１と半田付け部分１２とこれらを連結する連結部分１３とを少なくとも備える導電板１よりなるコネクタピン１０における少なくとも連結部分１３の表裏両面及び各側面に、素地金属に比べて半田に対する濡れ性が低い第１のめっき層を形成し、第１のめっき層上の表裏両面及び各側面にめっき液に不溶な絶縁性インクを周回方向に切れ目の無い帯状の塗膜を形成するように塗布した後、少なくとも前記半田付け部分１２に、素地金属に比べて半田に対する濡れ性が高い第２のめっき層を形成することを特徴とする。ここで、めっき液に不溶な絶縁性インクはインクジェットを用いて塗布することが好ましい。また、複数本のコネクタピンを一体形成され長手方向に搬送されるフープ状の導電板の表裏両面に対して斜め方向からインクジェットを噴射することが好ましい。なお、めっき液に不溶な絶縁性インクの塗布は、第１のめっき層の形成直後で且つ第２のめっき層の形成直前に連続的に行うことが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、コネクタピン上に半田の濡れ広がりを防止するめっき帯を簡単に形成でき、コネクタピンひいてはコネクタのコストダウン、高性能化が可能となる。特に、インクジェットを用いれば、半田濡れ広がり防止のためのめっき帯を正確な位置に厚み、幅を正確に制御して形成することができる。
【００１４】
また、従来のテープを使用してマスキングする方法に比べ、特殊な接着テープの使用を無くし、高度な技術や面倒な作業を無くすことができ、大幅な生産性の向上、コストダウンが可能となる。
【００１５】
従来のレーザー等により金あるいは半田を除去する方法に比べ、余分な材料の使用を無くすことができ、特に金を使用する場合には大幅なコストダウンが可能となる。また、金あるいは半田除去に伴う残渣の発生が無くなり、残渣によるトラブルの懸念が無くなる。さらに、大規模なレーザー発振機や制御装置等を使う必要が無くなり、設備投資額を少なくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は半田吸い上げ防止帯を形成されるコネクタピンの一例を示す平面図である。同図に示すように、コネクタピン１０は、接点部分１１と半田付け部分１２とこれらを連結する連結部分１３とを少なくとも備える導電板１よりなる。コネクタピン１０の形状・寸法・材質等は用途により異なり、図１に例示したものには限定されない。導電板１は大径のコイルに巻き取られたフープ状の金属板で、素地金属は可撓性に優れた燐青銅などの銅合金よりなり、金型により打ち抜き加工された後、耐食性を付与するために全体にニッケルめっきが施される。コネクタピンにニッケルめっきを施したあと、めっき液に不溶なバインダを含む液を金あるいは半田めっきを防止したい部分（例えば、図１のＡ部分）に塗布し、乾操した上で金あるいは半田めっきを行い、めっき終了後、溶剤等によりバインダを溶解、除去する。なお、本発明では無電解めっきではなく電気めっき法を用いるので、絶縁物であるバインダの上にめっきが析出することはない。
【００１７】
上述のように、ニッケルめっきは空気中の酸素と結合して酸化皮膜（不動態）を形成し、半田に対する濡れ性が悪い。素地金属の燐青銅も表面に酸化膜を形成するが、銅合金の酸化膜は半田付け時のフラックスにより除去されるの対して、ニッケルの酸化皮膜は半田付け時のフラックスでは容易に除去できない。このため、ニッケルめっきの半田に対する濡れ性は素地金属のそれよりも一般的に悪いとされている。そこで、少なくとも半田付け部分１２には半田めっきを施して半田に対する濡れ性を改善する。また、接点部分１１には金めっきあるいは半田めっきを施して接触抵抗を低下させると共に摺動面の腐食・磨耗を防止する。この際、連結部分１３の全部または一部について、その表裏両面及び各側面にめっき液に不溶なバインダを含む液（絶縁性インク）を周回方向に切れ目の無い帯状の塗膜を形成するように塗布することで、半田めっきあるいは金めっきがニッケルめっきの表面に付着することを防止する。
【００１８】
これまで、非常に薄い樹脂層程度では十分なめっき防止は困難と考えられ、めっき防止に必要な厚みと強度を有するバインダ層を設けると、めっき後の除去が困難となり、コネクタピンの性能に悪影響があると考えられてきた。しかし、アルコール可溶性のバインダを使うと、めっき液に対して十分なマスキング機能を有し、かつ、めっき後は常温のアルコール洗浄で簡単にバインダを除去できることを見出した。
【００１９】
コネクタピン表面にバインダを含んだ液を付与する方法としては、フェルトペン等で線を引く方法、回転するゴムロール上に液を塗り付け、コネクタピン上に転写する方法等が考えられ、これらの方法でも十分なマスキング効果が得られ、半田の吸い上がりを防止できたが、コネクタピンの側面まで液を付着させるには高い押し付け圧が必要であり、この結果、フェルトペンあるいはゴムロールの磨耗、コネクタピンに大きな力が加わることによるコネクタピンの変形が起こりやすい、等の問題もあった。
【００２０】
そこで、このバインダを含む液（絶縁性インク）をインクジェットにより噴射することで材料に非接触でマスキング効果を有する樹脂層をコネクタピン表面に形成できることを見出した。インクジェットによる方法では、液の吐出量や液滴の大きさをコントロールすることによりマスキング層の厚さや幅を容易に調整できる。また、インクジェットの方向を調整することにより、コネクタピンの側面にも樹脂層を形成することが可能で、半田の吸い上がりを完全に防止でき、しかも非接触のため、コネクタピンの変形の心配は無くなった。
【００２１】
図２はコネクタピンに対する絶縁性インクの噴射工程を説明するための断面図である。図中、２１，２２はインクジェットノズルである。上述の図１に示したように、複数本のコネクタピン１０を一体形成されたフープ状の導電板１がフレーム部分１４の搬送穴１５を用いて長手方向（図２の矢印で示す方向）に搬送されており、その導電板の表裏両面から斜めにインクジェット３を噴射することで、コネクタピン１０の表裏両面及び各側面にめっき液に不溶な絶縁性インクが塗布され、周回方向に切れ目の無い帯状の樹脂層３０が形成される。
【００２２】
バインダの除去に関しては、アルコール可溶性のバインダを使用すれば、メタノールあるいはメタノールを含む水で洗浄することにより、短時間で除去することが可能で、バインダ残留等によるコネクタピン性能への悪影響は認められなかった。ここで、バインダの除去は必須というわけではなく、バインダを残したままコネクタピンとして利用しても構わないが、半田付けの際にバインダが溶け出したり、焼けて残渣を作る等の不都合が予想されるので、バインダを除去する方がより好ましい。
【００２３】
本発明の方法を実施するために必要な設備としては、バインダを含む液をコネクタピン表面に付与するためのインクジェットノズルの他には若干の乾燥とアルコール水による洗浄設備のみで、従来のめっきラインに容易に組み込むことが可能である。特に、速乾性のインクを用いれば、乾燥のための設備は不要であり、ニッケルめっきの後、表面が活性な状態で絶縁性インクを塗布した後、直ちに金めっきあるいは半田めっきを連続して行うようにすれば、めっきの前処理は省略または通常よりも低い濃度の酸洗いのみで済ませることができ、絶縁性インクの塗膜に損傷を与える恐れが少なく、インクの塗布厚を少なくできる利点がある。
【００２４】
なお、本発明は主として高融点の無鉛半田を使用した場合の半田吸い上がり防止を目的としているが、従来のＰｂ−Ｓｎ合金よりなる低融点の半田の吸い上がり防止にも適用できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】半田吸い上げ防止帯を形成されるコネクタピンの一例を示す平面図である。
【図２】コネクタピンに対する絶縁性インクの噴射工程を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１    フープ状導電板
１０  コネクタピン
１１  接点部分
１２  半田付け部分
１３  連結部分
１４  フレーム部分
１５  搬送穴
【図１】
2005347039.tif 000003
【図２】
2005347039.tif 000004