(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅又は銅合金からなるめっき基材又はＣｕめっきをしためっき基材に、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｐｄ、Ａｇの中の少なくとも一元素及びＳｎからなる合金の下地めっき層と、その表面に錫又は錫合金めっき層を形成した後、錫又は錫合金めっき層のリフロー処理を施し、前記下地めっき層の一部又は全部を金属間化合物とすることを特徴とするかん合型接続端子用めっき材の製造方法。
【請求項２】
銅又は銅合金からなるめっき基材又はＣｕめっきをしためっき基材に、Ｎｉめっき層を形成し、次いで前記下地めっき層を形成することを特徴とする請求項１に記載されたかん合型接続端子用めっき材の製造方法。
【請求項３】
上記下地めっき層がＮｉ及びＳｎを主体とする合金のめっき層であることを特徴とする請求項１又は２に記載されたかん合型接続端子用めっき材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、かん合型接続端子用めっき材の製造方法に関し、より詳細には、オス、メス端子のかん合時の挿入力が低く多極コネクタ用として特に適し、同時に耐熱性に優れたかん合型接続端子用めっき材の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車などの電線の接続には、銅合金に錫めっき等の表面処理を施した端子が使用されている。一つ一つの端子は、オス端子とメス端子の組み合わせのかん合型端子からなっている。これらが複数個集合したコネクタを多極コネクタという。
近年、自動車の電装化が進むなかで、このようなコネクタの極数、すなわち一つのコネクタの中の端子の数は増加している。端子数が増加すると挿入力（かん合力）が大きくなり、実装に道具が必要になったり、人が挿入する場合でも大きな力を必要とするようになり、その組立作業の効率を低下させる原因になる。
【０００３】
このため、極数が増加しても、挿入力が従来よりも大きくならないように、低挿入力（低かん合力）の端子が要求されている。これらの要求に対し、従来の錫めっき端子ではその挿入力が大きく、作業性を低下させずに多極コネクタを製造することが困難であった。例えば、錫めっき端子の見かけの摩擦係数は約０．３〜０．４であり、すなわち、オスの上下両面でメス端子と接するので、接圧力の６０％から８０％の挿入力が必要であった。
また、例えば自動車の電装用コネクタでは使用中の温度が１００℃以上に達することがあるなど、端子の中には従来要求されてきた以上に耐熱性、すなわち高温使用環境下での経時的信頼性を要求されるものが増えている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
端子の挿入力を低減するには、接圧力を低くすることが考えられるが、この場合、接点における電気的接続の信頼性を考慮すると、錫めっきではなく金めっきなどの信頼性は高いが高価な表面処理が必要になる。
また、錫めっき端子は、めっきを薄くすることにより挿入力が低下するが、薄すぎると特に高温環境下において素材の銅が錫めっき層中を拡散して表面に達し、酸化物を生成して端子の接触抵抗値が短期に増大するおそれがある。このため、現実には、めっき厚さを薄くし、かつ、接触抵抗値の増大を防いで端子の信頼性を維持することは大変困難である。すなわち、従来の錫めっき材では、コネクタの多極化に対応して挿入力を低減しようとすれば耐熱性が低下し、端子の耐熱性を向上させるべく錫めっき厚さを厚くすれば挿入力が増大するという問題があった。
【０００５】
本発明は、従来の錫めっき材の上記問題点に鑑みてなされたもので、端子の耐熱性が損なわれず、かつ低挿入力で多極化に適したかん合型接続端子用めっき材を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかるかん合型接続端子用めっき材の製造方法は、銅又は銅合金からなるめっき基材又はＣｕめっきをしためっき基材に、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｐｄ、Ａｇの中の少なくとも一元素及びＳｎからなる合金の下地めっき層と、その表面に錫又は錫合金めっき層を形成した後、錫又は錫合金めっき層のリフロー処理を施し、前記下地めっき層の一部又は全部を金属間化合物とすることを特徴とする。
上記下地めっき層の下にさらにＮｉめっき層が形成されていてもよい。
このかん合型接続端子用めっき材は、オス端子又はメス端子の少なくともいずれか一方に使用することで、所望の効果を得ることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
端子の挿入力は、オス端子とメス端子の接点の摩擦、磨耗によって生じる。従って、この摩擦、磨耗を軽減すれば端子の挿入力は低下する。従来広く用いられている錫めっき端子は、通常、銅合金からなるめっき基材に銅下地めっきを行い、次いで錫めっきを行っているが、本発明においては、下地めっき層としてＮｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｐｄ、Ａｇの中の少なくとも一元素とＳｎからなる合金を用いることにより、下地めっき層に一定の硬さを与え、これにより軟らかい錫又は錫めっき層が潤滑作用を生み出し、端子の摩擦係数が小さくなると考えられる。
【０００８】
それと同時に、下地めっき層が銅又は銅合金基材や銅下地めっきのＣｕの拡散を抑制して、その表面の錫又は錫合金めっき層がＣｕと合金化するのを防ぎ、電気的特性を担う錫又は錫合金めっき層を従来よりも長期にわたり保持し、これにより端子の信頼性を長期にわたり維持することが可能となり、あるいは挿入力低下に有利なように、従来よりも錫又は錫合金めっき層の厚さを薄くすることが可能となる。また、耐熱性、すなわち高温使用環境下での経時的信頼性を要求される端子においては、この下地めっき層によりＣｕの拡散が抑制されるため、錫又は錫合金めっき層の厚さを従来よりも厚くすることなしに、信頼性を維持できる。下地めっき層の合金をＮｉ及びＳｎを主体とする合金（典型例としてＮｉ及びＳｎからなる合金）とした場合は、特にＣｕの拡散防止効果が高い。
【０００９】
下地めっき層の厚さは、Ｃｕの拡散防止のためには少なくとも０．１μｍ以上の厚さが必要であり、１μｍ以上では効果に差異がなくむだであるから、０．１〜１μｍとするのが好ましい。錫又は錫合金めっき層は０．１〜３．０μｍが好ましい。
下地めっき層にはＮｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｐｄ、Ａｇのうちの少なくとも一元素とＳｎが用いられるが、これらの中からめっき基材に用いられる合金元素と同じ元素を選択して用いると、めっき材のスタンピング屑のリサイクルに際して、めっきの剥離などを必要としない利点がある。従って、例えばＮｉとＳｎからなる下地合金めっきは、少なくともＮｉとＳｎを含有するめっき基材に対して行うことが望ましい。
【００１０】
このめっき材の錫又は錫合金めっき層を再溶解（リフロー）させ、下地めっき層の一部又は全部を金属間化合物としたときは、下地めっき層が硬化して一層の低挿入力化が可能であり、またＣｕの拡散を抑制する効果が向上する。リフロー処理する場合も、下地めっき層をＮｉ及びＳｎを主体とする合金とするとＣｕの拡散を抑制する効果が高い。さらに、リフロー処理は、錫又は錫合金めっき層の応力除去によりウイスカの発生を抑制することができる。
なお、錫合金めっきとしては、例えば錫−鉛（はんだ）、錫−亜鉛、錫−ニッケル等の錫を主体とする合金が挙げられる。
【００１１】
本発明のめっき基材としては、銅又は銅合金のほか、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄合金、ステンレス鋼などの金属材料を挙げることができる。これらのめっき基材にＮｉめっきを行い、あるいはこれらのめっき基材にＣｕめっきをした上にさらにＮｉめっきを行い、その上に前記下地めっきを施してもよい。
Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｐｄ、Ａｇの中の少なくとも一元素とＳｎからなる合金の下地めっきや、錫又は錫合金の各めっきを施す方法は、蒸着などの気相めっきでも、電気めっき、無電解めっきなどの湿式めっきでも可能であり、特に限定されない。また、電気めっきや無電解めっきは実用上容易な手段であるが、めっき液の種類、光沢、無光沢の外観の相違は特にこれを問わない。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明の実施例を説明する。
厚さ０．３ｍｍのＣｕ−２％Ｓｎ−０．１％Ｆｅ−０．０３％Ｐ合金（Ｃ５０７１５）及び黄銅（Ｃ２６００）を脱脂、酸洗した後、種々の厚さの各種下地めっき、及びその表面に錫めっきを行い、表１及び表２に示す各種構成のめっき材（オス側切片及びメス側切片）を作成した。
ここで、Ｃｕめっき、Ｓｎめっき、Ｎｉ−Ｓｎ合金めっき、Ｃｏ−Ｓｎ合金めっき、Ｆｅ−Ｓｎ合金めっき、Ｓｎ−Ｚｎ合金めっきは硫酸浴を用い、それぞれの硫酸塩の濃度を適宜変化させることによって、めっき皮膜合金組成を変化させた。また、Ｓｎ−Ｐｄ合金及びＡｇ−Ｓｎ合金めっきはピロリン酸浴を用い、これも同様にピロリン酸塩の濃度を変えて、めっき皮膜の組成を制御した。
これらのめっき材のめっき厚さを蛍光Ｘ線膜厚さ測定法を用いて測定した。
【００１３】
続いて、これらのめっき材をリフロー処理した後、いずれも下記手順で、オス側及びメス側切片間の摩擦係数、耐熱処理後の接触抵抗値を測定した。その結果を表１及び表２に併せて示す。
摩擦抵抗は、図１に示すように、めっき材を半径（内径）１．５ｍｍで張り出し加工した上下のメス側切片１、２の間に、オス側切片３としてめっき材料の板を挟み、オス側切片３を水平に引っ張ることにより測定した。この際、接圧力はメス側切片１を取り付けた軸にかけた荷重（Ｎ＝３００ｇｆ）であり、オス側切片を引っ張る速度は５０ｍｍ／分とした。次式のように、ロードセル４によって測定した水平方向にかかる力（Ｆ）を荷重（Ｎ）で除し、さらに１／２した値を摩擦係数（μ）とした。
μ＝Ｆ／（２Ｎ）
なお、本測定において、接点の潤滑剤は一切使用していない。
接触抵抗値は、１２０℃×５００時間又は１５０℃×５００時間の耐熱処理後の値である。測定は４端子法により、解放電圧２０ｍＶ、電流１０ｍＡ、相手は直径０．５ｍｍの金線、摺動荷重１００ｇｆで測定した。
【００１４】
【表１】
0003953169.tif 000002
【００１５】
【表２】
0003953169.tif 000003
【００１６】
表１に示すように、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｐｄ、Ａｇの中の少なくとも一元素とＳｎからなる合金下地層とその表面に錫めっきを行ったものは、表面の錫めっき厚さを０．５μｍと薄くしても、耐熱処理後の接触抵抗の値が従来の厚い錫めっき材と同等に低く保つことができ、摩擦係数が小さい。
また、表２に示すようにオス、メス端子のいずれか一方を本発明のめっき材、他方を従来のめっき材としたものは、両方とも本発明のめっき材とした場合とほぼ同等の低い摩擦係数が得られている。
【００１７】
【発明の効果】
本発明により、端子の挿入力を低減することができる。また、接点の信頼性を落とすことなしに低挿入力のかん合型端子を製造することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明における摩擦係数の測定方法を模式的に表した図である。
【符号の説明】
１、２  メス側切片
３  オス側切片
【図１】
0003953169.tif 000004