(57)【要約】【課題】曲げ部におけるめっき割れに起因する金属母材の露出を抑制可能なコネクタ用端子を提供する。【解決手段】コネクタ用端子１は、曲げ加工により形成された曲げ部１１を有している。コネクタ用端子１は、Ｃｕ−Ｆｅ系合金よりなる金属母材１０１と、金属母材１０１の表面に形成されたＮｉ系めっき層が熱処理されてなる下地めっき層１０２と、下地めっき層１０２の表面に形成された表面めっき層１０３とを有している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
曲げ加工により形成された曲げ部を有するコネクタ用端子であって、
Ｃｕ−Ｆｅ系合金よりなる金属母材と、
該金属母材の表面に形成されたＮｉ系めっき層が熱処理されてなる下地めっき層と、
該下地めっき層の表面に形成された表面めっき層と、
を有するコネクタ用端子。
【請求項２】
上記表面めっき層は、Ｓｎ系めっき層である請求項１に記載のコネクタ用端子。
【請求項３】
上記曲げ部は、９０°曲げ加工されて形成された９０°曲げ部である請求項１または２に記載のコネクタ用端子。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のコネクタ用端子の製造方法であって、
上記Ｃｕ−Ｆｅ系合金よりなる線材の表面、または、上記Ｃｕ−Ｆｅ系合金よりなる板材の打ち抜き体の表面に上記Ｎｉ系めっき層を形成する第１めっき工程と、
上記Ｎｉ系めっき層を熱処理することにより、上記下地めっき層を形成する熱処理工程と、
上記下地めっき層の表面に上記表面めっき層を形成する第２めっき工程と、
得られた端子材料に曲げ加工を施し、上記曲げ部を形成する曲げ工程と、
を有するコネクタ用端子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コネクタ用端子およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車等の車両の分野では、ＰＣＢ（Print  Circuit  Board）等に適用される基板コネクタや中継コネクタなどのコネクタにコネクタ用端子が使用されている（特許文献１参照）。コネクタ用端子は、一般に、曲げ加工により形成された曲げ部を有している。この種のコネクタ用端子としては、例えば、黄銅等の銅合金よりなる金属母材と、金属母材の表面に形成されたＳｎめっき層よりなる表面めっき層とを有するものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３１９３３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、コネクタ全体の軽量化、小型化および低コスト化等のために、より高い剛性を有するとともに、材料コストを低減できるコネクタ用端子が望まれている。そこで、材料強度が高く、材料コストの低い銅合金として、ＣｕにＦｅを添加したＣｕ−Ｆｅ系合金をコネクタ用端子の金属母材として用いることが考えられる。
【０００５】
しかしながら、Ｃｕ−Ｆｅ系合金よりなる金属母材は、表面めっき層を形成する際に、めっき液との接触により金属母材に含まれるＦｅが溶出するという問題がある。これを防止するため、表面めっき層を形成する前に、下地めっき層としてＮｉめっき層を形成することが考えられる。
【０００６】
ところが、Ｎｉめっきは、Ｓｎめっき等に比べ、硬いめっきである。そのため、Ｎｉめっき処理後、金属母材に曲げ加工が施されて曲げ部が形成されると、曲げ部にめっき割れが発生し、金属母材が露出する。曲げ部のめっき割れがそのまま放置されると、金属母材にＦｅが含まれているため、腐食雰囲気下等で錆が発生しやすくなる。錆は、コネクタ用端子の端子強度の低下や接触電気抵抗の上昇を招くため、好ましくない。
【０００７】
本発明は、上記背景に鑑みてなされたものであり、曲げ部におけるめっき割れに起因する金属母材の露出を抑制可能なコネクタ用端子を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は、曲げ加工により形成された曲げ部を有するコネクタ用端子であって、
Ｃｕ−Ｆｅ系合金よりなる金属母材と、
該金属母材の表面に形成されたＮｉ系めっき層が熱処理されてなる下地めっき層と、
該下地めっき層の表面に形成された表面めっき層と、
を有するコネクタ用端子にある。
【０００９】
本発明の他の態様は、上記コネクタ用端子の製造方法であって、
上記Ｃｕ−Ｆｅ系合金よりなる線材の表面、または、上記Ｃｕ−Ｆｅ系合金よりなる板材の打ち抜き体の表面に上記Ｎｉ系めっき層を形成する第１めっき工程と、
上記Ｎｉ系めっき層を熱処理することにより、上記下地めっき層を形成する熱処理工程と、
上記下地めっき層の表面に上記表面めっき層を形成する第２めっき工程と、
得られた端子材料に曲げ加工を施し、上記曲げ部を形成する曲げ工程と、
を有するコネクタ用端子の製造方法にある。
【発明の効果】
【００１０】
上記コネクタ用端子は、金属母材の表面に形成されたＮｉ系めっき層が熱処理されてなる下地めっき層を有している。この下地めっき層は、熱処理されていない電析状態のままのＮｉめっき層よりなる下地めっき層に比べ、伸び性に優れる。これは、熱処理により、電析組織からＮｉ系めっき粒子が粒成長し、伸び性の向上（軟質化）が認められる金属組織に変化しているためであると考えられる。そのため、上記コネクタ用端子は、曲げ加工によって曲げ部が形成された際に、下地めっき層にめっき割れが生じ難い。それ故、上記コネクタ用端子は、曲げ部におけるめっき割れに起因する金属母材の露出を抑制することができる。その結果、上記コネクタ用端子は、腐食雰囲気下等で錆が発生し難く、錆による端子強度の低下や接触電気抵抗の上昇を抑制することができる。
【００１１】
上記コネクタ用端子の製造方法は、上記各工程を有している。そのため、曲げ部におけるめっき割れに起因する金属母材の露出を抑制可能な上記コネクタ用端子を好適に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１のコネクタ用端子の模式的な外観図である。
【図２】実施例１のコネクタ用端子の断面の一部を模式的に示す説明図である。
【図３】実験例における、試験片１Ｓの走査型電子顕微鏡写真である。
【図４】実験例における、試験片２Ｓの走査型電子顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
上記コネクタ用端子について説明する。上記コネクタ用端子は、例えば、ＰＣＢに適用される基板コネクタ用端子として用いることができる。
【００１４】
上記コネクタ用端子は、曲げ加工により形成された曲げ部を有している。曲げ部は、具体的には、９０°曲げ加工されて形成された９０°曲げ部とすることができる。熱処理されていない電析状態のままのＮｉめっき層よりなる下地めっき層を有する場合、９０°曲げ加工されると、曲げ部にて下地めっき層の割れが発生しやすい。これに対し、上記コネクタ用端子は、Ｎｉ系めっき層が熱処理されてなる下地めっき層を有しているので、９０°曲げ加工された場合でも、曲げ部における下地めっき層の割れを抑制しやすい。そのため、この構成によれば、９０°曲げ加工が施される基板コネクタ用端子としての有用性が高まる。上記コネクタ用端子は、例えば、「Ｌ字状」の端子形状を呈することができる。また、上記コネクタ用端子は、例えば、ピン形状を呈することができる。
【００１５】
上記コネクタ用端子において、金属母材は、Ｃｕ−Ｆｅ系合金からなる。具体的には、Ｃｕ−Ｆｅ系合金は、１０〜７０質量％のＦｅを含有することができる。より具体的には、Ｃｕ−Ｆｅ系合金は、１０〜７０質量％のＦｅを含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる構成とすることができる。
【００１６】
Ｃｕ−Ｆｅ系合金は、Ｆｅ含有量が多くなるほど強度が高くなる傾向がある。そのため、Ｆｅ含有量を１０質量％以上とすることにより、コネクタ用端子に要求される強度を十分に満足することができる。また、Ｆｅ含有量を１０質量％以上とすることにより、従来のコネクタ用端子に使用されている銅合金よりも材料コストを低減しやすくなる。それ故、端子強度をより高くし、材料コストをより低減する観点から、Ｆｅ含有量は、好ましくは、１０質量％以上、より好ましくは１５質量％以上、さらに好ましくは、２０質量％以上とすることができる。
【００１７】
一方、Ｆｅは、Ｃｕに比べて導電率が低い。そのため、Ｆｅ含有量が過度に多くなると、コネクタ用端子の導電性が悪くなるおそれがある。また、Ｆｅ含有量が過度に多くなると、曲げ加工性が悪化するため、曲げ加工に伴って金属母材に割れが生じるおそれが高くなる。これらの観点から、Ｆｅ含有量は、好ましくは７０質量％以下、より好ましくは６５質量％以下、さらに好ましくは６０質量％以下とすることができる。
【００１８】
上記コネクタ用端子において、下地めっき層は、金属母材の表面に形成されたＮｉ系めっき層が熱処理されてなる。ここで、Ｎｉ系めっき層は、具体的には、Ｎｉめっき層、および／または、Ｎｉ合金めっき層より構成することができる。
【００１９】
下地めっき層は、少なくとも曲げ部を覆っておればよい。下地めっき層は、端子表面の全てを覆っていてもよいし、端子表面の全てを覆っていなくてもよい。
【００２０】
下地めっき層の厚みは、具体的には、耐食性、コスト等の観点から、好ましくは０．５〜２μｍ、より好ましくは０．５〜１．５μｍ、さらに好ましくは０．５〜１．２μｍとすることができる。
【００２１】
上記コネクタ用端子において、表面めっき層は、１層または２層以上から構成することができる。表面めっき層は、下地めっき層とは異なるめっき種より形成されている。表面めっき層は、例えば、Ｓｎ系めっき層とすることができる。Ｓｎ系めっき層は、具体的には、Ｓｎめっき層、および／または、Ｓｎ合金めっき層より構成することができる。Ｓｎ系めっき層は、表面に極薄い酸化膜が存在している。そのため、内部のＳｎの酸化が抑制される。また、コネクタ用端子が相手端子に嵌合された際に、極薄い酸化膜は破れるため、酸化膜の下のＳｎ系めっきが相手端子の表面めっきと確実に接触することができる、それ故、Ｓｎ系めっき層は、接触電気抵抗を低く保つのに有利である。また、Ｓｎ系めっき層は、金属母材を腐食や錆から保護する効果もある。それ故、この構成によれば、接触電気抵抗の上昇抑制、腐食や錆等による端子強度の低下抑制の効果を確実なものとすることができる。なお、表面めっき層は、リフロー処理されていてもよい。
【００２２】
上記コネクタ用端子の製造方法について説明する。上記コネクタ用端子の製造方法は、上述した第１めっき工程と、熱処理工程と、第２めっき工程と、曲げ工程とを有している。
【００２３】
第１めっき工程において、線材、打ち抜き体は、具体的には、未だ曲げ加工による曲げ部が形成されていない。また、線材、打ち抜き体は、具体的には、例えば、曲げ加工後、所定の端子形状となる大きさに形成される。
【００２４】
熱処理工程における熱処理温度としては、例えば、７５０〜８５０℃等を例示することができる。また、熱処理時間としては、例えば、０．５〜３時間等を例示することができる。熱処理は、大気雰囲気、窒素雰囲気、水素還元雰囲気等にて実施することができ、Ｎｉ系めっきの酸化を抑制する観点から、好ましくは、水素還元雰囲気等の還元雰囲気にて実施することができる。なお、熱処理は、例えば、Ｎｉ系めっき層を形成するためのめっきラインと連続して設けられた熱処理ラインにより実施することができる。また、熱処理は、Ｎｉ系めっき層を形成した後、バッチ処理にて実施することもできる。
【００２５】
曲げ工程では、具体的には、例えば、コネクタのハウジングに圧入された端子材料を、プレスにて折り曲げ加工することにより、曲げ部を形成することができる。
【００２６】
なお、上述した各構成は、上述した各作用効果等を得るなどのために必要に応じて任意に組み合わせることができる。
【実施例】
【００２７】
以下、実施例のコネクタ用端子およびその製造方法について、図面を用いて説明する。
【００２８】
（実施例１）
実施例１のコネクタ用端子について、図１および図２を用いて説明する。図１および図２に示されるように、コネクタ用端子１は、曲げ加工により形成された曲げ部１１を有している。本例では、コネクタ用端子１は、具体的には、「Ｌ字状」の端子形状を呈しており、ＰＣＢに適用される基板コネクタ用端子として用いられる。コネクタ用端子１は、より具体的には、曲げ部１１を挟んで一方の端部が相手側端子と嵌合される嵌合部１２とされ、他方の端部が基板コネクタのスルーホールと電気的に接続される接続部１３とされる。なお、本例では、曲げ部１１は、９０°曲げ加工されて形成された９０°曲げ部である。
【００２９】
コネクタ用端子１は、金属母材１０１と、下地めっき層１０２と、表面めっき層１０３とを有している。金属母材１０１は、Ｃｕ−Ｆｅ系合金よりなる。本例では、Ｃｕ−Ｆｅ系合金は、具体的には、Ｃｕを９０〜３０質量％、Ｆｅを１０〜７０質量％含有している。下地めっき層１０２は、金属母材１０１の表面に形成されたＮｉ系めっき層が熱処理されてなる。本例では、Ｎｉ系めっき層は、Ｎｉめっき層である。また、下地めっき層１０２の厚みは、例えば、１μｍとすることができる。表面めっき層１０３は、下地めっき層１０２の表面に形成されている。本例では、表面めっき層１０３は、Ｓｎめっき層である。Ｓｎめっき層は、リフロー処理されている。
【００３０】
次に、本例のコネクタ用端子の作用効果について説明する。
【００３１】
本例のコネクタ用端子１は、金属母材１０１の表面に形成されたＮｉ系めっき層が熱処理されてなる下地めっき層１０２を有している。この下地めっき層１０２は、熱処理されていない電析状態のままのＮｉめっき層よりなる下地めっき層に比べ、伸び性に優れる。これは、熱処理により、電析組織からＮｉ系めっき粒子が粒成長し、伸び性の向上（軟質化）が認められる金属組織に変化しているためであると考えられる。そのため、本例のコネクタ用端子１は、曲げ加工によって曲げ部１１が形成された際に、下地めっき層１０２にめっき割れが生じ難い。それ故、本例のコネクタ用端子１は、曲げ部１１におけるめっき割れに起因する金属母材１０１の露出を抑制することができる。その結果、本例のコネクタ用端子１は、腐食雰囲気下等で錆が発生し難く、錆による端子強度の低下や接触電気抵抗の上昇を抑制することができる。
【００３２】
（実施例２）
実施例２のコネクタ用端子の製造方法について説明する。本例のコネクタ用端子の製造方法は、第１めっき工程と、熱処理工程と、第２めっき工程と、曲げ工程とを有している。なお、以下では、実施例１のコネクタ用端子１を製造する方法として説明を行う。
【００３３】
第１めっき工程では、Ｃｕ−Ｆｅ系合金よりなる線材の表面、または、Ｃｕ−Ｆｅ系合金よりなる板材の打ち抜き体の表面にＮｉ系めっき層が形成される。本例では、電解めっき法にてＮｉ系めっき層が形成される。
【００３４】
熱処理工程では、Ｎｉ系めっき層が熱処理されることにより、下地めっき層１０２が形成される。本例では、熱処理温度は、例えば、７５０〜８５０℃とされる。熱処理時間は、例えば、０．５〜３時間とされる。なお、熱処理は、水素還元雰囲気にて実施される。
【００３５】
第２めっき工程では、下地めっき層１０２の表面に表面めっき層１０３が形成される。本例では、表面めっき層１０３は、具体的には、Ｓｎめっき層である。Ｓｎめっき層は、電解めっき法により形成された後、リフロー処理が施される。
【００３６】
曲げ工程では、得られた端子材料に曲げ加工が施され、曲げ部１１が形成される。本例では、圧入等によりコネクタハウジングに保持された端子材料を、プレスにて折り曲げ加工することにより、９０°曲げ部が形成される。
【００３７】
次に、本例のコネクタ用端子の製造方法の作用効果について説明する。
【００３８】
上記コネクタ用端子の製造方法は、上述した各工程を有している。そのため、曲げ部１１におけるめっき割れに起因する金属母材１０２の露出を抑制可能なコネクタ用端子１を好適に製造することができる。
【００３９】
＜実験例＞
以下、実験例を用いてより具体的に説明する。
【００４０】
＜コネクタ用端子の作製＞
後述する曲げ加工後、所定の端子形状となる大きさを有する線材（直径０．６ｍｍ）の表面に、電解めっき法を用いて、Ｎｉめっき層（厚み１μｍ）を形成した。線材は、Ｆｅを５０質量％含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる。
【００４１】
次いで、上記Ｎｉめっき層を有する線材を、水素還元雰囲気下にて８５０°で２時間熱処理することにより、下地めっき層（厚み１μｍ）を形成した。
【００４２】
次いで、上記下地めっき層の表面に、電解めっき法を用いて、Ｓｎめっきを施した後、リフロー処理することにより、Ｓｎめっき層（厚み１．２μｍ）を形成した。次いで、上記線材より長さ３０ｍｍの端子材料を切り出した。そして、かかる端子材料の一端部を基板コネクタのハウジングに圧入した。その後、ハウジングから露出する端子材料の途中部分を９０°に折り曲げることにより、９０°曲げ部を形成した。これにより、試料１のコネクタ用端子を得た。
【００４３】
試料１のコネクタ用端子の作製において、Ｎｉめっき層を熱処理することなく、電析状態のＮｉめっき層をそのまま下地めっき層とした点以外は同様にして、試料２のコネクタ用端子を得た。
【００４４】
＜曲げ部表面の走査型電子顕微鏡観察＞
試料１のコネクタ用端子の作製において、Ｓｎめっき層を形成しなかった点以外は同様にしてＳＥＭ観察用の試験片１Ｓを作製した。また、試料２のコネクタ用端子の作製において、Ｓｎめっき層を形成しなかった点以外は同様にしてＳＥＭ観察用の試験片２Ｓを作製した。
【００４５】
次いで、各試験片の９０°曲げ部の外側表面を走査型電子顕微鏡にて観察した。なお、試験片１Ｓによれば、９０°曲げ部における、Ｎｉめっき層が熱処理されてなる下地めっき層を観察することができる。一方、試験片２Ｓによれば、９０°曲げ部における、電析状態のＮｉめっき層からなる下地めっき層を観察することができる。
【００４６】
図３に示されるように、試験片１Ｓでは、９０°曲げ部における下地めっき層にめっき割れは見られなかった。これは、下地めっき層の伸び性が向上し、延性が増したため、９０°の折り曲げ加工によって下地めっき層が割れなかったためである。これに対し、図４に示されるように、試験片２Ｓでは、９０°曲げ部における下地めっき層にめっき割れが多数確認された。これは、Ｎｉめっき層に熱処理が施されていないため、下地めっき層の伸び性が乏しく、９０°の折り曲げ加工に耐えられなかったためである。なお、図３に示される左右方向のスジは、金属母材の表面凹凸が下地めっき層の表面に表れたものであり、めっき割れではない。
【００４７】
上記結果によれば、曲げ部におけるめっき割れに起因する金属母材の露出を抑制可能できるコネクタ用端子が得られることが確認できた。
【００４８】
以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を損なわない範囲内で種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００４９】
１  コネクタ用端子
１１  曲げ部
１０１  金属母材
１０２  下地めっき層
１０３  表面めっき層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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