(57)【要約】  回路基板のスルーホールへの圧入時にもめっき表面が削れることなく、かつ高接続信頼性を有するプレスフィット端子を提供すること。  回路基板の導電性スルーホールに挿入されるプレスフィット端子の製造において、前記スルーホールと電気的接触をするプレスフィット接続部の端子母材表面に下地めっき層を１層又は複数層形成する下地めっき工程と、その最上層の下地めっき層の上にＳｎめっき層を形成するＳｎめっき工程と、前記Ｓｎめっき層を形成した後、熱処理を行い、その最上層の下地めっき層の上にＳｎとその最上層の下地めっき金属との合金層を形成させ、かつその合金層の最表層に合金化されていないＳｎを混在させるリフロー工程とを備える。【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板の導電性スルーホールに挿入されるプレスフィット端子において、前記スルーホールと電気的接触をするプレスフィット接続部の母材表面に下地めっき層が１層又は複数層形成され、その最上層の下地めっき層の上にＳｎとその最上層の下地めっき金属との合金層が形成され、その合金層の最表層に合金化されていないＳｎが混在していることを特徴とするプレスフィット端子。
【請求項２】
前記合金化されていないＳｎは、前記合金層の最表層に島状に点在していることを特徴とする請求項１に記載のプレスフィット端子。
【請求項３】
前記下地めっき層は１層であり、そのめっき金属がＮｉ又はＣｕであることを特徴とする請求項１または２に記載のプレスフィット端子。
【請求項４】
前記下地めっき層は２層であり、そのめっき金属が端子母材表面から順にＮｉ−Ｃｕ又はＣｕ−Ｎｉであることを特徴とする請求項１または２に記載のプレスフィット端子。
【請求項５】
前記下地めっき層は３層であり、そのめっき金属が端子母材表面から順にＣｕ−Ｎｉ−Ｃｕであることを特徴とする請求項１または２に記載のプレスフィット端子。
【請求項６】
前記合金化されていないＳｎは、前記合金層の最表面から数ｎｍないし５０ｎｍの範囲にあることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のプレスフィット端子。
【請求項７】
回路基板の導電性スルーホールに挿入されるプレスフィット端子の製造方法であって、前記スルーホールと電気的接触をするプレスフィット接続部の母材表面に下地めっき層を１層又は複数層形成する下地めっき工程と、その最上層の下地めっき層の上にＳｎめっき層を形成するＳｎめっき工程と、前記Ｓｎめっき層を形成した後、熱処理を行い、その最上層の下地めっき層の上にＳｎとその最上層の下地めっき金属との合金層を形成させ、かつその合金層の最表層に合金化されていないＳｎを混在させるリフロー工程とを備えることを特徴とするプレスフィット端子の製造方法。
【請求項８】
前記リフロー工程においては、前記合金層の最表層に合金化されていないＳｎを島状に点在させることを特徴とする請求項７に記載のプレスフィット端子の製造方法。
【請求項９】
前記Ｓｎめっき層は、０．１μｍないし０．７μｍの厚み幅であることを特徴とする請求項７または８に記載のプレスフィット端子の製造方法。
【請求項１０】
前記下地めっき層は１層であり、そのめっき金属がＮｉ又はＣｕであることを特徴とする請求項７から９のいずれかに記載のプレスフィット端子の製造方法。
【請求項１１】
前記下地めっき層は２層であり、そのめっき金属が端子母材表面から順にＮｉ−Ｃｕ又はＣｕ−Ｎｉであることを特徴とする請求項７から９のいずれかに記載のプレスフィット端子の製造方法。
【請求項１２】
前記下地めっき層は３層であり、そのめっき金属が端子母材表面から順にＣｕ−Ｎｉ−Ｃｕであることを特徴とする請求項７から９のいずれかに記載のプレスフィット端子の製造方法。
【請求項１３】
前記リフロー工程における熱処理温度が、２００℃以上３００℃以下であることを特徴とする請求項７から１２のいずれかに記載のプレスフィット端子の製造方法。
【請求項１４】
プレスフィット端子と回路基板の導電性スルーホールとの接続構造であって、前記プレスフィット接続部の母材表面には下地めっき層が１層又は複数層形成され、その最上層の下地めっき層の上にＳｎとその最上層の下地めっき金属との合金層が形成され、その合金層の最表層に合金化されていないＳｎが混在し、かつ前記プレスフィット接続部の表面硬度が前記スルーホールの接続部の表面硬度より高いことを特徴とするプレスフィット端子−回路基板間の接続構造。
【請求項１５】
前記合金化されていないＳｎは、前記合金層の最表層に島状に点在していることを特徴とする請求項１４に記載のプレスフィット端子−回路基板間の接続構造。
【請求項１６】
前記下地めっき層は１層であり、そのめっき金属がＮｉ又はＣｕであることを特徴とする請求項１４または１５に記載のプレスフィット端子−回路基板間の接続構造。
【請求項１７】
前記下地めっき層は２層であり、そのめっき金属が端子母材表面から順にＮｉ−Ｃｕ又はＣｕ−Ｎｉであることを特徴とする請求項１４または１５に記載のプレスフィット端子−回路基板間の接続構造。
【請求項１８】
前記下地めっき層は３層であり、そのめっき金属が端子母材表面から順にＣｕ−Ｎｉ−Ｃｕであることを特徴とする請求項１４または１５に記載のプレスフィット端子−回路基板間の接続構造。
【請求項１９】
前記合金化されていないＳｎは、前記合金層の最表面から数ｎｍないし５０ｎｍの範囲にあることを特徴とする請求項１４から１８のいずれかに記載のプレスフィット端子−回路基板間の接続構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント回路基板などのスルーホールに挿着されるプレスフィット端子に関し、さらに詳しくは、そのような回路基板のスルーホールに圧入される際にその端子接続部の最表面のＳｎめっき層が削れることのないプレスフィット端子とその製造方法、更にはそのプレスフィット端子−回路基板間の接続構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばプリント回路基板のような回路基板とコネクタ端子とを電気的に接続したものとしては、そのコネクタ端子をその回路基板の導電性スルーホールに圧入し、はんだ付けすることなく機械的に固定したものが広く知られている。このものにおいて用いられる端子は、プレスフィット端子と称され、回路基板に挿入される端子挿入部と、基板用コネクタ等に挿着される端子取付部と、これら端子挿入部と端子取付部との間に配置されてスルーホールと電気接触するプレスフィット接続部を有している。【０００３】
このプレスフィット端子は、端子挿入部より回路基板のスルーホールに挿入し、そのスルーホール径よりも大きな幅のプレスフィット接続部をスルーホールに圧入する事で接触荷重が発生し、電気的及び機械的な接続を得るものである。【０００４】
この場合、接続において低い接触抵抗を安定して得るために、少なくともスルーホールと接触するプレスフィット接続部の最表面にＳｎめっきが一般的に施されている。【０００５】
そして、端子表面にＳｎめっきを施すことにより安定した接触抵抗を維持したまま端子の挿入力を低下させる嵌合型接続端子の製造方法に関するものがある（特開平１１−１３５２２６号公報）。【０００６】
例えば特開平１１−１３５２２６号公報は、端子表面にＮｉめっき層を形成し、その上にＣｕめっき層を形成し、更にその上にＳｎめっき層を形成した後、端子母材に１５０℃以上１７０℃以下で熱処理を行って一方の端子の摺動部分にＳｎめっき層を０．１μｍ〜０．３μｍの厚さに残留させ、他方の端子の摺動部分にＳｎめっき層を０．１μｍ以上の厚さに残留させるというものである。【０００７】
しかし、スルーホールの内周面には通常Ｃｕめっきが施されていることから、上記のように端子表面に薄くＳｎめっき層を残留させたものでは、Ｓｎめっき層がそのＣｕめっき層より軟らかいため、端子をスルーホールに圧入した時にスルーホールのエッジで端子のＳｎめっき層が削られて削れカスが出、回路のショートや誤作動等を生じると言う問題があった。【０００８】
上記問題の対処方法として、出てきためっきカスを吸引する方法や、端子のめっきに用いる金属をＳｎより硬いＮｉにする方法などもある。しかしながら吸引する方法では基板とコネクタの位置によっては吸引が困難であったり、完全に除去し切れているかの検査が煩雑であったり、更に吸引のための設備が必要なため、コストアップにつながるなどの問題があった。また、端子めっき金属をＮｉにした場合、接続信頼性の観点からスルーホール側のめっき金属をＳｎにしなければならず、基板の調達が困難、あるいは高コストであるという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、回路基板のスルーホールへの圧入時にも最表面のＳｎめっき層が削れず、接続信頼性の高いプレスフィット端子とその製造方法及びプレスフィット端子−回路基板間の接続構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために本発明に係るプレスフィット端子は、請求項１に記載の発明のように、回路基板の導電性スルーホールに挿入されるものであって、前記スルーホールと電気的接触をするプレスフィット接続部の母材表面に下地めっき層が１層又は複数層形成され、その最上層の下地めっき層の上にＳｎとその最上層の下地めっき金属との合金層が形成され、その合金層の最表層に合金化されていないＳｎが混在していることを要旨とする。【００１１】
この場合、請求項２に記載のように、前記合金化されていないＳｎは、前記合金層の最表層に島状に点在しているものであっても良い。【００１２】
そして、請求項３に記載のように、前記下地めっき層は１層であり、そのめっき金属がＮｉ又はＣｕであることが好適な例として挙げられる。【００１３】
また、請求項４に記載のように、前記下地めっき層は２層であり、そのめっき金属が端子母材表面から順にＮｉ−Ｃｕ又はＣｕ−Ｎｉであることも好適な例として挙げられる。【００１４】
また、請求項５に記載のように、前記下地めっき層は３層であり、そのめっき金属が端子母材表面から順にＣｕ−Ｎｉ−Ｃｕであることも好適な例として挙げられる。【００１５】
更に、請求項６に記載のように、前記合金化されていないＳｎは、前記合金層の最表面から数ｎｍないし５０ｎｍの範囲にあることが望ましい。【００１６】
そして、本発明に係るプレスフィット端子の製造方法は、請求項７に記載の発明のように、前記スルーホールと電気的接触をするプレスフィット接続部の母材表面に下地めっき層を１層又は複数層形成する下地めっき工程と、その最上層の下地めっき層の上にＳｎめっき層を形成するＳｎめっき工程と、前記Ｓｎめっき層を形成した後、熱処理を行い、その最上層の下地めっき層の上にＳｎとその最上層の下地めっき金属との合金層を形成させ、かつその合金層の最表層に合金化されていないＳｎを混在させるリフロー工程とを備えることを要旨とする。【００１７】
このとき、請求項８に記載のように、前記リフロー工程においては、前記合金層の最表層に合金化されていないＳｎを島状に点在させても良い。【００１８】
この場合、請求項９に記載のように、前記Ｓｎめっき層は、０．１ないし０．７μｍの厚み幅であることが望ましい。【００１９】
またこの場合、請求項１０に記載のように、前記下地めっき層は１層であり、そのめっき金属がＮｉ又はＣｕであることが好適な例として挙げられる。【００２０】
そして、請求項１１に記載のように、前記下地めっき層は２層であり、そのめっき金属が端子母材表面から順にＮｉ−Ｃｕ又はＣｕ−Ｎｉであることも好適な例として挙げられる。【００２１】
また、請求項１２に記載のように、前記下地めっき層は３層であり、そのめっき金属が端子母材表面から順にＣｕ−Ｎｉ−Ｃｕであることも好適な例として挙げられる。【００２２】
そして、請求項１３に記載のように、前記リフロー工程における熱処理温度が、２００℃以上３００℃以下であることが望ましい。【００２３】
更に、本発明は、請求項１４に記載の発明のように、プレスフィット端子と回路基板の導電性スルーホールとの接続構造であって、前記プレスフィット接続部の母材表面に下地めっき層が１層又は複数層形成され、その最上層の下地めっき層の上にＳｎとその最上層の下地めっき金属との合金層が形成され、その合金層の最表層に合金化されていないＳｎが混在し、かつ前記プレスフィット接続部の表面硬度が前記スルーホールの接続部の表面硬度より高いことを要旨とする。【００２４】
このとき、請求項１５に記載のように、前記合金化されていないＳｎは、前記合金層の最表層に島状に点在していても良い。【００２５】
この場合、請求項１６に記載のように、前記下地めっき層は１層であり、そのめっき金属がＮｉ又はＣｕであることが好適な例として挙げられる。【００２６】
また、請求項１７に記載のように、前記下地めっき層は２層であり、そのめっき金属が端子母材表面から順にＮｉ−Ｃｕ又はＣｕ−Ｎｉであることも好適な例として挙げられる。【００２７】
そして、請求項１８に記載のように、前記下地めっき層は３層であり、そのめっき金属が端子母材表面から順にＣｕ−Ｎｉ−Ｃｕであることも好適な例として挙げられる。【００２８】
また、請求項１９に記載のように、前記合金化されていないＳｎは、前記合金層の最表面から数ｎｍないし５０ｎｍの範囲にあることが望ましい。
【発明の効果】
【００２９】
請求項１に記載のプレスフィット端子によれば、プレスフィット接続部の最表面は合金化されていないＳｎとＳｎ合金とが混在した層となっている。そしてこのＳｎ合金層の硬度が、回路基板のスルーホール内周面にされたＣｕめっきの硬度より非常に高いものとなる。そのため、圧入時にプレスフィット接続部にかかる力をこの部分が受けて合金化されていないＳｎを保護するため、めっき層の削れを防ぐことができる。【００３０】
また、合金層の最表層に混在する合金化されていないＳｎは非常に軟らかい性質を有する。それにより接続部における接触面積が増大して接続界面に隙間を作らないため、酸素の進入を防ぎ、高温環境下においてもめっきの酸化劣化等による接触抵抗の上昇を抑えることができる。【００３１】
このような合金化されていないＳｎは、合金層の最表層に島状に点在している場合でも、請求項１に記載のプレスフィット端子と同様の作用効果を奏することができる。【００３２】
そして請求項３ないし５に記載のように、下地めっき金属がＮｉ又はＣｕである場合、例えば、最上層の下地めっき層の上に形成されたＳｎとその最上層の下地めっき金属との合金は回路基板のスルーホールにされたＣｕめっきより硬度が高いため、Ｓｎめっきされたプレスフィット端子がスルーホールへ圧入される際に発生していた端子表面のめっき層の削れを防ぐことができる。【００３３】
この場合、下地めっき金属がＮｉの場合があるのは、例えば端子母材が銅亜鉛合金の場合、熱処理によって端子母材中のＺｎ成分がＳｎ層まで拡散することを防ぐためである。【００３４】
また、母材表面に最も近いめっき層がＣｕ層の場合があるのは、例えばＮｉめっきが着きにくい端子母材を選択した場合に、Ｃｕを挟むことによってＮｉめっきの濡れ性などを良くするためである。【００３５】
そして、下地めっき層が１層ないし３層であり、下地めっき層が１層の場合、めっき金属はＮｉ又はＣｕであり、下地めっき層が２層の場合、めっき金属は端子母材表面から順にＮｉ−Ｃｕ又はＣｕ−Ｎｉであり、下地めっき層が３層の場合、めっき金属は端子母材表面から順にＣｕ−Ｎｉ−Ｃｕであることにより種々の材料からなる母材に対応することができる。【００３６】
また請求項６に記載のように、合金化されていないＳｎが前記合金層の最表面から数ｎｍないし５０ｎｍの範囲にあることで、合金化されていないＳｎの下部及び周囲にある硬度の高い合金の影響を受けることが可能となり、その軟らかいＳｎが保護されてめっき層の削れがなくなるとともに、その軟らかいＳｎによって接触面積を増大させる効果を発揮することができる。【００３７】
そして、請求項７に記載のプレスフィット端子の製造方法によれば、最上層の下地めっき層の上にＳｎとその最上層の下地めっき金属との合金層を形成させ、その合金層の最表層に合金化されていないＳｎを混在させることができるため、プレスフィット接続部における端子表面のめっき層が削れるのを防ぐことができる。【００３８】
また、プレスフィット接続部における接触面積が増大するので、接触抵抗を低下させることができる。そして、高温環境下での使用に対してもめっきの酸化劣化等が抑えられるため、接続信頼性の非常に高いプレスフィット端子を製造することができる。【００３９】
このとき、請求項８に記載の製造方法により、合金層の最表層に合金化されていないＳｎを島状に点在させる場合でも、請求項７に記載のプレスフィット端子と同様の作用効果を奏することができる。【００４０】
そして請求項９に記載のように、Ｓｎめっき層の厚み幅を０．１μｍないし０．７μｍにすることによって、リフロー工程における熱処理によりＳｎめっき層を完全に合金化させることなく、最上層の下地めっき層の上にＳｎとその最上層の下地めっき金属との合金層を形成させ、その合金層の最表層に合金化されていないＳｎを混在または島状に点在させることが可能となる。【００４１】
この場合、請求項１０ないし１２に記載のように、下地めっき金属にＮｉ又はＣｕを用いることにより、回路基板のスルーホールにされたＣｕめっきより硬度が高い合金層を最上層の下地めっき層の上に形成することができる。【００４２】
また、下地めっき層を１層ないし３層とし、下地めっき層が１層の場合、めっき金属をＮｉ又はＣｕとし、下地めっき層が２層の場合、めっき金属を端子母材表面から順にＮｉ−Ｃｕ又はＣｕ−Ｎｉとし、下地めっき層が３層の場合、めっき金属を端子母材表面から順にＣｕ−Ｎｉ−Ｃｕとすることにより、種々の材料からなる母材に対応することができる。【００４３】
また、請求項１３に記載のように、リフロー工程における熱処理温度を２００℃以上３００℃以下にすることにより、最上層の下地めっき層の上にＳｎとその最上層の下地めっき金属との合金層を形成させ、かつその合金層の最表層に合金化されていないＳｎを混在または島状に点在させることが可能となる。【００４４】
そして、請求項１４に記載のプレスフィット端子−回路基板間の接続構造にすることにより、端子表面のめっき層の削れによる回路のショートや誤作動等を防ぐことができる。また、高温環境下において安定して低い接触抵抗を維持するため、接続信頼性が非常に高いものとなる。【００４５】
また、請求項１５に記載のように、合金化されていないＳｎが、プレスフィット端子接続部の母材表面に形成された合金層の最表層に島状に点在する場合でも、請求項１４に記載のプレスフィット端子−回路基板間の接続構造と同様の作用効果を奏することができる。【００４６】
この場合、請求項１６ないし１８に記載のように、種々の下地めっきをすることができる。【００４７】
そして請求項１９に記載のように、合金化されていないＳｎが合金層の最表面から数ｎｍないし５０ｎｍの範囲にあることで、合金化されていないＳｎの下部及び周囲にある硬度の高い合金の影響を受けることが可能となり、その軟らかいＳｎが保護される。そして、回路基板のスルーホールとの接続の際に、Ｓｎめっき層の削れがなくなるとともに、その軟らかいＳｎによって接触面積を増大させるため、低い接触抵抗を安定して維持し、接続信頼性が非常に高いものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施形態に係るプレスフィット端子を回路基板の導電性スルーホールに挿着する状態を示した図である。
【図２】本発明の実施形態に係るプレスフィット端子表面のめっきの様子を斜視図で表したものである。
【図３】本発明の実施形態に係るプレスフィット端子表面のめっき構成を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係るプレスフィット端子表面のリフロー工程後におけるＳＥＭ観察像を表す。
【図５】本発明の実施形態に係るプレスフィット端子表面のリフロー工程後におけるＡＥＳ分析（オージェ分光分析）の結果を表す図である。
【図６】本発明の実施形態に係るプレスフィット端子と回路基板の導電性スルーホールとの接続界面のＳＩＭ観察像である。
【図７】プレスフィット接続部にＮｉめっきのみされたプレスフィット端子と回路基板の導電性スルーホールとの接続界面のＳＩＭ観察像である。
【図８】本発明の実施形態に係るプレスフィット端子と回路基板の導電性スルーホールとを接続させた場合の、高温環境下での接触抵抗の変化を表す図である。
【図９】プレスフィット接続部にＮｉめっきのみされたプレスフィット端子と回路基板の導電性スルーホールとを接続させた場合の、高温環境下での接触抵抗の変化を表す図である。
【図１０】本発明の実施形態に係るプレスフィット端子表面のリフロー工程における温度プロファイルを示す図である。
【図１１】各種プレスフィット端子のプレスフィット接続部における断面形状を表す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
以下に本発明の実施形態について図１〜１１を参照して詳細に説明する。【００５０】
図１に示すように、本発明の実施形態に係るプレスフィット端子１０は、銅合金等の導電性に優れた金属線をプレス加工することにより形成される。そして、基板接続部１２がプリント回路基板のような回路基板１３のスルーホール１４に挿入されるようになっている。【００５１】
そして、各種プレスフィット端子の接続部の断面形状は、例えば図１１に示したものが知られている。【００５２】
図１１（ａ）、（ｂ）に示すものは分割梁型と呼ばれるものであり、そのうちの図１１（ａ）に示すものは段違い型と呼ばれるものである。その断面形状は２つの独立した方形１１１ａと１１２ａが段違いに形成されており、方形１１１ａと１１２ａが溝部１１３ａを図中の矢印方向に動くことによってスルーホールに挿入できるように変形され、圧入される。そして、Ａ点、Ｂ点の２箇所でスルーホールの内周面１１４ａに電気接触して固定されるようになっている。【００５３】
図１１（ｂ）に示すものはニードルアイ型と呼ばれるものであり、その断面形状は２つの独立した方形１１１ｂと１１２ｂが形成されており、それら２つの方形間に溝部１１３ｂが形成されている。方形１１１ｂと１１２ｂが溝部１１３ｂを図中の矢印方向に動くことによってスルーホールに圧入され、Ｃ面、Ｄ面の２箇所でスルーホールの内周面１１４ｂに電気接触して固定されるようになっている。【００５４】
図１１（ｃ）〜（ｆ）に示すものは、断面の形状がアルファベットの形状をしており、その形状が変形するタイプのものである。【００５５】
図１１（ｃ）に示すものはＣ型と呼ばれるものであり、その断面形状はアルファベットのＣの形状をしている。端子断面１１１ｃが溝部１１３ｃを矢印方向に弾性変形することによってＣ型の径が縮小されてスルーホールに圧入され、Ｃ型の端子接続部外周全面でスルーホールの内周面１１４ｃに電気接触して固定されるようになっている。【００５６】
図１１（ｄ）に示すものはＭ型と呼ばれるものであり、その断面形状はアルファベットのＭの形状をしている。端子断面１１１ｄ及び１１２ｄが溝部１１３ｄを図中の矢印方向に弾性変形しながらスルーホールに圧入され、Ｅ面、Ｆ面の２箇所でスルーホールの内周面１１４ｄに電気接触して固定されるようになっている。【００５７】
図１１（ｅ）に示すものはＮ型と呼ばれるものであり、その断面形状はアルファベットのＮの形状をしている。端子断面１１１ｅ及び１１２ｅが溝部１１３ｅを図中の矢印方向に弾性変形しながらスルーホールに圧入され、Ｇ面、Ｈ面の２箇所でスルーホールの内周面１１４ｅに電気接触して固定されるようになっている。【００５８】
図１１（ｆ）に示すものはＨ型と呼ばれるものであり、その断面形状はアルファベットのＨの形状をしている。端子断面１１１ｆ及び１１２ｆが溝部１１３ｆを図中の矢印方向に弾性変形しながらスルーホールに圧入され、Ｉ面、Ｊ面の２箇所でスルーホールの内周面１１４ｆに電気接触して固定されるようになっている。【００５９】
上記図１１（ａ）〜（ｆ）の形状のものはプレスフィット接続部の弾性変形量が大きいため、プリント回路基板のスルーホール径の寸法変動に対応しやすく、現在主流の端子となっている。【００６０】
一方、図１１（ｇ）に示すものはいわゆるソリッドタイプというものであり、その断面形状は方形に形成されており、Ｋ点、Ｌ点、Ｍ点、Ｎ点の４箇所でスルーホールの内周面１１４ｇに電気接触して固定されるようになっている。このようなソリッドタイプはプレスフィット接続部の弾性変形量が少ないものであり、塑性変形することによってスルーホールに圧入される。【００６１】
回路基板１３は、その表面に各種導電路１５が形成されているとともに、多数のスルーホール１４が開口されている。このスルーホール１４の内周面には、めっき等により接点部１６が形成され、導電路１５と接続されている。【００６２】
上記プレスフィット端子１０の基板接続部１２は、スルーホール１４に挿入する端子を案内する案内部１７が先端に形成されているとともに、その上方にはスルーホール１４の深さの約２倍の領域に亘って一対の弾性変形部１８が形成されている。この弾性変形部は厚肉の帯状をなし、溝部１９を挟んだ状態で外側へほぼ円弧状に膨出形成されている。【００６３】
但し、長手方向の中央部から少し上方に寄った位置では、全長のほぼ１／３の領域に亘って外面が略直線部１８Ａとされ、互いに平行もしくはゆるやかな円弧になっている。この略直線部１８Ａに相当する部位がプレスフィット接続部とされ、スルーホール１４の接点部１６と電気的に接触する。【００６４】
そして図２は、本発明の実施形態に係るプレスフィット端子表面にめっきされたその構造を斜視図で表したものである。図中には端子母材２８の上に下地めっき層２６が形成され、その上には下地めっき金属とＳｎとの合金層２４が形成されている。そして、合金化されていないＳｎ層２２が混在している様子を示している。この合金化されていないＳｎ層２２は、合金層２４の最表面から数ｎｍないし５０ｎｍの範囲にあることが好ましい。【００６５】
図３は、本発明の実施形態に係るプレスフィット端子断面のめっき層の構成を示している。例えば図３（ａ）は、端子母材３６上にＮｉめっき層３４が形成され、その上にＳｎ−Ｎｉ合金層３２が形成され、更にそのＳｎ−Ｎｉ合金層３２の最表層に合金化されていないＳｎ３１が混在しているものであり、また図３（ｂ）は、端子母材３６上にＣｕめっき層３５が形成され、その上にＳｎ−Ｃｕ合金層３３が形成され、更にそのＳｎ−Ｃｕ合金層３３の最表層に合金化されていないＳｎ３１が混在しているものである。これらは、下地めっき層が１層のものである。【００６６】
そして図３（ｃ）は、端子母材３６上に下地めっき層として上から順にＣｕめっき層３５−Ｎｉめっき層３４が形成され、その上にＳｎ−Ｃｕ合金層３３が形成され、更にそのＳｎ−Ｃｕ合金層３３の最表層に合金化されていないＳｎ３１を混在させているものであり、また図３（ｄ）は、端子母材３６上に下地めっき層として上から順にＮｉめっき層３４−Ｃｕめっき層３５が形成され、その上にＳｎ−Ｎｉ合金層３２が形成され、更にそのＳｎ−Ｎｉ合金層３２の最表層に合金化されていないＳｎ３１を混在させているものである。これらは、下地めっき層が２層のものである。【００６７】
また、図（ｅ）は、端子母材３６上に下地めっき層として上から順にＣｕめっき層３５−Ｎｉめっき層３４−Ｃｕめっき層３５が形成され、その上にＳｎ−Ｃｕ合金層３３が形成され、更にそのＳｎ−Ｃｕ合金層３３の最表層に合金化されていないＳｎ３１を混在させているものである。これは、下地めっき層が３層のものである。【００６８】
そして、本発明に係るプレスフィット端子のめっき処理工程は、母材表面に下地めっき層を形成する工程と、その最上層の下地めっき層にＳｎ層を形成する工程と、そのＳｎめっき層を形成した後、熱処理を行うリフロー工程とからなる。【００６９】
下地めっき層やＳｎ層を形成する方法は、通常用いられるめっき方法により行なうことが可能なため、説明を省略する。リフロー工程は、その熱処理温度が２００℃以上３００℃以下であることが好ましい。熱処理温度は、最高到達温度が２００℃から３００℃であれば良く、室温から昇温させ、自然にあるいは強制的に降温させると良い。処理時間としては、数秒から数分の範囲であれば良い。図１０に熱処理の温度プロファイルの一例を示す。【００７０】
このようなリフロー工程とすると、最上層の下地めっき層の上にＳｎとその最上層の下地めっき金属との合金層が形成されるとともに、その合金層の最表層に合金化されていないＳｎを混在させることができる。【００７１】
なお、上記めっき処理工程における熱処理前のＳｎめっき層の厚みは、０．１ないし０．７μｍであることが好ましい。０．１μｍ未満では、表面に均質なＳｎめっき層を形成させることが困難であるし、０．７μｍ以上である場合には、合金化されていないＳｎを混在させることができないからである。【００７２】
図４は、本発明に係るプレスフィット端子の、リフロー工程後のめっき表面をＳＥＭを用いて観察した観察像である。【００７３】
図６は、本発明に係るプレスフィット端子（図３のめっき構成では（ｃ）に当たる）とスルーホール（ＴＨ）との接続界面をＳＩＭ（イオン電子顕微鏡）で見た像である。図中最下層にスルーホールが位置し、その上には界面から順に合金化されていないＳｎ及び合金層−Ｃｕめっき層−Ｎｉめっき層−端子母材が見えている。【００７４】
また図７は、プレスフィット端子母材表面にＮｉめっきした場合の、プレスフィット端子とスルーホールとの接続界面をＳＩＭ（イオン電子顕微鏡）で見た像である。図中最下層にスルーホールが位置し、その上には界面から順にＮｉめっき層−端子母材が見えている。【００７５】
次に、本発明の実施例について以下に詳しく説明する。【００７６】
（実施例１）
銅合金を母材とするプレスフィット端子の接続部に下地めっき層としてＮｉめっきした後、０．４μｍの厚みにＳｎめっきした。その後、図１０に示す温度条件で、最高到達温度が２３２℃＋数℃になるように加熱−冷却処理（約３０秒）を行い、Ｎｉめっき層の上にＳｎ−Ｎｉ合金層を形成させた。【００７７】
次に、この加熱−冷却処理（リフロー工程）後の端子のめっき表面をＳＥＭにより観察した。そのＳＥＭ像を図４に示す。【００７８】
図４から、ＳＥＭ像には白色部分４２とその他の黒色部分４４が混在する様子が観測された。そこでこの白色部分４２及び黒色部分４４におけるＳｎ及びＮｉ濃度をＡＥＳ分光法（オージェ分光法）により測定した。その結果を図５（ａ）及び（ｂ）に示す。【００７９】
図５（ａ）は、図４の白色部分４２における測定結果であり、図５（ｂ）は黒色部分４４における測定結果である。図５（ａ）、（ｂ）ともに横軸は測定位置におけるめっき最表面からの深さを表し、縦軸はＳｎ元素及びＮｉ元素の測定位置における原子濃度（％）を表している。【００８０】
線５１及び５３はＳｎ濃度の値を表し、線５２、５４は同様にＮｉ濃度を表す。また、楕円で囲った部分５５は、白色部分４２における数ないし５０ｎｍの深さのＳｎ濃度の変化を表している。【００８１】
図５（ａ）の線５１、５２を見ると、５０ｎｍないし３００ｎｍの深さにおいてＳｎ濃度が約４０％、Ｎｉ濃度が約６０％と一定であり、図４の白色部分４２のこの範囲にはＳｎと下地めっき金属であるＮｉとの合金層が均一に形成されていることが分かる。その一方で、表面から数ｎｍないし５０ｎｍの範囲（楕円で囲った部分５５）においては、急激にＳｎ濃度が上昇し（最高５０ないし６０％）、またＮｉ濃度が減少している。但し、ＡＥＳ分光法（オージェ分光法）における測定ビーム径と図４の白色部分４２の直径とを比較した場合測定ビーム径の方が大きいことから、白色部分４２のみを完全に測ることはできないため、表面から数ないし５０ｎｍの範囲（楕円で囲った部分５５）における実際のＳｎ濃度はもっと高いものと考える。【００８２】
次に図５（ｂ）の線５３、５４を見ると、数ｎｍないし４５０ｎｍの深さにおいてほぼ一定にＳｎ濃度が推移していることが分かる。これは、数ｎｍないし４５０ｎｍの範囲においてＳｎとＮｉとからなる合金層が均一に形成されていることを示しており、黒色部分４４においてＳｎ濃度が非常に高くなっている部分はなかった。【００８３】
そして表１に、図４の白色部分４２（軟部）及び黒色部分４４（硬部）の表面硬度を測定した結果を示す。加えて、最上層の下地めっき層がＣｕの場合において、リフロー工程後の端子母材表面に混在する軟部と硬部の表面硬度を測定した結果についても表１に示す。また、表２には従来のＳｎめっきにおける表面硬度データ等を示す。【００８４】
【表１】
2006077827.tif 000002
【００８５】
【表２】
2006077827.tif 000003
【００８６】
表１に示すように、最上層の下地めっき層がＮｉの場合の白色部分４２（軟部）のビッカース硬度は９２ＨＶであり、黒色部分４４（硬部）の硬度１１０４ＨＶと比べてかなり低く、その組成が大きく異なっていることが分かる。その一方で表２の従来のＳｎめっきの硬度２５ＨＶにかなり近くなっていることから、その組成は純Ｓｎに近く、ほとんど合金化されていないものと考える。これに対し、硬部４４は、Ｓｎめっきの硬度より相当高く、Ｎｉめっきの硬度よりも高いため、Ｓｎと下地めっき金属（Ｎｉ）の拡散による合金が形成されていることを表している。【００８７】
以上の結果から、本発明に係るプレスフィット端子のめっき表面には、Ｓｎとその最上層の下地めっき金属との合金層が形成され、その合金層の最表面から数ｎｍないし５０ｎｍの範囲において合金化されていないＳｎが混在していることが分かる。【００８８】
そして、表１に示される最上層の下地めっき層がＮｉの場合におけるプレスフィット接続部の表面硬度（全体としての表面硬度）７３５ＨＶと、表２に示されるＣｕめっきされたスルーホールの接続部における表面硬度１０４ＨＶとを比べると、プレスフィット接続部の表面硬度のほうが高いことが分かる。これにより、回路基板のＣｕめっきされたスルーホールへプレスフィット端子を挿入する際に、プレスフィット接続部における端子母材表面のめっき層が削れるのを防ぐことが可能となる。【００８９】
また、表１に示されるように、最上層の下地めっき層がＣｕの場合、めっき後リフロー処理された端子母材表面に混在する軟部と硬部のうち、軟部のビッカース硬度は９２ＨＶであり、硬部の硬度は８２８ＨＶであった。Ｎｉの場合と同様、端子表面の軟部と硬部とではその組成が大きく異なり、軟部の硬度は、表２に示される従来のＳｎめっきの硬度２５ＨＶにかなり近いため、軟部の組成は純Ｓｎに近く、ほとんど合金化されていないものと考える。【００９０】
そして、Ｎｉの場合と同様、表１に示される最上層の下地めっき層がＣｕの場合におけるプレスフィット接続部の表面硬度（全体としての表面硬度）５５２ＨＶと、表２に示されるＣｕめっきされたスルーホールの接続部における表面硬度１０４ＨＶとを比べると、プレスフィット接続部の表面硬度のほうが高いことが分かる。これにより、回路基板のＣｕめっきされたスルーホールへプレスフィット端子を挿入する際に、プレスフィット接続部における端子母材表面のめっき層が削れるのを防ぐことが可能となる。【００９１】
（実施例２〜３）
実施例１と同様に、銅合金を母材としたプレスフィット端子の接続部にＮｉ金属で下地めっきをし、更に０．２μｍ又は０．７μｍの厚みにそれぞれＳｎめっきした。その後、最高到達温度が２３２℃＋数℃になるように加熱−冷却処理（約３０秒）を行い、Ｎｉめっき層の上にＳｎ−Ｎｉ合金層を形成させた。この端子のめっき表面をそれぞれＳＥＭ観測したところ、実施例１と同様に合金化されていないＳｎがＳｎ−Ｎｉ合金層の最表層に混在している様子が観測された。【００９２】
（比較例１）
実施例１と同様に、銅亜鉛合金を母材としたプレスフィット端子の接続部にＮｉ金属で下地めっきをし、更に０．８μｍの厚みにＳｎめっきした。その後、最高到達温度が２３２℃＋数℃になるように加熱−冷却処理（約３０秒）を行い、Ｎｉめっき層の上にＳｎ−Ｎｉ合金層を形成させた。この端子のめっき表面をＳＥＭ観測したところ、合金化されていないＳｎがＳｎ−Ｎｉ合金層の最表層に混在している様子は観測されなかった。【００９３】
実施例１ないし３及び比較例１の方法でめっき処理されたプレスフィット端子を、回路基板のＣｕめっきされたスルーホールへ圧入させた。その結果を表３に示す。【００９４】
【表３】
2006077827.tif 000004
【００９５】
実施例１ないし３では、加熱−冷却処理（リフロー工程）後のプレスフィット端子のめっき表面に図４のように、合金化されていないＳｎがＳｎ−Ｎｉ合金層の最表層に混在している様子が観測された。そして、これらのプレスフィット端子を回路基板のＣｕめっきされたスルーホールへ圧入したところ、めっき層の削れはなかった。一方、比較例１（従来のＳｎめっき方法）はＳｎめっき厚を０．８μｍにしたものであるが、この場合には上記のような合金化されていないＳｎがＳｎ−Ｎｉ合金層の最表層に混在している様子は観測されず、めっき層の削れが発生した。【００９６】
これは、最上層の下地めっき層（Ｎｉめっき層）の上にＳｎとその最上層の下地めっき金属（Ｎｉ）との合金層が形成され、その合金層の最表層に合金化されていないＳｎが混在する状態となった結果、硬度が非常に高い合金層（１１０４ＨＶ）が、回路基板のＣｕめっきされたスルーホールへプレスフィット端子を圧入するときの力を受けて、軟らかい部分（表面硬度が９２ＨＶの合金化されていないＳｎの部分）を保護し、端子表面全体の硬度（７３５ＨＶ）がＣｕめっきされたスルーホールの表面硬度（１０４ＨＶ）より上回ったために、削れが発生しなかったものと思われる。【００９７】
一方、比較例１では、従来のＳｎめっき方法と同様、上記のように、合金化されていないＳｎがＳｎ−Ｎｉ合金層に混在している様子は観測されず、従来のＳｎめっきと同様の表面硬度（２５ＨＶ）であるため、めっき層の削れが発生した。【００９８】
次に、本発明に係るプレスフィット端子と回路基板のスルーホールとの接続信頼性を評価するため、接続させた時の接続面の観察と高温環境下における接続特性（接触抵抗値の変化）を調べた。【００９９】
（実施例４）
銅合金を母材とするプレスフィット端子の接続部に下地めっき層として順にＮｉめっき−Ｃｕめっきをし、更に０．４μｍの厚みにＳｎめっきした。その後、最高到達温度が２３２℃＋数℃になるように加熱−冷却処理（約３０秒）を行い、Ｃｕめっき層の上にＳｎ−Ｃｕ合金層を形成させた。このプレスフィット端子と回路基板のＣｕめっきされたスルーホールとを圧入により接続させ、その接続界面をＳＩＭ（イオン電子顕微鏡）観察した。また、高温環境下における接続特性を調べるため、接続させた状態のプレスフィット端子と回路基板を１２５℃の温度条件下で１０００時間放置させ、その時の接触抵抗の経時変化を測定した。【０１００】
（比較例２）
銅合金を母材とするプレスフィット端子の接続部にＮｉめっきのみをしたプレスフィット端子と、回路基板のＣｕめっきされたスルーホールとを圧入により接続させ、接続界面をＳＩＭ観察した。また、高温環境下における接続特性を調べるため、接続させた状態のプレスフィット端子と回路基板を１０５℃の温度条件下で５００時間放置させ、その時の接触抵抗の経時変化を測定した。【０１０１】
実施例４及び比較例２における接続界面のＳＩＭ像をそれぞれ図６、７に、高温環境下での接続特性の結果をそれぞれ図８及び９に示す。【０１０２】
本発明に係るプレスフィット端子とスルーホールとの接続界面（実施例４）は、図６のように界面がきれいに密着しており、隙間がなくガスタイト性が維持されている。その結果、高温環境下においても接続面のめっきの酸化劣化が発生しないため、図８のように時間の経過によっても接触抵抗の上昇が起こらず、安定した良好な接続特性を示した。【０１０３】
一方、Ｎｉめっきのみがされた端子とスルーホールとの接続界面（比較例２）は、図７のように界面に隙間が見られ、ガスタイト性がない状態であった。この状態で高温環境下での接触抵抗の変化を追跡したところ、図９のように時間の経過によって接触抵抗が高くなる傾向が見られ、特に接触荷重が５０Ｎよりも小さい場合では顕著であり、接続信頼性が低いものとなった。【０１０４】
以上より、本発明に係るプレスフィット端子は、従来の方法でＳｎめっきされたプレスフィット端子で起こっていた、スルーホールへの圧入時にスルーホールのエッジで端子のＳｎめっき層が削られ、削れカスが出、回路のショートや誤作動等を生じると言う問題が解消されることとなる。【０１０５】
一方、このめっき層の削れを防ぐためにめっき金属をＮｉに変える場合には、接続信頼性が低下するという問題があったが、上記により本発明に係るプレスフィット端子ではこの問題も解消されることとなる。【０１０６】
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。【０１０７】
例えば上記実施例において、下地めっき層が１層であり、そのめっき金属がＣｕである場合や、下地めっき層が２層であり、そのめっき金属が端子母材表面から順にＣｕ−Ｎｉである場合、そして下地めっき層が３層であり、そのめっき金属が端子母材表面から順にＣｕ−Ｎｉ−Ｃｕである場合については特に示していないが、Ｓｎめっき層を０．１μｍないし０．７μｍの厚み幅にし、リフロー工程によってその最上層の下地めっき金属とＳｎとの合金層を形成させかつ合金化されていないＳｎを合金層の最表層に混在させることが重要であることから、これらにおいても適用可能であることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
本発明に係るプレスフィット端子は、自動車等の電気配線における電線基板同士の接続に用いられ、車載時の高温、高振動などの過酷な条件においても高い接続信頼性を有する接続端子として使用することができる。
【図１】
2006077827.tif 000005
【図２】
2006077827.tif 000006
【図３】
2006077827.tif 000007
【図５】
2006077827.tif 000008
【図１０】
2006077827.tif 000009
【図１１】
2006077827.tif 000010
【図４】
2006077827.tif 000011
【図６】
2006077827.tif 000012
【図７】
2006077827.tif 000013
【図８】
2006077827.tif 000014
【図９】
2006077827.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成18年8月17日(2006.8.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】請求の範囲
【請求項１】  回路基板の導電性スルーホールに挿入されるプレスフィット端子において、前記スルーホールと電気的接触をするプレスフィット接続部の母材表面に下地めっき層が１層又は複数層形成され、その最上層の下地めっき層の上にＳｎとその最上層の下地めっき金属との合金層が形成され、その合金層の最表面から数ｎｍないし５０ｎｍの範囲に合金化されていないＳｎが混在していることを特徴とするプレスフィット端子。
【請求項２】  （補正後）前記合金化されていないＳｎは、前記合金層の最表面から数ｎｍないし５０ｎｍの範囲に島状に点在していることを特徴とする請求項１に記載のプレスフィット端子。
【請求項３】  前記下地めっき層は１層であり、そのめっき金属がＮｉ又はＣｕであることを特徴とする請求項１または２に記載のプレスフィット端子。
【請求項４】  前記下地めっき層は２層であり、そのめっき金属が端子母材表面から順にＮｉ−Ｃｕ又はＣｕ−Ｎｉであることを特徴とする請求項１または２に記載のプレスフィット端子。
【請求項５】  前記下地めっき層は３層であり、そのめっき金属が端子母材表面から順にＣｕ−Ｎｉ−Ｃｕであることを特徴とする請求項１または２に記載のプレスフィット端子。
【請求項６】  （削除）
【請求項７】  回路基板の導電性スルーホールに挿入されるプレスフィット端子の製造方法であって、前記スルーホールと電気的接触をするプレスフィット接続部の母材表面に下地めっき層を１層又は複数層形成する下地めっき工程と、その最上層の下地めっき層の上に０．１μｍないし０．７μｍの厚み幅でＳｎめっき層を形成するＳｎめっき工程と、前記Ｓｎめっき層を形成した後、熱処理を行い、その最上層の下地めっき層の上にＳｎとその最上層の下地めっき金属との合金層を形成させ、かつその合金層の最表面から数ｎｍないし５０ｎｍの範囲に合金化されていないＳｎを混在させるリフロー工程とを備えることを特徴とするプレスフィット端子の製造方法。
【請求項８】  前記リフロー工程においては、前記合金層の最表面から数ｎｍないし５０ｎｍの範囲に合金化されていないＳｎを島状に点在させることを特徴とする請求項７に記載のプレスフィット端子の製造方法。
【請求項９】  （削除）
【請求項１０】  前記下地めっき層は１層であり、そのめっき金属がＮｉ又はＣｕであることを特徴とす
る請求項７または８に記載のプレスフィット端子の製造方法。
【請求項１１】  （補正後）前記下地めっき層は２層であり、そのめっき金属が端子母材表面から順にＮｉ−Ｃｕ又はＣｕ−Ｎｉであることを特徴とする請求項７または８に記載のプレスフィット端子の製造方法。
【請求項１２】  前記下地めっき層は３層であり、そのめっき金属が端子母材表面から順にＣｕ−Ｎｉ−Ｃｕであることを特徴とする請求項７または８に記載のプレスフィット端子の製造方法。
【請求項１３】  前記リフロー工程における熱処理温度が、２００℃以上２７０℃以下であることを特徴とする請求項７から１２のいずれかに記載のプレスフィット端子の製造方法。
【請求項１４】  プレスフィット端子と回路基板の導電性スルーホールとの接続構造であって、前記プレスフィット接続部の母材表面には下地めっき層が１層又は複数層形成され、その最上層の下地めっき層の上にＳｎとその最上層の下地めっき金属との合金層が形成され、その合金層の最表面から数ｎｍないし５０ｎｍの範囲に合金化されていないＳｎが混在し、かつ前記プレスフィット接続部の表面硬度が前記スルーホールの接続部の表面硬度より高いことを特徴とするプレスフィット端子−回路基板間の接続構造。
【請求項１５】  前記合金化されていないＳｎは、前記合金層の最表面から数ｎｍないし５０ｎｍの範囲に島状に点在していることを特徴とする請求項１４に記載のプレスフィット端子−回路基板間の接続構造。
【請求項１６  】前記下地めっき層は１層であり、そのめっき金属がＮｉ又はＣｕであることを特徴とする請求項１４または１５に記載のプレスフィット端子−回路基板間の接続構造。
【請求項１７】  前記下地めっき層は２層であり、そのめっき金属が端子母材表面から順にＮｉ−Ｃｕ又はＣｕ−Ｎｉであることを特徴とする請求項１４または１５に記載のプレスフィット端子−回路基板間の接続構造。
【請求項１８】  前記下地めっき層は３層であり、そのめっき金属が端子母材表面から順にＣｕ−Ｎｉ−Ｃｕであることを特徴とする請求項１４または１５に記載のプレスフィット端子−回路基板間の接続構造。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
の厚さに残留させるというものである。
［０００７］  しかし、スルーホールの内周面には通常Ｃｕめっきが施されていることから、上記のように端子表面に薄くＳｎめっき層を残留させたものでは、Ｓｎめっき層がそのＣｕめっき層より軟らかいため、端子をスルーホールに圧入した時にスルーホールのエッジで端子のＳｎめっき層が削られて削れカスが出、回路のショートや誤作動等を生じると言う問題があった。
［０００８］  上記問題の対処方法として、出てきためっきカスを吸引する方法や、端子のめっきに用いる金属をＳｎより硬いＮｉにする方法などもある。しかしながら吸引する方法では基板とコネクタの位置によっては吸引が困難であったり、完全に除去し切れているかの検査が煩雑であったり、更に吸引のための設備が必要なため、コストアップにつながるなどの問題があった。また、端子めっき金属をＮｉにした場合、接続信頼性の観点からスルーホール側のめっき金属をＳｎにしなければならず、基板の調達が困難、あるいは高コストであるという問題があった
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
［０００９］  本発明が解決しようとする課題は、回路基板のスルーホールへの圧入時にも最表面のＳｎめっき層が削れず、接続信頼性の高いプレスフィット端子とその製造方法及びプレスフィット端子−回路基板間の接続構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
［００１０］  上記課題を解決するために本発明に係るプレスフィット端子は、請求項１に記載の発明のように、回路基板の導電性スルーホールに挿入されるものであって、前記スルーホールと電気的接触をするプレスフィット接続部の母材表面に下地めっき層が１層又は複数層形成され、その最上層の下地めっき層の上にＳｎとその最上層の下地めっき金属との合金層が形成され、その合金層の最表面から数ｎｍないし５０ｎｍの範囲に合金化されていないＳｎが混在していろことを要旨とする。
［００１１］  この場合、請求項２に記載のように、前記合金化されていないＳｎは、前記合金層の最表面から数ｎｍないし５０ｎｍの範囲に島状に点在しているものであっても良い。
［００１２］  そして、請求項３に記載のように、前記下地めっき層は１層であり、そのめっき金属
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
がＮｉ又はＣｕであることが好適な例として挙げられる。
［００１３］  また、請求項４に記載のように、前記下地めっき層は２層であり、そのめっき金属が端子母材表面から順にＮｉ−Ｃｕ又はＣｕ−Ｎｉであることも好適な例として挙げられる。
［００１４］  また、請求項５に記載のように、前記下地めっき層は３層であり、そのめっき金属が端子母材表面から順にＣｕ−Ｎｉ−Ｃｕであることも好適な例として挙げられる。
［００１５］
［００１６］  そして、本発明に係るプレスフィット端子の製造方法は、請求項６に記載の発明のように、前記スルーホールと電気的接触をするプレスフィット接続部の母材表面に下地めっき層を１層又は複数層形成する下地めっき工程と、その最上層の下地めっき層の上に０．１μｍないし０．７μｍの厚み幅でＳｎめっき層を形成するＳｎめっき工程と、前記Ｓｎめっき層を形成した後、熱処理を行い、その最上層の下地めっき層の上にＳｎとその最上層の下地めっき金属との合金層を形成させ、かつその合金層の最表面から数ｎｍないし５０ｎｍの範囲に合金化されていないＳｎを混在させるリフロー工程とを備えることを要旨とする。
［００１７］  このとき、請求項８に記載のように、前記リフロー工程においては、前記合金層の最表面から数ｎｍないし５０ｎｍの範囲に合金化されていないＳｎを島状に点在させても良い。
［００１８］
［００１９］  またこの場合、請求項１０に記載のように、前記下地めっき層は１層であり、そのめっき金属がＮｉ又はＣｕであることが好適な例として挙げられる。
［００２０］  そして、請求項１１に記載のように、前記下地めっき層は２層であり、そのめっき金属が端子母材表面から順にＮｉ−Ｃｕ又はＣｕ−Ｎｉであることも好適な例として挙げられる。
［００２１］  また、請求項１２に記載のように、前記下地めっき層は３層であり、そのめっき金属が端子母材表面から順にＣｕ−Ｎｉ−Ｃｕであることも好適な例として挙げられる。
［００２２］  そして、請求項１３に記載のように、前記リフロー工程における熱処理温度が、２００℃以上２７０℃以下であることが望ましい。
［００２３］  更に、本発明は、請求項１４に記載の発明のように、プレスフィット端子と回路基板
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
の導電性スルーホールとの接続構造であって、前記プレスフィット接続部の母材表面に下地めっき層が１層又は複数層形成され、その最上層の下地めっき層の上にＳｎとその最上層の下地めっき金属との合金層が形成され、その合金層の最表面から数ｎｍないし５０ｎｍの範囲に合金化されていないＳｎが混在し、かつ前記プレスフィット接続部の表面硬度が前記スルーホールの接続部の表面硬度より高いことを要旨とする。
［００２４］  このとき、請求項１５に記載のように、前記合金化されていないＳｎは、前記合金層の最表面から数ｎｍないし５０ｎｍの範囲に島状に点在していても良い。
［００２５］  この場合、請求項１６に記載のように、前記下地めっき層は１層であり、そのめっき金属がＮｉ又はＣｕであることが好適な例として挙げられる。
［００２６］  また、請求項１７に記載のように、前記下地めっき層は２層であり、そのめっき金属が端子母材表面から順にＮｉ−Ｃｕ又はＣｕ−Ｎｉであることも好適な例として挙げられる。
［００２７］  そして、請求項１８に記載のように、前記下地めっき層は３層であり、そのめっき金属が端子母材表面から順にＣｕ−Ｎｉ−Ｃｕであることも好適な例として挙げられる。
［００２８］
【発明の効果】
［００２９］  請求項１に記載のプレスフィット端子によれば、プレスフィット接続部の最表面から数ｎｍないし５０ｎｍの範囲は合金化されていないＳｎとＳｎ合金とが混在した層となっている。そしてこのＳｎ合金層の硬度が、回路基板のスルーホール内周面にされたＣｕめっきの硬度より非常に高いものとなる。そのため、圧入時にプレスフィット接続部にかかる力をこの部分が受けて合金化されていないＳｎを保護するため、めっき層の削れを防ぐことができる。
［００３０］  また、合金層の最表面から数ｎｍないし５０ｎｍの範囲に混在する合金化されていないＳｎは非常に軟らかい性質を有する。それにより接続部における接触面積が増大して接続界面に隙間を作らないため、酸素の進入を防ぎ、高温環境下においてもめっきの酸化劣化等による接触抵抗の上昇を抑えることができる。
［００３１］  このような合金化されていないＳｎは、合金層の最表面から数ｎｍないし５０ｎｍの範囲に島状に点在している場合でも、請求項１に記載のプレスフィット端子と同様の作用効果を奏することができる。
［００３２］  そして請求項３ないし５に記載のように、下地めっき金属がＮｉ又はＣｕである場合、
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
例えば、最上層の下地めっき層の上に形成されたＳｎとその最上層の下地めっき金属との合金は回路基板のスルーホールにされたＣｕめっきより硬度が高いため、Ｓｎめっきされたプレスフィット端子がスルーホールへ圧入される際に発生していた端子表面のめっき層の削れを防ぐことができる。
［００３３］  この場合、下地めっき金属がＮｉの場合があるのは、例えば端子母材が銅亜鉛合金の場合、熱処理によって端子母材中のＺｎ成分がＳｎ層まで拡散することを防ぐためである。
［００３４］  また、母材表面に最も近いめっき層がＣｕ層の場合があるのは、例えばＮｉめっきが着きにくい端子母材を選択した場合に、Ｃｕを挟むことによってＮｉめっきの濡れ性などを良くするためである。
［００３５］  そして、下地めっき層が１層ないし３層であり、下地めっき層が１層の場合、めっき金属はＮｉ又はＣｕであり、下地めっき層が２層の場合、めっき金属は端子母材表面から順にＮｉ−Ｃｕ又はＣｕ−Ｎｉであり、下地めっき層が３層の場合、めっき金属は端子母材表面から順にＣｕ−Ｎｉ−Ｃｕであることにより種々の材料からなる母材に対応することができる。
［００３６］
［００３７］  そして、請求項７に記載のプレスフィット端子の製造方法によれば、最上層の下地めっき層の上にＳｎとその最上層の下地めっき金属との合金層を形成させ、その合金層の最表面から数ｎｍないし５０ｎｍの範囲に合金化されていないＳｎを混在させることができるため、プレスフィット接続部における端子表面のめっき層が削れるのを防ぐことができる。
［００３８］  また、プレスフィット接続部における接触面積が増大するので、接触抵抗を低下させることができる。そして、高温環境下での使用に対してもめっきの酸化劣化等が抑えられるため、接続信頼性の非常に高いプレスフィット端子を製造することができる。
［００３９］  このとき、請求項８に記載の製造方法により、合金層の最表面から数ｎｍないし５０ｎｍの範囲に合金化されていな
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
いＳｎを島状に点在させる場合でも、請求項６に記載のプレスフィット端子と同様の作用効果を奏することができる。
［００４０］
［００４１］  この場合、請求項１０ないし１２に記載のように、下地めっき金属にＮｉ又はＣｕを用いることにより、回路基板のスルーホールにされたＣｕめっきより硬度が高い合金層を最上層の下地めっき層の上に形成することができる。
［００４２］  また、下地めっき層を１層ないし３層とし、下地めっき層が１層の場合、めっき金属をＮｉ又はＣｕとし、下地めっき層が２層の場合、めっき金属を端子母材表面から順にＮｉ−Ｃｕ又はＣｕ−Ｎｉとし、下地めっき層が３層の場合、めっき金属を端子母材表面から順にＣｕ−Ｎｉ−Ｃｕとすることにより、種々の材料からなる母材に対応することができる。
［００４３］  また、請求項１３に記載のように、リフロー工程における熱処理温度を２００℃以上２７０℃以下にすることにより、最上層の下地めっき層の上にＳｎとその最上層の下地めっき金属との合金層を形成させ、かつその合金層の最表面から数ｎｍないし５０ｎｍの範囲に合金化されていないＳｎを混在または島状に点在させることが可能となる。
［００４４］  そして、請求項１４に記載のプレスフィット端子−回路基板間の接続構造にすることにより、端子表面のめっき層の削れによる回路のショートや誤作動等を防ぐことができる。また、高温環境下において安定して低い接触抵抗を維持するため、接続信頼性が非常に高いものとなる。
［００４５］  また、請求項１５に記載のように、合金化されていないＳｎが、プレスフィット端子接続部の母材表面に形成された合金層の最表面から数ｎｍないし５０ｎｍの範囲に島状に点在する場合でも、請求項１４に記載のプレスフィット端子−回路基板間の接続構造と同様の作用効果を奏することができる。
［００４６］  この場合、請求項１６ないし１８に記載のように、種々の下地めっきをすることができ
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
る。
［００４７］
【図面の簡単な説明】
［００４８］［図１］本発明の実施形態に係るプレスフィット端子を回路基板の導電性スルーホールに挿着する状態を示した図である。
［図２］本発明の実施形態に係るプレスフィット端子表面のめっきの様子を斜視図で表したものである。
［図３］本発明の実施形態に係るプレスフィット端子表面のめっき構成を示す図である。
［図４］本発明の実施形態に係るプレスフィット端子表面のリフロー工程後におけるＳＥＭ観察像を表す。
［図５］本発明の実施形態に係るプレスフィット端子表面のリフロー工程後におけるＡＥＳ分析（オージェ分光分析）の結果を表す図である。
［図６］本発明の実施形態に係るプレスフィット端子と回路基板の導電性スルーホールとの接続界面のＳＩＭ観察像である。
［図７］プレスフィット接続部にＮｉめっきのみされたプレスフィット端子と回路基板の導電性スルーホールとの接続界面のＳＩＭ観察像である。
［図８］本発明の実施形態に係るプレスフィット端子と回路基板の導電性スルーホールとを接続させた場合の、高温環境下での接触抵抗の変化を表す図である。
［図９］プレスフィット接続部にＮｉめっきのみされたプレスフィット端子と回路基板の導電性スルーホールとを接続させた場合の、高温環境下での接触抵抗の変化を表す図である。
［図１０］本発明の実施形態に係るプレスフィット端子表面のリフロー工程における温度
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
［００６８］  そして、本発明に係るプレスフィット端子のめっき処理工程は、母材表面に下地めっき層を形成する工程と、その最上層の下地めっき層にＳｎ層を形成する工程と、そのＳｎめっき層を形成した後、熱処理を行うリフロー工程とからなる。
［００６９］  下地めっき層やＳｎ層を形成する方法は、通常用いられるめっき方法により行なうことが可能なため、説明を省略する。リフロー工程は、その熱処理温度が２００℃以上２７０℃以下であることが好ましい。熱処理温度は、最高到達温度が２００℃から２７０℃であれば良く、室温から昇温させ、自然にあるいは強制的に降温させると良い。処理時間としては、数秒から数分の範囲であれば良い。図１０に熱処理の温度プロファイルの一例を示す。
［００７０］  このようなリフロー工程とすると、最上層の下地めっき層の上にＳｎとその最上層の下地めっき金属との合金層が形成されるとともに、その合金層の最表層に合金化されていないＳｎを混在させることができる。
［００７１］  なお、上記めっき処理工程における熱処理前のＳｎめっき層の厚みは、０．１ないし０．７７μｍであることが好ましい。０．１μｍ未満では、表面に均質なＳｎめっき層を形成させることが困難であるし、０．７μｍ以上である場合には、合金化されていないＳｎを混在させることができないからである。
［００７２］  図４は、本発明に係るプレスフィット端子の、リフロー工程後のめっき表面をＳＥＭを用いて観察した観察像である。
［００７３］  図６は、本発明に係るプレスフィット端子（図３のめっき構成では（ｃ）に当たる）とスルーホール（ＴＨ）との接続界面をＳＩＭ（イオン電子顕微鏡）で見た像である。図中最下層にスルーホールが位置し、その上には界面から順に合金化されていないＳｎ及び合金層−Ｃｕめっき層−Ｎｉめっき層−端子母材が見えている。
［００７４］  また図７は、プレスフィット端子母材表面にＮｉめっきした場合の、プレスフィット端子とスルーホールとの接続界面をＳＩＭ（イオン電子顕微鏡）で見た像である。図中最下層にスルーホールが位置し、その上には界面から順にＮｉめっき層−端子母材が見えている。
［００７５］  次に、本発明の実施例について以下に詳しく説明する。
［００７６］（実施例１）
【国際調査報告】
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