特許 5748019 ピン端子及び端子材料

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】5748019

(24)【登録日】2015年5月22日

(45)【発行日】2015年7月15日

(54)【発明の名称】ピン端子及び端子材料

(51)【国際特許分類】

   C25D 7/00 20060101AFI20150625BHJP

   H01R 13/03 20060101ALI20150625BHJP

   C22C 9/00 20060101ALI20150625BHJP

   C22C 38/00 20060101ALI20150625BHJP

【ＦＩ】

   C25D7/00 H

   H01R13/03 D

   C22C9/00

   C22C38/00 302Z

   H01R13/03 A

【請求項の数】6

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-172569(P2014-172569)

(22)【出願日】2014年8月27日

【審査請求日】2014年9月15日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】395011665

【氏名又は名称】株式会社オートネットワーク技術研究所

(73)【特許権者】

【識別番号】000183406

【氏名又は名称】住友電装株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000002130

【氏名又は名称】住友電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000648

【氏名又は名称】特許業務法人あいち国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】古川 欣吾

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 幹朗

(72)【発明者】

【氏名】澤田 滋

【審査官】 阿川 寛樹

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−２２２６５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１５１６６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１０７２９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１９６０８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０４９９０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２６９９９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２３７０５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−１４５７９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５９−００１６６６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２５Ｄ ７／００− ７／１２

Ｈ０１Ｒ １３／０３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

１０〜７０質量％のＦｅを含有し、残部がＣｕ及び不可避的不純物よりなる化学成分を有し、Ｆｅを主成分とするＦｅリッチ相がＣｕを主成分とするＣｕリッチ相の中に分布している金属組織を有すると共に表面に上記Ｆｅリッチ相及び上記Ｃｕリッチ相の両方が存在しているＣｕ−Ｆｅ系合金からなる芯材と、
該芯材上に存在するＮｉめっき膜と、
該Ｎｉめっき膜上に存在するＣｕめっき膜と、
該Ｃｕめっき膜上に存在するＣｕＳｎ合金層と、
該ＣｕＳｎ合金層上に存在するＳｎめっき膜とを有しており、
上記Ｎｉめっき膜の厚みは０．０１〜０．３μｍであることを特徴とするピン端子。

【請求項2】

上記ＣｕＳｎ合金層の厚みは０．２μｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載のピン端子。

【請求項3】

上記ＣｕＳｎ合金層にはＣｕ₆Ｓｎ₅金属間化合物が含まれていることを特徴とする請求項１または２に記載のピン端子。

【請求項4】

上記Ｃｕめっき膜の厚みは０．５〜１．５μｍであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のピン端子。

【請求項5】

上記Ｓｎめっき膜の厚みは０．６〜５μｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のピン端子。

【請求項6】

請求項１〜５のいずれか１項に記載のピン端子を作製するための端子材料であって、
１０〜７０質量％のＦｅを含有し、残部がＣｕ及び不可避的不純物よりなる化学成分を有し、Ｆｅを主成分とするＦｅリッチ相がＣｕを主成分とするＣｕリッチ相の中に分布している金属組織を有すると共に表面に上記Ｆｅリッチ相及び上記Ｃｕリッチ相の両方が存在しているＣｕ−Ｆｅ系合金からなる芯材と、
該芯材上に存在するＮｉめっき膜と、
該Ｎｉめっき膜上に存在するＣｕめっき膜と、
該Ｃｕめっき膜上に存在するＳｎめっき膜とを有しており、
上記Ｎｉめっき膜の厚みは０．０１〜０．３μｍであることを特徴とする端子材料。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ピン端子及び端子材料に関する。

【背景技術】

【0002】

自動車用ＰＣＢ（Printed Circuit Board）コネクタ等の基板用コネクタには、例えば黄銅などの、銅に数質量％程度の金属を添加した銅合金を芯材とするピン端子が用いられている。

【0003】

近年では、コネクタ全体の軽量化、小型化及び低コスト化のために、より高い剛性を有すると共に、材料コストを低減できるピン端子が望まれている。そこで、材料の強度が高く、材料コストの低い銅合金として、Ｃｕ（銅）にＦｅ（鉄）を添加したＣｕ−Ｆｅ系合金をピン端子の芯材として用いることが検討されている。

【0004】

例えば特許文献１には、０．０５〜５質量％の炭素が固溶した１０〜７０質量％のＦｅと、残部がＣｕ及び不可避不純物との合金からなるばね部材の例が開示されている。かかる化学成分を有するＣｕ−Ｆｅ系合金は、従来の銅合金よりも高い強度を有するものとなりやすい。また、Ｃｕ−Ｆｅ系合金は、Ｃｕよりも地金代の安価なＦｅを含有しているため、Ｆｅの含有量を多くすることにより材料コストを容易に低減することができる。

【0005】

このように、Ｃｕ−Ｆｅ系合金は、ピン端子の芯材として十分な強度と、材料コストとを両立する可能性を有する材料である。

【0006】

一方、Ｆｅを１０〜７０質量％含有するＣｕ−Ｆｅ系合金は、Ｃｕを主成分とするＣｕリッチ相と、Ｆｅを主成分とするＦｅリッチ相とが混在した金属組織を有しており、芯材の表面にＣｕリッチ相及びＦｅリッチ相の両方が存在している。Ｆｅリッチ相は黄銅等の銅合金に比べて腐食しやすいため、このようなＣｕ−Ｆｅ系合金よりなる芯材は、耐食性が低いという問題がある。

【0007】

ピン端子の耐食性を高めるためには、耐食性の高い金属層により芯材の表面を覆い、腐食しやすいＦｅリッチ相の露出を抑制することが有効である。そこで、Ｃｕ−Ｆｅ系合金よりなる芯材の表面にＳｎめっき膜を設けた後、Ｓｎめっき膜を加熱してリフロー処理を施し、芯材とＳｎめっき膜との間に耐食性の高いＣｕＳｎ合金層を形成する方法が検討されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開平５−１２５４６８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

しかしながら、上記の方法では、Ｃｕリッチ相とＳｎめっき膜とが接触している部分にはリフロー処理によりＣｕＳｎ合金層が形成されるが、Ｆｅリッチ相とＳｎめっき膜とが接触している部分にはＣｕＳｎ合金層が形成されない。それ故、何らかの原因によりＳｎめっき膜が消失した場合にＦｅリッチ相の露出を抑制することが困難であり、耐食性の向上には限界がある。

【0010】

一方、従来の銅合金よりなるピン端子においては、芯材上にＣｕめっき膜及びＳｎめっき膜を積層させた状態でリフロー処理を行うことにより、Ｃｕめっき膜とＳｎめっき膜との間にＣｕＳｎ合金層を形成する技術が知られている。しかし、上記の技術をＣｕ−Ｆｅ系合金よりなる芯材にそのまま適用するためには、以下の問題がある。即ち、Ｃｕ−Ｆｅ系合金よりなる芯材をＣｕめっき浴に浸漬すると、表面に露出したＦｅとめっき液中のＣｕイオンとの間で置換反応が起き、Ｃｕが析出する。この置換反応により析出したＣｕは、電気めっきにより形成したＣｕに比べて芯材との密着性が低いため、ピン端子の表面に形成されるＳｎめっき膜がＣｕごと剥離しやすくなる。また、Ｓｎめっき膜が剥離すると芯材の表面が露出するため、ＣｕＳｎ合金層による耐食性向上の効果を十分に得ることが困難である。

【0011】

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、低コストであり、かつ、優れた耐食性を有するピン端子及び該ピン端子を作製するための端子材料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】

【0012】

本発明の一態様は、１０〜７０質量％のＦｅを含有し、残部がＣｕ及び不可避的不純物よりなる化学成分を有し、Ｆｅを主成分とするＦｅリッチ相がＣｕを主成分とするＣｕリッチ相の中に分布している金属組織を有すると共に表面に上記Ｆｅリッチ相及び上記Ｃｕリッチ相の両方が存在しているＣｕ−Ｆｅ系合金からなる芯材と、
該芯材上に存在するＮｉめっき膜と、
該Ｎｉめっき膜上に存在するＣｕめっき膜と、
該Ｃｕめっき膜上に存在するＣｕＳｎ合金層と、
該ＣｕＳｎ合金層上に存在するＳｎめっき膜とを有しており、
上記Ｎｉめっき膜の厚みは０．０１〜０．３μｍであることを特徴とするピン端子にある。

【0013】

本発明の他の態様は、上記の態様のピン端子を作製するための端子材料であって、
１０〜７０質量％のＦｅを含有し、残部がＣｕ及び不可避的不純物よりなる化学成分を有し、Ｆｅを主成分とするＦｅリッチ相がＣｕを主成分とするＣｕリッチ相の中に分布している金属組織を有すると共に表面に上記Ｆｅリッチ相及び上記Ｃｕリッチ相の両方が存在しているＣｕ−Ｆｅ系合金からなる芯材と、
該芯材上に存在するＮｉめっき膜と、
該Ｎｉめっき膜上に存在するＣｕめっき膜と、
該Ｃｕめっき膜上に存在するＳｎめっき膜とを有しており、
上記Ｎｉめっき膜の厚みは０．０１〜０．３μｍであることを特徴とする端子材料にある。

【発明の効果】

【0014】

上記ピン端子は、上記特定の化学成分を有する芯材を用いて作製されている。そのため、上記ピン端子は、十分に高い強度と、低い材料コストとを容易に両立することができる。また、上記ピン端子は、上記芯材中に導電率の高いＣｕリッチ相が含まれているため、従来の銅合金と同等以上の導電率を容易に確保することができる。

【0015】

また、上記ピン端子は、上記芯材と上記Ｃｕめっき膜との間に上記Ｎｉめっき膜を有している。このように、上記芯材上に上記Ｎｉめっき膜を形成することにより、その後の上記Ｃｕめっき膜を形成する工程においてＣｕめっき浴が上記芯材に直接接触することを抑制できる。その結果、置換反応によるＣｕの析出を抑制し、上記Ｃｕめっき膜及び上記Ｓｎめっき膜と上記芯材との密着性を向上させることができる。

【0016】

また、上記ピン端子は、上記Ｃｕめっき膜と上記Ｓｎめっき膜との間に上記ＣｕＳｎ合金層を有している。上記ピン端子は、上記ＣｕＳｎ合金層の存在により上記芯材の露出を抑制できるため、優れた耐食性を有する。

【0017】

以上のように、上記ピン端子は、低コストかつ優れた耐食性を有する。

【0018】

また、上記端子材料は、上記芯材上に上記特定の順序で積層されためっき膜を有している。そのため、上記端子材料を加熱してリフロー処理を施すことにより、ＣｕとＳｎとを合金化させ、上記Ｃｕめっき膜と上記Ｓｎめっき膜との間に緻密な上記ＣｕＳｎ合金層を形成することができる。このように、上記端子材料は、リフロー処理という単純な処理を施すことにより、上記ピン端子を容易に作製することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】実施例における、ピン端子の斜視図。

【図2】実施例における、ピン端子の表面近傍の一部断面図。

【図3】実施例における、ピン端子を組み込んだ基板コネクタの正面図。

【図4】図３のIV−IV線矢視断面図。

【図5】実施例における、Ｓｎめっき膜を除去した状態のピン端子表面のＳＥＭ像。

【図6】比較例における、芯材上にＳｎめっき膜を形成した後にリフロー処理を行ったピン端子の一部断面図。

【図7】比較例における、塩化ナトリウム溶液を噴霧した後のピン端子表面のＳＥＭ像。

【発明を実施するための形態】

【0020】

上記ピン端子において、上記ＣｕＳｎ合金層は、上述したように、上記端子材料にリフロー処理を行うことにより形成することができる。この場合には、上記ＣｕＳｎ合金層中にＣｕ₆Ｓｎ₅金属間化合物が含まれていることが好ましい。該金属間化合物は、優れた耐食性を有するため、上記ピン端子全体の耐食性をより向上させることができる。また、上記金属間化合物は、比較的硬く、かつ、高い導電性を有するため、上記ピン端子を相手方端子に接続する際の接続信頼性を向上させることができ、接触抵抗及び端子挿入力が低い状態を長期間に亘って維持することができる。

【0021】

また、上記ＣｕＳｎ合金層は、例えばＣｕＳｎ合金のめっき処理等を行うことにより形成することも可能である。即ち、上記ピン端子は、例えば、Ｎｉめっき膜、Ｃｕめっき膜、ＣｕＳｎめっき膜及びＳｎめっき膜を上記芯材上に順次積層して作製することも可能である。この場合には、スペキュラム合金よりなるＣｕＳｎめっき膜をＣｕめっき膜上に形成することが好ましい。スペキュラム合金は、Ｃｕの含有量が３０〜５０質量％と比較的多いため、耐食性の高いＣｕ₆Ｓｎ₅金属間化合物を多く含んでいる。それ故、上述と同様に、上記ピン端子の耐食性及び接触信頼性をより向上させることができる。

【0022】

上記ＣｕＳｎ合金層の厚みは０．２μｍ以上であることが好ましい。この場合には、上記ＣｕＳｎ合金層の存在により、芯材の露出をより効果的に抑制することができる。その結果、上記ピン端子の耐食性をより向上させることができる。上記ＣｕＳｎ合金層の厚みが０．２μｍ未満の場合には、ＣｕＳｎ合金層による耐食性向上の効果が不十分となるおそれがある。

【0023】

上記ピン端子は、上記ＣｕＳｎ合金層が厚いほど優れた耐食性を有するが、ＣｕＳｎ合金層の厚みが１μｍを超える場合には、生産性が低下する一方で耐食性を向上させる効果が飽和し始め、厚みに見合った効果を得ることが難しい。それ故、優れた耐食性と高い生産性とを両立させる観点からは、上記ＣｕＳｎ合金層の厚みは０．２〜１μｍであることがより好ましい。

【0024】

上記Ｎｉめっき膜の厚みは０．０１〜０．３μｍである。上記Ｎｉめっき膜は、上述したように、Ｃｕめっき膜を形成する工程においてＣｕめっき浴が上記芯材と直接接触することを抑制し、Ｃｕめっき膜及びＳｎめっき膜と芯材との密着性を向上させる作用を有する。上記Ｎｉめっき膜の厚みを０．０１μｍ以上にすることにより、上記の効果を十分に得ることができる。

【0025】

上記Ｎｉめっき膜の厚みが０．０１μｍ未満の場合には、ピンホールやピット等の欠陥が上記Ｎｉめっき膜に過度に多く発生するため、Ｃｕめっき浴と芯材とが接触しやすくなる。その結果、置換反応によるＣｕの析出が起こりやすくなり、Ｓｎめっき膜及びＣｕめっき膜と芯材との間の密着性が低下するおそれがある。

【0026】

上記Ｎｉめっき膜は、欠陥を低減してＳｎめっき膜及びＣｕめっき膜と芯材との間の密着性を向上させる観点からは、膜厚を厚くすることが好ましい。しかし、Ｎｉめっき膜は、電気めっき処理における電流密度をＣｕめっきよりも高くすることが難しく、上記芯材上への製膜速度を速くすることには限界がある。それ故、Ｎｉめっき膜の膜厚を厚くしようとするとめっき処理に要する時間が長くなり、製造コストの増大を招くという問題がある。製造コストの増大を抑制しつつＳｎめっき膜等との優れた密着性及び耐食性を得るためには、上記Ｎｉめっき膜の膜厚を０．０１〜０．５μｍにすることが好ましく、０．０１〜０．３μｍにすることがより好ましい。

【0027】

上記Ｃｕめっき膜の厚みは０．５〜１．５μｍであることが好ましい。この場合には、Ｓｎめっき膜の密着性をより高めることができる。上記Ｃｕめっき膜の厚みが０．５μｍ未満の場合には、Ｓｎめっき膜の密着性が不十分となり、芯材から剥離しやすくなるおそれがある。また、上記ＣｕＳｎ合金層をリフロー処理により形成する場合には、Ｓｎとの合金化反応に費やされるＣｕ量が不足し、ＣｕＳｎ合金層の厚みが不十分となるおそれがある。従って、上記の効果を十分に得るために、Ｃｕめっき膜の厚みを０．５μｍ以上とすることが好ましい。

【0028】

なお、上記Ｃｕめっき膜の厚みの上限は特にないが、生産性及び材料コスト低減の観点からは１．５μｍ以下とすることが好ましく、１．０μｍ以下とすることがより好ましい。

【0029】

上記Ｓｎめっき膜の厚みは０．６〜５μｍであることが好ましい。Ｓｎめっき膜は比較的軟らかいため、厚みを上記特定の範囲にすることにより、相手方端子との接触抵抗を十分に低くすることができ、優れた接続信頼性を得ることができる。

【0030】

上記Ｓｎめっき膜の厚みが０．６μｍ未満の場合には、Ｓｎめっき膜による接続信頼性向上の効果が不十分となり、接触抵抗の上昇等を招くおそれがある。一方、上記Ｓｎめっき膜の厚みが５μｍを超える場合には、相手方端子との嵌合の際にＳｎめっき膜が相手方端子に掘り起こされる、あるいは相手方端子の表面に存在するＳｎめっき膜との凝着が生じる等の問題が発生しやすくなり、端子挿入力の上昇を招くおそれがある。従って、優れた接続信頼性と低い端子挿入力とを両立させる観点から、上記Ｓｎめっき膜の厚みは０．６〜５μｍであることが好ましい。同じ観点から、上記Ｓｎめっき膜の厚みは０．６〜３μｍがより好ましく、０．６〜２μｍが更に好ましい。

【0031】

上記芯材を構成するＣｕ−Ｆｅ系合金は、１０〜７０質量％以上のＦｅを含有し、残部がＣｕ及び不可避不純物よりなる化学成分を有している。かかる化学成分を有するＣｕ−Ｆｅ系合金は、Ｆｅを主成分とするＦｅリッチ相がＣｕを主成分とするＣｕリッチ相の中に分布している金属組織を有する。ここで、上述した「主成分」とは、最も含有量の多い元素であることを意味している。即ち、上記Ｃｕリッチ相は主成分のＣｕの他に微量のＦｅあるいは不純物を含有する場合がある。また、Ｆｅリッチ相は主成分のＦｅの他に微量のＣｕあるいは不純物を含有する場合がある。

【0032】

上記Ｃｕ−Ｆｅ系合金は、Ｆｅの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、上記芯材は、Ｆｅの含有量を１０質量％以上とすることにより、ピン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、上記芯材のＦｅの含有量を１０質量％以上とすることにより、従来の銅合金よりも材料コストを低減することができる。それ故、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の含有量は１０質量％以上とする。同じ観点から、Ｆｅの含有量は２０質量％以上が好ましく、５０質量％以上がより好ましい。

【0033】

一方、Ｃｕ−Ｆｅ系合金は、Ｆｅの含有量が過度に多くなると、曲げ加工を施す際の加工性が悪化するため、ピン端子に曲げ加工を施す際に割れ等が生じ易くなる。また、芯材に含まれるＦｅリッチ相はＣｕリッチ相に比べて導電率が低いため、Ｆｅの含有量が過度に多い場合には、上記芯材の導電率が低くなりやすい。それ故、Ｆｅの含有量が過度に多い場合には、ピン端子に要求される導電率を満足することが困難となるおそれがある。これらの問題は、Ｆｅの含有量を７０質量％以下に規制することにより回避することができる。同様の観点から、Ｆｅの含有量を６０質量％以下に規制することが好ましい。

【0034】

以上のように、上記芯材は、Ｆｅの含有量を１０〜７０質量％とすることにより、ピン端子に要求される強度、加工性、導電性等の諸特性を満足でき、かつ、従来よりも材料コストを低減できる。

【0035】

上記端子材料は、例えば、上記特定の範囲の化学成分を有するＣｕ−Ｆｅ系合金の線材にめっき処理を施すことにより作製することができる。即ち、上記端子材料は、所望の断面形状を有する線材に、Ｎｉめっき処理、Ｃｕめっき処理及びＳｎめっき処理を順次施すことにより作製できる。また、上記端子材料は、Ｃｕ−Ｆｅ系合金の板材に打ち抜き加工を施して得られる打ち抜き材に、上記のめっき処理を順次施して作製してもよい。上述のようにして得られた端子材料は、リフロー処理を行ってＣｕＳｎ合金層を形成した後、プレス加工による成形及び端子の切り離しを経てピン端子となる。なお、上述した線材や板材は、Ｃｕ−Ｆｅ系合金の鋳塊に熱間加工、冷間加工及び熱処理等の公知の工程を適宜組み合わせることにより作製できる。

【実施例】

【0036】

（実施例）
上記ピン端子の実施例について、図を用いて説明する。図１及び図２に示すように、ピン端子１は、１０〜７０質量％のＦｅを含有し、残部がＣｕ及び不可避的不純物よりなる化学成分を有するＣｕ−Ｆｅ系合金からなる芯材２を有している。また、ピン端子１は、芯材２上に存在するＮｉめっき膜３と、Ｎｉめっき膜３上に存在するＣｕめっき膜４と、Ｃｕめっき膜４上に存在するＣｕＳｎ合金層５と、ＣｕＳｎ合金層５上に存在するＳｎめっき膜６とを有している。

【0037】

以下、ピン端子１のより詳細な構成を、作製方法の一例と共に説明する。本例においては、まず、一辺が０．６４ｍｍの正方形断面を有し、Ｆｅを５０質量％含有するＣｕ−Ｆｅ系合金からなる角線材を準備した。かかる組成を有するＣｕ−Ｆｅ系合金は、Ｆｅの含有量が固溶限を超えているため、Ｃｕリッチ相２０中にＦｅリッチ相２１が分布した金属組織（図２参照）を有している。

【0038】

次に、上記角線材の表面に電気めっき処理を順次施すことにより、Ｎｉめっき膜３、Ｃｕめっき膜４及びＳｎめっき膜６を積層させ、端子材料を作製した。電気めっき処理の条件は、従来公知の条件から適宜選択することができる。本例においては、Ｎｉめっき膜３の膜厚が０．３μｍ、Ｃｕめっき膜４の膜厚が１．０μｍ、Ｓｎめっき膜６の膜厚が１．０μｍとなるように電気めっき処理を行った。

【0039】

次いで、Ｎｉめっき膜３、Ｃｕめっき膜４及びＳｎめっき膜６が形成された端子材料を加熱してリフロー処理を行い、Ｃｕめっき膜４とＳｎめっき膜６との間にＣｕＳｎ合金層５を形成した。リフロー処理における加熱温度は、Ｓｎの融点をＴ_mとしたときに、Ｔ_m〜Ｔ_m＋５０℃の範囲内であることが好ましい。上記リフロー処理の加熱温度を上記特定の温度範囲とすることにより、ＳｎとＣｕとを合金化させ、ＣｕＳｎ合金層５を確実に形成することができる。また、上記特定の温度範囲で上記リフロー処理を行う場合には、加熱時間を１０〜１２０秒の範囲に制御することが好ましい。加熱温度及び加熱時間を上記の範囲内で設定することにより、緻密なＣｕＳｎ合金層５を容易に形成することができる。

【0040】

本例においては、リフロー処理における加熱温度を２８０℃とし、加熱時間を２０秒とした。その結果、０．３μｍの厚みを有し、Ｃｕ₆Ｓｎ₅金属間化合物が含まれているＣｕＳｎ合金層５を形成することができた。また、図には示さないが、本例においては、上記のリフロー処理を行うことによりＮｉめっき膜３のＮｉと芯材２及びＣｕめっき膜４のＣｕとが合金化し、芯材２とＮｉめっき膜３との間及びＮｉめっき膜３とＣｕめっき膜４との間にＣｕＮｉ合金層が形成された。

【0041】

リフロー処理の後、端子材料にプレス加工を施し、所望の長さに切り離すと同時に切り離した端末部１００をテーパ状に成形した。以上により、図１に示すピン端子１を得た。なお、本例のピン端子１は、プレス加工による切り離しの際に、切り離された端末部１００に芯材２が不可避的に露出する。しかしながら、端末部１００は相手方端子と直接接触せず通電経路とはならないこと、及び、ＣｕＳｎ合金層５により覆われた側周面１０１に比べて端末部１００の面積比率が極めて小さいことから、端末部１００における芯材２の露出がピン端子１全体の耐食性の低下を招くことはない。

【0042】

本例のピン端子１は、例えば、図３及び図４に示すＰＣＢコネクタ１０等の基板用コネクタに組み込んで用いることができる。コネクタ１０は、凹部７１を備えたハウジング７と、ハウジング７を貫通して配置された複数のピン端子１とを有している。

【0043】

ハウジング７は、図３及び図４に示すように略直方体状を呈しており、ピン端子１が貫通する底壁部７２と、底壁部７２の外周縁部から立設された側壁部７３とを有している。そして、底壁部７２及び側壁部７３により囲まれた空間が凹部７１を構成している。

【0044】

図４に示すように、ピン端子１は底壁部７２を貫通して配置されており、凹部７１内に相手方端子と直接接触する端子接続部１０２を有している。また、ピン端子１は、端子接続部１０２と反対側の端部にはんだ付け部１０３を有している。はんだ付け部１０３は、コネクタ１０をＰＣＢ基板Ｐに実装する作業において、ＰＣＢ基板Ｐのスルーホール（図示略）に挿入された状態ではんだ付けが施される。また、本例のピン端子１は、コネクタ１０に配設された状態において、端子接続部１０２とはんだ付け部１０３とが互いに直角方向となるように屈曲されている。

【0045】

次に、本例の作用効果を説明する。図５に、Ｓｎめっき膜６をエッチングにより除去し、ＣｕＳｎ合金層５を露出させた状態のピン端子１の表面のＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）像を示す。図５より、上記の方法により作製したピン端子１は、ピットやピンホール等が少なく、ＣｕＳｎ合金の結晶５０が緻密かつ均一に形成されたＣｕＳｎ合金層５を有していることが理解できる。本例のピン端子１は、このようなＣｕＳｎ合金層５を有していることにより、芯材２の露出を抑制でき、優れた耐食性を有すると考えられる。

【0046】

（比較例）
本例は、Ｃｕ−Ｆｅ系合金よりなる芯材２の表面に直接Ｓｎめっき膜６を形成し、リフロー処理を行ったピン端子８（図６参照）の例である。本例のピン端子８は、芯材２の表面に電気めっきにより膜厚１．５μｍのＳｎめっき膜６を形成した後、温度２８０℃、２０秒間の加熱条件でリフロー処理を行うことにより作製した。なお、図６及び図７において用いた符号のうち、実施例において用いた符号と同一のものは、特に説明のない限り実施例と同様の構成要素等を示す。

【0047】

本例においては、ピン端子８に中性の塩化ナトリウム溶液を連続的に噴霧して耐食性の評価を行った。なお、耐食性の評価は、ＪＩＳ Ｈ ８５０２：１９９９に規定する中性塩水噴霧試験方法に準じた条件により行った。

【0048】

図７に、塩化ナトリウム溶液の噴霧を９６時間行った後のピン端子８の表面のＳＥＭ像を示す。図７に示すように、試験後のピン端子８の表面からは腐食によりＳｎめっき膜６が消失しており、粒状の微細な結晶が集まっている領域Ａと、比較的平坦な領域Ｂとが混在していた。また、図７と同一の視野について元素マッピング像を取得したところ、領域Ａに存在する粒状の微細な結晶はＣｕＳｎ合金の結晶５０であり、領域Ｂは表面に露出したＦｅリッチ相２１であることが確認できた。

【0049】

以上の結果から、本例のように芯材２の表面に直接Ｓｎめっき膜６を形成した後にリフロー処理を行う場合、図６に示すように、Ｆｅリッチ相２１とＳｎめっき膜６とが接触している部分にはＣｕＳｎ合金層５が形成されないことが理解できる。本例のピン端子８は、Ｓｎめっき膜６が腐食等により消失した後は、表面に露出したＦｅリッチ相２１から芯材２の深部に向けて腐食が進行するおそれがある。以上より、本例のピン端子８は実施例のピン端子１に比べて耐食性が低いことが理解できる。

【符号の説明】

【0050】

１ ピン端子
２ 芯材
３ Ｎｉめっき膜
４ Ｃｕめっき膜
５ ＣｎＳｎ合金層
６ Ｓｎめっき膜

【要約】

【課題】低コストであり、かつ、優れた耐食性を有するピン端子及び該ピン端子を作製するための端子材料を提供する。
【解決手段】ピン端子１は、１０〜７０質量％のＦｅを含有し、残部がＣｕ及び不可避的不純物よりなる化学成分を有するＣｕ−Ｆｅ系合金からなる芯材２を有している。また、ピン端子１は、芯材２上に存在するＮｉめっき膜３と、Ｎｉめっき膜３上に存在するＣｕめっき膜４と、Ｃｕめっき膜４上に存在するＣｕＳｎ合金層５と、ＣｕＳｎ合金層５上に存在するＳｎめっき膜６とを有している。
【選択図】図２

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図6】

【図5】

【図7】