CN101138134A - 压入配合端子、用于制造该端子的方法和压入配合端子与电路板之间连接的结构 - Google Patents

Abstract

为了提供具有良好连接可靠性的压入配合端子，当压入配合到电路板的通孔中时，其电镀表面不剥落。用于插入到电路板的导电通孔中的压入配合端子的制造包括形成底镀层的步骤，该底镀层包括压入配合端子的连接部分的端子基座的表面上的一个或多个镀层，该镀层与通孔电接触，还包括在顶镀层上形成镀锡层的步骤，以及在形成镀锡层的步骤之后，进行热处理的回流处理，以在底镀层上形成锡和顶镀层的底镀金属的合金层，以及使得未合金锡混合到合金层的外层中的步骤。

Description

压入配合端子、用于制造该端子的方法和压入配合端子与电路板之间连接的结构

技术领域

本发明涉及将插入并安装到印刷电路板等的通孔中的压入配合端子，尤其是当压入到印刷电路板等的通孔中时，压入配合端子的连接部分的外表面上的镀锡层不会剥落，还涉及用于制造该压入配合端子的方法，和该压入配合端子和电路板之间连接的结构。

背景技术

通常，在如印刷电路板之类的电路板和连接器端子之间的电连接中，众所周知的是，连接器端子压入配合到电路板的导电通孔中，以在不进行焊接的情况下机械固定。此处使用的端子称为压入配合端子，它具有插入到电路板中的端子插入部分，插入并安装到用于PCB等的连接器上的端子固定(attaching)部分，和压入配合连接部分，该压入配合连接部分放置在端子插入部分和端子固定部分之间，并与通孔电接触。

该压入配合端子构造使得，端子插入部分首先插入到电路板的通孔中，并且其宽度大于通孔直径的压入配合连接部分压入配合到通孔中，以产生接触载荷，从而获得电连接和机械连接。

在这种情况下，为了在连接中获得较低的和稳定的接触阻力，通常对接触通孔的压入配合连接部分的至少一外表面进行镀锡。

日本专利申请未审公开No.Hei11-135226涉及用于制造内安装型连接器的方法，其中对端子表面进行镀锡，用于减小端子的插入力，同时保持稳定的接触阻力。

尤其是，日本专利申请未审公开No.Hei11-135226公开的是，在端子表面上形成镀镍层，在镀镍层上形成镀铜层，并且在镀铜层上形成镀锡层，然后在150至170℃之间的温度下在端子基座上进行热处理，使其中一个端子的滑动部分中镀锡层的厚度保持在0.1至0.3微米，并使另一端子的滑动部分中镀锡层的厚度保持在0.1微米或更厚。

然而，由于通常对通孔的内表面进行镀铜，并且镀锡层比镀铜层更软，其中镀锡层略微保留在如上所述端子表面上的端子出现的问题是，当端子压入配合到通孔中时，通孔的边缘将端子的镀锡层剥落，以产生剥落件，从而在电路中发生短路或故障。

为了克服该问题，提供吸附所产生的剥落件的方法，使用比锡更硬的镍作为用于对端子电镀的金属等。然而，吸附的方法存在电路板的定位的问题，并且连接器有时使得难以吸附，检验完全去除的实验较为复杂，并且用于吸附的设备的需要导致成本增加。另外，在使用镍作为端子电镀金属的方法中，鉴于连接可靠性，锡需要用作用于通孔的电镀的金属，并且引起在获得电路板中较难或者成本较高的问题。

发明内容

本发明的目的是克服上述问题，和提供具有良好连接可靠性的压入配合端子，当压入配合到电路板的通孔中时，其外表面上的镀锡层不会剥落，和用于制造该端子的方法，以及压入配合端子和电路板之间连接的结构。

为了实现该目的，并根据本发明的目的，如权利要求1中所述，将插入到电路板的导电通孔中的本发明所述压入配合端子的特征在于，具有包括一个或多个镀层的底镀层，形成在压入配合端子的连接部分中端子基座的表面上，该表面与通孔电接触，顶镀层的锡和底镀金属的合金层，它形成在底镀层上，及未合金锡，它混合在合金层的外层中。

如权利要求2所述，该未合金锡在合金层的外层中孤立。

如权利要求3所述，最好是当底镀层包括一个镀层时，镀层的电镀金属为镍和铜中的一个。

如权利要求4所述，当底镀层包括两个镀层时，镀层的电镀金属为镍和铜中的一个，并且从端子基座的表面顺序为铜和镍。

如权利要求5所述，当底镀层包括三个镀层时，镀层的电镀金属从端子基座的表面顺序为铜、镍和铜。

如权利要求6所述，未合金锡具有从合金层的外表面几纳米到50纳米的深度。

如权利要求7所述，用于制造用于插入到电路板的导电通孔中的压入配合端子的方法，该方法包括形成底镀层的步骤，该底镀层包括压入配合端子的连接部分中端子基座的表面上的一个或多个镀层，该表面与通孔电连接，在顶镀层上形成镀锡层的步骤，和在形成镀锡层的步骤之后，进行热处理的回流处理，以在底镀层上形成锡和顶镀层的底镀金属的合金层，以及使未合金锡混合在合金层的外层中的步骤。

如权利要求8所述，在进行回流处理的步骤中，未合金锡在合金层的外层中孤立。

如权利要求9所述，期望镀锡层的厚度在0.1至0.7微米。

如权利要求10所述，最好是当底镀层包括一个镀层时，镀层的电镀金属为镍和铜中的一个。

如权利要求11所述，还最好是当底镀层包括两个镀层时，镀层的电镀金属为镍和铜中的一个，并且从端子基座的表面顺序为铜和镍。

如权利要求12所述，还最好是当底镀层包括三个镀层时，镀层的电镀金属从端子基座的表面顺序为铜、镍和铜。

如权利要求13所述，最好是在进行回流处理的步骤中热处理温度从200到300℃。

另外，如权利要求14所述，压入配合端子和电路板的导电通孔之间连接的结构，其特征在于，包括一个或多个镀层的底镀层形成在压入配合端子的连接部分中端子基座的表面上，顶镀层的锡和底镀金属的合金层形成在底镀层上，未合金锡混合在合金层的外层中，及压入配合连接部分的表面硬度高于通孔的连接部分的表面硬度。

如权利要求15所述，该未合金锡在合金层的外层中孤立。

如权利要求16所述，最好是当底镀层包括一个镀层时，镀层的电镀金属为镍和铜中的一个。

如权利要求17所述，还最好是当底镀层包括两个镀层时，镀层的电镀金属为镍和铜中的一个，并且从端子基座的表面顺序为铜和镍。

如权利要求18所述，还最好是当底镀层包括三个镀层时，镀层的电镀金属从端子基座的表面开始为铜、镍、铜。

如权利要求19所述，期望未合金锡具有从合金层的外表面几纳米到50纳米的深度。

发明效果

根据权利要求1中所述的压入配合端子，该压入配合连接部分在未合金锡和锡基合金在其中混合的外表面上具有一层。锡基合金层的硬度明显高于对电路板的通孔的内表面进行镀铜的硬度。因此，较硬部分接受当压入配合端子压入配合时施加在压入配合连接部分上的力，以保护未合金锡，从而可防止镀层剥落。

另外，混合在合金层的外层中的未合金锡具有非常软的属性，从而在连接界面中不产生间隙地增大压入配合连接部分中的接触面积。于是，防止氧气进入，从而即使在较热环境中，也可减小由于电镀因氧化等而退化导致的接触阻力增大。

即使当未合金锡在合金层的外层中孤立时，如上所述的未合金锡也能够获得与权利要求1中所述压入配合端子相同的作用和效果。

另外，当在权利要求3至5中顶镀层的电镀金属为镍或铜时，由于例如锡和形成在底镀层上的顶镀层的底镀金属的合金硬度高于对电路板的通孔进行镀铜的硬度，所以可以防止当镀锡压入配合端子压入配合到通孔中时发生的端子表面上镀层的剥落。

在某些情况下由于如果端子基座用铜锌合金制成，所以底镀金属为镍，这防止了端子基座中锌元素通过热处理扩散到锡层中。

另外，在某些情况下由于如果选择镀锡难易粘结到其上的端子基座，所以最靠近端子基座的表面的镀层为铜镀层，铜的放入提高了潮湿属性和镀镍的属性。

通过形成底镀层，包括一到三个层：当底镀层包括一个镀层时，电镀金属为镍和铜中的一个；镀层的电镀金属为镍和铜中的一个，并且当底镀层包括两个镀层时，镀层的电镀金属为镍和铜中的一个，从端子基座的表面顺序为铜和镍；并且当底镀层包括三个镀层时，镀层的电镀金属从端子基座的表面顺序为铜、镍和铜，该底镀层适合于包括各种基础材料的端子基座。

另外，如权利要求6中所述，通过使未合金锡具有从合金层的外表面几纳米到50纳米的深度，可以获得优点，从而未合金锡变得可能受到存在于下面和其周围的高硬度合金的影响，从而较软的锡受到保护，以防止镀层的剥落，并且较软的锡使得接触面积增大。

根据如权利要求7所述的用于制造压入配合端子的方法，锡和顶镀层的底镀金属的合金层可以形成在底镀层上，并且未合金锡可以混合在合金层的外层中；因此，可以防止压入配合连接部分中端子表面上镀层的剥落。

另外，由于压入配合连接部分中接触面积增大，所以可以降低接触阻力。另外，由于即使在较热环境中使用，也减小了因电镀的氧化等的退化，所以可以制造具有良好连接可靠性的压入配合端子。

根据如权利要求8中所述用于制造压入配合端子的方法，即使当未合金锡在合金层的外层中形成孤立，也可以获得如权利要求7中所述的和压入配合端子相同的作用和效果。

另外，如权利要求9所述，通过使镀锡层的厚度在0.1至0.7微米之间，变得可能在底镀层上形成锡和顶镀层的底镀金属的合金层，并通过回流处理中的热处理，使得未合金锡在合金层的外层中混合或孤立，不完全使锡镀层合金。

如权利要求10至12中所示，通过将镍或铜用作底镀金属具有比对电路板的通孔进行镀铜更高硬度的合金层可以形成在底镀层上。

另外，通过使得底镀层包括一到三个镀层：当底镀层包括一个镀层时，该电镀金属为镍或铜；当底镀层包括两个镀层时，镀层的电镀金属从端子基座的表面顺序为镍和铜或铜和镍；并且当底镀层包括三个镀层时，镀层的电镀金属从端子基座的表面顺序为铜、镍和铜，该底镀层适合于包括各种基础材料的端子基座。

另外，如权利要求13所述，通过在进行回流处理的步骤中使得热处理温度为从200到300，变得可能在底镀层上形成锡和顶镀层的底镀金属的合金层，并使得未合金锡在合金层的外层中混合或孤立。

如权利要求14所述，通过使用在压入配合端子和电路板之间连接的结构，可以防止电路由于端子表面上镀层的剥落而短路或故障。另外，在较热环境中可以保持较低的和稳定的接触阻力，从而连接可靠性变的良好。

如权利要求15中所述，即使当未合金锡在形成在压入配合连接部分中端子基座的表面上的合金层的外层中孤立时，也可以获得和权利要求14中所述的压入配合端子和电路板之间连接的结构相同的作用和效果。

可以进行如权利要求16至18中所述的各种底镀。

如权利要求19中所述，通过使得未合金锡具有从合金层的外侧表面几纳米到50纳米的深度，未合金锡变得可能接受存在于下面和其周围的高硬度合金的影响，从而未合金的较软的锡受到保护。另外，将压入配合端子与电路板的通孔连接时，防止了镀层的剥落，并且未合金的较软的锡增大了接触面积，从而保持较低的和稳定的接触阻力，以使得连接可靠性良好。

附图简要描述

附图1是一视图，时除了本发明的优选实施例所述压入配合端子将插入并安装到电路板的导电通孔中的状态；

附图2是电镀在本发明的优选实施例所述压入配合端子的表面上的外观的斜视图；

附图3A至3E是示出本发明的优选实施例所述压入配合端子的表面上电镀结构的视图；

附图4示出了在本发明的优选实施例所述压入配合端子的表面上进行回流处理之后的SEM观察图像；

附图5A和5B是示出在本发明的优选实施例所述压入配合端子的表面上进行回流处理之后AES(俄歇电子能谱)的结果的图表；

附图6示出了本发明的优选实施例所述压入配合端子和电路板的导电通孔之间的连接界面的SIM观察图像；

附图7示出了只对压入配合连接部分进行镀镍的压入配合端子与电路板的导电通孔之间的连接界面的SIM观察图像；

附图8是一图表，示出了在将本发明的优选实施例所述压入配合端子与电路板的导电通孔连接的情况下，热环境中接触阻力的变化；

附图9是一图表，示出了在只对压入配合连接部分进行镀镍的压入配合端子和电路板的导电通孔连接的情况下，热环境中接触阻力的变化；

附图10是一图表，示出了本发明的优选实施例所述压入配合端子的表面上回流处理中的温度曲线；及

附图11A至11G是示出压入配合端子的变型的压入配合连接部分的横截面形状的视图。

实现本发明的最佳模式

现在将参照附图1至11G给出本发明的一个优选实施例的详细描述。

通过在如铜基合金之类的良好导电性的金属线上进行压接加工，形成如附图1中所示的本发明的优选实施例所述压入配合端子10。板连接部分12构造成将插入到如印刷电路板之类的电路板13的通孔14中。

附图11A至11G是示出各种压入配合端子的连接部分的横截面形状的例子的视图。

附图11A和11B中所示压入配合端子称为分体杆型端子。附图11A中的端子特别称为交错型端子。两个分体方块111a和112a形成在横截面上交错，它们在附图11A中所示的相应箭头方向上移动到通道部分113a内部，从而压入配合端子变形成可插入到通孔中，并压入配合到其中。于是，该压入配合端子固定成经两个点A和B与通孔的内表面114a电接触。

附图11B中的端子特别称为针型I端子，其中两个分体方块111b和112b形成在横截面中，并且通道部分113b形成在方块111b和112b之间。方块111b和112b在附图11B中所示的相应箭头方向上移动到通道部分113b内部，从而压入配合端子压入配合到通孔中，并固定成经两个面C和D与通孔的内表面114b电接触。

附图11C至l1F中所示的压入配合端子在横截面中分别采用字母表的字母的形状，并且字母表的形状变形。

附图11C中所示的压入配合端子特别称为C形端子，其中字母C的字母表形状形成在横截面中。端子横截面111C在通道部分113c内在箭头方向上弹性变形，以减小C形端子的直径，从而端子压入配合到通孔中，以固定成经整个压入配合连接部分的外表面与通孔的内表面114c电接触。

附图11D中所示的压入配合端子特别称为M形端子，其中字母M的字母表形状形成在横截面中。端子横截面111d和112d在附图11D中所示的相应箭头方向上弹性变形到通道部分113d内部，从而该M形端子压入配合到通孔中，以经两个面E和F固定成与通孔的内表面114d电接触。

附图11E中所示的压入配合端子特别称为N形端子，其中字母N的字母表形状形成在横截面中。端子横截面111e和112e在附图11E中所示的相应箭头方向上弹性变形到通道部分113e内部，从而该N形端子压入配合到通孔中，以经两个面G和H与通孔的内表面114e电接触。

附图11F中所示的压入配合端子特别称为H形端子，其中字母H的字母表形状形成在横截面中。端子横截面111f和112f在附图11F中所示的相应箭头方向上弹性变形到通道部分113f内部，从而该H形端子压入配合到通孔中，以经两个面I和J与通孔的内表面114f电接触。

具有附图11A至11F中所示横截面形状的端子在压入配合连接部分的弹性变形量上较大，因此易于响应于印刷电路板的通孔直径的尺寸变化，从而普遍成为主要的端子。

附图11G中所示的压入配合端子称为固定型端子，其中方块形成在横截面中，并且端子构造成经四个点K、L、M和N与通孔的内表面114g电接触。压入配合连接部分的弹性变形量较小的该固定型端子通过塑性变形压入配合到通孔中。

各种导电通路15形成在电路板13的表面上，并且数个通孔14形成在电路板13中。在通孔14的内表面上，通过电镀等形成接触部分16，并且接触部分与导电通路15连接。

在压入配合端子10的板连接部分12的末端处，将端子导引插入到通孔14中的导引部分17形成，并且在该导引部分17上方，一对弹性变形部分18形成在通孔14的深度的大约两倍左右的长度上。弹性变形部分18处于厚条带形状，并向外膨胀，以产生大致弧形，并且通道部分19形成在其中。

压入配合端子在纵向上略微高于中心的外表面在总长度的大约三分之一的长度上形成大致线性部分18A，从而彼此平行，或形成平缓的弧形。对应于大致线性部分18A的部分起到压入配合连接部分的作用，并与通孔14的接触部分16电接触。

附图2是电镀在本发明的优选实施例所述压入配合端子的表面上的层的结构的斜视图。在附图2中，底镀层26形成在端子基座28上，并且底镀金属和锡的合金层24形成在其上，其中非合金的锡层22与合金层混合。该非合金系层22最好具有从合金层24的外侧表面几纳米到50纳米的深度。

附图3A至3E是示出本发明的优选实施所述压入配合端子的横截面中镀层结构的视图。附图3A示出了该结构，其中镀镍层34形成在端子基座36上，锡镍合金层32形成在镀镍层上，并且非合金系层31混合在锡镍合金层32的外层中。附图3B示出了该结构，其中镀铜层35形成在端子基座36上，锡铜合金层33形成在镀铜层上，并且非合金锡层31混合在锡铜合金层33的外侧层中。附图3A和3B中的底镀层分别包括一个镀层。

附图3C示出了该结构，其中镀铜层35和镀镍层34从作为底镀层的顶部形成在端子基座36上，锡铜合金层33形成在它们上，并且非合金锡层31混合在锡铜合金层33的外层中。附图3D示出了该结构，其中镀镍层34和镀铜层35从作为底镀层的顶部形成在端子基座36上，锡镍合金层32形成在它们上，并且非合金锡层31混合在锡镍合金层32的外层中。附图3C和3D中的底镀层分别包括两个镀层。

附图3E示出了该结构，其中镀铜层35、镀镍层34和镀铜层35从作为底镀层的顶部形成在端子基座36上，锡铜合金层33形成在它们上，并且非合金锡层31混合在锡铜合金层33的外层中。附图3E中的底镀层包括三个镀层。

电镀到本发明所述压入配合端子上的过程包括在端子基座上形成底镀层，在顶镀层上形成镀锡层，并在镀锡层形成之后进行热处理的回流处理的步骤。

形成底镀层或镀锡层的方法可以是通常使用的电镀方法，并且将省略其描述。在回流处理中，热处理温度最好从200到300℃。基本只要热处理温度具有从200到300℃的最大极限温度，最好是从室温升高温度，并自然地或有力地降低。热处理时间可以在几秒钟到几分钟。附图10是示出热处理的温度曲线的一个例子的图表。

采用上述回流处理，锡与顶镀层的底镀金属的合金层可以形成在底镀层上，并且非合金锡可以混合在该合金层的外层中。

在进行如上所述电镀的过程中，镀锡层在热处理之前的厚度最好是0.1至0.7微米。如果小于0.1微米，难以在底镀层上形成均匀的镀锡层，并且如果大于0.7微米，则不可能使非合金锡混合。

附图4是示出本发明所述压入配合端子的电镀表面在进行回流处理之后的观察图像的视图，该图像通过使用SEM观察。

附图6是示出本发明所述压入配合端子(具有附图3C的电镀结构)和通孔(TH)之间连接界面的图像的视图，该图像通过SIM(扫描离子显微镜)观察。在附图6中，通孔定位在底部处，从连接界面按照非合金锡和合金层、镀铜层、镀镍层和端子基座的顺序观察到它们在底部上。

附图7是一视图，示出了当对端子基座进行镀镍时，压入配合端子和通孔之间的连接界面的图像，该图像通过SIM(扫描离子显微镜)观察。在附图7中，该通孔定位在底部，从连接界面按照镀镍层和端子基座的顺序观察到它们在底部上。

接下来，将详细描述本发明的例子。

(例子1)

作为底镀层，对具有作为基础材料的铜基合金的压入配合端子的连接部分进行镀镍，并且对其进行0.4微米厚度的镀锡。然后，进行(大约30秒的)热一冷处理，从而在附图10中所示温度条件下，极限最大温度变为232-odd℃，并且锡镍合金层形成在镀镍层上。

然后，用SEM观察热一冷处理(回流处理)之后压入配合端子的电镀表面。在附图4中示出了其SEM图像。

从附图4中的SEM图像观察到，白色部分42和黑色部分44混合。用AES(俄歇电子能谱)测量白色部分42和黑色部分44中锡和镍的百分比。其结果在附图5A和5B中示出。

附图5A示出了附图4中所示白色部分42上的测量结果，并且附图5B示出了附图4中所示黑色部分44上的测量结果。在附图5A和5B中，水平轴表示从测量点获得的电镀外侧表面的深度，并且垂直轴表示测量点获得的锡元素和镍元素的原子百分数。

线51和53表示锡百分比的值，并且线52和54表示镍百分比的值。在椭圆55中，示出了在白色部分42中几纳米到50纳米的深度处锡百分比中的变化。

附图5A中线51和52示出了，在50纳米到300纳米的深度处，锡百分比为大约40％，并且镍百分比恒定地为大约60％，从中可看出，锡和底镀金属镍的合金层均匀地形成在附图4中白色部分42的该范围中。与上述范围相比，(椭圆55中)在从电镀外表面几纳米到50纳米的深度处，锡百分比较高(最大值为50％至60％)，并且镍百分比较低。应当注意的是，AES(俄歇电子能谱)中测量束的直径和附图4中白色部分42的直径之间的比较显示出测量束的直径较大，并且无法进行只有白色部分42的完整测量；因此，认为从电镀外表面几纳米到50纳米的深度处实际锡百分比较高。

附图5B中的线53和54显示出，锡百分比在几纳米到450纳米的深度处大致恒定，从中可看出的是，锡和镍的合金层均匀地形成在几纳米到450纳米的深度处。不存在锡百分比在黑色部分44中部分较高的部分。

表1示出了附图4中白色部分42(较软部分)和黑色部分44(较硬部分)的表面硬度的测量结果。表1还示出了较软部分和较硬部分的表面硬度的测量结果，该较软部分和较硬部分在进行回流处理之后在端子基座的表面中进行混合，其中顶镀层用铜制成。表2示出了在使用普通镀锡的情况下表面硬度等的数据。

    [表1]

	维氏硬度(转换HV成)
				电镀金属	较软部分	较硬部分	整体
镍	92	1104	735
				铜	92	828	552

    [表2]

电镀类型	维氏硬度(转换HV)
		镀镍	510
普通镀镍	25
		通孔的镀铜	104

如表1中所示，当顶镀层用镍制成时，白色部分42(较软部分)的维氏硬度为92HV，它明显低于黑色部分44(较硬部分)的维氏硬度1104HV，从中可以看出，白色部分42和黑色部分44成分明显不同。另一方面，白色部分42的维氏硬度明显接近表2中普通镀锡的维氏硬度25HV。于是，认为白色部分42的成分类似于纯锡，并且白色部分42难以进行合金。相反，黑色部分44的维氏硬度明显高于镀锡，并高于镀镍，从中可以看出，锡和底镀金属的合金通过扩散形成。

结果，示出了锡和顶镀层的底镀金属的合金层形成在本发明所述压入配合端子的电镀表面上，并且非合金锡混合，同时具有从合金层的外表面几纳米到50纳米的深度。

表1中所示的当顶镀层用镍制成时，压入配合连接部分的表面硬度(整个表面硬度)735HV与表2中所示的镀铜通孔的连接部分的表面硬度104HV之间的比较显示出，压入配合连接部分的表面硬度较高。因此，可能防止当压入配合端子插入到电路板的镀铜通孔中时压入配合连接部分中端子基座表面上镀层剥落。

另外，如表1中所示，当顶镀层用铜制成时，较软部分的维氏硬度为92HV，并且较硬部分的维氏硬度为828HV，其中较软部分和较硬部分在电镀之后进行回流处理的端子基座表面中混合。如镍的情况下那样，端子基座表面上较软部分和较硬部分成分明显不同，并且较软部分的硬度明显接近表2中所示普通镀锡的硬度25HV；因此，认为较软部分的成分接近纯锡，并且较软部分难以进行合金。

如镍的情况下那样，表1中所示的当顶镀层用铜制成时压入配合连接部分的表面硬度552HV(整体表面硬度)和表2中所示镀铜通孔的连接部分的表面硬度104HV之间的比较显示出，压入配合连接部分的表面硬度较高。因此，可能防止当压入配合端子插入到电路板的镀铜通孔中时，压入配合连接部分中端子基座上电镀层剥落。

(例子2和3)

类似于例子1，对具有铜基合金作为基础材料的压入配合端子的连接部分进行镍金属的底镀，并且对其分别进行厚度为0.2微米的镀锡，和0.7微米的镀锡。然后，进行(大约30秒的)热一冷处理，从而极限最大温度变为232-odd℃，并且锡镍合金层形成在镀镍层上。用SEM观察端子的电镀表面，类似于例子1，观察到非合金锡混合在锡镍合金层的外层中。

(比较性例子1)

类似于例子1，对具有铜锌基合金作为基础材料的压入配合端子的连接部分进行镍金属的底镀，并且对其进行厚度为0.8微米的镀锡。然后，进行(大约30秒的)热-冷处理，从而极限最大温度变为232—odd℃，并且锡镍合金层形成在镀镍层上。用SEM观察端子的电镀表面，并且观察到非合金锡不混合在锡镍合金层的外层中。

用例子1-3和比较例子1的方法进行电镀的压入配合端子分别压入配合到电路板的镀铜通孔中，其结果在表3中示出。

    [表3]

	电镀厚度(微米)	孤立	电镀的剥落
				例子1	0.4	观察到	未观察到
例子2	0.2	观察到	未观察到
				例子3	0.7	观察到	未观察到
比较例子1	0.8	未观察到	观察到

在例子1-3中，在热-冷处理(回流处理)之后的压入配合端子的电镀表面中观察到，非合金锡混合在锡镍合金层的外层中，如附图4中所示。当例子1-3的压入配合端子压入配合到电路板的镀铜通孔中时，电镀层不剥落。相反，在镀锡为0.8微米厚度的比较例子1(普通镀锡方法)的压入配合端子中，观察到非合金锡不混合到锡镍合金层的外层中，并且电镀层剥落。

由于锡和顶镀层的底镀金属(镍)的合金层形成在底镀层(镀镍层)上，并且非合金锡混合在合金层的外层中，所以认为在例子1-3中不发生电镀层的剥落，并且非合金锡混合在合金层的外层中，从而非常高表面硬度(1104HV)的合金层通过压入配合端子压入配合到镀铜通孔中时产生的力保护较软部分(表面硬度为92HV的非合金锡的部分)，并且压入配合端子的整体表面硬度(735HV)超过镀铜通孔的表面硬度(104HV)。

相反，在比较例子1中，类似于普通镀锡方法，观察到非合金锡不混合到锡镍合金层中，并且由于表面硬度与普通镀锡(25HV)相同，所以发生剥落。

接下来，为了评价本发明所述压入配合端子和电路板的通孔之间的连接可靠性，观察它们连接时的连接界面，并且测试热环境下的连接属性(接触阻力的值的变化)。

(例子4)

按顺序对具有铜基合金作为基础材料的压入配合端子的连接部分进行作为底镀层的镀镍和镀铜，并对其进行厚度为0.4微米的镀锡。然后，进行(大约30秒的)热-冷处理，从而极限最大温度变为232-odd℃C，并且锡铜合金层形成在镀铜层上。压入配合端子压入配合到电路板的镀铜通孔中，并与之连接，并且用SIM(扫描离子显微镜)观察它们的连接界面。为了测试热环境下的连接属性，压入配合端子和连接下的电路板在125℃的温度条件下放置1000小时，并且测量接触阻力的时程变化。

(比较例子2)

只对具有铜基合金作为基础材料的其连接部分进行镀镍的压入配合端子压入配合到电路板的镀铜通孔中，并与之连接，并且用SIM观察它们的连接界面。另外，为了测试热环境下的连接属性，压入配合端子和连接下的电路板在105℃的温度条件下放置500小时，并且测量接触阻力的时程变化。

附图6和7分别示出了例子4和比较例子2的连接界面，并且附图8和9分别示出了例子4和比较例子2的热环境中的连接属性的结果。

本发明所述压入配合端子和通孔(例子4)之间的连接界面最好如附图6中所示那样粘结，并且保持没有间隙的气密性。结果，即使在热环境下也不发生通过连接界面的电镀的氧化而退化；因此，接触阻力不随时间而增大，如附图8中所示，并且显示出了稳定的和良好的连接属性。

相反，在只镀镍的压入配合端子和通孔(比较例子2)之间的连接界面中，在连接界面中观察到间隙，如附图7中所示，并且无法获得气密性。在这种状态下跟踪热环境中接触阻力的变化，通过该变化示出，接触阻力往往随着时间而增大，如附图9中所示，并且当接触载荷小于50N时，该变化尤其明显，从而连接可靠性较低。

总之，本发明所述压入配合端子解决了用普通方法镀锡的压入配合端子的这些问题，由于当端子压入配合到通孔中时，通孔的边缘将压入配合端子的镀镍层剥落，产生剥落件，所以该普通方法在电路中发生短路、故障等。

另外，在电镀金属变为镍，用于防止电镀层的剥落的情况下，存在降低连接可靠性的问题；然而，如上所述的本发明所述压入配合端子也解决了该问题。

本发明的优选实施例的前述描述不期望是穷举的，或者将本发明局限于所公开的具体形式，并且按照上述教导可能进行修改和改变，或者从本发明的实践中获得。

例如，在上述例子中，不存在具有包括电镀金属为铜的一个镀层的底镀层的压入配合端子、具有包括两个电镀层的底镀层的压入配合端子，该电镀层的电镀金属从端子基座的表面顺序为铜和镍和具有底镀层的压入配合端子，和具有包括三个电镀层的底镀层的压入配合端子，该电镀层的电镀金属从端子基座的表面顺序为铜、镍、铜；然而，不用说的是由于重要的是镀锡层具有从0.1微米到0.7微米的厚度，通过回流处理形成顶镀层的底镀金属和锡的合金层，并且未合金锡混合在合金层的外层中，所以本发明可应用于它们。

工业实用性

本发明所述压入配合端子可以用于车辆等的布线中线路板之间的连接，并也可以用作连接端子，该连接端子即使在如车辆使用时的高温和强振动之类的严酷条件下，也确保良好的连接可靠性。

Claims (19)

1.将插入到电路板的导电通孔中的压入配合端子，该压入配合端子包括：

底镀层，它包括一个或多个镀层，形成在压入配合端子的连接部分中端子基座的表面上，该表面与通孔电接触；

顶镀层的锡和底镀金属的合金层，它形成在底镀层上；及

未合金锡，它混合在合金层的外层中。

2.如权利要求1所述的压入配合端子，其特征在于，该未合金锡在合金层的外层中孤立。

3.如权利要求1或2所述的压入配合端子，其特征在于，当底镀层包括一个镀层时，镀层的电镀金属为镍和铜中的一个。

4.如权利要求1或2所述的压入配合端子，其特征在于，当底镀层包括两个镀层时，镀层的电镀金属为镍和铜中的一个，并且从端子基座的表面顺序为铜和镍。

5.如权利要求1或2所述的压入配合端子，其特征在于，当底镀层包括三个镀层时，镀层的电镀金属从端子基座的表面顺序为铜、镍和铜。

6.如权利要求1至5中任意一项所述的压入配合端子，其特征在于，未合金锡具有从合金层的外表面几纳米到50纳米的深度。

7.用于制造用于插入到电路板的导电通孔中的压入配合端子的方法，该方法包括步骤：

形成底镀层，该底镀层包括压入配合端子的连接部分中端子基座的表面上的一个或多个镀层，该表面与通孔电连接；

在顶镀层上形成镀锡层；及

在形成镀锡层的步骤之后，进行热处理的回流处理，以在底镀层上形成锡和顶镀层的底镀金属的合金层，以及使未合金锡混合在合金层的外层中。

8.如权利要求7所述的用于制造压入配合端子的方法，其特征在于，在进行回流处理的步骤中，未合金锡在合金层的外层中孤立。

9.如权利要求7或8所述的用于制造压入配合端子的方法，其特征在于，镀锡层的厚度在0.1至0.7微米。

10.如权利要求7至9中任意一项所述的用于制造压入配合端子的方法，其特征在于，当底镀层包括一个镀层时，镀层的电镀金属为镍和铜中的一个。

11.如权利要求7至9中任意一项所述的用于制造压入配合端子的方法，其特征在于，当底镀层包括两个镀层时，镀层的电镀金属为镍和铜中的一个，并且从端子基座的表面顺序为铜和镍。

12.如权利要求7至9中任意一项所述的用于制造压入配合端子的方法，其特征在于，当底镀层包括三个镀层时，镀层的电镀金属从端子基座的表面顺序为铜、镍和铜。

13.如权利要求7至12中任意一项所述的用于制造压入配合端子的方法，其特征在于，在进行回流处理的步骤中热处理温度从200到300℃。

14.压入配合端子和电路板的导电通孔之间连接的结构，其特征在于

包括一个或多个镀层的底镀层形成在压入配合端子的连接部分中端子基座的表面上，顶镀层的锡和底镀金属的合金层形成在底镀层上，

未合金锡混合在合金层的外层中，及

压入配合连接部分的表面硬度高于通孔的连接部分的表面硬度。

15.如权利要求14所述的压入配合端子和电路板之间连接的结构，其特征在于，该未合金锡在合金层的外层中孤立。

16.如权利要求14或15所述的压入配合端子和电路板之间连接的结构，其特征在于，当底镀层包括一个镀层时，镀层的电镀金属为镍和铜中的一个。

17.如权利要求14或15所述的压入配合端子和电路板之间连接的结构，其特征在于，当底镀层包括两个镀层时，镀层的电镀金属为镍和铜中的一个，并且从端子基座的表面顺序为铜和镍。

18.如权利要求14或15所述的压入配合端子和电路板之间连接的结构，其特征在于，当底镀层包括三个镀层时，镀层的电镀金属从端子基座的表面开始为铜、镍、铜。

19.如权利要求14至18中的任意一项所述的压入配合端子和电路板之间连接的结构，其特征在于，未合金锡具有从合金层的外表面几纳米到50纳米的深度。

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