CN102273018B - 端子接头 - Google Patents

Abstract

即使电线和电线压接部经受了温度循环，电线与电线压接部之间的接触电阻也不会增大。与配合端子接触的端子接触部(11)设有形成在基材金属(20)上的镀金层，在该镀金层与基材金属(20)之间设有镀镍层(21)。与绝缘电线(14)的芯线(15)压接的电线压接部(12)设有形成在基材金属(20)上的镀锡层(23)，在该镀锡层(23)与基材金属(20)之间未设有镀镍层(21)。

Description

端子接头

技术领域

本发明涉及一种端子接头，其在端子接触部中包括镀金层。

背景技术

用在连接器中的端子接头具有如下结构：该结构包括能与配合端子保持接触的端子接触部以及能与绝缘电线的芯线压接并连接的电线压接部，并且一般使用铜合金或黄铜材料作为基材。在这样的端子接头中，在端子接触部中局部形成有薄的镀金层，以提高与配合端子的电接触可靠性。

在对由铜合金或黄铜材料制成的端子进行镀金的情况下，技术上的常识是：例如下面的专利文献1中所公开的，预先在基材上形成镀镍层并在该镀镍层上形成镀金层，以防止金原子扩散到基材中。

另一方面，在上述的能与电线压接并连接的端子接头中，在电线压接部中形成有比较软的镀锡层，以改善电线的芯线与端子接头的基材之间的附着性，由此改善电接触性能。于是，在上述具有镀金层的端子接头的情况下，在端子接触部中，金属层按照基材、镀镍层和镀金层的顺序进行层压，而在电线压接部中，金属层按照基材、镀镍层、镀锡层和镀金层的顺序进行层压。

这种类型的带有电线的端子接头、特别是用于车辆的端子接头可以用在具有酷热环境的氛围中，例如用在发动机室中。近几年中，已经注意到这样的现象：如果在这种氛围下使用连接器，则端子接头与电线之间的接触电阻会逐渐增大，因此，需要一定对策。过去，认为该现象由电线与端子接头表面之间的接触界面中的问题而引起，已经尝试通过增大压接力或在电线压接部上形成锯齿状凹槽来解决这样的现象。

然而，本发明人的研究不仅发现了电线与端子接头之间的接触界面中的问题，而且发现了电线压接部中的金属层的构造方面的大问题。具体地，在上述端子接头的电线压接部中，金属按照基材、镀镍层和镀锡层的顺序进行层压。镀锡层比较软，且天生对芯线具有良好的附着性。然而，由于在镀锡层下方存在镀镍层，所以在高温环境下，促进了镀锡层与镀镍层的合金化，并且表面上的镍原子比逐渐增加。于是，镀锡层的某些特性、例如柔软度和低电阻率失去了，并且当经受冷热循环时，接触界面可能由于热膨胀/收缩而微小地移动，且接触电阻可能逐渐增大。这就是传统的镀金端子接头与电线的接触电阻增大的机理。

专利文献1：日本未审专利公报No.H07-73769

发明内容

(本发明要解决的问题)

鉴于上述情形开发了本发明，并且其目的是提供一种端子接头及其制造方法，即使在经受冷热循环时，该端子接头也能够抑制电线与电线压接部之间的接触电阻的增大。

(解决问题的方案)

本发明涉及一种端子接头，其中，在能与配合端子保持接触的端子接触部中，在基材金属上形成有镀金层，而在能与绝缘电线的芯线压接并连接的电线压接部中，在基材金属上形成有镀锡层，其特征在于，所述端子接头被构造成：在端子接触部中，在基材金属与镀金层之间存在镀镍层，而在电线压接部中，在基材金属与镀锡层之间不存在镀镍层。

根据这种构造，由于在电线压接部中镍原子不会扩散到镀锡层中而形成合金层，所以能够防止电线压接部的电阻率增大，并且能够防止与电线的接触界面处的接触电阻增大。

在该方案中，如果基材金属是铜合金并且端子接触部包括能与配合侧阳性端子保持接触的弹性接触片，则当在弹性接触片中、在基材金属与镀金层之间存在镀镍层并且在电线压接部中、在基材金属与镀锡层之间不存在镀镍层时，能够获得优良的阴性端子接头(方案2)。

在上述方案中，如果基材金属是黄铜并且端子接触部包括能与配合侧阴性端子保持接触的突片部，则当在突片部中、在基材金属与镀金层之间存在镀镍层并且在电线压接部中、在基材金属与镀锡层之间不存在镀镍层而存在镀铜层时，能够获得优良的阳性端子接头(方案3)。

如果电线压接部包括从端子底板部延伸的一对接线筒片，则优选在电线压接部中、在基材金属与镀锡层之间不存在镀镍层，并且镀锡层形成为延伸至如下位置：该位置在接线筒片的位于端子接触部侧的延伸基部与所述端子接触部之间(方案4)。根据该方案4的构造，能够可靠地防止镍原子扩散到电线压接部中的镀锡层中。

如果尝试通过在电线压接部中、在基材金属的表面上形成凹部或凸部来改善与绝缘电线的芯线的接触性，则可以在端子接触部中、在基材金属与镀金层之间存在镀镍层，并且至少可以在由电线压接部中的所述凹部或凸部形成的边缘部的外围边缘处、在基材金属与镀锡层之间不存在镀镍层，并且该镀锡层可以与基材金属接触(方案5)。根据该方案5的构造，因为在电线压接部被压接并连接至芯线时，由所述凹部或凸部形成的边缘部的外围边缘承受最强的力，所以该外围边缘是最有效的。

在上述各个方案中，镀锡层优选与镀镍层的位于电线压接部侧的末端边缘部重叠(方案6)。据此，即使在形成镀层的过程中存在尺寸误差，也能可靠地防止基材金属露出。因此，不仅能够抑制电线压接部中的接触电阻的增大，而且能够可靠地防止基材金属的氧化。

(发明效果)

根据本发明，由于能够防止镍原子渗入到镀锡层中，所以即使在经受冷热循环时，所述端子接头也能够抑制电线与电线压接部之间的接触电阻增大。

附图说明

图1是根据本发明第一实施例的阴性端子接头的正视图，

图2是该阴性端子接头的展开图，

图3是示出镀层的构造的放大截面图，

图4是概略地示出在基材金属板上形成镀层的过程的正视图，

图5是镀敷成形之后的基材金属板的截面图，

图6是示出一个用于部分镀敷的设备的透视图，

图7是示出由冷热循环引起的电阻增大现象的图，

图8是根据本发明第二实施例的阳性端子接头的正视图，

图9是示出镀层的构造的放大截面图，

图10是示出另一个用于部分镀敷的设备的透视图，

图11是示出又一个用于部分镀敷的设备的透视图，并且

图12是示出利用图11的设备形成镀敷的状态的截面图。

附图标记列表

10，40…阴性端子接头

11…端子接触部

12…电线压接部

13…弹性接触片

14…绝缘电线

15…芯线

16…接线筒片

18…端子底板部

19…凹部或凸部

20…基材金属

21…镀镍层

22…镀金层

23…镀锡层

42…突片部

具体实施方式

<第一实施例>

在下文中，参照图1至7来描述第一实施例，在该第一实施例中，本发明应用于阴性端子接头。

端子接头10的整体结构如图1的平面图所示。具体地，在端子接头10的末端侧(图1中的下侧)形成有矩形管形式的端子接触部11，并且在相反侧形成有电线压接部12。

在端子接触部11中设置有从前端以U形形状折叠的弹性接触片13(仅在图2中示出)，并且，作为配合端子的、未图示的阳性端子接头的突片部被插入而与弹性接触片13接触。

电线压接部12包括：一对接线筒片16，该对接线筒片16压接并连接至绝缘电线14的芯线15；以及一对绝缘筒片17，该对绝缘筒片17压接并连接至绝缘电线14的绝缘部分。接线筒片16从半圆柱形的端子底板部18的横向边缘彼此相对地延伸，并且绝缘筒片17同样从端子底板部18的横向边缘延伸。各个接线筒片16比绝缘筒片17更靠近端子接触部11。请注意，例如，在电线压接部12的端子底板部18的形成接线筒片16的部分中形成有在与绝缘电线14的纵向垂直的方向上延伸的三个凹部(锯齿状凹槽)19。

该端子接头10的基材金属是铜合金，并且对其表面进行镀敷。接下来描述该镀敷的种类、过程和方法。

如所公知的，通过利用压力机将铜合金板的环材料冲压成期望形状并弯曲该被冲压材料来形成图1所示的端子接头10。展开形状如图2所示，并且其各个部分由与构成图1所示的端子接头10的各个部分相同的附图标记表示。在压制加工之前对环材料进行镀敷。

在图3和图5中概略地示出了最终形成的各个镀层，并且它们的形成过程如下。

首先，对基材金属板20进行前处理，例如酸洗(图4(A))。随后，在基材金属板20的大致下半部分上形成镀镍层21。例如，通过这种类型端子接头的正常镀敷工艺，该层形成为具有1.0μm至1.3μm的厚度。为了对基材金属板20进行部分镀敷，例如使用如图6所示的具有掩蔽装置的镀敷设备。在图6中，由31表示的是设置在镀槽32中的四个带驱动辊，而由33表示的是两个掩蔽带，每个掩蔽带均安装在两个带驱动辊31之间。连续不断地供应基材金属板20，使其在掩蔽带33之间行进，并且当基材金属板20在镀槽32中沿箭头方向行进时，基材金属板20的上半部分的两侧被掩蔽带33紧密地覆盖。

在各个掩蔽带33的内侧，镀敷电极34设置成位于基材金属板20的两个相反侧。在镀槽32中储存有镀镍溶液，在至少该掩蔽带33被浸入的状态下，供应基材金属板20使其从镀槽32内穿过，并且在镀敷电极34与基材金属板20之间施加电压。这样，在基材金属板20的未被掩蔽带33覆盖的下半部分中形成镀镍层21。请注意，在图1和图2中，形成有镀镍层21的区域由Ni指示，并且该区域覆盖端子接触部11的整个区域以及从该整个区域直至如下位置的区域：该位置在端子

当将电线压接部12压接并连接至绝缘电线14时，所述一对接线筒片16变形为向内卷曲并牢牢卷绕在芯线15上。此时，由于在接线筒片16的内侧存在柔软的镀锡层23，所以镀锡层23柔软地变形而与芯线15接触，并且在某些情况下与构成芯线15的金属结合在一起，由此获得低的接触电阻。特别地，在本实施例中，由于在端子底板部18中形成有凹部19，这些凹部19的边缘部咬合到芯线15中，因此能够获得更可靠的导电状态。

即使在反复暴露于高温的场所、例如在车辆的发动机室中使用该带有端子接头的电线，由于在电线压接部12中不存在镀镍层21，所以接触电阻也能够长期稳定。具体地，如果与现有技术一样、在镀锡层下方存在镀镍层，则当重复经受冷热循环时，镀镍层的镍原子会逐渐扩散到镀锡层中，镀锡层与镍进行合金化，并且合金化的镀锡层本身的电阻会增大并且促进了其表面的氧化，从而引起接触电阻逐渐增大的现象。然而，在本实施例中，能够可靠地抑制这一点。

下面的试验数据实际上确认了该现象。本实施例中描述的端子接头10(示例)与如下端子接头(比较例)进行了比较，在该端子接头(比较例)中，镀镍层形成在整个表面上并且在电线压接部12中也存在位于镀锡层下方的镀镍层。在本示例和比较例中，在通过压接而连接至电线之前，将端子接头和电线置于85℃和90％RH的高温高湿条件下24小时，之后，将端子接头压接并连接至电线。此时，在20mV的开路电压和10mA的传导电流下测量电阻(这被称为0循环电阻)。

接下来，重复进行在120℃下保持10分钟并在-40℃下保持10分钟的冷热循环，并且在240次循环和480次循环时、在与上述相同的条件下测量电阻(这些电阻被称为240循环电阻和480循环电阻)。使用10个样品来进行这些试验，测量各个电阻值的最大值、最小值和平均值。测量结果如图7所示。在比较例中，480循环电阻大幅增加，而在本实施例的端子接头10中，480循环电阻几乎不变。换句话说，接触部11与电线压接部12之间的大致中间位置。换句话说，在电线压接部12的整个区域中没有形成镀镍层21。

随后，在必要位置上形成镀金层22(参见图4(C))。镀金层22通过所谓的金薄镀法而形成，并且优选地，其厚度例如为0.4μm至0.8μm。镀敷位置在端子接触部11的内周表面的与弹性接触片13相面对的部分以及该弹性接触片13上，并且在图2中通过交叉影线示出了镀敷位置。请注意，镀金层22实际上形成在图2中的弹性接触片13的背面侧。

最后，形成镀锡层23(参见图4(D))。通过使基材金属板20以与执行镀镍时的姿势竖直反转的姿势穿过未图示的镀槽，由此仅将基材金属板20的下半部分浸入镀液中以执行部分镀敷，从而形成镀锡层23。因此，镀锡层23的形成区域由基材金属板20浸入到镀液中的深度来决定。在本实施例中，镀锡层23的形成区域在图1和图2中由Sn指示。

如图1和图2所示，镀锡层23形成在电线压接部12的整个区域上并延伸至如下位置：该位置在接线筒片16的位于端子接触部11侧的延伸基部16a与端子接触部11之间的中间位置。由于如上所述、在电线压接部12中不形成镀镍层21，所以镀锡层23形成为与基材金属板20的表面接触。在镀锡层23与镀镍层21之间的边界上，镀锡层23与镀镍层21的位于电线压接部12侧的末端边缘部重叠(参见图3和图5)。

在使用具有上述构造的端子接头10来制造带有端子接头的电线时，将绝缘电线14的末端剥掉以露出芯线15，将接线筒片16压接并连接至芯线15的露出部分，并将绝缘筒片17压接并连接至绝缘覆层的一部分。本实施例的端子接头10具有如下优良效果：即使在经受冷热循环时，也能充分抑制电线14与电线压接部43之间的接触电阻增大。

<第二实施例>

图8示出了第二实施例，在该第二实施例中，本发明应用于阳性端子接头40。在端子接头40的位于图8右侧的末端侧上形成有端子接触部42，并在相反侧形成有电线压接部43，所述端子接触部42包括与配合侧阴性端子接触的突片部41。电线压接部43具有与第一实施例的电线压接部12相同的形状。

该阳性端子接头40的基材金属是黄铜，并且与第一实施例中相同，在该基材金属的表面上形成有镀镍层44(参见图9)。

在图8中，形成有镀镍层44的区域由Ni指示，并且该区域覆盖端子接触部42的整个区域以及从该整个区域直至如下位置的区域：该位置在端子接触部42与电线压接部43之间的大致中间位置。换句话说，在电线压接部43中未形成镀镍层44。请注意，在突片部41的位于其末端附近的一部分上形成有镀金层45。该镀金层45也通过所谓的金薄镀法形成，并且其厚度例如为0.4μm至0.8μm。

另一方面，在电线压接部43的、未形成有镀镍层44的区域中形成有镀铜层46(参见图9)，该镀铜层46例如具有0.5μm至1.0μm的厚度。与第一实施例中的镀锡层23相似，该镀铜层46优选形成为在与镀镍层44的边界部上与镀镍层44部分重叠。

在镀铜层46上形成有镀锡层47，该镀锡层47具有例如0.8μm至3μm的厚度。用于形成该镀锡层47的方法与第一实施例中相同，并且在图8中，镀锡层47的形成区域由Sn指示。如图8所示，镀锡层47覆盖电线压接部43的整个区域以及从该整个区域直至如下位置的区域：该位置在接线筒片48的位于端子接触部42侧的延伸基部48a与端子接触部42之间。

与第一实施例同样，本实施例也具有如下优良效果：即使在经受冷热循环时，也能够充分抑制电线14与电线压接部43之间的接触电阻增大。

<其他实施例>

本发明不限于上文描述和图示的实施例。例如，以下实施例也包括在本发明的技术范围内。

(1)尽管在第一和第二实施例中，在部分地形成镀锡层23、47时使用了如图6所示的镀敷设备，但本发明不限于使用这种设备而形成的端子接头。本发明可以包括使用任何镀敷设备而形成的端子接头，只要：在端子接触部中、在基材金属与镀金层之间存在镀镍层，但在电线压接部中、在基材金属与镀锡层之间不存在镀镍层。

例如，可以使用图10的设备来代替图5的设备。在图10中，四个导辊51以将基材金属板20夹在镀槽50中的方式竖立，并且例如由聚酰亚胺制成的带52贴附于在镀槽50中行进的基材金属板20的表面的一部分，以用作掩蔽件。带52从位于基材金属板20被供给时的上游侧的供给带卷52A馈送，并由位于下游侧的卷取带卷52B卷取。镀敷电极53布置在基材金属板20的两个相反侧。

替代地，也可以使用如图11和图12所示的镀敷方法。据此，将整个基材金属板20以如下方式供给到镀槽(未示出)中：通过利用掩蔽管60来遮掩该基材金属板20的一部分，从而镀镍溶液不附着于被遮掩的部分。掩蔽管60形成有沿纵向延伸的狭缝，并且基材金属板20的下半部分能够通过将其下边缘部插入到该狭缝中而被隐藏。于是，如图12所示，仅在未被掩蔽管60隐藏的部分中形成有镀镍层61。

(2)尽管在第一实施例中，镀锡层23形成为与由铜合金制成的基材金属板20的表面接触，但本发明不限于此，而是可以在镀锡层23与基材金属板20之间形成其他的金属镀层或合金镀层。简言之，只要在电线压接部中、在基材金属与镀锡层之间不存在作为镀金层22的基底的镀镍层21就足够了。

(3)在上述各个实施例中，在电线压接部的整个区域中没有形成镀镍层。然而，鉴于诸如接触电阻增大等的问题可能发生在电线压接部的其中芯线与端子接头通过最强的力保持接触的位置上，所以在电线压接部形成有凹部或凸部(例如锯齿状凹槽)的情况下，至少可以在由电线压接部中的凸部或凹部形成的边缘部的外围边缘处、在基材金属与镀锡层之间不形成镀镍层。为此，可以进行掩蔽镀敷，使得在包括这些凹部或凸部以及它们的外围边缘部的区域中不形成镀镍层。

Claims (7)

1.一种端子接头，其中，在能够与配合端子保持接触的端子接触部中，镀金层形成在基材金属上；在能够与绝缘电线的芯线压接的电线压接部中，镀锡层形成在所述基材金属上，所述电线压接部包括从端子底板部的横向边缘彼此相对地延伸的一对接线筒片，其特征在于，所述端子接头被构造成：在所述端子接触部中，所述基材金属与所述镀金层之间存在镀镍层；

所述镀锡层延伸至如下位置：该位置在所述接线筒片的位于所述端子接触部一侧的延伸基部与所述端子接触部之间的中间位置；

所述镀锡层与所述镀镍层的位于所述电线压接部一侧的末端边缘部重叠，从而在所述电线压接部中，所述基材金属与所述镀锡层之间不存在镀镍层。

2.根据权利要求1所述的端子接头，其中：

所述端子接头是阴性端子接头；

所述基材金属是铜合金；并且

所述端子接触部包括够能够与配合阳性端子保持接触的弹性接触片。

3.根据权利要求1所述的端子接头，其中：

所述端子接头是阳性端子接头；

所述基材金属是黄铜；

所述端子接触部包括能够与配合阴性端子保持接触的突片部；并且

在所述电线压接部中，所述基材金属与所述镀锡层之间存在镀铜层。

4.根据权利要求1所述的端子接头，其中：

所述电线压接部包括端子底板部和从所述端子底板部延伸的成对接线筒片；并且

所述镀锡层形成为延伸至如下位置：所述接线筒片的、位于所述端子接触部一侧的延伸基部与所述端子接触部之间。

5.根据权利要求2所述的端子接头，其中：

所述电线压接部包括端子底板部和从所述端子底板部延伸的成对接线筒片；并且

所述镀锡层形成为延伸至如下位置：所述接线筒片的、位于所述端子接触部一侧的延伸基部与所述端子接触部之间。

6.根据权利要求3所述的端子接头，其中：

所述电线压接部包括端子底板部和从所述端子底板部延伸的成对接线筒片；并且

所述镀锡层形成为延伸至如下位置：所述接线筒片的、位于所述端子接触部一侧的延伸基部与所述端子接触部之间。

7.根据权利要求1所述的端子接头，其中：

在所述电线压接部中，所述基材金属的表面上形成有凹部或凸部；并且

至少在由所述电线压接部中的所述凹部或凸部形成的边缘部的外围边缘处，所述基材金属与所述镀锡层之间不存在镀镍层，并且所述镀锡层与所述基材金属相接触。