CN103733436B - 铝基端子金属件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供Sn层难以剥离的铝基端子金属件以及具备该端子金属件的电线的末端连接结构。铝基端子金属件具备：接线套管部(110)，用于连接电线(200)所具备的由铝或铝合金形成的导体(210)；以及嵌合部(母型嵌合部(130)或公型嵌合部(140))，延伸设置于接线套管部(110)，并与其他端子金属件电连接。在该嵌合部中的触点区域具备Sn层，该Sn层直接形成于构成该端子金属件的母材上。本发明的端子金属件在由铝合金形成的母材与Sn层之间不存在Zn层，因此Sn层不会伴随因异种金属的接触腐蚀造成的Zn层的流出而消失，Sn层能长期存在。因而，能够使Sn层作为触点材料而良好地发挥功能。

Description

铝基端子金属件
技术领域
本发明涉及被安装到由铝或铝合金形成的导体上的铝基端子金属件、以及具备该端子金属件的电线的末端连接结构。本发明尤其涉及设在表面的Sn层难以剥离的铝基端子金属件。
背景技术
以往，汽车或飞机等交通工具、机器人等产业设备等中的电线，在其端部去除绝缘层以使导体露出并将端子金属件安装于该露出部分来被使用。端子金属件有各种形式。其中作为将各端子金属件相连接的形式，例如有如图1所示那样的具备母型嵌合部130的母型端子金属件100F和具备公型嵌合部140的公型端子金属件100M，母型嵌合部130和公型嵌合部140分别为将两端子金属件电连接的电连接部。
图1所示的母型端子金属件100F、公型端子金属件100M都是压接型，具备以一对压接片为主体的接线套管部110，该接线套管部110相当于导体连接部，用于连接电线200所具备的导体210。如图1(A)所示，母型端子金属件100F在接线套管部110的一侧延伸设置有筒状的母型嵌合部130，在筒体内部具备相对配置的弹片131、132，公型端子金属件100M在接线套管部110的一侧延伸设置有棒状的公型嵌合部140。如图1(B)所示，当将棒状的公型嵌合部140插入母型嵌合部130的筒体时，公型嵌合部140借助弹片131、132的作用力被牢固地夹持，两端子金属件100F、100M被电连接。另外，为了便于理解，图1中仅对于母型嵌合部130示出剖面。
电线的导体或端子金属件的构成材料主要采用导电性优异的铜或铜合金等铜类材料。近年来，为了实现电线的轻量化，正研究将比重为铜的约1/3的铝或铝合金(以下称作Al合金等)用作导体或端子金属件的构成材料(专利文献1)。
专利文献1建议在所述嵌合部的表面设置镀敷层，以便降低将各端子金属件相连接时的互联电阻。该镀敷层从母材侧依次具备Zn层/Cu层/Sn层或者Zn层/Ni层/Cu层/Sn层。由于Sn(锡)柔软易变形，因此借助Sn的变形，能够使相连接的端子金属件间充分导通。即，通过使Sn层作为触点材料发挥功能，能够降低互联电阻。而且，通过利用此类镀敷层来覆盖母材表面，能够防止构成母材的Al合金等的氧化。
现有技术文献：
专利文献1：日本专利公开公报特开2010-272414号
发明内容
发明需要解决的问题
当将Sn层设置在由铝合金形成的端子金属件的外周上时，理想的是Sn层能长期紧密粘附。尤其，当将Sn层用作触点材料时，如果Sn层剥离就导致互联电阻的增大，因此理想的是Sn层难以剥离。
本发明人通过研究发现：若如专利文献1所公开的那样具备Zn层作为基底层，则会因异种金属的接触腐蚀导致Zn层随时间溶出，结果设置在Zn层外周的Sn层会从母材剥离。因此，期望开发出Sn层能够长期不脱落而充分存在的铝基端子金属件。
解决问题的手段
因此，本发明的一个目的在于提供一种Sn层难以剥离的铝基端子金属件。此外，本发明的另一个目的在于提供一种在将各端子金属件相连接时能够降低互联电阻的铝基端子金属件。进一步，本发明的另外一个目的在于提供一种具备所述铝基端子金属件的电线的末端连接结构。
本发明通过在由铝合金形成的母材上直接形成Sn层而实现上述目的。本发明的端子金属件具备：导体连接部，用于连接电线的导体；以及电连接部，延伸设置于所述导体连接部，并与其他连接对象电连接，其中，该端子金属件被安装到由铝或铝合金形成的所述导体。并且，在该端子金属件的表面中至少在所述电连接部的触点区域具备Sn层，该Sn层直接形成于构成该端子金属件的母材上。
本发明的电线的末端连接结构包括：具有导体的电线；以及安装在所述导体的端部的端子金属件，其中，所述导体由铝或铝合金形成。并且，所述端子金属件是具备所述Sn层的本发明的铝基端子金属件。
本发明的铝基端子金属件在由铝合金形成的母材的表面上直接形成Sn层，在该母材与Sn层之间不具备Zn层。因此，本发明的端子金属件不会伴随因异种金属的接触腐蚀造成的Zn层的流出而产生Sn层的消失/剥离，能够长期充分维持Sn层。通过使触点区域具备该Sn层并将该Sn层用作触点材料，从而本发明的端子金属件能够减小与其他连接对象的互联电阻，并且能够长期维持互联电阻小的状态。此外，在触点区域以外的被Sn层覆盖的区域能够防止氧化。
本发明的电线的末端连接结构由于具备本发明的端子金属件，因此能够长期构建互联电阻小的连接结构或抗氧化效果高的连接结构，或者能够抑制互联电阻的增大造成的损失。
作为本发明的端子金属件的一个实施方式，可列举如下实施方式：所述电连接部是与其他端子金属件相嵌合来电连接的嵌合部，在该嵌合部的触点区域具备所述Sn层。
所述实施方式是将各端子金属件相连接的形式，通过至少在触点区域具备Sn层，从而能够使Sn层作为触点材料发挥功能，以减小互联电阻。此外，所述实施方式能够长期维持互联电阻小的状态。
作为本发明的端子金属件的一个实施方式，可列举如下实施方式：所述Sn层从构成该端子金属件的母材侧依次具备浸镀层(immersion-plated layer)、电镀层，所述浸镀层的厚度为0.05μm以上且0.3μm以下，所述电镀层的厚度为0.25μm以上且1.7μm以下，两镀敷层的合计厚度为0.3μm以上且2μm以下。
由于铝合金为活性金属，因此若曝露在大气等含氧环境下，会形成自然氧化膜。若存在自然氧化膜，则镀敷层将难以充分紧密粘附于母材。而且，由于自然氧化膜是绝缘物，因此即使利用需要导通的电镀法，也难以形成镀敷层。由于这些问题，在专利文献1中，通过锌酸盐处理来形成Zn层，但若形成Zn层，则如上所述，可能会随时间产生Sn层的脱落。因此，本发明人通过浸镀法或如等离子体溅镀法之类的真空镀敷法(vacuum plating)等方法以取代锌酸盐处理，来形成了Sn层。由结果发现：当要使Sn层形成得较厚时，若通过浸镀法等单一的方法来形成Sn层，则Sn层有可能发生剥离。因此，通过进一步研究的结果发现：若通过浸镀法或溅镀法等形成薄层，将该薄层作为基底层来实施电镀法等而形成所需厚度的Sn层，则能够获得与由铝合金形成的母材的粘附性优异的Sn层。尤其，浸镀法比起真空镀敷法，能够以短时间形成镀敷层，能够实现生产效率的提高。
所述实施方式由于采用了相对较薄的浸镀层与相对较厚的电镀层的复合层，从而比起仅利用浸镀法形成与复合层相同厚度的Sn层的情况，Sn层难以剥离而粘附性优异，因此能够使Sn层长期存在。此外，所述实施方式由于具备特定厚度的Sn层，因此能够使Sn层作为触点材料或抗氧化层而充分发挥功能。此外，所述实施方式中，当要形成特定厚度的Sn层时，利用形成相对较容易的电镀法来实现厚膜化，因此生产效率优异。
作为本发明的端子金属件的一个实施方式，可采用遍及其整个表面具备Sn层的实施方式。该形式由于使构成端子金属件的铝合金整体被Sn层覆盖，因此能够防止由该铝合金形成的母材的氧化，以实现相对于外部环境的耐蚀性的提高。另一方面，在将Sn层用作触点材料的情况等下，可采用如下实施方式：仅在端子金属件的表面的一部分，详细而言，仅在电连接部的触点区域具备Sn层。此时，作为本发明的端子金属件的一个实施方式，可列举如下实施方式：所述Sn层的面积相对于所述母材的露出面积的比例为0.02％以上且0.6％以下。
本发明人通过调研，其结果发现：若相对于由铝合金形成的母材的露出面积而将Sn层设为相对较小，具体而言，若所述的面积比例满足所述特定范围，则能够有效降低因异种金属的接触腐蚀造成的母材的溶出。因而，所述实施方式减轻异种金属的接触腐蚀，使母材充分存在，从而能够将至少在触点区域具备的Sn层作为触点材料充分利用，能够长期维持互联电阻小的状态。所述面积比例满足所述特定范围的情况，例如是指如下情况：若假定母材为20mm×20mm的铝合金板，则Sn层具有直径为0.5mm以上且2.5mm以下的圆形区域。
作为本发明的端子金属件的一个实施方式，可列举如下实施方式：构成该端子金属件的母材由从2000系合金、6000系合金及7000系合金中选择的一种铝合金形成。
由于列举的铝合金在如弯曲等机械特性以及耐热性方面优异，因此所述实施方式能够使压制加工容易进行而制造性优异，或者能够在高温环境(例如在汽车用途中为120℃至150℃左右)下使用。
发明的效果
本发明的铝基端子金属件及本发明的电线的末端连接结构的Sn层难以剥离。
附图说明
图1是母型端子金属件及公型端子金属件的概略结构图，其中(A)表示两端子金属件的嵌合前的状态，(B)表示使两端子金属件的嵌合部相嵌合后的状态。
图2是说明测试例1中制作的具备Zn层的各样品的形式的示意说明图。
图3中，(A)是表示粘附性测试后的样品No.3-1的表面状态的照片，(a)是样品No.3-1的剖面的扫描型电子显微镜(SEM)照片，(B)是表示粘附性测试后的样品No.3-100的表面状态的照片，(b)是样品No.3-100的剖面的SEM照片。
图4是表示粘附性测试后的表面状态的照片，(A)表示样品No.3-2，(B)表示样品No.3-3，(C)表示样品No.3-4。
图5是说明粘附性测试的测试方法的说明图。
具体实施方式
下面，更详细地说明本发明。
[端子金属件]
〔组分〕
本发明的铝基端子金属件由铝合金形成。铝合金有各种组分的铝合金，尤其可列举弯曲等机械特性或耐热性优异的组分的铝合金，具体而言，可列举在JIS规格中规定的2000系合金、6000系合金、7000系合金。2000系合金是被称作硬铝(duralumin)、超硬铝(super duralumin)的Al-Cu系合金，强度优异。具体的合金编号例如为2024、2219等。6000系合金是Al-Mg-Si系合金，强度、耐蚀性、阳极氧化性优异。具体的合金编号例如为6061等。7000系合金是被称作特超硬铝(extrasuper duralumin)的Al-Zn-Mg系合金，强度非常高。具体的合金编号例如为7075等。
〔形状〕
本发明的端子金属件可包括：用于连接电线所具备的导体的导体连接部；以及与其他连接对象电连接的电连接部。导体连接部有压接导体的压接型、连接熔融的导体的熔融型等。压接型可具备以一对压接片或一个压接筒体为主体的接线套管部作为导体连接部。更具体而言，可采用剖面呈U字状的接线套管部，该接线套管部包括用于设置电线的导体的底部、以及竖立设置在该底部且用于夹持导体的一对压接片。通过压缩所述压接片使其弯折，所述接线套管部连接于导体。压接筒体具有让导体插入的孔，通过将导体插入该孔中并在此状态下进行压缩，从而该接线套管部连接于导体。
电连接部延伸设置于导体连接部的一侧，与作为连接对象的其他端子金属件或电子设备等相连接。在将各端子金属件相连接的形式中，电连接部可为上述图1所示的棒状的公型嵌合部140、具备相对配置的弹片131、132的母型嵌合部130。在借助螺栓等紧固部件与其他端子金属件或电子设备等相连接的形式中，电连接部可为具备使紧固部件插通的贯穿孔或U字片的紧固部。或者，电连接部可为插入设置在连接对象上的嵌合孔中的平板部件等。
除此以外，如图1所示，本发明的端子金属件可采用在导体连接部的另一侧具备绝缘套管部120的形式，该绝缘套管部120用于压接电线200的绝缘层220。本发明的端子金属件可适当利用具备导体连接部及电连接部的公知的端子金属件的形状。
〔Sn层〕
本发明的端子金属件最大的特征在于，在其表面的至少一部分具备直接形成于由铝合金形成的母材上的Sn层。Sn层可良好地用作触点材料，因此本发明的端子金属件至少在所述电连接部的触点区域具备Sn层。除此以外，Sn层可作为抗氧化层发挥功能，因此本发明的端子金属件还可采用一种在期望防止氧化腐蚀的部位具备Sn层的形式。
所述触点区域为在电连接部中与其他连接对象直接接触的区域。在具备所述嵌合部的形式中，对公型端子金属件而言，触点区域可为棒状的公型嵌合部中与母型嵌合部的弹片131、132(图1)接触的相向的两面的至少一部分，对母型端子金属件而言，触点区域可为母型嵌合部所具备的相对配置的弹片131、132的表面的至少一部分。尤其，若以Sn层的面积相对于所述母材的露出面积的比例(以下称作面积比)满足0.02％以上且0.6％以下的方式具备Sn层，则可有效降低因异种金属的接触腐蚀造成的母材(铝合金)的溶出，能够防止因母材的溶出造成的Sn层的消失/剥离。因而，当在所述嵌合部的触点区域具备Sn层，并将Sn层作为触点材料使用时，满足所述面积比较为理想。所述面积比在所述范围中越小，越容易降低异种金属的接触腐蚀，若所述面积比越大，则触点材料的具备越充分，因此，更为理想的是所述面积比在0.1％以上且0.4％以下。
Sn层的厚度(合计厚度)若过厚，则在将各端子金属件相连接等时会发生变形而摩擦变大，从而导致连接作业性能下降，若过薄，则在将各端子金属件相连接等时会发生磨耗而母材露出，从而难以充分发挥所需的功能。因而，Sn层的厚度在0.3μm以上且2μm以下较为理想，更为理想的是0.7μm以上且1.2μm以下。当Sn层满足所述范围时，可将Sn层良好地用作触点材料或抗氧化层。
较为理想的是，通过作为湿式镀敷法之一的浸镀法、或作为干式镀敷法之一的真空镀敷法(PVD法)来形成Sn层中至少与母材接触的区域。浸镀法可一边去除形成在由铝合金形成的母材表面上的自然氧化膜，一边形成Sn层，因此能够形成与母材的粘附性优异的Sn层。此外，浸镀法可用相对较短的时间形成Sn层，生产效率也优异。真空镀敷法可列举真空蒸镀法、溅镀法(例如等离子体溅镀法等)、离子镀敷法等，其在前处理中，通过在真空中实施等离子体处理，能够去除自然氧化膜。
当利用浸镀法时，将浸镀层的厚度设为0.3μm以下，若要使Sn层的整体厚度超过0.3μm，则较为理想的是利用电镀法等其他方法，在浸镀层之上形成借助其他方法的层，以获得所需厚度的Sn层。通过如上所述般将浸镀层设为薄，并复合性地具备借助其他方法形成的层，从而与具备一层厚的浸镀层的情况相比，能够有效防止Sn层的剥离，能够形成粘附性优异的Sn层。若浸镀层的厚度为0.05μm以上，则例如能够将其充分用作电镀层的基底层，能够容易地形成使该基底层上具备电镀层的结构。当在浸镀层上具备的层为电镀层时，其形成相对较容易且生产效率优异。电镀层的厚度较为理想的是0.25μm以上且1.7μm以下，更为理想的是0.4μm以上且1.15μm以下。以使浸镀层与电镀层的合计厚度满足所述范围(0.3μm至2μm)的方式选择两层的厚度。另外，对于形成在由铝合金形成的母材表面上的Sn层的厚度，利用显微镜观察母材的剖面，求出从该观察像中选择的测定区域(例如，在将Sn层形成为圆形状的情况下，满足其直径的20％以上的长度的区域)中的厚度的平均值，将该平均厚度设为Sn层的厚度。
本发明的端子金属件具备的Sn层在与由铝合金形成的母材的粘附性上优异。具体而言，当进行后述的粘附性测试时，实质上不会产生剥离。并且，取剖面，以扫描型电子显微镜SEM观察该剖面(1000倍至10000倍左右)，从观察像中取任意的测定长度(例如，在将Sn层形成为圆形状的情况下，取其直径的20％以上的长度)时，在测定长度的95％以上的区域中，在母材与Sn层的边界实质上不存在空隙。
〔制造方法〕
典型的是，所述形式的端子金属件均可通过如下方式来制造，即：将原材料板冲压成指定形状，并实施压制加工之类的塑性加工，使其成为指定形状。原材料板例如可通过铸造→热轧→冷轧→各种热处理(例如T6处理或T9处理等)等工序而制造。
本发明的端子金属件也基本上可通过所述原材料板的制作冲压压制加工这一流程来制造。并且，在所述制造工序的任意时期，具体而言，在原材料板的阶段、冲压成指定形状的原材料片的阶段、经压制加工的成形体的阶段中的任一阶段，在所需区域上形成Sn层。在原材料板或原材料片的阶段，Sn层的形成对象为平坦的形状，因此容易形成Sn层而生产效率优异，在成形体的阶段，能够在所需区域上高精度地形成Sn层。对于不形成Sn层的部位，预先实施遮蔽处理。如上所述，Sn层的形成可利用浸镀法、真空镀敷法或电镀法等方法。以使Sn层达到所需厚度的方式调整条件(在采用浸镀法或电镀法的情况下，调整镀敷前的清洗工序中的清洗液的材质、镀敷液的材质、温度、时间、电流密度等，在采用真空镀敷法的情况下，调整真空度、靶材温度等)。在所述各方法中，若缩短镀敷液的浸渍时间、通电时间或蒸镀时间，则容易使Sn层为薄。
[电线的末端连接结构]
〔电线〕
安装本发明的端子金属件的电线具备导体、以及设置在导体外周的绝缘层，其中导体由铝或铝合金(Al合金等)形成。即，本发明的电线的末端连接结构是由铝合金形成的端子金属件与由Al合金等形成的导体之间的连接结构，即是由主成分为同种金属形成的连接结构，在导体与端子金属件之间实质上不会产生电池腐蚀。
用于构成导体的铝合金，例如可为这样一种铝合金：合计含有0.005质量％以上且5.0质量％以下的从Fe、Mg、Si、Cu、Zn、Ni、Mn、Ag、Cr及Zr中选择的一种以上的元素，剩余部分包含Al及杂质。各元素的优选含量以质量％计为如下：Fe：0.005％以上且2.2％以下，Mg：0.05％以上且1.0％以下，Mn、Ni、Zr、Zn、Cr及Ag：合计0.005％以上且0.2％以下，Cu：0.05％以上且0.5％以下，Si：0.04％以上且1.0％以下。这些添加元素可仅含有一种，或者可组合含有两种以上。所述添加元素之外，还可以含有500ppm以下范围内的Ti、B(质量比例)。作为含有所述添加元素的合金，例如有Al-Fe合金、Al-Fe-Mg合金、Al-Fe-Mg-Si合金、Al-Fe-Si合金、Al-Fe-Mg-(Mn、Ni、Zr、Ag中的至少一种)合金、Al-Fe-Cu合金、Al-Fe-Cu-(Mg、Si中的至少一种)合金、Al-Mg-Si-Cu合金等。构成导体的线材可采用公知的铝合金线。
单线、将多根单线绞合而成的绞合线、将绞合线压缩而成的压缩线材均可作为导体的线材。导体的线材的线径(在绞合线的情况下，为绞合前的单线的线径)可视用途等来适当选择。例如，可以为线径为0.2mm以上且1.5mm以下的线材。
导体的线材(在绞合线的情况下，为单线)可以是满足以下条件中的至少一个条件的线材：拉伸强度为110MPa以上且200MPa以下、0.2％耐力为40MPa以上、伸展率为10％以上、导电率为58％IACS以上。尤其，伸展率为10％以上的线材的耐冲击性优异，在将端子金属件安装于其他端子金属件或连接器、电子设备等时，难以发生断线。
绝缘层的构成材料可为各种绝缘材料，例如，聚氯乙烯(PVC)、以聚烯烃系树脂为基础的无卤素的树脂组成物、阻燃性组成物等。绝缘层的厚度可考虑所需的绝缘强度来适当选择。
所述导体例如可通过铸造→热轧(→当采用铸造坯料时，实施均质化处理)→冷拉加工(→适当地进行软化处理/绞合/压缩)等工序来制造。通过在该导体上形成绝缘层，从而能够制造所述电线。
在所述电线的端部剥开其绝缘层而使导体露出，将该露出部分配置到所述本发明的端子金属件的导体连接部并加以连接。例如，在具备压接片的形式中，将导体配置到导体连接部的底部，在弯折压接片来包住该导体后进一步加以压缩。此时，以压接高度(C/H)成为指定大小(高度)的方式调整压缩状态。通过所述工序，能够制造本发明的电线的末端连接结构、以及在所述电线的端部安装有本发明的端子金属件的带端子电线。
[测试例1]
在铝合金板上形成包含Zn层的金属镀敷层并进行腐蚀测试，调查异种金属的接触腐蚀的状态。
在该测试中，准备了由JIS规格的6000系合金(相当于6061合金)形成的铝合金板，对该铝合金板实施了T6处理(此处为550℃×3小时→水冷→175℃×16小时)。将准备的铝合金板切割成适当的大小，制作各种大小的测试板，在各测试板上，按照公知的条件实施锌酸盐处理之后，通过公知条件的电镀法，按需要形成Ni层，并在最上层形成Sn层，从而制作了从由铝合金形成的母材侧依次具备Zn层、Ni层、Sn层的样品或者具备Zn层、Sn层的样品。
更具体而言，样品No.A如图2(A)所示，从母材侧依次具备由铝合金形成的测试板1000、Zn层1100、Ni层1200、Sn层1300，样品No.B如图2(B)所示，从母材侧依次具备由铝合金形成的测试板1000、Zn层1100、Sn层1300。样品No.A、B使测试板1000中设有金属镀敷层的一面的面积SAl与各层1100、1200、1300的形成面积相等。
如图2(C)所示，样品No.C具备由铝合金形成的测试板1001、Zn层1101、Ni层1201、Sn层1301，各层1101、1201、1301的形成面积相等，且各层1101、1201、1301的形成面积小于测试板1001的面积SAl。样品No.D是与样品No.C相比较没有形成Ni层的样品，如图2(D)所示，Zn层1101及Sn层1301的形成面积相等，且各层1101、1301的形成面积小于测试板1001的面积SAl。样品No.E是与样品No.C相比较变更了Sn层的形成面积的样品，如图2(E)所示，与测试板1001的面积SAl相比，Zn层1101、Ni层1201的形成面积较小，Sn层1302的形成面积更小。另外，在图2中，为了便于理解而将金属镀敷层的各层以与测试板相同的厚度来示出，但实际上厚度不同。此外，对于样品No.A至E所具备的金属镀敷层的各层的厚度而言，相同的材质设为相同的厚度。
在对准备的样品No.A至E进行腐蚀测试之后，确认了腐蚀状态。此次，在将遵照JIS Z2371(2000)中规定的盐水喷雾测试方法的测试条件与高温高湿条件组合而成的条件下进行腐蚀测试，调查了腐蚀状况。
结果显示，由铝合金形成的测试板中的金属镀敷层的形成面的面积SAl与金属镀敷层的形成面积相等的样品No.A、B中，在层叠金属镀敷层而形成的层叠面(端面)上发生了金属镀敷层的剥离。金属镀敷层小于所述测试板的面积SAl的样品No.C、D中，Zn层发生了溶出，其上的Sn层从该测试板消失。金属镀敷层小于所述测试板的面积SAl、尤其使Sn层充分小于面积SAl的样品No.E中，也与样品No.C、D同样地，Zn层发生了溶出而Sn层消失。此外，在样品No.C、D、E的测试板中没有设置金属镀敷层的部位，发生了孔蚀1010。
根据以上的结果确认到：在由铝合金形成的母材上直接形成Zn层时，不论Zn层的形成区域的大小如何，Zn层均会发生溶出，结果导致设置在Zn层上方的Sn层从该母材消失/剥离。
[测试例2]
在铝合金板上直接形成Sn层并进行腐蚀测试，调查了异种金属的接触腐蚀的状态。
在该测试中，准备了与测试例1同样的铝合金板(对由相当于6061合金形成的铝合金板实施了所述T6处理的铝合金板)，将其切割成20mm×20mm作为测试板，在该测试板上通过浸镀法直接形成了Sn层(Sn层的厚度：0.1μm、形状：圆形状、直径2mm)。将该样品作为样品No.2-1。按照脱脂→蚀刻→水洗→酸洗→水洗→镀敷→水洗的工序进行了浸镀处理。脱脂工序是将样品在含浸于市售的脱脂液中之后，一边搅拌一边含浸到乙醇中，随后进行了超声波清洗。在蚀刻工序中使用了作为碱溶液的氢氧化钠水溶液(200g/L、pH12)，在酸洗工序中使用了将400ml/L的硝酸与40ml/L的50％氢氟酸混合而成的混合酸水溶液。在镀敷工序中使用大和化成株式会社制备的镀锡溶液(150g/L的锡酸钠＋氢氧化钠水溶液(10g/L、pH12))，形成了所述厚度的Sn层。在蚀刻后的水洗工序及酸洗后的水洗工序中使用了超声波清洗，在镀敷后的水洗工序中使用了流水。获取了样品的剖面，并使用该剖面的显微镜照片来测定了所形成的Sn层的厚度(测定区域：2mm×20％＝0.4mm以上)。
为了比较，准备了在测试例1中制作的样品No.D。测试板的大小与样品No.2-1相同(20mm×20mm的平板)，设Sn层的厚度为0.1μm，Zn层、Sn层的形状为圆形状，直径为2mm。
对于样品No.2-1、D，在以与测试例1同样的条件进行了腐蚀测试后，确认了腐蚀状态。其中，通过光学显微镜调查了外观，并且利用装备有能量分散型X射线分析装置(EDX)的扫描型电子显微镜(SEM)，对于在测试板中形成有金属镀敷层的区域及其附近，借助EDX进行了元素分析(Sn或Al)。表1表示显微镜观察像及元素映射。元素映射以亮色表示分析对象的元素，以暗色表示其他元素。
[表1]
由显微镜观察像可知，腐蚀测试后，样品No.D中消失了Sn层及Zn层，露出了铝合金基材。另一方面，样品No.2-1中虽然发生了变色，但Sn层仍存在。
元素分析的结果显示，在样品No.D中几乎没有检测出Sn，检测出了构成母材的铝合金的Al成分。另一方面，对样品No.2-1而言，在Sn成分的分析中获得了检测出Sn成分的部位与几乎没有检测出Sn成分的部位，在Al成分的分析中获得了检测出Al成分的部位与几乎没有检测出Al成分的部位。并且，检测出了Sn成分的部位及几乎没有检测出Al成分的区域呈圆形状的区域，可以说在样品No.2-1中充分残留形成为圆形状的浸镀层。
由以上的结果确认到，通过在由铝合金形成的母材上直接形成Sn层，能够抑制因异种金属的接触腐蚀导致Sn层消失/剥离的现象。
[测试例3]
在铝合金板上直接形成Sn层，调查Sn层的厚度与粘附性的关系。
在该测试中，准备了与测试例1同样的铝合金板(对由相当于6061合金形成的铝合金板实施了所述T6处理的铝合金板)，将其切割成适当的大小作为测试板，在该测试板上，与测试例2同样地通过浸镀法形成了Sn层。但是，在该测试中，调整浸镀法的形成条件，制作了Sn层的厚度不同的样品。样品No.3-1是Sn层的厚度为0.1μm的样品，样品No.3-100是Sn层的厚度为0.4μm的样品，所有样品均在准备的测试板的整个面上形成有浸镀层。
对于制作的样品No.3-1、3-100进行了以下的粘附性测试。在粘附性测试中，如图5所示，在形成于测试板2000上的浸镀层2300的表面贴附市售的胶带3000(长度20mm)。并且，将胶带3000的一端部上拉至上方，以使胶带3000中贴附于浸镀层2300上的区域与上拉区域所成的角度呈90°的方式剥离胶带3000。图3(A)、图3(B)表示其结果。其中，胶带3000使用住友3M株式会社制造的修补胶带(mending tape)Scotch(注册商标)810-1-12。
关于Sn层的厚度薄的样品No.3-1，由图3(A)可知，其Sn层在粘附性测试后也完全没有剥离。另一方面，关于Sn层的厚度厚的样品No.3-100，由图3(B)可知，贴附胶带的区域的Sn层在粘附性测试后完全剥离，母材铝合金露出。
通过SEM观察了所制作的样品No.3-1、3-100的剖面，由图3的(a)可知，关于通过浸镀法形成有薄的Sn层的样品No.3-1，其在由铝合金形成的母材与Sn层之间实质上无空隙，Sn层紧密粘附。另一方面，关于形成有厚的Sn层的样品No.3-100，由图3(b)可知，其在由铝合金形成的母材与Sn层之间，遍及Sn层的整个区域存在空隙。在样品No.3-100中，其构成母材的铝合金在Sn层的形成过程中由于已形成的Sn层与母材的异种金属接触腐蚀而发生了溶出，可推定所述空隙是由此所造成的。并且，由于这种空隙的存在，母材与Sn层无法紧密粘附，只要将胶带暂时贴附并剥离，Sn层便会简单地从母材剥离，而样品No.3-1由于其母材与Sn层紧密粘附，可推定Sn层因此难以从母材剥离。
在制作铝合金的构成不同的样品后，同样进行了粘附性测试。样品No.3-3是对由JIS规格的2000系合金(相当于2219合金)形成的铝合金板实施了T6处理的样品，样品No.3-4是对由JIS规格的7000系合金(相当于7075合金)形成的铝合金板实施了T73处理的样品。样品No.3-2是对由JIS规格的6000系合金(相当于6061合金)形成的铝合金板实施了T6处理的样品。样品No.3-2至3-4均通过浸镀法，在由铝合金形成的母材(测试板)上直接形成了厚度0.1μm的Sn层。
并且，如上所述，使用市售的胶带进行了粘附性测试。图4表示其结果。图4(A)表示样品No.3-2(相当于6061合金)，图4(B)表示样品No.3-3(相当于2219合金)，图4(C)表示样品No.3-4(相当于7075合金)。如图4所示，样品No.3-2至3-4，在粘附性测试后均没有发生Sn层的剥离，可以说由铝合金形成的母材与Sn层紧密粘附。
由以上的结果确认到：当在铝合金的母材上通过浸镀法形成Sn层时，通过形成得相对较薄，母材与Sn层的粘附性变得优异。此外，根据该结果，当要形成具有一定厚度的厚Sn层时，较为理想的是，例如在通过浸镀法形成薄层(较为理想的是，厚度0.3μm以下)之后，通过电镀法或真空镀敷法在其上形成所需厚度的层。
[测试例4]
在铝合金板上直接形成Sn层，调查了Sn层的形成区域的大小与因异种金属的接触腐蚀造成的腐蚀状态的关系。
在该测试中，准备了与测试例1同样的铝合金板(对由相当于6061合金形成的铝合金板实施了所述T6处理的铝合金板)，将其切割成20mm×20mm作为测试板，在该测试板上直接形成了Sn层。在该测试中，与测试例3的样品No.3-1同样地，通过浸镀法形成了厚度0.1μm的浸镀层之后，通过电镀法形成了厚度0.9μm的电镀层，形成了合计厚度为1μm的Sn层。在电镀处理中，使用了石原药品株式会社制备的镀锡溶液(镀敷用锡盐46g/L＋镀敷用酸48g/L＋添加剂85ml/L的水溶液)，在镀敷后，用流水进行水洗。样品No.4-1至4-4均将Sn层的合计厚度设为相同(1μm)，仅改变了形成区域的面积。具体而言，设样品No.4-1为直径1.0mm的圆形，样品No.4-2为直径2.0mm的圆形，样品No.4-3为直径3.0mm的圆形，样品No.4-4为直径5.0mm的圆形。Sn层的面积相对于由铝合金形成的测试板的露出面积的比例分别为，样品No.4-1：约0.1％、样品No.4-2：约0.4％、样品No.4-3：约0.9％、样品No.4-4：约2.5％。测试板的露出面积是这样一种面积：不考虑测试板的侧面(测试板的沿着厚度方向的面)，而是从设有Sn层的一面与其相向面的合计面积800mm2中减去所述圆形的Sn层的面积而得的面积。
对于所制作的样品No.4-1至4-4，以与测试例1同样的条件进行了腐蚀测试之后，确认了腐蚀状态。其中，通过光学显微镜调查了外观。表2表示其结果。
[表2]
由表2可知：当减小Sn层的形成区域的大小时(当设所述面积的比例为0.6％以下(此处小于0.5％)时)，Sn层不会发生剥离而能够充分保留。
根据以上的结果确认到：当在铝合金的母材的表面的一部分形成Sn层时，若使相对于母材的露出面积的Sn层的大小相对较小，则Sn层难以因异种金属的接触腐蚀而发生剥离。因而，根据该结果可以说，在将Sn层用于触点材料等情况下，当在母材的表面的一部分形成Sn层时，通过调整Sn层的形成区域，能够使Sn层长期存在。
另外，对于测试例2至测试例4，在由铝合金形成的母材上通过等离子体溅镀法形成了Sn层，同样调查了因异种金属的接触造成的腐蚀状态和粘附性。根据其结果确认到：与通过浸镀法形成的情况同样，母材与Sn层的粘附性优异，Sn层难以剥离，且能够抑制Sn层因异种金属的接触腐蚀而消失/剥离。
[效果]
根据所述测试结果可以说，对于由铝合金形成的端子金属件，通过在其表面的至少一部分直接形成Sn层，能够实现Sn层难以剥离，使得Sn层长期存在。尤其，当在与其他连接对象电连接的电连接部中的触点区域，更具体而言，在公型端子金属件所具备的公型嵌合部的触点区域或母型端子金属件所具备的母型嵌合部的触点区域形成Sn层时，能够将Sn层良好地用作触点材料，可望获得互联电阻低的连接结构(例如为电线的末端连接结构)。
本发明并不限定于上述实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内，可以进行适当变更。例如，可以适当变更端子金属件的结构、Sn层的厚度等。
产业上的可利用性
本发明的端子金属件及本发明的电线的末端连接结构例如可以良好地用作汽车或飞机等交通工具、机器人等产业设备等的布线结构的构成部件。尤其，本发明的主成分为铝，因而轻便，因此能够良好地用作汽车用线束的构成部件。
附图标记的说明
100F 母型端子金属件
100M 公型端子金属件
110 接线套管部
120 绝缘套管部
130 母型嵌合部
140 公型嵌合部
131、132 弹片
200 电线
210 导体
220 绝缘层
1000、1001 由铝合金形成的测试板
1010 孔蚀
1100、1101 Zn层
1200、1201 Ni层
1300、1301、1302 Sn层
2000 测试板
2300 浸镀层
3000 胶带

Claims (5)

1.一种铝基端子金属件，其特征在于具备：
导体连接部，用于连接电线的导体；以及
电连接部，延伸设置于所述导体连接部，并与其他连接对象电连接，其中，
所述导体由铝或铝合金形成，
在所述铝基端子金属件的表面中至少在所述电连接部的触点区域具备Sn层，该Sn层直接形成于构成该铝基端子金属件的母材上，
所述Sn层从构成该铝基端子金属件的母材侧依次具备浸镀Sn层、电镀Sn层，
所述浸镀Sn层的厚度为0.05μm以上且0.3μm以下，所述电镀Sn层的厚度为0.25μm以上且1.7μm以下，所述浸镀Sn层和所述电镀Sn层的合计厚度为0.3μm以上且2μm以下。
2.根据权利要求1所述的铝基端子金属件，其特征在于：
所述电连接部是与其他端子金属件相嵌合来电连接的嵌合部，
在所述嵌合部的触点区域具备所述Sn层。
3.根据权利要求1所述的铝基端子金属件，其特征在于：
所述Sn层的面积相对于所述母材的露出面积的比例为0.02％以上且0.6％以下。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的铝基端子金属件，其特征在于：
所述母材由从2000系合金、6000系合金及7000系合金中选择的一种铝合金形成。
5.一种电线的末端连接结构，其特征在于包括：
具有导体的电线；以及
安装在所述导体的端部的端子金属件，其中，
所述导体由铝或铝合金形成，
所述端子金属件是权利要求1至4中任一项所述的铝基端子金属件。
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