CN105637709A - 电连接结构 - Google Patents

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Abstract

该电连接结构(10)设置有：第一金属构件(11)，其包含铜或铜合金且其至少一部分具有在其上形成的锡镀层(11A)；第二金属构件(12)，其电连接至第一金属构件(11)；和表面处理层(14)，其在第一金属构件(11)的表面上形成。通过利用包含基油和具有金属亲和性的化合物的表面处理剂涂布而形成表面处理层(14)，所述具有金属亲和性的化合物具有亲油性基团和对金属具有亲和性的亲和性基团。具有金属亲和性的化合物包含酸性磷酸烷基酯与唑化合物的加合物(a)，和酸性磷酸烷基酯与金属和/或有机胺化合物的加合物(b)。

Description

电连接结构
技术领域
本发明涉及电连接结构。
背景技术
在两个金属构件彼此电连接的部分，诸如端子和电线彼此连接的部分或者端子彼此嵌合的部分中，存在如下的情况：构成端子和电线的材料、或构成端子和配对端子的材料、或构成端子的金属板和在金属板的表面上形成的镀层的材料包含异种金属。
当以这种方式将由异种金属制成的构件布置为彼此靠近时，存在如下的担忧：水横跨异种金属附着，导致腐蚀电流的流动。为了避免这种问题，例如(例如参考专利文献1)，在端子彼此连接的连接部上涂布油脂等。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：JPH5-159846A
发明内容
技术问题
如专利文献1中所述，当涂布油成分诸如油脂时，存在如下风险：出现粘连和滴落，由此损害可加工性和污染周围的基材。因此，有必要涂布尽可能薄的油成分。然而，如果涂布的油成分太薄，则变得难以在金属表面上长期保持稳定的油膜。特别地，在高温环境下，油成分可能会由于氧化而变成低分子量的分子或者挥发，由此使得更加难以在金属表面上保持稳定的油膜。这是因为油成分不化学结合至金属表面，而是由于仅显示弱粘合力的范德华力而与金属表面紧密接触。
基于上述情况完成了本发明，且本发明的一个目的是抑制在金属构件彼此电连接的电连接结构中金属构件的腐蚀。
技术方案
为了解决上述问题，本发明的一方面为电连接结构，该电连接结构包含：第一金属构件，其包含铜或铜合金，在所述第一金属构件的至少一部分上形成有锡镀层；第二金属构件，其电连接至或可电连接至所述第一金属构件；和表面处理层，其在所述第一金属构件的表面上形成，其中通过涂布含基油和金属亲和性化合物的表面处理剂形成所述表面处理层，所述金属亲和性化合物具有亲油性基团和对金属具有亲和性的亲和性基团，且所述金属亲和性化合物包含：唑化合物(azolecompound)与包含由以下通式(1)和通式(2)表示的化合物的一种或多种的酸性磷酸烷基酯之间的加合物(a)，和金属和/或有机胺化合物与包含由以下通式(1)和通式(2)表示的化合物的一种或多种的酸性磷酸烷基酯之间的加合物(b)。
P(＝O)(-OR1)(-OH)2…(1)
P(＝O)(-OR1)2(-OH)…(2)
(应注意，R1表示具有4个以上碳原子的有机基团。)
在根据本发明的一方面的其中将第一金属构件和第二金属构件彼此电连接的电连接结构中，通过在包含铜或铜合金(下文中也称为“铜(合金)”)的第一金属构件上涂布包含金属亲和性化合物和基油的表面处理化合物而形成表面处理层，所述第一金属构件上形成有锡镀层。
包含在表面处理化合物中的金属亲和性化合物的亲油性基团结合至基油。另一方面，可以想象，包含在金属亲和性化合物中的酸性磷酸烷基酯与唑化合物之间的加合物(a)的亲和性基团优先结合至包含在第一金属构件中的铜，且金属和/或有机胺化合物与酸性磷酸烷基酯之间的加合物(b)的亲和性基团优先结合至包含在锡镀层中的锡。
也就是说，在本发明的情况下，含基油成分的表面处理层稳定地保持在第一金属构件的表面上。因此，即使当水横跨包含在第一金属构件中的铜(合金)和锡镀层以及横跨第一金属构件和第二金属构件而附着时，也可以抑制腐蚀电流的流动。结果，在本发明的情况下，可以抑制在金属构件彼此电连接的电连接结构中金属构件的腐蚀。
本发明的一方面可构造为如下。
加合物(a)对加合物(b)的含量比按摩尔比可以为1:9～9:1。在这一构造的情况下，表面处理层以良好均衡的方式与各金属紧密接触，且因此，确保防腐蚀效果。
可以将表面处理剂的pH设为4以上。在这一构造的情况下，特别地，改善了紧密接触效果。
唑化合物可以为选自如下的至少一种：吡咯，咪唑，吡唑，1,2,3-三唑，1,2,4-三唑，四唑，异吲哚，苯并咪唑，吲唑，1H-苯并三唑，2H-苯并三唑，咪唑并[4,5-b]吡啶，吲哚，嘌呤，吡唑并[3,4-d]嘧啶，三唑并[4,5-d]嘧啶和苯并噻唑，或它们的衍生物。
在这一构造的情况下，特别地，对于铜的配位力是优异的，且由此获得了优异的紧密接触效果。
所述金属可以为选自碱金属、碱土金属、铝、钛和锌中的至少一种。在这一构造的情况下，所述金属具有比锡的离子化倾向高的离子化倾向，且因此，可以获得对于锡的优异的离子结合性。
所述有机胺化合物可以为具有2～100个碳原子的有机胺化合物。在这一构造的情况下，可以将有机胺化合物与酸性磷酸烷基酯之间的加合物制成如下的液体形态，其具有可以用来在室温下对所述加合物进行处理的粘度，由此具有优异的处理能力。
第二金属构件可以由离子化倾向比第一金属构件更大的金属材料制成。在这一构造的情况下，即使第二金属构件是由铝或铝合金制成，也可以有效地抑制金属构件的腐蚀。
表面处理层在-40℃～120℃的温度条件下可以为液体形态或糊料形态。在这一构造的情况下，通过接触压力或滑动可以将表面处理层从第一金属构件和第二金属构件彼此电连接的电连接部中去除，由此使得可以改善电连接的可靠性。
第一金属构件可以为第一端子，且第二金属构件可以为电连接至或可电连接至第一端子的电线的芯线。在这一构造的情况下，即使在由铜制成的端子和具有由铝(合金)制成的芯线的电线彼此连接的连接结构中，也可以防止金属构件的腐蚀。
第一金属构件可以为第一端子，且第二金属构件可以为相互地嵌合或可相互地嵌合至第一端子的第二端子。在这一构造的情况下，即使在第一端子和第二端子彼此连接的连接结构中，也可以防止金属构件的腐蚀，且可以抑制端子之间泄露电流的流动。
有益效果
在本发明的情况下，可以抑制在金属构件彼此电连接的电连接结构中金属构件的腐蚀。
附图说明
图1为显示根据本发明实施方式1的电连接结构的放大横截面图。
图2为显示根据本发明实施方式2的电连接结构的侧面图。
图3为端子的透视图。
图4为在形成表面处理层前的带有端子的电线的侧面图。
图5为显示根据本发明实施方式3的电连接结构的平面图。
图6为显示根据本发明实施方式4的电连接结构的平面图。
图7显示与油膜保持性的评价有关的各种材料的IR光谱。
具体实施方式
实施方式1
将参照图1对根据本发明实施方式1的电连接结构10进行说明。在本实施方式中，由两个金属构件11和12(也就是第一金属构件11和第二金属构件12)构成电连接结构10。
第一金属构件11
第一金属构件11由包含铜或铜合金的板材11B制成，且在其表面上形成有锡镀层11A。在本实施方式中，通过将其上形成有锡镀层11A的包含铜(合金)的板材11B压制成预定的形状而获得第一金属构件11。
第二金属构件12
第二金属构件12包含离子化倾向比铜更大的金属。包含在第二金属构件12中的金属的实例包括镁、铝、锰、锌、铬、铁、镉、钴、镍、锡和铅或它们的合金。在本实施方式中，通过将包含铝或铝合金的板材压制成预定的形状而获得第二金属构件12。
电连接结构10
作为连接第一金属构件11和第二金属构件12的方法，可以视情况选择诸如以下的任何方法：电阻焊接、超声波焊接、钎焊(包括钎焊和焊接)、冷焊、压焊或螺栓连接。在本实施方式中，第一金属构件11和第二金属构件12通过被夹在一对夹具(未示出)之间而被彼此压焊。在第一金属构件11和第二金属构件12通过压焊彼此连接的连接部13中，第一金属构件11和第二金属构件12彼此电连接。
表面处理层14
在第一金属构件11的表面上形成有表面处理层14。在除第一金属构件11与第二金属构件12接触的连接部13以外的第一金属构件11的表面部分上形成表面处理层14。第一金属构件11的表面是指露出到外部的全部表面，诸如第一金属构件11的上表面、下表面和侧表面。在至少第一金属构件11上形成根据本实施方式的表面处理层14。
通过涂布包含基油和金属亲和性化合物的表面处理剂而形成所述表面处理层14，所述金属亲和性化合物具有亲油性基团和对金属具有亲和性的亲和性基团。
金属亲和性化合物具有油膜保持功能，用于被添加至要被涂布到第一金属构件11表面上的基油且保持构件表面上的基油。具体地，所述金属亲和性化合物包含：唑化合物与包含由以下通式(1)和通式(2)表示的化合物中的一种或多种的酸性磷酸烷基酯之间的加合物(a)，和金属和/或有机胺化合物与包含由以下通式(1)和通式(2)表示的化合物中的一种或多种的酸性磷酸烷基酯之间的加合物(b)。
P(＝O)(-OR1)(-OH)2…(1)
P(＝O)(-OR1)2(-OH)…(2)
(应注意，R1表示具有4个以上碳原子的有机基团。)
加合物(a)的实例包括：仅由通式(1)表示的化合物与唑化合物之间的加合物构成的化合物，仅由通式(2)表示的化合物与唑化合物之间的加合物构成的化合物，和仅由通式(1)表示的化合物与唑化合物之间的加合物和通式(2)表示的化合物与唑化合物之间的加合物构成的化合物。
加合物(b)的实例包括：仅由通式(1)表示的化合物与金属之间的加合物构成的化合物，仅由通式(1)表示的化合物与有机胺化合物之间的加合物构成的化合物，仅由通式(1)表示的化合物与金属之间的加合物和通式(1)表示的化合物与有机胺化合物之间的加合物构成的化合物，仅由通式(2)表示的化合物与金属之间的加合物构成的化合物，仅由通式(2)表示的化合物与有机胺化合物之间的加合物构成的化合物，仅由通式(2)表示的化合物与金属之间的加合物和通式(2)表示的化合物与有机胺化合物之间的加合物构成的化合物，仅由通式(1)表示的化合物与金属之间的加合物和通式(2)表示的化合物与金属之间的加合物构成的化合物，和仅由通式(1)表示的化合物与有机胺化合物之间的加合物和通式(2)表示的化合物与有机胺化合物之间的加合物构成的化合物。
酸性磷酸烷基酯的实例包括：仅由通式(1)表示的化合物构成的化合物，仅由通式(2)表示的化合物构成的化合物，和仅由通式(1)表示的化合物和通式(2)表示的化合物构成的化合物。
在酸性磷酸烷基酯中，R1由具有4个以上碳原子的有机基团构成。酸性磷酸烷基酯具有有一定数目的碳原子的有机基团，因此与作为长链烷基化合物的基油有着优异的相容性。因此，酸性磷酸烷基酯改善金属亲和性化合物与基油之间的相容性。这使得酸性磷酸烷基酯可以将金属亲和性化合物和基油的混合物制成液体形态。因此，酸性磷酸烷基酯向包含金属亲和性化合物和基油的表面处理剂赋予了对金属表面的良好涂布性能。
从与基油的优异相容性的观点来看，R1优选具有4个以上的碳原子，且更优选6个以上的碳原子。另一方面，从多功能性和成本的观点来看，R1优选具有30个以下的碳原子，更优选26个以下的碳原子，甚至更优选22个以下的碳原子。
对R1没有特别限制，只要R1为具有4个以上的碳原子的有机基团即可，其实例包括由饱和烃构成的烷基基团，由不饱和烃构成的烯基基团和含杂元素的基团。从与基油的优异相容性的观点来看，由饱和烃构成的烷基基团和由不饱和烃构成的烯基基团优选作为R1。烷基基团和烯基基团可以具有直链结构、支链结构和环状结构中的任一种。
具有烷基作为R1的酸性磷酸烷基酯的实例包括磷酸丁基酯、磷酸2-乙基己基酯、磷酸异癸基酯、磷酸月桂基酯、磷酸十三烷基酯、磷酸硬脂基酯、磷酸油烯基酯、磷酸异硬脂基酯和磷酸二-2-乙基己基酯。其中，从形成的加合物与基油有着更优异的相容性的观点来看，磷酸油烯基酯和磷酸异硬脂基酯是优选的。
含杂元素的基团的实例包括含有诸如N、O和S的杂元素的基团。其实例包括包含醚键、酯键、酰胺键、硫醚键、硫酯键等的烷基链和烯基链。
唑化合物由于包含在分子中的氮原子的未共享电子对的作用，而主要加强对具有高配位结合性的过渡金属的结合。此外，由于唑化合物与酸性磷酸烷基酯之间的加合物为液体，所以唑化合物可以保持金属亲和性化合物为液体形态。这使得金属亲和性化合物与基油之间的相容性良好，由此使得可以将金属亲和性化合物与基油的混合物制成液体形态。因此，唑化合物向表面处理剂赋予了对金属表面的良好涂布性质。
唑化合物的实例包括唑、二唑、三唑和四唑。其更具体的实例包括吡咯、咪唑、吡唑、1,2,3-三唑、1,2,4-三唑、四唑、异吲哚、苯并咪唑、吲唑、1H-苯并三唑、2H-苯并三唑、咪唑并[4,5-b]吡啶、吲哚、嘌呤、吡唑并[3,4-d]嘧啶、三唑并[4,5-d]嘧啶和苯并噻唑，或它们的衍生物。这些可以单独地或以两种以上的组合使用。其中，从对过渡金属的配位结合性的观点来看，1H-苯并三唑是优选的。
金属和有机胺化合物主要加强对离子结合性高的典型金属的结合。尽管酸性磷酸烷基酯本身有可能结合至离子结合性高的典型金属，但酸性磷酸烷基酯具有太高的酸性，因此有可能腐蚀金属表面。金属和有机胺化合物可以增加金属亲和性化合物的pH并降低其酸性。
所述金属的实例包括碱金属诸如Li、Na和K；碱土金属诸如Mg和Ca；铝；钛；和锌。这些可以单独地或以两种以上的组合使用。其中，从形成的加合物与基油有着更优异的相容性的观点来看，Li和Ca是优选的。
作为有机胺化合物，从多功能性和形成的加合物的粘度的观点来看，具有2～100个碳原子的有机胺化合物是优选的。具有4～22个碳原子的有机胺化合物是更优选的。所述有机胺化合物更具体的实例包括辛胺、月桂胺、十四烷胺、硬脂胺、二十二烷胺、油胺、牛脂烷基胺、硬化牛脂烷基胺、苯胺、苄胺、环己胺、二乙胺、二丙胺、二丁胺、二苯胺、二苄胺、二环己胺、三乙胺、三丁胺、二甲基辛基胺、二甲基癸基胺、二甲基硬脂胺、牛脂二甲基烷基胺、硬化牛脂二甲基烷基胺和二甲基油胺。这些可以单独地或以两种以上的组合使用。其中，从多功能性和形成的加合物的粘度的观点来看，辛胺和月桂胺是优选的。
优选加合物(a)对加合物(b)的含量比按摩尔比为1:9～9:1。这一含量比使得可以显示如下效果：以良好均衡的方式将基油稳定地保持在各种金属的金属表面上。当加合物(a)的比率增加时，配位结合性提高。另一方面，当加合物(b)的比率增加时，离子结合性提高。加合物(a)对加合物(b)的含量比优选为2:8～8:2，更优选为3:7～7:3。
在金属亲和性化合物中，通过酸性磷酸烷基酯、唑化合物和金属和/或有机胺化合物之间的比率确定残留的磷酸基团(P-OH基团)的量。当酸性磷酸烷基酯的比率增加时，残留的磷酸基团(P-OH基团)的量增加，且酸性增加(pH降低)。当酸性磷酸烷基酯的比率减小时，残留的磷酸基团(P-OH基团)的量减小，且酸性减小(pH增加)。如果金属亲和性化合物的酸性增加，则其对过渡金属的结合性减小，因此，优选抑制酸性至低水平。从这一观点来看，金属亲和性化合物的pH优选为4以上，更优选为5.5以上。另一方面，从保持离子结合性的观点来看，金属亲和性化合物的pH优选为9以下，更优选为8以下。
当将酸性磷酸烷基酯的化合价定义为x-，将唑化合物的化合价定义为y+，将金属和/或有机胺化合物的化合价定义为z+，将酸性磷酸烷基酯的摩尔数定义为1，将唑化合物的摩尔数定义为m，将金属和/或有机胺化合物的摩尔数定义为n，且f＝l×x-m×y-n×z时，酸性磷酸烷基酯在0<f<2的范围内过量，且存在残留的磷酸基团(P-OH基团)。当f＝0时，唑化合物和金属和/或有机胺化合物的总和等于酸性磷酸烷基酯，且不存在残留的磷酸基团(P-OH基团)。此外，当f<0时，酸性磷酸烷基酯不足，并且不存在残留的磷酸基团(P-OH基团)。优选f≤0，以增加金属亲和性化合物的pH。
可以将上述金属亲和性化合物与基油混合以形成表面处理剂。
表面处理剂由包含金属亲和性化合物和基油的制剂构成。表面处理剂覆盖金属表面且防止金属的腐蚀。表面处理剂包含金属亲和性化合物，由此使得可以将基油稳定地保持在金属表面上。对过渡金属(特别是铜)和典型金属(特别是锡)两者都可以显示这种效果。
基油的实例包括烷基苯、烷基萘、聚丁烯、矿物油、合成酯、油脂、硅油、聚二醇、正链烷烃、异链烷烃和聚醚，或者通过将这些化合物中的两种以上掺合而获得的油。其中，从热稳定性的观点来看，矿物油和石蜡油是优选的。
从保持在金属表面上形成的烷基基团的密度的观点来看，包含在表面处理剂中的金属亲和性化合物的量优选为3质量％以上，更优选为5质量％以上。另一方面，从保持油膜厚度的观点来看，其量优选为90质量％以下，更优选为80质量％以下。
从对金属表面的优异涂布性的观点来看，优选表面处理剂在-40℃～120℃下处于液体形态(或处于流体状态)，且特别优选表面处理剂在20℃～100℃下处于液体形态或处于流体状态。如果酸性磷酸烷基酯的R1具有诸如小于4个碳原子的少量的碳原子或者仅金属是用于与酸性磷酸烷基酯形成加合物的成分，则例如金属亲和性化合物与基油的相容性差，且金属亲和性化合物与基油的混合物在以上温度范围内不处于液体形态，由此使得难以将所述混合物涂布在金属表面上。在本实施方式中，将在-40℃～120℃下处于液体形态或处于流体状态的制剂用作表面处理剂。
当将表面处理剂涂布在金属构件的表面上时，从防止表面的粘连和飞溅到其它部分的观点来看，膜厚度优选为30μm以下，更优选为15μm以下。另一方面，从有可能由于机械负荷、热等而形成缺损部分和电阻值有可能不足的观点来看，膜厚度优选等于或大于预定的厚度。膜厚度的下限的实例包括0.5μm、2μm和5μm。
制造过程
接下来，将对本实施方式的制造过程的实例进行说明。应注意，所述制造过程不限于以下描述。
首先，通过将其中在表面上形成有锡镀层11A的包含铜合金的板材11B压制成预定的形状而形成第一金属构件11。接下来，通过将包含铝合金的板材压制成预定的形状而形成第二金属构件12。
接下来，通过将第一金属构件11浸入表面处理剂中且然后在室温下风干而在第一金属构件11的表面上形成表面处理层14。
接下来，通过堆叠第一金属构件11和第二金属构件12且然后利用一对夹具夹住它们而将第一金属构件11和第二金属构件12彼此压焊。由此，第一金属构件11和第二金属构件12彼此电连接(参见图1)。在这种情况下，在其中第一金属构件11和第二金属构件12彼此连接的连接部13中，通过夹具施加高压力，且将在-40℃～120℃下处于液体形态或处于流体状态的制剂用作表面处理剂。因此，从连接部13去除表面处理剂。因此，在第一金属构件11和第二金属构件12之间没有介入表面处理层14，并且因此提高第一金属构件11和第二金属构件12之间电连接的可靠性。
本实施方式的作用和效果
在本实施方式的其中将第一金属构件11和第二金属构件12彼此电连接的电连接结构10中，在第一金属构件11上形成通过涂布包含金属亲和性化合物和基油的表面处理化合物而形成的表面处理层14，所述第一金属构件11包含铜(合金)且其上形成有锡镀层11A。
包含在表面处理化合物中的金属亲和性化合物的亲油性基团结合至基油。另一方面，据认为包含在金属亲和性化合物中的酸性磷酸烷基酯与唑化合物之间的加合物(a)的亲和性基团优先结合至包含在构成第一金属构件11的板材11B中的铜，且金属和/或有机胺化合物与酸性磷酸烷基酯之间的加合物(b)的亲和性基团优先结合至包含在锡镀层11A中的锡。
也是就说，在本实施方式的情况下，将包含基油成分的表面处理层14稳定地保持在第一金属构件11的表面上。因此，即使当水横跨构成第一金属构件11的板材11B和锡镀层11A和横跨第一金属构件11和第二金属构件12附着时，也可以抑制腐蚀电流的流动。结果，在本实施方式的情况下，可以抑制在金属构件11和12彼此电连接的电连接结构10中金属构件11和12的腐蚀。
应注意在本实施方式中，第二金属构件12是由离子化倾向比第一金属构件11更大的金属材料(铝或铝合金)制成的构件，因此，显示本实施方式的效果(抑制金属构件腐蚀的效果)。
实施方式2
将参照图2～图4对根据本发明的实施方式2的电连接结构20进行说明。在本实施方式的电连接结构20中，包含铜或铜合金的端子21(第一金属构件的实例)和包含芯线22A(第二金属构件的实例)的电线22彼此电连接，所述芯线22A包含离子化倾向比铜更大的金属。将实施方式1中的重复说明省略。
电线22
通过利用由合成树脂制成的绝缘涂层22B覆盖芯线22A的外周而获得电线22。可以将离子化倾向比铜更大的金属用作构成芯线22A的金属，其实例包括镁、铝、锰、锌、铬、铁、镉、钴、镍、锡和铅，或它们的合金。在本实施方式中，芯线22A包含铝或铝合金。
根据本实施方式的芯线22A是通过缠绕多根金属细线获得的多股绞合线。也可以将由金属棒材制成的所谓的单芯线用作芯线22A。由于铝和铝合金具有相对小的比重，所以可以整体上降低带有端子的电线20的重量。
端子21
如图2中所示，端子21包含：线筒(wirebarrel)部21B，其要连接至从电线22的端部露出的芯线22A，绝缘筒部21A，其在相对于线筒部21B的后侧形成且保持绝缘涂层22B，和主体部21C，其在相对于线筒部21B的前侧形成且其中插入有雄端子的垂片(tab，未示出)。
如图3中所示，在从电线22的端部露出的芯线22A所要连接的端子21的区域中形成多个凹部21D。当将线筒部21B压接至芯线22A时，在凹部21D的孔缘部形成的边缘与芯线22A的表面滑动接触，且将在芯线22A的表面上形成的氧化涂层剥去。因此，使芯线22A的金属表面露出。该金属表面与线筒部21B接触，由此使芯线22A和线筒部21B(端子21)彼此电连接。
通过将由铜或铜合金制成的板状金属材料压制成预定的形状而获得端子21。在端子21的正面和背面上形成锡镀层(未示出)。锡镀层具有降低芯线22A与线筒部21B之间的接触电阻的功能。没有在端子21的端面上形成锡镀层，且使包含铜或铜合金的板材露出。
在本实施方式中，如图2中所示，在端子21的整个表面上形成表面处理层24。在图2中将表面处理层24示为阴影区域。也就是说，在本实施方式中，在包括端子21的端面(至少线筒部21B的端面)的端子21的表面上形成表面处理层24。
应注意，尽管芯线22A在相对于线筒部21B的前侧和后侧从线筒部21B露出，但在芯线22A的表面上也形成表面处理层24。
在本实施方式中，例如，在将端子21和电线22压接成图4中所示的状态之后，通过将至少端子21和从电线22露出的芯线22A浸入表面处理剂中并且对其进行干燥可以形成表面处理层24。
本实施方式的作用和效果
在本实施方式的其中将上面形成有锡镀层的包含铜(合金)的端子21和电线22彼此电连接的电连接结构20中，以与实施方式1中相同的方式也在端子21上形成通过涂布包含金属亲和性化合物和基油的表面处理化合物而形成的表面处理层24。
因此，在本实施方式的情况下，将包含基油成分的表面处理层24稳定地保持在端子21的表面上。因此，即使当水横跨上面没有形成锡镀层的端子21的部分和锡镀层以及横跨端子21和电线22附着时，也可以抑制腐蚀电流的流动，由此使得可以抑制在端子21和电线22彼此电连接的电连接结构20中端子21和电线22的腐蚀。
实施方式3
接下来，将参照图5对根据本发明的实施方式3的电连接结构30进行说明。本实施方式具有如下结构：其中将包含含有铜或铜合金的铜芯线32A(第二金属构件的实例)的铜电线32和包含含有铝或铝合金的铝芯线33A(第二金属构件的实例)的铝电线33连接至接线端子(splicedterminal)31。利用由合成树脂制成的绝缘涂层32B覆盖铜芯线32A的外周，且利用由合成树脂制成的绝缘涂层33B覆盖铝芯线33A的外周。应注意，省略了实施方式1中的重复说明。
在本实施方式中，使用接线端子31将铜芯线32A和铝芯线33A彼此电连接。接线端子31包含被压接至铜芯线32A和铝芯线33A两者从而缠绕它们的线筒部31A。接线端子31由包含铜或铜合金的板材构成，且在其表面上形成有锡镀层(第一金属构件的实例)(未示出)，但在其端面上没有形成锡镀层。
在将铜芯线32A和铝芯线33A连接至接线端子31之后，通过将接线端子31、铜芯线32A和铝芯线33A浸入表面处理剂中并且对其进行干燥而在铜芯线32A、铝芯线33A和接线端子31的表面上形成表面处理层34。
在本实施方式中，如图5中所示，至少在接线端子31的包含其端面的表面上和从接线端子31露出的铜芯线32A和铝芯线33A的部分的表面上形成表面处理层34。在图5中将表面处理层34示为阴影区域。
本实施方式的作用和效果
以与实施方式1中相同的方式，在本实施方式的其中将两根电线32和33电连接至接线端子31的电连接结构30中，也在上面形成有锡镀层的包含铜(合金)的接线端子31上形成通过涂布包含金属亲和性化合物和基油的表面处理化合物而形成的表面处理层34。因此，在本实施方式的情况下，也可以抑制接线端子31和电线32及33的腐蚀。
实施方式4
接下来，将参照图6对根据本发明的实施方式4的电连接结构40进行说明。本实施方式涉及如下的电连接结构40：其中将第一端子21(第一金属构件的实例)和与第一端子21相互嵌合的第二端子43(第二金属构件的实例)彼此电连接。应注意，省略了实施方式1中的重复说明。
第一端子21是所谓的母端子，且具有与实施方式2的端子21的构造类似的构造。第一端子21由包含铜或铜合金的板材构成，且在其表面上形成锡镀层。连接至第一端子21的电线22具有与实施方式2的连接至端子21的电线22的构造类似的构造，且包含含有铝和铝合金的芯线22A和绝缘涂层22B。由于第一端子21和连接至第一端子21的电线22与实施方式2的那些类似，所以用相同的附图标记表示它们，且省略它们的具体说明。
在本实施方式中，通过将第一端子21浸入表面处理剂中并且对其进行干燥而至少在第一端子21的表面(包括端面)上形成表面处理层。这使得可以抑制由铝或铝合金制成的第二端子43的由于电蚀而导致的溶出。
第二端子43是设置有垂片的所谓的雄端子且由包含离子化倾向比铜更大的铝或铝合金的金属构件构成。将第二端子43插入第一端子21的主体部21C中，且电连接至第一端子21。
由于通过在其中将电线22连接至第一端子21的状态下将第一端子21浸入表面处理剂中并对其进行干燥而在第一端子21上形成表面处理层，所以存在如下的可能性：在将第二端子43插入第一端子21的主体部21C中之前在主体部21C中形成表面处理层。然而，通过插入第一端子21的主体部21C中的第二端子43在第一端子21的主体部21C中滑动而去除表面处理层，且在第一端子21和第二端子43彼此连接的连接部中没有介入表面处理层。因此，提高了第一端子21和第二端子43之间的电连接的可靠性。
本实施方式的作用和效果
在本实施方式的其中将上面形成有锡镀层的包含铜(合金)的第一端子21和第二端子43彼此电连接的电连接结构40中，以与实施方式1中相同的方式也在第一端子21上形成通过涂布包含金属亲和性化合物和基油的表面处理化合物而形成的表面处理层。因此，在本实施方式的情况下，也可以防止端子21的腐蚀，且抑制第一端子21和第二端子43之间泄露电流的流动。
实施例
尽管下文中将通过实施例的方式对本发明进行说明，但本发明不限于这些实施例。
金属亲和性化合物的合成
合成例1：OL-MBT-Li5
将50g(酸价0.163mol)的磷酸油烯基酯(由SC有机化学株式会社制造的“PhoslexA18D”，分子量467(平均)，酸价183mgKOH/g)和50ml的甲醇放入500ml烧瓶中，并且在50℃下搅拌以产生均匀溶液。缓慢地向其中添加通过将10.86g(0.0816mol)的5-甲基-1H-苯并三唑溶解在50ml甲醇中而获得的溶液。在将温度保持在50℃下的同时将得到的澄清溶液搅拌30分钟。另外向其中添加通过将3.42g(0.0815mol)的一水合氢氧化锂溶解在50ml甲醇中而获得的溶液。在将温度保持在50℃下的同时将混合物搅拌10分钟。在确认得到的溶液保持清澈之后，使用旋转蒸发器在减压下将甲醇和生成的水蒸馏掉。此外，在添加50ml甲苯之后，以相同的方式在减压下对混合物进行蒸馏以通过共沸蒸馏掉生成的水，然后获得了作为黄色澄清黏性物质的目标产物。OL-MBT-Li5为其中自由(free)磷酸基团的50％形成5-甲基-1H-苯并三唑盐并且其剩余的50％形成锂盐的酸性磷酸烷基酯。
合成例2：OL-BT-Li5
以与合成例1中相同的方式合成了化合物，不同之处在于添加了9.72g的1,2,3-苯并三唑代替5-甲基-1H-苯并三唑。OL-BT-Li5为其中自由磷酸基团的50％形成1,2,3-苯并三唑盐并且其剩余的50％形成锂盐的酸性磷酸烷基酯。
合成例3：OL-BT-K5
以与合成例2中相同的方式合成了化合物，不同之处在于添加了4.57g的氢氧化钾代替一水合氢氧化锂。OL-BT-K5为其中自由磷酸基团的50％形成1,2,3-苯并三唑盐并且其剩余的50％形成钾盐的酸性磷酸烷基酯。
合成例4：OL-BT-Ca5
以与合成例2中相同的方式合成了化合物，不同之处在于添加了4.16g的二甲醇钙代替一水合氢氧化锂。OL-BT-Ca5为其中自由磷酸基团的50％形成1,2,3-苯并三唑盐并且其剩余的50％形成钙盐的酸性磷酸烷基酯。
合成例5：OL-BT-Li3
以与合成例2中相同的方式合成了化合物，不同之处在于将一水合氢氧化锂的量变为了2.05g。OL-BT-Li3为其中自由磷酸基团的50％形成1,2,3-苯并三唑盐、其另外的30％形成锂盐、其剩余的20％保持不变的酸性磷酸烷基酯。
合成例6：IS-MBT-Li5
以与合成例1中相同的方式合成了化合物，不同之处在于使用磷酸异硬脂基酯(由SC有机化学株式会社制造的“PhoslexA18OL”，分子量487(平均)，酸价178mgKOH/g)代替了磷酸油烯基酯。IS-MBT-Li5为其中自由磷酸基团的50％形成5-甲基-1H-苯并三唑盐并且其剩余的50％形成锂盐的酸性磷酸烷基酯。
合成例7：IS-BT-Li5
以与合成例2中相同的方式合成了化合物，不同之处在于使用磷酸异硬脂基酯(与上述相同)代替了磷酸油烯基酯。IS-BT-Li5为其中自由磷酸基团的50％形成1,2,3-苯并三唑盐并且其剩余的50％形成锂盐的酸性磷酸烷基酯。
合成例8：IS-BT-K5
以与合成例7中相同的方式合成了化合物，不同之处在于添加了4.45g的氢氧化钾代替一水合氢氧化锂。IS-BT-K5为其中自由磷酸基团的50％形成1,2,3-苯并三唑盐并且其剩余的50％形成钾盐的酸性磷酸烷基酯。
合成例9：IS-BT-Ca5
以与合成例7中相同的方式合成了化合物，不同之处在于添加了4.05g的二甲醇钙代替一水合氢氧化锂。IS-BT-Ca5为其中自由磷酸基团的50％形成1,2,3-苯并三唑盐并且其剩余的50％形成钙盐的酸性磷酸烷基酯。
合成例10：IS-BT-Li3
以与合成例7中相同的方式合成了化合物，不同之处在于将一水合氢氧化锂的量变为了2.00g。OL-BT-Li3为其中自由磷酸基团的50％形成1,2,3-苯并三唑盐，其另外的30％形成锂盐，且其剩余的20％保持不变的酸性磷酸烷基酯。
合成例11：EH-BT-Li5
以与合成例2中相同的方式合成了化合物，不同之处在于使用磷酸二-2-乙基己基酯(由SC有机化学株式会社制造的“PhoslexA-208”，分子量322(平均)，酸价172mgKOH/g)代替了磷酸油烯基酯。EH-MBT-Li5为其中自由磷酸基团的50％形成1,2,3-苯并三唑盐并且其剩余的50％形成锂盐的酸性磷酸烷基酯。
合成例12：EH-BT-Ca5
以与合成例11中相同的方式合成了化合物，不同之处在于添加了3.92g的二甲醇钙代替一水合氢氧化锂。EH-BT-Li5为其中自由磷酸基团的50％形成1,2,3-苯并三唑盐并且其剩余的50％形成钙盐的酸性磷酸烷基酯。
合成例13：IS-BI-Li5
以与合成例6中相同的方式合成了化合物，不同之处在于添加了9.37g的苯并咪唑代替5-甲基-1H-苯并三唑。IS-BT-Li5为其中自由磷酸基团的50％形成苯并咪唑盐并且其剩余的50％形成锂盐的酸性磷酸烷基酯。
合成例14：IS-BI-Ca5
以与合成例13中相同的方式合成了化合物，不同之处在于添加了4.05g的二甲醇钙代替一水合氢氧化锂。IS-BT-Ca5为其中自由磷酸基团的50％形成苯并咪唑盐并且其剩余的50％形成钙盐的酸性磷酸烷基酯。
合成例15：IS-MBTZ-Li5
以与合成例6中相同的方式合成了化合物，不同之处在于添加了13.27g的2-巯基苯并噻唑代替5-甲基-1H-苯并三唑。IS-MBTZ-Li5为其中自由磷酸基团的50％形成2-巯基苯并噻唑盐并且其剩余的50％形成锂盐的酸性磷酸烷基酯。
合成例16：IS-MBTZ-Ca5
以与合成例15中相同的方式合成了化合物，不同之处在于添加了4.05g的二甲醇钙代替一水合氢氧化锂。IS-MBTZ-Ca5为其中自由磷酸基团的50％形成2-巯基苯并噻唑盐并且其剩余的50％形成钙盐的酸性磷酸烷基酯。
合成例17：IS-TT-Li5
以与合成例6中相同的方式合成了化合物，不同之处在于添加了30.66g的1-[N,N-双(2-乙基己基)氨甲基]甲基苯并三唑(TTLX：由城北化学工业株式会社制造)代替5-甲基-1H-苯并三唑。IS-MBTZ-Li5为其中自由磷酸基团的50％形成TTLX盐并且其剩余的50％形成锂盐的酸性磷酸烷基酯。
合成例18：IS-TT-Ca5
以与合成例17中相同的方式合成了化合物，不同之处在于添加了4.05g的二甲醇钙代替一水合氢氧化锂。IS-MBTZ-Ca5为其中自由磷酸基团的50％形成TTLX盐并且其剩余的50％形成钙盐的酸性磷酸烷基酯。
比较化合物的合成
合成例19：MT-BT-Li5
以与合成例2中相同的方式合成了化合物，不同之处在于使用磷酸甲酯(由SC有机化学株式会社制造的“PhoslexA-1”，分子量119(平均)，酸价707mgKOH/g)代替了磷酸油烯基酯。MT-BT-Li5为其中自由磷酸基团的50％形成1,2,3-苯并三唑盐并且其剩余的50％形成锂盐的酸性磷酸烷基酯。
合成例20：IS-BT
以与合成例7中相同的方式合成了化合物，不同之处在于没有添加一水合氢氧化锂。IS-BT为其中自由磷酸基团的50％形成1,2,3-苯并三唑盐并且其剩余的50％保持不变的酸性磷酸烷基酯。
合成例21：OL-Ca8
以与合成例4中相同的方式合成了化合物，不同之处在于没有添加1,2,3-苯并三唑且将二甲醇钙的量变为6.66g。OL-Ca8为其中自由磷酸基团的80％形成钙盐的酸性磷酸烷基酯。
表面处理剂的制备
实施例1～23，比较例1～7
通过以预定的比例将合成例1～21中获得的各金属亲和性化合物和基油混合来制备表面处理剂。基油的类型和混合比如表1和2中所示。应注意，比较例1和2的表面处理剂仅由基油构成。
应注意，表中所示的PA5、YUBASE和PAO为如下。
PA5：由JX日矿日石能源株式会社制造的“UnipressPA5”
YUBASE：由埃克森美孚公司制造的“YUBASE8”(液态石蜡类)
PAO：由埃克森美孚公司制造的“SPECTTRASYN40”(聚α烯烃类)
pH的测定
测定各表面处理剂的pH。通过超声波辐射以约3％(w/v)的比例将各表面处理剂悬浮在纯水中，且使用配备有玻璃电极的pH计测定悬浮液的pH。
f值
当将酸性磷酸烷基酯的化合价定义为x-，将唑化合物的化合价定义为y+，将金属的化合价定义为z+，将酸性磷酸烷基酯的摩尔数定义为1，将唑化合物的摩尔数定义为m，将金属的摩尔数定义为n，且f＝l×x-m×y-n×z时，计算f值。应注意，如果表明了原料的化合价，则将该值用作酸性磷酸烷基酯的化合价，且如果没有表明原料的化合价，则通过使用KOH的酸价测定来确定酸性磷酸烷基酯的化合价。
评价试验1
流动性评价
将各表面处理剂放在玻璃瓶中，在70℃的加热条件下使玻璃瓶倾斜，且对表面处理剂进行目视观测以确认表面处理剂是否具有流动性。将确认为具有流动性的表面处理剂评价为“良”，且将确认为不具有流动性的表面处理剂评价为“差”。
油膜保持性
将已切成1cm×5cm的带状形状的Cu板或Sn板浸入各表面处理剂中，且使用超声波清洗器在50℃下利用超声波辐照5分钟。然后，从表面处理剂中取出Cu板或Sn板。将Al板用作阳极电极且将Cu板或Sn板用作阴极电极，并且将所述电极浸入5％的NaCl溶液中以测定电位差(腐蚀电流)。
电位差越小，在Cu板或Sn板的表面上的表面处理剂的残留量(膜厚度)就越大(越厚)，且可以说表面处理剂具有优异的表面处理效果。另一方面，电位差越大，在Cu板或Sn板的表面上的表面处理剂的残留量(膜厚度)就越小(越薄)，且可以说表面处理剂具有低的表面处理效果。
在三种条件下，即紧接着从表面处理剂中取出Cu板或Sn板后，在对从表面处理剂中取出的Cu板或Sn板进行热水处理后，和在对从表面处理剂中取出的Cu板或Sn板进行加热处理后，评价油膜保持性。应注意，通过在搅拌下在80℃的热水中将从表面处理剂中取出的Cu板或Sn板清洗1小时来进行热水处理，然后将Cu板或Sn板风干过夜。通过在120℃下的烘箱中将从表面处理剂中取出的Cu板或Sn板以垂直位置加热48小时来进行加热处理。通过使用未处理的Cu板所获得的腐蚀电流值为50μA，且通过使用未处理的Sn板所获得的电流值为2.5μA。当电流值小于这些值的十分之一时，确认油膜保持效果是高的。
表2
结果和讨论
如表1中所示，实施例1～23的表面处理剂在70℃下为具有流动性的液态，并且从油膜保持性的评价结果确认了它们可以在金属表面上保持基油。此外，确认了保持性没有由于热水处理和加热处理而劣化，且在金属表面上牢固地显示了该效果。
相反，由于比较例1和2的表面处理剂仅由基油构成，所以油膜保持性的评价结果揭示了腐蚀电流值非常大，并看起来即使紧接着在金属表面上涂布之后也基本上没有保持基油。
看起来比较例3的表面处理剂与基油具有低的相容性，是因为比较化合物中的酸性磷酸烷基酯的烷基基团为甲基基团并且碳原子数小。油膜保持性的评价结果揭示了腐蚀电流值非常大，且看起来即使紧接着在金属表面上涂布之后也基本上没有保持基油。
看起来由于比较例4的表面处理剂中的比较化合物仅由酸性磷酸烷基酯与唑化合物之间的加合物构成，所以当使用Sn板时腐蚀电流值大，且对Sn的表面的油膜保持效果低。
看起来由于比较例5的表面处理剂中的比较化合物仅由酸性磷酸烷基酯与金属之间的加合物构成，所以当使用Cu板时腐蚀电流值大，且对Cu的表面的油膜保持效果低。此外，发现在70℃下流动性低。
应注意，为了确认实施例的表面处理剂的基油残存在金属表面上，使用RAS方法，对作为实例的其上涂布实施例9的表面处理剂的Cu板在加热处理前后的表面反射IR进行测定。为了比较，也对其上仅涂布了Nujol的Cu板在加热处理前后的表面反射IR进行测定。此外，为了进行比较，也对其上仅涂布了合成例9的IS-BT-Ca5且没有进行加热处理的Cu板的表面反射IR进行测定。图7显示结果。应注意，将在1375cm-1处的甲基基团的对称变角振动用作检测Nujol的基准。
从图7中示出的结果发现，包含IS-BT-Ca5的Nujol(IS-BT-Ca5/Nujol)在1375cm-1处的峰大小在加热前后基本相同，而在仅使用Nujol的情况下峰大小在加热后减小。由于在仅使用不包含Nujol的IS-BT-Ca5的情况下在1375cm-1处没有峰，所以可以说即使在加热条件下也保持了包含IS-BT-Ca5的Nujol，且IS-BT-Ca5作为油膜保持材料。
由于本发明的金属亲和性化合物具有在金属表面上保持基油的优异功能，所以发现使用所述金属亲和性化合物作为表面处理剂使得可以长时间维持表面处理性能。
评价试验2
使用实施方式4的第一端子和第二端子测定嵌合部的电阻值。将具有1mm宽度的设置有垂片的雄端子用作第二端子，且将能够嵌合至第一端子的母端子用作第一端子。
制备了如下的端子：通过将连接有电线的第一端子和第二端子浸入实施例1的表面处理剂中且然后对其进行干燥而在其上形成表面处理层的第一端子和第二端子，以及其上没有涂布表面处理剂的第一端子和第二端子。将第一端子和第二端子相互嵌合，测定嵌合部的电阻值。利用四端子法测定电阻值。
使用其上没有涂布表面处理剂的第一端子和第二端子的嵌合部的电阻值为0.5mΩ，而使用其上涂布了表面处理剂的第一端子和第二端子的嵌合部的电阻值为0.6mΩ。
这些结果揭示了表面处理剂的涂布几乎不影响电连接。
其它实施方式
本发明不限于已经使用前述说明和附图说明的所述实施方式，且例如如下所述的实施方式也包含在本发明的技术范围内。
(1)尽管在上述实施方式中示出了其中通过将第一金属构件11浸入表面处理剂中而在第一金属构件11的表面上形成表面处理层14的实例，但形成表面处理层的方法不限于此。例如，可以使用刷子将表面处理剂涂布在第一金属构件上或可以将表面处理剂喷涂在第一金属构件上。此外，在利用挤压涂布器等的涂布处理、浸渍处理或喷涂处理之后利用气刀法或辊挤压(rollsqueeze)法进行涂布量的调整、外观的均一化和膜厚度的均一化。
(2)尽管在上述实施方式中示出了其中在第一金属构件11的基本上整个表面上形成表面处理层的实例，但可以仅在第一金属构件11的表面的一部分上形成表面处理层。
(3)尽管在实施方式2和3中示出了其中还在对应于第二金属构件的芯线上形成了表面处理层的实例，但不需要在芯线上形成表面处理层。
附图标记
10、20、30、40…电连接结构
11…第一金属构件
11A…锡镀层
11B…包含铜(铜合金)的板材
12…第二金属构件
13…连接部
14、24、34、44…表面处理层
21…端子(第一金属构件)
21B…线筒部
21C…主体部
22…电线
22A…芯线(第二金属构件)
31…接线端子(第一金属构件)
31A…线筒部
32…铜电线
32A…铜芯线(第二金属构件)
33…铝电线
33A…铝芯线(第二金属构件)
41…第一端子(第一金属构件)
43…第二端子(第二金属构件)

Claims (10)

1.一种电连接结构，包含：
第一金属构件，其包含铜或铜合金，在所述第一金属构件的至少一部分上形成有锡镀层；
第二金属构件，其电连接至或可电连接至所述第一金属构件；和
表面处理层，其在所述第一金属构件的表面上形成，
其中通过涂布包含基油和金属亲和性化合物的表面处理剂形成所述表面处理层，所述金属亲和性化合物具有亲油性基团和对金属具有亲和性的亲和性基团，且
所述金属亲和性化合物包含：
唑化合物与包含由通式(1)和通式(2)表示的化合物中的一种或多种的酸性磷酸烷基酯之间的加合物(a)：
P(＝O)(-OR1)(-OH)2…(1)
P(＝O)(-OR1)2(-OH)…(2)
其中R1表示具有4个以上碳原子的有机基团；和
金属和/或有机胺化合物与包含由通式(1)和通式(2)表示的化合物中的一种或多种的酸性磷酸烷基酯之间的加合物(b)。
2.根据权利要求1所述的电连接结构，其中所述加合物(a)对所述加合物(b)的含量比按摩尔比为1:9～9:1。
3.根据权利要求1或2所述的电连接结构，其中所述表面处理剂的pH设为4以上。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的电连接结构，其中所述唑化合物为选自如下的至少一种：吡咯、咪唑、吡唑、1,2,3-三唑、1,2,4-三唑、四唑、异吲哚、苯并咪唑、吲唑、1H-苯并三唑、2H-苯并三唑、咪唑并[4,5-b]吡啶、吲哚、嘌呤、吡唑并[3,4-d]嘧啶、三唑并[4,5-d]嘧啶和苯并噻唑，或它们的衍生物。
5.根据权利要求1～4中的任一项所述的电连接结构，其中所述金属为选自碱金属、碱土金属、铝、钛和锌中的至少一种。
6.根据权利要求1～5中的任一项所述的电连接结构，其中所述有机胺化合物为具有2～100个碳原子的有机胺化合物。
7.根据权利要求1～6中的任一项所述的电连接结构，其中所述第二金属构件由离子化倾向比所述第一金属构件更大的金属材料制成。
8.根据权利要求1～7中的任一项所述的电连接结构，其中所述表面处理层在-40℃～120℃的温度条件下为液体形态或为糊料状态。
9.根据权利要求1～8中的任一项所述的电连接结构，其中所述第一金属构件为第一端子，且所述第二金属构件为电连接至或可电连接至所述第一端子的电线的芯线。
10.根据权利要求1～8中的任一项所述的电连接结构，其中所述第一金属构件为第一端子，且所述第二金属构件为相互地嵌合或可相互地嵌合至所述第一端子的第二端子。
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