CN105874652A - 车载用电子组件 - Google Patents

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Abstract

存在由非贵金属部件构成的连接端子的接触连接部暴露在高温环境或反复的温度循环下的情况下，接触电阻因接触界面形成氧化层和微滑动磨耗粉的侵入而增加的技术问题。本发明的目的在于提供一种在发动机室内的环境下也具有与以往同等的连接可靠性，能够通过削减部件个数和减少组装工时来实现低成本化的车载用电子组件。电子组件包括在电路基板上搭载了电子部件的安装基板和收纳安装基板而保护其不受周围环境影响的外壳部件，具有使电路基板的一部分从外壳的开口部向外突出，将基板端子插入外部的母型连接器而获得电导通的连接结构，具有以下结构：外壳部件的一部分形成使安装母型连接器并且存在基板端子的空间与周围环境隔绝的连接器壳体，用于将电路基板固定在外壳上的绝缘树脂部件与电路基板一体地成形或接合而形成。

Description

车载用电子组件
技术领域
本发明涉及具有搭载了电子部件的电路基板、收纳该电路基板并保护其不受周围环境影响的外壳等保护部件和将电路基板与外部的电路连接的嵌合连接器机构的车载用电子组件。
背景技术
本技术领域的背景技术有日本特开2013-143202号公报(专利文献1)。该公报中记载了如下构造，即，包括安装有电子部件的电路基板和收纳电路基板的外壳，该外壳具有以下结构，包括：收容和固定将电路基板的基板连接端子与外部的线束连接的卡缘连接器的连接器收纳空间；和电路基板的收纳空间，电路基板的形成有基板连接端子的端部从基板收纳空间向连接器收纳空间突出，插入卡缘连接器的基板插入空间，连接器端子和基板连接端子通过连接器一侧的弹簧机构接触连接。记载了即使在施加了对电子装置作用的振动或外力的情况下，电路基板与卡缘连接器也不会发生相对错位等的机构。虽然作为连接器端子的材质记载了在磷青铜上镀有Ni/Au的例子，但是没有关于基板连接端子的材质的记载。
另一方面，关于用卡缘连接器连接的电路基板的基板连接端子材质，有日本特开2006-9126号公报(专利文献2)。该公报中记载了一种FPC基板，其在FPC基板的连接器嵌合部的配线电路上形成0.2～2.0μm的无铅焊料镀层，为了防止润湿性因CuSn金属间化合物的生长而降低，在FPC基板的部件安装部的配线电路上形成厚度在2.0μm以上的无铅焊料镀层，对无铅焊料镀层以140～180℃中1小时或者焊料熔点以上的温度中0.1秒以上的条件实施热处理。记载了在上述FPC基板的连接器嵌合部，能够抑制从与连接器端子接触的部位生长的晶须的效果。
专利文献1：日本特开2013-143202号公报
专利文献2：日本特开2006-9126号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
嵌合连接器是将与电子组件的电路基板电连接的连接端子插入嵌合连接器壳体的连接端子插入空间，用在连接器壳体中设置的具有弹簧机构的连接器端子夹着连接端子，使两个端子接触连接而获得电导通的连接器。因此，为了用嵌合连接器获得长期稳定的电导通，以下三点是重要的：1)长期保持接触压力，2)抑制接触界面处的滑动磨耗，3)抑制接触界面处的高电阻异物的侵入和形成。同时，在车载用电子组件的嵌合连接器中，因产品的经济上的要求必须低成本化，要求连接器连接部件的非贵金属化和制造工艺的低成本化。
专利文献1中，通过采用将电路基板端部的配线端子作为连接端子插入嵌合连接器而得到电连接的卡缘连接器，进行连接器壳体与电路基板的固定，来应对2)滑动磨耗引起的电阻增加的问题。另外，专利文献2中，公开了在FPC的端子部镀上0.5～2.0μm的较薄的无铅焊料而防止腐蚀，进行加热处理而抑制连接器嵌合部产生晶须，防止FPC基板端子间的短路引起的故障。但是，专利文献1中，作为接触面的材质举出镀Ni/Au的例子，但是没有考虑连接器部件的成本，也没有记载关于在汽车的发动机室内这样严苛的环境下使用的情况下的长期可靠性，也没有提及用贵金属以外的材料获得长期可靠性的手段或方法。另外，专利文献2中，作为防止基板端子腐蚀的金属化处理选择了镀无铅焊料，进行了考虑到环境保护和成本的材料选择。但是，并不是考虑了用于汽车这样的高温或高温高湿或温差大的温度循环环境下的可靠性的材料结构。Sn或Sn类无铅焊料的0.5～2.0μm的较薄镀膜中，在150℃长期高温放置或温度循环环境下难以使接点的接触电阻保持为例如10mΩ以下的较小值。另外，通过镀层形成无铅焊料膜时，镀液的管理和废液处理要耗费费用，也存在不能降低工艺成本的问题。
车载用电子组件的嵌合连接器连接部应具备的可靠性，是150℃高温放置耐性、85℃/85％的高温高湿耐性、温度循环耐性、机械振动耐性、将这些复合化的环境下的耐性、伴随电气动作的环境下的耐性等置于各种严苛环境的情况下连接部的接触电阻都不会大幅上升。同时，车载用电子组件要求的其他课题，是如何使使用部件和制造工艺低成本化。
本发明的目的在于提供一种不对电路基板或嵌合连接器部件镀上昂贵的Au，即使长期置于设想为发动机室内的严苛环境下嵌合连接器连接部的电阻也不会大幅上升的电连接可靠性高的车载用电子组件和嵌合连接器连接结构。
另外，本发明的另一个目的在于提供一种在具有嵌合连接器连接结构的车载用电子组件中，在连接器嵌合部的连接端子表面形成在使用环境下形成Ag-Sn金属间化合物的Sn类焊料层，低成本并且生产效率良好地制造连接端子和车载用电子组件的方法。
解决技术问题的技术方案
本发明为了解决上述技术问题，是插入嵌合连接器并通过接触获得电导通的连接端子的最外侧表面由含有Ag-Sn金属间化合物的Sn类焊料层构成的车载用电子组件。
发明效果
如以上所详细说明，插入嵌合连接器而获得电导通的连接端子的最外侧表面由含有Ag-Sn金属间化合物的Sn类焊料构成，使Sn类焊料层的厚度为基底与Sn的反应层的2倍以上且为3μm以上，由此即使在置于高温/高湿/温度循环环境下的情况下也能够抑制接触连接部的电阻增加，即使不使用镀贵金属的部件也能够提供滑动特性优秀并且低成本、连接可靠性高的电子组件。另外，将电路基板端部的配线部用作连接端子，表面的金属化结构采用Cu配线/Cu-Sn反应层/含有Ag-Sn金属间化合物的Sn类焊料的结构，由此能够提供能够除去公型连接器部件而实现电子组件的小型化和低成本化，并且长期可靠性高的车载用电子组件。进而，采用了用具有规定的粘度的在热/化学方面长期稳定的液状油对嵌合连接器端子与电路基板的连接端子的接触部进行了保护涂敷的连接器连接结构，由此能够提供即使暴露于高温环境或温度循环环境下也能够使接触电阻长期保持为较低值，可靠性高且损失低的车载用电子组件。
附图说明
图1是卡缘连接器结构的带有金属散热部件的车载用电子组件的结构图的例子。
图2是在车载用电子组件的电路基板上形成的连接端子的截面图的例子。
图3是带有金属散热部件的车载用电子组件的电路基板连接端子与卡缘连接器的连接部的截面结构图的例子。
图4是电路基板的连接端子与连接器端子的接触连接部的截面图的例子。
图5是电路基板的连接端子与连接器端子的接触连接部的截面图的另一个例子。
图6是表示电路基板连接端子与连接器端子的连接部构成材料与可靠性的关系的图的例子。
图7是卡缘连接器结构的树脂外壳型车载用电子组件的结构图的例子。
图8是树脂外壳型车载用电子组件的电路基板连接端子与卡缘连接器的连接部的截面结构图的例子。
图9是卡缘连接器结构的树脂模塑型车载用电子组件的结构图的例子。
图10是树脂模塑型车载用电子组件的电路基板连接端子与卡缘连接器的连接部的截面结构图的例子。
图11是表示连接端子表面材质与高温放置引起的电阻增加的关系的图的例子。
图12是高温放置后的连接器端子接触位置的Cu连接端子截面组织的例子。
图13是高温放置后的连接器端子接触位置的Sn连接端子截面组织的例子。
图14是初始的含有Ag-Sn金属间化合物的Sn类焊料端子的截面组织的例子。
图15是高温放置后的连接器端子接触位置的含有Ag-Sn金属间化合物的Sn类焊料端子的截面组织的例子。
图16是表示含有Ag-Sn金属间化合物的Sn类焊料端子和镀Sn端子的保护涂层材质与高温放置引起的电阻增加的关系的图的例子。
图17是表示含有Ag-Sn金属间化合物的Sn类焊料端子和镀Sn端子的保护涂层材质与温度循环试验引起的电阻增加的关系的图的例子。
图18是进行了高温放置试验时的接触电阻的变化。
图19是进行了温度循环试验时的接触电阻的变化。
具体实施方式
以下，用附图说明本发明的实施例。
实施例1
本实施例中，说明在汽车的发动机室内设置的适当地控制发动机的驱动的电子组件的例子。
图1是具有卡缘连接器结构的使用金属散热部件的车载用电子组件的结构图的例子。图中，在由有机绝缘基板1和Cu配线2构成的电路基板3上，通过焊料接合搭载有电子部件6、7、8、9，在电子部件搭载区域与连接端子形成区域之间一体地形成了绝缘部件16。另外，在基板端部，形成了用含有Ag-Sn金属间化合物的Sn类焊料4对Cu配线2’进行涂敷而成的连接端子5。Sn类焊料通过在电路基板上搭载电子部件并形成绝缘部件之后，浸入熔融焊料中的浸渍法来提供。在电子部件安装区域的上下面以覆盖基板和电子部件的方式形成了有机保护膜17。有机保护膜由具有耐湿性和导热性的热辐射特性也优秀的树脂构成。电子组件外壳包括铝压铸件的金属散热部件11和保护电路基板不受外部空气影响的树脂外壳10和后盖14，具有收容固定卡缘连接器的连接器收纳部12。连接器收容空间20与电路基板收纳空间19之间被树脂壁13隔断，设置有用于使连接端子5从电路基板收纳空间向连接器收容空间突出的开口部21。两个空间通过使与电路基板一体地形成的绝缘部件密合固定于树脂壁而被隔断，进行保护使得外部空气不会进入电路基板的安装区域。电路基板的后方插入在后盖14上设置的基板插入槽15而固定，虽然未图示，但侧面也用同样的结构固定，提高了对机械振动的耐性。另外，发热大的电子部件9通过高导热脂18与金属散热部件11热连接，确保了散热通路。图2中示出了连接端子5的截面图的例子。图中，在Cu配线2上涂敷了含有Ag-Sn金属间化合物23的Sn类焊料4，在界面形成有Cu与Sn的反应层24。Sn类焊料层的厚度是3～10μm，CuSn反应层的厚度是约1μm。Ag-Sn金属间化合物以大致均等地分散在Sn焊料层中的状态存在。图3是在图1的车载用电子组件上安装卡缘连接器时的连接部的截面结构的例子。图中，卡缘连接器30包括具有弹簧特性的多对连接器端子31，形成了用于插入电路基板的端子部的卡插入空间35。另外，连接器端子与由金属导体32和绝缘包覆材料33构成的线束34接合。卡缘连接器被压入至电子组件的连接器收纳空间的树脂壁而连接，被压入卡插入空间的连接端子5被由连接器端子的弹簧特性决定的力机械按压而确保电导通。对两者的接触部用热稳定且化学稳定的液状油36进行了保护涂敷。图4示出了连接器端子与连接端子的接触连接部的截面结构的例子。图中，连接器端子31是在弹簧特性和导电性优秀的Cu合金芯体40上隔着阻挡层41形成了Sn镀膜42的结构。阻挡层由1层或包括Ni膜的2层构成。连接端子5的Sn类焊料层由软质的厚膜构成，所以采用从按压连接器端子的时刻起产生凹陷而接触的结构，凹陷表现出因蠕变变形而随着时间增大的变化趋势。在连接端子的接触界面，表现出软质的Sn焊料减少，硬质的Ag-Sn金属间化合物23的比率逐渐增加的倾向。作为保护涂敷剂的液状油35使用能够长期保持液状的热稳定且化学稳定的油材料，因表面张力而以将接触界面的间隙和界面周围的凹部填充的形状形成涂层膜，形成使接触界面与外部空气的水分和氧隔绝的状态。此处，使用粘度大的全氟聚醚(PFPE)或PFPE与聚四氟乙烯(PTFE)的混合物或分子大小较大的硅酮油。其中，因为液状油不会对连接器端子的接触压力造成影响，所以不会影响连接器端子与连接端子的金属接触状态。
根据本实施例，通过形成与树脂外壳一体地成形的连接器收纳部，使在电路基板端部形成的连接端子从树脂壁向连接器收容空间突出而具有公型连接端子的功能，能够省略公型连接器部件，实现车载用电子组件的小型化和低成本化。另外，通过使连接端子结构采用在Cu配线上浸渍涂敷含有Ag-Sn金属间化合物的Sn类焊料，使该Sn类焊料厚度为与基底之间的反应层的2倍以上且为3μm以上，用液状的热稳定且化学稳定的油对接触部进行了保护涂敷的结构，即使在两个端子的接触部发生因温度循环或机械振动引起的反复微滑动的情况下也能够抑制微滑动磨耗粉的产生量，同时能够抑制磨耗粉侵入界面，所以能够提供抗温度循环和机械振动的车载用电子组件。另外，即使暴露在高温环境下的情况下，因为金属接触部是因保护涂敷的油而与外部空气的水分和氧隔绝的状态，所以可以抑制氧化的进展，连接器连接部的氧化膜形成所引起的电阻增加减少，能够提供高温环境下的连接可靠性高的车载用电子组件。即，能够提供小型、低成本并且即使设置在发动机室内等严苛的环境中的情况下也具有较高的连接可靠性的车载用电子组件。
图5是在车载用电子组件上安装卡缘连接器时的连接器连接部的截面结构的另一个实施例。图中，连接器端子54通过在弹簧特性优秀的Cu合金芯体50上隔着扩散阻挡层53设置含有Ag-Sn金属间化合物52的Sn类焊料层51而构成。另一方面，在连接端子4的最外侧表面也形成了含有Ag-Sn金属间化合物21的Sn类焊料层20。在两个端子的接触界面，各Ag-Sn金属间化合物在表面露出成为与对方的端子面接触的状态，也形成了Ag-Sn金属间化合物之间的接触部。
根据本实施例，接触界面处的低电阻且难以氧化的Ag-Sn金属间化合物的接触面积比例增多，所以能够长期保持低连接电阻，能够提供连接可靠性高的连接器连接结构。
图6是在图1的电路基板端部形成连接端子5的方法的例子。图中，在电路基板3上搭载电子部件6、7、8、9，一体地形成了绝缘部件。将电路基板的绝缘部件前方的基板端部短时间浸渍在焊料槽121中的熔融焊料中使Cu配线沾上焊料并提起。在提起部配置将过剩附着的熔融焊料刮落的整平用刷123，调整附着的焊料厚度。
根据本实施例，对于安装了电子部件的电路基板，能够不对安装区域造成较大的热影响并且不使用昂贵设备就在连接端子部批量生产性良好地形成较厚的焊料层，所以能够低成本地制造带有卡缘连接器连接用的基板端子的电路基板。焊料层的厚度能够调整整平用刷与电路基板的间隙而进行控制。
实施例2
本实施例中，说明改变连接器端子的表面材质和连接端子的表面材质和膜厚以及保护涂敷膜的材质的情况下的可靠性评价结果的例子。
图7示出了改变连接器端子的表面材质和连接端子的表面材质以及保护涂敷膜的材质的情况下的可靠性评价结果。连接器端子的表面为Sn的情况下，连接端子表面材质为Cu、Ni/Au、镀Sn、Sn-Cu焊料且无保护涂层时，完全不能得到可靠性。即使对易氧化的Cu涂敷作为保护涂敷剂的氟类油也不能得到可靠性。使用形成Ag-Sn金属间化合物的Sn-3Ag-Cu焊料时，虽然无保护涂层时可靠性不足，但是涂敷了高粘度的硅酮油或氟类油的情况下得到了合格水平的可靠性。用Sn-2Ag-Cu焊料或Sn-3Ag焊料代替Sn-3Ag-Cu焊料的情况下，也在涂敷了氟类油的情况下得到了合格水平的可靠性。连接器端子的表面材质采用Sn-5Ag的情况下，连接端子的表面材质采用Sn-5Ag-Cu焊料时在无保护涂层时得到合格水平的可靠性，使用高粘度的硅酮油或全氟聚醚的氟类油时得到了较高的可靠性。Sn-5Ag焊料也得到了同样高的可靠性。
图8示出了连接端子的表面材质采用Sn-Ag、保护涂敷剂采用氟类油的情况下，改变连接端子材质和反应层以及焊料层的膜厚时的高温放置和温度循环试验下的可靠性评价结果。作为连接端子在Cu配线上以1.0～10.0μm的厚度形成Sn-3Ag-Cu焊料、使CuSn反应层厚度为1.0～2.0μm的情况下的可靠性，在焊料层厚度(B)与反应层厚度(A)之比小于2的情况下不具有温度循环可靠性，焊料膜厚不足3.0μm时不能得到高温放置可靠性。可以得到两者的可靠性的连接端子规格是含有Ag-Sn金属间化合物的Sn类焊料层的厚度与反应层的厚度之比为2以上，焊料层的厚度为3.0μm以上。连接端子的芯体部件为镀Ni的Cu配线的情况下反应层是NiSn层，而焊料层与反应层的厚度比的关系以及与焊料厚度的关系向较薄的一方偏移，但能够认为与Cu配线的情况大致同等。
根据本实施例，确认了通过使连接端子的表面材质采用含有Ag-Sn金属间化合物的Sn类焊料，使焊料层厚度与连接端子的反应层厚度之比为2以上，焊料层的厚度为3.0μm以上，能够在高温放置和温度循环这两者的可靠性方面得到良好的结果。
实施例3
本实施例中，说明在汽车的发动机室内设置且适当地控制发动机的驱动的树脂外壳型电子组件的例子。
图9是具有卡缘连接器结构的树脂外壳型车载用电子组件的结构图的例子。图中，在由有机绝缘基板61和Cu配线62构成的电路基板上，通过焊料接合搭载有电子部件69、70、71、72，在电子部件搭载区域与连接端子形成区域之间一体地形成了绝缘部件73。另外，在基板端部，形成了对Cu配线62’、64用含有Ag-Sn金属间化合物的Sn类焊料65、66进行涂敷而成的连接端子67、68。Sn类焊料通过在电路基板上搭载电子部件并形成绝缘部件之后，浸入熔融焊料中的浸渍法来提供。在电子部件安装区域的上下面以覆盖基板和电子部件的方式形成了有机保护膜83。有机保护膜由具有耐湿性和导热性、热辐射特性也优秀的树脂构成。电子组件的树脂外壳74中，通过注塑成形一体地安装有使外壳内的热向外部传导的散热通路部件78，为了提高与注塑模塑树脂的密合性，使散热通路部件的表面Zn化而粗糙化。在散热通路部件的外侧的面，安装有冷却翅片79。树脂外壳的后方是被后盖80密封的结构，将电路基板从树脂外壳的后方插入并使连接端子从开口部77向连接器收纳空间82突出，在树脂壁76上固定绝缘部件73而固定前方的电路基板，在后方的电路基板用后盖密封的工序中将电路基板插入基板插入槽而固定后方的电路基板。在面对发热大的电子部件72的位置配置有散热通路部件，在散热通路部件的表面形成了易于吸收热辐射且导热性优秀的涂敷膜92。图10是在图9的车载用电子组件上安装了卡缘连接器时的连接部的截面结构的例子。图中，卡缘连接器85包括具有弹簧特性的多对连接器端子86、87，形成了用于插入电路基板的端子部的卡插入空间91。另外，连接器端子与由金属导体88和绝缘包覆材料89构成的线束90接合。卡缘连接器被压入至电子组件的连接器收纳空间的树脂壁而连接，被压入卡插入空间的连接端子67、68被由连接器端子的弹簧特性决定的力机械按压而确保电导通。对两者的接触部用热稳定且化学稳定的液状油84进行了保护涂敷。
根据本实施例，能够与实施例1的情况同样地提供小型、低成本并且连接器连接可靠性高的车载用电子组件。另外，即使车载用电子组件的电路基板为多层结构、连接端子数多的情况下，也能够通过使基板端部的连接端子采用2段(级)排列而以相同的配线间距使连接端子数增加至2倍，能够提供将多种电子组件功能加入1台电子组件的功能先进的车载用电子组件。另外，通过采用在树脂外壳的注塑成形时一体地安装用于使组件内的热向外侧散热的散热通路部件的结构，对散热通路部件的表面实施与外壳的树脂高密合化的处理，能够提供容易制造并且低成本的散热性优秀的树脂外壳。同时，能够提供能够防止金属的散热通路部件与外壳的树脂剥离、树脂外壳的气密性也优秀的车载用电子组件。
实施例4
本实施例中，说明用热固化性树脂将电路基板的安装区域密封的树脂模塑型的车载用电子组件的例子。
图11是在树脂模塑型的电子组件上安装了卡缘连接器收纳部件的车载用电子组件的截面结构例。图中，在由有机绝缘基板101和Cu配线102构成的电路基板103上，通过焊料接合搭载有电子部件105、106、107、108，在发热量大的电子部件108上固定有高导热部件109。电路基板的安装区域中，在正反两面，热固化型的密封树脂110以覆盖所有电子部件的状态模塑。在从模塑树脂露出的基板端部，形成了对Cu配线浸渍涂敷含有Ag-Sn金属间化合物的Sn类焊料而成的连接端子104。而且，具有收容固定卡缘连接器的功能的连接器收纳部件111以覆盖基板端部的方式与模塑树脂一体地形成。连接器收纳部件在模塑/形成连接端子之后，通过热塑性树脂的注塑成形而制成。112是连接器收容空间。图12是在图11的车载用电子组件上安装卡缘连接器时的连接部的截面结构的例子。图中，卡缘连接器115包括具有弹簧特性的多对连接器端子116，形成了供电路基板的端子部插入的卡插入空间119。另外，连接器端子与由金属导体和绝缘包覆材料构成的线束117接合。卡缘连接器被压入至电子组件的连接器收纳空间的树脂壁而连接，被压入卡插入空间的连接端子114被由连接器端子的弹簧特性决定的力机械按压而确保电导通。对两者的接触部用热稳定且化学稳定的液状油118进行了保护涂敷。
根据本实施例，通过采用对于电子组件的电路基板以与电子部件搭载高度大致同等的高度将热固化性密封树脂模塑的结构，不需要保护电路基板的外壳部件，可以实现电子组件本体的尺寸的大幅小型化。另外，电子部件的焊料接合部成为被密封树脂的收缩力固定而被施加压缩应力的状态，所以焊料接合部的热疲劳寿命得到大幅改善，能够提供具有电路基板安装部的高可靠性的车载用电子组件。同时，能够与实施例1的情况同样地提供小型、低成本并且具有连接器连接可靠性高的连接器连接结构的车载用电子组件。
另外，本实施例也能够如下所述地表现。即，通过使车载用电子组件的连接至嵌合连接器的连接端子的最外侧表面为含有Ag-Sn金属间化合物的Sn类焊料，连接器端子以较强的力按压于连接端子时，柔软的Sn类焊料因蠕变变形而被压向周围，较硬且难以氧化的Ag-Sn金属间化合物残留在接点部成为与连接器端子接触的状态，能够抑制接触界面形成氧化物层所引起的电阻增加，所以能够维持低电阻。图13示出了改变连接端子的表面材质进行高温放置试验时的接触电阻的变化。对放置时间相同的条件下的电阻值(用断续线连接的绘图点)进行比较，与Cu端子和Sn端子相比，能够将含有Ag-Sn金属间化合物的Sn类焊料端子的电阻值抑制为较低。图14是Cu端子的高温放置后的截面，能够在接触部的Cu端子表面确认到形成了氧化物层。图15是Sn端子的高温放置后的截面，接触部成为Cu3Sn的金属间化合物，可以推测表面形成了Cu氧化物，图16是含有Ag-Sn金属间化合物的Sn类焊料端子的高温放置试验前的截面，Ag-Sn金属间化合物均等地分散存在于Sn类焊料的基体中。图17是含有Ag-Sn金属间化合物的Sn类焊料端子的高温放置后的截面，在接触部的端子表面确认到存在Ag-Sn金属间化合物。即，可知即使软质的Sn类焊料被连接器端子的按压力向周围推出，Ag-Sn金属间化合物也残留在接触界面而维持与连接器端子的接触，有助于降低接触电阻。即，可以认为含有Ag-Sn金属间化合物的Sn类焊料最适合作为嵌合连接器的连接端子表面材质。基底不是Cu的情况下，只要是会氧化的金属就是同样的。
另外，本实施例中，采用连接端子最外侧表面的含有Ag-Sn金属间化合物的Sn类焊料层的厚度形成为连接端子的基底导电材料与Sn的反应层的厚度的2倍以上厚的车载用电子组件。
车载用电子组件的连接端子，在组装工序中经受多次回流焊等热历程。此时，表层的Sn类焊料与基底反应，硬质的反应层形成、生长。柔软的Sn类焊料层变为硬质的反应层时，接点的凹陷变小，与连接器端子的接触面积减小，接触电阻升高。通过设置厚度为基底的较硬的反应层的2倍以上的柔软的Sn类焊料层，柔软的Sn类焊料与基底的刚性无关地易于变形，能够扩大接触面积，得到较低的接触电阻。另外，可以将插拔嵌合连接器时的连接器端子侧接触面的滑动损耗抑制得较小，可以实现反复插拔性和可靠性的提高。
另外，本实施例中，采用了连接端子最外侧表面的含有Ag-Sn金属间化合物的Sn类焊料层的平均厚度为3μm以上地较厚形成的车载用电子组件。
Sn类焊料层的厚度薄至2μm以下的情况下，在150℃-2000h的高温放置条件下，直到最外侧表面全部变为Cu3Sn金属间化合物，氧化易于进行，接触电阻增加，而使Sn类焊料层的厚度厚至3μm以上时，在150℃-2000h的条件下也在表面层残留有Cu6Sn5，氧化难以进行，也因为形成Ag-Sn金属间化合物，接触电阻的增加减少。Sn类焊料层的厚度不存在上限，但是根据能够插入嵌合连接器的连接端子的厚度和通常的连接器端子的可动范围，可以认为几百μm是现实的上限。
另外，本实施例中，采用了以下车载用电子组件，包括：搭载了电子部件的电路基板；收纳电路基板而保护其不受周围环境影响的箱型外壳或模塑树脂的保护部件；和与保护部件一体地形成的具有收纳嵌合连接器的空间的连接器收纳部件，具有使电路基板的形成连接端子的基板端部从保护部件向连接器收纳空间突出，将该基板端部插入嵌合连接器获得电导通的连接结构，连接端子具有Cu配线/Cu-Sn反应层/含有Ag-Sn金属间化合物的Sn类焊料层的结构。
另外，采用了连接端子的含有Ag-Sn金属间化合物的Sn类焊料层的厚度是Cu-Sn反应层的厚度的2倍以上的厚度的车载用电子组件。
另外，采用了连接端子的含有Ag-Sn金属间化合物的Sn类焊料层的厚度为3μm以上地较厚形成的车载用电子组件。
通过采用使车载用电子组件的连接端子由电路基板端部的配线形成的结构，不需要与外部连接所需的公型连接器部件，能够因电子组件的小型化和部件个数的削减而实现低成本化。将电路基板端部的有机基板上的Cu配线用作连接端子的情况下，存在与嵌合连接器的接触连接部暴露于热或湿度、振动等严苛的环境中时连接电阻增加、电子组件不能正常工作的问题，但是通过使连接端子的表面材质采用含有Ag-Sn金属间化合物的Sn类焊料，使该Sn类焊料层的厚度为Cu-Sn反应层的厚度的2倍以上且为3μm以上，能够得到反复滑动特性并且在高温/高湿/温度循环环境下维持较低的接触电阻，得到长期可靠性，能够提供小型、低成本、可靠性高的车载用电子组件。
另外，本实施例中，采用了在插入嵌合连接器获得电导通的车载用电子组件的连接端子表面，涂敷了在使用环境下长期维持液状且不腐蚀Sn类合金和Cu的化学稳定的油的结构的车载用电子组件。
另外，本实施例中，在车载用电子组件的连接端子与连接有外部配线的嵌合连接器的连接器端子的接触连接结构中，采用了使连接端子表面材质采用含有Ag-Sn金属间化合物的Sn类焊料，以覆盖连接端子与连接器端子的接触连接部的方式涂敷有在使用环境下长期维持液状且不腐蚀Sn类合金和Cu的化学稳定的油的车载用电子组件的连接器连接结构。
在连接端子与连接器端子的接触部涂敷能够长期维持液状且化学稳定且不腐蚀金属的中粘度以上的油作为保护涂敷剂时，可以获得抑制接触部的金属表面的氧化进而减少接触面微滑动时的滑动磨耗和防止磨耗粉侵入的效果，且可以获得长期抑制接触电阻的增加的效果。图18示出了连接端子材质为含有Ag-Sn金属间化合物的Sn类焊料和Sn的情况下涂敷氟类油或硅酮类油作为保护涂敷剂并进行了高温放置试验时的接触电阻的变化。在高温放置试验中，涂敷了保护涂敷剂的情况下的接触电阻的增加较大地被抑制，明确得知了保护涂层的效果。作为保护涂敷剂，与硅酮类油相比，氟类油的电阻增加的抑制效果更大，这是因为油的吸湿率和透气性产生影响，抑制金属氧化效果越高，越能够抑制接触电阻的增加。另外，对高粘度的硅脂也作为保护涂敷剂进行了评价，得知了固化发展，接触电阻与无保护涂敷剂的情况相比增加。也得知了为了抑制接触部的电阻增加需要维持液状。图19示出了对于与图18同样的样品进行了温度循环试验时的接触电阻的变化。涂敷保护涂敷剂时，含有Ag-Sn金属间化合物的Sn类焊料端子的电阻增加被显著地抑制。为Sn端子时硅酮类油抑制了电阻增加，但氟类油对电阻增加的抑制效果非常弱。这是因为氟类油具有抑制氧化的效果，但是此处使用的油的粘度并不高，所以润滑剂的作用较弱，对于软质的Sn端子而言，防止微滑动磨耗引起的电阻增加的效果较小。作为保护涂敷剂有效地产生作用所要求的性质，可以列举挥发性小且在高温下也不进行聚合反应而能够长期维持液体状态，吸湿性和透气性低而具有抑制进行了保护涂敷的金属的氧化的进展的效果，粘度较高而实现金属的摩擦中的润滑剂的作用。根据该观点，认为优选化学稳定的高分子类的硅酮油或氟类油作为保护涂敷剂。
另外，本实施例中，车载用电子组件的连接端子和嵌合连接器端子的最外侧表面材料都采用含有Ag-Sn金属间化合物的Sn类焊料。
因为Ag-Sn金属间化合物是硬质的，Sn类焊料是软质的，所以用规定的压力按压连接端子和连接器端子时，由于软质的Sn类焊料因塑性流动而被压向周边、硬质的Ag-Sn金属间化合物易于残留在接触面上的性质，使得经Ag-Sn金属间化合物接触的面积比例增多。因为Ag-Sn金属间化合物难以氧化，该区域的接触电阻可以保持得较低，并且具有即使Sn类焊料与基底反应而使反应层生长，Ag-Sn金属间化合物也与反应层的生长无关地残留在表层的性质，所以能够长期维持较低的接触电阻，能够提供长期可靠性高的连接器连接。
另外，本实施例中，采用了如下车载用电子组件的连接端子形成方法，即，通过浸渍在含有2～10wt％的Ag的Sn类的焊料熔融浴中来提供形成在车载用电子组件的连接端子表面上的含有Ag-Sn金属间化合物的Sn类焊料，通过物理地除去过剩的熔融焊料来将形成在车载用电子组件的连接端子表面上的含有Ag-Sn金属间化合物的Sn类焊料调整为规定的厚度。
通过使含有Ag-Sn金属间化合物的Sn类焊料层的形成，采用浸渍在含有2～10wt％的Ag的Sn类熔融焊料浴中来提供焊料，用整平机或吹气除去过剩附着的熔融焊料而形成的浸渍法，形成连接端子的较厚的Sn类焊料层的成本与湿式镀层法相比能够大幅降低，并且能够容易地调整Ag-Sn金属间化合物的含有量。
附图标记说明
1 有机绝缘基板
2 铜配线
3 电路基板
4 含有Ag-Sn金属间化合物的Sn类焊料
5 连接端子
6～9 电子部件
10 树脂外壳
11 压铸件
12 连接器收纳部
13 树脂壁
14 后盖
15 基板插入槽
18 导热脂
21 开口部

Claims (11)

1.一种车载用电子组件，其特征在于，包括：
搭载有电子部件的电路基板；
收纳所述电路基板而保护其不受周围环境影响的箱型外壳或模塑树脂的保护部件；和
与所述保护部件一体地形成且具有收容嵌合连接器的开放空间的连接器收纳部件，
所述车载用电子组件具有使所述电路基板的没有搭载电子部件的端部从所述保护部件向所述连接器收纳部件的开放空间突出，将基板端部插入嵌合连接器而获得电导通的连接结构，基板的连接端子具有Cu配线/Cu-Sn反应层/含有Ag-Sn金属间化合物的Sn类合金层的结构。
2.如权利要求1所述的车载用电子组件，其特征在于：
含有Ag-Sn金属间化合物的Sn类焊料层的厚度形成得较厚，为连接端子的基底Cu配线与Sn的反应层的厚度的2倍以上。
3.如权利要求2所述的车载用电子组件，其特征在于：
所述连接端子由在有机绝缘基板上形成的Cu配线部件构成，反应层是Cu-Sn金属间化合物。
4.如权利要求2所述的车载用电子组件，其特征在于：
在所述连接端子表面上涂敷有在使用环境下长期维持液状且不腐蚀Sn类合金和Cu的化学稳定的油。
5.一种车载用电子组件的连接器连接结构，其是权利要求1所述的车载用电子组件的连接端子与连接了外部配线的嵌合连接器的连接器端子的接触连接结构，该连接器连接结构的特征在于：
连接器端子的最外侧表面由Sn或Sn类焊料层构成，以覆盖连接端子与连接器端子的接触连接部的方式涂敷有在使用环境下长期维持液状且不腐蚀Sn类合金和Cu的化学稳定的油。
6.一种车载用电子组件的连接器连接结构，其是权利要求1所述的车载用电子组件的连接端子与连接了外部配线的嵌合连接器的连接器端子的接触连接结构，该连接器连接结构的特征在于：
连接器端子表面由含有Ag-Sn金属间化合物的Sn类焊料层构成，在连接端子与连接器端子两者的接触界面上形成Ag-Sn金属间化合物而接触连接。
7.如权利要求6所述的车载用电子组件的连接器连接结构，其特征在于：
该车载用电子组件的连接端子与嵌合连接器的连接器端子的接触连接部，被在使用环境下长期维持液状且不腐蚀Sn类合金和Cu的化学稳定的油覆盖。
8.一种车载用电子组件的连接端子形成方法，其特征在于：
在权利要求1所述的车载用电子组件中，通过浸渍在含有2～10wt％的Ag的Sn类焊料熔融浴中来提供形成在所述连接端子表面上的含有Ag-Sn金属间化合物的Sn类焊料，通过物理地除去过剩的熔融焊料来将形成在所述连接端子表面上的含有Ag-Sn金属间化合物的Sn类焊料调整为规定的厚度。
9.一种车载用电子组件，其特征在于：
插入嵌合连接器而通过接触获得电导通的连接端子的最外侧表面，由含有Ag-Sn金属间化合物的Sn类焊料层构成。
10.如权利要求9所述的车载用电子组件，其特征在于：
含有Ag-Sn金属间化合物的Sn类焊料层的厚度形成得较厚，为连接端子的基底导电材料与Sn的反应层的厚度的2倍以上。
11.如权利要求9所述的车载用电子组件，其特征在于：
Sn类焊料的厚度平均为4μm以上。
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