JP2006294420A - 半田付用端子、及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
性能を維持しつつ製造コストを低減できる半田付用端子、及びその製造方法を提供する。
【解決手段】
半田付用端子１は、導電部品と接触導通される接点部１０ａと、半田付け用の端子部１０ｂと、接点部１０ａ及び端子部１０ｂを一体に連結し、端子部１０ｂの半田の接点部１０ａへの這い上がりを防止するバリア部１０ｃとを備え、接点部１０ａは、下地となるニッケルめっき層２と、ニッケルめっき層２の表面に形成されるパラジウム系めっき層３ａと、パラジウム系めっき層３ａの表面に形成される金めっき層４ａとを有し、端子部１０ｂは、下地となるニッケルめっき層２と、ニッケルめっき層２の表面に形成されるパラジウム系めっき層３ｂと、パラジウム系めっき層３ｂの表面に形成される金めっき層４ｂとを有し、バリア部１０ｃは、下地となるニッケルめっき層２と、ニッケルめっき層２の表面に形成されるパラジウム系めっき層３ｃとを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、半田付けに備えて表面処理がなされた半田付用端子、及びその製造方法に関する。

従来から、他の導電部品と接触導通するための接点部と、回路基板上に形成された配線パターン等に半田付けするための端子部と、接点部及び端子部を一体に連結し、端子部の半田の接点部への這い上がりを防止するバリア部とを備える半田付用端子（たとえば、コネクタ用端子）が提供されている。

このような半田付用端子は、素地となる導電性の基材を所望の形状に曲げ加工した後に、半田付けに備えて表面をめっき処理することにより形成されており、たとえば、接点部と端子部とバリア部に下地としてニッケルめっき層を形成するとともに、部分めっき等によって接点部と端子部とに金めっき層を形成したものが一般に用いられている。

また、上記構成と同様な構成であるが、部分めっきによって接点部と端子部に金めっき層を形成する代わりに、接点部と端子部とバリア部に金めっき層を形成した後に、バリア部の金めっき層のみを選択的に除去したものが提供されている（特許文献１）。

つまり、このような従来例では、バリア部に金めっき層を設けないことによって、金よりも半田濡れ性が悪い（言い換えれば半田が伝わりにくい）ニッケルめっき層を接点部と端子部との間に露出させ、これにより、端子部の半田付け時に、半田が接点部へ這い上がることを防止している。
特開２００２−２０３６２７号公報（第５図、第６図）

ところで、このような半田付用端子の接点部には、接触導通する導電部品との接触信頼性（摺動性能・耐摩耗性・接触抵抗）等が要求され、特に耐食性（耐腐食性）が要求されている。また、端子部には、プリント基板等への実装強度、実装後の外観システムを合格するためなどに、特に良好な半田濡れ性が要求されている。さらに、半田の這い上がり防止用のバリア部には、端子部の半田付け時に、半田が端子部から接点部に這い上がって、接点部の接触信頼性やコネクタの嵌合性等に悪影響を及ぼすことがないように、悪い半田濡れ性、つまりは半田の伝わりにくさが要求されている。

上記の性能を満足するためには、接点部と端子部とバリア部に下地として形成されるニッケルめっき層の厚みを２μｍ程度、接点部に形成される金めっき層の厚みを０．３μｍ以上、端子部に形成される金めっき層の厚みを０．１μｍ以上とするのが好ましいものであったが、金は非常に高価であるため、上記のように金めっき処理した半田付用端子は、製造コストが非常に高くなり、また、製造コストの面から金めっき層の厚みを薄くしてしまうと、所望の性能が得られなかった。

本発明は上述の点に鑑みて為されたもので、その目的は、性能を維持しつつ製造コストを低減できる半田付用端子、及びその製造方法を提供することである。

上記の課題を解決するために、請求項１の半田付用端子では、接点部と、半田付け用の端子部と、接点部及び端子部を一体に連結し、端子部の半田の接点部への這い上がりを防止するバリア部とを備え、接点部と端子部とバリア部は、下地となるニッケルめっき層、及び該ニッケルめっき層の表面に形成されるパラジウム系めっき層を有し、接点部と端子部のパラジウム系めっき層の表面には、金めっき層が形成されていることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、接点部と端子部のニッケルめっき層と金めっき層との間に、パラジウム系めっき層を設けていることにより、金めっき層の厚みを薄くしても接点部と端子部の耐食性や半田濡れ性等の性能を維持でき、また、パラジウムは金よりも安価であるため、高価な金の使用量を減らして製造コストを低減することができる。しかも、バリア部ではニッケルめっき層よりも耐食性が高く、金めっき層よりも半田濡れ性が悪いパラジウム系めっき層が露出しているので、従来例のニッケルめっき層を露出させた場合と同様に端子部から接点部への半田の這い上がりを防止することができ、加えてニッケルめっき層に比べてバリア部の耐食性を向上することができる。

請求項２の半田付用端子では、請求項１の構成に加えて、ニッケルめっき層は厚みが２μｍ程度であり、接点部のパラジウム系めっき層はパラジウムの純度が５０％以上で、かつ厚みが０．０１μｍ以上であり、接点部の金めっき層は厚みが０．０３μｍ以上であり、バリア部のパラジウム系めっき層はパラジウムの純度が５０％〜９０％で、かつ厚みが０．０５μｍ以上であり、端子部のパラジウム系めっき層はパラジウムの純度が８０％以上で、かつ厚みが０．０１μｍ以上であり、端子部の金めっき層は厚みが０．００３μｍ以上であることを特徴とする。

請求項２の発明によれば、請求項１の効果を得るのに適した半田付用端子を得ることができる。

請求項３の半田付用端子では、請求項１又は２の構成に加えて、ニッケルめっき層は、表面に硫黄を含んでいないことを特徴とする。

請求項３の発明によれば、表面に硫黄を含んでいないニッケルめっき層を備えていることにより、硫黄を含んでいるニッケルめっき層に比べて、ニッケルめっき層とパラジウム系めっき層との間の電位差を小さくでき、これにより、パラジウム系めっき層の耐食性を向上できる。

請求項４の半田付用端子では、請求項１又は２の構成に加えて、ニッケルめっき層は、表面にニッケル−リン合金、又はニッケル−コバルト合金からなるめっき層を有していることを特徴とする。

請求項４の発明によれば、表面にニッケル−リン合金、又はニッケル−コバルト合金からなるめっき層を有するニッケルめっき層を備えていることにより、ニッケルめっき層とパラジウム系めっき層との間の電位差を小さくでき、これにより、パラジウム系めっき層の耐食性を向上できる。

請求項５の半田付用端子の製造方法では、請求項１〜４のいずれか１項に記載の半田付用端子の製造方法であって、接点部と端子部とバリア部にニッケルめっき層を形成する第１の工程と、第１の工程の後に接点部と端子部とバリア部のニッケルめっき層の表面にパラジウム系めっき層を形成する第２の工程と、第２の工程の後に部分めっきによって接点部と端子部のパラジウム系めっき層の表面に金めっき層を形成する第３の工程とを有していることを特徴とする半田付用端子の製造方法。

請求項５の発明によれば、製造工程を大幅に増やすことなく、上記の請求項１乃至４のいずれか１項に記載の半田付用端子を得ることができる。

本発明は、パラジウム系めっき層を設けていることにより、金めっき層の厚みを薄くしても接点部と端子部の耐食性や半田濡れ性等の性能を維持でき、これにより高価な金の使用量を減らして製造コストを低減することができるという効果があり、しかも、バリア部ではパラジウム系めっき層が露出しているので、従来例のニッケルめっき層を露出させた場合と同様に端子部から接点部への半田の這い上がりを防止することができ、加えてニッケルめっき層に比べてバリア部の耐食性を向上することができるという効果がある。

以下に、本発明の一実施形態について図１及び図２を用いて説明する。

本実施形態の半田付用端子１は、図１（ａ）に示すように、導電部品と接触導通される接点部１０ａと、半田付け用の端子部１０ｂと、接点部１０ａ及び端子部１０ｂを一体に連結し、端子部１０ｂの半田の接点部１０ａへの這い上がりを防止するバリア部１０ｃとを備えており、たとえば、図２に示すようなソケット５にコネクタ用端子として用いられる。

上記のソケット５は、絶縁性樹脂から一面が開口した長尺箱状に形成されたボディ５０と、複数対の半田付用端子１…とを備え、ボディ５０の短手方向両側部に、複数対の半田付用端子１…を、接点部１０ａを互いに対向させるとともに端子部１０ｂを外方へ突出させた状態で、長手方向に沿って一定間隔で配設することで構成されている。そして、このソケット５は、図２に示すように、各半田付用端子１…の端子部１０ｂをプリント配線板６の配線パターン（図示せず）に半田付けすることで、プリント配線板６等に実装されるものである。

次に、半田付用端子１について詳細に説明する。半田付用端子１は、図１（ａ）に示すように、基材１０をめっき処理することによって形成され、ここで、基材１０は、導電性の素材、たとえばベリリウム銅等の銅系素材からなる金属板を打ち抜き、曲げ加工することにより形成されており、略Ｓ字状のバリア部１０ｃと、バリア部１０ｃの一端部を略Ｕ字状に湾曲形成してなる接点部１０ａと、バリア部１０ｃの他端部を一端部から離間する方向へ略９０度曲成してなる端子部１０ｂとを一体に備え、略Ｓ字状のバリア部１０ｃによって、接点部１０ａに弾性を付与し、接点部１０ａを導電部品に所望の接圧で接触導通することができるようになっている。

このように形成された基材１０をめっき処理して、図１（ｂ）〜（ｄ）に示すように、接点部１０ａと端子部１０ｂとバリア部１０ｃに、下地となるニッケルめっき層（以下、Ｎｉめっき層という）２、及び該Ｎｉめっき層２の表面に形成されるパラジウム系めっき層（以下、Ｐｄめっき層という）３ａ〜３ｃを形成するとともに、接点部１０ａと端子部１０ｂのＰｄめっき層３ａ，３ｂの表面に薄い金めっき層（以下、Ａｕめっき層という）４ａ，４ｂを形成することによって、半田付用端子１が構成されている。

ここで、Ｎｉめっき層２は、厚みが２μｍ程度のものであり、表面に硫黄を含まないように形成している。このような表面に硫黄を含まないＮｉめっき層を用いることで、硫黄を含んでいるＮｉめっき層に比べて、Ｎｉめっき層２とＰｄめっき層３ａ〜３ｃとの間の電位差を小さくでき、これにより、Ｐｄめっき層３ａ〜３ｃの耐食性を向上することができる。また、表面に硫黄を含まないようにする代わりに、硫黄を含むＮｉめっき層の表面に、ニッケル−リン（Ｎｉ−Ｐ）合金、又はニッケル−コバルト（Ｎｉ−Ｃｏ）合金からなるめっき層を有するＮｉめっき層を用いてもよく、この場合も、硫黄を含まないＮｉめっき層と同様にＮｉめっき層とＰｄめっき層３ａ〜３ｃとの間の電位差を小さくして、Ｐｄめっき層３ａ〜３ｃの耐食性を向上できる。

接点部１０ａは、図１（ｂ）に示すように、下地となるＮｉめっき層２と、Ｎｉめっき層２の表面に形成されるＰｄめっき層３ａと、Ｐｄめっき層３ａの表面に形成される薄いＡｕめっき層４ａとを有している。この接点部１０ａのＰｄめっき層３ａは、たとえば、Ｐｄの純度が５０％以上のＰｄ−Ｎｉ合金等のＰｄ合金を用いて厚みが０．０１μｍ以上となるように形成するのが好ましく、特にＰｄの純度が８０％のＰｄ−Ｎｉ合金等のＰｄ合金を用いて厚みが０．１μｍ以上となるように形成するのが最適である。また、接点部１０ａのＡｕめっき層４ａは、たとえば、Ａｕを用いて、厚みが０．０３μｍ以上となるように形成するのが好ましく、特に金−コバルト（Ａｕ−Ｃｏ）合金を用いて、厚みが０．３μｍ以上となるように形成するのが最適である。

このように接点部１０ａにおいて、Ｎｉめっき層２とＡｕめっき層４ａとの間に、パラジウム系めっき層３ａを形成することにより、良好な耐食性を保ちつつ、高価な金めっき層の厚みを従来のものの１／１０程度に薄くする、或いは、金よりも安価な金−コバルト合金を用いることができ、これにより、高価な素材である金の使用量を減らして製造コストの低減を図ることができる。また、Ａｕ−Ｃｏ合金を用いた際には、このＡｕ−Ｃｏ合金はＡｕよりも硬質であるから、接点部１０ａの硬度と耐摩耗性を向上でき、これにより良好な接触信頼性を得ることができるようになる。

端子部１０ｂは、図１（ｃ）に示すように、下地となるＮｉめっき層２と、Ｎｉめっき層２の表面に形成されるＰｄめっき層３ｂと、Ｐｄめっき層３ｂの表面に形成される薄いＡｕめっき層４ｂとを有している。この端子部１０ｂのＰｄめっき層３ｂは、たとえば、Ｐｄの純度が８０％以上のＰｄ−Ｎｉ合金等のＰｄ合金を用いて厚みが０．０１μｍ以上となるように形成するのが好ましく、特に半田濡れ性を考慮するとＰｄの純度が１００％の純Ｐｄを用いて厚みが０．０１μｍ以上となるように形成するのが最適である。また、端子部１０ｂのＡｕめっき層４ｂは、たとえば、Ａｕを用いて、厚みが０．００３μｍ以上となるように形成するのが好ましく、特に金−コバルト（Ａｕ−Ｃｏ）合金を用いて、厚みが０．００３μｍ以上となるように形成するのが最適である。

このように端子部１０ｂにおいて、Ｎｉめっき層２とＡｕめっき層４ｂとの間に、パラジウム系めっき層３ｂを形成することにより、良好な耐食性及び半田濡れ性を保ちつつ、高価な金めっき層の厚みを従来のものの１／１０以下に薄くする、或いは、金よりも安価な金−コバルト合金を用いることができ、これにより、高価な素材である金の使用量を減らして製造コストの低減を図ることができる。また、Ａｕ−Ｃｏ合金を用いた際には、このＡｕ−Ｃｏ合金はＡｕよりも硬質であるから、上記接点部１０ａと同様に硬度と耐摩耗性を向上できる。

バリア部１０ｃは、図１（ｄ）に示すように、下地となるＮｉめっき層２と、Ｎｉめっき層２の表面に形成されるＰｄめっき層３ｃとを有している。このバリア部１０ｃのＰｄめっき層３ｃは、たとえば、Ｐｄの純度が５０％〜９０％のＰｄ−Ｎｉ合金等のＰｄ合金を用いて、厚みが０．０５μｍ以上となるように形成するのが好ましく、特に耐食性を考慮するとＰｄの純度が８０％のＰｄ−Ｎｉ合金等のＰｄ合金を用いて、厚みが０．１μｍとなるように形成するのが最適である。

このようにバリア部１０ｃにおいて、Ｎｉめっき層２よりも耐食性が高く、Ａｕめっき層よりも半田濡れ性が悪い（半田が伝わりにくい）Ｐｄめっき層３ｃをＮｉめっき層２の表面に形成することにより、Ｎｉめっき層２と同様に端子部１０ｂの半田が接点部１０ａに這い上がることを防止でき、しかも、Ｎｉめっき層２を露出させるものに比べて耐食性を向上することができる。

本実施形態の半田付用端子１は上記の構成を有し、以下に、半田付用端子１の製造方法について説明する。まず、上述したように導電性の素材からなる金属板を打ち抜き、曲げ加工することにより半田付用端子１の基材１０を形成する。尚、このとき、基材１０の端子部１０ｂを金属板から切り離さずに一体としておけば、複数の基材１０に同時に表面処理を行うことができる。そして、表面処理（めっき処理）の前段階として、基材１０の表面の油汚れ等を落とすために、電解脱脂等を行う。

次に基材１０の表面処理方法について説明する。基材１０の表面処理は、接点部１０ａと端子部１０ｂとバリア部１０ｃにＮｉめっき層２を形成する第１の工程と、第１の工程の後に接点部１０ａと端子部１０ｂとバリア部１０ｃのＮｉめっき層２の表面にＰｄめっき層３ａ〜３ｃを形成する第２の工程と、第２の工程の後に部分めっきによって接点部１０ａと端子部１０ｂのＰｄめっき層３ａ，３ｂの表面に薄いＡｕめっき層４ａ，４ｂを形成する第３の工程とからなる。

ここで、第１の工程は、基材１０をニッケルめっき浴に浸漬することによって、接点部１０ａ、端子部１０ｂ、及びバリア部１０ｃの表面、つまりは、基材１０の表面の全面にＮｉめっき層２を形成する工程である。このとき、ニッケルめっき浴としては、ワット浴やスルファミン酸Ｎｉめっき浴等を用いることができるが、Ｎｉめっき層２として表面に硫黄を含まないようにするために、Ｎｉめっき層２の表面に硫黄を析出させる硫黄析出因子を含まないワット浴を用いている。上記の硫黄析出因子としては、たとえば、ワット浴に光沢材として用いられるベンゼンスルホン酸やホルムアルデヒド、又は界面活性剤として用いられるアルキルベンゼンスルホン酸等である。

第２の工程は、Ｎｉめっき層２を形成した基材１０を、さらに、パラジウム−ニッケル（Ｐｄ−Ｎｉ）合金めっき浴に浸漬することによって、接点部１０ａと端子部１０ｂとバリア部１０ｃのＮｉめっき層２の表面にそれぞれ上記のＰｄめっき層３ａ〜３ｃを形成する工程である。このとき、端子部１０ａを純Ｐｄでめっきする際には、部分めっき（選択めっき）等により接点部１０ａとバリア部１０ｃにＰｄめっき層３ａ，３ｃを形成した後に、別途、端子部１０ｂにＰｄめっき層３ｂを形成する。

第３の工程は、Ｐｄめっき層３ａ〜３ｃを形成した基材１０を、部分めっきすることによって、接点部１０ａと端子部１０ｂのみにＡｕめっき層４ａ，４ｂを形成する工程である。このとき、バリア部１０ｃにＡｕめっきが残存して、バリア部１０ｃにもＡｕめっき層が形成されるおそれがあるが、このＡｕめっき層は、厚みが０．０１μｍ以下であれば、バリア部１０ｃの半田濡れ性に悪影響を及ぼさないことが試験により分かっている。

以上のようにめっき処理された後に、基材１０を金属板から切り離すことによって図１に示す半田付用端子１が得られ、従来に比べて製造工程を大幅に増やすことなく、所望の半田付用端子１を得ることができる。

そして、この半田付用端子１では、上述したように接点部１０ａと端子部１０ｂにおいて、Ｎｉめっき層２とＡｕめっき層４ａ，４ｂとの間に、Ｐｄめっき層３ａ，３ｂを設けていることにより、Ａｕめっき層４ａ，４ｂの厚みを薄くしても接点部１０ａと端子部１０ｂの耐食性や半田濡れ性等の性能を維持でき、また、パラジウムは金よりも安価であるため、高価な金の使用量を減らして製造コストを低減することができる。しかも、バリア部１０ｃではＮｉめっき層２よりも耐食性が高く、Ａｕめっき層よりも半田濡れ性が悪いＰｄめっき層３ｃが露出しているので、従来例のＮｉめっき層を露出させた場合と同様に端子部１０ｂから接点部１０ａへの半田の這い上がりを防止することができ、加えてＮｉめっき層２に比べてバリア部１０ｃの耐食性を向上することができる。

また、以上述べたように本実施形態の半田付用端子１によれば、Ｐｄめっき層のＰｄ純度及び厚みを変更することで、めっき箇所の耐食性及び半田濡れ性を調整することができる。したがって、めっき箇所の使用目的に応じてＰｄめっき層のＰｄ純度及び厚みを設定することによって、所望の耐食性及び半田濡れ性を付与することができる。

尚、半田付用端子の形状は本実施形態のものに限られるものではなく、状況に応じて好適な形状とすることができる。

（ａ）は、本発明の半田付用端子の側面図であり、（ｂ）は、同図（ａ）にＡで示す部位の概略説明図であり、（ｃ）は、同図（ａ）にＢで示す部位の概略説明図であり、（ｄ）は、同図（ａ）にＣで示す部位の概略説明図である。 同上の半田付用端子の使用例を示す概略断面図である。

符号の説明

１ 半田付用端子
１０ａ 接点部
１０ｂ 端子部
１０ｃ バリア部
２ ニッケルめっき層
３ａ，３ｂ，３ｃ パラジウム系めっき層
４ａ，４ｂ 金めっき層

Claims (5)

1. 接点部と、半田付け用の端子部と、接点部及び端子部を一体に連結し、端子部の半田の接点部への這い上がりを防止するバリア部とを備え、接点部と端子部とバリア部は、下地となるニッケルめっき層、及び該ニッケルめっき層の表面に形成されるパラジウム系めっき層を有し、接点部と端子部のパラジウム系めっき層の表面には、金めっき層が形成されていることを特徴とする半田付用端子。
2. ニッケルめっき層は厚みが２μｍ程度であり、接点部のパラジウム系めっき層はパラジウムの純度が５０％以上で、かつ厚みが０．０１μｍ以上であり、接点部の金めっき層は厚みが０．０３μｍ以上であり、バリア部のパラジウム系めっき層はパラジウムの純度が５０％〜９０％で、かつ厚みが０．０５μｍ以上であり、端子部のパラジウム系めっき層はパラジウムの純度が８０％以上で、かつ厚みが０．０１μｍ以上であり、端子部の金めっき層は厚みが０．００３μｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の半田付用端子。
3. ニッケルめっき層は、表面に硫黄を含んでいないことを特徴とする請求項１又は２に記載の半田付用端子。
4. ニッケルめっき層は、表面にニッケル−リン合金、又はニッケル−コバルト合金からなるめっき層を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の半田付用端子。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の半田付用端子の製造方法であって、接点部と端子部とバリア部にニッケルめっき層を形成する第１の工程と、第１の工程の後に接点部と端子部とバリア部のニッケルめっき層の表面にパラジウム系めっき層を形成する第２の工程と、第２の工程の後に部分めっきによって接点部と端子部のパラジウム系めっき層の表面に金めっき層を形成する第３の工程とを有していることを特徴とする半田付用端子の製造方法。

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