JP2017195073A - 接続端子および接続端子対 - Google Patents
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Abstract
Description
接続端子を構成する端子材料1は、図1に断面の概略図を示すような層構成を有している。つまり、母材10の表面に、適宜、下地層11を挟んで、合金含有層12が形成されている。
(1)粒度分布
本実施形態にかかる接続端子においては、接点部の最表面において、合金部12aの粒子の粒度分布が、以下のようになっている。
合金含有層12における合金部12aは、上記のような面積円相当径を指標とした粒度分布を有することに加えて、以下のような状態にあることが好ましい。
少なくとも、他の導電部材と電気的に接触する接点部が、上記のような合金含有層12を有する端子材料1よりなれば、本発明の実施形態にかかる接続端子は、どのような構造を有していてもかまわない。
(実施例1〜4)
清浄な銅基板の表面に、厚さ1.0μmのニッケル下地めっき層を形成し、その上に厚さ0.02μmのパラジウムめっき層を形成した。続いて、パラジウムめっき層の上に厚さ1.0μmのスズめっき層を形成した。これを大気中にて加熱することにより、スズ−パラジウム合金含有層を形成し、実施例1〜4にかかるめっき部材を形成した。実施例1〜4においては、加熱温度を下記表1のように変化させることで、スズ−パラジウム合金の粒度分布を変化させた。
上記と同様のニッケル下地めっき層を形成した銅基板の表面に、厚さ1.0μmのスズめっき層を形成した。そして、大気中にて250℃で加熱することで、リフロー処理を施した。
実施例1〜4の試料に対して、スズ部の除去を行った。これは、水酸化ナトリウムとp−ニトロフェノールの混合水溶液に各試料を浸漬することで行った。そして、得られた試料の表面をSEMにて観察した。
実施例1〜4および比較例1のそれぞれの板材を平板状接点とした。また、比較例1と同様のスズ層を表面に有する板材に対してプレス加工を行い、半径1mmの半球形のエンボス状接点を形成した。そして、エンボス状接点を平板状接点に鉛直方向に接触させて保持し、鉛直方向に3Nの荷重を印加しながら、10mm/min.の速度でエンボス状接点を水平方向に摺動させ、ロードセルを使用して動摩擦力を測定した。動摩擦力を荷重で割った値を動摩擦係数とした。摺動は5mmの距離にわたって行った。
図3(a)〜(d)に、実施例1〜4にかかる試料について、表面のスズ部を除去した状態のSEM像を示す。明るく観察されている部分がスズ−パラジウム合金であり、暗く観察されている部分が、ニッケル下地層とスズめっき層との合金化によって生じたニッケル−スズ合金層がスズ部の除去によって露出したものである。さらに、図4(a)〜(d)に、実施例1〜4について、図3のSEM像に基づいて見積もった面積円相当径を指標としたスズ−パラジウム合金の粒度分布を示す。
図3のSEM像によると、実施例1〜4で加熱温度を変更した際に、加熱温度が低い条件では、細長い小さな粒子が多数存在しているのに対し、加熱温度が高くなると、1つ1つの粒子が大きくなり、異方性も小さくなっている。これは、高温での加熱に伴い、スズ−パラジウム合金の結晶性が上がっていることによると考えられる。
図5のエンボス状接点の摩耗状態の光学顕微鏡による観察結果によると、比較例1においては、摩耗が顕著に見られている。各実施例においては、比較例1の場合よりも摩耗が少なくなっている。特に、実施例1から実施例4の順に、摩耗している部分が小さくなっている。これに対応して、図5の摩擦係数の計測結果において、各実施例における摩擦係数が、比較例1の場合よりも低くなっている。さらに、実施例1から実施例4の順に、摩擦係数が低減されている。
10 母材
11 ニッケル下地層
12 合金含有層
12a 合金部
12b スズ部
2 プレスフィット端子
20 基板接続部
25 端子接続部
Claims (7)
- スズとパラジウムを主成分とする合金よりなる合金部の粒子が、純スズまたは前記合金部よりもパラジウムに対するスズの割合が高い合金よりなるスズ部の中に存在し、前記合金部と前記スズ部の両方が最表面に露出した合金含有層を、他の導電部材と電気的に接触する接点部の表面に有する接続端子であって、
前記接点部の最表面における前記合金部の粒子の粒度分布において、面積円相当径が1.0μm以上である粒子の数が、全粒子数の30%以上であることを特徴とする接続端子。 - 前記接点部の最表面における前記合金部の粒子の粒度分布において、前記面積円相当径が1.0μm以上である粒子の数が、全粒子数の60%以上であることを特徴とする請求項1に記載の接続端子。
- 前記接続端子を構成する母材と前記合金含有層と間に、ニッケルまたはニッケル合金よりなる下地層を有することを特徴とする請求項1または2に記載の接続端子。
- 前記合金含有層の表面に占める前記合金部の露出面積率は、10%以上、95%以下であることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の接続端子。
- 前記接点部の最表面の面積500μm2あたりにおいて、該最表面に露出した前記合金部の粒子数は、10個以上、400個以下であることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の接続端子。
- 請求項1から5のいずれか1項に記載の接続端子と、該接続端子と接点部において電気的に接触する相手方端子と、よりなることを特徴とする接続端子対。
- 前記相手方端子は、前記接続端子と電気的に接触する接点部の表面に、前記合金部よりも硬度の低い金属層を露出させていることを特徴とする請求項6に記載の接続端子対。
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