JP2018037301A - プレスフィット端子および基板用コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】銅−亜鉛系合金を基材として用いながら、耐食性の低さ等、銅−亜鉛系合金の材料特性を補うことができるプレスフィット端子、およびそのようなプレスフィット端子を備えた基板用コネクタを提供すること。
【解決手段】基材１０と、基材１０と異なる金属種よりなり、基材１０の表面を被覆する基材被覆層１１と、を有するプレスフィット端子において、基材１０が、亜鉛含有量が３５質量％以下である銅−亜鉛系合金よりなるプレスフィット端子とする。基材被覆層１１は、厚さ１．０μｍ未満のニッケルまたはニッケル合金よりなるニッケル被覆層１１ａ、あるいは、銅、または基材１０よりも耐食性の高い銅合金よりなる、厚さ５μｍ以上の銅被覆層１１ｂとすることができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、プレスフィット端子および基板用コネクタに関し、さらに詳しくは、銅合金を母材としてなり、基板に設けられたスルーホールに圧入接続されるプレスフィット端子、およびそのようなプレスフィット端子を備えた基板用コネクタに関する。

プリント基板（ＰＣＢ）に設けられたスルーホールに圧入接続される基板接続部を有するプレスフィット端子は、従来一般に、導電率の高さ等を理由として、銅または銅合金を基材として構成される（例えば特許文献１）。プレスフィット端子の基材に用いられる具体的な銅合金としては、特許文献２に記載されるようなリン青銅（Ｃｕ−Ｓｎ系合金）、コルソン系合金（Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系合金）等を挙げることができる。そして、銅または銅合金を基材としてなるプレスフィット端子においては、電気接続部における接続信頼性を確保するために、少なくとも電気接続部の表面に、適宜下地金属層を介して、スズ層が形成されることが多い。

特開２００５−２２６０８９号公報 特開２０１２−１７４４００号公報

上記のように、プレスフィット端子の基材としては、銅または銅合金が広く用いられているが、銅は比較的高価な金属である。よって、銅や銅含有量の多い銅合金を基材に用いてプレスフィット端子を構成する場合に、プレスフィット端子の製造に要する材料コストが大きくなる。また、材料コストが銅相場の変動の影響を受けやすくなる。

そこで、基材に要する材料コストを低減する観点から、銅の含有量の少ない銅合金を基材として用いてプレスフィット端子を構成することが考えられる。銅の含有量の少ない銅合金として、黄銅に代表される銅−亜鉛系合金を挙げることができる。しかし、銅−亜鉛系合金は、銅や他の多くの銅合金と比較して耐食性に劣る等、材料特性の面で、そのままプレスフィット端子として用いるのに必ずしも適しているとは言えない。

本発明の課題は、銅−亜鉛系合金を基材として用いながら、耐食性の低さ等、銅−亜鉛系合金の材料特性を補うことができるプレスフィット端子、およびそのようなプレスフィット端子を備えた基板用コネクタを提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明にかかるプレスフィット端子は、基材と、前記基材と異なる金属種よりなり、前記基材の表面を被覆する基材被覆層と、を有するプレスフィット端子において、前記基材が、亜鉛含有量が３５質量％以下である銅−亜鉛系合金よりなるものである。

ここで、前記基材被覆層は、前記基材よりも耐食性の高い金属よりなる層を有するとよい。

また、前記基材被覆層は、厚さ１．０μｍ未満のニッケルまたはニッケル合金よりなるニッケル被覆層を有するとよい。この場合に、前記ニッケル被覆層の厚さは、０．３μｍ以上であるとよい。

あるいは、前記基材被覆層は、銅、または前記基材よりも耐食性の高い銅合金よりなる、厚さ５μｍ以上の銅被覆層を有するとよい。この場合に、前記銅被覆層は銅よりなるとよい。前記銅被覆層の厚さは、１０μｍ以下であるとよい。

前記プレスフィット端子は、前記プレスフィット端子の少なくとも電気接続部において前記基材被覆層の表面を被覆して、最表面に露出したスズまたはスズ合金よりなる表面層を有するとよい。この場合に、前記表面層の厚さは、０．１μｍ以上、１．５μｍ以下であるとよい。

本発明にかかる基板用コネクタは、上記のようなプレスフィット端子を備えるものである。

上記発明にかかるプレスフィット端子は、銅−亜鉛系合金を基材としてなっているが、その亜鉛含有量は３５質量％以下とされている。これにより、銅−亜鉛系合金よりなる基材自体において、ある程度の耐食性を確保することができる。そして、基材の表面が異なる金属種よりなる基材被覆層によって被覆されていることにより、耐食性のさらなる向上等、基材被覆層を構成する金属種によって付与される特性によって、銅−亜鉛系合金の材料特性を補うことができる。

ここで、基材被覆層が、基材よりも耐食性の高い金属よりなる層を有する場合には、銅−亜鉛系合金の耐食性を補って、プレスフィット端子全体として、高い耐食性を得やすくなる。

また、基材被覆層が、厚さ１．０μｍ未満のニッケルまたはニッケル合金よりなるニッケル被覆層を有する場合には、プレスフィット端子が加熱を受けた際に、銅−亜鉛系合金よりなる基材を構成する銅の、プレスフィット端子の最表面への拡散が、ニッケル被覆層の存在によって抑制される。これにより、プレスフィット端子の耐熱性を高めることができる。ニッケルやニッケル合金は、高い硬度を有し、変形時に割れを生じやすいが、ニッケル被覆層の厚さが１．０μｍ未満に抑えられていることにより、ニッケル被覆層自体の割れ、またそれに伴う応力集中による基材の割れを抑制することができる。ニッケル被覆層や基材の割れは、基材の腐食にもつながりうるので、ニッケル被覆層の厚さを１．０μｍ未満に制限することは、基材の耐食性の維持にも有効である。

この場合に、ニッケル被覆層の厚さが、０．３μｍ以上であれば、高温での基材からの銅の拡散を効果的に抑制することができる。

あるいは、基材被覆層が、銅、または基材よりも耐食性の高い銅合金よりなる、厚さ５μｍ以上の銅被覆層を有する場合には、銅−亜鉛系合金よりなる基材が、それよりも高い耐食性を有する銅被覆層によって被覆されることにより、プレスフット端子全体としての耐食性の確保を有効に達成することができる。銅被覆層の厚さが５μｍ以上とされることで、プレスフィット端子の耐食性を特に効果的に高めることができる。また、プレスフィット端子の基板接続部を基板のスルーホールに圧入した際にも、弾性変形に耐え、損傷のない銅被覆層を維持しやすい。

この場合に、銅被覆層が銅よりなれば、銅被覆層によって、プレスフィット端子に特に高い耐食性を付与することができる。

銅被覆層の厚さが、１０μｍ以下であれば、プレスフィット端子を基板のスルーホールに圧入した際にも、プレスフィット端子に割れを生じにくい。

プレスフィット端子が、少なくとも電気接続部において基材被覆層の表面を被覆して、最表面に露出したスズまたはスズ合金よりなる表面層を有する場合には、電気接続部において、高い接続信頼性を達成することができる。

この場合に、表面層の厚さが、０．１μｍ以上、１．５μｍ以下であれば、過剰に表面層を厚くすることなく電気接続部の接続信頼性を効果的に高めることができるとともに、表面層の削れを抑制しやすくなる。

上記発明にかかる基板用コネクタは、上記のようなプレスフィット端子を備えることにより、プレスフィット端子を構成する銅−亜鉛系合金よりなる基材自体においてある程度の耐食性が確保されるとともに、その表面を被覆する基材被覆層によって、さらなる耐食性を付与する等、基材を構成する銅−亜鉛系合金の特性を補うことができる。

本発明の一実施形態にかかるプレスフィット端子の全体構造を示す正面図である。 プレスフィット端子の基板接続部を基板のスルーホールに圧入する際の状態を示す断面図であり、（ａ）は圧入前、（ｂ）は圧入後の状態を示している。 本発明の一実施形態にかかる基板用コネクタを示す断面図である。 上記プレスフィット端子の構成材料を示す断面図であり、（ａ）は基材の表面に基材被覆層のみが形成されている場合、（ｂ）は基材の表面に基材被覆層と表面層が形成されている場合を示している。 ニッケル被覆層の厚さを異ならせた場合の、ニッケル被覆層の割れの有無を示す写真である。

以下、図面を用いて本発明の一実施形態にかかるプレスフィット端子および基板用コネクタについて、詳細に説明する。

［プレスフィット端子および基板コネクタの概略］
まず、本発明の一実施形態にかかるプレスフィット端子および基板用コネクタの概略について説明する。

図１，２に、本発明の一実施形態にかかるプレスフィット端子２の構造を示す。プレスフィット端子２は、細長い形状を有する電気接続端子であり、一端に、基板３のスルーホール３０に圧入接続される基板接続部２０を有し、他端に、相手方接続端子と嵌合等によって接続される端子接続部２５を有している。図示した例では、端子接続部２５は、雄型の嵌合端子の形状を有している。

基板接続部２０は、スルーホール３０に圧入接続される部分に、１対の膨出片２１，２１を有している。膨出片２１，２１は、プレスフィット端子２の軸線方向（図１，２の縦方向）と直交する方向に互いに離れるように、略円弧状に膨出した形状を有している。膨出片２１，２１の膨出方向の外側面において、最も外側に突出した頂部が、スルーホール３０の内周面に接触する接点部２１ａ，２１ａとなる。１対の膨出片２１，２１の径方向の最大長さ（１対の接点部２１ａ，２１ａの間の最大の距離）はスルーホール３０の内径よりも大きくなっている。

１対の膨出片２１，２１の間には空隙２３が形成されており、この空隙２３により、図２（ｂ）のようにプレスフィット端子２をスルーホール３０に挿入した際に、１対の膨出片２１，２１が、相互に近接するように押し縮められ、弾性的に変形する。そして弾性成分によって弾性回復し、スルーホール３０の内周面３１との接触を保つ。基板接続部２０の膨出片２１，２１よりも先端側には、先細り形状に加工された案内部２２が形成されており、基板接続部２０をスルーホール３０に案内する役割を果たす。

このような形状を有するプレスフィット端子２は、以下で詳しく説明するように、銅−亜鉛系合金を基材１０とし、その表面に、基材１０と異なる金属種よりなる基材被覆層１１と、適宜表面層１２を有する端子材料１より構成されている。

本発明の一実施形態にかかる基板用コネクタ（ＰＣＢコネクタ）４は、上記のようなプレスフィット端子２を備えるものである。図３に示すように、基板用コネクタ４においては、複数のプレスフィット端子２が並べて配置され、樹脂材料よりなるコネクタハウジング４０に固定されている。プレスフィット端子２は、基板接続部２０と端子接続部２５の間の部位で適宜曲げられてもよい。

［プレスフィット端子を構成する端子材料］
図４に、プレスフィット端子２を構成する端子材料１の断面を模式的に示す。端子材料１は、銅−亜鉛系合金を基材１０としてなっている。そして、基材１０の表面を、基材被覆層１１が被覆している。端子材料１は、図４（ａ）に示すように、基材１０と基材被覆層１１のみより構成することができる。あるいは、図４（ｂ）に示すように、基材被覆層１１の表面を被覆して、端子材料１の最表面に露出した表面層１２をさらに設けてもよい。

基材被覆層１１および表面層１２は、基材１０とは成分組成の異なる金属種よりなっている。基材被覆層１１、表面層１２とも、単層よりなっても、複数の層よりなってもよい。これらの意味において、基材被覆層１１と表面層１２は厳密に区別されるものではないが、本明細書においては、基材１０に機能を付与し、基材１０の材料特性を補うための層を基材被覆層１１と称し、電気接続部（基板接続部２０および端子接続部２５）の電気的特性等、プレスフィット端子２の最表面の特性を制御、調整するための層を表面層１２と称する。

（基材の構成材料）
端子材料１の基材１０は、亜鉛含有量が３５質量％以下である銅−亜鉛系合金よりなっている。銅−亜鉛系合金は、黄銅に代表されるように、不可避的不純物以外には銅と亜鉛のみよりなる銅−亜鉛合金であっても、亜鉛以外の添加元素を亜鉛よりも少量だけ含有する合金であってもよい。

銅−亜鉛系合金は、亜鉛を含有することにより、銅や、他の多くの銅合金よりも耐食性が低くなりやすい。しかし、亜鉛含有量を３５質量％以下に抑えることにより、耐食性の極端な低下を避けることができる。銅−亜鉛二元合金系において、亜鉛含有量が３８質量％以下では、比較的耐食性の高いα相が形成されるが、亜鉛含有量が３８質量％を超えると、耐食性の低いβ相の混在したα＋β相が形成される。亜鉛含有量を３５質量％以下に制限することで、β相の混在を避け、基材１０の耐食性を確保することができる。亜鉛の含有量は、３０質量％以下、さらには２５質量％以下であると、より好ましい。

黄銅等、汎用的な銅−亜鉛系合金は、リン青銅やコルソン系合金等、プレスフィット端子２を構成するのに従来一般に用いられてきた銅合金よりも銅の含有量が少ないものであり、銅−亜鉛系合金を基材１０として用いることで、プレスフィット端子２の材料コストを抑制することができる。銅は高価な金属であり、相場変動の影響も大きいからである。材料コストの抑制を効果的に達成する観点から、基材１０における亜鉛含有量は、５質量％以上、さらには１０質量％以上であることが好ましい。

上記のように、端子材料１の基材１０を構成する銅−亜鉛系合金には、亜鉛以外の添加元素が含まれてもよい。そのような添加元素の例としては、アルミニウム、鉄、マンガン、スズ等を挙げることができる。それらの添加元素を添加することで、強靭性、耐摩耗性、硬さの向上等の効果を得ることができる。

（基材被覆層の構成材料）
上記のように、基材被覆層１１は、基材を構成する銅−亜鉛系合金と成分組成の異なる金属種よりなる。銅−亜鉛系合金は、そのままでは、耐食性が不十分になりやすい等、材料特性の観点から、必ずしもプレスフィット端子２を構成するのに適した材料であるとは言えないが、基材被覆層１１で基材１０を被覆することで、基材被覆層１１が付与する特性によって、基材１０の銅−亜鉛系合金の材料特性を補うことができる。

基材被覆層１１によって補うべき基材１０の材料特性として、耐食性（耐応力腐食割れ）を例示することができる。上記のように、基材１０を構成する銅−亜鉛系合金において、亜鉛含有量を３５質量％以下に制限しておくことで、比較的高い耐食性を得ることができ、例えば大気中でプレスフィット端子２を使用するのに必要な、最低限の耐食性は確保することができる。しかし、銅や、従来一般にプレスフィット端子を構成するのに用いられてきた各種銅合金に比べると、銅−亜鉛系合金は耐食性に劣る。そこで、基材１０を構成する銅−亜鉛系合金よりも高い耐食性を有する金属（つまり、イオン化傾向が小さい、あるいは標準電極電位が高い金属）よりなる基材被覆層１１を基材１０の表面に設けることで、基材１０の銅−亜鉛系合金が外部の環境に露出されなくなるので、外部環境との接触によって基材１０が腐食を受けるのが防止されるようになる。つまり、基材被覆層１１が基材１０の耐食性の低さを補うことにより、プレスフィット端子２を構成する端子材料１全体として、高い耐食性を達成することができる。このように、基材１０の耐食性を補うことができる基材被覆層１１の構成材料として、銅、または基材１０よりも高い耐食性を有する銅合金、ニッケルまたはニッケル合金等を挙げることができる。

基材被覆層１１によって補うべき基材１０の材料特性の別の例として、耐熱性を挙げることができる。プレスフィット端子２は、外部環境や通電による加熱を受けて高温の条件で使用される場合も多いが、この場合に、基材１０を被覆する金属層の表面に向かって、基材１０からの銅原子や亜鉛原子の拡散が起こりやすい。銅原子や亜鉛原子が端子材料１の最表面で酸化されると、電気接続部２０，２５における接触抵抗の上昇等、悪影響を及ぼす可能性がある。そこで、高温での銅原子や亜鉛原子の拡散を抑えるという意味での耐熱性を基材１０に付与できる基材被覆層１１を、基材１０の表面に設けることで、高温での基材１０からの銅原子や亜鉛原子の拡散およびそれに伴う悪影響を低減することができる。このように、基材１０に耐熱性を付与することができる基材被覆層１１の構成材料として、ニッケルまたはニッケル合金、銅または銅合金等を挙げることができる。

上記のように、基材被覆層１１は複数の金属層より構成してもよい。例えば、同じ特性を付与することができる金属層を複数積層して基材被覆層１１を構成することで、その特性を一層高めて、基材１０に付与することができる。一方、異なる特性を基材１０に付与することができる金属層を複数積層して基材被覆層１１を構成することで、複数の特性を基材１０に付与することができる。また、基材被覆層１１の複数の構成層の全てが端子材料１に積極的に特性を付与しうるものである必要はなく、少なくとも一部が特性の付与に寄与できるものであればよい。例えば、積極的に特性を付与しうる金属層と基材１０との間、あるいは表面層１２との間に、その金属層と基材１０との間、あるいは表面層１２との間の密着性を高めること等を目的として、別の金属層を設けることができる。

基材被覆層１１は、プレスフィット端子２を構成する基材１０の全表面に設けられても、例えば電気接続部（基板接続部２０および端子接続部２５）の表面等、一部の部位の表面にのみ設けられてもよい。特に基材被覆層１１が基材１０の耐食性を補うものである場合には、プレスフィット端子２全体の腐食を防止する観点から、プレスフィット端子２を構成する基材１０の全表面に設けることが好ましい。

（表面層の構成材料）
上記のように、表面層１２は、基材被覆層１１の表面を被覆して端子材料１の最表面に露出され、端子材料１の表面の特性を制御、調整するものである。

表面層１２の例として、電気接続部２０，２５の接続信頼性を向上させることができる金属層を挙げることができる。そのような表面層１２としては、スズまたはスズ合金よりなるものを挙げることができる。スズは高い導電率と低い硬度を有し、また表面に形成される酸化膜も破壊されやすいので、電気接続部２０，２５の最表面に露出されることで、低い接触抵抗を示し、高い接続信頼性を与えることができる。特に、スズまたはスズ合金よりなる表面層１２の厚さを０．１μｍ以上としておけば、接続信頼性向上の効果に優れる。一方、その厚さを１．５μｍ以下、さらには１．０μｍ以下としておけば、過剰に表面層１２を厚くすることなく、接続信頼性の向上を十分に達成することができるとともに、軟らかいスズの摩耗による表面層１２の削れを防止しやすくなる。

（基材被覆層の具体例１：ニッケルまたはニッケル合金よりなる場合）
ここで、具体例として、基材被覆層１１がニッケルまたはニッケル合金よりなるニッケル被覆層１１ａである場合について詳細に説明する。

ニッケル被覆層１１ａは、不可避的不純物を除いてニッケルのみよりなっても、ニッケルを主成分とし、他の元素を含むニッケル合金よりなってもよい。ニッケル被覆層１１ａは、図４（ａ）のように、端子材料１の最表面に露出されていてもよいが、図４（ｂ）のように、スズまたはスズ合金よりなる表面層１２に表面を被覆されている方が好ましい。

ニッケル被覆層１１ａは、多くの銅−亜鉛系合金より高い耐食性を示し、基材１０の耐食性を補う役割を果たしうる。加えて、ニッケルおよびニッケル合金は、銅原子の拡散を阻止することができる。よって、基材１０の表面にニッケル被覆層１１ａを設けることで、端子材料１の表面（ニッケル被覆層１１ａ自体の表面あるいは表面層１２の表面）に、基材１０を構成する銅原子が拡散するのを抑制することができる。端子材料１が高温に加熱された際に、銅原子が端子材料１の最表面にまで拡散して酸化を受ければ、電気接続部２０，２５の接触抵抗を上昇させる可能性があるが、ニッケル被覆層１１ａが銅原子の拡散を阻止することで、そのような現象を抑制し、端子材料１に耐熱性を付与することができる。銅原子の拡散を十分に防止する観点から、ニッケル被覆層１１ａの厚さは、０．３μｍ以上であることが好ましい。

ニッケルおよびニッケル合金は硬質の金属であり、ニッケル被覆層１１ａを形成したプレスフィット端子２の基板接続部２０を、図２（ｂ）のように基板３のスルーホール３０に圧入した際等、端子材料１に変形が加わると、ニッケル被覆層１１ａが割れる可能性がある。さらに、ニッケル被覆層１１ａが割れた箇所に応力が集中することで、基材１０の割れにまでつながる可能性がある。こうした割れの現象は、ニッケル被覆層１１ａが厚いほど起こりやすくなる。さらにニッケル被覆層１１ａや基材１０の割れは、それらの割れの部分から基材１０が腐食される事態にもつながりうる。そこで、ニッケル被覆層１１ａ自体の割れや、それに伴う基材１０の割れや腐食を防止する観点から、ニッケル被覆層１１ａの厚さは、１．０μｍ未満であることが好ましい。ニッケル被覆層１１ａの厚さは、０．８μｍ以下、さらには０．６μｍ以下であればさらに好ましい。さらに、従来一般にプレスフィット端子に用いられる銅合金よりも強度が低い傾向がある銅−亜鉛系合金を基材１０として用いていることで、基材１０において高い材料強度を確保しようとすると、端子材料１の加工性が低くなりやすいが、ニッケル被覆層１１ａの厚さを１．０μｍ未満に抑えておくことで、端子材料１全体としての加工性を確保しやすくなる。

（基材被覆層の具体例２：銅または銅合金よりなる場合）
別の具体例として、基材被覆層１１が銅または銅合金よりなる銅被覆層１１ｂである場合について詳細に説明する。

銅被覆層１１ｂは、不可避的不純物を除いて銅のみよりなっても、銅を主成分とし、他の元素を含む銅合金よりなってもよい。ただし、銅合金よりなる場合に、その銅合金としては、基材１０を構成する銅−亜鉛系合金よりも高い耐食性を有するものが選択される。銅被覆層１１ｂは、図４（ａ）のように、端子材料１の最表面に露出されていてもよいが、図４（ｂ）のように、スズまたはスズ合金よりなる表面層１２に表面を被覆されている方が好ましい。

銅は銅−亜鉛系合金よりも高い耐食性を示す。よって、銅、あるいは基材１０の銅−亜鉛合金よりも高い耐食性を有する銅合金よりなる銅被覆層１１ｂで基材１０の表面を被覆しておくことで、基材１０に耐食性を付与し、基材１０の腐食を高度に抑制することができる。特に高い耐食性を付与できるという観点から、銅被覆層１１ｂは、銅合金よりも銅よりなることが好ましい。一方、銅被覆層１１ｂとして銅合金を用いる場合には、具体的には、黄銅、高力黄銅、青銅、りん青銅、鉛青銅、アルミニウム青銅、シルジン青銅、ベリリウム銅、クロム銅等を例示することができる。

耐食性付与の効果を十分に得る観点から、銅被覆層１１ｂの厚さは、５μｍ以上であることが好ましい。上記のように、基材１０を構成する銅−亜鉛系合金において、亜鉛含有量を３５質量％以下に制限しておくことで、大気中等、通常の条件での使用に耐えうる、プレスフィット端子２として最低限の耐食性は確保することができるが、厚さ５μｍ以上の銅被覆層１１ｂを用いることで、後の実施例で用いているアンモニア雰囲気のように、腐食が非常に進行しやすい過酷な条件でも、基材１０の腐食を高度に抑制することができる。また、銅被覆層１１ｂの厚さを５μｍ以上としておくことで、プレスフィット端子２の基板接続部２０を基板３のスルーホール３０に圧入してプレスフィット端子２を弾性変形させた際に、銅被覆層１１ｂの割れ等の損傷を抑制できる。

一方、銅被覆層１１ｂの厚さは、１０μｍ以下であることが好ましい。銅被覆層１１ｂが厚くなりすぎると、基板３のスルーホール３０の内径との比較において、端子材料１全体としての厚さが大きくなりすぎ、スルーホール３０への基板接続部２０の圧入時に、端子材料１に割れが発生しやすくなるからである。

銅被覆層１１ｂは、上記のように、基材１０に耐食性を付与する効果に加え、耐熱性も付与することができる。つまり、高温になった際に、銅−亜鉛合金よりなる基材１０から亜鉛原子が端子材料１の最表面に拡散し、酸化されて接触抵抗を上昇させるのを、銅被覆層１１ｂが抑制することができる。

なお、ニッケル被覆層１１ａと銅被覆層１１ｂを積層して用いることも考えられる。その場合には、銅被覆層１１ｂの方を基材１０側に配置すればよい。

以下に本発明の実施例を示す。なお、本発明はこれら実施例によって限定されるものではない。

［ニッケル被覆層を設ける場合］
（試料の作製）
銅−亜鉛合金よりなる基材の表面に、めっきによって、ニッケルよりなるニッケル被覆層、スズよりなる表面層をこの順に形成して、端子材料を準備した。基材中の亜鉛含有量は、２５質量％とした。ニッケル被覆層の厚さは、表１に示すように、０．３〜１．０μｍの範囲で変化させた。スズ表面層の厚さは、０．５μｍとした。この端子材料を用いて、図１，２に示したような形状を有するプレスフィット端子の基板接続部を形成した。また、スルーホールの内周面に銅めっきを施した基板を準備した。

（ニッケル被覆層の割れの評価）
上記のように作製した各プレスフィット端子の基板接続部を基板のスルーホールに圧入した。その状態で、プレスフィット端子を光学顕微鏡にて観察し、ニッケル被覆層の割れの有無を評価した。具体的には、図２（ｂ）中に矢印で示すように、スルーホールの端縁のすぐ内側に相当する位置でプレスフィット端子の表面を観察し、ニッケル被覆層に割れが発生しているかどうかを評価した。基材の銅−亜鉛合金の露出が視認される場合に、割れが発生していると判定し（表中「有」）、基材の銅−亜鉛合金の露出が視認されない場合に、割れが発生していないと判定した（表中「無」）。

（試験結果）
図５に、プレスフィット端子の基板接続部を基板のスルーホールに圧入した状態について、スルーホールの端縁近傍を撮影した写真を示す。また、表１に、ニッケル被覆層の厚さとともに、ニッケル被覆層の割れの有無の評価結果を示す。

ニッケル被覆層の厚さが１．０μｍである場合の図５（ｄ）においては、図中に矢印で指示するように、プレスフィット端子の角部に、筋状に基材が露出しているのが観察された。つまり、ニッケル被覆層に割れが生じている。これに対し、ニッケル被覆層の厚さがそれよりも薄い図５（ａ）〜（ｃ）においては、このような筋状の基材の露出は見られていない。つまり、ニッケル被覆層に割れが生じていない。これらの結果は、表１にもまとめたとおりである。

このように、ニッケル被覆層の厚さを１．０μｍ未満としておくことで、プレスフィット端子の基板接続部を基板のスルーホールに圧入して端子材料が弾性変形を受けても、ニッケル被覆層の割れを回避できることが確認された。

［銅被覆層を設ける場合］
（試料の作製）
銅−亜鉛合金よりなる基材の表面に、めっきによって、銅よりなる銅被覆層、スズよりなる表面層をこの順に形成して、端子材料を準備した。基材中の亜鉛含有量および銅被覆層の厚さは、表２に示すように変化させた。スズ表面層の厚さは、１μｍとした。この端子材料を用いて、上記ニッケル被覆層を設けた場合の試験と同様のプレスフィット端子を形成した。また、同様のスルーホールを有する基板を準備した。

（応力腐食割れの評価）
上記のように作製した各プレスフィット端子の基板接続部を基板のスルーホールに圧入した。その状態で、プレスフィット端子をアンモニア雰囲気中に放置した（１４％アンモニア水使用、４時間、温度：２５℃）、その後、プレスフィット端子を光学顕微鏡にて観察し、ニッケル被覆層の割れの有無を評価した。具体的には、図２（ｂ）中に矢印で示すように、スルーホールの端縁のすぐ内側に相当する位置でプレスフィット端子の表面を観察し、基材に応力腐食割れが発生しているかどうかを評価した。評価においては、基材の割れが視認されるかどうかを基準に、大きな応力腐食割れが発生している（表中「×」）、軽微な応力腐食割れが発生している（表中「△」）、応力腐食割れが発生していない（表中「○」）のいずれであるかを判定した。

（試験結果）
表２に、基材中の亜鉛含有量および銅被覆層の厚さとともに、応力腐食割れの評価結果を示す。

表２に示されるように、基材の亜鉛含有量を３５質量％以下としておき、さらに銅被覆層の厚さを５μｍ以上とすることで、アンモニア雰囲気中のような非常に腐食が起こりやすい環境でも、基材の応力腐食割れを防止することが可能となっている。つまり、厚さ５μｍ以上の銅被覆層によって、亜鉛含有量３５質量％以下の銅−亜鉛合金よりなる基材に高い耐食性を付与することができる。

以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。

１ 端子材料
１１ 基材被覆層
１１ａ ニッケル被覆層
１１ｂ 銅被覆層
１２ 表面層
２ プレスフィット端子
２０ 基板接続部
２１ 膨出片
２１ａ 接点部
２５ 端子接続部
４ 基板用コネクタ

Claims (10)

1. 基材と、
   前記基材と異なる金属種よりなり、前記基材の表面を被覆する基材被覆層と、
   を有するプレスフィット端子において、
   前記基材が、亜鉛含有量が３５質量％以下である銅−亜鉛系合金よりなることを特徴とするプレスフィット端子。
2. 前記基材被覆層は、前記基材よりも耐食性の高い金属よりなる層を有することを特徴とする請求項１に記載のプレスフィット端子。
3. 前記基材被覆層は、厚さ１．０μｍ未満のニッケルまたはニッケル合金よりなるニッケル被覆層を有することを特徴とする請求項１または２に記載のプレスフィット端子。
4. 前記ニッケル被覆層の厚さは、０．３μｍ以上であることを特徴とする請求項３に記載のプレスフィット端子。
5. 前記基材被覆層は、銅、または前記基材よりも耐食性の高い銅合金よりなる、厚さ５μｍ以上の銅被覆層を有することを特徴とする１から４のいずれか１項に記載のプレスフィット端子。
6. 前記銅被覆層は銅よりなることを特徴とする請求項５に記載のプレスフィット端子。
7. 前記銅被覆層の厚さは、１０μｍ以下であることを特徴とする請求項５または６に記載のプレスフィット端子。
8. 前記プレスフィット端子の少なくとも電気接続部において前記基材被覆層の表面を被覆して、最表面に露出したスズまたはスズ合金よりなる表面層を有することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のプレスフィット端子。
9. 前記表面層の厚さは、０．１μｍ以上、１．５μｍ以下であることを特徴とする請求項８に記載のプレスフィット端子。
10. 請求項１から９のいずれか１項に記載のプレスフィット端子を備えることを特徴とする基板用コネクタ。