JP6221552B2 - コネクタ用端子金具の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、コネクタ用端子金具及びその製造方法に関する。

電気回路が形成された基板と電線とを接続するために、コネクタが用いられている。コネクタは、相手方コネクタと嵌合可能に構成され、相手方コネクタと結合するハウジングと、ハウジングを貫通して配設されたコネクタ用端子金具とを有している。

コネクタと基板とを電気的に接続する方法としては、はんだ接合が一般的である。はんだ接合の信頼性を高めるために、コネクタ用端子金具の表面にめっき膜を形成する方法がある。例えば特許文献１には、銅合金よりなる基材をプレス加工により打ち抜いた後に、その表面にＳｎめっき膜を形成する方法が開示されている。この方法によれば、プレス加工により成形されたコネクタ用端子金具の全面にＳｎめっき膜を形成することができるため、はんだの濡れ性を向上させ、はんだ接合の信頼性を向上させることができる。

特開２００５−２０６９４２号公報

しかしながら、特許文献１の方法は、プレス加工を施した後に比較的加工コストの高いＳｎめっきを行う必要があるため、コネクタ全体の製造コストを低減することが困難である。

一方、製造コストを低減するために、予め全面にＳｎめっきが施された線材を素材としてコネクタ用端子金具を製造する方法もある。しかしながら、かかる線材は比較的高価であるため、製造コストの低減には限界がある。

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、性能を損なうことなくコネクタ全体の製造コストを低減可能なコネクタ用端子金具及びその製造方法を提供しようとするものである。

本発明の一態様は、凹部を有するハウジングの上記凹部内に配置される端子接続部及び上記ハウジングの外部に配置されるはんだ付け部を一体的に備えたコネクタ用端子金具であって、
銅または銅合金からなる基材と、
上記基材の両面に設けられたＳｎめっき膜とを有し、
該Ｓｎめっき膜を有しない外周側面に上記基材が露出しており、
上記はんだ付け部近傍のみが防錆剤により被覆されていることを特徴とするコネクタ用端子金具にある。

本発明の他の態様は、銅または銅合金よりなり、両面にＳｎめっき膜を有する金属板にプレス加工を施し、端子接続部及びはんだ付け部を一体的に有する複数の端子金具部と、隣り合う上記端子金具部を互いに接続するキャリア部とを形成する工程と、
上記端子金具部を形成した後に上記はんだ付け部近傍のみに防錆剤を被覆させる工程と、
上記端子金具部から上記キャリア部を切り離す工程とを有することを特徴とするコネクタ用端子金具の製造方法にある。

上記コネクタ用端子金具は、端子接続部とはんだ付け部とを一体的に有すると共に、はんだ付け部近傍のみが防錆剤により被覆されている。そのため、はんだ付け部及びその近傍に酸化膜が形成されにくい。それ故、はんだ付けを行う際に、はんだの濡れ性を十分に確保しやすくなり、コネクタ用端子金具を形成した後に、その全面に別途めっき膜を形成させる必要がない。その結果、コネクタ全体の製造コストを容易に低減することができる。

また、端子接続部は防錆剤により被覆されていないため、防錆剤に起因する接続不良等の問題を抑制することができる。

また、上記コネクタ用端子金具の製造方法によれば、コネクタ用端子金具の生産性を容易に向上させることができるため、コネクタ用端子金具の製造コストを容易に低減することができ、ひいてはコネクタ全体の製造コストを容易に低減することができる。

以上のように、上記コネクタ用端子金具は、性能を損なうことなくコネクタ全体の製造コストを低減することができるものとなる。

実施例１における、コネクタ用端子金具を用いたコネクタの斜視図。 実施例１における、コネクタ用端子金具の平面図。 図２のIII−III線矢視断面図。 実施例１における、金属板にプレス加工を施し、端子金具部とキャリア部とを形成した状態を示す説明図。 実施例１における、はんだ付け部近傍のみに防錆剤を付着させる工程の説明図。

上記コネクタ用端子金具において、防錆剤は、上述したようにはんだ付け部近傍のみに被覆される。本願において、はんだ付け部近傍とは、はんだ付け部のみ、あるいははんだ付け部とその近傍部分とを含む領域をいう。

また、コネクタ用端子金具は、銅または銅合金よりなる基材の両面にＳｎめっき膜を有している。すなわち、コネクタ用端子金具を形成した際に露出する切断面以外の表面にＳｎめっき膜が形成されている。そのため、Ｓｎめっき膜の存在により、端子接続部における接触抵抗をより低減できる。

また、基材の両面にＳｎめっき膜を有する金属板は、比較的安価に入手することができる。そのため、かかる構成を有する金属板を素材としてコネクタ用端子金具を形成することにより、コネクタ全体の製造コストを低減させつつ、コネクタ用端子金具に求められる本来の電気接点としての特性を長期間良好に維持することができる。

防錆剤は、ベンゾトリアゾール系化合物であることが好ましい。ベンゾトリアゾール系化合物は、銅及び銅合金に対する防錆剤として優れた特性を有する。そのため、この場合には、はんだ接合の信頼性をより容易に向上させることができる。

ベンゾトリアゾール系化合物としては、例えば、１，２，３−ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、４−カルボキシベンゾトリアゾール、４−カルボキシベンゾトリアゾールメチルエステル、４−カルボキシベンゾトリアゾールエチルエステル、４−カルボキシベンゾトリアゾールプロピルエステル、４−カルボキシベンゾトリアゾールブチルエステル、４−カルボキシベンゾトリアゾールペンチルエステル、４−カルボキシベンゾトリアゾールヘキシルエステル、４−カルボキシベンゾトリアゾールヘプチルエステル、４−カルボキシベンゾトリアゾールオクチルエステル等の４−カルボキシベンゾトリアゾール及びそのアルキルエステル類、５−カルボキシベンゾトリアゾール、５−カルボキシベンゾトリアゾールメチルエステル、５−カルボキシベンゾトリアゾールエチルエステル、５−カルボキシベンゾトリアゾールプロピルエステル、５−カルボキシベンゾトリアゾールブチルエステル、５−カルボキシベンゾトリアゾールペンチルエステル、５−カルボキシベンゾトリアゾールヘキシルエステル、５−カルボキシベンゾトリアゾールヘプチルエステル、５−カルボキシベンゾトリアゾールオクチルエステル等の５−カルボキシベンゾトリアゾール及びそのアルキルエステル類、１−［（２−エチルヘキシルアミノ）メチル］−ベンゾトリアゾール、１−［Ｎ，Ｎ−ビス（ヒドロキシエチル）アミノメチル］−ベンゾトリアゾール等のベンゾトリアゾール骨格を有する化合物を用いることができる。これらのうち、入手性の観点から、１，２，３−ベンゾトリアゾールがより好ましい。

また、防錆剤は、沸点が２５０℃以下であることが好ましい。この場合には、はんだ付け工程において防錆剤が加熱により気化しやすくなるため、防錆剤が接合部分に不純物として残留することを抑制し易くなる。これらの結果、はんだ接合の信頼性をより向上させることができる。

防錆剤の沸点が２５０℃を超える場合には、防錆剤が加熱によって気化しにくくなる。そのため、はんだ付け工程において防錆剤が接合部分に残留するおそれがあり、場合によってははんだ接合の信頼性を低下させる原因となることも考えられる。

また、上述したように、はんだ接合の信頼性を高めるためには、基材が露出した部分における酸化膜の形成を抑制する必要がある。それ故、はんだ付け部が形成されて基材が露出してからはんだ付け工程までの間、はんだ付け部近傍が防錆剤により被覆された状態ができるだけ長く維持される必要がある。

しかしながら、防錆剤の沸点が過度に低い場合には、コネクタの保管中等に防錆剤が気化しやすくなる。そのため、長期保管によって防錆剤の被覆量が不十分となる恐れがあり、場合によっては、はんだ付け工程までに基材の酸化が早く進行してはんだ接合の信頼性が低下することも考えられる。かかる問題を回避するためには、防錆剤の沸点が１８０℃以上であることがより好ましい。

また、上記コネクタ用端子金具の製造方法において、プレス加工をおこなう金属板としては、例えば銅または銅合金よりなるコイル材を用いることができる。コイル材を用いることにより、材料ロスを少なくすると共に、素材を連続的に供給できるメリットを活かし、コネクタ用端子金具の生産性をより向上させることができる。また、予め銅板や銅合金板の両面にＳｎめっきを施したコイル材を用いてもよい。

また、防錆剤をはんだ付け部近傍に被覆させる工程においては、防錆剤を含有する処理液を予め準備し、はんだ付け部近傍のみを処理液に浸漬することにより防錆剤を被覆させる方法を用いることが好ましい。この場合には、防錆剤を被覆させる範囲の制御を容易に行うことができる。そのため、防錆剤が端子接続部等の意図しない部分に付着することを防止し、得られるコネクタの品質をより安定させることができる。

なお、処理液としては、例えばプリント基板の表面処理に用いるプリフラックス等の、防錆剤を含有する組成物を用いることもできる。また、上述した方法以外に、例えば、はんだ付け部近傍のみに処理液を噴霧して防錆剤を被覆させる方法等を用いることができる。

（実施例１）
上記コネクタ用端子金具の実施例について、図１〜図５を用いて説明する。図１に示すように、コネクタ用端子金具１は、凹部２２を備えたハウジング２１を有するコネクタ２に用いられ、ハウジング２１を貫通して配設されている。

コネクタ用端子金具１は、図１及び図２に示すように、ハウジング２１の凹部２２内に配置される端子接続部１１及びハウジング２１の外部に配置されるはんだ付け部１２を一体的に備えている。また、コネクタ用端子金具１は、図３に示すように銅または銅合金を基材１４として形成され、かつ、図２及び図３に示すように、はんだ付け部１２近傍のみが防錆剤１６により被覆されている。

コネクタ２のハウジング２１には種々の形状のものがあるが、本例のハウジング２１は、図１に示すように略直方体状を呈しており、コネクタ用端子金具１が貫通する底壁部２１１と、底壁部２１１の外周縁部から立設された側壁部２１２とを有している。そして、底壁部２１１及び側壁部２１２により囲まれた空間が凹部２２を構成している。

コネクタ用端子金具１は、図２に示すように略棒状を呈しており、その一端に端子接続部１１を有し、他端にはんだ付け部１２を有している。本例のコネクタ用端子金具１は、例えば図１に示すように、凹部２２内に端子接続部１１を配するとともに、端子接続部１１を基端として底壁部２１１へ向けて延設される。また、コネクタ用端子金具１は、底壁部２１１を貫通してハウジング２１の外方へ突出し、底壁部２１１とはんだ付け部１２との間において、コネクタ用端子金具１の長手方向と直角方向に屈曲される。すなわち、本例のコネクタ用端子金具１は、コネクタ２に配設された状態において、図１に示すように、端子接続部１１とはんだ付け部１２とが互いに直角方向となるように屈曲されて用いられる。

また、本例のコネクタ用端子金具１は、図３に示すように、銅または銅合金よりなる基材１４の両面にＳｎめっき膜１５を有している。一方、コネクタ用端子金具１の切断面（外周側面）は、銅または銅合金よりなる基材が露出した状態となっている。そして、はんだ付け部１２及びその近傍のみ、すなわち、本例においては屈曲部１３（図１参照）よりも長手方向におけるはんだ付け部１２側のみが、防錆剤１６により被覆されている。

本例においては、防錆剤１６として１，２，３−ベンゾトリアゾールを用いた。なお、１，２，３−ベンゾトリアゾールの沸点は２０４℃である。

このように形成されたコネクタ２は、図１に示すように、はんだ付け部１２を基板３に形成されたスルーホール３１等に挿入すると共にはんだ接合を行うことにより、基板３上の回路と電気的に接続される。

次に、本例のコネクタ用端子金具１の製造方法の一例について説明する。まず、金属板１００にプレス加工を施し、図４に示すように、端子接続部１１及びはんだ付け部１２を一体的に有する複数の端子金具部１０１と、隣り合う端子金具部１０１を互いに接続するキャリア部１０２とを形成する工程を実施する。端子金具部１０１を形成した後、図５に示すように、はんだ付け部１２近傍のみに防錆剤１６を被覆させる工程を実施する。その後、端子金具部１０１からキャリア部１０２を切り離す工程を実施することにより、図２に示すコネクタ用端子金具１を製造することができる。

本例においては、予め銅板または銅合金板の両面にＳｎめっきが施されたコイル材を素材として用い、コネクタ用端子金具１を作製した。また、防錆剤１６を被覆させる工程においては、１，２，３−ベンゾトリアゾールを含有する処理液１６０を予め準備するとともに、図５に示すように、はんだ付け部１２近傍のみを処理液１６０に浸漬した。その後、はんだ付け部１２近傍を乾燥させ、はんだ付け部１２近傍に防錆剤１６を被覆させた。

なお、プレス加工を施す工程と防錆剤１６を被覆させる工程との間に、必要に応じてプレス加工における加工油を洗浄する工程を実施してもよい。

次に、本例の作用効果を説明する。図２及び図３に示すように、コネクタ用端子金具１は、端子接続部１１とはんだ付け部１２とを一体的に有すると共に、はんだ付け部１２近傍のみが防錆剤１６により被覆されている。そのため、コネクタ用端子金具１へのめっきを省略することができ、コネクタ２全体の製造コストを容易に低減することができる。

また、端子接続部１１には防錆剤１６が被覆されていないため、防錆剤１６に起因する接続不良等の問題を抑制することができる。

また、コネクタ用端子金具１は、銅または銅合金よりなる基材１４の切断面以外の両面にＳｎめっき膜１５を有している。そのため、コネクタ２全体の製造コストを低減させつつ、コネクタ用端子金具に求められる本来の電気接点としての特性を長期間良好に維持することができる。

また、防錆剤１６は、ベンゾトリアゾール系化合物である。そのため、はんだ接合の信頼性をより容易に向上させることができる。

また、防錆剤１６は、沸点が２５０℃以下である。そのため、はんだ接合の信頼性をより向上させることができる。

また、コネクタ用端子金具１の製造方法によれば、コネクタ用端子金具１の生産性を容易に向上させることができるため、コネクタ２全体の製造コストを容易に低減することができる。それ故、上記製造方法を用いることにより、コネクタ２をより安価に製造することができる。

また、防錆剤１６をはんだ付け部１２近傍に塗布する工程において、防錆剤１６を含有する処理液１６０を予め準備し、はんだ付け部１２近傍のみを処理液１６０に浸漬することにより防錆剤１６を被覆させる方法を用いている。そのため、防錆剤１６が端子接続部１１等の意図しない部分に付着することを防止し、得られるコネクタ２の品質をより安定させることができる。

以上のように、上記コネクタ２は、性能を損なうことなく安価に製造することができるものとなる。

（実施例２）
本例は、防錆剤１６をはんだ付け部１２近傍のみに被覆させたコネクタ用端子金具１のはんだ濡れ性を評価した例である。以下に、評価方法を説明する。

測定に用いる試料としては、実施例１の方法により作製したコネクタ用端子金具１（試料１）と、はんだ付け部１２近傍に防錆剤１６を被覆させない以外は実施例１と同様に作製したコネクタ用端子金具１（試料２）との２種類を用いた。はんだ濡れ性の評価を行う前に、試料１及び試料２を高温高湿槽に投入し、温度８５℃、相対湿度８５％ＲＨの環境下に４８時間おいて酸化膜の形成を促進させた。

また、はんだ濡れ性の評価にはメニスコグラフ法を用い、はんだ濡れ性の指標としてゼロクロスタイムを用いた。ゼロクロスタイムの値が小さいほどはんだ濡れ性が良好であることを示す。すなわち、ゼロクロスタイムが小さい試料ほどはんだ付け部１２の酸化が進んでいないことを示す。なお、メニスコグラフ法に使用するはんだはＳｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕの組成を有する無鉛はんだとし、活性タイプのフラックスを併用した。また、はんだの温度は２５０℃とした。

以上の条件にてはんだ濡れ性の評価を行い、試料１及び試料２の各々についてゼロクロスタイムを測定した。試料１のゼロクロスタイムを複数回測定したところ、ゼロクロスタイムの最大値が０．８５秒となり、最小値が０．７０秒となった。また、測定の平均値は０．８０秒であった。

一方、試料２のゼロクロスタイムを複数回測定したところ、ゼロクロスタイムの最大値が１．２１秒となり、最小値が０．９７秒となった。また、測定の平均値は１．１０秒であった。

以上の評価から知られるように、はんだ付け部１２が防錆剤１６により被覆された試料１は、防錆剤１６により被覆されていない試料２に比べて酸化が進んでおらず、はんだ濡れ性が良好であった。このように、はんだ付け部１２に防錆剤１６を被覆させることにより、はんだ付け部１２への酸化膜の形成を抑制できる。

１ 端子金具
１１ 端子接続部
１２ はんだ付け部
１４ 基材
１６ 防錆剤
２ コネクタ
２１ ハウジング
２２ 凹部

Claims (4)

1. 銅または銅合金よりなり、両面にＳｎめっき膜を有する金属板にプレス加工を施し、端子接続部及びはんだ付け部を一体的に有する複数の端子金具部と、隣り合う上記端子金具部を互いに接続するキャリア部とを形成する工程と、
   上記端子金具部を形成した後に上記はんだ付け部近傍のみに防錆剤を被覆させる工程と、
   上記端子金具部から上記キャリア部を切り離す工程とを有することを特徴とするコネクタ用端子金具の製造方法。
2. 上記防錆剤は、ベンゾトリアゾール系化合物であることを特徴とする請求項１に記載のコネクタ用端子金具の製造方法。
3. 上記防錆剤は、沸点が２５０℃以下であることを特徴とする請求項１または２に記載のコネクタ用端子金具の製造方法。
4. 上記防錆剤を含有する処理液を予め準備するとともに、上記はんだ付け部近傍のみを上記処理液に浸漬することにより上記防錆剤を被覆させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のコネクタ用端子金具の製造方法。

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