KR20060048542A - 커넥터 단자 - Google Patents

커넥터 단자 Download PDF

Info

Publication number
KR20060048542A
KR20060048542A KR1020050055562A KR20050055562A KR20060048542A KR 20060048542 A KR20060048542 A KR 20060048542A KR 1020050055562 A KR1020050055562 A KR 1020050055562A KR 20050055562 A KR20050055562 A KR 20050055562A KR 20060048542 A KR20060048542 A KR 20060048542A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
tin
nickel
connector terminal
intermetallic compound
Prior art date
Application number
KR1020050055562A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100722072B1 (ko
Inventor
마사후미 스즈키
케이이치로 타테이시
히로유키 오가사
Original Assignee
오므론 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 오므론 가부시키가이샤 filed Critical 오므론 가부시키가이샤
Publication of KR20060048542A publication Critical patent/KR20060048542A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100722072B1 publication Critical patent/KR100722072B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/58—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation characterised by the form or material of the contacting members
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/02—Electroplating of selected surface areas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/10—Electroplating with more than one layer of the same or of different metals
    • C25D5/12—Electroplating with more than one layer of the same or of different metals at least one layer being of nickel or chromium
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R43/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • H01R43/16—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for manufacturing contact members, e.g. by punching and by bending
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S439/00—Electrical connectors
    • Y10S439/93—Coupling part wherein contact is comprised of a wire or brush

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)

Abstract

과제
기계적 압축 응력이 부여되는 부분에 있어서 단락의 발생 및 접촉 저항의 증대를 유효하게 방지하고, 솔더링되는 부분에서는 합금의 젖음성이 우수한 커넥터 단자를 제공하는 것.
해결 수단
모재상에 순 니켈층, 니켈-주석 금속간 화합물층, 니켈-주석 금속간 화합물 및 순 주석으로 이루어지는 혼재층 및 산화주석층을 순차적으로 갖는 도금층 구조를, 기계적 압축 응력이 부여되는 부분에 가지고 이루어지는 커넥터 단자이며, 혼재층에 있어서의 니켈-주석 금속간 화합물의 일부가 산화주석층과 접촉하고 있는 커넥터 단자.
커넥터 단자

Description

커넥터 단자{CONNECTOR TERMINAL}
도 1은 본 발명의 커넥터 단자에 있어서의 기계적 압축 응력이 부여되는 부분이 갖는 도금층 구조의 모식적 단면도.
도 2는 본 발명의 커넥터 단자가 휘스커 등의 발생을 방지하는 메커니즘을 설명하기 위한 모식적 단면도.
도 3은 본 발명의 커넥터 단자의 일예의 개략 견취도.
도 4는 본 발명의 커넥터 단자의 사용 형태를 설명하기 위한 개략 단면도.
도 5는 종래의 커넥터 단자가 휘스커 등을 발생하는 메커니즘을 설명하기 위한 모식적 단면도.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
1 : 모재 2 : 니켈층
3 : Ni-Sn층 4 : 혼재층
5 : 산화주석층 6 : 니켈-주석 금속간 화합물 부분
7 : 순 주석 부분 8 : 도금층 구조(A)
9 : 기계적 압축 응력 10 : 커넥터 단자
11 : 기계적 압축 응력이 부여되는 부분
12 : 솔더링되는 부분 15 : 솔더 합금
16 : 커넥터 기판 17 : 플렉시블 기판
18 : 슬라이더 50 : 모재
51 : 니켈층 52 : 주석층
53 : 니켈-주석 금속간 화합물 54 : 산화주석층
55 : 기계적 압축 응력 56 : 휘스커
57 : 압출부분(혹)
기술 분야
본 발명은 커넥터를 구성하는 단자, 특히 플렉시블 기판 등의 다른 부재와의 전기적 접속을 위해 기계적 압축 응력이 부여되는 부분을 갖는 커넥터 단자에 관한 것이다.
배경 기술
커넥터를 구성하는 단자는 일반적으로 전면(全面)에 도금 처리가 시행되어 있다. 도금 처리로서는, 내식성 및 활주성의 향상의 관점에서, 니켈층상에 주석층을 형성한 후에 리플로우 처리를 행하는 것이 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 및 특허 문헌 2).
그러나, 상기한 기술에서 얻어지는 종래의 커넥터 단자에서는 휘스커가 발생 하여, 옆의 커넥터 단자와 접촉하고, 단락이 발생하는 문제가 발생한다. 또한, 커넥터 단자의 솔더 합금에 대한 젖음성이 저하되거나, 단자의 접촉 저항이 증대하거나 하는 것이 문제가 되는 경우가 있다.
[특허 문헌 1]
특개평6-73593호 공보
[특허 문헌 2]
특개20O1-59197호 공보
본 발명은, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 기계적 압축 응력이 부여되는 부분에서 단락의 발생 및 접촉 저항의 증대를 유효하게 방지하고, 솔더링되는 부분에서는 합금에 대한 젖음성이 우수한 커넥터 단자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 모재상에 순 니켈층, 니켈-주석 금속간 화합물층, 니켈-주석 금속간 화합물 및 순 주석으로 이루어지는 혼재층 및 산화주석층을 순차적으로 갖는 도금층 구조를, 기계적 압축 응력이 부여되는 부분에 가지고 이루어지는 커넥터 단자이고, 혼재층에 있어서의 니켈-주석 금속간 화합물의 일부가 산화주석층과 접촉하고 있는 커넥터 단자에 관한 것이다.
종래의 커넥터 단자에 있어서의 휘스커 발생의 메커니즘의 상세는 분명하지 않지만, 이하의 메커니즘에 의거한 것이라고 고려된다. 도 5에 도시한 바와 같이, 모재(50)상의 니켈층(51)에 주석층(52)을 형성한 후에 리플로우 처리하면, 니켈층(51)과 주석층(52) 사이에서 니켈-주석 금속간 화합물(53)이 생성하고, 표면에서는 산화주석층(54)이 형성된다. 그때, 처리 조건이 비교적 약하고 리플로우 처리가 불충분하면, 니켈-주석 금속간 화합물이 함유되지 않는 주석층(52)이 존재한다. 그와 같은 주석층은 변형하기 쉽기 때문에, 기계적 압축 응력(55)이 부여되면, 해당 주석층에서 내부 응력이 증대한다. 내부 응력이 증대하면, 주석 원자의 이동(전이)이 일어나고, 도금시에 형성된 주석층의 결정 상태가 붕괴하고 주석층이 불안정화된다. 그후, 안정 상태로 이행하는 과정에서, 재결정화가 진행하고, 결과로서 휘스커(56)나 압출(押出)부분(혹)(57)이 형성되는 것이라고 고려된다.
한편, 리플로우 처리 조건이 비교적 강하면, 니켈-주석 금속간 화합물의 생성이 촉진되고, 주석층은 니켈-주석 금속간 화합물층으로 변환되기 때문에, 해당 니켈-주석 금속간 화합물에 기인하여 솔더 젖음성이 저하되고, 접촉 저항이 증대하는 것이라고 고려된다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
본 발명의 커넥터 단자는, 기계적 압축 응력이 부여되는 부분에 이하에 나타내는 도금층 구조(A)를 갖고서 이루어지는 것이다.
도금층 구조(A)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 모재(1)상에 순 니켈로 이루어지는 니켈층(2), 니켈-주석 금속간 화합물(6)로 이루어지는 Ni-Sn층(3), 니켈-주석 금속간 화합물(6) 및 순 주석(7)으로 이루어지는 혼재층(4) 및 산화주석층(5)을 순차적으로 갖는 것이고, 혼재층(4)에 있어서의 니켈-주석 금속간 화합물(6)의 일부 가 산화주석층(5)과 접촉하고 있는 것을 특징으로 한다. 즉, 순 니켈층 및 순 주석층을 순차적으로 형성한 후, 적당하게 리플로우 처리를 행함에 의해, 순 니켈층과 순 주석층 사이에서 생성하는 니켈-주석 금속간 화합물(단지「Ni-Sn」라고 하는 일이 있다)의 일부가 산화주석층에 도달할 때까지 Ni-Sn을 성장시켜 이루어진다. 그 때문에, 도금층 구조(A)는 니켈-주석 금속간 화합물을 함유하지 않는 순 주석으로 이루어지는 주석층을 갖지 않는다.
본 명세서 중, 순 주석은 니켈-주석 금속간 화합물을 구성하는 주석과 구별하여 사용되고, 해당 금속간 화합물을 구성하지 않는 주석(단체)을 의미하는 것으로 하고, 본 발명은 순 주석이 구리, 마그네슘, 인 등의 불순물질을 함유하는 것을 막는 것이 아니다.
또한 순 니켈도 마찬가지로, 니켈-주석 금속간 화합물을 구성하는 니켈과 구별하여 사용되고, 해당 금속간 화합물을 구성하지 않는 니켈(단체)을 의미하는 것으로 하고, 본 발명은 순 니켈이 구리, 마그네슘, 인 등의 불순물질을 함유하는 것을 막는 것이 아니다.
본 발명에서는 커넥터 단자에 있어서의 기계적 압축 응력이 부여되는 부분을 상기 도금층 구조(A)로 함에 의해, 기계적 압축 응력이 계속하여 부여되면서 통전되어도, 장기에 걸처서 휘스커나 압출부분(혹)의 발생을 방지한다. 상세하게는, 도 2에 도시한 바와 같이, 도금 구조(A)(8)에 대해 기계적 압축 응력(9)이 계속해서 부여되어도, 혼재층(4)에 있어서 존재하고, 또한 산화주석층(5)과 접촉한 니켈-주석 금속간 화합물(6a)이 해당 응력을 받고 지지주로서 작용한다. 그 때문에 혼합층 (4)에 있어서 순 주석 부분(7)에 내부 응력은 증대한 것이 없고, 순 주석 부분(7)이 불안정화 된 것도 없다. 그 결과, 재결정화를 억제하고, 휘스커나 압출부분(혹)의 발생을 유효하게 방지할 수 있다.
혼재층(4)에서의 산화주석층(5)과 접촉하는 니켈-주석 금속간 화합물(6a)의 존재 비율은, 해당 니켈-주석 금속간 화합물(6a)이 외부 응력을 지지함에 의해 휘스커 등의 발생을 유효하게 방지할 수 있는 한 특히 제한할 수 있는 것이 아니다. 예를 들면, 산화주석층(5)을 박리한 후의 혼재층 표면에서의 순 주석(Sn)과 니켈-주석 금속간 화합물(Ni-Sn)의 점유 면적 비율(Sn : Ni-Sn)로 99 : 1 내지 20 : 8O, 특히 8O : 20 내지 50 : 50인 것이 바람직하다.
점유 면적 비율은 이하의 방법에 의해 측정 가능하다. 그러나, 해당 방법에 의해 측정되어야 한다는 것은 아니고, 혼재층 표면의 Sn과 Ni-Sn의 점유 면적 비율을 측정 가능한 한, 어떠한 방법에 의해 측정되어도 좋다.
시료 표면(산화주석층 표면)에 대해, 오제 전자 분광법에 의한 측정과 아르곤 이온 에칭(에칭 깊이 약 1㎚)을 반복 행하고, 산화주석층과 접하는 층(산화주석층의 바로 아래에 존재하는 층)의 출현을 지견(智見)한다. 산화주석층과 접하는 층의 출현은 오제 전자 분광법에 있어서의 산소의 깊이 방향의 분포 상태 및 주석 스펙트럼의 케미컬 시프트 상태에 의해 알 수 있다. 뒤이어, 산화주석층과 접하는 층의 출현을 지견한 오제 전자 분광법에 의한 측정 데이터로부터 Sn과 Ni-Sn의 원자 비율을 구하고, Sn과 Ni-Sn의 점유 면적 비율로 하였다.
또한 혼재층(4)에서의 순 주석의 함유량은, 휘스커 등의 발생을 보다 유효하 게 방지하고, 또한 전기적 특성을 유지시키는 관점에서, 20 내지 80중량%, 특히 40 내지 60중량%인 것이 바람직하다.
순 주석의 함유량은 이하의 방법에 의해 측정 가능하다. 그러나, 해당 방법에 의해 측정되어야 한다는 것은 아니고, 혼재층의 순 주석 함유량을 측정 가능한 한, 어떠한 방법에 의해 측정되어도 좋다.
점유 면적 비율의 측정 방법과 동일하게 하여, 오제 전자 분광법에 의한 측정과 아르곤 이온 에칭(에칭 깊이 약 1㎚)을 반복하여 행하고, 혼재층의 출현과 혼재층의 종료를 지견한다. 혼재층의 출현은 산화주석층과 접하는 층에 있어서의 주석과 니켈의 원자 비율에 의해 알 수 있다. 니켈-주석 금속간 화합물에 있어서의 주석과 니켈의 원자 비율이 3 : 2이기 때문에, 이 원자 비율보다도 주석의 비율이 높고, 또한, 니켈이 존재하고 있는 것으로 혼재층의 존재를 알 수 있다. 또한 혼재층의 종료는 주석과 니켈의 원자 비율이 3 : 2에 달하는 것에 의해 알 수 있다. 뒤이어, 혼재층에서의 오제 전자 분광법에 의한 모든 측정 데이터에 의해, 순 주석의 함유량을 평균치로서 구한다.
니켈층(2), Ni-Sn층(3), 혼재층(4) 및 산화주석층(5)의 두께는 혼재층(4) 표면이 상기 점유 면적 비율을 갖는(Sn : Ni-Sn)한 특히 제한되지 않지만, 통상은 휘스커 억제 및 양호한 전기적 특성 유지의 관점에서 이하에 나타내는 두께를 갖는 것이 바람직하다.
니켈층 ; 1 내지 5㎛, 특히 2 내지 3㎛;
Ni-Sn층 ; 0.5 내지 2㎛, 특히 0.5 내지 1㎛;
혼재층 ; O.1 내지 2㎛, 특히 0.3 내지 1.0㎛; 및
산화주석층 ; 0.001 내지 0.05㎛, 특히 0.001 내지 0.015㎛.
상기한 바와 같은 도금층 구조(A)의 형성 방법으로서는, 모재(1)상에 니켈층 및 주석층을 순차적으로 형성한 후, 적당한 리플로우 처리(가열융해 처리)를 행한다. 리플로우 처리 조건이 비교적 약하면, 상기한 바와 같이 니켈-주석 금속간 화합물이 함유되지 않는 주석층이 존재한다. 즉, 니켈층과 주석층 사이에서 생성하는 니켈-주석 금속간 화합물이 산화주석층에 도달할만큼 성장하지 않는다. 그 때문에, 니켈-주석 금속간 화합물이 지지주(支持柱)로서 작용할 수 없고, 내부 응력에 의해 주석층이 불안정화되고, 결과적으로 휘스커나 압출부분(혹)이 형성된다. 한편, 리플로우 처리 조건이 비교적 강하다면, 니켈-주석 금속간 화합물이 용이하고 과도하게 생성하고, 혼재층(4)에서의 산화주석층(5)과의 계면이 니켈- 주석 금속간 화합물만으로 구성되게 되고, 접촉 저항이 증대한다.
니켈층의 형성 방법은 특히 제한되지 않고, 예를 들면, 황산 니켈 3O0 내지 380g/ℓ, 염화 니켈 4O 내지 50g/ℓ, 붕산 45 내지 50g/ℓ 및 첨가제(아니온계 계면활성제를 포함하는 첨가제) 20 내지 40㎖/ℓ의 욕(浴) 조성 및 40 내지 55℃ 및 2O 내지 40A/d㎡의 조건을 채용하면 좋다. 니켈층은 두께가 통상, 1 내지 4㎛, 바람직하게는 2 내지 3㎛이 되도록 형성되면 좋다.
주석층의 형성 방법도 또한 특히 제한되지 않고, 예를 들면, 산 70 내지 140㎖/ℓ, 주석 160 내지 600㎖/ℓ 및 첨가제(비이온계 계면활성제를 포함하는 첨가제) 2O 내지 8O㎖/ℓ의 욕 조성 및 40 내지 60℃ 및 20 내지 40A/d㎡의 조건을 채 용하면 좋다. 주석층은 두께가 통상, 1 내지 4㎛, 바람직하게는 2 내지 3㎛인 되도록 형성되면 좋다.
리플로우 처리는, 형성된 니켈층-주석층을 가열용융함에 의해 행한다. 가열 방식은 소정의 도금 구조를 달성할 수 있는 한 특히 제한되는 것이 아니고, 통상, 온풍 가열 방식이 채용된다. 온풍 가열 방식은 소정 온도의 온풍을 소정의 압력 및 시간에 분사함에 의해 가열을 달성하는 방식이다. 온풍 가열 방식에 의하면, 커넥터 단자에서의 기계적 압축 응력이 부여되는 부분만에 리플로우 처리를 행하기가 용이하고, 나아가서는 처리 조건을 비교적 엄밀하게 제어할 수 있고 상기 도금층 구조(A)를 비교적 용이하게 형성할 수 있기 때문에 바람직하다. 다른 가열 방식으로서, 소정 온도의 로 내에 소정 시간 재치함에 의해 가열을 달성하는 로내 가열 방식이 알려져 있지만, 해당 방식에 의하면, 커넥터 단자에 있어서의 기계적 압축 응력이 부여되는 부분만에 리플로우 처리를 행할 수 없다. 나아가서는 처리 조건을 엄밀하게 제어할 수 없기 때문에, 상기 도금층 구조(A)를 형성하는 것은 심히 곤란하다.
도금층 구조(A)를 형성하기 위한 리플로우 처리 조건은, 주석층의 두께, 가열 방식, 커넥터 단자 형상, 재질 등에 의존하기 때문에 한 마디로 규정할 수 있는 것이 아니다.
예를 들면, 주석층의 두께가 약 2㎛이고, 풍량 0.8㎥/min의 온풍 가열 방식을 채용하는 경우에, 온풍 온도를 340 내지 440℃, 특히 380 내지 400℃, 처리 시간을 2 내지 3초간으로 하는 것이 바람직하다.
또한 예를 들면, 주석층의 두께가 약 4㎛이고, 풍량 0.8㎥/min의 온풍 가열 방식을 채용하는 경우에, 온풍 온도를 38O 내지 400℃, 처리 시간을 2 내지 3초간으로 하는 것이 바람직하다.
리플로우 처리를 행한 후는 통상, 후처리를 행한다. 후처리는 냉각이 달성되면 좋고, 예를 들면, 자연 냉각에 의해 냉각을 행하면 좋다.
모재로서는, 종래부터 커넥터 단자의 모재로서 사용되고 있는 어떠한 금속 재료도 사용 가능하고, 예를 들면 구리, 구리와 주석, 철, 인 등의 합금 등을 들 수 있다.
모재에는, 통상 니켈층의 형성에 앞서, 전해탈지 처리 및 산 활성 처리가 행하여진다.
본 발명의 커넥터 단자는 또한, 솔더링되는 부분에 다른 도금층 구조(B)를 갖고 있다. 도금층 구조(B)는, 표면이 순 주석층으로 되어 있는 한 특히 제한되는 것이 아니지만, 커넥터 단자에서의 상기 도금층 구조(A)를 갖는 부분과의 동시 처리에 의한 공정 간략화의 관점에서, 모재상에 순 니켈층 및 순 주석층을 순차적으로 갖고서 이루어지는 것이 바람직하다. 모재는 상기한 것과 같은 것이다.
그와 같은 바람직한 도금층 구조(B)는, 리플로우 처리 및 후처리를 행하지 않는 것 이외에, 도금층 구조(A)의 형성 방법과 같은 방법에 의해 형성 가능하다. 니켈층의 두께는 통상, 1 내지 4㎛, 특히 2 내지 3㎛이 바람직하다. 주석층의 두께는 통상 1 내지 4㎛, 특히 2 내지 3㎛이 바람직하다.
본 발명의 커넥터 단자가 커넥터 기판에 솔더링될 때에 사용되는 바람직한 솔더 합금은 Sn3AgO.5Cu이다.
본 발명의 커넥터 단자에서의, 기계적 압축 응력이 부여되는 부분 및 솔더링되는 부분 이외의 부분은, 어떠한 구조의 도금층을 갖고 있어도 좋고, 또는 도금층을 갖지 않아도 좋다. 부식 방지의 관점에서는, 모재상에 순 니켈층만을 갖고서 이루어지는 것이 바람직하다. 모재는 상기한 것과 같은 것이다.
니켈층은, 도금층 구조(A)를 형성할 때의 니켈층과 같은 방법에 의해 형성 가능하다. 니켈층의 두께는 통상 1 내지 4㎛, 특히 2 내지 3㎛이 바람직하다.
본 발명의 커넥터 단자는 예를 들면, 도 3에 도시한 바와 같은 형상을 갖는 것이다. 도 3에 도시한 커넥터 단자(10)에 있어서, 11이 기계적 압축 응력이 부여되는 부분이고, 상기 도금층 구조(A)를 갖고 있다. 도 3에 있어서 12는 솔더링되는 부분이고, 상기 도금층 구조(B)를 갖고 있다. 또한, 커넥터 단자(10)는 도금 처리를 용이하게 하고, 또한 본 발명의 효과를 보다 확실하게 얻는 관점에서, 통상은 도 3에 도시한 바와 같이, X영역 전체가 도금층 구조(A)를, Y영역 전체가 도금층 구조(B)를 갖도록 처리된다.
도 3에 도시한 커넥터 단자(10)는 예를 들면, 도 4에 도시한 바와 같은 형태로 사용된다. 상세하게는, 커넥터 단자(10)는 솔더링되는 부분(12)에서, 솔더 합금(15)에 의해 커넥터 기판(16)에 양호하게 고정된다. 한편, 단자(10) 내에는, 해당 단자와의 전기적 접속이 달성되어야 할 다른 부재(예를 들면, 플렉시블 기판(17) 등)가 삽입된다. 그 후, 또한 슬라이더(18)도 삽입되고, 부분(11)이 플렉시블 기판(17) 등을 통하여 기계적 압축 응력이 부여됨에 의해, 부분(11)과 플렉시블 기판 (17) 등의 전기적 접속이 달성된다.
실시예 1
도 3에 도시한 바와 같은 형상을 갖는 구리제 모재(전체 길이(도 3의 L) 약 4㎜)에 대해 순차적으로, 이하에 나타내는 처리를 행하여 커넥터 단자를 얻었다.
(전해 탈지 처리)
모재 전면을 농도 5%의 알칼리성 세제에 10초간 침지하고, 건조하였다.
(산 활성 처리)
전해 탈지 처리된 모재 전면을 농도 5%의 황산 수용액에 10초간 침지하고, 건조하였다.
(니켈 도금 처리)
산 활성 처리된 모재의 전면에 대해 표 1의 조건으로 니켈 도금 처리를 행하였다(니켈층 두께 ; 2㎛).
(주석 도금 처리)
니켈 도금 처리된 모재의 양단(兩端)(상세하게는 도 3의 X영역 및 Y영역)에 대해 순차적으로, 표 1의 조건으로 주석 도금 처리를 행하였다(주석층 두께 ; 2㎛).
공정 욕 조성 온도 전류 밀도
니켈 도금 처리 황산 니켈; 3O0~380g/ℓ 염화 니켈; 4O~50g/ℓ 붕산; 45~50g/ℓ 첨가제(아니온계 계면활성제를 포함하는 첨가제); 20~40㎖/ℓ 50℃ 34A/dm2
주석 도금 처리 산; 75㎖/ℓ 주석; 400㎖/ℓ 첨가제(비이온계 계면활성제를 포함하는 첨가제); 6O㎖/ℓ 50℃ 31A/dm2
(리플로우 처리)
주석 도금 처리된 모재의 X영역(도 3 참조)에 대해 표 2의 조건으로 리플로우 처리를 행하였다.
공정 실시예/비교예 처리 조건
리플로우 처리 실시예1 온풍 가열식 풍량; 0.8m3/min 온도; 340~360℃ 시간; 2~3초간
(후처리)
리플로우 처리된 모재 전면을 농도 10%의 수용성 윤활제에 5초간 침지하고 건조하였다.
실시예 2 및 3, 비교예 1 및 2
리플로우 처리 조건을 표 3에 기재된 조건으로 변경한 것 이외는, 실시예 1과 같은 방법에 의해 커넥터 단자를 얻었다.
공정 실시예/비교예 처리 조건
리플로우 처리 실시예2 온풍 가열식 풍량; 0.8m3/min 온도; 380~400℃ 시간; 2~3초간
실시예3 온풍 가열식 풍량; 0.8m3/min 온도; 420~440℃ 시간; 2~3초간
비교예1 온풍 가열식 풍량; 0.8m3/min 온도; 300~320℃ 시간; 2~3초간
비교예2 온풍 가열식 풍량; 0.8m3/min 온도; 460~480℃ 시간; 2~3초간
물성 평가
얻어진 커넥터 단자에 있어서 X영역(도 3 참조)의 도금층 구조를 분석하였다.
(점유 면적 비율)
표면의 산화주석층을 박리하어 얻어진 표면에 있어서의 점유 면적 비율(Sn : Ni-Sn)을 측정하였다.
(순 주석 함유량)
표면의 산화주석층 바로 아래의 층에 있어서의 순 주석 함유량을 측정하였다.
(층 구성 및 두께)
또한 층구성 및 각 층의 두께를 주사형 오제 전자 분광 장치(일본전자사제)에 의해 측정(분석 환산)하였다. 즉, 오제 전자 분광법에 의한 측정과 알곤 이온 에칭(에칭 깊이 약 1㎚)을 반복 행하고, 측정 데이터에 의거하여 층 구성 및 두께를 조사하였다. 층 구성 및 각 층의 두께는, 인접하는 각 층에 고유의 원자의 유무 또는/및 구성 원자의 비율 및 그 변화 등에 의거하여 각 층의 경계를 알음에 의해 구할 수 있다.
그들의 결과를 정리하여 표 4에 나타내었다.
실시예/비교예 실시예1 실시예2 실시예3 비교예1 비교예2
점유 면적 비율(%) (Sn:Ni-Sn) 85:15 65:35 23:77 100:0 0:100
순 주석 함유량 (중량&) 62 52 21 70 0
산화 주석층 바로 아래의 층 혼재층 혼재층 혼재층 순 Sn층 Ni-Sn층
층 구성 (두께(㎛)) 산화주석층 (0.005) 산화주석층 (0.013) 산화주석층 (0.009) 산화주석층 (0.010) 산화주석층 (0.013)
혼재층 (0.26) 혼재층 (0.46) 혼재층 (0.12) 순 Sn층 (0.69) Ni-Sn층 (1.5)
Ni-Sn층 (0.71) Ni-Sn층 (0.62) Ni-Sn층 (1.45) 혼재층 (0.51) Ni층 (2.1)
Ni층 (1.9) Ni층 (2.1) Ni층 (2.2) Ni-Sn층 (0.47) 모재
모재 모재 모재 Ni층 (2.5) -
- - - 모재 -
휘스커 ○ ○ ○ × ○
접촉 저항 ○ ○ ○ ○ ×
솔더 젖음성 ○ ○ ○ ○ ○
그들의 결과로부터, 실시예 1 내지 3에서는 혼재층을 갖는 것을 알 수 있었다.
비교예 1에서는, 혼재층과 산화주석층의 사이에 순 주석층이 존재하는 것을 알 수 있었다.
비교예 2에는, 혼재층이 존재하지 않고, 산화주석층의 바로 아래에 Ni-Sn층이 존재하는 것을 알 수 있었다.
기능 평가
(기계적 압축 응력이 부여되는 부분에서의 단락)
커넥터 단자를 조립한 커넥터에 FPC를 끼워맞추고, 실온에서 5O0시간 방치 후 전자현미경으로 휘스커를 확인한다. 평가 기준을 이하에 나타낸다.
○ ; 휘스커 전체 길이가 0㎛이였다(휘스커는 전혀 발생하지 않았다);
△ ; 휘스커 전체 길이가 3O㎛ 이하였다(실용상 문제 없다);
× ; 휘스커 전체 길이가 3O㎛을 넘고 있다.
(기계적 압축 응력이 부여되는 부분의 접촉 저항)
커넥터 단자를 조립한 커넥터에 FPc를 끼워맞추고, 회로 소자 측정기로 4단자법으로 측정한다. 평가 기준을 이하에 나타낸다.
○ ; 접촉 저항이 21mΩ 이하였다;
△ ; 접촉 저항이 40mΩ 이하였다(실용상 문제 없다);
× ; 접촉 저항이 40mΩ을 넘었다.
5O핀의 커넥터 단자를 조립한 커넥터를 다음 조건으로 프린트 기판에 실장하고 필릿이 형성되어 있는지의 여부를 확인한다. (실장 조건, 솔더 종류 : Sn3Ag0.5Cu, 마스크 두께 : 0.12, 실장 온도 피크 값 235℃.)
실시예, 비교예 모두 양호한 젖음성을 갖고 모든 핀에서 필릿 형상을 확인할 수 있었다.
○ ; 모든 핀에서 필릿을 확인;
× ; 필릿의 미형성 있음.
본 발명의 커넥터 단자는 기계적 압축 응력이 부여되는 부분에서 휘스커(수염)의 발생을 억제하기 때문에, 단락의 발생을 유효하게 방지할 수 있다. 또한 기계적 압축 응력이 부여되는 부분의 접촉 저항은 유효하게 절감되어 있다. 또한 본 발명의 커넥터 단자는, 솔더링되는 부분에서 솔더 합금에 대한 젖음성이 우수하다.

Claims (4)

  1. 모재상에 순 니켈층, 니켈-주석 금속간 화합물층, 니켈-주석 금속간 화합물 및 순 주석으로 이루어지는 혼재층 및 산화주석층을 순차적으로 갖는 도금층 구조를, 기계적 압축 응력이 부여되는 부분에 구비하여 이루어지는 커넥터 단자로서,
    혼재층에 있어서의 니켈-주석 금속간 화합물의 일부가 산화주석층과 접촉하고 있는 것을 특징으로 하는 커넥터 단자.
  2. 제 1항에 있어서,
    혼재층과 산화주석층과의 계면에서의 혼재층 표면이 순 주석(Sn)과 니켈-주석 금속간 화합물(Ni-Sn)의 점유면적 비율(Sn : NiSn)이 99 : 1 내지 20 : 8O인 것을 특징으로 하는 커넥터 단자.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    혼재층에서의 순 주석의 함유량이 2O 내지 80중량%인 것을 특징으로 하는 커넥터 단자.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    커넥터 단자가 또한, 표면에 순 주석층을 갖는 도금층 구조를, 솔더링되는 부분에 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 커넥터 단자.
KR1020050055562A 2004-08-04 2005-06-27 커넥터 단자 KR100722072B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2004-00228222 2004-08-04
JP2004228222A JP4320623B2 (ja) 2004-08-04 2004-08-04 コネクタ端子

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060048542A true KR20060048542A (ko) 2006-05-18
KR100722072B1 KR100722072B1 (ko) 2007-05-25

Family

ID=36027393

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050055562A KR100722072B1 (ko) 2004-08-04 2005-06-27 커넥터 단자

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP4320623B2 (ko)
KR (1) KR100722072B1 (ko)
CN (1) CN100575560C (ko)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007262458A (ja) * 2006-03-27 2007-10-11 Nikko Kinzoku Kk 耐ウィスカー性リフローＳｎめっき材
JP2007297668A (ja) * 2006-04-28 2007-11-15 Om Sangyo Kk メッキ製品の製造方法
JP4260826B2 (ja) * 2006-07-20 2009-04-30 日本航空電子工業株式会社 コネクタ用部品
JP2009097053A (ja) 2007-10-19 2009-05-07 Hitachi Ltd 金属条、コネクタ、および金属条の製造方法
JP5229785B2 (ja) * 2007-12-28 2013-07-03 日本圧着端子製造株式会社 めっき層及びその形成方法
JP5241246B2 (ja) * 2008-01-11 2013-07-17 日本圧着端子製造株式会社 めっき層及びその形成方法
JP5516501B2 (ja) * 2011-05-13 2014-06-11 株式会社村田製作所 電子部品
JP5811509B2 (ja) * 2012-04-18 2015-11-11 株式会社オートネットワーク技術研究所 コネクタ用電気接点材料の製造方法
JP5692192B2 (ja) * 2012-09-21 2015-04-01 株式会社オートネットワーク技術研究所 コネクタ端子の製造方法およびコネクタ端子用材料の製造方法
JP6365182B2 (ja) * 2014-09-26 2018-08-01 株式会社オートネットワーク技術研究所 コネクタ用電気接点材料及びその製造方法
JP6733491B2 (ja) * 2016-10-20 2020-07-29 株式会社オートネットワーク技術研究所 接続端子および接続端子の製造方法
JP6583490B2 (ja) * 2018-06-29 2019-10-02 株式会社オートネットワーク技術研究所 コネクタ用電気接点材料
JP7223332B2 (ja) * 2019-09-19 2023-02-16 株式会社オートネットワーク技術研究所 ピン端子、コネクタ、コネクタ付きワイヤーハーネス、及びコントロールユニット
JP7036779B2 (ja) * 2019-09-27 2022-03-15 矢崎総業株式会社 中継端子、及び、中継端子の製造方法
JP2021165423A (ja) * 2020-04-08 2021-10-14 オムロン株式会社 部分めっき装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP4320623B2 (ja) 2009-08-26
CN100575560C (zh) 2009-12-30
CN1733979A (zh) 2006-02-15
JP2006049083A (ja) 2006-02-16
KR100722072B1 (ko) 2007-05-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100722072B1 (ko) 커넥터 단자
EP1784064B1 (en) Flexible printed wiring board terminal part or flexible flat cable terminal part
KR100449121B1 (ko) 전자 부품, 전자 부품의 제조 방법 및 회로 기판
JP4402132B2 (ja) リフローＳｎめっき材及びそれを用いた電子部品
JP4940081B2 (ja) リフローＳｎめっき材及びそれを用いた電子部品
EP2273621A1 (en) Terminal for connector and process for producing the terminal for connector
US6083633A (en) Multi-layer diffusion barrier for a tin coated electrical connector
US7488408B2 (en) Tin-plated film and method for producing the same
EP2267187A1 (en) Connecting component metal material and manufacturing method thereof
DE3401065A1 (de) Kupferlegierungen mit verbesserter loetfaehigkeits-haltbarkeit
EP2784190A1 (en) Tin-plated copper-alloy material for terminal having excellent insertion/extraction performance
JPH11350188A (ja) 電気・電子部品用材料とその製造方法、およびその材料を用いた電気・電子部品
US8524376B2 (en) Heat-resistant Sn-plated Cu-Zn alloy strip with suppressed whiskering
US5957736A (en) Electronic part
JP4368931B2 (ja) オス端子及びその製造方法
JPH11350189A (ja) 電気・電子部品用材料とその製造方法、その材料を用いた電気・電子部品
EP2270260A1 (en) Electronic component and method for manufacturing the same
EP2273622A1 (en) Metallic material for connector and process for producing the metallic material for connector
JP6219553B2 (ja) 耐熱性に優れためっき材及びその製造方法
JP2004225070A (ja) Ｓｎ合金めっき材料およびそれを用いた嵌合型接続端子
JPH1060666A (ja) 多極端子用錫又は錫合金めっき銅合金及びその製造方法
JP5226032B2 (ja) ウィスカーが抑制されたＣｕ−Ｚｎ合金耐熱Ｓｎめっき条
JP2008124048A (ja) フレキシブル基板用導体およびその製造方法並びにフレキシブル基板
JP4856745B2 (ja) フレキシブル基板用導体およびその製造方法並びにフレキシブル基板
JPH04323396A (ja) 電子部品用材料およびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130502

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140418

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150416

Year of fee payment: 9

LAPS Lapse due to unpaid annual fee