WO2015068572A1 - 基板用端子および基板コネクタ - Google Patents

基板用端子および基板コネクタ Download PDF

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WO2015068572A1
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terminal
substrate
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玄 渡邉
齋藤　寧
喜文 坂
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株式会社オートネットワーク技術研究所
住友電装株式会社
住友電気工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a board terminal and a board connector.
  • a terminal for a substrate used in a printed circuit board a terminal having a base material made of a Cu alloy and an Sn plating film covering the surface of the base material is known.
  • this type of board terminal is used by being held in a housing to form a board connector, which is attached to a printed circuit board or directly attached to a printed circuit board.
  • Patent Document 1 as a terminal used in various connectors, a plating film in which a Ni plating layer, a Cu plating layer, and a Sn plating layer are sequentially laminated on the surface of a base material made of a Cu alloy is provided. A terminal is disclosed. This document describes that the insertion force when connecting to the counterpart terminal can be reduced by adopting the configuration.
  • Patent Document 2 preceding this application discloses a conductive material for connecting parts obtained by forming Cu plating and Sn plating on the surface of a Cu plate on which surface irregularities are formed and then performing reflow treatment. .
  • JP 2003-147579 A Japanese Patent No. 3926355
  • the conventional technology has room for improvement in the following points. That is, the conventional terminal having the Sn plating film has a problem that the friction coefficient on the surface of the Sn plating film is high due to the softness of Sn, and the insertion force when connecting to the counterpart terminal is increased.
  • the board connector often adopts a multipolar structure using a plurality of board terminals, and there is a problem that the insertion force tends to increase as the number of terminals increases.
  • one end of the board terminal is connected to the printed circuit board by solder bonding. Therefore, when the solder wettability of a plating film is bad, there exists a problem that connection reliability falls.
  • the present invention has been made in view of the above background, and has been obtained in an attempt to provide a terminal for a board that can realize a low insertion force and has good solder wettability, and a board connector using the same. Is.
  • One aspect of the present invention has a base material made of a metal material and a plating film covering the surface of the base material,
  • the plating film is An Sn parent phase and an Sn—Pd alloy phase dispersed in the Sn mother phase, and the Sn mother phase and the Sn—Pd alloy phase have an outermost layer on the outer surface;
  • the substrate terminal is characterized in that the Pd content in the outermost layer is 7 atomic% or less.
  • Another aspect of the present invention is a board connector comprising the board terminal and a housing for holding the board terminal.
  • the substrate terminal has the above configuration.
  • the substrate terminal has not only a relatively soft Sn matrix phase but also a relatively hard Sn—Pd alloy phase on the outer surface of the outermost layer of the plating film. Therefore, the terminal for a board
  • the above-mentioned substrate terminal can ensure good solder wettability.
  • the board connector has the above-described configuration, and particularly has the board terminal. Therefore, the board connector can be fitted to the mating connector with a low insertion force. Moreover, the said board
  • FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II in FIG. It is explanatory drawing which showed typically the base material and plating film in the board
  • 6 is a graph showing the measurement results of the friction coefficient of the plated member produced in Experimental Example 1.
  • the board terminal is a terminal used with one end electrically connected to the printed circuit board and the other end connected to the counterpart terminal.
  • the board terminal may be connected to the printed circuit board while being held in the housing, or may be directly connected to the printed circuit board. In the former case, since a plurality of board terminals are usually held in the housing, it is easy to suppress an increase in insertion force accompanying an increase in the number of terminals when mating with the mating connector, and the effect of reducing the above insertion force Can be fully exhibited.
  • the base material forming the terminal shape is made of a metal material.
  • a metal constituting the base material for example, Cu or Cu alloy, Al or Al alloy, or the like can be used.
  • the metal constituting the substrate Cu or a Cu alloy can be suitably used from the viewpoints of high electrical conductivity, excellent workability, and appropriate strength.
  • the base material can be composed of a wire or a plate material.
  • the substrate can be configured by cutting a wire or punching a plate.
  • the wire can be subjected to plastic working such as press working before and / or after cutting. Further, the punched plate material can be subjected to plastic working such as press working.
  • plastic working such as press working before and / or after cutting.
  • the punched plate material can be subjected to plastic working such as press working.
  • the plating film has the outermost layer.
  • the Sn parent phase is a phase containing Sn as a main constituent element.
  • elements such as Ni, which may be contained in an inner layer to be described later, or an Sn—Pd alloy phase are incorporated. It may contain an element constituting the base material such as Pd or Cu which has not been formed.
  • the Sn—Pd alloy phase is a phase mainly composed of an alloy of Sn and Pd, and may be contained in an inner layer to be described later such as Ni in addition to Pd as an alloy constituent element. It may contain an element or an element constituting a base material such as Cu.
  • the substrate terminal has both an Sn mother phase and an Sn—Pd alloy phase on the outer surface of the outermost layer.
  • Sn parent phase and the Sn—Pd alloy phase can also exist inside the outermost layer.
  • An Sn oxide film may be present on the outer surface of the outermost layer as long as it does not adversely affect the realization of low insertion force and good solder wettability.
  • the area ratio of the Sn—Pd alloy phase occupying the outer surface of the outermost layer is specifically 10% or more, preferably 20% or more. Since the Sn—Pd alloy phase has a high effect in reducing the friction coefficient, in this case, the friction coefficient on the outer surface of the outermost layer can be effectively reduced. Further, the area ratio of the Sn—Pd-based alloy phase in the outer surface of the outermost layer can be specifically 80% or less, preferably 50% or less. Since the Sn matrix has a low contact resistance, in this case, the contact resistance of the terminal can be easily reduced. By making the area ratio 10% or more and 80% or less, it becomes easy to achieve both reduction of the friction coefficient and reduction of the contact resistance.
  • the Pd content in the outermost layer is 7 atomic% or less.
  • the Pd content means the atomic% of Pd with respect to the total of Sn and Pd contained in the outermost layer.
  • the Pd content in the outermost layer correlates with the zero cross time which is an index of the solder wettability of the outermost layer.
  • the zero cross time is a time from when the test piece having the plating film is immersed in a solder bath using the meniscograph method until the wetting stress value becomes 0, and represents the speed at which the solder gets wet. Generally, the faster the solder gets wet, the shorter the zero cross time and the better the solder wettability.
  • the zero cross time is desirably 2.5 seconds or less, more preferably 2 seconds or less.
  • the Pd content in the outermost layer exceeds 7 atomic%, the zero crossing time exceeds 2.5 seconds, and the solder wettability of the board terminal deteriorates.
  • the Pd content in the outermost layer is preferably 6.5 atomic percent or less, more preferably 6 atomic percent or less, even more preferably 5.5 atomic percent or less, and even more preferably 5 atoms, from the viewpoint of improving solder wettability. % Or less.
  • the Pd content in the outermost layer can be 1 atomic% or more from the viewpoint of securing the Sn—Pd alloy phase.
  • the thickness of the outermost layer can be about 0.5 to 3 ⁇ m, preferably about 1 to 2 ⁇ m, from the viewpoints of wear resistance and electrical conductivity.
  • the plating film may be composed of an outermost layer in contact with the base material, or may have an inner layer interposed between the base material and the outermost layer. In the latter case, by selecting the type of the inner layer, it is possible to improve the adhesion of the plating film to the base material and to suppress the diffusion of the base material component to the outermost layer.
  • the inner layer can be composed of one layer or two or more layers.
  • the material for the inner layer include Ni and Ni alloy.
  • the plating film includes an inner layer having a two-layer structure of a Ni layer in contact with the base material and a Ni—Sn alloy layer in contact with the Ni layer, and the outermost layer in contact with the inner layer. It can be set as the structure which has.
  • the base material has a fractured surface formed at the time of processing the terminal shape, and the plating film covers the surface of the substrate including the fractured surface.
  • the fracture surface include a cut surface of a wire material and a punched surface of a plate material that can constitute a base material.
  • the fracture surface of the base material may be entirely covered with a plating film, or a part of the fracture surface that is not involved in the connection with the printed circuit board remains without being covered with the plating film. Also good.
  • the substrate terminal is formed, for example, by forming an Ni plating layer having a thickness of about 1 to 3 ⁇ m on the surface of a base material made of Cu or Cu alloy or the like, if necessary, and then having a thickness of about 10 to 20 nm.
  • the Pd plating layer and the Sn plating layer having a thickness of about 1 to 2 ⁇ m are sequentially formed, and a reflow process is performed at a heating temperature of about 230 to 400 ° C.
  • the board connector includes the board terminal and a housing for holding the board terminal.
  • substrate can be comprised so that it may be hold
  • the board terminal is specifically connected between the mating connection part connected to the counterpart terminal by fitting, the board connection part connected to the board, and between the fitting connection part and the board connection part.
  • a configuration having a bent portion such as an “L” shape to be connected can be employed.
  • the board connector can be configured, for example, such that a plurality of board terminals are arranged in a housing arranged on the printed circuit board. In this case, since each board terminal has a low insertion force, it is possible to effectively suppress an increase in the insertion force accompanying an increase in the number of terminals, and the mating connector can be fitted with a low insertion force. Can do.
  • the board terminal is preferably used by being attached to the printed circuit board by solder bonding. Since the board connector has a plating film having the outermost layer, it has excellent solder wettability and can improve connection reliability.
  • Example 1 The board terminal and board connector of Example 1 will be described with reference to FIGS.
  • the substrate terminal 1 of this example includes a base material 11 made of a metal material and a plating film 12 covering the surface of the base material 11.
  • the plated coating 12 includes a Sn matrix 120a and a Sn—Pd alloy phase 120b dispersed in the Sn matrix 120a, and the Sn matrix 120a and the Sn—Pd alloy phase 120b are present on the outer surface. It has an outer layer 120.
  • the Pd content in the outermost layer 120 is 7 atomic% or less. This will be described in detail below.
  • the board terminal 1 is applied to the board connector 2.
  • the board terminal 1 includes a fitting connection portion 101 connected to a counterpart terminal (not shown) by fitting, a board connection portion 102 connected to the printed circuit board P, and a fitting connection portion 101. And an L-shaped bent portion 103 that connects between the substrate connecting portion 102 and the substrate connecting portion 102.
  • the substrate terminal 1 is formed by bending a Cu or Cu alloy wire having a plating film 12 formed into an L shape.
  • the substrate terminal 1 may be formed by punching a Cu or Cu alloy plate material into a linear shape, then forming a plating film 12 and bending it into an L shape.
  • the plating film 12 specifically has an outermost layer 120 and an inner layer 121 interposed between the substrate 11 and the outermost layer 120.
  • the inner layer 121 has a two-layer structure of a Ni layer 121a in contact with the substrate 11 and a Ni—Sn alloy layer 121b in contact with the Ni layer 121a.
  • the outermost layer 120 is in contact with the Ni—Sn alloy layer 121 b constituting the inner layer 121.
  • the plating film 12 is formed on the surface of the base material 11 made of Cu or Cu alloy by using an electroplating method.
  • the plating layer is formed in sequence and reflow treatment is performed at a heating temperature of 230 to 400 ° C.
  • the board connector 2 of the present example includes the board terminal 1 and a housing 20 that holds the board terminal 1.
  • the board connector 2 specifically includes a housing 20 fixed to the printed circuit board P and a plurality of board terminals 1 assembled to the housing 20. Yes.
  • the housing 20 is made of synthetic resin, and a hood portion 201 that accommodates a mating connector (not shown) is formed on the front side of the housing 20 when fitted, and a back wall 202 is integrally formed behind the hood portion 201. Yes.
  • the board terminal 1 is press-fitted and held in the back wall 202 of the housing 20.
  • the portion of the board terminal 1 that protrudes into the hood part 201 is a fitting connection part 101 that is connected by fitting to a female terminal provided in the mating connector, and the opposite end.
  • the board connecting portion 102 is connected to the land of the printed circuit board P by soldering.
  • the substrate terminal 1 of this example has the above configuration.
  • the substrate terminal 1 has not only the relatively soft Sn matrix 120a but also the Sn—Pd alloy phase 120b having a relatively high hardness on the outer surface of the outermost layer 120 in the plating film 12. Therefore, the board terminal 1 has a reduced coefficient of friction on the outer surface of the outermost layer 120, and can suppress the insertion force when connecting to the counterpart terminal.
  • the board terminal 1 can ensure good solder wettability.
  • the plating film 12 of the substrate terminal 1 has an inner layer 121. Therefore, it is possible to improve the adhesion of the plating film 12 to the base material 11 and to suppress the diffusion of the base material component to the outermost layer 120.
  • the board connector 2 of this example has the above-described configuration, and in particular, has a board terminal 1. Therefore, the board connector 2 can be fitted with the mating connector with a low insertion force.
  • the board connector 2 since the board connector 2 has a plurality of board terminals 1, an increase in insertion force due to an increase in the number of terminals when the connectors are fitted due to a reduction in friction of the individual board terminals 1 Can be effectively suppressed.
  • the board connector 2 can be bonded well when the board terminal 1 is attached to the printed circuit board P by solder bonding.
  • Example 2 The board terminal and board connector of Example 2 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 4, the substrate terminal 1 of Example 2 is different from the substrate terminal 1 of Example 1 in that the plating film 12 does not have the inner layer 121 and is composed of the outermost layer 120. Is different.
  • the board connector 2 of the second embodiment is different from the board connector 2 of the first embodiment in that the board terminal 1 of the second embodiment is used. Other configurations are the same as those of the first embodiment.
  • Example 1 A Ni plating layer having a thickness of 2.0 ⁇ m, a Pd plating layer having a thickness of 20 nm, and a Sn plating layer having a thickness of 1.0 ⁇ m were sequentially formed on the surface of a clean copper substrate (size 40 mm ⁇ 100 mm, thickness 300 ⁇ m). Then, this was heated at 300 degreeC in air
  • the plating film was composed of an outermost layer and an inner layer having a two-layer structure.
  • the outermost layer includes an Sn matrix and an Sn—Pd alloy phase dispersed in the Sn matrix, and the Sn matrix and the Sn—Pd alloy phase exist on the outer surface.
  • the inner layer was specifically composed of two layers, a Ni layer in contact with the substrate and a Ni—Sn alloy layer in contact with the Ni layer.
  • the Pd content in the outermost layer calculated using the Sn plating layer, the Pd plating layer thickness, the element density, and the atomic weight before the reflow treatment is 3.0 atomic%.
  • the dynamic friction coefficient was evaluated for the plated members of Sample 1 and Comparative Sample as an index of terminal insertion force. Specifically, a flat plating member and an embossed plating member having a radius of 1 mm are held in contact with each other in the vertical direction, and a load of 5 N is applied in the vertical direction using a piezo actuator while 10 mm / min. . The embossed plated member was pulled in the horizontal direction at a speed of 5 mm, and the frictional force was measured using a load cell. At this time, the pulled distance was defined as the friction distance. A value obtained by dividing the friction force by the load was defined as a friction coefficient.
  • FIG. 5 shows the measurement results of the coefficient of friction of the plated members of Sample 1 and the comparative sample. As shown in FIG. 5, it can be seen that the plated member of the comparative sample shows a high coefficient of friction because the plating film is made of a conventional Sn plating film. On the other hand, since the plating film of the sample 1 has the above-described configuration, it was confirmed that the friction coefficient was reduced as compared with the plating member of the comparative sample.
  • Example 2 In the same manner as the preparation of the plated member of Sample 1, the plated members of Sample 2 to Sample 4 having different Pd contents in the outermost layer were prepared. At this time, the Pd content was adjusted by setting the thickness of the Sn plating layer to 1.0 ⁇ m and the thickness of the Pd plating layer to 10 nm (sample 2), 20 nm (sample 3), and 50 nm (sample 4). . Sample 2 has a Pd content of 1.6 atomic%, sample 3 has a Pd content of 3.0 atomic%, and sample 4 has a Pd content of 6.4 atomic%.
  • the zero cross time was measured by immersing the plated members of each sample and comparative sample in a solder bath using a meniscograph method.
  • the above measurement conditions are: Solder used: Sn-3.0Ag-0.5Cu (Ishikawa Metal Co., Ltd., “J3”), solder temperature: 250 ° C., immersion depth: 2 mm, immersion speed: 5 mm / second, immersion time : 10 seconds. The result is shown in FIG.
  • the zero cross time can be 2.5 seconds or less.
  • the Pd content of the outermost layer exceeds 7 atomic%, the zero cross time exceeds 2.5 seconds, so that the solder wettability of the board terminal deteriorates and the connection reliability decreases.
  • the Pd content should be 5.5% or less in order to make the zero cross time 2 seconds or less.
  • the board terminal can be used by directly connecting to the printed circuit board without having to hold the housing terminal in an optimal shape.

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Abstract

　基板用端子１は、金属材料よりなる基材１１と、基材１１の表面を覆うめっき被膜１２とを有する。めっき被膜１２は、Ｓｎ母相１２０ａと、Ｓｎ母相１２０ａに分散されたＳｎ－Ｐｄ系合金相１２０ｂとを備え、かつ、Ｓｎ母相１２０ａおよびＳｎ－Ｐｄ系合金相１２０ｂが外表面に存在する最外層１２０を有している。最外層１２０におけるＰｄ含有率は、７原子％以下とされている。基板コネクタ２は、基板用端子１と、基板用端子１を保持するハウジング２０とを有する。

Description

基板用端子および基板コネクタ
　本発明は、基板用端子および基板コネクタに関する。
　従来、プリント回路基板に用いられる基板用端子として、Ｃｕ合金からなる基材と、基材の表面を覆うＳｎめっき被膜とを有する端子が知られている。この種の基板用端子は、一般に、ハウジングに保持させて基板コネクタを構成し、これをプリント回路基板に取り付けたり、プリント回路基板に直接取り付けたりして使用される。
　本願に先行する特許文献１には、各種コネクタに使用される端子として、Ｃｕ合金からなる基材の表面に、順次、Ｎｉめっき層、Ｃｕめっき層およびＳｎめっき層を積層してなるめっき被膜を有する端子が開示されている。同文献には、当該構成を採用することにより、相手方端子と接続する際の挿入力を低くすることができる点が記載されている。
　なお、本願に先行する特許文献２には、表面凹凸を形成したＣｕ板表面に、Ｃｕめっき、Ｓｎめっきを形成した後、リフロー処理を施して得た接続部品用の導電材料が開示されている。
特開２００３－１４７５７９号公報 特許第３９２６３５５号公報
　しかしながら、従来技術は、以下の点で改良の余地がある。すなわち、Ｓｎめっき被膜を有する従来の端子は、Ｓｎの軟らかさに起因してＳｎめっき被膜表面の摩擦係数が高く、相手方端子と接続する際の挿入力が大きくなるという問題がある。特に、基板コネクタは、複数の基板用端子を用いる多極構造が採用されることが多く、端子数の増加に伴って挿入力が大きくなりやすいという問題がある。
　また、基板用端子は、その一端がはんだ接合によってプリント回路基板に接続されることが多い。そのため、めっき被膜のはんだ濡れ性が悪いと、接続信頼性が低下するという問題がある。
　本発明は、上記背景に鑑みてなされたものであり、低挿入力化を実現でき、かつ、はんだ濡れ性の良好な基板用端子、また、これを用いた基板コネクタを提供しようとして得られたものである。
　本発明の一態様は、金属材料よりなる基材と、該基材の表面を覆うめっき被膜とを有し、
　該めっき被膜は、
　Ｓｎ母相と該Ｓｎ母相に分散されたＳｎ－Ｐｄ系合金相とを備え、かつ、上記Ｓｎ母相および上記Ｓｎ－Ｐｄ系合金相が外表面に存在する最外層を有しており、
　該最外層におけるＰｄ含有率は、７原子％以下とされていることを特徴とする基板用端子にある。
　本発明の他の態様は、上記基板用端子と、該基板用端子を保持するハウジングとを有することを特徴とする基板コネクタにある。
　上記基板用端子は、上記構成を有している。特に、上記基板用端子は、めっき被膜における最外層の外表面に、比較的軟らかいＳｎ母相だけではなく、比較的硬度の高いＳｎ－Ｐｄ系合金相が存在している。そのため、上記基板用端子は、最外層の外表面における摩擦係数が低減され、相手方端子と接続する際の挿入力を低く抑制することができる。
　また、上記基板用端子は、最外層におけるＰｄ含有率が７原子％以下とされているので、良好なはんだ濡れ性を確保することができる。
　上記基板コネクタは、上記構成を有しており、特に、上記基板用端子を有している。そのため、上記基板コネクタは、低挿入力で相手方コネクタと嵌合させることができる。また、上記基板コネクタは、上記基板用端子を、はんだ接合によりプリント回路基板に取り付ける際に良好に接合することができる。
実施例１の基板用端子、基板コネクタの説明図である。 図１におけるＩＩ－ＩＩ断面図である。 実施例１の基板用端子、基板コネクタにおける基材とめっき被膜とを模式的に示した説明図である。 実施例２の基板用端子、基板コネクタにおける基材とめっき被膜とを模式的に示した説明図である。 実験例１で作製しためっき部材の摩擦係数の測定結果を示したグラフである。 最外層中のＰｄ含有率とゼロクロスタイムとの関係を示すグラフである。
　上記基板用端子は、一端がプリント回路基板に電気的に接続され、他端が相手方端子に接続されて用いられる端子である。上記基板用端子は、ハウジングに保持された状態でプリント回路基板に接続されるものであってもよいし、プリント回路基板に直接接続されるものであってもよい。前者の場合は、通常、ハウジングに複数の基板用端子が保持されるため、相手方コネクタとの嵌合時に、端子数の増加に伴う挿入力の増加を抑制しやすく、上記低挿入力化の効果を十分に発揮させることができる。
　上記基板用端子において、端子形状を形づくる基材は、金属材料よりなる。基材を構成する金属としては、例えば、ＣｕまたはＣｕ合金、ＡｌまたはＡｌ合金などを用いることができる。基材を構成する金属としては、導電率が高く、加工性に富み、適度な強度を有する等の観点から、ＣｕまたはＣｕ合金を好適に用いることができる。
　基材は、線材や板材などから構成することができる。具体的には、基材は、線材を切断したり、板材を打ち抜き加工したりすることにより構成することができる。なお、上記線材に対して切断前および／または切断後にプレス加工等による塑性加工を施すことができる。また、打抜き加工した板材に対してプレス加工等による塑性加工を施すことができる。基材が線材から構成されている場合、基材が板材から構成されている場合に比べ、基材に表面凹凸を付与することが比較的困難である。そのため、基材が線材から構成されている場合は、基材の表面構成に関わらず、めっき被膜にて低挿入力化を図らなければならなくなる。それ故、この場合は、本願の構成を有するめっき被膜を採用することによる低挿入力化の効果を十分に発揮することができる。
　上記基板用端子において、めっき被膜は、上記最外層を有している。当該最外層において、Ｓｎ母相は、Ｓｎを主な構成元素とする相であり、Ｓｎ以外にも、Ｎｉ等の後述する内層に含まれることがある元素や、Ｓｎ－Ｐｄ系合金相に取り込まれなかったＰｄや、Ｃｕ等の基材を構成する元素などを含みうる。また、上記最外層において、Ｓｎ－Ｐｄ系合金相は、主としてＳｎとＰｄとの合金よりなる相であり、合金構成元素としてのＰｄ以外にも、Ｎｉ等の後述する内層に含まれることがある元素や、Ｃｕ等の基材を構成する元素などを含みうる。
　上記基板用端子は、最外層の外表面に、Ｓｎ母相とＳｎ－Ｐｄ系合金相との双方が存在している。なお、Ｓｎ母相、Ｓｎ－Ｐｄ系合金相は、最外層の内部にも存在することができる。また、最外層の外表面には、低挿入力化の実現、良好なはんだ濡れ性の確保に悪影響を及ぼさない範囲内であれば、Ｓｎ酸化物被膜が存在していてもよい。
　上記基板用端子において、最外層の外表面に占めるＳｎ－Ｐｄ系合金相の面積率は、具体的には、１０％以上、好ましくは、２０％以上とすることができる。Ｓｎ－Ｐｄ系合金相が摩擦係数の低減に高い効果を有するため、この場合は、最外層の外表面における摩擦係数を効果的に低減することが可能となる。また、最外層の外表面に占めるＳｎ－Ｐｄ系合金相の面積率は、具体的には、８０％以下、好ましくは、５０％以下とすることができる。Ｓｎ母相が低い接触抵抗を有しているため、この場合は、端子の接触抵抗を小さくしやすくなる。上記面積率を１０％以上８０％以下とすることにより、摩擦係数の低減と接触抵抗の低減との両立を図りやすくなる。
　上記基板用端子において、最外層におけるＰｄ含有率は、７原子％以下とされている。Ｐｄ含有率は、最外層中に含まれるＳｎとＰｄとの合計に対するＰｄの原子％を意味する。
　最外層におけるＰｄ含有率は、最外層のはんだ濡れ性の指標であるゼロクロスタイムと相関がある。ゼロクロスタイムは、具体的には、メニスコグラフ法を用い、上記めっき被膜を有する試験片をはんだ浴に浸漬し、濡れ応力値が０になるまでの時間であり、はんだの濡れる速さを表す。一般的に、はんだに濡れる速さが速いほど、ゼロクロスタイムが短くなり、はんだ濡れ性がよいとされる。基板用端子では、ゼロクロスタイムは、２．５秒以下が望ましく、より好ましくは２秒以下であるとよい。
　最外層におけるＰｄ含有率が７原子％を超えると、ゼロクロスタイムが２．５秒を超えるようになり、基板用端子のはんだ濡れ性が悪化する。最外層におけるＰｄ含有率は、はんだ濡れ性の向上の観点から、好ましくは６．５原子％以下、より好ましくは６原子％以下、さらに好ましくは５．５原子％以下、さらにより好ましくは５原子％以下とすることができる。なお、最外層におけるＰｄ含有率は、Ｓｎ－Ｐｄ系合金相の確保の観点から、１原子％以上とすることができる。
　上記基板用端子において、最外層の厚みは、耐摩耗性、電気伝導性などの観点から、０．５～３μｍ程度、好ましくは、１～２μｍ程度とすることができる。
　上記基板用端子において、めっき被膜は、基材と接する最外層から構成されていてもよいし、基材と最外層との間に介在する内層を有していてもよい。後者の場合は、内層の種類を選択することにより、めっき被膜の基材への密着性向上や、最外層への基材成分の拡散抑制等を図ることが可能となる。
　上記内層は、１層または２層以上から構成することが可能である。上記内層の材質としては、例えば、Ｎｉ、Ｎｉ合金等を例示することができる。この場合、より具体的には、上記めっき被膜は、基材に接するＮｉ層と該Ｎｉ層に接するＮｉ－Ｓｎ合金層との二層構造よりなる内層と、この内層に接する上記最外層とを有する構成などとすることができる。
　上記基板用端子において、基材は、端子形状加工時に形成された破面を有しており、めっき被膜は、上記破面を含んで基材の表面を覆っている構成とすることができる。
　この場合は、基材の主面のみならず、端子形状加工時に形成された基材の破面についても上記めっき被膜で覆われている。そのため、この場合は、はんだ濡れ性を確保しやすくなり、基板とはんだ接合する際の接続信頼性の向上を図りやすくなる。なお、上記破面としては、具体的には、基材を構成しうる線材の切断面や板材の打ち抜き加工面等を典型的なものとして例示することができる。また、基材の破面は、その全てがめっき被膜にて覆われていてもよいし、プリント回路基板との接続に関与しない部分の破面が一部めっき被膜に覆われることなく残っていてもよい。
　上記基板用端子は、例えば、ＣｕまたはＣｕ合金などよりなる基材表面に、電気めっき法を用いて、厚み１～３μｍ程度のＮｉめっき層を必要に応じて形成した後、厚み１０～２０ｎｍ程度のＰｄめっき層、厚み１～２μｍ程度のＳｎめっき層を順次形成し、２３０～４００℃程度の加熱温度でリフロー処理を施すことなどによって形成することが可能である。
　上記基板コネクタは、上記基板用端子と、上記基板用端子を保持するハウジングとを有している。基板用端子は、例えば、ハウジングの背面壁に圧入されることによってハウジングに保持されるよう構成することができる。この場合、基板用端子は、具体的には、相手方端子と嵌合により接続される嵌合接続部と、基板に接続される基板接続部と、嵌合接続部と基板接続部との間を連結する「Ｌ」字状等の屈曲部とを有する構成などを採用することができる。また、基板コネクタは、例えば、プリント回路基板上に配置されるハウジングに複数の基板用端子が配置されている構成等とすることができる。この場合は、各基板用端子が低挿入力化されているので、端子数の増加に伴う挿入力の増大を効果的に抑制することが可能となり、低挿入力で相手方コネクタと嵌合させることができる。
　上記基板コネクタにおいて、基板用端子は、はんだ接合によりプリント回路基板に取り付けられて使用されることが好ましい。上記基板コネクタは、上記最外層を有するめっき被膜を有しているので、はんだ濡れ性に優れ、接続信頼性の向上を図ることができる。
　なお、上述した各構成は、上述した各作用効果等を得るなどのために必要に応じて任意に組み合わせることができる。
　以下、実施例の基板用端子、基板コネクタについて、図面を用いて説明する。なお、同一部材については同一の符号を用いて説明する。
（実施例１）
　実施例１の基板用端子、基板コネクタについて、図１～図３を用いて説明する。図１～図３に示すように、本例の基板用端子１は、金属材料よりなる基材１１と、基材１１の表面を覆うめっき被膜１２とを有している。めっき被膜１２は、Ｓｎ母相１２０ａとＳｎ母相１２０ａに分散されたＳｎ－Ｐｄ系合金相１２０ｂとを備え、かつ、Ｓｎ母相１２０ａおよびＳｎ－Ｐｄ系合金相１２０ｂが外表面に存在する最外層１２０を有している。最外層１２０におけるＰｄ含有率は、７原子％以下とされている。以下、これを詳説する。
　本例において、基板用端子１は、基板コネクタ２に適用されるものである。基板用端子１は、具体的には、相手方端子（不図示）と嵌合により接続される嵌合接続部１０１と、プリント回路基板Ｐに接続される基板接続部１０２と、嵌合接続部１０１と基板接続部１０２との間を連結するＬ字状の屈曲部１０３とを有している。基板用端子１は、めっき被膜１２が形成されたＣｕまたはＣｕ合金線材をＬ字状に折り曲げ加工することにより形成されている。なお、基板用端子１は、ＣｕまたはＣｕ合金板材を線状に打ち抜き加工した後、めっき被膜１２を形成し、Ｌ字状に折り曲げ加工することにより形成されていてもよい。
　本例において、めっき被膜１２は、具体的には、最外層１２０と、基材１１と最外層１２０との間に介在する内層１２１を有している。内層１２１は、基材１１に接するＮｉ層１２１ａと、Ｎｉ層１２１ａに接するＮｉ－Ｓｎ合金層１２１ｂとの二層構造より構成されている。最外層１２０は、この内層１２１を構成するＮｉ－Ｓｎ合金層１２１ｂに接している。
　なお、めっき被膜１２は、ＣｕまたはＣｕ合金よりなる基材１１表面に、電気めっき法を用いて、厚み１～３μｍのＮｉめっき層、厚み１０～２０ｎｍのＰｄめっき層、厚み１～２μｍのＳｎめっき層を順次形成し、２３０～４００℃の加熱温度でリフロー処理を施すことによって形成されている。
　また、本例の基板コネクタ２は、上記基板用端子１と、この基板用端子１を保持するハウジング２０とを有している。
　本例において、基板コネクタ２は、具体的には、プリント回路基板Ｐに固定されるハウジング２０と、ハウジング２０に組み付けられた複数の基板用端子１とから構成されている。
いる。
　ハウジング２０は合成樹脂製であり、その前方側には嵌合時に相手方コネクタ（不図示）を収容するフード部２０１が形成され、そのフード部２０１の奥には背面壁２０２が一体に形成されている。基板用端子１は、ハウジング２０の背面壁２０２に圧入されて保持されている。
　基板コネクタ２において、基板用端子１のうち、フード部２０１内に突出している部分が、相手方コネクタが備える雌型端子と嵌合によって接続される嵌合接続部１０１であり、その反対側の端部がプリント回路基板Ｐのランドにはんだ付けによって接続される基板接続部１０２とされている。
　次に、本例の基板用端子、基板コネクタの作用効果について説明する。
　本例の基板用端子１は、上記構成を有している。特に、基板用端子１は、めっき被膜１２における最外層１２０の外表面に、比較的軟らかいＳｎ母相１２０ａだけではなく、比較的硬度の高いＳｎ－Ｐｄ系合金相１２０ｂが存在している。そのため、基板用端子１は、最外層１２０の外表面における摩擦係数が低減され、相手方端子と接続する際の挿入力を低く抑制することができる。
　また、基板用端子１は、最外層１２０におけるＰｄ含有率が７原子％以下とされているので、良好なはんだ濡れ性を確保することができる。
　また、基板用端子１のめっき被膜１２は、内層１２１を有している。そのため、めっき被膜１２の基材１１への密着性向上や、最外層１２０への基材成分の拡散抑制等を図ることが可能となる。
　本例の基板コネクタ２は、上記構成を有しており、特に、基板用端子１を有している。そのため、基板コネクタ２は、低挿入力で相手方コネクタと嵌合させることができる。特に、本例では、基板コネクタ２は、複数の基板用端子１を有しているので、個々の基板用端子１の摩擦低減により、コネクタ嵌合時における端子数増加に起因する挿入力の増大を効果的に抑制することができる。また、基板コネクタ２は、基板用端子１を、はんだ接合によりプリント回路基板Ｐに取り付ける際に良好に接合することができる。
（実施例２）
　実施例２の基板用端子、基板コネクタについて、図４を用いて説明する。図４に示すように、実施例２の基板用端子１は、めっき被膜１２が内層１２１を有しておらず、最外層１２０から構成されている点で、実施例１の基板用端子１と異なっている。また、実施例２の基板コネクタ２は、実施例２の基板用端子１を用いた点で、実施例１の基板コネクタ２と異なっている。その他の構成は、実施例１と同様である。
　上記構成とした場合でも、低挿入力化を実現でき、かつ、はんだ濡れ性の良好な基板用端子、これを用いた基板コネクタを得ることができる。
＜実験例＞
　以下、実験例を用いてより具体的に説明する。
（実験例１）
　清浄な銅基板（大きさ４０ｍｍ×１００ｍｍ、厚み３００μｍ、）の表面に、厚み２．０μｍのＮｉめっき層、厚み２０ｎｍのＰｄめっき層、厚み１．０μｍのＳｎめっき層を順次形成した。その後、これを大気中にて３００℃で加熱し、試料１のめっき部材を作製した。
　得られた試料１のめっき部材の断面について走査型イオン顕微鏡（ＳＩＭ）による観察を行った。その結果、図３に示すように、めっき被膜は、最外層と二層構造の内層とから構成されていた。最外層は、具体的には、Ｓｎ母相とＳｎ母相に分散されたＳｎ－Ｐｄ系合金相とを備え、かつ、Ｓｎ母相およびＳｎ－Ｐｄ系合金相が外表面に存在していた。また、内層は、具体的には、基材に接するＮｉ層と、Ｎｉ層に接するＮｉ－Ｓｎ合金層との二層より構成されていた。また、本実験例において、リフロー処理する前のＳｎめっき層、Ｐｄめっき層の厚み、元素の密度、原子量を用いて算出される最外層中のＰｄ含有率は、３．０原子％である。
　なお、試料１のめっき部材の作製において、厚み１．０μｍのＳｎめっき層のみを形成し、比較試料のめっき部材とした。
　端子の挿入力の指標として、試料１および比較試料のめっき部材について、動摩擦係数を評価した。具体的には、平板状のめっき部材と半径１ｍｍのエンボス状にしためっき部材とを鉛直方向に接触させて保持し、ピエゾアクチュエータを用いて鉛直方向に５Ｎの荷重を印加しながら、１０ｍｍ／ｍｉｎ．の速度でエンボス状のめっき部材を水平方向に引っ張り、ロードセルを使用して摩擦力を測定した。この際、引っ張った距離を摩擦距離とした。そして、上記摩擦力を荷重で割った値を摩擦係数とした。
　図５に、試料１および比較試料のめっき部材の摩擦係数の測定結果を示す。図５に示されるように、比較試料のめっき部材は、めっき被膜が従来のＳｎめっき被膜からなるため、高い摩擦係数を示していることがわかる。これに対し、試料１のめっき部材は、めっき被膜が上記構成を有しているため、比較試料のめっき部材に比べ、摩擦係数が低減されていることが確認された。
（実験例２）
　試料１のめっき部材の作製と同様にして、最外層におけるＰｄ含有率の異なる試料２～試料４のめっき部材を作製した。この際、Ｐｄ含有率は、Ｓｎめっき層の厚みを１．０μｍとするとともに、Ｐｄめっき層の厚みを１０ｎｍ（試料２）、２０ｎｍ（試料３）、５０ｎｍ（試料４）とすることにより調節した。試料２は、Ｐｄ含有率が１．６原子％、試料３は、Ｐｄ含有率が３．０原子％、試料４は、Ｐｄ含有率が６．４原子％である。
　ＪＩＳ　Ｚ　３１９８－４に準拠し、メニスコグラフ法を用い、各試料、比較試料のめっき部材をはんだ浴に浸漬してゼロクロスタイムを測定した。上記測定条件は、使用はんだ：Ｓｎ－３．０Ａｇ－０．５Ｃｕ（石川金属株式会社製、「Ｊ３」）、はんだ温度：２５０℃、浸漬深さ：２ｍｍ、浸漬速度：５ｍｍ／秒、浸漬時間：１０秒とした。その結果を、図６に示す。
　図６に示されるように、最外層のＰｄ含有率が７原子％以下の場合、ゼロクロスタイムを２．５秒以下にすることができることがわかる。換言すれば、最外層のＰｄ含有率が７原子％を超えると、ゼロクロスタイムが２．５秒を超えるようになり、基板用端子のはんだ濡れ性が悪化し、接続信頼性が低下するといえる。また、基板用端子のはんだ濡れ性をより向上させるためにゼロクロスタイムを２秒以下とするには、Ｐｄ含有率を５．５％以下とすればよいこともわかる。
　以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を損なわない範囲内で種々の変更が可能である。
　例えば、上記実施例では、上記基板用端子を基板コネクタに適用した例について説明した。これに限定されることなく、上記基板用端子は、その形状を最適な形状に構成し、ハウジングに保持することなく、プリント回路基板に直接接続して使用することが可能である。

Claims (6)

  1. 　金属材料よりなる基材と、該基材の表面を覆うめっき被膜とを有し、
    　該めっき被膜は、
    　Ｓｎ母相と該Ｓｎ母相に分散されたＳｎ－Ｐｄ系合金相とを備え、かつ、上記Ｓｎ母相および上記Ｓｎ－Ｐｄ系合金相が外表面に存在する最外層を有しており、
    　該最外層におけるＰｄ含有率は、７原子％以下とされていることを特徴とする基板用端子。
  2. 　上記めっき被膜は、上記基材と上記最外層との間に介在する内層を有していることを特徴とする請求項１に記載の基板用端子。
  3. 　上記基材は、端子形状加工時に形成された破面を有しており、
    　上記めっき被膜は、上記破面を含んで上記基材の表面を覆っていることを特徴とする請求項１または２に記載の基板用端子。
  4. 　上記基材は、ＣｕまたはＣｕ合金であることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の基板用端子。
  5. 　請求項１～４のいずれか１項に記載の基板用端子と、該基板用端子を保持するハウジングとを有することを特徴とする基板コネクタ。
  6. 　上記基板用端子は、はんだ接合によりプリント回路基板に取り付けられて使用されることを特徴とする請求項５に記載の基板コネクタ。
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