本公开涉及连接器端子用线材和包括该连接器端子用线材的连接器。
本申请要求基于2016年4月13日提交的日本专利申请no.2016-080098的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
背景技术
诸如用于印刷电路板的连接器(印刷电路板(pcb)用连接器)等的各种类型的连接器分别以这样的方式配置：其中该连接器的端子以嵌合入另一连接器的端子的方式插入该另一连接器中，从而在前一连接器和后一连接器之间建立电连接。为了减小一个连接器端子(所谓的“公端子”)和与前述端子嵌合的另一个连接器端子(所谓的“母端子”)之间的接触电阻，已知的是在端子表面上形成sn(锡)镀层。
随着设置在连接器中的端子数量的增加，插入端子需要更大的力，这使得插入更加困难。日本专利待审查公开no.2015-094000(专利文献1)公开了通过在端子表面上形成sn-pd镀层来代替sn镀层从而减小端子插入力。
引用列表
专利文献
专利文献：日本专利待审查公开no.2015-094000
技术实现要素：
根据本发明的一个实施方案的连接器端子用线材包括：包含金属材料的基材；形成为暴露在所述基材上的第一金属层，该第一金属层含有sn；以及形成为暴露在所述基材上的第二金属层，该第二金属层含有sn和pd，并且具有与所述第一金属层不同的组成。
附图说明
图1a是根据本发明的一个实施方案的连接器端子用线材的示意性透视图。
图1b为示出了图1a中的ib-ib截面的示意性截面图。
图2a为示出了根据本发明的另一个实施方案的连接器端子用线材的示意性透视图。
图2b为示出了根据本发明的另一个实施方案的连接器端子用线材的示意性侧视图。
图3是使用连接器端子用线材的连接器的透视图。
图4为示出了这样一种状态的示意性截面图，其中根据本发明的实施方案的连接器安装在基板上。
图5为示出了这样一种状态的示意性截面图，其中根据本发明的一个实施方案的连接器连接到具有母端子的另一个连接器上。
具体实施方式
[本公开解决的问题]
如上所述，在包括pcb连接器的许多连接器中，其端子的一端嵌合入另一连接器的端子中。前一端子的另一端穿过基板中的通孔，并通过焊料与设置在通孔中的导电层电连接。由于sn-pd合金的焊料润湿性不高，所以具有专利文献1中所述的sn-pd镀层的端子可能不能在端子和通孔中的导电层之间提供良好的电连接。
本发明的一个实施方案的目的在于提供一种连接器端子用线材，其具有低的接触电阻，能够降低插入力，并且焊料润湿性优异；并且还提供了包括这种线材的连接器。
[本公开的有益效果]
根据本发明的一个实施方案，提供了这样的连接器端子用线材，其具有低接触电阻，能够降低插入力，并且焊料润湿性优异；并且还提供了使用这种连接器端子用线材的连接器。
[本发明的实施方案的描述]
首先，列举了本发明的实施方案。
[1]一种连接器端子用线材，包括：
包含金属材料的基材；
形成为暴露在所述基材上的第一金属层，该第一金属层含有sn；以及
形成为暴露在所述基材上的第二金属层，该第二金属层含有sn和pd，并且具有与所述第一金属层不同的组成。
具有上述构造的连接器端子用线材具有低接触电阻，能够降低插入力，并且焊料润湿性优异。
[2]根据[1]所述的连接器端子用线材，其中，所述连接器端子用线材的截面形状为四边形。
这种连接器端子用线材可以通过与母端子的接触点部分的表面接触而形成导电路径。
[3]根据[2]所述的连接器端子用线材，其中，在截面中，所述四边形的至少一边具有第一金属层，并且所述四边形的其他边中的至少一边具有第二金属层。
这种连接器端子用线材可以更加令人满意地实现降低插入力和接触电阻的效果。
[4]根据[2]或[3]所述的连接器端子用线材，其中，在截面中，所述四边形的相对的两边中的每一边都具有第二金属层。
这种连接器端子用线材可以更加令人满意地降低插入力和接触电阻。
[5]根据[1]至[4]中任一项所述的连接器端子用线材，其中第二金属层中的pd含量为1.0质量％以上5.0质量％以下。
这种连接器端子用线材具有这样的金相组织，其中sn-pd合金相存在于sn母相中。这可以在确保高导电性的同时令人满意地降低接触电阻和插入力。
[6]根据[1]至[5]中任一项所述的连接器端子用线材，还包括在基材和第二金属层之间的ni层。
这种连接器端子用线材可以减少来自基材的金属扩散，并且可以可靠地实现期望的金相组织。
[7]根据[1]至[6]中任一项所述的连接器端子用线材，其中第一金属层的厚度为0.5μm以上2.0μm以下。
这种连接器端子用线材可以确保良好的导电性而不会不必要地增加成本。
[8]根据[1]至[7]中任一项所述的连接器端子用线材，其中第二金属层的厚度为0.5μm以上2.2μm以下。
这种连接器端子用线材可以令人满意地降低插入力而不会不必要地增加成本。
[9]根据[1]至[8]中任一项所述的连接器端子用线材，其中，所述连接器端子用线材在其一端包括狭窄部分，该狭窄部分在基本垂直于纵向方向的方向上的长度减小，所述狭窄部分包括所述第一金属层和所述第二金属层。
当用作连接器端子时，这种连接器端子用线材可以容易地插入另一个连接器端子(母端子)或通孔中。
[10]一种连接器，包括根据[1]至[9]中任一项所述的连接器端子用线材。
利用这种连接器端子用线材，可以提供具有低接触电阻、能够降低插入力并且焊料润湿性优异的连接器。
[本发明实施方案的详述]
现在将参考附图描述本发明的实施方案。然而，需注意的是，下文描述的实施方案是为了体现本发明的技术构思，而不是旨在限制本发明的技术范围。除非另有说明，否则一个实施方案中描述的构造可以应用于另一个实施方案。在下文的描述中，尽管根据需要使用指示特定方向和位置的术语(例如，“上”和包含该术语的其他术语)，但是这些术语的使用仅仅是为了便于参考附图而理解本发明，本发明的技术范围不受这些术语的含义的限制。
需注意的是，为了更加清楚的进行说明，可能夸大了附图中所示的部件的尺寸、位置关系等。在多个图中以相同符号指示的部分表示相同的部分或部件。
1.连接器端子用线材
图1a是根据本发明的实施方案的连接器端子用线材100的示意性透视图，图1b为示出了图1a中的ib-ib截面的示意性截面图。
连接器端子用线材100包括含有金属材料的基材3、形成为暴露在基材3上的第一金属层1、以及形成为暴露在基材3上的第二金属层2。
本文所使用的术语“连接器端子用线材”包括在被切割为将配置于连接器内的一个端子的长度之前的连接器端子用线材，以及切割后的连接器端子用线材(任选地，切割后还进行额外的加工，并配置于连接器中)。
短语“形成为暴露在基材3上”中所包含的术语“在基材3上”不仅包括与基材3接触的状态，还包括不与基材3接触的状态(例如，在其间插入另一层的状态)。术语“暴露”是指所述层形成于连接器端子用线材100的表面(或最外侧)的状态。
第一金属层1含有sn(锡)。虽然如下文所述第二金属层2含有pd(钯)，但第一金属层1基本上不含pd。术语“基本上不含”是指不有意添加超过杂质水平的量的pd。因此，该术语可以解释为“不包含超过杂质水平的量的pd”。因此，第二金属层2与第一金属层1的组成不同。包含sn但基本上不含pd的第一金属层1的特征在于其优异的焊料润湿性。
第一金属层1优选的厚度为0.5μm以上2.0μm以下。厚度为0.5μm以上确保了良好的导电性。厚度大于2.0μm可能使效果达到饱和，从而导致不必要的成本增加。
第一金属层1优选由sn或包含sn作为主要成分(50质量％以上)的sn合金制成。这种第一金属层1具有更好的焊料润湿性。
第二金属层2含有sn和pd(钯)。除了sn之外还包含pd的第二金属层2使得能够在嵌合入另一个连接器的端子中时以低插入力插入。此外，可以实现低接触电阻。
第二金属层2优选的厚度为0.5μm以上2.2μm以下。厚度为0.5μm以上可以令人满意地降低插入力。厚度大于2.2μm可能使效果达到饱和，从而导致不必要的成本增加。
第二金属层2优选由sn-pd合金制成。由sn-pd合金制成的第二金属层2可以更令人满意地降低插入力。sn-pd合金的概念不仅包括由sn、pd和不可避免的杂质组成的合金；还可以包括为了改善性能而含有10质量％以下的其他合金元素的合金。
如果使用sn-pd合金作为第二金属层2，则sn-pd合金中的pd含量优选为1.0质量％以上5.0质量％以下。pd含量为1.0质量％以上5.0质量％以下使得sn-pd合金具有这样的金相组织，其中sn-pd合金相存在于sn母相中。这可以在确保高导电性的同时更令人满意地降低接触电阻和插入力。
sn-pd合金中的pd含量更优选为3.5质量％以上4.5质量％以下。这可以在确保高导电性的同时进一步令人满意地降低接触电阻和插入力。
连接器端子用线材100包括第一金属层1和第二金属层2。当连接器端子用线材100用作连接器端子时，在其一端，另一个连接器(用于接收由连接器端子用线材100制成的端子的连接器)的端子嵌合前一连接器端子的形成有第二金属层2的部分。这可以减小插入力和接触电阻。
当将由连接器端子用线材100制成的端子的另一端焊接到(例如)基板41的通孔中的导电层时，将焊料供应到第一金属层1。因此，可以获得优异的焊料润湿性。这使得端子与通孔中的导电层之间的电连接良好。
下面详细描述第一金属层1和第二金属层2的配置。
如上所述，第一金属层1和第二金属层2分别形成为暴露在基材3上。
在图1b所示的实施方案中，基材3具有四个侧面30a、30b、30c和30d；并且截面形状为四边形。通过在基材3的表面上形成第一金属层1和第二金属层2而获得的连接器端子用线材100的截面形状也为四边形。
在侧面30a(截面中的边30a)和与侧面30a相对的侧面30c(截面中的边30c)上，均形成有第一金属层1并且第一金属层1完全覆盖侧面30a和侧面30c。换句话说，在截面中，在基材3的四条边中相对的两条边30a和30c的全部长度上均形成有第一金属层1。因此，第一金属层1具有大的表面积，这使得能够容易地焊接以实现电连接。本文中使用的术语“在…边…的全部长度上形成”是这样的一个概念，其还包括这样的情况，其中在边的一部分处不可避免地未形成期望的层或者不可避免地形成另一层，这取决于制造时的掩蔽条件。
然而，第一金属层1的配置不限于如上所述的两条边。第一金属层1可以形成于截面中的基材3的四条边中的至少一条边上。第一金属层1可以(例如)形成在至少一条边的一部分上。这使连接器端子用线材100具有高焊料润湿性。
在图1b所示的实施方案中，在侧面30b(截面中的边30b)和与侧面30b相对的侧面30d(截面中的边30d)上，均形成有第二金属层2并且第二金属层2完全覆盖侧面30b和侧面30d。换句话说，在截面中，在基材3的四条边中相对的两条边30b和30d的全部长度上均形成有第二金属层2。通过以这种方式在各相对的边上配置第二金属层2，由连接器端子用线材100制成的端子能够以这两条边30b和30d处于夹持状态的方式嵌合入另一个连接器端子(母端子)中。这可以更令人满意地降低插入力和接触电阻。如果第二金属层2分别设置在两条边30b和30d上，则第二金属层2可以分别设置在两条边30b和30d的至少一部分上。
在相对的两条边上配置第二金属层2是优选的但不是限制性的。仅需要将第二金属层2设置在截面中基材3的四条边中的至少一条边上。例如，仅需要将第二金属层2设置在一条边的至少一部分上。这可以实现降低插入力和接触电阻的效果。需注意的是，形成有第二金属层2的一边优选不同于形成有第一金属层1的一边。这可以更令人满意地实现降低插入力和接触电阻的效果。
在图1b所示的实施方案中，基材3的所有侧面都覆盖有第一金属层1或第二金属层2。然而，这不是限制性的。基材的任何一个侧面可以包括既不覆盖第一金属层1也不覆盖第二金属层2的部分。
连接器端子用线材100的截面的四边形形状不仅包括如图1b所示的正方形，还包括其他四边形，例如矩形。截面形状为四边形的连接器端子用线材100可以通过与另一个连接器的母端子的接触点部分之间的表面接触而形成导电路径。
连接器端子用线材100的截面形状不限于四边形，而可以是任何其他多边形。
在图1b所示的实施方案中，第一金属层1直接形成在基材3的表面上。或者，可以在基材3和第一金属层1之间形成中间层。这种中间层的合适的实例是ni(镍)层。通过在基材3上形成ni层，然后在ni层上形成第一金属层1，可以减少来自基材的金属扩散。因此，可以可靠地获得具有所期望的性质(例如所期望的金相组织)的第一金属层1。
在图1b所示的实施方案中，第二金属层2也直接形成在基材3的表面上。或者，可以在基材3和第二金属层2之间形成中间层。这种中间层的合适的实例是ni层。通过在基材3上形成ni层，然后在ni层上形成第二金属层2，可以减少来自基材的金属扩散。因此，可以可靠地获得具有所期望的性质(例如所期望的金相组织)的第二金属层2。
第二金属层2可以形成在组成与第一金属层1基本相同的层(例如，与暴露的第一金属层连续的层)上。
本文所使用的ni层是指含有50质量％以上的ni的层。优选的ni层由金属ni或ni合金制成。ni合金的合适的实例是ni-p合金。例如，ni层优选通过镀覆(例如电解镀ni)形成。这是因为镀覆能够以低成本形成密着性优异的ni层。ni层可以通过除镀覆之外的方法形成，例如气相沉积。
基材3含有金属材料。例如，基材3由金属材料构成。用于基材3的金属材料优选为具有高导电性的铜或铜合金。为了确保作为端子所需的强度，更优选使用铜合金。优选的铜合金的实例包括黄铜和磷青铜。
2.连接器端子用线材的变形
图2a为示出了根据本实施方案的另一个实施方案的连接器端子用线材100a的示意性透视图，图2b为示出了连接器端子用线材100a的示意性侧视图。
连接器端子用线材100a在其一端包括狭窄部分10。连接器端子用线材100a可以与连接器端子用线材100的构造相同，不同之处在于，前者具有狭窄部分10。
与其他部分相比，设置在连接器端子用线材100a的一端的狭窄部分10在基本垂直于纵向方向(图2中的方向y)的方向上的长度(宽度)减小。此处，术语“基本垂直”意味着取决于测量条件等，当评估长度时，角度可以在一定程度上偏离垂直方向(例如，大约10°)。优选地，在垂直方向上评估长度。在图2所示的实施方案中，在基本垂直于纵向方向的多个方向中，狭窄部分10在彼此相互垂直的x方向和z方向上具有与其他部分(例如在纵向方向上远离狭窄部分的部分)相比更小的长度。
在图2a和图2b所示的实施方案中，狭窄部分10在纵向上具有长度l，如图2b所示。在长度l中，在朝向端部的方向上，基本垂直于纵向方向的方向上的长度越来越短。
然而，这不是限制性的。长度可以在基本垂直于纵向方向并且彼此垂直的两个方向中的仅一个方向上减小。例如，在图2a中，与其他部分相比，x方向上的长度可以减小，而z方向上的长度可以与其他部分的长度相同。
在狭窄部分10中，第一金属层1和第二金属层2设置在基材3上。对于包括其上具有第一金属层1和第二金属层2的狭窄部分10的这种连接器端子用线材100a，例如可以通过以下方法获得：制造连接器端子用线材100，然后加工连接器端子用线材100的端部而并不去除第一金属层1和第二金属层。这种加工方法的一个实例是压制。
使用包括狭窄部分10的连接器端子用线材100a作为连接器端子的有利之处在于：它可以容易地插入另一个连接器端子或通孔中。
在如上所述的图2a和图2b所示的实施方案中，对于基本垂直于纵向方向的方向上的长度，其沿着纵向方向连续减小。也就是说，狭窄部分10的第一金属层1和第二金属层2各自的表面是平坦表面或平缓弯曲的表面。
或者，对于狭窄部分10在基本垂直于纵向方向的方向上的长度，其可沿纵向方向不连续地减小。狭窄部分10的第一金属层1的表面和第二金属层2的表面中的至少一个表面可以是阶梯状的。
3.连接器端子用线材的制造方法
现在将通过实例描述用于制造连接器端子用线材100、100a的方法。
制备截面为预定形状(例如四边形)的基材3。基材3可以通过(例如)对具有预定组成的基材进行拉丝来获得。
接下来，在基材3的表面中用于形成第一金属层1的区域处形成sn层。可以通过诸如电解电镀之类的sn镀覆来形成sn层。也就是说，第一金属层1可以是镀层。此外，第二金属层2可以是镀层，例如通过后面描述的镀覆形成的pd层。sn镀覆能够以低成本形成致密的sn层。
然而，sn层的形成不限于镀覆，而是可以通过适用于形成含sn层的任何其他方法(例如气相沉积)来进行。
sn层的形成可以通过连续处理(例如所谓的卷到卷处理)来进行，或者可以在将基材3切割成预定长度之后通过批量处理来进行。
接下来，在用于形成第二金属层2的区域上形成pd层，并且在已形成的pd层上形成sn层。为了不在sn层(即，已形成于用于形成第一金属层1的区域上的sn层)上形成pd层，可以采用树脂带等进行掩蔽，并且可以根据需要进行镀覆的预处理，然后进行诸如电解电镀之类的pd镀覆。pd镀覆能够以低成本形成致密的pd层。在pd层上，可以通过与第一金属层1的sn层相同的方式形成sn层。pd层的形成不限于镀覆，而是可以通过适用于形成含pd层的任何其他方法(如气相沉积)来进行。
代替上述方法，可以通过以下步骤来进行第一金属层1和第二金属层2的sn层的形成以及第二金属层2的pd层的形成：首先为了不在形成第一金属层1的区域上形成pd层，采用树脂带等进行掩蔽；在用于形成第二金属层2的区域上形成pd层；然后在用于形成第一金属层1和第二金属层2的区域上形成sn层。在形成第二金属层2时，可以在sn层上形成pd层，而不是在pd层上形成sn层。
pd层的形成可以通过连续处理进行，例如所谓的卷到卷处理，或者可以在将基材3切割成预定长度之后通过批量处理进行。
接下来，进行热处理以使pd扩散到sn中。由此，可以获得由sn-pd合金制成的第二金属层2。在热处理中，可以将其加热至(例如)250℃以上400℃以下的温度。由此，可以获得连接器端子用线材100。
在获得连接器端子用线材100之后，可以将其切割成段，并且可以根据需要对该段的期望部分(例如，端部)进行压制。这样，可以获得包括狭窄部分10的连接器端子用线材100a。
4.连接器
下面描述使用连接器端子用线材100或连接器端子用线材100a的示例性连接器。
图3为使用连接器端子用线材100的连接器200的透视图。图4为示出了连接器200安装在基板41上的状态的示意性截面。图5为示出了这样一种状态的示意性的截面图，其中安装在基板41上的连接器200嵌合入具有母端子32的连接器300中。
连接器200包括壳体21和通过将连接器端子用线材100或连接器端子用线材100a切割成预定长度而获得的端子101。壳体21由(例如)合成树脂制成，并且如图4所示，壳体21具有一个或多个端子插入孔，端子插入孔的一端侧是开口的。
端子101包括基本上弯曲90°的弯曲部分。端子101可以包括在水平方向上延伸的水平部分和在垂直方向上延伸的垂直部分，其中弯曲部分位于水平部分和垂直部分之间作为边界。端子101的弯曲部分位于壳体外部，并且端子101的水平部分自弯曲部分延伸并穿过壳体21的侧壁，水平部分的一端位于壳体21的中空部分中。
如图4所示，连接器200可以安装在基板41上。元件42设置在基板41上，以与其布线层电连接。基板41还具有通孔44。通孔44在其内壁面上具有导电层，导电层与布线层电连接。
在基板41的表面上，设置连接器200的壳体21。连接器200的端子101的垂直部分穿过通孔44，使得端子101的垂直部分的一端位于基板41的下表面以下。端子101通过通孔44中的焊料43而与通孔44的导电层电连接。由于用于端子101的连接器端子用线材100或连接器端子用线材100a的第一金属层具有优异的焊料润湿性，因此可以在端子101和通孔44的导电层之间建立良好的电连接。
如图5所示，端子101的水平部分嵌合入已进入壳体21的中空部分的连接器300的母端子32中。配合连接器300包括壳体31和由导电材料制成的母端子32。壳体31由例如树脂制成，并支撑母端子32。当配合连接器300的壳体31插入连接器200的壳体21的中空部分时，母端子32嵌合到端子101的水平部分的一端。由此，连接器200和连接器300电连接。
母端子32嵌合到端子101的第二金属层。由此，母端子32在端子101上的嵌合可以用低插入力进行，并且母端子32和端子101之间的接触电阻低。
本文中所公开的实施方案都应该解释为在每个方面都是说明性的而不是限制性的。本发明的范围不是由上述实施方案限定，而是由权利要求限定。本发明的范围旨在包含与权利要求的范围等同的含义和范围内的任何修改。
附图标记列表
1：第一金属层；2：第二金属层；3：基材；21、31：壳体；32：母端子；41：基板；42：元件；43：焊料；44：通孔；30a、30b、30c、30d：基材的侧面(截面中基材的边)；100、100a：连接器端子用线材；101：端子；200：连接器；300：另一连接器。