连接器端子及连接器端子用材料的制作方法_2

文档序号:8344805阅读:来源:国知局
生掘出及 胶粘,表现出低摩擦系数。在本端子用材料3中,通过在最表面露出锡层31和合金露出部 32,能够得到低接触电阻,并且形成端子时实现低插入力。
[003引本端子用材料3具有1000% W下的光泽度,由此,可W实现形成端子时所要求的 低插入力。该被认为是因为,如后面的实施例所示,在最表面上合金露出部32占整个表面 的面积(合金露出量)和光泽度密切相关,合金露出量越大,表面光泽度越小。即,认为由 于铜-锡合金的表面光泽小于锡的表面光泽,所W如果由铜-锡合金构成的合金露出部32 的比例增加,则整个表面的光泽度降低,并且合金露出部32相对于锡层31的表面积的总面 积增加,能够得到硬质铜-锡合金露出于最表面所带来的低插入力化的效果。
[0039] 另一方面,由于铜-锡合金的表面接触电阻大于锡,所W如果合金露出部32的总 面积过大,则端子接点部的接触电阻变得过大。在本端子用材料3中,通过将光泽度设为 50 % W上,合金露出部32所占面积不会过大,与不具有合金露出部而仅锡露出于最表面的 情况相比,避免了接触电阻过度上升。
[0040] 从形成端子时的插入力和接触电阻的平衡的观点考虑,更优选端子用材料3的表 面光泽度在100~800%的范围。进一步优选光泽度在130~550%的范围。
[0041] 在本发明中,得到的端子用材料可W通过测定及控制表面光泽度该一宏观参数来 实现需要的低插入力和低接触电阻,而不是直接测定合金露出部32的总面积该一微观参 数。为了对合金露出部32的总面积进行评价,需要使用如电子显微镜、激光显微镜、探针显 微镜之类的显微镜装置观察复合被覆层34的表面。另一方面,表面的光泽度仅通过由光源 照射光并测定镜面反射的光的强度即可W测得,因此,可W非常简便地获得其的值。因此, 通过W表面的光泽度为参数规定合金露出部32的最表面的结构,能够简单地形成具有降 低至预期范围的端子插入力和接触电阻的端子用材料。也可W在端子生产线的中途组装光 泽度测量装置,因此,能够对制造的全部的各端子测定光泽度,并有效消除由于端子用材料 制造条件的波动等导致的复合被覆层34的表面结构的波动而产生的端子插入力及接触电 阻的波动。
[004引复合被覆层34的厚度优选在0. 5~5. 0 ym的范围。如果低于该范围,则铜-锡 合金自合金露出部32在深度方向所占有的厚度也相应减小,因此不能充分获得形成端子 时的插入力降低效果。另外,由于锡层31减薄,从而也不能充分获得表面的接触电阻的降 低效果。另外,如果复合被覆层34大于上述范围,则坚硬的铜-锡合金的总量增加,端子的 生产性及加工性降低。
[0043] 形成复合被覆层34的合金露出部32的铜-锡合金中铜和锡可W为任意组成比。 一般而言,该是由于铜和锡的金属间化合物具有高于锡的硬度。但是,其中优选W化eSne金 属间化合物为主体而成的层,化eSne金属间化合物具有高的硬度,通过层叠铜和锡并加热即 可形成。化eSne不仅具有硬度,而且兼备耐氧化性及耐腐蚀性,在该方面,也很优选。
[0044] 如上述,复合被覆层34的光泽度与合金露出量、即合金露出部32的总面积相关, 认为无论合金露出部32的形状、大小及密度如何,如果合金露出部的总面积相同,则得到 基本相同的光泽度。因此,各合金露出部32的大小、形状及其分布密度没有特别指定。但 是,形成连接器端子时,为了在端子接点部实现合金露出部32产生的插入力降低的效果及 锡层31的露出部产生的接触电阻降低的效果双方,优选W接点部的最表面包含上述双方 的方式规定合金露出部32的大小、形状及分布密度。
[0045] 合金露出部32的平均间隔优选至少在一个方向上为0. 5mm W下。因为如果间隔 大于0.5mm,则在一般的连接器端子的接点部中难W包含合金露出部32和锡层31的露出部 双方。
[0046] 另外,如果合金露出部32和锡层31的露出部位的高低差过大,则在端子接点部, 难合金露出部32和锡层31的露出部双方与配对方导电部件接触,从而难W同时实现 低插入力和低接触电阻该两种效果。从该一观点出发,优选复合被覆层34的表面至少在一 个方向上具有0. 15 y m、在所有方向上具有3. 0 y m W下的算术平均粗趟度(Ra)。
[0047] 表面形成有复合被覆层34的母材30只要是能够作为形成连接器端子的基材的物 质,可w为任意物质,可w根据用途选择,可w例示选择铜或铜合金、或者侣或侣合金的情 况。例如,在连接于连接器端子的电线由铜或铜合金构成的情况下,选择铜或铜合金作为母 材30即可,在电线由侣或侣合金构成的情况下,选择侣或侣合金作为母材30即可。该是因 为通过使电线材料和构成连接器端子的母材30材料为同一种金属,防止在他们的接合部 产生腐蚀,即使在腐蚀环境下使用,依然维持电气特性。此外,由于电气配线的轻量化等要 求,近年来,由侣或侣合金构成的电线特别是在机动车配线领域得到使用,W侣或侣合金为 母材的优异连接器端子的重要性增加。
[0048] 也可W在母材30的表面和复合被覆层34之间形成由镶构成的中间层。通过形成 由镶构成的中间层,可W阻止金属原子从母材30向复合被覆层34扩散。由此,在高温环境 下使用连接器端子情况下及因通电而发热的情况下,防止母材30中的金属原子在复合被 覆层34中扩散而在表面被氧化,从而增加接触电阻。另外,该中间层也起到提高母材30和 复合被覆层34之间的密合性的作用。在母材30由铜或铜合金构成的情况下,前者即防止 扩散的效果变得重要,在母材30由侣或侣合金构成的情况下,后者即提高密合性的效果变 得重要。中间层的厚度优选为3.0 ymW下。如中间层高于3.0 ym,则由于镶层的硬度,连 接器端子的加工性变差。
[0049] 就合金露出部32和锡层31双方露出于最表面的复合被覆层34而言,只要能够得 到预定的光泽度,则可W为任意结构。例如,可W例示如下结构:通过在形成锡层31之前或 中途阶段,在表面散布由铜-锡合金构成的微粒而形成,其微粒在部分露出的状态下被埋 入锡层31内。或者,可W例示如下结构;在母材30的表面形成凹凸结构,然后在沿着该凹 凸结构的状态下于母材表面形成铜-锡合金层,接着,W保持铜-锡合金层的凸部的顶部附 近露出的方式在其上形成锡层31。从制造简便性、合金露出量控制性的观点出发,优选后者 的结构。
[0化0] 将后者的结构的一例示于图1化)。连接器端子材料3在母材30的表面层叠有 铜-锡合金层33,母材30由表面形成有凹凸结构的铜或铜合金、或者侣或侣合金构成。 铜-锡合金层33在母材30表面的凹凸结构中的高低差W下的范围内具有均匀的厚度,母 材30的表面上所形成的凹凸结构成为如下状态:沿着铜-锡合金层33表面,在铜-锡合金 层33的表面上形成凹凸结构。
[0051] 在铜-锡合金层33的上方形成有具有平滑表面的锡层31。锡层31的厚度被设定 为最大部位的厚度也小于铜-锡合金层33表面上的高低差。由此,包含铜-锡合金层33 的凸部的顶部的部位露出而未被锡层31被覆,形成有合金露出部32。由此形成的由铜-锡 合金层33和锡层31的集合构成且包含合金露出部32的被覆层成为复合被覆层34。也可 W在复合被覆层34和母材30的界面、即铜-锡合金层33和母材30的界面上形成由镶构 成的中间层。
[005引铜-锡合金层33的厚度优选在0. 1~3. 0 ym的范围。如果低于该范围,则难W 充分发挥降低摩擦系数的效果。另外,如果高于该范围,则端子的生产性及加工性变差。 [0化3] 作为锡层31的厚度,优选平均值在0.2~5.0 ym的范围,并且优选厚度最大处即 铜-锡合金层33的凹部的位置的厚度在1.2~20 ym的范围。如果锡层31低于该范围, 则最表面的接触电阻变得过大,如果高于该范围,则摩擦系数上升,通过形成合金露出部32 所获得的降低摩擦系数的效果被抵消。
[0化4] 具有如上结构的连接器端子用材料3可W通过任意方法形成。例如,母材30的凹 凸结构可W通过喷砂法等形成。根据需要,通过电锻在其上形成镶层,再于其表面依次层叠 铜层和锡层即可。然后,通过进行回流焊处理,形成铜-锡合金层33,并进行锡层31表面的 平滑化即可。
[0化5] 根据该方法,能够同时进行铜-锡合金层33的形成和锡层31的平滑化,因此能够 简便地形成复合被覆层34。另外,能够形成基本具有化eSne组分的铜-锡合金层33。
[0化6] 另外,在母材30由侣或侣合金构成的情况下,表面形成有坚硬且较厚的氧化物覆 膜,因此难W通过电锻直接在其表面上形成镶层或铜层。在该情况下
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