电连接结构和端子的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及与在不同种金属之间的电连接结构有关的技术。
【背景技术】
[0002] 作为在不同种金属之间的电连接结构，在专利文献1中公开的电连接结构是常规 已知的。专利文献1公开了如下技术：通过冷焊接将包含铜或铜合金的铜端子与由铝或铝 合金制成的铝单芯线连接。通过以上构造，通过金属结合使铜端子与铝单芯线在将铜端子 与铝单芯线冷焊接的冷焊接面上连接。因此，预期抑制了铝单芯线在冷焊接面上的电蚀。
[0003] 现有技术文献
[0004] 专利文献
[0005] 专利文献 I :TO 2006/106971
【发明内容】
[0006] 技术问题
[0007] 然而，根据以上构造，如图13中所示，当水4附着在与冷焊接面1不同的部分中的 铜端子2和铝单芯线3上时，存在所谓的腐蚀电流可能流动的担忧。将在下面解释这种腐 蚀电流。
[0008] 首先，在铝单芯线3的与水4接触的部分，铝向铝单芯线3释放电子，且在水中作 为Al 3+离子溶出。由此，在铝单芯线3处生成电子。
[0009] 另一方面，在水4与铜端子2相互接触的部分，溶解在水4中的氧气（所谓的溶解 氧）接收来自铜端子2的电子。由此，当水4为酸性时，通过溶解氧、H +离子和电子间的反 应生成H2O,或者当水4为中性或碱性时，通过溶解氧、H20和电子间的反应生成OH离子。以 这种方式在铜端子2处消耗电子。
[0010] 如上所述，电子在铝单芯线3处的生成及其在铜端子2处的消耗导致通过在铝单 芯线3与铜端子2之间的水4形成电路，且腐蚀电流通过这一电路流动。因此，通过在水4 与铝单芯线3相互接触的部分中的电蚀可能会使铝溶出进水4中。
[0011] 已经基于上述情况完成了本发明，且本发明旨在提供与在不同种金属间的电连接 结构有关的技术并且抑制电蚀。
[0012] 技术方案
[0013] 本发明涉及包含如下的电连接结构：铜构件，所述铜构件包含铜或铜合金；金属 构件，所述金属构件连接至铜构件并且包含具有比铜更大的离子化倾向的金属；和耐水层， 所述耐水层形成在所述铜构件的至少与连接至所述金属构件的连接部不同的部分。
[0014] 根据本发明，耐水层形成在铜构件的与连接部不同的部分。这一耐水层可以抑制 水到达铜构件的表面。因此，可以抑制腐蚀电流经水的流动，从而使得可以提高金属构件的 耐腐蚀性。
[0015] 本发明的优选实施方式如下。
[0016] 耐水层可以优选为包含表面处理剂的表面处理层，所述表面处理剂在分子结构中 具有疏水部和螯合基团。
[0017] 在上述表面处理层中含有的表面处理剂在分子结构中具有螯合部。这一螯合部结 合至铜构件的表面，使得表面处理层牢固地结合至铜构件。另一方面，表面处理剂在分子结 构中具有疏水部，因此当水附着至铜构件和金属构件两者上时，抑制了铜构件与水之间的 直接接触。然后，抑制了在水中含有的溶解氧向铜构件的供应。这一构造抑制了其中溶解 氧接受来自铜构件的电子、且通过生成水或OH离子而消耗电子的反应。因此，抑制了通过 铜构件与金属构件之间的水形成电路，从而使得可以抑制腐蚀电流在金属构件、水和铜构 件间的流动。根据本发明，通过其中在连接至金属构件的铜构件上而不是在金属构件上形 成表面处理层的构造可以抑制由电蚀导致的金属构件的溶出。
[0018] 表面处理剂在分子结构中具有疏水部，所述疏水部具有疏水性。所述疏水部只要 在其分子结构的至少一部分是疏水的即可。表面处理剂可以包含作为疏水部的疏水基团。 另外，表面处理剂可以在分子结构中包含疏水部和亲水部两者。
[0019] 疏水部可以优选包含烷基。
[0020] 根据上述方面，可以可靠地抑制铜构件与水之间的直接接触。烷基的实例可以包 括直链烷基、支链烷基和环烷基。这些可以单独使用或者作为其两种以上的组合使用。此 时，如果将氟原子引入至例如直链烷基、支链烷基或环烷基中，则获得更高的疏水性。
[0021] 上述螯合基团可以优选源自选自如下的一种螯合配体或两种以上的螯合配体：多 聚磷酸盐、氨基羧酸、1，3-二酮、乙酰乙酸（酯）、羟基羧酸、多胺、氨基醇、芳族杂环碱、酚、 肟、席夫碱、四吡咯、硫化合物、合成大环化合物、膦酸和羟基亚乙基膦酸。
[0022] 螯合基团由上述各种基团构成且因此可以可靠地结合至铜构件的表面。
[0023] 表面处理剂可以优选包含以下通式（1)的苯并三唑衍生物，所述苯并三唑衍生物 在分子结构中具有源自芳族杂环碱的螯合基团。
[0024]
[0025] 其中X表示疏水基团；且Y表示氢原子或低级烷基。
[0026] 根据上述方面，苯并三唑衍生物包含疏水基团，由此可以抑制水在铜构件表面上 的附着。此外，可以抑制水中的溶解氧到达铜构件的表面。因此，可以进一步抑制腐蚀电流 的流动，使得可以进一步抑制金属构件的电蚀。
[0027] 由上述X表示的疏水基团可以优选由以下通式（2)表示：
[0028]
[0029] 其中，R1和R2各自独立地表示氢原子或具有1个~15个碳原子的烷基、乙烯基、 稀丙基或芳基。
[0030] 优选地，R1和R2可以各自独立地表示具有5个~11个碳原子的直链烷基、支链烷 基或环烷基。
[0031] 根据上述方面，在由X表示的疏水基团中碳原子的数目相对大，导致高的疏水性。 因此，可以进一步抑制腐蚀电流的流动，由此使得可以进一步抑制金属构件的电蚀。
[0032] 直链烷基、支链烷基或环烷基可以包含例如碳-碳不饱和键、酰胺键、醚键或酯 键。环烷基可以由单个环或由多个环形成。
[0033] 上述Y可以优选为氢原子或甲基。
[0034] 根据上述方面，提高了表面处理层的疏水性，使得可以进一步抑制金属构件的电 蚀。
[0035] 上述金属构件可以优选包含铝或铝合金。
[0036] 根据上述方面，因为铝或铝合金具有相对小的比重，所以可以减小电连接结构的 重量。
[0037] 优选地，上述铜构件可以为第一电线的第一芯线，且上述金属构件可以为与第一 电线不同的第二电线的第二芯线。
[0038] 根据上述方面，在第一和第二电线之间电连接时，可以抑制由电蚀导致的如下金 属构件的溶出，所述金属构件构成第二电线的第二芯线。
[0039] 优选地，上述金属构件可以为电线的芯线，上述铜构件可以为具有要压接至上述 芯线的线筒部（wire barrel part)的端子，并且上述表面处理层可以至少形成在上述线筒 部的端面上。
[0040] 通过将金属板材压制成预定的形状而形成所述端子。因此，无论是否对金属板材 进行电镀，在压制后构成金属板材的铜或铜合金都在线筒部的端面上露出。在铜或铜合金 在线筒部的端面上露出的状态下，水在此处附着，因此由于与芯线中含有的铝或铝合金在 离子化倾向上的差异而导致可能会促进电蚀，导致铝从芯线中溶出。
[0041] 鉴于此，在上述方面中，在线筒部的端面上形成表面处理层，因此没有铜或铜合金 在线筒部的端面上露出。因此，可以防止芯线的电蚀。
[0042] 另外，本发明涉及使用上述电连接结构的端子。所述端子由其中将上述铜构件和 上述金属构件冷焊接的金属板材形成，并且具有包含上述铜构件的铜区域和包含上述金属 构件的金属区域，将所述区域并排排列，并且上述表面处理层形成在上述铜区域中。
[0043] 根据本发明，对于其中将铜构件和金属构件以一体化形成的方式冷焊接的端子， 可以抑制由电蚀导致的金属构件的腐蚀。
[0044] 本发明的优选实施方式如下。优选地，上述铜区域可以具有利用电镀金属电镀的 电镀区域，所述电镀金属具有的离子化倾向与上述金属构件相比更接近于上述铜构件的离 子化倾向，且上述表面处理层可以至少形成在上述铜构件的没有形成电镀区域的区域中。
[0045] 根据上述方面，金属区域与电镀区域之间和铜区域与电镀区域之间的离子化倾向 的差异比金属区域与铜区域之间的离子化倾向的差异小。因此，不太可能发生电蚀，从而抑 制电蚀速度。
[0046] 优选地，上述金属构件可以包含铝或铝合金，且上述金属区域可以在其表面上包 含防蚀铝层。
[0047] 根据上述方面，由于在金属区域的表面上形成防蚀铝层，所以抑制了铝向水中的 溶出。因此，可以进一步抑制由电蚀导致的金属构件的腐蚀。
[0048] 上述耐水层可以优选包含碱性化合物，所述碱性化合物具有对上述铜构件具有亲 和性的亲和性基团和碱性基团；和酸性化合物，所述酸性化合物具有要与上述碱性基团反 应的酸性基团和疏水基团。
[0049] 根据上述方面，由于耐水层具有疏水基团，所以在耐水层上的水不太可能到达铜 构件。因此，可以抑制腐蚀电流通过水流动，从而使得可以提高金属构件的耐腐蚀性。
[0050] 另外，由于在耐水层中含有的亲和性基团对铜构件具有亲和性，所以可以将碱性 化合物可靠地结合至铜构件的表面。由于这种碱性化合物的碱性基团与酸性化合物的酸性 基团反应，所以碱性化合物和酸性化合物牢固地结合在一起。因此，在酸性化合物中含有的 疏水基团通过碱性化合物被牢固地结合至铜构件。以这种方式，本发明实现了铜构件与耐 水层之间的牢固结合，使得可以抑制耐水层与铜构件分开。结果，可以提高金属构件的耐腐 蚀性。
[0051] 上述耐水层可以优选覆盖上述铜构件的与上述连接部不同的部分。
[0052] 根据上述方面，可以可靠地抑制水在铜构件的表面上的附着，从而使得可以可靠 地提高金属构件的耐腐蚀性。
[0053] 优选地，上述铜构件可以具有利用电镀金属电镀的镀层，所述电镀金属具有的离 子化倾向与上述金属构件相比更接近于上述铜构件的离子化倾向，并且上述耐水层可以至 少形成在上述铜构件的没有形成上述镀层的区域中。
[0054] 根据上述方面，金属构件与镀层之间和铜构件与镀层之间的离子化倾向的差异比 金属构件与铜构件之间的离子化倾向的差异小。因此，不太可能发生电蚀，从而提高耐电蚀 性。
[0055] 所述亲和性基团可以优选为含氮杂环基团。
[0056] 根据上述方面，由于含氮杂环基团具有碱性，所以当所述亲和性基团具有酸性时， 可以抑制铜构件或金属构件通过与亲和性基团反应而溶出。
[0057] 优选地，上述含氮杂环基团还可以用作碱性基团。根据上述方面，与碱性化合物除 含氮杂环基团以外还具有碱性官能团的情况相比，可以简化所述碱性化合物的结构。
[0058] 上述碱性化合物可以优选为由以下通式（3)表示的化合物：
[0059]
[0060] 其中X表示氢原子或有机基团；且Y表示氢原子或低级烷基。
[0061] 根据上述方面，可以在铜构件的表面上形成碱性化合物的致密层。因此，可以可靠 地抑制水在铜构件表面上的附着。
[0062] 上述X可以优选为由以下通式（4)表示的氨基：
[0063]
[0064] 其中R表示具有1个~3个碳原子的烷基。
[0065] 根据上述方面，X中的氨基与酸性化合物可以相互反应。
[0066] 上述碱性化合物可以优选为由式（5)表示的苯并三唑：
[0067]
[0068] 由于根据上述方面可以实现碱性化合物的单纯结构，所以在铜构件的表面上可以 形成碱性化合物的致密层。因此，可以可靠地抑制水在铜构件表面上的附着。
[0069] 上述酸性基团可以优选包含选自羧基、磷酸基、膦酸基和磺酰基中的一种基团或 两种以上的基团。
[0070] 根据上述方面，所述碱性化合物和酸性化合物可以可靠地相互反应。
[0071] 上述疏水基团可以优选为具有至少3个碳原子的有机基团。
[0072] 上述方面使得可以可靠地抑制水到达铜构件的表面上。
[0073] 上述金属构件可以优选包含铝或铝合金。
[0074] 根据上述方面，因为铝或铝合金具有相对小的比重，所以可以减小电连接结构的 重量。
[0075] 另外，本发明涉及采用所述电连接结构的端子。所述端子由上述铜构件制成并且 被连接至电线的芯线，所述芯线由上述金属构件制成。
[0076] 根据上述方面，可以提高连接至电线的端子的耐腐蚀性。
[0077] 有益效果
[0078] 根据本发明，可以提高所述电连接结构的耐电蚀性。
【附图说明】
[0079] 图1为显示根据本发明的第一实施方式⑴的电连接结构的放大的横截面图。
[0080] 图2为显示铜构件和金属构件在彼此上叠加的状态的透视图。
[0081] 图3为显示将铜构件和金属构件夹在一对夹具之间的状态的放大的横截面图。
[0082] 图4为显示电连接结构的放大的横截面图。
[0083] 图5为显示模型实验装置的示意图。
[0084] 图6为显示根据本发明的第一实施方式⑵的端子的侧面图。
[0085] 图7为显示已经进行了冲压的金属板材的部分平面图。
[0086] 图8为显示形成电镀区域之前的金属板材的放大的横截面图。
[0087] 图9为显示形成电镀区域之后的金属板材的部分平面图。
[0088] 图10为显示根据本发明的第一实施方式（3)的具有端子的电线的侧面图。
[0089] 图11为显示具有端子的电线的放大的平面图。
[0090] 图12为显示根据本发明的第一实施方式（4)的电连接结构的平面图。
[0091] 图13为显示常规技术的示意图。
[0092] 图14为显示根据本发明的第二实施方式（1)的电连接结构的放大的横截面图。
[0093] 图15为显示铜构件和金属构件在彼此上叠加的状态的透视图。
[0094] 图16为显示将铜构件和金属构件夹在一对夹具之间的状态的放大的横截面图。
[0095] 图17为显示电连接结构的放大的横截面图。
[0096] 图18为显示根据本发明的第二实施方式⑵的具有端子的电线的侧面图。
[0097] 图19为显示具有端子的电线的放大的平面图。
[0098] 图20为显示在盐雾试验前后，芯线与线筒部之间的电阻值的图。
[0099] 图21为显示在盐雾试验前后，具有端子的电线的抗张试验结果的图。
[0100] 图22为显示根据本发明的第二实施方式（3)的电连接结构的平面图。
【具体实施方式】
[0101] 〈第一实施方式（1)>
[0102] 将参照图1~5对根据本发明的第一实施方式（1)进行说明。本实施方式为包含 铜构件10和金属构件11的电连接结构30,所述金属构件11包含具有比铜更大的离子化倾 向的金属。
[0103] (金属构件11)
[0104] 如图1中所示，金属构件11包含具有比铜更大的离子化倾向的金属。在金属构件 11中含有的所述金属的实例可以包括镁、铝、锰、锌、铬、铁、镉、钴、镍、锡和铅或其合金。在 本实施方式中，通过将包含铝或铝合金的板材压制成预定的形状而获得金属构件11。
[0105] (铜构件 10)
[0106] 铜构件10包含铜或铜合金。在本实施方式中，通过将包含铜或铜合金的板材压制 成预定的形状而获得铜构件10。
[0107] (连接结构）
[0108] 作为用于连接金属构件11和铜构件10的方法，可以根据需要适当地选择任意连 接方法，例如电阻焊接、超声波焊接、钎焊连接（包括硬钎焊和软钎焊）、冷焊接、焊接或螺 栓连接。在本实施方式中，通过将金属构件11和铜构件10夹在一对夹具14之间而将它们 焊接。在其中通过焊接将金属构件11和铜构件10连接的连接部12中