[go: up one dir, main page]

TW202240603A - 鋁芯線用防蝕端子材料、防蝕端子及電線末端部構造 - Google Patents

鋁芯線用防蝕端子材料、防蝕端子及電線末端部構造 Download PDF

Info

Publication number
TW202240603A
TW202240603A TW111104179A TW111104179A TW202240603A TW 202240603 A TW202240603 A TW 202240603A TW 111104179 A TW111104179 A TW 111104179A TW 111104179 A TW111104179 A TW 111104179A TW 202240603 A TW202240603 A TW 202240603A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
film
core wire
terminal
corrosion
nickel
Prior art date
Application number
TW111104179A
Other languages
English (en)
Inventor
西村透
久保田賢治
Original Assignee
日商三菱綜合材料股份有限公司
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 日商三菱綜合材料股份有限公司 filed Critical 日商三菱綜合材料股份有限公司
Publication of TW202240603A publication Critical patent/TW202240603A/zh

Links

Images

Classifications

    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D7/00—Electroplating characterised by the article coated
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/02—Contact members
    • H01R13/03—Contact members characterised by the material, e.g. plating, or coating materials
    • 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
    • H01R4/10—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 effected solely by twisting, wrapping, bending, crimping, or other permanent deformation
    • H01R4/18—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 effected solely by twisting, wrapping, bending, crimping, or other permanent deformation by crimping
    • 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
    • H01R4/62—Connections between conductors of different materials; Connections between or with aluminium or steel-core aluminium conductors

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Connections Effected By Soldering, Adhesion, Or Permanent Deformation (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)

Abstract

提供鋁芯線用防蝕端子材料、由該防蝕端子材料所成的防蝕端子及使用該防蝕端子的電線末端部構造，其作為壓接在由鋁芯線所成之電線的末端的端子，防止腐蝕的效果較高。 在由金屬所成的基材形成有皮膜，具有：芯線壓接預定部，其在成形為端子時成為用來壓接電線之芯線的部分之內面；以及該芯線壓接預定部以外的部分，皮膜之中形成在芯線壓接預定部的第1皮膜，是由鎳、銅、鈷、鉬、錳、鉛、鐵、銀、金、鉑、鈀之任一種以上或其合金所成，在芯線壓接預定部以外的部分，於表面形成有第2皮膜，其具有由錫或錫合金所成的錫層。

Description

鋁芯線用防蝕端子材料、防蝕端子及電線末端部構造
本發明，是關於鋁芯線用防蝕端子材料、由該防蝕端子材料所成的防蝕端子及使用該防蝕端子的電線末端部構造，其作為壓接在由鋁芯線所成之電線的末端的端子來使用，防止腐蝕的效果較高。本案，是基於2021年2月4日申請的日本特願2021-016546號來主張優先權，並將其內容引用於此。
以往，是在以銅或銅合金形成之電線的末端部，壓接以銅或銅合金形成的端子，並將該端子連接於設在機器的端子，藉此將該電線連接於機器。且，為了電線的輕量化等，檢討著以鋁或鋁合金取代銅或銅合金來形成電線的芯線。
若以鋁或鋁合金來形成電線(導線)，以銅或銅合金來形成端子的話，在鹽水等般的電解質水溶液附著於電線與端子的壓接部時，有著因異種金屬的電位差所導致之異種金屬接觸腐蝕發生的情況。而且，伴隨著該電線的腐蝕，有著造成壓接部之電阻值的上升或壓接力的降低之虞。
作為這種異種金屬間之腐蝕的防止法，例如記載於專利文獻1～4。在專利文獻1記載著，將用來壓接導體的端子的壓接部(芯線壓接部)之露出區域及其附近的全外周以塑模樹脂來覆蓋。
在專利文獻2記載著，使壓接導體用的桶片(壓接端子)形成為比導體露出部分還長，在壓接導體時以桶片連續且一體地圍繞導體露出部分到絕緣外皮的前端為止，桶片的前端部卡合於桶底面，藉此確保防水功能。
在專利文獻3，是在覆蓋端子材料的Sn鍍敷層之上，形成具有對鋁為中間之電極電位的Zn鍍敷層。且，在專利文獻4，是在覆蓋端子材料的Sn鍍敷層之上，形成作為異種金屬接觸腐蝕防止層的Ni-Zn鍍敷層。 先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本特開2011-222243號公報 專利文獻2：日本特開2017-17036號公報 專利文獻3：日本特開2019-90089號公報 專利文獻4：日本特開2019-178375號公報
發明所欲解決之問題
但是，如專利文獻1所記載般設置塑模樹脂，或是如專利文獻2所記載般形成特殊形狀的桶片，會提高製造成本。
在如專利文獻3及專利文獻4那般形成有錫鍍敷層的情況，錫與鋁是沒有形成介相或金屬間化合物故密著性差。因此，當因腐蝕而使芯線壓接部的壓力變弱時，會在端子與鋁線之間產生間隙，若該間隙增大的話，會在芯線壓接部的內部促進腐蝕，有著用來確保導通的接觸部減少之虞。專利文獻1及專利文獻2，是界定一般的附Sn鍍敷之銅合金的端子構造，並沒有談到芯線壓接部之內部的鍍敷。
本發明，是鑑於前述課題而完成者，其目的在於提供鋁芯線用防蝕端子材料、由該防蝕端子材料所成的防蝕端子及使用該防蝕端子的電線末端部構造，其作為壓接在由鋁芯線所成之電線的末端的端子，防止腐蝕的效果較高。 解決問題之技術手段
本發明的鋁芯線用防蝕端子材料，具有：由金屬所成的基材、形成於前述基材的皮膜。該端子材料，具有：芯線壓接預定部，其在成形為端子時成為用來壓接電線之芯線的部分之內面；以及該芯線壓接預定部以外的部分，前述皮膜，具備：第1皮膜，其由鎳、銅、鈷、鉬、錳、鉛、鐵、銀、金、鉑、鈀之任一種以上或其合金所成且形成在前述芯線壓接預定部的表面；以及第2皮膜，其形成在前述芯線壓接預定部以外之部分的表面且在表面具有由錫或錫合金所成的錫層。
該鋁芯線用防蝕端子材料，其中，第1皮膜所含之鎳、銅、鈷、鉬、錳、鉛、鐵、銀、金、鉑、鈀的元素(以下稱為指定元素)，是在與鋁之間形成金屬間化合物。因此，將該第1皮膜用在芯線壓接預定部，藉此以接觸鋁芯線的狀態來形成金屬間化合物而提高密著性。
只要是該等任一指定元素之合金的話，雖可提升密著性，但為了得到所期望的密著性，指定元素的含量為60質量%以上較佳。
第1皮膜在芯線壓接預定部以外的部分露出而接觸或接近鋁芯線時，在鹽水等之腐蝕環境下有腐蝕之虞。因此，在芯線壓接預定部以外的部分具備在表面具有錫層的第2皮膜，藉此防止腐蝕，且，可提供銲錫濕潤性、接觸電阻優異的端子材料。
該鋁芯線用防蝕端子材料，其中，前述第1皮膜的膜厚為0.1μm以上8.0μm以下為佳。
若第1皮膜的膜厚小於0.1μm，則在撓曲加工或壓接加工時有皮膜破損之虞，若大於8.0μm則會導致材料成本增加或生產性降低故不佳。
該鋁芯線用防蝕端子材料，其中，前述第2皮膜，在前述錫層之下具有鎳鋅合金層為佳。
即使是以端子的芯線壓接部來壓接了芯線的狀態，當芯線的前端從芯線壓接部露出的情況，與在芯線壓接部以外露出之端子的表面部分之間可能會腐蝕。
在該防蝕端子材料，芯線壓接預定部以外之部分的第2皮膜，是鎳鋅合金層與錫層的疊層構造，鎳鋅合金層中的鋅會在錫層中擴散。因此，錫層的腐蝕電位會接近鋁，即使接觸或接近鋁芯線，亦可抑制異種金屬接觸腐蝕的發生。而且，第2皮膜在錫層之下具有鎳鋅合金層，萬一因磨損等而使錫層的全部或一部分消失的情況，亦可藉由其下面的鋅層來抑制異種金屬接觸腐蝕的發生，可抑制接觸電阻值的上升等。
該鋁芯線用防蝕端子材料具有在成形為端子時成為接點的接點預定部，前述接點預定部的前述皮膜亦可不具備前述第2皮膜，而具備第3皮膜，其表面由前述錫層所形成且不具有前述鎳鋅合金層。
在成形為端子時的接點部分，是與鋁芯線分離，故腐蝕的影響較少，沒有鋅亦可。且，由於沒有含有鋅的層，故在施加有熱負載之際，有著抑制鋅對錫層的擴散所致之接點部的接觸電阻上升的效果。
且，本發明的鋁芯線用防蝕端子，是由上述的防蝕端子材料所成的端子，本發明的電線末端部構造，是使該防蝕端子壓接於具有由鋁或鋁合金所成之鋁芯線的電線之末端。
該情況時，在前述防蝕端子與前述鋁芯線接觸的狀態下，形成有鎳、銅、鈷、鉬、錳、鉛、鐵、銀、金、鉑、鈀之任一種以上的金屬與鋁之間的金屬間化合物亦可。 發明之效果
根據本發明，在第1皮膜的表面所含有之指定元素與鋁之間形成金屬間化合物，故使用於芯線壓接部，藉此提高與鋁芯線的密著性，即使是腐蝕環境下亦可抑制接觸電阻的上升。
說明本發明之實施形態的鋁芯線用防蝕端子材料、防蝕端子及電線末端部構造。
本實施形態的鋁芯線用防蝕端子材料(以下僅稱為防蝕端子材料)1，整體如圖2所示，是用來成形複數個端子的長條材料(以下稱為條材)，在平行地延伸之一對長條的帶板狀的載體部21之間，使成形為端子的複數個端子用構件22在載體部21的長度方向空出間隔來配置，各端子用構件22透過細窄的連結部23而連結於兩載體部21。各端子用構件22例如成形為圖3及圖4所示般的形狀，從連結部23切斷，藉此完成防蝕端子10。
該防蝕端子10，在圖3及圖4之例是示出母端子，從前端依序一體成形有：讓公端子15嵌合的連接部11、將電線12之露出的芯線(鋁芯線)12a予以壓接的芯線壓接部13、將電線12的外皮部12b予以壓接的外皮壓接部14。連接部11形成為角筒狀，連續於其前端的彈簧片11a是往內部折入地插入。
圖4表示對電線12壓接了防蝕端子10的末端部構造。在該電線末端部構造，芯線壓接部13及其附近直接接觸於電線12的芯線12a。
在圖2所示之防蝕端子材料1(條材)，對其各部附上與成形為防蝕端子10時之各部相同的符號。且，在該條材，將成形為防蝕端子10時之成為芯線壓接部13之內面的部分定為芯線壓接預定部25。
圖中，符號16是形成在芯線壓接預定部25之表面的鋸齒部，在作為芯線壓接部13而將芯線12a予以壓接之際，成為使鋸齒部16強力咬入芯線12a的狀態。
[第1實施形態] 第1實施形態的防蝕端子材料1，其剖面如圖1所示意表示般，在由金屬所成之基材2上，使第1皮膜3形成於芯線壓接預定部25，使第2皮膜4形成於芯線壓接預定部25以外的區域。
基材2，只要是由具有導電性的金屬所成的話，則其組成沒有特別限定，以由銅或銅合金所成者為佳，例如可適用無氧銅(C10200)或Cu-Mg系銅合金(C18665)等。且，是在由金屬所成之母材料的表面施有銅鍍敷或銅合金鍍敷、錫鍍敷或錫合金鍍敷的鍍敷材料亦可。
形成在芯線壓接預定部25的第1皮膜3，是由鎳、銅、鈷、鉬、錳、鉛、鐵、銀、金、鉑、鈀(將該等元素稱為指定元素)之任一種以上或其合金所成。第1皮膜3為合金的情況，只要該等之指定元素在質量%中是皮膜中最多的元素即可。
該等指定元素，是可在與鋁之間形成金屬間化合物的元素。在芯線壓接預定部25具有含有該等指定元素的第1皮膜3，藉此在第1皮膜3的表面壓接於鋁芯線12a，或是以鋸齒部16咬入鋁芯線12a的狀態時，會在第1皮膜3中的指定元素與鋁芯線12a的鋁之間形成金屬間化合物而提高密著性。
該指定元素若不是在第1皮膜中最多的存在，則與鋁芯線的鋁之間形成金屬間化合物的效果較差，無法得到所期望的密著性，有在腐蝕環境下使接觸電阻上升之虞。該指定元素的含量較佳為60質量%以上。含有兩種以上之指定元素的情況時，只要該等指定元素的合計在質量%比率為最多即可，其合計為60質量%以上較佳。
該第1皮膜3的膜厚是0.1μm以上8.0μm以下為佳。若第1皮膜3的膜厚小於0.1μm，則在撓曲加工或壓接加工時有皮膜破損之虞，若大於8.0μm則會導致材料成本增加或生產性降低故不佳。
在芯線壓接預定部25以外之區域所形成的第2皮膜4，在最表層具有由錫或錫合金所成的錫層。
在該第1實施形態，第2皮膜4，是依序在基材2上疊層有：由鎳或鎳合金所成的鎳層6、由鎳鋅合金所成的鎳鋅合金層7、由錫合金所成的錫層8。該情況時，鎳鋅合金層7的鋅會在錫層8中擴散。因此，第2皮膜4的錫層8，腐蝕電位會靠近鋁，可抑制與鋁芯線12a靠近之情況之腐蝕的發生。
鎳層6，厚度為0.1μm以上5.0μm以下且鎳含有率為80質量%以上較佳。該鎳層6，有著防止來自基材2之銅的擴散的功能。若鎳層6的膜厚小於0.1μm則防止銅的擴散的效果較差，若大於5.0μm則在沖壓加工時容易發生破裂。
鎳層6的鎳含有率小於80質量%的話，防止銅在第2皮膜4擴散的效果較小。該鎳含有率為90質量%以上更佳。
鎳鋅合金層7，膜厚是0.1μm以上5.0μm以下。該鎳鋅合金層7之鋅的含量為30質量%以上95質量%以下較佳。
該鎳鋅合金層7的鋅含量小於30質量%的話，鎳鋅合金層7的耐腐蝕性會惡化，在暴露於鹽水等之腐蝕環境之際，鎳鋅合金層7會快速地腐蝕消失，而容易在與芯線12a之間產生腐蝕。另一方面，若鎳鋅合金層7的鋅含量大於95質量%的話，鋅對錫層8的擴散會過剩，而容易在錫層8表面發生變色。
該鎳鋅合金層7的膜厚小於0.1μm的話，使第2皮膜4之表面(錫層8)的腐蝕電位淡化的效果較差，若大於5.0μm的話沖壓加工性會降低，故在對端子10沖壓加工時有發生破裂之虞。
第2皮膜4的錫層8，鋅濃度為0.4質量%以上15質量%以下。如上述般，若第2皮膜4的錫層8含有鋅的話，會使腐蝕電位淡化而有著防止鋁製之芯線12a腐蝕的效果。該錫層8的鋅濃度小於0.4質量%的話，使腐蝕電位淡化來防止芯線12a腐蝕的效果較差，若大於15質量%的話，錫層8的耐腐蝕性會顯著降低故暴露於腐蝕環境的話會使錫層8腐蝕，有著第2皮膜4與芯線12a的接觸電阻惡化之虞。該錫層8的鋅濃度為1.5質量%以上6.0質量%以下更佳。
且，第2皮膜4之錫層8的膜厚為0.1μm以上6.0μm以下較佳。該錫層8的膜厚小於0.1μm則過薄，在製造上難以形成均勻的層，且在端子製作過程的撓曲加工時會有鍍敷被破壞之虞。另一方面，錫層8的膜厚大於6.0μm則過厚，會導致第2皮膜4之表面的動摩擦係數增大，在連接器等之使用時的裝卸抵抗會有變大的傾向。且，會導致材料成本的增大。
具有以上之層構造的第2皮膜4，如前述般，存在於除了芯線壓接預定部25以外之部分的表裏全面。在鹽水等電解質的液體附著的情況，芯線壓接預定部25以外的部分，有著與鋁製的芯線12a電性連接的可能性，由於異種金屬接觸腐蝕也會從遠離的部位使腐蝕電流流過來，故第2皮膜4具有鎳鋅合金層7較佳。
接著，針對該防蝕端子材料1的製造方法進行說明。作為基材2，準備由銅或銅合金所成的板材料。對該板材料施以裁斷、開孔等之加工，藉此如圖2所示般，在載體部21透過連結部23而連結有複數個端子用構件22來形成條材。而且，對該條材(基材2)藉由脫脂、酸洗等之處理來洗淨表面。
將基材2之芯線壓接預定部25以外的區域以遮罩(圖示省略)來覆蓋，成為只有芯線壓接預定部25露出的狀態，來在芯線壓接預定部25形成第1皮膜3。形成各皮膜的方法並未特別限定，但就生產性的觀點來看使用電鍍法為佳。除了電鍍法以外，還可使用蒸鍍法等。
形成第1皮膜3用的鍍敷浴，只要可均勻成膜的話就不過問浴種。第1皮膜3只要是鎳鍍敷層的話可以使用瓦特浴或氨基磺酸浴、檸檬酸浴等，只要是銅鍍敷層的話就使用硫酸銅浴，只要是鈀鍍敷層的話就使用氯化鈀等之含有鈀化合物的鍍敷浴，只要是鈷鍍敷層的話就使用含有硫酸鈷的鍍敷浴，只要是錳鍍敷層的話就使用含有硫酸錳的鍍敷浴等，使用該金屬種類的代表性鍍敷浴即可。
接著，將覆蓋芯線壓接預定部25以外之部分的遮罩予以去除，將芯線壓接預定部25以遮罩來覆蓋，使芯線壓接預定部25以外的部分露出，在該狀態下依序施以鎳鍍敷、鎳鋅合金鍍敷、錫鍍敷。
用來形成鎳層6的鎳鍍敷，只要可得到細緻的鎳主體膜的話並無特別限定，使用周知的氨基磺酸浴、瓦特浴、檸檬酸浴等藉由電鍍來形成即可。藉由該鎳鍍敷來形成之鎳鍍敷層的膜厚為0.1μm以上5.0μm以下較佳，0.5μm以上2.0μm以下更佳。
用來形成鎳鋅合金層7的鎳鋅合金鍍敷，只要可用所期望的組成來得到細緻的膜的話並無特別限定，可使用硫酸鹽浴、氯化物浴、鹼浴來電鍍。藉由該鎳鋅合金鍍敷來形成之鎳鋅合金鍍敷層的膜厚為0.1μm以上5.0μm以下，0.5μm以上3.0μm以下較佳。
用來形成錫層8的錫鍍敷或錫合金鍍敷，可用周知的方法來進行，例如可使用有機酸浴(例如酚磺酸浴、烷烴磺酸浴或鏈烷醇磺酸(alkanolsulfonic acid)浴)、氟硼酸浴、鹵素浴、硫酸浴、焦磷酸浴等之酸性浴，或是使用鉀浴、鈉浴等之鹼性浴來電鍍。藉由該錫鍍敷來形成之錫鍍敷層的膜厚為0.1μm以上6.0μm以下較佳，0.5μm以上3.0μm以下更佳。
為了在常溫(25℃)下使鎳鋅合金層7與錫層8的相互擴散有所進展，是使鎳鋅合金鍍敷層的表面成為清淨狀態之後疊層錫鍍敷層為佳。由於會在鎳鋅合金鍍敷層的表面迅速形成氫氧化物或氧化物，故在以鍍敷處理來連續成膜的情況時，為了去除氫氧化物或氧化物，是先以氫氧化鈉水溶液或氯化銨水溶液來洗淨之後直接成膜錫鍍敷層為佳。又，在以蒸鍍等之乾式法來成膜錫層之際，是將鎳鋅合金鍍敷層表面以氬濺射處理來蝕刻之後再成膜為佳。
如此製造之防蝕端子材料1，是在芯線壓接預定部25形成有含有前述指定元素的第1皮膜3，在芯線壓接預定部25以外的部分，形成有由鎳層6、鎳鋅合金層7、錫層8所成的第2皮膜4。
而且，藉由沖壓加工等來加工成條材那樣的端子形狀，將連結部23切斷，藉此形成圖3所示之防蝕端子10。
圖4表示將防蝕端子10壓接於電線12後的末端部構造，芯線壓接部13及其附近直接接觸於電線12的芯線12a。
該防蝕端子10，在芯線壓接部13之內面部分的芯線壓接預定部25，含有60質量%以上之鎳、銅、鈷、鉬、錳、鉛、鐵、銀、金、鉑、鈀之中任一種或兩種以上的指定元素。該等指定元素與鋁形成金屬間化合物，故提高芯線壓接預定部25的密著性，可抑制異種金屬接觸腐蝕的發生。
在芯線壓接預定部25以外的表面，形成有由鎳層6、鎳鋅合金層7、錫層8疊層而成的第2皮膜4，在錫層8中，含有腐蝕電位比錫還要接近鋁的鋅，故該錫層8的腐蝕電位會接近鋁。因此，在接觸或接近鋁芯線12a的芯線壓接部13之附近部位，防止腐蝕的效果較高，可有效防止異種金屬接觸腐蝕的進展。而且，在錫層8之下形成有鎳鋅合金層7，錫層8之下的鎳鋅合金層7與鋁的腐蝕電位相近，故萬一因磨損等而使錫層8的全部或一部分消失的情況，亦可確實抑制異種金屬接觸腐蝕的進展。
本實施形態的情況，是以圖2之條材的狀態來進行鍍敷處理，而在防蝕端子10的端面不會使基材2露出，故可發揮出優異的防蝕效果。
[第2實施形態] 在第1實施形態的防蝕端子材料1，作為形成在芯線壓接預定部25以外之區域的第2皮膜4，是依序疊層有鎳層6、鎳鋅合金層7、錫層8，但亦可依序疊層鎳層、銅錫合金層、錫層來作為第2皮膜。第1皮膜3是與第1實施形態相同者。於是，該第2實施形態之防蝕端子材料之剖面的層構造與圖1相同，故省略圖示。因腐蝕環境的程度，而有可能使用這種端子材料。
該第2實施形態的第2皮膜，是在基材之上，依序施以由鎳或鎳合金所成的鎳鍍敷、由銅或銅合金所成的銅鍍敷、由錫或錫合金所成的錫鍍敷之後，加熱溶融來進行熱處理，藉此在鎳層之上形成有由Cu 6Sn 5或Cu 3Sn等之銅錫合金所成的銅錫合金層、沒有合金化而留下的錫層。銅錫合金層與錫層的界面形成為凹凸狀。
在製造該第2實施形態之防蝕端子材料的情況，首先，將基材2之芯線壓接預定部25以遮罩(圖示省略)來覆蓋，使芯線壓接預定部25以外的部分露出，在該狀態下依序施以鎳鍍敷、銅鍍敷或銅合金鍍敷、錫鍍敷，最後去除遮罩來進行熱處理。之後，將芯線壓接預定部25以外的區域以遮罩(圖示省略)來覆蓋，只有使芯線壓接預定部25露出，並在芯線壓接預定部25形成第1皮膜3。
該等鍍敷之中，鎳鍍敷及錫鍍敷是與第1實施形態的鎳鍍敷、錫鍍敷相同條件即可。
另一方面，銅鍍敷，是使用一般的銅鍍敷浴即可，例如可使用硫酸銅(CuSO 4)及將硫酸(H 2SO 4)作為主成分的硫酸銅浴等。藉由該銅鍍敷來形成之銅鍍敷層的膜厚為0.3μm以上1.0μm以下較佳。
熱處理，是使基材的表面溫度升溫至200℃以上270℃以下之後，在該溫度保持3秒以上10秒以下的時間之後，進行急速冷卻。藉由該熱處理，使銅鍍敷層的銅與錫鍍敷層的錫進行反應，而形成由該化合物所成的銅錫合金層，並在其上配置有留下的錫層。該等銅錫合金層及錫層的界面形成為凹凸狀。
該第2皮膜，是在比較軟的錫層之下中介有凹凸狀界面來配置比較硬的銅錫合金層，故摩擦係數較低，作為連接器端子而言較優異。
又，作為第2皮膜，是構成為具有鎳層，但亦有因應必要，不形成鎳層而形成銅錫合金層及錫層的情況。
[第3實施形態] 於圖5表示第3實施形態的防蝕端子材料101。該防蝕端子材料101，在芯線壓接預定部25形成有由前述指定元素或其合金所成的第1皮膜3這點，是與第1實施形態等相同，但在芯線壓接預定部25以外之部分所形成的第2皮膜41，是在因應必要而形成之由鎳或鎳合金所成的鎳層61之上，形成有由錫或錫合金所成的錫層81。因腐蝕環境的程度，而有可能使用這種端子材料。該錫層81的膜厚為0.1μm以上6.0μm以下較佳。
具有該錫層81的第2皮膜41，是在基材2之上，進行由鎳或鎳合金所成的鎳鍍敷、由錫或錫合金所成的錫鍍敷之後，施以加熱溶融(回流焊)的熱處理藉此形成。
作為熱處理，是使基材2的表面溫度升溫至200℃以上270℃以下之後，在該溫度保持3秒以上10秒以下的時間之後，進行急速冷卻。
該防蝕端子材料101，是使第2皮膜41藉由所謂的回流鍍錫所形成，故錫層81的外觀會成為光澤面，且使內部應力緩和而防止毛邊的發生。
[第4實施形態] 圖6至圖8表示第4實施形態的防蝕端子材料。
在第1實施形態至第3實施形態，是針對防蝕端子材料的皮膜，分成芯線壓接預定部25與除此之外的區域，但在第4實施形態的防蝕端子材料102，是針對芯線壓接預定部25以外的區域，進一步分成兩個區域：將成形為端子時在連接部11內與公端子15接觸而成為接點的部分作為接點預定部26、將接點預定部26及芯線壓接預定部25以外的部分作為表面露出部27。
在圖8所示之實施形態的防蝕端子(母端子)100的情況，在形成為角筒狀之連接部11內成為對向狀態的彈簧片11a之正面、連接部11之內側的頂面、連接部11之內側面之中彈簧片11a與連接部11之頂面之間的部分、及連接部11之內側面之上半部左右的部分，是與公端子15接觸而成為接點的接點預定部26。
如圖7所示般，在展開連接部11及彈簧片11a的狀態下，成為連接部11的部分之以兩點鏈線表示的正面、以虛線表示之彈簧片11a之背面的一部分各自為接點預定部26。
表面露出部27，是除了接點預定部26與芯線壓接預定部25以外的表面。
而且，如圖6所示般，在芯線壓接預定部25形成有第1皮膜3，並在表面露出部27形成有第2皮膜4。該等第1皮膜3及第2皮膜4是前述各實施形態之皮膜之任一種的組合亦可。在圖6表示與第1實施形態相同組合的第1皮膜3與第2皮膜4。
另一方面，在接點預定部26形成有第3皮膜5。該第3皮膜5，是在因應必要而形成之由鎳或鎳合金所成的鎳層6之上，形成有由錫或錫合金所成的錫層82。即使是在第2皮膜4具有第1實施形態那種鎳鋅合金層7與錫層8的情況，該第3皮膜5亦不具有鎳鋅合金層7。
在以錫合金來形成錫層82的情況也是，為不含有鋅的層較佳。若該第3皮膜5之表面的錫層82存在鋅的話，在高溫環境下會累積鋅的氧化物，而有損及作為接點之連接可靠性的情況。因此，在接點預定部26的第3皮膜5中，成為不具有鋅層的構造，藉此即使是暴露於高溫環境下亦能防止接觸電阻的上升。
且，接點預定部26位在與芯線12a分離的位置，故通過鹽水等之電解質水溶液而電性連接來造成腐蝕反應的可能性較低。為了使接點預定部26的第3皮膜5造成腐蝕反應的可能性進一步降低，不具有鋅層的接點預定部26是越窄越好。在圖7所示之例，彈簧片11a的背面，僅在公端子15會接觸的部分形成第3皮膜5來作為接點預定部26。
該第3皮膜5之鎳層6的膜厚為0.1μm以上5.0μm以下、錫層82的膜厚為0.1μm以上6.0μm以下較佳。該錫層82的膜厚小於0.1μm的話，在製造上難以形成均勻的層，且在端子製作過程的撓曲加工時會有鍍敷被破壞之虞。另一方面，錫層82的膜厚大於6.0μm的話，由於膜厚過厚，會導致動摩擦係數增大，在連接器等之使用時的裝卸抵抗會有變大的傾向。且，會導致材料成本的增大。
製造該第4實施形態之防蝕端子材料的情況，首先，在將成為接點預定部26之部分以外的區域以遮罩來覆蓋的狀態下，依序施以第3皮膜5用之由鎳或鎳合金所成的鎳鍍敷、由錫或錫合金所成的錫鍍敷。接著，去除遮罩來進行熱處理，藉此在接點預定部26形成第3皮膜5。
接著，在將成為芯線壓接預定部25的部分以外的區域以遮罩來覆蓋的狀態下，形成第1皮膜3。接著，以遮罩覆蓋第1皮膜3與第3皮膜5，施以由鎳或鎳合金所成的鎳鍍敷。然後，施以第2皮膜4用的鍍敷(例如鎳鋅合金鍍敷與由錫或錫合金所成的錫鍍敷)。
最後，去除遮罩，而分別在芯線壓接預定部25形成有第1皮膜3，在表面露出部27形成有第2皮膜4，在接點預定部26形成有第3皮膜5。
作為熱處理，是使基材2的表面溫度升溫至200℃以上270℃以下之後，在該溫度保持3秒以上10秒以下的時間之後，進行急速冷卻。
該防蝕端子材料102，由於接點預定部26是使第3皮膜5的表面以錫層82來形成，故銲錫濕潤性良好，且接觸電阻較低，具有優異的電氣特性。該情況時，在第3皮膜5，錫層82之下不具有鋅層，故在暴露於高溫環境之際亦可抑制接觸電阻的上升。
又，第1皮膜3形成後，在僅將第1皮膜3以遮罩覆蓋的狀態下依序實施鎳鍍敷及鎳鋅合金鍍敷，藉由部分蝕刻來去除接點預定部26的鎳鋅合金鍍敷層之後全面地實施錫或錫合金鍍敷，最後去除遮罩來進行熱處理，藉此形成第2皮膜4與第3皮膜5亦可。
此外，本發明不限定於上述實施形態，在不超脫本發明之主旨的範圍內可施加各種變更。
例如，在之前的實施形態，是對沖壓加工過的條材施以各種鍍敷，但亦可對沖壓加工之前的帶狀板材料(基材)施以各種鍍敷之後才沖壓加工成條材的形狀。 實施例
作為基材使用C1020的銅板，將該銅板予以脫脂、酸洗之後，以遮罩覆蓋一部分，施以表1所示之指定元素的鍍敷來形成第1皮膜。之後，以遮罩覆蓋第1皮膜，將第1皮膜以外之部分的遮罩予以去除來形成表1所示之第2皮膜。且，在一部分，製作出取代第2皮膜而形成第3皮膜者。
該等第2皮膜及第3皮膜，是以下3種類的鍍敷皮膜。
鍍敷A：在基材之上施以1.0μm厚度的鎳鍍敷，在此之上施以1.5μm厚度的錫鍍敷之後，以200℃～270℃的溫度施以3秒～10秒的熱處理。
鍍敷B：在基材之上施以1.0μm厚度的鎳鍍敷，在此之上施以0.5μm厚度的銅鍍敷，進一步在此之上施以1.5μm厚度的錫鍍敷之後，以200℃～270℃的溫度施以3秒～10秒的熱處理。
鍍敷C：在基材之上施以1.0μm厚度的鎳鍍敷，在此之上施以1.0μm厚度的鎳鋅合金鍍敷，進一步在此之上施以1.5μm厚度的錫鍍敷。
主要的鍍敷條件如以下所述，各層之各添加金屬元素的含量，是將鍍敷液中之該添加金屬元素離子予以變量藉此來調整。
且，作為比較例，是以錫鍍敷層作為第1皮膜，以鍍敷A作為第2皮膜。
＜鎳鍍敷條件＞ •鍍敷浴組成 氨基磺酸鎳300g／L 氯化鎳5g／L 硼酸30g／L •浴溫：45℃ •電流密度：5A／dm 2
＜鎳鋅合金鍍敷條件＞ •鍍敷浴組成 硫酸鈉70g／L 硫酸鎳250g／L 硫酸鋅100g／L 硫酸2g／L •陽極：鎳板 •浴溫：50℃ •電流密度：3A／dm 2
＜錫鍍敷條件＞ •鍍敷浴組成 甲基磺酸錫200g／L 甲基磺酸100g／L 光澤劑 •浴溫：25℃ •電流密度：5A／dm 2
＜銅鍍敷條件＞ •鍍敷浴組成 硫酸銅5水合物250g／L 硫酸50g／L •浴溫：50℃ •電流密度：3A／dm 2•陽極：含磷銅
＜鈀鍍敷條件＞ •鍍敷浴組成 氯化鈀17g／L 磷酸銨100ml／L 氯化銨25g／L •浴溫：30℃ •電流密度：1A／dm 2•陽極：Pt/Ti(對鈦製板覆蓋鉑的不溶性電極)
＜鈷鍍敷條件＞ •鍍敷浴組成 硫酸鈷7水合物140g／L 硼酸40g／L •浴溫：30℃ •電流密度：1A／dm 2•陽極：Pt/Ti
＜錳鍍敷條件＞ •鍍敷浴組成 硫酸錳200g／L 硫酸銨100g／L •浴溫：30℃ •電流密度：8A／dm 2•陽極：Pt/Ti
＜銀鍍敷條件＞ •鍍敷浴組成 氰化銀鉀55g／L 氰化鉀130g／L 碳酸鉀15g／L 非離子性界面活性劑1g／L 2,2巰基乙醇5g／L •浴溫：25℃ •電流密度：5A／dm 2•陽極：純銀板
＜鎳鈷合金鍍敷條件＞ •鍍敷浴組成 硫酸鎳6水合物200g／L 硫酸鈷7水合物10g／L 硼酸35g／L •浴溫：55℃ •電流密度：3A／dm 2•陽極：鎳板
＜銅銀合金鍍敷條件＞ •鍍敷浴組成 氰化銅鉀50g／L 氰化銀鉀2g／L 氰化鉀5g／L 碳酸鉀20g／L •浴溫：30℃ •電流密度：0.3A／dm 2•陽極：銀板與銅板
＜鉛鍍敷條件＞ •鍍敷浴組成 甲基磺酸鉛50g／L 甲基磺酸150g／L 光澤劑1g／L •浴溫：30℃ •電流密度：1A／dm 2•陽極：鉛板
＜鐵鍍敷條件＞ •鍍敷浴組成 硫酸鐵(II)七水合物150g／L 硼酸30g／L •浴溫：40℃ •電流密度：1A／dm 2•pH = 2.0 •陽極：鐵板
＜鎳鉬合金鍍敷條件＞ •鍍敷浴組成 硫酸鎳6水合物20g／L 鉬酸鈉40g／L 檸檬酸三鈉70g／L •浴溫：40℃ •電流密度：4A／dm 2•pH = 5.0 •陽極：鎳板
＜金鍍敷條件＞ •鍍敷浴組成 氰化金鉀5g／L 氰化鉀30g／L 磷酸氫二鉀30g／L •浴溫：60℃ •電流密度：0.3A／dm 2•陽極：Pt/Ti
＜鉑鍍敷條件＞ •鍍敷浴組成 氯化鉑5g／L 鹽酸100g／L 磷酸氫二鉀30g／L •浴溫：60℃ •電流密度：3.5A／dm 2•陽極：鉑板
針對所得到的試料，分別測量第1皮膜的膜厚、指定元素的濃度。
第1皮膜的膜厚，是藉由掃描式離子顯微鏡來觀察剖面藉此測量。
指定元素的濃度，是使用精工儀器股份有限公司製的集束離子束裝置：FIB(型號：SMI3050TB)，製作出將試料薄化成100nm以下的觀察試料，使用日本電子股份有限公司製的掃描穿透式電子顯微鏡：STEM(型號：JEM-2010F)以加速電壓200kV來對該觀察試料進行觀察，使用附設於STEM的能量分散式X光分析裝置：EDS (Thermo公司製)來測量。將在膜厚方向等間隔地測量5點之值的平均值定為濃度。
在表1，表示第1皮膜至第3皮膜之各皮膜的組合。針對第3皮膜，記載為「-」的是沒有設置第3皮膜，表示在芯線壓接預定部25以外的區域形成有第2皮膜的情況。第1皮膜的濃度那欄，是指定元素的濃度，在指定元素由複數個元素所成的情況，是將該等之元素與含量合併記入濃度那欄。且，第1皮膜的剩餘部那欄，記載了指定元素與不可避雜質以外之構成第1皮膜的元素。
Figure 02_image001
將所得到的試料成形為母端子，壓接鋁芯線。然後，作為腐蝕環境放置試驗，將該壓接了鋁芯線的端子浸泡在23℃的5%氯化鈉水溶液24小時之後，在75℃、90%RH的高溫高濕下放置48小時。之後，藉由四端子法來測量鋁芯線與端子間的接觸電阻。電流值為10mA。其結果示於表2。
Figure 02_image003
由表2的結果可得知，在含有指定元素之第1皮膜的實施例，腐蝕環境放置試驗後的接觸電阻被抑制在較低，具有優異的防腐蝕性。使用鍍敷C來作為第2皮膜的試料，接觸電阻極低。推測是由於鍍敷C含有鋅，故鋅適當地擴散於第2皮膜的表面，藉此抑制接觸電阻值的上升。 相對於此，比較例的第1皮膜是以錫為主成分的皮膜，故在腐蝕環境試驗為較高的接觸電阻。 產業上的可利用性
提供鋁芯線用防蝕端子材料、由該防蝕端子材料所成的防蝕端子及使用該防蝕端子的電線末端部構造，其作為壓接在由鋁芯線所成之電線的末端的端子，防止腐蝕的效果較高。
1,101,102:防蝕端子材料 2:基材 3:第1皮膜 4,41:第2皮膜 5:第3皮膜 6,61:鎳層 7:鎳鋅合金層 8,81,82:錫層 10,100:防蝕端子 11:連接部 11a:彈簧片 12:電線 12a:芯線(鋁芯線) 12b:外皮部 13:芯線壓接部 14:外皮壓接部 25:芯線壓接預定部 26:接點預定部 27:表面露出部
[圖1] 示意表示本發明之防蝕端子材料之第1實施形態的主要部剖面圖。 [圖2] 實施形態之防蝕端子材料的俯視圖。 [圖3] 表示適用有實施形態之防蝕端子材料的防蝕端子之例子的立體圖。 [圖4] 表示壓接了圖3之防蝕端子的電線之末端部的剖面圖。 [圖5] 示意表示本發明之第3實施形態的剖面圖。 [圖6] 示意表示本發明之第4實施形態的剖面圖。 [圖7] 第3實施形態之防蝕端子材料之端子用構件的放大圖。 [圖8] 表示由圖7之防蝕端子材料所形成之防蝕端子(母端子)與公端子之間的連接狀態的剖面圖。
1:防蝕端子材料
2:基材
3:第1皮膜
4:第2皮膜
6:鎳層
7:鎳鋅合金層
8:錫層
25:芯線壓接預定部

Claims (7)

  1. 一種鋁芯線用防蝕端子材料，具有：由金屬所成的基材、形成於前述基材的皮膜，其特徵為， 具有：芯線壓接預定部，其在成形為端子時成為用來壓接電線之芯線的部分之內面；以及該芯線壓接預定部以外的部分， 前述皮膜，具備：第1皮膜，其由鎳、銅、鈷、鉬、錳、鉛、鐵、銀、金、鉑、鈀之任一種以上或其合金所成且形成在前述芯線壓接預定部的表面；以及第2皮膜，其形成在前述芯線壓接預定部以外的部分且在表面具有由錫或錫合金所成的錫層。
  2. 如請求項1所述之鋁芯線用防蝕端子材料，其中，前述第1皮膜的膜厚為0.1μm以上8.0μm以下。
  3. 如請求項1或2所述之鋁芯線用防蝕端子材料，其中，前述第2皮膜，在前述錫層之下具有鎳鋅合金層。
  4. 如請求項3所述之鋁芯線用防蝕端子材料，其中， 具有在成形為端子時成為接點的接點預定部， 前述接點預定部的前述皮膜不具備前述第2皮膜，而具備第3皮膜，其表面由前述錫層所形成且不具有前述鎳鋅合金層。
  5. 一種鋁芯線用防蝕端子，其特徵為，由請求項1至4中任一項所述之鋁芯線用防蝕端子材料所成。
  6. 一種電線末端部構造，其特徵為，使請求項5所述之防蝕端子壓接於具有由鋁或鋁合金所成之鋁芯線的電線之末端。
  7. 如請求項6所述之電線末端部構造，其中，在前述防蝕端子與前述鋁芯線接觸的狀態下，形成有鎳、銅、鈷、鉬、錳、鉛、鐵、銀、金、鉑、鈀之任一種以上的金屬與鋁之的金屬間化合物。
TW111104179A 2021-02-04 2022-01-28 鋁芯線用防蝕端子材料、防蝕端子及電線末端部構造 TW202240603A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021016546A JP2022119436A (ja) 2021-02-04 2021-02-04 アルミニウム心線用防食端子材及び防食端子並びに電線端末部構造
JP2021-016546 2021-02-04

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW202240603A true TW202240603A (zh) 2022-10-16

Family

ID=82741540

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW111104179A TW202240603A (zh) 2021-02-04 2022-01-28 鋁芯線用防蝕端子材料、防蝕端子及電線末端部構造

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP2022119436A (zh)
TW (1) TW202240603A (zh)
WO (1) WO2022168740A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116288568A (zh) * 2023-01-04 2023-06-23 中国航空制造技术研究院 一种大面积铝合金表面沉积双层防腐耐磨涂层的方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6616058B2 (ja) * 2014-01-28 2019-12-04 住友電装株式会社 端子及び該端子のアルミ電線接続構造
JP6204953B2 (ja) * 2015-09-18 2017-09-27 矢崎総業株式会社 端子付き電線及びそれを用いたワイヤーハーネス
JP6812852B2 (ja) * 2017-03-07 2021-01-13 三菱マテリアル株式会社 防食端子材及び防食端子並びに電線端末部構造

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022119436A (ja) 2022-08-17
WO2022168740A1 (ja) 2022-08-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6304447B2 (ja) 錫めっき付銅端子材及び端子並びに電線端末部構造
TWI719093B (zh) 附鍍錫之銅端子材料的製造方法
TWI752184B (zh) 防蝕端子材料及防蝕端子以及電線終端部構造
JP6812852B2 (ja) 防食端子材及び防食端子並びに電線端末部構造
CN110214203B (zh) 连接器用端子材及端子以及电线末端部结构
TW201907622A (zh) 鍍錫銅端子材、端子及電線終端部構造
TWI784076B (zh) 防蝕端子材及防蝕端子以及電線終端部構造
JP7211075B2 (ja) 防食端子材及び端子並びに電線端末部構造
TWI761560B (zh) 附錫鍍敷銅端子材及端子以及電線終端部構造
JP6930327B2 (ja) 防食端子材とその製造方法、及び防食端子並びに電線端末部構造
TW202240603A (zh) 鋁芯線用防蝕端子材料、防蝕端子及電線末端部構造
TW202246582A (zh) 鋁芯線用防蝕端子材料、防蝕端子及電線末端部構造
JP6743556B2 (ja) 錫めっき付銅端子材の製造方法
JP2018147778A (ja) 防食端子材及び防食端子並びに電線端末部構造
JP2019011504A (ja) 防食端子材とその製造方法、及び防食端子並びに電線端末部構造
JP7380448B2 (ja) アルミニウム心線用防食端子材とその製造方法、及び防食端子並びに電線端末部構造
JP2020056090A (ja) 防食端子材とその製造方法、及び防食端子並びに電線端末部構造
JP2019137894A (ja) 防食端子材及びその製造方法並びに防食端子
JP2014164939A (ja) 圧着端子