端子、電線連接結(jié)構(gòu)體以及端子的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供焊接部的強(qiáng)度降低、壁厚降低被抑制、模壓加工時(shí)的破裂被抑制的端子。本發(fā)明的端子是包含連接器部、管狀壓接部和過(guò)渡部的端子，其中，上述管狀壓接部由金屬部件形成，該金屬部件在厚度0.20～1.40mm的由銅或銅合金形成的基材上具有厚度0.0～0.8μm的由鎳、鎳合金、鈷或鈷合金形成的基底層，在上述基材上及/或上述基底層上形成了厚度0.2～3.0μm的由錫、錫合金、鎳、鎳合金、銀或銀合金形成的被覆層，上述管狀壓接部具有對(duì)上述金屬部件進(jìn)行對(duì)焊而形成的焊接部，在上述焊接部的與端子長(zhǎng)度方向垂直的截面中，在上述焊接部存在大于0.01μm2的錫、錫合金、鎳、鎳合金、銀或銀合金的相，上述管狀壓接部被形成為與電線插入口相反的一端閉塞的閉塞管體。
【專利說(shuō)明】端子、電線連接結(jié)構(gòu)體以及端子的制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及負(fù)責(zé)電導(dǎo)通的零部件。更詳言之，涉及將電線連接的端子及該端子的制造方法、以及將端子和電線接合而得的電線連接結(jié)構(gòu)體。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，汽車用布線等中的電線和端子的連接一般是通過(guò)稱為開(kāi)放式桶型的端子將電線模壓而壓接的壓接連接。但是，開(kāi)放式桶型端子中，如果在電線和端子的連接部分(接點(diǎn))附著水分等，則電線、端子中使用的金屬表面發(fā)生氧化，導(dǎo)致連接部分的電阻上升。另夕卜，電線和端子中使用的金屬不同的情況下，導(dǎo)致發(fā)生異種金屬間的腐蝕。該連接部分中的金屬的氧化、腐蝕的發(fā)展成為連接部分的破裂、接觸不良的原因，不可避免地影響產(chǎn)品壽命。特別是近年來(lái)，電線為鋁合金、端子基材為銅合金的布線正在逐步實(shí)用化，連接部分的氧化、腐蝕的課題變得顯著。
[0003]為了防止連接部分的鋁電線的腐蝕，專利文獻(xiàn)I中，端子使用作為與電線導(dǎo)體同種材料的鋁合金，抑制現(xiàn)有銅端子的情況下發(fā)生的異種金屬腐蝕。但是，端子使用鋁合金的情況下，端子自身的強(qiáng)度、彈簧特性不充分。另外，由于為了彌補(bǔ)這一不足而采用在端子上組裝鐵系材料的彈簧的結(jié)構(gòu)，因而存在不僅仍然無(wú)法避免彈簧材料和端子基材(鋁)間的異種金屬腐蝕問(wèn)題，而且存在組裝費(fèi)事、制造成本提高的問(wèn)題。
[0004]另一方面，在專利文獻(xiàn)2中，為了保護(hù)電線和端子的連接部，采用在鋁電線的導(dǎo)體露出部安裝銅帽的構(gòu)成。但是，有該帽的存在導(dǎo)致壓接部的體積增加、部件數(shù)增加導(dǎo)致壓接不良、制造成本高的問(wèn)題。
[0005]進(jìn)而，在專利文獻(xiàn)3中，采用壓接部整體由樹(shù)脂模制的方式，但是存在不僅因模制部肥大化導(dǎo)致連接器殼體的尺寸增大、布線整體的高密小型化變難、而且布線制造的工序及其作業(yè)復(fù)雜化的問(wèn)題。專利文獻(xiàn)4中，為了從外部阻斷鋁導(dǎo)體，采用使電線導(dǎo)體被覆金屬罐、然后進(jìn)一步壓接端子零件的模壓片的方法。但是，有在壓接該端子零件的模壓片前，向各導(dǎo)體安裝上述金屬罐的工序的繁瑣化以及壓接時(shí)因線筒導(dǎo)致金屬罐破裂而滲水的問(wèn)題。
[0006]上述問(wèn)題可以通過(guò)與電線的連接部采用將電線插入管狀(袋狀)的端子而進(jìn)行壓接的結(jié)構(gòu)，不使壓接部肥大就能夠?qū)㈦娋€導(dǎo)體與外界切斷而得到解決。管的形成法有很多，但是從能夠縮窄焊接部的寬度、并且從處理速度和成本的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選使用激光焊接法(例如參見(jiàn)專利文獻(xiàn)5)。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2004 - 199934號(hào)公報(bào)
[0010]專利文獻(xiàn)2:日本專利第4598039號(hào)公報(bào)
[0011]專利文獻(xiàn)3:日本特開(kāi)2011 - 222243號(hào)公報(bào)
[0012]專利文獻(xiàn)4:日本特開(kāi)2004 - 207172號(hào)公報(bào)
[0013]專利文獻(xiàn)5:日本特開(kāi)2003 - 191085號(hào)公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]但是，使用專利文獻(xiàn)5中記載的YAG激光焊接方法時(shí)，YAG激光的聚光束徑雖然比其他焊接方法小，但是從實(shí)用觀點(diǎn)出發(fā)仍然相當(dāng)大，焊接部的寬度增大。因此，如果通過(guò)YAG激光焊接進(jìn)行焊接，則熔融部變得容易陷落，結(jié)果存在焊接部的壁厚減小的問(wèn)題。
[0015]另外，使用表面具有錫層等被覆層的銅合金板(金屬部件)、對(duì)其進(jìn)行激光焊接而形成管狀壓接部的端子中，若在焊接部大量固溶Sn，則焊接部的強(qiáng)度變得過(guò)高。若將電線插入這樣的管狀壓接部進(jìn)行模壓加工，則焊接部有破裂之虞。
[0016]因此，本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而進(jìn)行的，目的在于提供具有通過(guò)激光焊接適當(dāng)?shù)匦纬稍诠軤顗航硬康暮附硬康亩俗?。即，目的在于提供?qiáng)度降低、壁厚降低得到抑制、模壓加工時(shí)的破裂被抑制的端子。另外，目的在于提供使用該端子的電線連接結(jié)構(gòu)體。
[0017]上述課題通過(guò)以下手段解決。
[0018](I) 一種端子，所述端子包含與其他端子嵌合的連接器部、與電線壓接接合的管狀壓接部、將上述連接器部和上述管狀壓接部連結(jié)的過(guò)渡部，其特征在于，上述管狀壓接部由金屬部件形成，該金屬部件在厚度0.20?1.40mm的由銅或銅合金形成的基材上具有厚度0.0?0.8 μ m的由鎳、鎳合金、鈷或鈷合金形成的基底層，在上述基材上及/或上述基底層上形成了厚度0.2?3.Ομπι的由錫、錫合金、鎳、鎳合金、銀或銀合金形成的被覆層，上述管狀壓接部具有對(duì)上述金屬部件進(jìn)行對(duì)焊而形成的焊接部，在上述焊接部的與端子長(zhǎng)度方向垂直的截面中，在上述焊接部存在大于0.0lym2的錫、錫合金、鎳、鎳合金、銀或銀合金的相，上述管狀壓接部被形成為與電線插入口相反的一端閉塞的閉塞管體。
[0019](2)如(I)所述的端子，其中，所述基底層的厚度為0.2?0.8 μ m。
[0020](3)如⑴或⑵所述的端子，其中，所述管狀壓接部中的所述被覆層的厚度的平均值dl與所述基材的厚度的平均值d2之比(dl/d2)為0.001?0.005。
[0021](4)如⑴?(3)中的任一項(xiàng)所述的端子，其中，所述焊接為利用光纖維激光器的焊接。
[0022](5) 一種電線連接結(jié)構(gòu)體，是將⑴?⑷中的任一項(xiàng)所述的端子和被覆電線壓接接合而得的。
[0023](6)如(5)所述的電線連接結(jié)構(gòu)體，其中，所述被覆電線的導(dǎo)體部是鋁或鋁合金。
[0024](7) 一種端子的制造方法，所述端子的制造方法按下述順序具備如下工序:沖裁金屬部件的板材的工序，所述金屬部件的板材在厚度0.2?0.7mm的由銅或銅合金形成的基材上具有厚度0.0?0.8 μ m的由鎳、鎳合金、鈷或鈷合金形成的基底層，在所述基材上及/或所述基底層上形成了厚度0.2?3.0 μ m的由錫、錫合金、鎳、鎳合金、銀或銀合金形成的被覆層；進(jìn)行擠壓加工，形成具有管狀體的端子的工序；對(duì)所述管狀體的對(duì)接部進(jìn)行焊接的工序；將所述管狀體的插入口部和相反端部的疊合部焊接，形成閉塞管狀體的管狀壓接部的工序。
[0025](8)如(7)所述的端子的制造方法，其中，所述基底層的厚度為0.2?0.8μπι。
[0026]根據(jù)本發(fā)明，能夠通過(guò)激光焊接在端子的管狀壓接部適當(dāng)?shù)卦O(shè)置焊接部。進(jìn)而，能夠提供焊接部的強(qiáng)度降低、壁厚降低被抑制、模壓加工時(shí)的破裂被抑制的端子。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1是表示本發(fā)明的端子之一例的立體圖。
[0028]圖2(a)?(d)是說(shuō)明圖4的端子的制造方法的平面圖。
[0029]圖3是說(shuō)明圖2(d)中的激光焊接工序的立體圖。
[0030]圖4是表示本發(fā)明的電線連接結(jié)構(gòu)體之一例的立體圖。
[0031]圖5是表示本發(fā)明的端子的變形例的立體圖。
[0032]圖6是表示本發(fā)明的端子的其他變形例的立體圖。

【具體實(shí)施方式】
[0033]以下，參照附圖，詳細(xì)說(shuō)明用于實(shí)施本發(fā)明的方式(以下稱為實(shí)施方式)。
[0034](金屬部件)
[0035]本發(fā)明的端子由金屬部件形成。其中，因?yàn)榭梢栽诜謩e形成端子的連接器部和管狀壓接部后在過(guò)渡部中將兩者接合，所以在本發(fā)明中，必須至少管狀壓接部由金屬部件形成。本發(fā)明中的金屬部件具有基材、在該基材上任意設(shè)置的基底層、在基材或者基底層上設(shè)置的被覆層。
[0036](基材)
[0037]基材是銅(韌銅、無(wú)氧銅等)或銅合金，優(yōu)選銅合金。作為端子中使用的銅合金的例子，例如可以舉出黃銅(例如CDA(Copper Development Associat1n,銅發(fā)展學(xué)會(huì))的C2600.C2680)、磷青銅(例如 CDA 的 C5210)、科森系銅合金(Cu — Ni — Si — (Sn，Zn，Mg，Cr)系銅合金)等。其中，從強(qiáng)度、導(dǎo)電率、成本等綜合觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選科森系銅合金。作為科森系銅合金的例子，雖然并不限定于此，但是可以使用例如古河電氣工業(yè)株式會(huì)社制的銅合金FAS - 680,FAS 一 820 (均為商品名)、三菱伸銅制的銅合金MAX — 375、MAX251(均為商品名)等。另外，也可以使用CDA的C7025等。
[0038]另外，作為其他銅合金組成例，例如可以舉出Cu — Sn — Cr系銅合金、Cu — Sn —Zn — Cr系銅合金、Cu — Sn — Ρ系銅合金、Cu — Sn — P — Ni系銅合金、Cu — Fe — Sn —P系銅合金、Cu — Mg — P系銅合金、Cu — Fe — Zn — P系銅合金等。此處，當(dāng)然除了以上記載的必需元素以外，還可以包含不可避免的雜質(zhì)。
[0039]基材需要一定的強(qiáng)度，另一方面，還需要沖裁、擠壓加工性。因此，基材的厚度為0.20?1.40mm。作為小型部件用，希望為薄基材，更優(yōu)選為0.20?0.70mm。
[0040](基底層)
[0041]基底層是任意地設(shè)置在基材表面上的一部分或全部的層。總之是在基材和后述的被覆層之間任意設(shè)置的。主要是為了提高基材和被覆層的密接性、防止二者的成分?jǐn)U散而設(shè)置?；讓拥暮穸葹?.8 μ m以下。若基底層的厚度超過(guò)0.8 μ m,則上述效果飽和,而且加工時(shí)的加工性容易變差。若基底層的厚度為0.2μπι以上，則從防止擴(kuò)散的觀點(diǎn)考慮也是優(yōu)選的。基底層由鎳、鎳合金、鈷、鈷合金中的任一種金屬形成。此處，鎳合金是指以鎳為主成分(質(zhì)量比50%以上)的合金。鈷合金是指以鈷為主成分(質(zhì)量比50%以上)的合金。
[0042](被覆層)
[0043]被覆層是設(shè)置在基底層上及/或基材上的層。被覆層設(shè)置在基底層以及基材上的情況可以舉出例如基底層僅設(shè)置在基材上的一部分，但被覆層被覆基底層和基材的情況。被覆層也是只要設(shè)置在基底層上及/或基材上的一部分或全部即可。被覆層由錫或錫合金形成。錫合金是指以錫為主成分(質(zhì)量比為50%以上)的合金。應(yīng)予說(shuō)明，本發(fā)明的被覆層也可以由鎳、鎳合金、銀或銀合金形成。
[0044]被覆層的厚度為0.2?3.0 μ m，更優(yōu)選為0.3?2.0 μ m。被覆層的厚度通過(guò)熒光X射線膜厚計(jì)測(cè)定。通過(guò)使被覆層的厚度在規(guī)定范圍內(nèi)，能夠調(diào)整構(gòu)成被覆層的金屬成分溶入焊接部的量。即，可以制成適當(dāng)?shù)暮附硬?。另外，將后述管狀壓接部中的被覆層的厚度的平均值設(shè)定為dl (μ m)、基材的厚度的平均值設(shè)定為(12(μ m)時(shí),優(yōu)選dl/d2為0.001?0.005。通過(guò)使兩者之比在規(guī)定范圍內(nèi)，能夠調(diào)整被覆層的成分溶入焊接部的量。即，通過(guò)適當(dāng)?shù)匦纬珊附硬績(jī)?nèi)的由被覆層的成分形成的相(錫、錫合金、鎳、鎳合金、銀或銀合金的相)，有助于防止焊接部破裂和提高焊接性。
[0045]應(yīng)予說(shuō)明，被覆層的表面的算術(shù)平均粗糙度Ra優(yōu)選為0.5μπι以上，更優(yōu)選為0.6?1.2 μ m。若調(diào)整表面的算術(shù)平均粗糙度Ra，則激光焊接時(shí)激光的吸收性優(yōu)異。由此，激光焊接性提高，容易進(jìn)行良好的焊接。結(jié)果，能夠在焊接后抑制氣孔的發(fā)生，并且能夠減小HAZ (熱影響部)的幅度。
[0046]作為該被覆層的形成方法，沒(méi)有特別限定，例如可以使用錫、鎳、銀的電鍍處理，以及非電解鍍法、熔融鍍法、蒸鍍法、離子鍍法、陰極濺鍍法、化學(xué)氣相成長(zhǎng)法等各種被膜形成技術(shù)。其中，從操作性、成本等觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選實(shí)施鍍敷處理而設(shè)置被覆層。
[0047]在基材上設(shè)置被覆層時(shí)，錫、鎳、銀等白色系金屬對(duì)激光的波長(zhǎng)區(qū)域的激光吸收率比銅或銅合金高(激光反射率低)，所以激光焊接性提高。作為其作用，以錫為例，如下所述地考慮。首先，構(gòu)成被覆層的錫在激光的能量作用下熔融。然后，從熔融的錫傳播熱量，構(gòu)成其正下方的基底層的金屬以及構(gòu)成基材的銅或銅合金熔融。激光照射后，上述熔融的銅等與錫一起凝固，接合完成。構(gòu)成被覆層的錫在通過(guò)激光照射實(shí)施激光焊接后熔融，在焊接部(后述的圖1等中的符號(hào)50)融入構(gòu)成基材的銅或銅合金中。這是焊接前作為被覆層存在的錫通過(guò)焊接而融入凝固組織內(nèi)，固溶在基材的銅母相內(nèi)的狀態(tài)，及/或，作為銅一錫金屬間化合物在銅母相內(nèi)/外結(jié)晶的狀態(tài)。應(yīng)予說(shuō)明，錫也可以附著至焊接部的外側(cè)，此時(shí)，錫的一部分沒(méi)有融入基材中而是在焊接后殘留在基材的表面。
[0048]對(duì)通過(guò)電鍍形成被覆層進(jìn)行說(shuō)明。為了在表面形成被覆層，為了使表面粗化，在鍍敷條件的設(shè)定中，優(yōu)選使電流密度為不會(huì)造成鍍敷燒傷的范圍內(nèi)的高電流密度。電流密度也取決于鍍?cè)l件等，例如本實(shí)施例中記載的Sn鍍?cè)〉那闆r下為5?10A/dm2，Ni鍍?cè)〉那闆r下為20?30A/dm2。另外，通過(guò)提高放射性活度，可以為更高的電流密度。作為例子，可以舉出提高鍍?cè)〉臄嚢杷俣鹊姆椒ǖ取Ｔ趯?shí)驗(yàn)室中的實(shí)驗(yàn)中，在手段的關(guān)系方面，優(yōu)選同時(shí)調(diào)整電流密度和攪拌條件。
[0049](端子)
[0050]圖1給出本發(fā)明的端子之一例。端子10具有陰型端子的連接器部20和在插入電線后通過(guò)壓接將電線和端子10連接的管狀壓接部30，具有將上述連接器部20和管狀壓接部30連結(jié)的過(guò)渡部40。進(jìn)而，端子10在管狀壓接部30具有焊接部50、50’ (圖中，虛線所示的區(qū)域)。該端子10由金屬部件的平面板材制作。
[0051 ] 連接器部20是允許插入例如陽(yáng)型端子等的插入翼片的箱體部。本發(fā)明中，對(duì)該連接器部20的細(xì)部形狀沒(méi)有特別限定。即，在本發(fā)明的端子的其他實(shí)施方式中，也可以不是箱體部，例如代替上述箱體部為陽(yáng)型端子的插入翼片。另外，也可以是其他形態(tài)的端子的端部。本說(shuō)明書(shū)中，為了說(shuō)明本發(fā)明的端子，從方便的角度考慮，給出陰型端子例。不論是具有何種連接端部的端子，只要隔著過(guò)渡部40具有管狀壓接部30即可。
[0052]過(guò)渡部40是成為連接器部10和管狀壓接部30的搭橋的部分?？梢粤Ⅲw地形成，也可以平面地形成。從端子長(zhǎng)度方向?qū)澱鄣臋C(jī)械強(qiáng)度的觀點(diǎn)考慮，可以按長(zhǎng)度方向的截面慣性矩變大進(jìn)行設(shè)計(jì)。
[0053]管狀壓接部30是將端子10和電線(未圖示)壓接接合的部位。管狀壓接部30的一端是可以插入電線的插入口部31，另一端被連接于過(guò)渡部40。管狀壓接部30通過(guò)將過(guò)渡部40側(cè)用密封部36密封而成為閉塞管狀體。即，管狀壓接部30成為插入口部31以外被閉塞的管狀體。通過(guò)該密封部36，防止水分等從過(guò)渡部40側(cè)浸入。管狀壓接部30的管的內(nèi)徑從插入口部31朝向密封部36連續(xù)狀或者階梯狀地縮徑。因?yàn)楣軤顗航硬?0只要是管狀體即可，所以與長(zhǎng)度方向垂直的截面沒(méi)必要一定為圓形，根據(jù)情況，可以為橢圓形、矩形、其他形狀。
[0054]在管狀壓接部30，將構(gòu)成管狀壓接部的金屬部件與電線電氣性.機(jī)械性地壓接接合。特別是電接合通過(guò)對(duì)金屬部件以及電線導(dǎo)體部實(shí)施強(qiáng)加工(模壓)而進(jìn)行接合。另外，管狀壓接部30通過(guò)電線的絕緣被覆部的一部分也同時(shí)被模壓而也與電線的絕緣被覆部密接。特別優(yōu)選在插入口部31無(wú)間隙地密接以使水分等不會(huì)自管狀壓接部30的金屬部件和電線被覆部之間浸入。
[0055]在管狀壓接部30的管的內(nèi)側(cè)，可以具有電線卡止溝(未圖示)。電線的導(dǎo)體使用鋁或鋁合金的情況下，其表面被氧化被膜覆蓋。因此，通過(guò)設(shè)置這樣的溝，能夠通過(guò)溝的脊增大接觸壓，機(jī)械性.電氣性連接的可靠性提高。
[0056]管狀壓接部30通過(guò)對(duì)金屬部件的平面板材進(jìn)行加工而形成。更具體而言，將金屬部件的板材沖裁成端子的展開(kāi)圖狀，立體地?cái)D壓加工，由此形成截面成為大致C字型的管狀體。對(duì)該管狀體的開(kāi)放部分(對(duì)接部)實(shí)施焊接。焊接在管狀體的長(zhǎng)度方向進(jìn)行，所以在與該長(zhǎng)度方向大致相同的方向形成焊接部50，并且形成管狀壓接部。另外，在形成管狀壓接部的焊接后，在寬度方向?qū)^(guò)渡部側(cè)的管狀壓接部的端部也進(jìn)行焊接，通過(guò)形成焊接部50’設(shè)置密封部36。應(yīng)予說(shuō)明，該密封部36通過(guò)將管狀壓接部30的對(duì)置的2個(gè)管壁(通常為上下管壁)壓潰而疊合，并且疊合后進(jìn)行焊接，由此密封。
[0057]此處，焊接部50以及50’在本發(fā)明的端子中通過(guò)對(duì)設(shè)置了被覆層的部分進(jìn)行焊接而形成。焊接后，存在于被照射焊接激光而熔化的區(qū)域的被覆層從表面消失。另一方面，存在于被照射激光而沒(méi)有熔化的區(qū)域的被覆層殘留。構(gòu)成消失的被覆層的例如錫、鎳、銀等有時(shí)熔融并融入激光焊接部50，并且融入或分散在熱影響部。錫、鎳的分散狀態(tài)取決于激光焊接條件等，不能一概而論，例如，認(rèn)為有融入凝固組織內(nèi)而固溶于銅的母相內(nèi)的狀態(tài)及/或作為銅和錫的金屬間化合物、銅和鎳的金屬間化合物結(jié)晶的狀態(tài)等。
[0058]應(yīng)予說(shuō)明，如下所述，焊接部50是將金屬部件的端面彼此對(duì)接進(jìn)行焊接而得的焊接部，焊接部50’是將金屬部件疊合進(jìn)行焊接而得的焊接部。本發(fā)明的端子中，在焊接部50的任意的橫截面觀察到尺寸大于0.01 μ m2 (0.1 μ mX0.1 μ m)的錫、錫合金、鎳或鎳合金的相。只要是這樣的端子，就能夠在將電線插入管狀壓接部30，進(jìn)行模壓加工時(shí)，不易在焊接部50發(fā)生破裂。另外，通過(guò)存在錫、錫合金、鎳、鎳合金、銀或銀合金的相，在焊接時(shí)熔化的金屬凝固而收縮之際，不易出現(xiàn)焊接缺陷(氣孔、收縮孔)，能夠?qū)崿F(xiàn)良好的焊接。
[0059]焊接部50內(nèi)的錫、錫合金、鎳、鎳合金、銀或銀合金的相是通過(guò)焊接使構(gòu)成被覆層的金屬融入焊接部而形成的。例如，對(duì)被覆層使用錫的銅合金基材進(jìn)行對(duì)焊時(shí)，首先通過(guò)激光照射使錫熔化，然后構(gòu)成基材的銅合金熔化。接著，二者的金屬混合，成為液體的合金，然后迅速冷卻。此時(shí)，雖然錫的一部分固溶到銅合金的母相中而被攝入，但是在過(guò)飽和的情況、冷卻速度快的情況等情況下，作為錫相(錫合金相)殘存。根據(jù)焊接條件，錫相的樣子也各式各樣，在本發(fā)明的端子中，通過(guò)在焊接部50的任意橫截面存在尺寸大于
0.01 μ m2(0.1ymX0.1ym)的相，能夠得到發(fā)揮所希望的效果的端子。
[0060](端子的制造方法)
[0061]圖2(a)?⑷是說(shuō)明圖1的端子的制造方法之一例的平面圖。應(yīng)予說(shuō)明，圖2是從板材70的Z方向(與板面垂直的方向)觀察由金屬部件的板材70制造端子的樣態(tài)的圖。
[0062]首先，準(zhǔn)備具有由銅合金形成的基材的金屬部件I的板材70。例如以板厚0.25mm的科森系銅合金(Cu -N1-Si系合金)為基材，通過(guò)鍍敷，在該基材整面作為規(guī)定的白色系金屬層設(shè)置錫層。進(jìn)而，在該白色系金屬層上整面設(shè)置規(guī)定的油膜，制成金屬部件的板材70。
[0063]通過(guò)擠壓加工(I次擠壓)，以重復(fù)形狀對(duì)該板材70進(jìn)行沖裁，成為多個(gè)端子平面展開(kāi)的狀態(tài)。在該擠壓加工中，制作由一端支撐各被處理體的所謂單柱型被處理體，在等間隔地形成有導(dǎo)孔71b的支架(carrier)部71a，一體地形成有連接器部用板狀體72、過(guò)渡部用板狀體73、管狀壓接部用板狀體74 (圖2 (b))。此時(shí)，各端子的原板在X方向以規(guī)定間距排列，按隨后形成的管狀壓接部的長(zhǎng)度方向成為Y方向?qū)嵤_裁。
[0064]然后，對(duì)各端子的原板實(shí)施彎曲加工(2次擠壓)，形成連接器部75、過(guò)渡部76、用于制成管狀壓接部的壓接部用管狀體77。此時(shí)，壓接部用管狀體77的與長(zhǎng)度方向垂直的截面成為間隙極其微小的大致C字型。將隔著該間隙的金屬部件的端面彼此稱為對(duì)接部78(圖2(c))。該對(duì)接部78在Y方向延伸。另外，壓接部用管狀體77的過(guò)渡部側(cè)的端部以管狀體的內(nèi)壁在Z方向相接的方式設(shè)置疊合部(未圖示)。
[0065]然后，從壓接部用管狀體77的上方照射例如激光，沿著對(duì)接部78，在圖中的箭頭A方向進(jìn)行掃描，由此對(duì)該部分實(shí)施激光焊接(圖2(d))。從而將對(duì)接部78焊接。進(jìn)而，在圖中的箭頭B方向?qū)ΟB合部進(jìn)行掃描，由此將壓接部用管狀體77的過(guò)渡部76側(cè)的端部焊接并密封。通過(guò)上述焊接，形成電線的插入口以外閉塞的閉塞管狀體的管狀壓接部79。應(yīng)予說(shuō)明，任一焊接均作為焊接痕跡形成焊接部(帶狀的焊接部，也稱為焊道)。圖中的單點(diǎn)劃線是將對(duì)接部78焊接而得的焊接部，虛線是將疊合部焊接而得的焊接部。焊接優(yōu)選如后所述使用光纖維激光器實(shí)施。激光焊接機(jī)通過(guò)使用可立體地調(diào)整焊接中的焦點(diǎn)位置的激光焊接機(jī)，能夠?qū)⒐軤铙w的縮徑部等立體地焊接。
[0066]圖3是說(shuō)明圖2(d)中的激光焊接工序的立體圖。如圖3所示，例如使用激發(fā)紅外線波長(zhǎng)1084nm±5nm的激光的光纖維激光器焊接裝置FL，在激光輸出功率為100?2000W、掃描速度為90?250mm/sec、點(diǎn)徑約為20 μ m的條件下，對(duì)壓接部用管狀體77的對(duì)接部78實(shí)施焊接。通過(guò)沿著對(duì)接部78照射激光L，在與對(duì)接部78大致相同的位置形成焊接部51。更具體而言，照射由光纖維激光器焊接裝置FL發(fā)射的激光L，激光的能量轉(zhuǎn)化為熱，首先將對(duì)接部78上的油膜的一部分燃燒，并且傳遞熱，白色系金屬層熔融，然后傳播熔融熱能量，將構(gòu)成對(duì)接部78的基材本身熔融。然后，通過(guò)迅速的冷卻，設(shè)置焊接部51。但是，對(duì)接部78的端面彼此的間隙的間隔和焊接部51的寬度并非一定要一致。
[0067]通常，銅合金對(duì)激發(fā)波長(zhǎng)為近紅外線區(qū)域的激光的吸收效率差，所以有時(shí)無(wú)法減小焊接寬度，無(wú)法縮窄熱影響部(HAZ)的寬度。另外，銅合金有時(shí)因激光焊接導(dǎo)致焊接部及其附近的機(jī)械特性降低。因此，通過(guò)在基材的焊接部分上形成規(guī)定的白色系金屬層以及油膜、以及使用光纖維激光器光這樣能量密度高的激光，克服上述課題。
[0068]因?yàn)楸桓矊拥谋砻?錫、鎳、銀或它們的合金的表面)對(duì)近紅外線激光的反射比銅合金表面少，所以近紅外線激光的吸收性良好。通過(guò)分光光度測(cè)定法測(cè)定近紅外線的反射率時(shí)，例如具有規(guī)定粗度的算術(shù)平均粗糙度的錫表面的反射率為60?80%左右，比反射率在90%以上的銅合金表面低。如果對(duì)像這樣地形成了近紅外激光的吸收性高的被覆層的區(qū)域照射近紅外激光，則熔點(diǎn)低的例如錫等被覆層迅速熔融而形成熔融池，由此激光的吸收進(jìn)一步提高。該熔融池區(qū)域吸收激光而將對(duì)接部78熔融，從而進(jìn)行該對(duì)接部的焊接。
[0069]應(yīng)予說(shuō)明，如果光纖維激光器光L的能量過(guò)高或能量密度低，則形成所需范圍以上的大范圍熱影響部(HAZ)，極端情況下導(dǎo)致管狀壓接部30的基材整體軟化。因此，優(yōu)選光纖維激光器光L以100?2000W的輸出功率進(jìn)行焊接。另外，通過(guò)調(diào)整掃描速度，將焊接部50設(shè)置在適當(dāng)?shù)姆秶?br> [0070]另外，形成管狀壓接部的焊接之后，通過(guò)焊接將管狀壓接部的過(guò)渡部76側(cè)的端部(與電線插入口相反側(cè)的端部)的疊合部密封。該密封在與端子長(zhǎng)度方向垂直的方向進(jìn)行。該焊接將金屬部件折疊的部分從折疊部分的上方進(jìn)行焊接。通過(guò)該密封，管狀壓接部的過(guò)渡部側(cè)的端部被閉塞。
[0071]如上所述，本發(fā)明的端子的制造方法具有:將金屬部件的板材沖裁成端子的展開(kāi)圖形狀的工序、進(jìn)行擠壓加工形成具有管狀體的端子的工序、對(duì)管狀體的對(duì)接部進(jìn)行焊接的工序、將管狀體的與插入口部相反的端部的疊合部焊接而形成閉塞管狀體的管狀壓接部的工序。
[0072](電線連接結(jié)構(gòu)體)
[0073]圖4中給出本發(fā)明的電線連接結(jié)構(gòu)體100。電線連接結(jié)構(gòu)體100具有本發(fā)明的端子10和電線60被壓接接合的結(jié)構(gòu)。電線連接結(jié)構(gòu)體100在管狀壓接部30內(nèi)插入電線60 (電線導(dǎo)體部的一部分以及絕緣被覆部的一部分)，對(duì)管狀壓接部30進(jìn)行模壓，從而將電線60壓接連接在管狀壓接部30內(nèi)。應(yīng)予說(shuō)明，電線60由絕緣被覆部61和未圖示的導(dǎo)體部形成。導(dǎo)體部由銅、銅合金、鋁或鋁合金等形成。如上所述，近年，從輕質(zhì)化的觀點(diǎn)考慮，開(kāi)始使用由鋁合金形成的導(dǎo)體部。絕緣被覆部可以使用例如以聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等聚烯烴為主成分的材料、以聚氯乙烯(PVC)為主成分的材料等。
[0074]在管狀壓接部30，通過(guò)在將導(dǎo)體露出的電線端部插入到插入口部31的狀態(tài)下對(duì)管狀壓接部30進(jìn)行模壓，被覆壓接部32、縮徑部33以及導(dǎo)體壓接部34塑性變形，電線60的絕緣被覆部的一部分以及導(dǎo)體部的一部分被壓接，由此，管狀壓接部30和電線60的導(dǎo)體部被電連接。在導(dǎo)體壓接部34的一部分可以通過(guò)強(qiáng)加工形成凹部35。由此，可以通過(guò)像這樣地一部分大幅變形的強(qiáng)加工，使得電線60的導(dǎo)體部不再保持原本的導(dǎo)線束形狀。
[0075]準(zhǔn)備一條或多條這樣的電線連接結(jié)構(gòu)體100，將電線連接結(jié)構(gòu)體100的連接器部排列設(shè)置在外殼體內(nèi)，從而制成布線(線束)。
[0076]例如，圖4中給出端子10與電線60壓接的狀態(tài)，如圖5所示，在與電線壓接前的狀態(tài)下，端子80在管狀壓接部可以具有階梯差形狀。具體而言，管狀壓接部81是過(guò)渡部40側(cè)被閉塞的筒部件,可以具有:與未圖不的電線的絕緣被覆壓接的被覆壓接部83、從插入口部82側(cè)向過(guò)渡部20側(cè)縮徑的縮徑部84、與電線3的導(dǎo)體壓接的導(dǎo)體壓接部85、從插入口部82側(cè)向過(guò)渡部40側(cè)進(jìn)一步縮徑、其端部通過(guò)焊接而閉塞的縮徑部86。
[0077]通過(guò)像這樣地管狀壓接部81具有階梯差形狀，在將電線端部的被覆除去，并將該端部插入管狀壓接部81時(shí)，電線的絕緣被覆在縮徑部84被卡止，由此絕緣被覆位于被覆壓接部83的正下方，電線位于導(dǎo)體壓接部85的正下方。因此，能夠容易地進(jìn)行電線端部的定位，能夠可靠地進(jìn)行被覆壓接部83和絕緣被覆的壓接、以及導(dǎo)體壓接部85和導(dǎo)體的壓接，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)良好的隔水性以及電連接，實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的密接性。
[0078]另外，在圖1的端子中，連接器部20是箱體型的陰型端子，但并不限定于此，連接器部也可以是陽(yáng)型端子。具體為圖6所示的端子90，可以具備:與未圖示的電線壓接的管狀壓接部91、經(jīng)由過(guò)渡部92與該管狀壓接部一體地設(shè)置、與未圖示的外部端子電連接的連接器部93。該連接器部93具有長(zhǎng)條狀的連接部93a，該連接部沿著長(zhǎng)度方向被插入作為外部端子的未圖示的陰型端子，從而與陰型端子電連接。
[0079]實(shí)施例
[0080](實(shí)施例1?40)
[0081]在實(shí)施例1?40中，將厚度0.2?0.4mm的四邊形的表I所示的銅合金用作基材，對(duì)基材實(shí)施用于設(shè)置錫被覆層的鍍敷。應(yīng)予說(shuō)明，對(duì)于設(shè)置有基底層的實(shí)施例，在進(jìn)行鍍敷，設(shè)置了鎳基底層后，進(jìn)行用于設(shè)置被覆層的鍍敷。接著，將金屬部件對(duì)接，以表I所示的焊接時(shí)間，以Icm的范圍，由光纖維激光器實(shí)施貫通焊接，制成試驗(yàn)片，進(jìn)行截面觀察、焊接性評(píng)價(jià)。接下來(lái)，對(duì)該試驗(yàn)品實(shí)施彎曲加工，進(jìn)行焊接部的破裂測(cè)定。
[0082]<銅合金基材>
[0083]基材使用古河電氣工業(yè)(株)制的銅合金FAS - 680,FAS 一 820、三菱伸銅(株)制的銅合金MAX375、MAX251。任一銅合金均為含有N1、S1、Sn等作為副添加物的材料。
[0084]被覆層以及基底層的鍍敷在下述條件下進(jìn)行。
[0085]<被覆層鍍敷條件>
[0086]鍍敷液:SnS0480g/l、H2S0480g/l
[0087]鍍敷條件:電流密度5?ΙΟΑ/dm2、溫度30°C
[0088]處理時(shí)間:設(shè)定了電流密度后，按得到所希望的被覆層厚度進(jìn)行調(diào)整。
[0089]<基底層鍍敷條件>
[0090]鍍敷液:Ni(SO3NH2) 2.4H20 500g/l、NiCl230g/l、H3B0330g/l[0091 ] 鍍敷條件:電流密度20?30A/dm2、溫度50°C
[0092]處理時(shí)間:設(shè)定了電流密度后，按得到所希望的基底層厚度進(jìn)行調(diào)整。
[0093]在以上的條件范圍內(nèi)，按各厚度水準(zhǔn)各10個(gè)制作達(dá)到所希望厚度±10%以內(nèi)的樣品。應(yīng)予說(shuō)明，鍍層的厚度通過(guò)熒光X射線膜厚計(jì)測(cè)定端部上的該層的平均厚度。
[0094]<光纖維激光器焊接條件>
[0095]激光焊接裝置⑴:古河電氣工業(yè)(株)制光纖維激光器裝置、最大輸出功率500W、Cff光纖維激光器
[0096]激光束輸出功率:400W
[0097]掃描距離:9mm(對(duì)接部約7mm)
[0098]激光掃描速度:120?200mm/秒
[0099]在全部條件下為正焦點(diǎn)(just focus)
[0100]激光焊接裝置⑵:古河電氣工業(yè)(株)制光纖維激光器裝置、最大輸出功率2kW、Cff光纖維激光器
[0101]激光束輸出功率:800W
[0102]掃描距離:9mm(對(duì)接部約7mm)
[0103]激光掃描速度:250mm/秒
[0104]在全部條件下為正焦點(diǎn)
[0105]<截面觀察中是否有X相>
[0106]對(duì)于包含焊接部的部分，在包埋樹(shù)脂后進(jìn)行研磨，露出橫截面，通過(guò)SEM-EDX制作元素分布圖，觀察在焊接部是否存在尺寸大于0.1umX0.lym(0.0lym2)的錫、錫合金、鎳、鎳合金、銀、或銀合金的相(稱為X相)，按以下基準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。
[0107]O:有 X 相
[0108]X:無(wú) X 相
[0109]<焊接性評(píng)價(jià)>
[0110]焊接性如下評(píng)價(jià):以氣孔為焊接缺陷，通過(guò)透射型X射線拍攝照片，計(jì)數(shù)焊接部的氣孔數(shù)，按以下基準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。
[0111]〇:10個(gè)以下
[0112]Λ:超過(guò)10個(gè)?30個(gè)以下
[0113]X:超過(guò)30個(gè)或無(wú)法焊接
[0114]<焊接部耐破裂性評(píng)價(jià)>
[0115]對(duì)焊接部實(shí)施彎曲加工進(jìn)行評(píng)價(jià)。設(shè)基材的厚度為t、彎曲半徑為R時(shí)，在R/t =
1.2的條件下進(jìn)行彎曲試驗(yàn)，按以下基準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。
[0116]O:無(wú)破裂
[0117]X:有破裂
[0118](比較例I)
[0119]銅合金基材使用FAS - 680，進(jìn)行焊接。改變焊接中的激光掃描速度，除此之外，與實(shí)施例14相同。
[0120](比較例2)
[0121]通過(guò)YAG激光焊接進(jìn)行焊接，改變焊接中的輸出功率以及激光掃描速度，除此之夕卜，與實(shí)施例14相同。
[0122](比較例3)
[0123]改變基材的厚度和焊接中的激光掃描速度，除此之外，與實(shí)施例14相同。
[0124](比較例4)
[0125]改變基底層的厚度，除此之外，與實(shí)施例14相同。
[0126](比較例5)
[0127]改變被覆層的厚度，除此之外，與實(shí)施例14相同。
[0128](比較例6)
[0129]改變基材的厚度、焊接中的輸出功率以及激光掃描速度，除此之外，與實(shí)施例14相同。
[0130]< YAG激光焊接條件>
[0131]焊接裝置:Miyachi Technos (株)制YAG激光焊接裝置、最大輸出功率600W、脈沖波
[0132]激光束輸出功率:550W
[0133]掃描距離:9mm(對(duì)接部約7mm)
[0134]激光掃描速度:30mm/秒
[0135]【表I】
[0136]

【權(quán)利要求】
1.一種端子，所述端子包含與其他端子嵌合的連接器部、與電線壓接接合的管狀壓接部、將所述連接器部和所述管狀壓接部連結(jié)的過(guò)渡部，其特征在于， 所述管狀壓接部由金屬部件形成，該金屬部件在厚度0.20?1.40mm的由銅或銅合金形成的基材上具有厚度0.0?0.8 μ m的由鎳、鎳合金、鈷或鈷合金形成的基底層，在所述基材上及/或所述基底層上形成了厚度0.2?3.0 μ m的由錫、錫合金、鎳、鎳合金、銀或銀合金形成的被覆層，所述管狀壓接部具有對(duì)所述金屬部件進(jìn)行對(duì)焊而形成的焊接部，在所述焊接部的與端子長(zhǎng)度方向垂直的截面中，在所述焊接部存在大于0.01 μ m2的錫、錫合金、鎳、鎳合金、銀或銀合金的相，所述管狀壓接部被形成為與電線插入口相反的一端閉塞的閉塞管體。
2.如權(quán)利要求1所述的端子，其中，所述基底層的厚度為0.2?0.8 μ m。
3.如權(quán)利要求1或2所述的端子，其中，所述管狀壓接部中的所述被覆層的厚度的平均值dl與所述基材的厚度的平均值d2之比dl/d2為0.001?0.005。
4.如權(quán)利要求1?3中的任一項(xiàng)所述的端子，其中，所述焊接為利用光纖維激光器的焊接。
5.一種電線連接結(jié)構(gòu)體，是將權(quán)利要求1?4中的任一項(xiàng)所述的端子和被覆電線壓接接合而得的。
6.如權(quán)利要求5所述的電線連接結(jié)構(gòu)體，其中，所述被覆電線的導(dǎo)體部是鋁或鋁合金。
7.一種端子的制造方法，所述端子的制造方法按下述順序具備如下工序: 沖裁金屬部件的板材的工序，所述金屬部件的板材在厚度0.2?0.7mm的由銅或銅合金形成的基材上具有厚度0.0?0.8 μ m的由鎳、鎳合金、鈷或鈷合金形成的基底層，在所述基材上及/或所述基底層上形成了厚度0.2?3.0 μ m的由錫、錫合金、鎳、鎳合金、銀或銀合金形成的被覆層， 進(jìn)行擠壓加工，形成具有管狀體的端子的工序， 對(duì)所述管狀體的對(duì)接部進(jìn)行焊接的工序， 將所述管狀體的插入口部和相反端部的疊合部焊接，形成閉塞管狀體的管狀壓接部的工序。
8.如權(quán)利要求7所述的端子的制造方法，其中，所述基底層的厚度為0.2?0.8 μ m。
【文檔編號(hào)】C25D7/00GK104137345SQ201480000750
【公開(kāi)日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年1月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月22日
【發(fā)明者】奧野良和, 橘昭賴, 水戶瀨賢悟 申請(qǐng)人:古河電氣工業(yè)株式會(huì)社, 古河As株式會(huì)社