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GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Kontakts, mit welchem ein elektrischer Kontakt auf einem Basismaterial gebildet wird.
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HINTERGRUND
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Ein Verfahren, in welchem ein Edelmetallmaterial in horizontaler Richtung auf die obere Oberfläche eines Kontaktmaterials aufgebracht wird, das vorab auf der oberen Oberfläche des Basismaterials befestigt wird, um eine Kompressionsverbindung zu erreichen, ist als herkömmliches Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Kontakts bekannt, mit welchem ein Kontaktmaterial an einem Basismaterial befestigt wird (siehe z.B. Patentdokument 1).
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Es ist auch ein Verfahren bekannt, bei dem ein Kontaktmaterial in einen konvexen Teil des Basismaterials eingepasst wird, das Kontaktmaterial mit einer Rillenwalze gewalzt wird, die eine konkave Rille aufweist, und dadurch ein Kontakt hergestellt wird, bei dem ein Teil oder das gesamte Kontaktmaterial aus dem Basismaterial herausragt (siehe z.B. Patentdokument 2).
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Es ist auch ein Verfahren bekannt, bei dem ein Befestigungsloch mit einem ringförmigen konkaven Teil und verjüngten Teilen am oberen und unteren Ende für das Basismaterial bereitgestellt wird, so dass ein Kontaktmaterial gestaucht wird, während es durch das Befestigungsloch hindurchtritt (siehe z.B. Patentdokument 3).
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Es ist auch ein Verfahren bekannt, bei dem ein Befestigungsloch auf dem Basismaterial gebildet wird, während das Basismaterial fortlaufend gefördert wird, ein Kontaktmaterial in einer zum Basismaterial orthogonalen Richtung bereitgestellt wird, das Kontaktmaterial in das obige Befestigungsloch eingeführt wird, ein Stauchungsvorgang durchgeführt wird und dabei der notwendige Teil ausgestanzt wird (siehe z.B. Patentdokument 4).
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Dokument zum Stand der Technik
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Patentdokument
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- [Patentdokument 1] Japanische offengelegte Patentveröffentlichung Nr. S54-49565
- [Patentdokument 2] Japanische offengelegte Patentveröffentlichung Nr. S54-126963
- [Patentdokument 3] Japanische offengelegte Patentveröffentlichung Nr. H04-368723
- [Patentdokument 4] Japanische offengelegte Patentveröffentlichung Nr. H05-282960
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ZUSAMMENFASSUNG
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Technisches Problem
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Im Übrigen führt die Press- oder Walzbearbeitung eines Kontaktmaterials auf einem Basismaterial, um das Kontaktmaterial zu quetschen, dazu, dass sich das Basismaterial verformt, so dass beim Einbetten des Kontaktmaterials in das Basismaterial ein Teil des Basismaterials, der dem Volumen des in das Basismaterial eingebetteten Kontaktmaterials entspricht, aus dem Bereich um das Kontaktmaterial überläuft.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Kontakts bereitzustellen, mit dem eine durch Quetschen eines Kontaktmaterials auf dem Basismaterial verursachte Verformung in den Dickenrichtungen des Basismaterials absorbiert werden kann.
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Lösung des Problems
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Gemäß einem Aspekt enthält ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Kontakts einen Schweißschritt zum Verschweißen eines Kontaktmaterials mit einem Basismaterial und einen Quetschschritt zum Quetschen des Kontaktmaterials, wobei ein oder mehrere Absorptionslöcher, die eine durch das Quetschen des Kontaktmaterials verursachte Verformung des Basismaterials in einer Dickenrichtung absorbieren, um die Schweißposition des Kontaktmaterials herum auf dem Basismaterial gebildet werden.
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Vorteilhafte Effekte der Erfindung
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Gemäß dem obigen Aspekt kann eine durch Quetschen eines Kontaktmaterials auf dem Basismaterial verursachte Verformung in den Dickenrichtungen des Basismaterials absorbiert werden.
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Figurenliste
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- 1A ist eine perspektivische Darstellung zur Erläuterung des Verfahrens zur Herstellung eines elektrischen Kontakts gemäß der ersten Ausführungsform;
- 1B ist eine vergrößerte perspektivische Darstellung zur Erläuterung des Verfahrens zur Herstellung eines elektrischen Kontakts gemäß der ersten Ausführungsform;
- 2A ist eine perspektivische Darstellung zur Erläuterung des Verfahrens zur Herstellung eines elektrischen Kontakts gemäß der zweiten Ausführungsform;
- 2B ist eine vergrößerte perspektivische Darstellung zur Erläuterung des Verfahrens zur Herstellung eines elektrischen Kontakts gemäß der zweiten Ausführungsform;
- 3A ist eine perspektivische Darstellung zur Erläuterung des Verfahrens zur Herstellung eines elektrischen Kontakts gemäß der dritten Ausführungsform;
- 3B ist eine vergrößerte perspektivische Darstellung zur Erläuterung des Verfahrens zur Herstellung eines elektrischen Kontakts gemäß der dritten Ausführungsform;
- 4A ist eine perspektivische Darstellung zur Erläuterung des Verfahrens zur Herstellung eines elektrischen Kontakts gemäß der vierten Ausführungsform;
- 4B ist eine vergrößerte perspektivische Darstellung zur Erläuterung des Verfahrens zur Herstellung eines elektrischen Kontakts gemäß der vierten Ausführungsform;
- 5A ist eine perspektivische Darstellung zur Erläuterung des Verfahrens zur Herstellung eines elektrischen Kontakts gemäß der fünften Ausführungsform;
- 5B ist eine vergrößerte perspektivische Darstellung zur Erläuterung des Verfahrens zur Herstellung eines elektrischen Kontakts gemäß der fünften Ausführungsform;
- 6A ist eine perspektivische Darstellung zur Erläuterung des Verfahrens zur Herstellung eines elektrischen Kontakts gemäß der sechsten Ausführungsform;
- 6B ist eine vergrößerte perspektivische Darstellung zur Erläuterung des Verfahrens zur Herstellung eines elektrischen Kontakts gemäß der sechsten Ausführungsform;
- 7A ist eine Schnittdarstellung zur Erläuterung des Verfahrens zur Herstellung eines elektrischen Kontakts gemäß der ersten Ausführungsform;
- 7B ist eine Schnittdarstellung zur Erläuterung des Verfahrens zur Herstellung eines elektrischen Kontakts gemäß einem Variationsbeispiel der ersten Ausführungsform;
- 7C ist eine Schnittdarstellung zur Erläuterung des Verfahrens zur Herstellung eines elektrischen Kontakts gemäß der zweiten Ausführungsform;
- 7D ist eine Schnittdarstellung zur Erläuterung des Verfahrens zur Herstellung eines elektrischen Kontakts gemäß der vierten Ausführungsform; und
- 7E ist eine Schnittdarstellung zur Erläuterung des Verfahrens zur Herstellung eines elektrischen Kontakts gemäß der fünften Ausführungsform.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nachfolgend werden die Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Kontakts gemäß der ersten bis sechsten Ausführungsform anhand der Zeichnungen erläutert.
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<Erste Ausführungsform>
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1A und 1B sind eine perspektivische Ansicht bzw. eine vergrößerte perspektivische Ansicht zur Erläuterung des Verfahrens zur Herstellung eines elektrischen Kontakts gemäß der ersten Ausführungsform.
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Es sei bemerkt, dass die in 1A und 1B und in 2A bis 7A angegebenen X-Richtungen und Y-Richtungen, auf die später Bezug genommen wird, horizontale Richtungen sind, die orthogonal zueinander sind, und die Z-Richtungen vertikale Richtungen sind. Diese X-Richtungen, Y-Richtungen und Z-Richtungen dienen jedoch nur dazu, die Erläuterungen zu erleichtern, und die in den Erläuterungen angegebenen Richtungen sind nur beispielhaft.
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Wie in 1A dargestellt, besteht ein Basismaterial 11 aus einem Metallmaterial und hat die Form eines Bands, das sich in X-Richtung erstreckt und die Dicke in Z-Richtung hat, oder die Form einer rechteckigen Platte, die sich in X-Richtung und Y-Richtung erstreckt und die Dicke in Z-Richtung hat. Das Basismaterial 11 hat eine mit den X-Richtungen übereinstimmende Längsrichtung und erhält einen Schweiß- und einen Quetschschritt, während es intermittierend (fortlaufend oder stufenweise) zur zugewandten Seite in X-Richtung in 1A gefördert wird.
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Zunächst werden Paare von Langlöchern 11a und 11b, die in Y-Richtung langgestreckt sind, um die Schweißpositionen der Kontaktmateriale 12 herum auf dem Basismaterial 11 (Schnittpunkte zwischen der in X-Richtung verlaufenden durchgezogenen Linie und der Vielzahl der in Y-Richtung verlaufenden gestrichelten Linien) gebildet (Absorptionslöcher-Bildungsschritt), wobei die Langlöcher 11a und 11b in jedem Paar die Schweißposition dazwischen haben. Die Langlöcher 11a und 11b sind Beispiele für ein oder mehrere Absorptionslöcher, die eine Verformung in den Dickenrichtungen (Z-Richtungen) des Basismaterials 11 absorbieren, die durch das Quetschen der Kontaktmateriale 12 verursacht wird, was später beschrieben wird. Während die Langlöcher 11a und 11b Vertiefungen sein können, die das Basismaterial 11 nicht durchdringen, ist es wünschenswert, dass die Langlöcher 11a und 11b Durchgangslöcher sind, die das Basismaterial 11 im Hinblick auf die Absorption der Verformung (Verzerrung) in den Dickenrichtungen (Z-Richtungen) des Basismaterials 11 durchdringen.
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Wie in 1B dargestellt, hat jedes der Langlöcher 11a und 11b einen offenen Teil mit einer Länge L2, die in Längsrichtung (Y-Richtung) größer ist als der Durchmesser L1 (L2 > L1) des Kontaktmaterials 12-1, was ein elektrischer Kontakt ist, der wie später beschrieben gequetscht und geformt wurde. Auch werden die Langlöcher 11a und 11b so geformt, dass sie den Kontaktmaterialen 12 in den seitlichen Richtungen (den X-Richtungen) der offenen Teile zugewandt sind. Es sei bemerkt, dass, während die Langlöcher 11a und 11b mit halbkreisförmigen Teilen an beiden Enden in Längsrichtung (Y-Richtung) dargestellt sind, die Langlöcher 11a und 11b rechteckig sein können, ohne runde Teile.
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Das Gesamtvolumen eines oder mehrerer um die Schweißposition herum gebildeter Absorptionslöcher, d.h. die Summe der Volumina der Langlöcher 11a und 11b ist größer oder gleich dem Volumen des Teils des Kontaktmaterials 12, der in das Basismaterial 11 eingepresst wird. Es sei bemerkt, dass, wenn es nur ein Absorptionsloch gibt, das Gesamtvolumen gleich dem Volumen dieses einen Absorptionslochs ist.
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Als nächstes werden die Kontaktmateriale 12 mit dem Basismaterial 11 verschweißt (Schweißschritt). Bei einem Beispiel des Widerstandsschweißens wird das Kontaktmaterial 12 mit seinem linearen (oder drahtförmigen) Spitzenteil in der vertikal unteren Richtung (Z-Richtung) gegen das Basismaterial 11 gedrückt, um einen Schweißstrom fließen zu lassen, wird der Spitzenteil mit dem Basismaterial 11 verbunden und danach an einer Stelle geschnitten, an der eine vorgegebene Menge des Kontaktmaterials 12 auf dem Basismaterial 11 verbleibt. Es gibt ein Verfahren, bei dem das Kontaktmaterial 12 wie oben beschrieben in vertikaler Richtung (Z-Richtung) bereitgestellt wird. In diesem Fall wird das Teil, das das Kontaktmaterial 12 hält, das gegen das Basismaterial 11 gedrückt wird, mit einer der Elektroden verbunden, und die Unterseite des Basismaterials 11 wird mit der anderen der Elektroden verbunden.
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Wenn das lineare Kontaktmaterial 12 mit dem Basismaterial 11 verschweißt worden ist, wird das lineare Kontaktmaterial 12 geschnitten, wobei eine gewünschte Menge des Kontaktmaterials 12 auf dem Basismaterial 11 verbleibt. Wenn das Kontaktmaterial 12 mit einem Klingenpaar geschnitten wird, während es gepresst wird, um gequetscht zu werden, hat das Material über dem geschnittenen Teil einen linearen Scheitelpunkt, der nach unten zeigt. Diese Form fungiert als ein Vorsprung, der die Schweißströme konzentriert. Während der Teil des Kontaktmaterials 12 unterhalb des geschnittenen Teils und auf dem Basismaterial 11 einen linearen Scheitelpunkt aufweist, der nach oben zeigt, kann das Teil je nach Form der Klingen eine nahezu ebene Oberfläche (ober Oberfläche) haben.
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Es gibt auch ein Verfahren, bei dem das Kontaktmaterial 12 horizontal (in Y-Richtung) von einem Kontaktmaterial liefernden bandförmigen Element bereitgestellt wird, das in der dritten Ausführungsform beschrieben wird. In beiden Verfahren, kann, während ein Schweißstrom das Kontaktmaterial 12 mit dem Basismaterial 11 verbindet und das Kontaktmaterial 12 formt, in einigen Fällen ein Schweißstrom doppelt fließen. Der Zweck, einen Schweißstrom zweimal fließen zu lassen, besteht darin, mit dem zweiten Schweißstrom eine Erregungserwärmung zu bewirken, um den Schmelzbereich (Linse) durch Pressen und Komprimieren des Kontaktmaterials 12 so zu erweitern, dass das Kontaktmaterial 12 nach dem Fließen des ersten Schweißstroms zum Erreichen der Verschweißung geformt wird, was später in der fünften Ausführungsform beschrieben wird.
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Der Schweißschritt führt zur Bildung einer Linse N, was ein durch Schweißen aufgeschmolzener Teil ist, in der Mitte der unteren Oberfläche des Kontaktmaterials 12, wie in 7A dargestellt. Das Kontaktmaterial 12 kann mehrere Schichten enthalten, um die Bildung eines plattierten Kontakts zu ermöglichen, der Gold, eine Goldlegierung oder dergleichen nur auf der Oberfläche enthält.
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Als nächstes wird das Kontaktmaterial 12 gequetscht (Quetschschritt) . In diesem Quetschschritt wird z.B. eine Form verwendet, um das Kontaktmaterial 12 auf eine Weise zu pressen und formen, dass das Kontaktmaterial 12-1 nach dem Quetschen eine ebene Oberfläche hat. Des Weiteren wird die untere Oberflächenseite des Kontaktmaterials 12 im Quetschschritt, wie in 7A dargestellt, teilweise in das Basismaterial 11 eingepresst (Kontaktmaterial 12-1). Die Verformung des Basismaterials 11, dadurch verursacht, dass das Kontaktmaterial 12 in das Basismaterial 11 eingepresst wird, die sich radial in X-Richtung und Y-Richtung aus dem Teil unterhalb des Kontaktmaterials 12 ausdehnt, wird von den Langlöchern 11a und 11b aufgenommen. Dabei bleibt die Dicke des Basismaterials 11 unverändert, während die Volumen der Langlöcher 11a und 11b (Langlöcher 11a-1 und 11b-1) kleiner werden. Es sei bemerkt, dass es im Quetschschritt wünschenswert ist, dass das Kontaktmaterial 12 vor dem Quetschen des Kontaktmaterials 12 in das Basismaterial 11 nur bis zu einer Tiefe kleiner als die halbe Dicke des Basismaterials 11 eingepresst wird. Es sei bemerkt, dass während ein Beispiel für das Pressen des Kontaktmaterials 12, um es zu quetschen, beschrieben wird, das Kontaktmaterial 12 durch ein anderes Verfahren wie Walzen usw. gequetscht werden kann.
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Das Kontaktmaterial 12 kann auch so weit gequetscht werden, dass das gequetschte Kontaktmaterial 12-1' seine Oberfläche koplanar mit der Oberfläche des Basismaterials 11 hat, so dass das Kontaktmaterial 12-1' vollständig in das Basismaterial 11 eingepresst wird, wie in dargestellt. In diesem Fall ist das Gesamtvolumen der Langlöcher 11b-1' und 11b-2' kleiner als das Gesamtvolumen der Langlöcher 11b-1 und 11b-2, das durch das nur teilweise Einpressen des Kontaktmaterials 12-1 in das Basismaterial 11 entsteht. Auch im Quetschschritt dieses Falls ist es wünschenswert, dass das Kontaktmaterial 12-1' in das Basismaterial 11 nur bis zu einer Tiefe kleiner als die halbe Dicke des Basismaterials 11 eingepresst wird.
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Gemäß der oben beschriebenen ersten Ausführungsform enthält das Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Kontakts einen Schweißschritt des Verschweißens des Kontaktmaterials 12 mit dem Basismaterial 11 und einen Quetschschritt des Quetschens des Kontaktmaterials 12. Auch die Langlöcher 11a und 11b werden um die Schweißpositionen der Kontaktmateriale 12 herum auf dem Basismaterial 11 als Beispiele für ein oder mehrere Absorptionslöcher gebildet, die eine durch das Quetschen der Kontaktmateriale 12 verursachte Verformung des Basismaterials 11 in den Dickenrichtungen (den Z-Richtungen) absorbieren.
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Während Press- oder Walzbearbeitung des Kontaktmaterials 12 auf dem Basismaterial 11, um das Kontaktmaterial 12 zu quetschen, bewirkt, dass sich das Basismaterial 11 verformt, so dass das Basismaterial 11 im Schritt des Einbettens des Kontaktmaterials 12-1 in das Basismaterial 11 aus dem Bereich um das Kontaktmaterial 12 überläuft, können die Langlöcher 11a und 11b eine solche Verformung aufnehmen. So ermöglicht die erste Ausführungsform die Absorption von Verformungen des Basismaterials 11 in den Dickenrichtungen (Z-Richtungen), die durch das Quetschen des Kontaktmaterials 12 auf dem Basismaterial 11 entstehen.
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Des Weiteren können Materialverluste bei den Kontaktmaterialen 12 unterdrückt werden, was eine kostengünstige Herstellung von elektrischen Kontakten ermöglicht. Auch können der Walzschritt im Quetschschritt und der Glühschritt, der später beschrieben wird, entfallen, was zu einer einfachen und kostengünstigen Herstellung von elektrischen Kontakten durch Reduzierung der Anzahl der Arbeitsschritte führt. Auch ermöglicht der vor dem Quetschschritt durchgeführte Schweißschritt, das Kontaktmaterial 12 sicher mit dem Basismaterial 11 elektrisch zu verbinden. Dies sichert auch die Zuverlässigkeit der elektrischen Kontakte.
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Auch, gemäß der ersten Ausführungsform, wenn das Kontaktmaterial 12 so weit gequetscht wird, dass das gequetschte Kontaktmaterial 12 seine Oberfläche koplanar mit der Oberfläche des Basismaterials (das Kontaktmaterial 12-1') im Quetschschritt hat, wie in 7B dargestellt, ist es möglich, die Begrenzung der Dicke des elektrischen Kontakts zu vermeiden, um die Gerätegröße zu reduzieren. In einer anderen Hinsicht kann das Basismaterial 11 ohne Vorsprünge erhalten werden, was z.B. bei Verwendung von elektrischen Kontakten mit dem Basismaterial 11 im gebogenen Zustand vorteilhaft ist. Während die vollständige Einbettung des Kontaktmaterials 12 in das Basismaterial 11 eine größere Verformung des Basismaterials 11 in den Dickenrichtungen (Z-Richtungen) verursacht als die teilweise Einbettung des Kontaktmaterials 12 in das Basismaterial 11, können die Langlöcher 11a-1' und 11b-1' diese größere Verformung aufnehmen.
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Auch wird das Kontaktmaterial 12 in das Basismaterial 11 nur bis zu einer Tiefe kleiner als die halbe Dicke des Basismaterials 11 eingepresst, bevor dieses Kontaktmaterial 12 im Quetschschritt in der ersten Ausführungsform gequetscht wird. Dadurch kann die Festigkeit des Basismaterials gesichert werden 11.
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Auch das Gesamtvolumen der Langlöcher 11a und 11b, die Beispiele für ein oder mehrere Absorptionslöcher sind, ist größer oder gleich dem Volumen des Teils des Kontaktmaterials 12, der in der ersten Ausführung in das Basismaterial 11 eingepresst wird. Dadurch können die Langlöcher 11a-1 und 11b-1 Verformungen des Basismaterials 11 in Dickenrichtung (Z-Richtung) sicherer aufnehmen.
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Auch hat jedes der Langlöcher 11a und 11b, die Beispiele für Absorptionslöcher sind, einen offenen Teil mit einer Länge L2, die in den Längsrichtungen (den Y-Richtungen) größer ist als der Durchmesser (Durchmesser des Kontakts) L1 (L2 > L1) des gequetschten Kontaktmaterials 12, und dem Kontaktmaterial 12 in einer seitlichen Richtung (X-Richtung) des Öffnungsteils in der ersten Ausführung zugewandt ist. Dies erleichtert den Langlöchern 11a und 11b die Aufnahme der Verformung des Basismaterials 11 und ermöglicht eine sicherere Absorption der Verformung des Basismaterials 11 in den Dickenrichtungen (Z-Richtungen).
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<Zweite Ausführungsform>
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2A und 2B sind eine perspektivische Ansicht bzw. eine vergrößerte perspektivische Ansicht zur Erläuterung des Verfahrens zur Herstellung eines elektrischen Kontakts gemäß der zweiten Ausführungsform.
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Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform nur dadurch, dass vor dem Schweißschritt ein Konkavteilbildungsschritt zum Bilden eines konkaven Teil 21c zum Aufnehmen eines Teils des geschweißten Kontaktmaterials 22 ausgeführt wird, und daher werden detaillierte Erläuterungen weggelassen.
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Zunächst werden Paare von Langlöchern 21a und 21b, die in Y-Richtung langgestreckt sind, um die Schweißpositionen der Kontaktmateriale 22 herum auf einem Basismaterial 21 gebildet (Absorptionslochbildungsschritt), wobei die in jedem der Paare einander zugewandten Langlöcher 21a und 21b die Schweißposition zwischen sich haben, wie in 2A und 2B dargestellt.
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Als nächstes wird der konkave Teil 21c, der einen Teil des geschweißten Kontaktmaterials 22 aufnimmt, durch Prägen geformt (Konkavteilbildungsschritt). Dieser konkave Teil 21c macht die Breite des offenen Teils größer als das Kontaktmaterial 22 vor dem Schweißen und kann dadurch die Aufnahme der Verformung des Kontaktmaterials 12 erleichtern, das im Quetschschritt gequetscht wird, was später beschrieben wird. Auch die Bereitstellung des konkaven Teils 21c mit einem Volumen kleiner oder gleich dem des geschweißten Kontaktmaterials 22 kann die Bildung eines Spaltes im konkaven Teil 21c nach dem Quetschen des Kontaktmaterials 22 verhindern.
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Wie in 7C dargestellt, verursacht die Bildung des konkaven Teils 21c auf dem Basismaterial 21 durch plastische Verformung auch eine Verformung des Basismaterials 21, was zur Volumenreduzierung der Langlöcher 21a und 21b (Langlöcher 21a-1 und 21b-1) führt. Da wie oben beschrieben der Konkavteilbildungsschritt auch bewirkt, dass sich das Basismaterial 21 verformt, werden die Langlöcher 21a und 21b vor der Bildung des Konkavteils 21c gebildet.
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Als nächstes wird das Kontaktmaterial 22 mit dem Basismaterial 21 verschweißt (Schweißschritt). Dann wird das Kontaktmaterial 22 gequetscht (Quetschschritt). Das Kontaktmaterial 22 wird in diesem Quetschschritt, wie in 7C dargestellt, vollständig in das Basismaterial 21 eingepresst (Kontaktmaterial 22-1). Die Langlöcher 21a-1 und 21b-1 nehmen auch die dadurch verursachte Verformung des Basismaterials 21 auf, wobei das Kontaktmaterial 22 in das Basismaterial 21 eingepresst wird, wodurch das Volumen der Langlöcher 21a-1 und 21b-1 (Langlöcher 21a-2 und 21b-2) weiter reduziert wird. Es sei bemerkt, dass das Quetschen des Kontaktmaterials 22 dazu führt, dass der konkave Teil 21c das gleiche Volumen hat wie das des Kontaktmaterials 22 (21c-1).
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Die Aspekte der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform, die denen der ersten Ausführungsform ähnlich sind, können Effekte erzielen, die denen der ersten Ausführungsform ähnlich sind, d.h. Effekte, die die Fähigkeit einschließen, Verformungen des Basismaterials 21 in den Dickenrichtungen (den Z-Richtungen) zu absorbieren, die durch das Quetschen des Kontaktmaterials 22 auf dem Basismaterial 21 verursacht werden.
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Auch bildet der vor dem Schweißschritt durchgeführte Konkavteilbildungsschritt den Konkavteil 21c zur Aufnahme eines Teils des geschweißten Kontaktmaterials 22, und die Langlöcher 21a und 21b, die Beispiele für ein oder mehrere Absorptionslöcher sind, werden vor der Bildung des Konkavteils 21c gebildet. Dadurch können die Langlöcher 21a und 21b Verformungen des Basismaterials 21 in den Dickenrichtungen (Z-Richtungen) zu einem Zeitpunkt aufnehmen, zu dem der konkave Teil 21c, der beim Einpressen des Kontaktmaterials 22 in das Basismaterial 21 hilft, gebildet wird, ähnlich einem Zeitpunkt des Quetschens.
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<Dritte Ausführungsform>
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3A und 3B sind eine perspektivische Ansicht bzw. eine vergrößerte perspektivische Ansicht zur Erläuterung des Verfahrens zur Herstellung eines elektrischen Kontakts gemäß der dritten Ausführungsform.
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Die dritte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, dass ein Kontaktmaterial 32 von einem Kontaktmaterial liefernden bandförmigen Element 33 bereitgestellt wird, und kann den ersten und zweiten Ausführungsformen für die anderen Aspekte ähnlich sein, und daher werden detaillierte Erläuterungen weggelassen.
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Zunächst werden Paare von Langlöchern 31a und 31b, die in Y-Richtung langgestreckt sind, um die Schweißpositionen der Kontaktmateriale 32 herum auf einem Basismaterial 31 gebildet (Absorptionslochbildungsschritt), wobei die in jedem der Paare einander zugewandten Langlöcher 31a und 31b die Schweißposition zwischen sich haben, wie in 3A und 3B dargestellt.
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Als nächstes wird das Kontaktmaterial 32 mit dem Basismaterial 31 verschweißt (Schweißschritt). In diesem Schweißschritt werden die Kontaktmateriale 32 dem Basismaterial 31 aus dem kontaktmaterialgebenden bandförmigen Element 33 zugeführt, das intermittierend in Y-Richtung, die orthogonal zu den Förderrichtungen (X-Richtungen) des Basismaterials 31 sind, gefördert wird.
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Die Kontaktmateriale 32 des kontaktmaterialgebenden Bandformteils 33 werden einmal ausgestanzt, danach etwa zur Hälfte in Richtung (nach oben in Z-Richtung) entgegen der Ausstanzrichtung (nach unten in Z-Richtung) zum kontaktmaterialgebenden Bandformteil 33 zurückgeschoben und in diesem Zustand gefördert. Diese Methode des Ausstanzens und Zurückschiebens wird als Push-Back-Methode bezeichnet. Es ist zu beachten, dass das Kontaktmaterial 32 durch Schneiden eines Teils des Kontaktmaterial liefernden bandförmigen Elements 33 von dem ersten Teil aus oder durch Trennen des Kontaktmaterials 32 von dem Kontaktmaterial liefernden bandförmigen Element 33 nach dem Schweißen bereitgestellt werden kann.
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Das Kontaktmaterial 32 kann z.B. einen zweilagigen Aufbau mit unterschiedlichen Materiale für die Ober- und Unterseite haben, wobei als Unterseite eine Schicht aus einem anderen Material aufgeklebt ist. Es ist wünschenswert, dass das Kontaktmaterial 32 des obigen zweischichtigen Aufbaus an der Unterseite einen niedrigeren spezifischen Widerstand oder Schmelzpunkt als an der Oberseite aufweist und an der Unterseite z.B. ein Hartlot verwendet wird.
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Als nächstes wird das Kontaktmaterial 32 gequetscht, indem es z.B. vollständig in das Basismaterial 31 eingepresst wird (Quetschschritt). Die Aspekte der oben beschriebenen dritten Ausführungsform, die denen der ersten und zweiten Ausführungsform ähnlich sind, können Effekte erzielen, die denen der ersten und zweiten Ausführungsform ähnlich sind, d.h. Effekte, die die Fähigkeit beinhalten, Verformungen des Basismaterials 31 in den Dickenrichtungen (den Z-Richtungen), die durch das Quetschen des Kontaktmaterials 32 auf dem Basismaterial 31 verursacht werden, zu absorbieren.
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Auch die Kontaktmateriale 32 sind mit dem Basismaterial 31 verschweißt, wobei der Basismaterial 31 und das kontaktmaterialgebende bandförmige Element 33 in den sich in der dritten Ausführungsform kreuzenden Richtungen intermittierend gefördert werden. Dies ermöglicht die kontinuierliche Herstellung von elektrischen Kontakten.
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<Vierte Ausführungsform>
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4A und 4B sind eine perspektivische Ansicht bzw. eine vergrößerte perspektivische Ansicht zur Erläuterung des Verfahrens zur Herstellung eines elektrischen Kontakts gemäß der vierten Ausführungsform.
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Die vierte Ausführungsform unterscheidet sich von der dritten Ausführungsform dadurch, dass das Ultraschallschweißen anstelle des Widerstandsschweißens im Schweißschritt verwendet wird und für die anderen Aspekte ähnlich wie die erste bis dritte Ausführungsform sein kann, und daher werden detaillierte Erläuterungen weggelassen.
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Zunächst werden Paare von Langlöchern 41a und 41b, die in Y-Richtung langgestreckt sind, um die Schweißpositionen der Kontaktmateriale 42 herum auf einem Basismaterial 41 gebildet (Absorptionslochbildungsschritt), wobei die in jedem der Paare einander zugewandten Langlöcher 41a und 41b die Schweißposition zwischen sich haben, wie in 4A, 4B und 7D dargestellt.
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Als nächstes werden die Kontaktmateriale 42 mit dem Basismaterial 41 verschweißt (Schweißschritt). In diesem Schweißschritt werden dem Basismaterial 41 Kontaktmateriale 42 aus einem Kontaktmaterial liefernden bandförmigen Element 43 bereitgestellt, das intermittierend in Y-Richtung, die orthogonal zu den Förderrichtungen (X-Richtungen) des Basismaterials 41 sind, gefördert wird.
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Das Kontaktmaterial 42 wird aus dem das Kontaktmaterial liefernden bandförmigen Teil 43 herausgezogen und Ultraschall basierend auf horizontalen Schwingungen wird mit dem Kontaktmaterial 42, das von der Spitze der Sonotrode gegen das Basismaterial 41 gedrückt wird, aufgebracht. Diese Anwendung des Ultraschalls erzeugt eine sehr große Momentreibung zwischen dem Kontaktmaterial 42 und dem Basismaterial 41, die eine Abscheidung zwischen ihnen bewirkt. Tatsächlich muss die Abscheidung nach vollständiger Abtrennung des Kontaktmaterials 42 vom Kontaktmaterial liefernden bandförmigen Teil 43 erfolgen, um den Einfluss der Sonotrodenschwingung auf das Kontaktmaterial liefernde bandförmige Teil 43 zu verhindern.
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Als nächstes wird das Kontaktmaterial 42 gequetscht, indem es z.B. vollständig in das Basismaterial 41 eingepresst wird (Quetschschritt). Weil das Kontaktmaterial 42 an seiner Oberfläche Konkavitäten und Konvexitäten aufweist, um ein Verrutschen des Basismaterials 41 zu verhindern, und das Kontaktmaterial 42 so weit gequetscht und geformt wird, dass die Oberflächen des Kontaktmaterials 42 und des Basismaterials 41 nach der Abscheidung im Schweißschritt durch die obige Ultraschallabscheidung spiegelnd (oder hell) werden. Ein Glühschritt würde das Kontaktmaterial 42 erweichen, das durch eine Bearbeitung wie das Quetschen gehärtet wurde. Soll dieser Glühschritt durchgeführt werden, ist es besser, ihn unter einer Bedingung durchzuführen, dass das Kontaktmaterial 42 eine erste Schicht aus z.B. Silber auf der Oberflächenseite und eine zweite Schicht, die einen niedrigeren Schmelzpunkt als die erste Schichtaufweist, z.B. aus Silberlot besteht, und eine Kontaktoberfläche für das Basismaterial 41 aufweist, und dass die Temperatur niedriger ist als der Schmelzpunkt der ersten Schicht (z.B. eine Temperatur, die kleiner oder gleich 90 Prozent des Schmelzpunktes der ersten Schicht ist). Dieses Glühen kann durch Erregung erfolgen.
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Die Aspekte der oben beschriebenen vierten Ausführungsform, die denen der ersten bis dritten Ausführungsform ähnlich sind, können Effekte erzielen, die denen der ersten bis dritten Ausführungsform ähnlich sind, d.h. Effekte einschließlich der Fähigkeit, Verformungen des Basismaterials 41 in den Dickenrichtungen (den Z-Richtungen) zu absorbieren, die durch das Quetschen des Kontaktmaterials 42 auf dem Basismaterial 41 verursacht werden.
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Auch wird das Kontaktmaterial 42 mit dem Basismaterial 41 durch Ultraschallabscheidung in der vierten Ausführungsform verschweißt, wodurch der Schweißschritt durch ein anderes Verfahren als beim Widerstandsschweißen der obigen ersten bis dritten Ausführungsform ermöglicht wird.
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Auch wenn das Kontaktmaterial 42 eine erste Schicht und eine zweite Schicht enthält, die einen niedrigeren Schmelzpunkt als die erste Schicht aufweist und eine Kontaktoberfläche für das Basismaterial 41 aufweist, und der Glühschritt, bei dem das Glühen bei einer Temperatur durchgeführt wird, die niedriger als der Schmelzpunkt der ersten Schicht ist, nach dem Quetschschritt durchgeführt wird, kann das durch die Bearbeitung des Quetschschritts gehärtete Kontaktmaterial 42 in der vierten Ausführung erweicht werden.
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<Fünfte Ausführungsform>
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5A und 5B sind eine perspektivische Ansicht bzw. eine vergrößerte perspektivische Ansicht zur Erläuterung des Verfahrens zur Herstellung eines elektrischen Kontakts gemäß der fünften Ausführungsform.
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Die fünfte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, dass sowohl das Widerstandsschweißen als auch das Ultraschallschweißen im Schweißschritt durchgeführt werden, und kann für die anderen Aspekte ähnlich der ersten bis vierten Ausführungsform sein, und daher werden detaillierte Erläuterungen weggelassen.
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Zunächst werden Paare von Langlöchern 51a und 51b, die in Y-Richtung langgestreckt sind, um die Schweißpositionen der Kontaktmateriale 52 herum auf einem Basismaterial 51 gebildet (Absorptionslochbildungsschritt), wobei die in jedem der Paare einander zugewandten Langlöcher 51a und 51b die Schweißposition zwischen sich haben, wie in 5A und 5B dargestellt.
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Als nächstes wird das Kontaktmaterial 52 mit dem Basismaterial 51 verschweißt (Schweißschritt). In diesem Schweißschritt wird das Kontaktmaterial 52 durch Widerstandsschweißen mit dem Basismaterial 51 verschweißt, und das Kontaktmaterial 52 wird durch Pressen und Komprimieren so geformt, dass es in das Basismaterial 51 eingebettet wird (das Kontaktmaterial 52-1). Bei diesem Vorgang reduziert die Verformung des Basismaterials 51 die Volumen der Langlöcher 51a und 51b (die Langlöcher 51a-1 und 51b-1). Es sei bemerkt, dass dieser Vorgang nicht notwendigerweise das Pressen auf das Kontaktmaterial 52 beinhalten muss.
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Danach erfolgt die Ultraschallabscheidung unter Verwendung der in der vierten Ausführungsform beschriebenen horizontalen Schwingungen. Dann erzeugt die Ultraschallabscheidung eine Linse N2 aus der Linse N1, die in der Mitte der unteren Oberfläche des Kontaktmaterials 52 durch das Widerstandsschweißen gebildet wird, wobei sich die Linse N2 über die gesamte untere Oberfläche des Kontaktmaterials 52 ausdehnt, wie in 7E dargestellt.
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Als nächstes wird das Kontaktmaterial 52-1 gequetscht, indem es z.B. vollständig in das Basismaterial 51 eingepresst wird (Quetschschritt). Dadurch wird das Basismaterial 51 verformt, was zu einer weiteren Volumenreduzierung der Langlöcher 51a-1 und 51b-1 (die Langlöcher 51a-2 und 51b-2) führt.
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Die Aspekte der oben beschriebenen fünften Ausführungsform, die denen der ersten bis vierten Ausführungsform ähnlich sind, können Effekte erzielen, die denen der ersten bis vierten Ausführungsform ähnlich sind, d.h. Effekte, die die Fähigkeit einschließen, Verformungen des Basismaterials 51 in den Dickenrichtungen (den Z-Richtungen), die durch das Quetschen des Kontaktmaterials 52 auf dem Basismaterial 51 verursacht werden, zu absorbieren.
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Auch in der fünften Ausführungsform wird das Kontaktmaterial 52 durch Widerstandsschweißen mit dem Basismaterial 51 verschweißt und danach wird das Kontaktmaterial 52 mit dem Basismaterial 51 durch Ultraschallabscheidung unter Verwendung horizontaler Schwingung im Schweißschritt verschweißt. Dadurch bildet sich auf der unteren Oberfläche des Kontaktmaterials 52 die Linse N2, was ein Abblättern des Kontaktmaterials 52 vom Basismaterial 51 verhindern kann.
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<Sechste Ausführungsform >
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6A und 6B sind eine perspektivische Ansicht bzw. eine vergrößerte perspektivische Ansicht zur Erläuterung des Verfahrens zur Herstellung eines elektrischen Kontakts gemäß der sechsten Ausführungsform.
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Die sechste Ausführungsform unterscheidet sich von der zweiten Ausführungsform dadurch, dass ein Langloch 61d, das ein Beispiel für ein zweites Absorptionsloch ist, das zusätzlich zu den Langlöchern 61a und 61b, die Beispiele für ein oder mehrere um eine Schweißposition herum gebildete erste Absorptionslöcher sind, auf einem Basismaterial 61 gebildet wird, und kann den ersten bis fünften Ausführungsformen für die anderen Aspekte ähnlich sein, und daher werden detaillierte Erläuterungen weggelassen.
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Zunächst werden Paare von Langlöchern 61a und 61b, die in Y-Richtung langgestreckt sind, um die Schweißpositionen der Kontaktmateriale 62 herum auf einem Basismaterial 61 gebildet (Absorptionslochbildungsschritt), wobei die in jedem der Paare einander zugewandten Langlöcher 61a und 61b die Schweißposition zwischen sich haben, wie in 6A und 6B dargestellt.
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Das Basismaterial 61 hat ebenfalls Langlöcher 61d als Beispiele für die zweiten Absorptionslöcher, die zwischen mehreren in einer Richtung (X-Richtung) angeordneten Schweißpositionen angeordnet sind, wie in 6B dargestellt (zweiter Absorptionslochbildungsschritt). Es sei bemerkt, dass der erste Absorptionslochbildungsschritt und der zweite Absorptionslochbildungsschritt in beliebiger Reihenfolge oder parallel durchgeführt werden können.
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Jedes der Langlöcher 61d ist z.B. in der Mitte zwischen zwei benachbarten Schweißpositionen vorgesehen. Auch hat das Langloch 61d einen offenen Teil mit einer Länge L3 (L3 > L2), die in Längsrichtung (Y-Richtung) größer ist als jede der Langlöcher 61a und 61b. Ähnlich wie die Langlöcher 61a und 61b ist auch das Langloch 61d gebildet, zu dem Kontaktmaterial 62 in seitlicher Richtung (X-Richtung) des offenen Teils zu weisen. Ähnlich wie die Langlöcher 61a und 61b nimmt das Langloch 61d eine durch Quetschen des Kontaktmaterials 62 verursachte Verformung des Basismaterials 61 auf. Es sei bemerkt, dass, während das Langloch 61d mit halbkreisförmigen Teilen an beiden Enden in Längsrichtung (Y-Richtung) dargestellt ist, das Langloch 61d rechteckig sein kann, ohne runde Teile.
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Als nächstes wird ein konkaver Teil 61c, der einen Teil des geschweißten Kontaktmaterials 62 aufnimmt, durch Prägen geformt (Konkavteilbildungsschritt). Die Bildung dieses konkaven Teils 61c bewirkt eine Verformung des Basismaterials 61, wodurch das Volumen der Langlöcher 61a und 61b (Langlöcher 61a-1 und 61b-1) reduziert wird.
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Als nächstes wird das Kontaktmaterial 62 mit dem Basismaterial 61 verschweißt (Schweißschritt). Die Kontaktmateriale 62 werden an mehreren in einer Richtung (X-Richtung) angeordneten Schweißpositionen, wie in der ersten Ausführungsform in diesem Schweißschritt beschrieben, nacheinander mit dem Basismaterial 61 verschweißt.
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Als nächstes wird das Kontaktmaterial 62 gequetscht (Quetschschritt). In diesem Quetschschritt wird das Kontaktmaterial 62 vollständig in das Basismaterial 61 (das Kontaktmaterial 62-1) eingepresst. Die Langlöcher 61a-1 und 61b-1 nehmen auch die dadurch verursachte Verformung des Basismaterials 61 auf, wobei das Kontaktmaterial 62 in das Basismaterial 61 eingepresst wird, wodurch das Volumen der Langlöcher 61a-1 und 61b-1 (Langlöcher 61a-2 und 61b-2) weiter reduziert wird. Es sei bemerkt, dass das Quetschen des Kontaktmaterials 62 bewirkt, dass der konkave Teil 61c das gleiche Volumen wie das des Kontaktmaterials 62 (61c-1) hat.
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Die Aspekte der oben beschriebenen sechsten Ausführungsform, die denen der ersten bis fünften Ausführungsform ähnlich sind, können Effekte erzielen, die denen der ersten bis fünften Ausführungsform ähnlich sind, d.h. Effekte, die die Fähigkeit beinhalten, Verformungen des Basismaterials 61 in den Dickenrichtungen (den Z-Richtungen), die durch das Quetschen des Kontaktmaterials 62 auf dem Basismaterial 61 verursacht werden, zu absorbieren.
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Auch werden die Kontaktmateriale 61 an mehreren in einer Richtung (X-Richtung) angeordneten Schweißpositionen nacheinander mit dem Basismaterial 61 verschweißt, die Langlöcher 61a und 61b, die Beispiele für ein oder mehrere Absorptionslöcher sind, werden um die Schweißpositionen herum auf dem Basismaterial 61 gebildet, und die Langlöcher 61d, die Beispiele für die zweiten Absorptionslöcher sind, werden an Positionen zwischen den mehreren Schweißpositionen im Schweißschritt der sechsten Ausführungsform des Weiteren auf dem Basismaterial 61 gebildet. Dies kann eine Situation verhindern, in welcher die Bildung des konkaven Teils 61c und das Quetschen des Kontaktmaterials 62 bewirken, dass die Verformung des Basismaterials 61 eine benachbarte Schweißposition beeinflusst.
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Während die erste bis sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung oben erläutert wurden, ist die vorliegende Erfindung im Umfang der in den Ansprüchen und ihren Äquivalenten beschriebenen Erfindungen enthalten. Im Folgenden werden die in den ursprünglichen Ansprüchen der vorliegenden Anmeldung wie eingereicht beschriebenen Erfindungen als Anhänge angefügt.
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Anhang 1. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Kontakts, wobei das Verfahren umfasst:
- einen Schweißschritt zum Verschweißen eines Kontaktmaterials mit einem Basismaterial; und
- einen Quetschschritt zum Quetschen des Kontaktmaterials, wobei
- ein oder mehrere Absorptionslöcher, die eine durch das Quetschen des Kontaktmaterials verursachte Verformung des Basismaterials in Dickenrichtung absorbieren, um die Schweißposition des Kontaktmaterials herum auf dem Basismaterial gebildet werden.
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Anhang 2. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Kontakts nach Anhang 1, wobei
im Quetschschritt das Kontaktmaterial so weit gequetscht wird, dass eine Oberfläche des Kontaktmaterials mit einer Oberfläche des Basismaterials koplanar ist.
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Anhang. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Kontakts nach Anhang 1 oder 2, wobei
im Quetschschritt das Kontaktmaterial nur bis zu einer Tiefe von weniger als einer halben Dicke des Basismaterials, die vor dem Quetschen des Kontaktmaterials vorliegt, in das Basismaterial eingepresst wird.
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Anhang 4. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Kontakts nach einem der Anhänge 1 bis 3, wobei
ein Gesamtvolumen des einen oder der mehreren Absorptionslöcher größer oder gleich einem Volumen eines Teils des Kontaktmaterials ist, der in das Basismaterial eingepresst wird.
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Anhang 5. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Kontakts nach einem der Anhänge 1 bis 4, wobei
das Absorptionsloch ein Langloch ist, das einen offenen Teil mit einer Länge aufweist, die in Längsrichtung größer ist als ein Durchmesser des gequetschten Kontaktmaterials und das dem Kontaktmaterial in einer seitlichen Richtung des offenen Teils zugewandt ist.
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Anhang 6. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Kontakts nach einem der Anhänge 1 bis 5, des Weiteren umfassend
einen Konkavteilbildungsschritt zur Bildung eines konkaven Teils, der einen Teil des geschweißten Kontaktmaterials aufnimmt, der vor dem Schweißschritt auszuführen ist, wobei
das eine oder die mehreren Absorptionslöcher vor der Bildung des konkaven Teils gebildet werden.
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Anhang 7. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Kontakts nach einem der Anhänge 1 bis 6, wobei
im Schweißschritt das Kontaktmaterial durch Widerstandsschweißen mit dem Basismaterial verschweißt wird, und danach das Kontaktmaterial durch Ultraschallabscheidung unter Ausnutzung horizontaler Schwingungen mit dem Basismaterial verschweißt wird.
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Anhang 8. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Kontakts nach einem der Anhänge 1 bis 7, wobei
das Kontaktmaterial eine erste Schicht und eine zweite Schicht enthält, die einen niedrigeren Schmelzpunkt als die erste Schicht aufweist und die eine Kontaktoberfläche für das Basismaterial aufweist, und
ein Glühschritt, bei dem das Glühen bei einer Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes der ersten Schicht durchgeführt wird, des Weiteren nach dem Quetschschritt enthalten ist.
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Anhang 9. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Kontakts gemäß einem der Anhänge 1 bis 8, wobei
im Schweißschritt die Kontaktmateriale an mehreren der in einer Richtung angeordneten Schweißpositionen nacheinander mit dem Basismaterial verschweißt werden,
das eine oder die mehreren Absorptionslöcher ein oder mehrere um die Schweißpositionen herum gebildet erste Absorptionslöcher sind, und
zweite Absorptionslöcher auf dem Basismaterial an Positionen zwischen den mehreren in einer Richtung angeordneten Schweißpositionen des Weiteren gebildet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 11, 21, 31, 41, 51, 61
- BASISMATERIAL
- 11a, 11b, 21a, 21b, 31a, 31b, 41a, 41b, 51a, 51b, 61a, 61b, 61d
- LANGLOCH
- 21c, 31c, 41c, 61c
- KONKAVER TEIL
- 12, 22, 32, 42, 52, 62
- KONTAKTMATERIAL
- 33, 43
- KONTAKTMATERIAL LIEFERNDES BANDFÖRMIGES TEIL
- L1
- KONTAKTDURCHMESSER
- L2
- LÄNGE IN LANGLOCHLÄNGSRICHTUNG
- N
- LINSE
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP S5449565 [0005]
- JP S54126963 [0005]
- JP H04368723 [0005]
