JP2002158056A - 電気接点部材およびその製造方法 - Google Patents
電気接点部材およびその製造方法Info
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Abstract
(0.1N〜0.5N)で、多数回(100回〜100
00回)の嵌合・離脱においても安定な接触抵抗を可能
にすることができる電気接触部材とその製造方法とを提
供すること。 【解決手段】 ばね性を備えた電気接点部材において、
電気接点部材の表面の少なくとも一部に粒子径1.0〜
5.0μmの硬質粒子15bを含む複合めっきから成る
第1のめっき層15aと、前記第1のめっき層15a上
に前記複合めっきと同種の金属めっきから成る第2のめ
っき層15aと、前記第2のめっき層15a上に前記第
2のめっき層15aと異なり、かつ仕上げめっきとして
の金属めっきから成る第3のめっき層15cとを施し
た。
Description
の製造方法に関し、詳しくは、突き当て式コネクタに適
用され、多数回の嵌合・離脱においても安定な接触抵抗
を可能にする電気接点部材およびその製造方法に関す
る。
クタの大部分は摺動を伴うスライド式接触機構を有す
る。これは、接触金属表面上に生成した酸化物、硫化
物、大気中からの吸着汚染物、ピンホールからの腐食物
などを摺動により排除し、確実に金属接触を行わせ導通
を安定化させるためである。
合・離脱時には挿入力と抜去力が発生し、操作に大きな
力が必要となる。また、摺動により金属摩耗が進行する
という欠点があった。
合、通常の摺動を伴うコネクタ(スライド式)に比べ、
挿入,抜去時の力が小さく、嵌合・離脱の操作,取り扱
いが楽でまた簡単であるという利点がある。
き当て式のコネクタの場合、電気接点部材としてのコン
タクトの金属接触時の摺動がほとんど発生しないため、
接触金属表面上に形成された酸化皮膜、硫化皮膜酸や付
着した汚染物、腐食物等の排除ができなく接触抵抗が上
昇し導通が不安定になるという欠点があった。
酸化膜、硫化膜が生成しない金を採用し、また、突き当
てによる接触力を、0.5N以上とし、更に、1mm前
後の摺動が発生するように、コンタクト形状を工夫する
ことで対処していた。
力とスライド式よりは短いが、摺動により接触金属の摩
耗が進行し、多数回(1000回以上)の使用に耐えら
れないという状況であった。また、コンタクト芯数が多
くなれば突き当てによる総合接触力が大きくなり、嵌合
状態を保持するためのロック機構をより強固なものにす
る必要があるなど突き当て式のコネクタの使用を困難に
していた。
成させ相手金属に対して突き刺すことにより、汚染皮膜
を破り金属接触を確保するという提案がされている(特
開平11−74012号公報、以下、参考例と呼ぶ、参
照)。
ね性を備えたコンタクトを押し付けることによって、微
小の摺動が発生し、これによって、コンタクトの相手金
属を摩耗させ、ダメージを与えたり、多数回(例えば、
100回)のコネクタの嵌合には耐えられないという欠
点を有している。
て式コネクタ用として、小さい接触力(0.1N〜0.
5N)で、多数回(100回〜10000回)の嵌合・
離脱においても安定な接触抵抗を可能にすることができ
る電気接触部材とその製造方法とを提供することにあ
る。
小さい接触力で可能なため多芯数においても、総合接触
力を小さく抑えることができ、ロック機構を簡便にする
ことが可能となる電気接触部材と、その製造方法と、そ
れを用いたコネクタとを提供することにある。
課題は、コンタクト形状をシンプルにできる電気接触部
材と、その製造方法と、それを用いたコネクタとを提供
することにある。
を備えた電気接点部材において、電気接点部材の表面の
少なくとも一部に粒子径1.0〜5.0μmの硬質粒子
を含む複合めっきから成る第1のめっき層と、前記第1
のめっき層上に前記複合めっきと同種の金属めっきから
成る第2のめっき層と、前記第2のめっき層上に前記第
2のめっき層と異なり、かつ仕上げめっきとしての金属
めっきから成る第3のめっき層とを施したことを特徴と
する電気接点部材が得られる。
において、前記硬質粒子によって、前記電気接点部材の
表面の少なくとも一部に夫々高さが3μm以下の複数の
突起部が形成されていることを特徴とする電気接点部材
が得られる。
の電気接点部材において、前記第3のめっき層は、錫、
ニッケル、銀の内の少なくとも一種を含む合金から実質
的になることを特徴とする電気接点部材が得られる。
の電気接点部材において、前記第1のめっき層は、ニッ
ケル複合めっき層から実質的になることを特徴とする電
気接点部材が得られる。
の電気接点部材をコンタクトに用いたことを特徴とする
コネクタが得られる。
いて、前記電気接点部材は突き当て式の前記コンタクト
に用いたことを特徴とするコネクタが得られる。
成方法において、電気接点部材の表面の少なくとも一部
に、粒子径1.0〜5.0μmの硬質粒子を含む電解ま
たは無電解複合めっきによって硬質粒子を共析させて突
起部を形成する第1工程と、前記複合めっきと同種の金
属めっきにより突起部の高さを制御し、かつ粒子部表面
を覆う第2工程と、前記複合めっきと異なり、かつ仕上
げめっきとしての金属めっきを施す第3工程とを備えて
いることを特徴とする電気接点部材の製造方法が得られ
る。
の製造方法において、前記硬質粒子によって、前記電気
接点部材の表面の少なくとも一部に夫々高さが3μm以
下の複数の突起部を形成することを特徴とする電気接点
部材の製造方法が得られる。
の電気接点部材の製造方法において、前記第3のめっき
層は、錫、ニッケル、銀の内の少なくとも一種を含む合
金から実質的になることを特徴とする電気接点部材の製
造方法が得られる。
つの電気接点部材の製造方法において、前記第1のめっ
き層は、ニッケル複合めっき層から実質的になることを
特徴とする電気接点部材の製造方法が得られる。
て図面を参照して説明する。
ネクタを示す斜視図、図1(b)は図1(a)のコネク
タのレセプタクル側コネクタのコンタクトとプラグ側コ
ネクタのコンタクトとの接触の説明に供せられる斜視図
である。
形態によるコネクタ30は、互いに接触面を対向させて
接触するプラグコネクタ10とレセプタクルコネクタ2
0とを備えている。
と、このインシュレータ2の収容部2aに収容された電
気接点としてのプラグコンタクト1とを備えている。
側の一面に形成された矩形の電極11と、他面に形成さ
れ電極11に夫々接続する導体パターン12とを備えて
いる。
ト1と電極11とは、接触及び離脱する。
ンタクトである電極11は平板形状を備えている。
インシュレータ2に支持された支持部1aと、支持部1
aの一端から延び、折れ曲がって斜め下方に延び、さら
に、折れ曲がって支持部と平行に延在する基板実装用の
端子部1bと、支持部1aの他端から外方延在し、上方
にUターンして幾分支持部1a側に戻る形状のUターン
部1d、Uターン部1dからさらに上方に凸となるよう
に湾曲した湾曲部1e、及び先端部1fを備え、先端部
1fがこの湾曲部1eの内側となるように形成されたバ
ネ性を備えた接触部1cとを備えている。
ト1と電極11とは、接触及び脱離する。
明する。
誠意検討した結果、接触における理想的嵌合条件におけ
る場合においても、プラグコンタクト対レセプタクルコ
ンタクトの接触により、ミクロ的に観察した場合、接触
部分には微少な摺動が発生することを見出した。
する場合、少なくとも一方のコンタクト(主にプラグ
側)を接触力が発生するようバネ性のある形状にするこ
とが有効であるためである。
た場合、接触力を発生させるためにスプリングなどのコ
ンタクトを押し付けるための別の機構を加える必要があ
り構造的に複雑となるため好ましくない。
あるコンタクトをレセプタクル側の平面に押し当てた場
合、押し付ける力(接触力)によりコンタクトは微少変
形し同時に微少の摺動が生じることとなる。
力に関係し、バネ変形量は、コンタクトの特性(素材,
板厚,形状など)に関係する。
明の実施の形態によるコネクタと同様な形状のものにお
けるプラグコンタクトと平面との突き当ての場合の摺動
距離と接触力との関係を示す図である。
では100μm以下の摺動が略比例関係を保って発生す
る。また、プラグ側として棒状のものを用いた場合、面
に対して正確に突き当てれば摺動はないが、振動やプラ
グとレセプタクルの突き当て角度の変化により容易に摺
動が発生してしまうことが判明した。
のある金属表面を用いた場合、より汚染皮膜を破り、金
属接触を確保するためには、突起は凸部が大きく鋭い形
状の方が良い。
摺動が生じるため、突起部は相手金属を摩耗させダメー
ジを与えることが判明した。このため100回以上の多
数回使用には、採用できないということがわかった。
ねた結果、硬質の粒子(1.0から5.0μm径)を含
有させためっき皮膜で、突起部の高さを3μm以下と
し、最適には0.5〜1.5μmとすれば、突起による
汚染皮膜の突き破りの効果を保持し更に微少の摺動発生
によるワイピング効果をより効果のあるものにすること
ができ、しかも、相手金属に対する摩耗によるダメージ
を抑えることができるということが判った。
おいても、100回以上の多数回嵌合が可能となった。
生成する錫および錫合金,ニッケルおよびニッケル合
金,銀および銀合金を、金の代替え接触金属として採用
することが可能となった。
タの突き当て式用の電気接点部材の製造方法について説
明する。
の嵌合においても安定した接触抵抗を維持し、更に金以
外のより卑な金属を採用するために、硬質の粒子(1.
0から5.0μm径)を含有させためっき皮膜で、突起
部の高さを3μm以下とし、最適には0.5〜1.5μ
mとすればよい。
上の第1のめっき層として硬質粒子を含むニッケル複合
めっき方法により粒子をニッケルとともに共析させ、突
起表面を形成させる。この場合、めっきは電解法あるい
は無電解法のいずれも用いることができる。また、粒子
は硬質で不溶性のものであれば、内容をとわないが、好
ましくは導電性を持つものがよく、TiN,WC,Zr
B2,Ni粒子が適する。
される第2のめっき層として、粒子を含まないめっき液
によりニッケル皮膜を電気めっきにより生成させ、粒子
表面のニッケル被覆を十分に達成すると同時に突起の高
さを調整する。この場合、突起部によりめっき電流の集
中が生じ突起部の高さが大きくなるためレベリング作用
のあるめっき光沢剤を用いることで、高さを抑えること
ができる。
層として、接触用の金属錫及び錫合金,ニッケルおよび
ニッケル合金,銀および銀合金を電解法あるいは無電解
法で生成させ、図3に示すような表面状態を備えた本発
明の電気接点部材が完成する。
部材の具体例について説明する。
バネ性のある図1の形状のコンタクトを用いるととも
に、レセプタクルコンタクトとしてフラットな面を持つ
コンタクトを用い、6芯を1コネクタとして、突き当て
による嵌合・離脱による接触抵抗の状況を測定した。
は接触抵抗安定で良好×は、接触抵抗上昇し不安定で不
良を示す。また、試料1,3,5,7は本発明例、試料
2,4,6,8は比較例である。
錫、錫・鉛合金,ニッケル)についてはめっき処理後2
週間室内オフィス環境中に、例7(接触金属として銀)
についてはめっき処理後1ケ月間室内オフィス環境中に
放置後試験に使用した。
て、平均粒径2μmのZrB2硬質粒子を30g/Lの
濃度でスルファミン酸ニッケル(金属ニッケルとして換
算)100g/L〜140g/L,ほう酸30g/L〜
50g/Lの範囲で調製したニッケル複合めっき液によ
り、液温60℃で、電流密度20A/dm2で60秒間
めっきし、粒子をニッケル析出により固定し、突起部の
ある第1層とした。次に表面に完全に固定されていない
粒子や付着しただけの粒子を取り除くために温度50℃
の水を用いて超音波洗浄を実施し不要な粒子を取り除く
工程を実施した。次に、粒子を含まないスルファミン酸
ニッケル(金属ニッケルとして換算)100g/L〜1
40g/L、ほう酸30g/L〜50g/Lの範囲で調
製したニッケルめっき液にさらに一次光沢剤および二次
光沢剤を適量添加しレベリング作用のあるめっき液とし
た。
50秒間めっきし、突起部のさらなるニッケルめっきの
被服と高さ調整を行ない第2層とした。さらに接触金属
として、硫酸第一錫(金属錫として換算)30g/L、
濃硫酸130g/Lに光沢剤を適量加えた錫めっき液を
調製し、液温20℃で電流密度3A/dm2で120秒
間めっきし第3のめっき層とした。
電子顕微鏡写真である。
ファミン酸ニッケル(金属ニッケルとして換算)100
g/L〜140g/L、ほう酸30g/L〜50g/L
の範囲で調整したニッケルめっき液にさらに一次光沢剤
および二次光沢剤を適量添加しレベリング作用のあるめ
っき液とした。液温60℃、電流密度30A/dm2で
90秒間めっきし第1層とした。さらに接触金属とし
て、硫酸第一錫(金属錫として換算)30g/L、濃硫
酸130g/Lに光沢剤を適量加えた錫めっき液を調整
し、液温20℃、電流密度3A/dm2で120秒間め
っきし第2層とした。
試料1のプラグ側と同一の仕様とした。
鉛合金を用いた。具体的には、平均粒径2μmのTiN
硬質粒子を20g/Lの濃度でスルファミン酸ニッケル
(金属ニッケルとして換算)100g/L〜140g/
L、ほう酸30g/L〜50g/Lの範囲で調製したニ
ッケル複合めっき液により、液温60℃で、電流密度2
0A/dm2で60秒間めっきし、粒子をニッケル析出
により固定し、突起部のある第1層とした。次に、表面
に完全に固定されていない粒子や付着しただけの粒子を
取り除くために温度50℃の水を用いて超音波洗浄を実
施し不要な粒子を取り除く工程を実施した。その次に、
粒子を含まないスルファミン酸ニッケル(金属ニッケル
として換算)100g/L〜140g/L、ほう酸30
g/L〜50g/Lの範囲で調整したニッケルめっき液
にさらに一次光沢剤および二次光沢剤を適量添加しレベ
リング作用のあるめっき液とした。
50秒間めっきし、突起部のさらなるニッケルめっきの
被覆と高さ調整を行ない第2層とした。さらに接触金属
として、アルカノールスルホン酸第一錫(金属錫として
換算)40g/L、アルカノールスルホン酸鉛(金属鉛
として換算)5g/L,遊離アルカノールスルホン酸1
00g/Lに光沢剤を適量加えたはんだめっき液を調製
し、液温20℃で電流密度10A/dm2で40秒間め
っきし、第3層とした。
いスルファミン酸ニッケル(金属ニッケルとして換算)
100g/L〜140g/L、ほう酸30g/L〜50
g/Lの範囲で調整したニッケルめっき液にさらに一次
光沢剤および二次光沢剤を適量添加しレベリング作用の
あるめっき液とした。液温60℃、電流密度30A/d
m2で90秒間めっきし第1層とした。さらに接触金属
として、アルカノールスルホン酸第一錫(金属錫として
換算)40g/L、アルカノールスルホン酸鉛(金属鉛
として換算)5g/L、遊離アルカノールスルホン酸1
00g/Lに光沢剤を適量加えたはんだめっき液を調整
し、液温20℃、電流密度10A/dm 2で40秒間め
っきし第2層とした。
試料3のレセプタクル側と同一の仕様とした。
ケルを用いた。具体的には、平均粒径2μmの金属Ni
粒子を40g/Lの濃度でスルファミン酸ニッケル(金
属ニッケルとして換算)100g/L〜140g/L、
ほう酸30g/L〜50g/Lの範囲で調製したニッケ
ル複合めっき液により、液温60℃で、電流密度20A
/dm2で40秒間めっきし、粒子をニッケル析出によ
り固定し、突起部のある第1層とした。次に、表面に完
全に固定さていない粒子や付着しただけの粒子を取り除
くために温度50℃の水を用いて超音波洗浄を実施し、
不要な粒子を取り除く工程を実施した。その次に粒子を
含まないスルファミン酸ニッケル(金属ニッケルとして
換算)100g/L〜140g/L、ほう酸30g/L
〜50g/Lの範囲で調製したニッケルめっき液にさら
に一次光沢剤および二次光沢剤を適量添加しレベリング
作用のあるめっき液とした。
40秒間めっきし、突起部のさらなるニッケルめっきの
被覆と高さ調整を行ない第2層とした。更に、同めっき
液(二次光沢剤を加えない)により、電流密度を60A
/dm2に上げ、20秒間めっきし第3層とした。
ファミン酸ニッケル(金属ニッケルとして換算)100
g/L〜140g/L、ほう酸30g/L〜50g/L
の範囲で調整したニッケルめっき液にさらに一次光沢剤
および二次光沢剤を適量添加しレベリング作用のあるめ
っき液とした。液温60℃、電流密度30A/dm2で
110秒間めっきし接触金属とした。
は、試料5のプラグ側と同一の仕様とした。
電気接点部材として銀めっきを用いた。具体的には、第
1,第2層は、上記例と同様にめっきした。それは、平
均粒径2μmのZrB2硬質粒子を30g/Lの濃度で
スルファミン酸ニッケル(金属ニッケルとして換算)1
00g/L〜140g/L、ほう酸30g/L〜50g
/Lの範囲で調製したニッケル複合めっき液により、液
温60℃で、電流密度20A/dm2で60秒間めっき
し、粒子をニッケル析出により固定し、突起部のある第
1層とした。次に表面に完全に固定されていない粒子や
付着しただけの粒子を取り除くために温度50℃の水を
用いて超音波洗浄の実施し、不要な粒子を取り除く工程
を実施した。その次に、粒子を含まないスルファミン酸
ニッケル(金属ニッケルとして換算)100g/L〜1
40g/L、ほう酸30g/L〜50g/Lの範囲で調
製したニッケルめっき液にさらに一次光沢剤および二次
光沢剤を適量添加しレベリング作用のあるめっき液とし
た。
50秒間めっきし、突起部のさらなるニッケルめっきの
被覆と高さ調整を行ない第2層とした。さらに、接触金
属として、シアン化銀(金属銀として換算)40g/
L、遊離シアンナトリウム35g/L、炭酸カリウム5
0g/Lに光沢剤を適量加えた銀めっき液を調製し、液
温25℃で電流密度1.5A/dm2で5分間めっきし
第3層とした。
いスルファミン酸ニッケル(金属ニッケルとして換算)
100g/L〜140g/L、ほう酸30g/L〜50
g/Lの範囲で調整したニッケルめっき液にさらに一次
光沢剤および二次光沢剤を適量添加しレベリング作用の
あるめっき液とした。液温60℃、電流密度30A/d
m2で90秒間めっきし第1層とした。さらに接触金属
としてシアン化銀(金属銀として換算)40g/L、遊
離シアンナトリウム35g/L、炭酸カリウム50g/
Lに光沢剤を適量加えた銀めっき液を調整し、液温25
℃、電流密度1.5A/dm2,5分間めっきし第2層
とした。
試料7のレセプタクル側と同一の仕様とした。試料9は
本発明のめっき工程内の超音波工程を施さないものを試
料1の比較例として作製した。作製上のレセプタクル側
は、試料1の超音波工程を除いた以外は、同仕様であ
る。プラグ側は、試料1のプラグ側と同じ仕様のもので
ある。
れていない粒子や付着しただけの粒子を取り除く効果が
あり、粒子の脱落、めっき欠損部をなくすことで、初期
接触抵抗、耐摩耗性を含め耐食性の向上にも効果があ
る。
て、接触力と接触抵抗の関係を測定し、図4に示した。
図4を参照すると、試料1は試料9に比べて低接触力で
安定している。
抜回数10000回までの接触抵抗変化を比べると試料
1は10000回でも接触抵抗は安定しているが、超音
波工程がない試料9は5000回ぐらいから徐々に接触
抵抗は問題にならない程度であるが上昇していることか
らも超音波工程の効果は、十分にあると考える。
触抵抗の変動状況(挿抜回数と接触抵抗)に示す図であ
る。尚、図6乃至図9においては、接触抵抗オープン値
はグラフ上2000mΩとしている。
例(試料1,3,5,7)は、比較例(試料2,4,
6,8)よりも、挿抜回数が増加しても接触抵抗が増加
していないことが判る。
コネクタを示す断面図である。図11は図10のコネク
タの要部を示す部分斜視図である。図12は図10及び
図11のコンタクトの斜視図である。図13は図12の
コンタクトの断面図である。
上にコネクタ31が搭載され、このコネクタ31間に跨
ってIC7が搭載されている。基板21は、一面に印刷
又はめっきによって形成された第1の導体パターン22
と、第1の導体パターン22上に形成された2層構造の
第2の導体パターン28とを備えている。第2の導体パ
ターン28は、下層の第1層28aとしてNi層及びそ
の上に形成されたAu,Sn,又はSn/Pbからなる
第2層28bとを備えている。
を備えており、下面を基板21上の第1の導体パターン
22に接触するとともに、コンタクト収容孔23a内に
第2の導体パターン28が収容されるように、基板21
上に載置されている。
ンタクト8が収容されており、一端は第2の導体パター
ン28に接触するとともに、他端は上方にその一面を向
けて収容されている。このコンタクト8の他端に、IC
7のリード24が接触するように、搭載されている。
ト8は略W字型に屈曲しており、やや幅が広い中心部8
aと、その中心部8aから屈曲して延在するばね部8
b、8cとを備えている。
描いて屈曲して延在し、その先端で下方に屈曲して、さ
らに上方に向かって屈曲して上方に延び、さらに、中心
部に向かって水平に延在する基部8dと、基部8dから
斜め上方に延び先端付近で上方に凸となるように湾曲す
る接点部8eとを備えている。接点部8eの頂点付近に
は、複合めっき15が施されている。
が円弧を描いて屈曲して延在し、その先端で上方に屈曲
して、さらに下方に向かって屈曲して下方に延び、さら
に、中心部8aに向かって水平に延在する基部8gと、
基部8gから斜め上方に延び先端付近で下方に凸となる
ように湾曲する接点部8fとを備えている。接点部8f
の下底部付近には、複合めっき15が施されている。
接点部8e,8hの表面には、まず、硬質粒子15bを
含むNiめっき層15a,が形成され、その上に第2肯
定のニッケルめっき層15cが形成され、その上に仕上
めっき層15dが形成されている。
コンタクトの製造方法の説明に供せられる斜視図であ
る。
た金属一枚板9の打ち抜き、折り曲げ加工によって、金
属一枚板9の一端にコンタクト8を形成する。但し、図
示の状態においては、コンタクト8の中心部8aは常
に、金属板9に結合したままである。
クト8が形成された金属板のコンタクトの部位をめっき
装置41に浸漬する。図示の装置は、第1のめっき層を
形成するための装置で、このめっき装置41は、めっき
槽37と、めっき槽37中に満たされためっき液とを備
えており、アノード金属板を陽極35とし、陰極に金属
板9を接続して、コンタクト8をめっき液に浸すことに
よって行われる。めっき液中には、TiN,WC,Zr
B2,Ni粒子等の硬質粒子33が攪拌機32によって
攪拌されて浮遊している。めっき浴の組成、条件等は、
第1の実施の形態による試料1乃至8の製造方法と同様
である。尚、コンタクト8はめっきを施す部分以外の表
面は、樹脂等の吹き付けによってマスキングを施しても
良い。
個々に切り離されて、図13(a)及び(b)に示すコ
ンタクトとなる。
る。
タクトを用い、レセプタクル側としてフラットな面を持
つコンタクトを用い、突き当てによる嵌合・離脱による
接触抵抗の状況を測定した例を示す。6芯を一つのコネ
クタとして測定した。
で良好、×は接触抵抗上昇し、不安定で不良を示す。嵌
合・離脱回数による接触抵抗の変動状況を図15〜19
に示す。
処理後2週間室内オフィス環境中に放置後、試験に使用
した。
1と複合めっきした相手側の平板52とを用意し、図2
0に示すように、基板(パターンは金めっき)20上の
コンタクト1を金めっき済のコンタクト押さえ治具51
をセットし、金めっきを施したプローブ(金プローブ)
53に相手側平板52をセットし、金プローブ53を上
から押し当てて、荷重54を加えながらながら接触力と
接触抵抗(4端子法)の関係を求めた。
レセプタクル側として、平均粒径2μmのZrB2硬質
粒子を30g/Lの濃度でスルファミン酸ニッケル(金
属ニッケルとして換算、以下同様)100g/L〜14
0g/L、ほう酸30g/L〜50g/Lの範囲で調整
したニッケル複合めっき液により、液温60℃で、電流
密度20A/dm2で60秒間めっきし、粒子をニッケ
ル析出により固定し、突起部のある第1層とした。次
に、表面に完全に固定されていない粒子や付着しただけ
の粒子を取り除くために、温度50℃の水を用いて超音
波洗浄を実施し、不要な粒子を取り除く工程を実施し
た。超音波工程は、表面の完全に固定されていない粒子
や付着しただけの粒子を取り除く効果があり、粒子の脱
落、めっきの欠損部をなくすことで初期接触抵抗、耐摩
耗性を含め、耐食性の向上にも効果がある。
ケル(金属ニッケルとして換算)100g/L〜140
g/L、ほう酸30g/L〜50g/Lの範囲で調整し
たニッケルめっき液にさらに、一次光沢剤および二次光
沢剤を適量添加し、レベリング作用のあるめっき液とし
た。液温60℃、電流密度30A/dm2で50秒間め
っきし、突起部のさらなるニッケルめっきの被覆と高さ
調整を行い第2層とした。さらに接触金属として、硫酸
第1錫(金属錫として換算)30g/L、濃硫酸130
g/Lに光沢剤を適量加えた錫めっき液を調整し、液温
20℃、電流密度3A/dm2で120秒間めっきし第
3層とした。図21は試料10の電気接点部材の表面を
示す電子顕微鏡写真である。
ルファミン酸ニッケル(金属ニッケルに換算して)10
0g/L〜140g/L、ほう酸30〜50g/Lの範
囲で調整したニッケルめっき液に更に,一次光沢剤およ
び二次光沢剤を適量添加し、レベリング作用のあるめっ
き液とした。液温60℃、電流密度30A/dm2で9
0秒間めっきして第1層とした。さらに、接触金属とし
て、硫酸第1錫(金属錫として換算)30g/L、濃硫
酸130g/Lに光沢剤を適量加えた錫めっき液を調整
し、液温20℃、電流密度3A/dm2で120秒間め
っきし第2層とした。
ZrB2粒子にしたものである。粒子の析出状態の違い
による接触特性の際を比較する。めっき条件は、試料1
0と粒子以外は同じ仕様とした。レセプタクル側とし
て、平均粒径2μmのTiN硬質粒子を30g/Lの濃
度でスルファミン酸ニッケル(金属ニッケルとして換
算、以下同様)100g/L〜140g/L、ほう酸3
0g/L〜50g/Lの範囲で調整したニッケル複合め
っき液により、液温60℃で、電流密度20A/dm2
で60秒間めっきし、粒子をニッケル析出により固定
し、突起部のある第1層とした。次に表面に完全に固定
されていない粒子や付着しただけの粒子を取り除くため
に、温度50℃の水を用いて超音波洗浄を実施し、不要
な粒子を取り除く工程を実施した。次に粒子を含まない
スルファミン酸ニッケル(金属ニッケルとして換算)1
00g/L〜140g/L、ほう酸30g/L〜50g
/Lの範囲で調整したニッケルめっき液にさらに、一次
光沢剤および二次光沢剤を適量添加し、レベリング作用
のあるめっき液とした。液温60℃、電流密度30A/
dm2で50秒間めっきし、突起部のさらなるニッケル
めっきの被覆と高さ調整を行い第2層とした。さらに、
接触金属として、硫酸第一錫(金属錫として換算)30
g/L、濃硫酸130g/Lに光沢剤を適量加えた錫め
っき液を調製し、液温20℃、電流密度3A/dm2で
120秒間めっきし、第3層とした。
示す電子顕微鏡写真である。粒子が均一に析出しておら
ず、凝集して析出している様子がわかる。電流密度をあ
る程度下げ5A/dm2、30秒間にて行なっても、凝
集傾向は、小さくなるが完全になくなりはしなかつた。
また、試料11のプラグ側は、試料10のプラグ側と同
仕様である。さらに、試料12のレセブタクル側は、試
料11のZrB2粒子径をかえたものである。粒子径の
違いによる接触特性の差異を比較するする。めっき条件
は、試料10と粒子以外は同じ仕様とした。レセプタク
ル側として、平均粒径10μm以上のZrB2硬質粒子
を30g/Lの濃度でスルファミン酸ニツケル(金属ニ
ッケルとして換算)100g/L〜140g/L,ほう
酸30g/Lの範囲で調整したニッケル複合めっき液に
より、液温60℃で、電流密度20A/dm2で60秒
間めっきし、粒子をニッケル析出により固定し、突起部
のある第1層とした。次に、表面に完全に固定されてい
ない粒子や付着しただけの粒子を取り除くために、温度
50℃の水を用いて超音波洗浄を実施し、不要な粒子を
取り除く工程を実施した。
ケル(金属ニッケルとして換算)100g/L〜140
g/L、ほう酸30g/L〜50g/Lの範囲で調整し
たニッケルめっき液に、さらに、一次光沢剤および二次
光沢剤を適量添加し、レベリング作用のあるめっき液と
した。液温60℃、電流密度30A/dm2で50秒間
めっきし、突起部のさらなるニッケルめっきの被覆と高
さ調整を行い、第2層とした。さらに、接触金属とし
て、硫酸第1錫(金属錫として換算)30g/L,濃硫
酸130g/Lに光沢剤を適量加えた錫めっき液を調整
し、液温20℃、電流密度3A/dm2で120秒間め
っきし、第3層とした。図22は、試料12の電気接点
部材の表面を示す電子顕微鏡写真である。また、試料1
2のブラグ側は、試料10のプラグ側と同仕様である。
さらに、試料13のレセプタクル側は、第2、第3のめ
っき液に光沢剤を加えないもしくは光沢作用がない添加
剤を加えたもので突起形状を形成すると粒子に沿っため
っき層を形成し粒子の形に近い突起が作られ、光沢剤の
入っためっき液によって作られた突起形状との差異を接
触抵抗特性にて比較する。平均粒径2μmのZrB2硬
質粒子を20g/Lの濃度で、スルファミン酸ニッケル
(金属ニッケルに換算)100g/L〜140g/L、
ほう酸30g/L〜50g/Lの範囲で調整したニッケ
ル複合めっき液により、液温60℃、電流密度20A/
dm2で60秒間めっきし、粒子をニッケル析出により
固定し、突起部のある第1層とした。次に表面に完全に
固定されていない粒子や付着しただけの粒子を除くため
に、温度50℃の水を用いて超音波洗浄を実施し、不要
な粒子を取り除く工程を実施した。その次に、粒子を含
まないスルファミン酸ニッケル(金属ニッケルに換算)
100g/L〜140g/L、ほう酸30g/L〜50
g/Lの範囲で調整したニッケルめっき液に一次光沢剤
および二次光沢剤を添加せずレベリング作用のないめっ
き液とした。液温60℃で、電流密度30A/dm2で
50秒間めっきし、突起部のさらなるニッケルめっきを
行い第2層とした。さらに、接触金属として、硫酸第1
錫(金属錫として換算)30g/L、濃硫酸130g/
Lに無光沢添加剤を適量加えた錫めっき液を調整し、液
温20℃、電流密度3A/dm2で120秒間めっきし
第3層とした。図23は試料13の電気接点部材の表面
を示す電子顕微鏡写真である。
ルファミン酸ニッケル(金属ニッケルに換算)100g
/L〜140g/L、ほう酸30g/L〜50g/Lの
範囲で調製したニッケルめっき液にさらに、一次光沢剤
及び二次光沢剤を添加しないめっき液とした。液温60
℃、電流密度30g/Lで90秒間めっきし、第1層と
しさらに接触金属として、硫酸第1錫(金属錫として換
算)30g/L、濃硫酸130g/Lに無光沢の添加剤
を適量加えた錫めっき液を調整し、液温20℃、電流密
度3A/dm2で120秒間めっきし、第3層とした。
工程をしないものを試料10の比較例として作製した。
粒径2μmのZrB2硬質粒子を30g/Lの濃度でス
ルファミン酸ニッケル(金属ニッケルとして換算)10
0g/L〜140g/L、ほう酸30g/L〜50g/
Lの範囲で調整したニッケル複合めっき液により液温6
0℃で、電流密度20A/dm2 で60秒間めっき
し、粒子をニッケル析出により固定し、突起部のある第
1層とした。次に表面に完全に固定されていない粒子や
付着しただけの粒子を取り除くための超音波洗浄工程を
実施しなかった。
ケル(金属ニッケルとして換算)100g/L〜140
g/L、ほう酸30g/L〜50g/Lの範囲で調整し
たニッケルめっき液に更に,一次光沢剤および二次光沢
剤を適量添加し、レベリング作用のあるめっき液とし
た。液温60℃、電流密度30A/dm2で50秒間め
っきし、突起部のさらなるニッケルめっきの被覆と高さ
の調整を行い、第2層とした。さらに、接触金属とし
て、硫酸第1錫(金属錫として換算)30g/L、濃硫
酸130g/Lに光沢剤を加えた錫めっき液を調整し、
液温20℃、電流密度3A/dm2で120秒間めっき
し、第3層とした。
音波工程を除いた以外は、同じ仕様のものである。
定性について、接触力と接触抵抗の関係を測定し、図1
9に示した。試料10は、試料14に比べ抵抗力が安定
している。
回数10000回までの接触抵抗変化を比べると試料1
0は、10000回でも接触抵抗は安定しているが、超
音波工程がない試料14は、5000回ぐらいから徐々
に接触抵抗は上昇していることからも超音波工程の効果
は十分にあると考える。
突き当て式コネクタ用として、小さい接触力(0.1N
〜0.5N)で、多数回(1000回〜10000回)
の嵌合・離脱においても安定な接触抵抗を可能にするこ
とができる接点部材とその製造方法とを提供することが
できる。
形状を工夫して、摺動距離を長くとれるようにする必要
がないためコンタクト形状をシンプルにすることができ
る。しかも、接触金属として金を用いることなく、より
卑な金属として安価な錫および錫合金,ニッケルおよび
ニッケル合金,銀および銀合金を用いることができるた
め、価格を低くすることができる接点部材とその製造方
法とを提供することができる。
能なため多芯数においても、総合接触力を小さく抑える
ことができ、ロック機構を簡便にすることが可能となる
電子部品の生産方法を提供することができる。
示す斜視図である。(b)は図1(a)のコネクタのレ
セプタクル側コネクタのコンタクトとプラグ側コネクタ
のコンタクトとの接触の説明に供せられる斜視図であ
る。
形態によるコネクタと同様な形状のものにおけるプラグ
コンタクトと平面との突き当ての場合の摺動距離と接触
力との関係を示す図である。
の金属組識を示す電子顕微鏡写真であり、例として試料
1の表面を斜め上方から眺めた像を示している。
る。
抗変化を示す図である。
抗の変動状況(挿抜回数と接触抵抗)を示す図である。
抗の変動状況(挿抜回数と接触抵抗)を示す図である。
抗の変動状況(挿抜回数と接触抵抗)を示す図である。
抗の変動状況(挿抜回数と接触抵抗)を示す図である。
示す断面図である。
ある。
る。
る。(b)は(a)のコンタクトの部分断面図である。
トの製造方法の説明に供せられる斜視図である。
回数と接触抵抗との関係を示す図である。
回数と接触抵抗との関係を示す図である。
回数と接触抵抗との関係を示す図である。
回数と接触抵抗との関係を示す図である。
と接触抵抗との関係を示す図である。
トと、複合めっきした平板との接触力と接触抵抗との関
係を示す図である。
よるコンタクト試料10及び11の電気接点部材の表面
の金属組織を示す電子顕微鏡写真である。
よるコンタクト試料10及び12の電気接点部材の表面
の金属組織を示す電子顕微鏡写真である。
よるコンタクト試料10及び13の電気接点部材の表面
の金属組織を示す電子顕微鏡写真である。
よるコンタクト試料10及び14の電機接点部材の表面
の金属組織を示す電子顕微鏡写真である。
Claims (10)
- 【請求項1】 ばね性を備えた電気接点部材において、
電気接点部材の表面の少なくとも一部に粒子径1.0〜
5.0μmの硬質粒子を含む複合めっきから成る第1の
めっき層と、前記第1のめっき層上に前記複合めっきと
同種の金属めっきから成る第2のめっき層と、前記第2
のめっき層上に前記第2のめっき層と異なり、かつ仕上
げめっきとしての金属めっきから成る第3のめっき層と
を施したことを特徴とする電気接点部材。 - 【請求項2】 請求項1記載の電気接点部材において、
前記硬質粒子によって、前記電気接点部材の表面の少な
くとも一部に夫々高さが3μm以下の複数の突起部が形
成されていることを特徴とする電気接点部材。 - 【請求項3】 請求項1又は2記載の電気接点部材にお
いて、前記第3のめっき層は、錫、ニッケル、銀の内の
少なくとも一種を含む合金から実質的になることを特徴
とする電気接点部材。 - 【請求項4】 請求項1乃至3の内のいずれか一つに記
載の電気接点部材において、前記第1のめっき層は、ニ
ッケル複合めっき層から実質的になることを特徴とする
電気接点部材。 - 【請求項5】 請求項1乃至4の内のいずれか一つに記
載の電気接点部材をコンタクトに用いたことを特徴とす
るコネクタ。 - 【請求項6】 請求項5記載のコネクタにおいて、前記
電気接点部材は突き当て式の前記コンタクトに用いたこ
とを特徴とするコネクタ。 - 【請求項7】 電気接点部材の形成方法において、電気
接点部材の表面の少なくとも一部に、粒子径1.0〜
5.0μmの硬質粒子を含む電解または無電解複合めっ
きによって硬質粒子を共析させて突起部を形成する第1
工程と、前記複合めっきと同種の金属めっきにより突起
部の高さを制御し、かつ粒子部表面を覆う第2工程と、
前記複合めっきと異なり、かつ仕上げめっきとしての金
属めっきを施す第3工程とを備えていることを特徴とす
る電気接点部材の製造方法。 - 【請求項8】 請求項7記載の電気接点部材の製造方法
において、前記硬質粒子によって、前記電気接点部材の
表面の少なくとも一部に夫々高さが3μm以下の複数の
突起部を形成することを特徴とする電気接点部材の製造
方法。 - 【請求項9】 請求項7又は8記載の電気接点部材の製
造方法において、前記第3のめっき層は、錫、ニッケ
ル、銀の内の少なくとも一種を含む合金から実質的にな
ることを特徴とする電気接点部材の製造方法。 - 【請求項10】 請求項7乃至9の内のいずれか一つに
記載の電気接点部材の製造方法において、前記第1のめ
っき層は、ニッケル複合めっき層から実質的になること
を特徴とする電気接点部材の製造方法。
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