JP2002231357A - 電気接点およびコネクタ - Google Patents
電気接点およびコネクタInfo
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- H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
- H01R13/02—Contact members
- H01R13/10—Sockets for co-operation with pins or blades
- H01R13/11—Resilient sockets
- H01R13/112—Resilient sockets forked sockets having two legs
Abstract
(57)【要約】
【課題】 機能上求められる電気的特性および耐食性、
耐磨耗性、潤滑性等の機械的特性をバランス良く発現す
ることができるとともに、製造コストの安価な電気接点
およびコネクタを提供する。 【解決手段】 電気接点を接触子として有するコネクタ
は、銅合金からなる基材３６の上に、厚みが１．００μ
ｍのニッケル層３８および厚みが０．３μｍの金−ニッ
ケル合金層４０が順次積層され、最表層には厚みが０．
０５μｍの金層４２が形成されている。金−ニッケル合
金層４０の組成は、金が８０質量％、ニッケルが２０質
量％である。
耐磨耗性、潤滑性等の機械的特性をバランス良く発現す
ることができるとともに、製造コストの安価な電気接点
およびコネクタを提供する。 【解決手段】 電気接点を接触子として有するコネクタ
は、銅合金からなる基材３６の上に、厚みが１．００μ
ｍのニッケル層３８および厚みが０．３μｍの金−ニッ
ケル合金層４０が順次積層され、最表層には厚みが０．
０５μｍの金層４２が形成されている。金−ニッケル合
金層４０の組成は、金が８０質量％、ニッケルが２０質
量％である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気接点およびコ
ネクタに関する。
ネクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】金属どうしの接触により電気的導通を果
たす電気接点は、例えば、リレーや、リードスイッチ・
キーボード用メカニカルスイッチ等のスイッチ部品や電
子機器用接続部品としてのコネクタ部品等に用いられ
る。
たす電気接点は、例えば、リレーや、リードスイッチ・
キーボード用メカニカルスイッチ等のスイッチ部品や電
子機器用接続部品としてのコネクタ部品等に用いられ
る。
【０００３】前者のスイッチ部品等に使用する接点の場
合、高度の信頼性を長期的に確保するためには、良好な
導電性等の電気的特性とともに耐食性や繰り返しの接触
動作に耐える耐磨耗性等の機械的特性を備えることが求
められる。
合、高度の信頼性を長期的に確保するためには、良好な
導電性等の電気的特性とともに耐食性や繰り返しの接触
動作に耐える耐磨耗性等の機械的特性を備えることが求
められる。
【０００４】また、後者のコネクタ部品等に使用する接
触子（コンタクト）の場合、前者のスイッチ部品等の場
合と同様に上記した電気的特性および耐食性や耐磨耗性
等の機械的特性が必須であるとともに、さらに、コネク
タを挿抜する際の挿抜力が小さくて済むように接触子が
摺動するときの潤滑性が高いことが求められる。
触子（コンタクト）の場合、前者のスイッチ部品等の場
合と同様に上記した電気的特性および耐食性や耐磨耗性
等の機械的特性が必須であるとともに、さらに、コネク
タを挿抜する際の挿抜力が小さくて済むように接触子が
摺動するときの潤滑性が高いことが求められる。
【０００５】これらの電気接点の材料は、一般的に、
金、銀、白金、ロジウム等の貴金属、タングステン、モ
リブデン等の高融点金属、銅や黒鉛等の単一元素あるい
は合金がそのまま用いられ、あるいは、基材金属の上に
めっき等によりこれらの金属等が積層されたものが用い
られる。
金、銀、白金、ロジウム等の貴金属、タングステン、モ
リブデン等の高融点金属、銅や黒鉛等の単一元素あるい
は合金がそのまま用いられ、あるいは、基材金属の上に
めっき等によりこれらの金属等が積層されたものが用い
られる。
【０００６】特に、コネクタの接触子の材料としては、
例えば、図５に示すように、銅合金を基材金属１とし、
基材金属１の上に１．０μｍ程度のニッケルめっき２を
施し、さらにニッケルめっき２の上に０．６５μｍ程度
の金めっき３を施した２層積層構造のものや、あるい
は、図６に示すように、基材金属１の上に１．０μｍ程
度のニッケルめっき２を施し、さらにニッケルめっき２
の上に０．５μｍ程度のパラジウム−ニッケル合金めっ
き４を施し、またさらにパラジウム−ニッケル合金めっ
き４の上に０．０５μｍ程度の金めっき３を施した３層
構造のもの等が用いられている。なお、図５、図６中参
照符号５は、成膜時に各層に発生するピンホールを模式
的に示したものである。
例えば、図５に示すように、銅合金を基材金属１とし、
基材金属１の上に１．０μｍ程度のニッケルめっき２を
施し、さらにニッケルめっき２の上に０．６５μｍ程度
の金めっき３を施した２層積層構造のものや、あるい
は、図６に示すように、基材金属１の上に１．０μｍ程
度のニッケルめっき２を施し、さらにニッケルめっき２
の上に０．５μｍ程度のパラジウム−ニッケル合金めっ
き４を施し、またさらにパラジウム−ニッケル合金めっ
き４の上に０．０５μｍ程度の金めっき３を施した３層
構造のもの等が用いられている。なお、図５、図６中参
照符号５は、成膜時に各層に発生するピンホールを模式
的に示したものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】前者のニッケルめっき
２および金めっき３の２層積層構造のものは、最表層の
金めっき３が基本的に良好な電気的特性、耐食性および
潤滑性を有するとともにニッケルめっき２によって耐磨
耗性が確保される利点がある。その反面、２層積層構造
であるために、ニッケルめっき２および金めっき３の皮
膜を貫通して基材金属１に達するピンホール（図５中Ａ
部）が発生しやすく、このようなピンホールが発生した
ときには耐食性が著しく損なわれるという不具合があ
り、また、金が軟質材料であるため、通常、金めっき３
を厚膜に形成したときには、かえって潤滑性が損なわれ
るという不具合がある。
２および金めっき３の２層積層構造のものは、最表層の
金めっき３が基本的に良好な電気的特性、耐食性および
潤滑性を有するとともにニッケルめっき２によって耐磨
耗性が確保される利点がある。その反面、２層積層構造
であるために、ニッケルめっき２および金めっき３の皮
膜を貫通して基材金属１に達するピンホール（図５中Ａ
部）が発生しやすく、このようなピンホールが発生した
ときには耐食性が著しく損なわれるという不具合があ
り、また、金が軟質材料であるため、通常、金めっき３
を厚膜に形成したときには、かえって潤滑性が損なわれ
るという不具合がある。
【０００８】なお、この不具合に鑑み、硬度を確保する
観点から、金−コバルト合金めっきを使用することも多
いが、この場合、析出条件上、金−コバルト合金めっき
の層のコバルト含有量を増すには限界があり、したがっ
て、硬度の改善にも限界がある。
観点から、金−コバルト合金めっきを使用することも多
いが、この場合、析出条件上、金−コバルト合金めっき
の層のコバルト含有量を増すには限界があり、したがっ
て、硬度の改善にも限界がある。
【０００９】これに対して、後者のニッケルめっき２、
パラジウム−ニッケル合金めっき４および金めっき３の
３層積層構造のものは、パラジウム−ニッケル合金めっ
き４が特に良好な耐磨耗性を発現するとともに、パラジ
ウム−ニッケル合金めっき４の層を設けた分だけ金めっ
き３を薄膜に形成することができ、このとき金めっき３
の良好な潤滑性を発現することができるという利点があ
る。また、３層積層構造であるために、各めっき皮膜を
貫通して基材金属に達するピンホールが発生しにくく
（図６中Ｂ部）、良好な耐食性を確保することができる
という利点もある。
パラジウム−ニッケル合金めっき４および金めっき３の
３層積層構造のものは、パラジウム−ニッケル合金めっ
き４が特に良好な耐磨耗性を発現するとともに、パラジ
ウム−ニッケル合金めっき４の層を設けた分だけ金めっ
き３を薄膜に形成することができ、このとき金めっき３
の良好な潤滑性を発現することができるという利点があ
る。また、３層積層構造であるために、各めっき皮膜を
貫通して基材金属に達するピンホールが発生しにくく
（図６中Ｂ部）、良好な耐食性を確保することができる
という利点もある。
【００１０】したがって、コネクタの接触子の機能面か
らみると、前者のニッケルめっきおよび金めっきの２層
積層構造のものよりは、後者のニッケルめっき、パラジ
ウム−ニッケル合金めっきおよび金めっきの３層積層構
造のものの方が好ましいということができる。
らみると、前者のニッケルめっきおよび金めっきの２層
積層構造のものよりは、後者のニッケルめっき、パラジ
ウム−ニッケル合金めっきおよび金めっきの３層積層構
造のものの方が好ましいということができる。
【００１１】ところで、上記した金やパラジウム等の貴
金属は、高価な材料であり、また、市況における価格変
動も大きい。
金属は、高価な材料であり、また、市況における価格変
動も大きい。
【００１２】従来は金が高価であったため、上記のうち
3層積層構造のものの方が製造コスト的にも優れていた
が、昨今ではむしろ金とパラジウムの価格の逆転現象を
生じており、製造コスト的には２層積層構造および３層
積層構造のものの優劣はつけがたく、いずれにしろ、金
やパラジウムを主要な材料として用いる場合には、総じ
て製造コストが高いのが実情である。
3層積層構造のものの方が製造コスト的にも優れていた
が、昨今ではむしろ金とパラジウムの価格の逆転現象を
生じており、製造コスト的には２層積層構造および３層
積層構造のものの優劣はつけがたく、いずれにしろ、金
やパラジウムを主要な材料として用いる場合には、総じ
て製造コストが高いのが実情である。
【００１３】本発明は、上記の課題に鑑みてなされたも
のであり、機能上求められる電気的特性および耐食性、
耐磨耗性、潤滑性等の機械的特性をバランス良く発現す
ることができるとともに、製造コストの安価な電気接点
およびコネクタを提供することを目的とする。
のであり、機能上求められる電気的特性および耐食性、
耐磨耗性、潤滑性等の機械的特性をバランス良く発現す
ることができるとともに、製造コストの安価な電気接点
およびコネクタを提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明に係る電気接点
は、金属どうしの接触により電気的導通を果たす電気接
点において、導電性の基材金属上にニッケル層、金−ニ
ッケル合金層および金層を順次積層してなることを特徴
とする（請求項１に係る発明）。
は、金属どうしの接触により電気的導通を果たす電気接
点において、導電性の基材金属上にニッケル層、金−ニ
ッケル合金層および金層を順次積層してなることを特徴
とする（請求項１に係る発明）。
【００１５】この場合、好適には、前記金−ニッケル合
金層は、を７５〜９５質量％、ニッケルを５〜２５質量
％含有するように調製する(請求項２に係る発明)。
金層は、を７５〜９５質量％、ニッケルを５〜２５質量
％含有するように調製する(請求項２に係る発明)。
【００１６】また、この場合、好適には、前記ニッケル
層の厚みが０．５〜５μｍ、前記金−ニッケル合金層の
厚みが０．１〜２μｍおよび前記金層の厚みが０．０３
〜０．３μｍになるように調製する（請求項３に係る発
明）。
層の厚みが０．５〜５μｍ、前記金−ニッケル合金層の
厚みが０．１〜２μｍおよび前記金層の厚みが０．０３
〜０．３μｍになるように調製する（請求項３に係る発
明）。
【００１７】また、この場合、好適には、前記ニッケル
層、前記金−ニッケル合金層および前記金層をめっき法
により形成する（請求項４に係る発明）。
層、前記金−ニッケル合金層および前記金層をめっき法
により形成する（請求項４に係る発明）。
【００１８】本発明の上記の構成により、機能上求めら
れる電気的特性および耐食性、耐磨耗性、潤滑性等の機
械的特性をバランス良く発現することができるととも
に、製造コストの安価な電気接点を得ることができる。
れる電気的特性および耐食性、耐磨耗性、潤滑性等の機
械的特性をバランス良く発現することができるととも
に、製造コストの安価な電気接点を得ることができる。
【００１９】また、本発明に係るコネクタは、上記の電
気接点を接触子として有することを特徴とする（請求項
５に係る発明）。
気接点を接触子として有することを特徴とする（請求項
５に係る発明）。
【００２０】本発明の上記の構成により、上記した電気
接点の利点を奏することができるとともに、特に、挿抜
する際の挿抜力が小さいコネクタを得ることができる。
接点の利点を奏することができるとともに、特に、挿抜
する際の挿抜力が小さいコネクタを得ることができる。
【００２１】なお、本発明の金−ニッケル合金層の構成
については、他の技術分野において例えば金ろうとして
の用途が知られているが、本発明の技術分野のような表
面処理用途については実施例はない。
については、他の技術分野において例えば金ろうとして
の用途が知られているが、本発明の技術分野のような表
面処理用途については実施例はない。
【００２２】
【発明の実施の形態】本発明に係る電気接点およびコネ
クタの好適な実施の形態（以下、本実施の形態例とい
う。）について、図を参照して、以下に説明する。
クタの好適な実施の形態（以下、本実施の形態例とい
う。）について、図を参照して、以下に説明する。
【００２３】本実施の形態例に係る接触子（電気接点）
を有するコネクタについて、図１〜３を参照して説明す
る。
を有するコネクタについて、図１〜３を参照して説明す
る。
【００２４】コネクタは、基板と基板を接続するタイプ
のものである。図１では、基板１０に取り付けられたコ
ネクタ１２およびコネクタ１４が示されており、コネク
タ１４が取り付けられる基板は省略されている。
のものである。図１では、基板１０に取り付けられたコ
ネクタ１２およびコネクタ１４が示されており、コネク
タ１４が取り付けられる基板は省略されている。
【００２５】コネクタ１２は、フォークコンタクトと呼
ばれる接触子１６が絶縁体１８に複数列配列されてい
る。接触子１６は、二股に分岐した第１の接触部２０と
細幅平板状の第２の接触部２２が幅広な平板状の接続部
２４によって接続された形状であり、第１の接触部２０
および接触部２４が絶縁体１８に圧入されて、固定され
ている。第１の接触部２０は、先端の内側に対向した突
起２０ａが形成されている。第１の接触部２０は、後述
するコネクタ１４の第３の接触部３０に着脱可能に接続
され、第２の接触部２２は基板１０に取り付けられる。
ばれる接触子１６が絶縁体１８に複数列配列されてい
る。接触子１６は、二股に分岐した第１の接触部２０と
細幅平板状の第２の接触部２２が幅広な平板状の接続部
２４によって接続された形状であり、第１の接触部２０
および接触部２４が絶縁体１８に圧入されて、固定され
ている。第１の接触部２０は、先端の内側に対向した突
起２０ａが形成されている。第１の接触部２０は、後述
するコネクタ１４の第３の接触部３０に着脱可能に接続
され、第２の接触部２２は基板１０に取り付けられる。
【００２６】接触子１６は、銅合金材料を基材金属とし
て形成され、第１の接触部２０の突起２０ａおよびその
近傍は、後述する３層構造のめっき層によって被覆され
ている（図３中、梨地模様で示す。）。
て形成され、第１の接触部２０の突起２０ａおよびその
近傍は、後述する３層構造のめっき層によって被覆され
ている（図３中、梨地模様で示す。）。
【００２７】コネクタ１４は、ナイフコンタクト（オス
コンタクト）と呼ばれる接触子２６が、上記接触子１６
と対応して絶縁体２８に複数列配列されている。接触子
２６は、略棒状であり、第３の接触部３０とＬ字状に屈
折した第４の接触部３２が接続部３４によって接続され
た形状となっており、接触部３４が絶縁体２８に圧入さ
れて、固定されている。第３の接触部３０は、上記した
ように第１の接触部２０に着脱可能に接続され、第４の
接触部３２は図示しない基板に取り付けられる。
コンタクト）と呼ばれる接触子２６が、上記接触子１６
と対応して絶縁体２８に複数列配列されている。接触子
２６は、略棒状であり、第３の接触部３０とＬ字状に屈
折した第４の接触部３２が接続部３４によって接続され
た形状となっており、接触部３４が絶縁体２８に圧入さ
れて、固定されている。第３の接触部３０は、上記した
ように第１の接触部２０に着脱可能に接続され、第４の
接触部３２は図示しない基板に取り付けられる。
【００２８】接触子２６は、銅合金材料を基材金属とし
て形成され、第３の接触部３０は、後述する３層構造の
めっき層によって被覆されている（図３中、梨地模様で
示す。）。
て形成され、第３の接触部３０は、後述する３層構造の
めっき層によって被覆されている（図３中、梨地模様で
示す。）。
【００２９】コネクタ１２およびコネクタ１４を接続す
るときは、絶縁体１８および絶縁体２８を嵌合接続し、
その際、接触子２６の第３の接触部３０が突起２０ａ、
２０ａ間を摺動して接触子１６の第１の接触部２０に嵌
合接続され、これにより、導通可能となる。
るときは、絶縁体１８および絶縁体２８を嵌合接続し、
その際、接触子２６の第３の接触部３０が突起２０ａ、
２０ａ間を摺動して接触子１６の第１の接触部２０に嵌
合接続され、これにより、導通可能となる。
【００３０】一方、コネクタ１２およびコネクタ１４を
外すときは、上記とは逆の作用により行われる。
外すときは、上記とは逆の作用により行われる。
【００３１】つぎに、接触子１６、２６の上記３層構造
のめっき層について、図４を参照して説明する。
のめっき層について、図４を参照して説明する。
【００３２】接触子１６、２６の３層構造のめっき層
は、銅合金からなる基材金属３６の上に、厚みが１．０
０μｍのニッケル層３８および厚みが０．３μｍの金−
ニッケル合金層４０が順次積層され、最表層には厚みが
０．０５μｍの金層４２が形成されている。
は、銅合金からなる基材金属３６の上に、厚みが１．０
０μｍのニッケル層３８および厚みが０．３μｍの金−
ニッケル合金層４０が順次積層され、最表層には厚みが
０．０５μｍの金層４２が形成されている。
【００３３】金−ニッケル合金層４０の組成は、金が８
０質量％、ニッケルが２０質量％である。
０質量％、ニッケルが２０質量％である。
【００３４】上記の各めっき層３８、４０、４２は、め
っき法により形成される。
っき法により形成される。
【００３５】コネクタ１２、１４は、ニッケル層３８に
より、接触子１６、２６には良好な耐磨耗性等の機械的
特性が付与される。また、金−ニッケル合金層４０によ
り、接触子１６、２６にはニッケル材料の上記機械的特
性と金材料の良好な電気的特性および耐食性が付与され
る。例えば、金−ニッケル合金層４０の硬度は１８０Ｈ
Ｋ程度あり、金層の６０ＨＫ程度の硬度に比べると高い
値である。また、金層４２により、接触子１６、２６に
は上記金材料の電気的特性および耐食性が付与されると
ともに、金層４２の層厚が薄いため、良好な潤滑性が付
与される。
より、接触子１６、２６には良好な耐磨耗性等の機械的
特性が付与される。また、金−ニッケル合金層４０によ
り、接触子１６、２６にはニッケル材料の上記機械的特
性と金材料の良好な電気的特性および耐食性が付与され
る。例えば、金−ニッケル合金層４０の硬度は１８０Ｈ
Ｋ程度あり、金層の６０ＨＫ程度の硬度に比べると高い
値である。また、金層４２により、接触子１６、２６に
は上記金材料の電気的特性および耐食性が付与されると
ともに、金層４２の層厚が薄いため、良好な潤滑性が付
与される。
【００３６】また、コネクタ１２、１４は、各めっき層
３８、４０、４２を順次積層した３層積層構造となって
いるため、参照符号４４で模式的に示すピンホールが各
めっき層３８、４０、４２を貫通して基材金属３６に達
するおそれが少なく(図4中Ｃ部)、ピンホールに起因す
る耐食性の低下を来すことがない。
３８、４０、４２を順次積層した３層積層構造となって
いるため、参照符号４４で模式的に示すピンホールが各
めっき層３８、４０、４２を貫通して基材金属３６に達
するおそれが少なく(図4中Ｃ部)、ピンホールに起因す
る耐食性の低下を来すことがない。
【００３７】上記の各めっき層３８、４０、４２が形成
された本実施の形態例に係るコネクタ１６、２６は、良
好な電気的特性および耐食性や耐磨耗性等の機械的特性
を備えるとともに、潤滑性が高いため、コネクタを挿抜
する際の挿抜力が小さい。
された本実施の形態例に係るコネクタ１６、２６は、良
好な電気的特性および耐食性や耐磨耗性等の機械的特性
を備えるとともに、潤滑性が高いため、コネクタを挿抜
する際の挿抜力が小さい。
【００３８】
【発明の効果】本発明に係る電気接点によれば、基材金
属上にニッケル層、金−ニッケル合金層および金層を順
次積層してなるため、機能上求められる電気的特性およ
び耐食性、耐磨耗性、潤滑性等の機械的特性をバランス
良く発現することができるとともに、製造コストの安価
な電気接点を得ることができる。
属上にニッケル層、金−ニッケル合金層および金層を順
次積層してなるため、機能上求められる電気的特性およ
び耐食性、耐磨耗性、潤滑性等の機械的特性をバランス
良く発現することができるとともに、製造コストの安価
な電気接点を得ることができる。
【００３９】また、本発明に係るコネクタによれば、上
記の電気接点を接触子として有するため、特に、挿抜す
る際の挿抜力が小さいコネクタを得ることができる。
記の電気接点を接触子として有するため、特に、挿抜す
る際の挿抜力が小さいコネクタを得ることができる。
【図１】本実施の形態例に係るコネクタおよびコネクタ
が接続される基板の斜視図である。
が接続される基板の斜視図である。
【図２】図１のコネクタが嵌合接続された状態を説明す
るためのコネクタの断面図である。
るためのコネクタの断面図である。
【図３】図１のコネクタの接触子の部分拡大斜視図で
る。
る。
【図４】図１のコネクタの接触子に被覆形成されためっ
き層を説明するための図である。
き層を説明するための図である。
【図５】従来のコネクタの接触子に２層被覆形成された
めっき層を説明するための図である。
めっき層を説明するための図である。
【図６】従来のコネクタの接触子に３層被覆形成された
めっき層を説明するための図である。
めっき層を説明するための図である。
１０ 基板 １２、１４ コネクタ １６、２６ 接触子 ３６ 基材金属 ３８ ニッケル層 ４０ 金−ニッケル層 ４２ 金層
Claims (5)
- 【請求項１】 金属どうしの接触により電気的導通を果
たす電気接点において、導電性の基材金属上にニッケル
層、金−ニッケル合金層および金層を順次積層してなる
ことを特徴とする電気接点。 - 【請求項２】 前記金−ニッケル合金層は、金を７５〜
９５質量％、ニッケルを５〜２５質量％含有してなるこ
とを特徴とする請求項１記載の電気接点。 - 【請求項３】 前記ニッケル層の厚みが０．５〜５μ
ｍ、前記金−ニッケル合金層の厚みが０．１〜２μｍお
よび前記金層の厚みが０．０３〜０．３μｍであること
を特徴とする請求項１または２に記載の電気接点。 - 【請求項４】 前記ニッケル層、前記金−ニッケル合金
層および前記金層をめっき法により形成してなることを
特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電気接
点。 - 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか１項に記載の電
気接点を接触子として有することを特徴とするコネク
タ。
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