JP2017107654A - コンタクトおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コンタクトの表面の一部にめっきされる貴金属の使用量を抑えることでコストを低減することのできるコンタクトおよびその製造方法を提供すること。
【解決手段】電気コネクタに備えられるコンタクト１１は、矩形状の横断面を呈する基材１２の互いに対向する二面１２１，１２２のうち少なくとも一面において、基材１２の長さ方向における一部に貴金属めっき層１８およびその下地である下地めっき層１７を有している。二面１２１，１２２に隣接する基材１２の側面１２３，１２４には貴金属めっき層１８および下地めっき層１７のいずれも有しておらず、基材１２が露出している。
【選択図】図２

Description

本発明は、電気コネクタに備えられるコンタクトおよびそのコンタクトを製造する方法に関する。

電気コネクタに備えられるコンタクトの基材は、導電率の高い銅等の金属材料を用いて形成されている。その基材の表面に酸化皮膜が形成されることでコンタクトの接触抵抗が増大するのを避けるため、接点部を含む領域にめっきを施し、めっき層により基材表面を覆っている。
コンタクトの接点部に高い導通品質が要求される場合は、耐腐食性に優れ、導電率も良好である金を用いて接点部にめっきが施される。

特許文献１には、部分的に金めっきが施された平角導体の製造方法が記載されている。その方法では、平角導体の四面全体に亘り下地としてニッケルめっきを施した後、金めっきが施される領域以外をマスキング部材により覆い隠すとともに、当該領域に金めっき液が供給される区画を形成する。そして、区画内に配置された平角導体（陰極）と陽極との間に通電することで、ニッケルめっき層の上に金めっき層を形成する。

特開２０１４−１９１９９８号公報

金等の貴金属によりめっき層が形成される領域をコンタクトの接点部のみに限定し、貴金属の使用量を抑えることで、コンタクトのコストを抑えたいというニーズがある。
しかし、貴金属めっき層が形成される領域以外の基材表面をマスキングしたとしても、当該領域外への貴金属めっき液の付着を完全に防ぐことは難しく、マスキング部材と基材との隙間からめっき液がにじんだり、めっきが必要ない基材の側面へとめっき液が垂れてしまう。

そこで、本発明は、コンタクトの表面の一部にめっきされる貴金属の使用量を抑えることでコストを低減することのできるコンタクトおよびその製造方法を提供することを目的とする。

本発明のコンタクトは、矩形状の横断面を呈する基材の互いに対向する二面のうち少なくとも一面において、基材の長さ方向における一部に貴金属めっき層およびその下地である下地めっき層を有し、二面に隣接する基材の側面には貴金属めっき層および下地めっき層のいずれも有しておらず、基材が露出していることを特徴とする。
本発明のコンタクトにおいて、下地めっき層は、長さ方向に所定の寸法で、かつ基材の幅方向の全体に亘って基材に形成され、貴金属めっき層は、下地めっき層の長さ方向における中央部に、基材の幅方向の全体に亘って形成されていることが好ましい。
本発明のコンタクトにおいて、下地めっき層は、ニッケルを含有する合金からなり、貴金属めっき層は、金を含有する金合金からなることが好ましい。
本発明のコンタクトにおいては、基材の長さ方向における一端側に、下地めっき層および貴金属めっき層が形成され、基材の長さ方向における他端側に、下地めっき層および貴金属めっき層とは別のめっき層が形成されていることが好ましい。

本発明のコンタクトによれば、基材の側面には貴金属が付着しておらず、貴金属が付着する領域が基材の二面のうちの少なくとも一面における所定の領域に限定されている。
つまり、高価な貴金属が、所定の領域以外の領域に無駄に使用されていないので、貴金属の使用量を最小限に抑えてコストを抑えることができる。

本発明は、貴金属めっき層およびその下地である下地めっき層が基材に形成されたコンタクトを製造する方法であって、部分めっき条材から打ち抜くことで、基材が引き出される向きに連なった複数のコンタクトからなるコンタクト群を得ることを特徴とする。
本発明における部分めっき条材は、基材に用いられる合金材料からなる長尺な条材であって、当該条材が引き出される向きと直交する方向における一部に、下地めっき層および貴金属めっき層が引き出される向きに連続して形成されている。
本発明の製造方法では、部分めっき条材として、引き出される向きと直交する方向における一端側に下地めっき層および貴金属めっき層が形成されているものを使用し、部分めっき条材からコンタクト群を打ち抜くステップと、コンタクト群を構成するコンタクトの長さ方向で下地めっき層および貴金属めっき層から離れた側において基材に別のめっき層を形成するステップと、を含むことが好ましい。

部分めっき条材からコンタクト群を打ち抜くと、コンタクトにおける所定の領域に下地めっき層および貴金属めっき層が残される。打ち抜きにより部分めっき条材の板厚方向に沿って表れるコンタクトの側面には貴金属が付着していないので、貴金属が、所定の領域以外の領域に無駄に使用されていない。
また、打ち抜きにより生じた切り屑から貴金属を分離して回収できるので、切り屑に付着した貴金属も無駄にならない。
つまり、本発明によれば、貴金属の使用量を必要最小限に抑えてコストを抑えることができる。

本発明のコンタクトおよびその製造方法によれば、コンタクトの表面の一部にめっきされる貴金属の使用量を抑えることでコストを低減することができる。

本発明の実施形態に係る複数のコンタクトからなるコンタクト群を示す平面図である。電気コネクタのハウジングを二点鎖線で模式的に示している。 図１に示すコンタクト群を構成する単一のコンタクトを示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側面図である。 図１のIII−III線断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、図１に示すコンタクト群を製造する手順を示す図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の変形例に係る複数のコンタクトからなるコンタクト群を製造する手順を示す図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
図１に示すコンタクト群１０は、一方向に整列された複数のコンタクト１１からなる。
コンタクト群１０を構成するコンタクト１１は、基材１２の一部が連なっている状態で一体化されている。この状態のままハンドリングされるコンタクト群１０が複数のコンタクト１１に切り離されながら、電気コネクタ８に備えられたハウジング８１の図示しないキャビティ内部に、必要な数のコンタクト１１が装着される。
コンタクト１１は、電気コネクタ８に挿抜される図示しない相手コネクタに備えられた相手コンタクトに接触導通される。

コンタクト１１は、図２（ａ）および（ｂ）に示すように、平坦なタブ状に形成されたオス型コンタクトである。コンタクト１１の長さ方向Ｄ１に直交する幅方向Ｄ２に沿ったIII−III線横断面は、図３に示すように、矩形状を呈する。
図２（ａ）に示すように、コンタクト１１の基材１２は、相手コンタクト（メス型コンタクト）に挿抜される接触部１３と、電気コネクタ８が組み込まれる機器（図示しない）の基板に接続される基板接続部１４と、接触部１３および基板接続部１４の間に配置される中間部１５とを備えている。
本実施形態のコンタクト１１は、接触部１３から中間部１５を経て基板接続部１４まで、全体に亘り一直線上を延びている。

接触部１３は、基材１２の長さ方向Ｄ１の一端側に位置している。接触部１３には、挿抜に必要な剛性を考慮して所定の幅が与えられている。相手コンタクトのソケット部に挿入し易いように、接触部１３の端部は、先端１３Ａに向かうにつれて次第に幅が狭くなっている。

長さ方向Ｄ１における接触部１３のほぼ中央部には、相手コンタクトの接点に導通される接点部１３１が設定されている。相手コンタクトの内部にコンタクト１１が所定位置まで挿入されると、相手コンタクトの接点に接点部１３１が所定の接圧で導通される。
電気コネクタ８に振動等の外力が加えられたとしても導通を安定させるため、本実施形態のコンタクト１１の両面（図３における上面および下面）に、相手コンタクトのソケット部の一部が接触導通される。

中間部１５は、図１に示すように、長さ方向Ｄ１に所定の寸法で幅方向Ｄ２に連続する帯状の領域である。接触部１３は中間部１５から長さ方向Ｄ１の一端側に突出し、基板接続部１４は中間部１５から長さ方向Ｄ１の他端側に突出している。
中間部１５により、隣り合うコンタクト１１同士が連結されている。
中間部１５が長さ方向Ｄ１に沿ってカットされることにより、複数のコンタクト１１が互いに分離する。

基板接続部１４は、ハウジング８１（図１）に形成された図示しないキャビティの内部に保持される。基板接続部１４には、接触部１３よりも細い幅が与えられている。
基板接続部１４の先端部１４Ａは、ハウジング８１から突出し、基板のスルーホールにはんだで接続される。

コンタクト１１の基材１２は、導電率の高い銅や銅合金等の金属材料から形成されている。基材１２の表面を酸化から保護し、コンタクト１１と相手コンタクトとの接触抵抗を抑えるため、コンタクト１１の接点部１３１には貴金属めっきが施されている。本実施形態では、良好な導電率および耐腐食性に基づいて長期に亘り安定した導通品質を得ることのできる金を用いて、接点部１３１に金めっきが施されている。

図２および図３に示すように、コンタクト１１の接触部１３は、基材１２の表面にニッケル下地めっき層１７および金めっき層１８を有している。
各図において金めっき層１８を格子状のパターンで示している。

図３に示すように、金めっき層１８およびその下地であるニッケル下地めっき層１７は、基材１２の互いに対向する２つの面１２１，１２２（以下、二面）のいずれにも形成されている。
ニッケル下地めっき層１７は、ニッケルを含有するニッケル合金からなる。
金めっき層１８は、金を含有する金合金からなる。

ニッケル下地めっき層１７は、図２（ａ）に示すように、接触部１３の長さ方向Ｄ１のほぼ全体に亘り、かつ接触部１３の幅方向Ｄ２の全体に亘り形成されている。
ニッケル下地めっき層１７は、基材１２の銅原子が金めっき層１８の表面へと経時的に拡散することを防御する。
ニッケル下地めっき層１７は、電気コネクタの使用温度や想定寿命を考慮して適宜な厚みに形成することができる。

金めっき層１８は、図２（ａ）に示すように、ニッケル下地めっき層１７の長さ方向Ｄ１におけるほぼ中央部に、基材１２の幅方向Ｄ２の全体に亘り形成されている。金めっき層１８の周囲からの銅原子の拡散を防御するため、ニッケル下地めっき層１７は、金めっき層１８の直下だけでなく金めっき層１８の周囲にも形成されている。
金めっき層１８は、コンタクト１１の接点部１３１として相手コンタクトの接点に接触導通される。基材１２において金めっき層１８が形成されている領域内に、相手コンタクトの接点が位置する。
金めっき層１８は、必要な導通品質や使用による摩耗を考慮して適宜な厚みに形成することができる。

本実施形態のコンタクト１１は、図３に示すように、接点部１３１を基材１２の二面１２１，１２２に有しているため、二面１２１，１２２の接点部１３１のいずれにもニッケル下地めっき層１７および金めっき層１８が形成されることが好ましい。
二面１２１，１２２におけるニッケル下地めっき層１７および金めっき層１８の位置や形状は同じである。

二面１２１，１２２に隣接する基材１２の側面１２３，１２４には、金めっき層１８およびニッケル下地めっき層１７のいずれも形成されていない。図２（ｂ）に示すように、基材１２の側面１２３（側面１２４も同じ）は露出している。
基材１２の先端１３Ａに位置する側面（図２（ｂ）に１２５で示す）にも、金めっき層１８およびニッケル下地めっき層１７のいずれも形成されていない。

図２（ａ）に示すように、接触部１３から長さ方向Ｄ１に離れている基板接続部１４は、錫めっき層１９を有している。
錫めっき層１９は、錫を含有する合金からなる。錫めっき層１９は、基材１２の表面を覆って基材１２表面への酸化皮膜の形成を防ぐ。それにより、基板のスルーホールとの接続に用いられるはんだへの基材１２のぬれ性を確保する。

以下、コンタクト１１を製造する手順を説明する。
本実施形態では、図４（ａ）に示すように条材２０から、図４（ｃ）に示すように、複数のコンタクト１１を含むコンタクト群１０を得る。コンタクト群１０を構成する複数のコンタクト１１は、コイル状に巻かれている長尺な条材２０である条材ロール（図示しない）から条材２０が引き出される向きＤ３に連なっている。
条材２０が引き出される向きＤ３は、上述したコンタクト１１の幅方向Ｄ２に相当する。
引き出される向きＤ３と直交する条材幅方向は、上述したコンタクト１１の長さ方向Ｄ１に相当する。

まず、条材２０について簡単に説明する。条材２０は、銅または銅合金からなる母材２２に、引き出される向きＤ３に連続してニッケル下地めっき部２７および金めっき部２８が形成された部分めっき条材である。
母材２２は、原料のインゴットから圧延により形成されている。
母材２２は、コンタクト１１の長さに足りるだけの幅（引き出される向きＤ３と直交する方向の寸法）を有しており、所定の厚みに形成されている。母材２２の表裏両面に、マスキングテープ等を用いてニッケル下地めっき部２７および金めっき部２８が形成されている。

ニッケル下地めっき部２７および金めっき部２８は、条材２０の幅方向における一端側に形成されている。
金めっき部２８は、ニッケル下地めっき部２７の幅方向中央部に、所定の幅で形成されている。

上記の条材２０から、所定の数のコンタクト１１を含むコンタクト群１０を打ち抜く（打ち抜きステップ）。
図４（ｂ）は、条材ロールから引き出された条材２０に対して、コンタクト群１０の形状に対応する金型を用いて打ち抜くことで得られた複数のコンタクト１１を示す。条材ロールから条材２０を引き出しつつ、打ち抜きを繰り返すことにより、多数のコンタクト群１０を得ることができる。

各コンタクト１１の接触部１３には、条材２０（図４（ａ））の幅方向一端側に形成されていたニッケル下地めっき部２７および金めっき部２８がそれぞれ、ニッケル下地めっき層１７および金めっき層１８として残される。したがって、条材２０から打ち抜いた後、接触部１３にめっきを施す必要がない。
このとき、コンタクト１１の基材１２の側面１２３，１２４には、図２（ｂ）に示すように、打ち抜きによる破断面が露出している。これらの側面１２３，１２４をはじめとして、基材１２の板厚方向に沿っているコンタクト１１の全周に亘る側面の全体が同様に露出している。
コンタクト１１の全周に亘る基材１２の側面には金が全く付着しておらず、金が付着する領域は接点部１３１に限定されている。そのため、各コンタクト１１には、高価な金が、接点部１３１に金めっき層１８を形成するために必要な限度で使用されている。

本実施形態のコンタクト１１のように、ニッケル下地めっき層１７および金めっき層１８とは別のめっき層（錫めっき層１９）を形成する場合は、続いて、そのめっき処理を行う。
つまり、コンタクト１１の基板接続部１４に、適宜な方法により錫めっき層１９を形成する（錫めっき形成ステップ）。錫は安価であるため、使用量の多寡について特段考慮する必要がない。また、基板接続部１４において、錫めっき層１９が形成される領域をマスキング部材により厳密に限定する必要もない。
そのため、例えば、錫を含有する溶融しためっき浴に、基板接続部１４の先端部１４Ａから所定の範囲までを浸漬した後、引き上げて洗浄するとよい。この方法によれば、図２（ｂ）に示すように、基材１２の側面１２３，１２４にも錫めっき層１９が形成される。

以上で説明したステップを経ることにより、コンタクト群１０の製造が完了する。
そのコンタクト群１０をハウジング８１（図１）のキャビティ内に挿入しながら個別のコンタクト１１に切り離すことで、複数のコンタクト１１をハウジング８１内部に整列させて装着することができる。コンタクト１１の中間部１５がハウジング８１の内壁に突き当てられると、基板接続部１４の基端付近がハウジング８１に保持される。

製造されたコンタクト１１においては、付着している金の全部が接点部１３１に使用されており、その他の領域に無駄に使用されていない。
ところで、条材２０からコンタクト群１０を打ち抜くと、切り屑が生じる。その切り屑には金が付着している。しかし、切り屑の収集は容易であり、その切り屑から金を分離して回収できるので、切り屑に付着した金も無駄にならない。

以上で説明したように、本実施形態では、部分めっき条材２０からコンタクト群１０を打ち抜くことで複数のコンタクト１１を得ている。条材２０において既に、接点部１３１に対応する位置にめっきが施されているので、条材２０から打ち抜いた後にマスキングを伴うめっき処理が不要である。条材２０の板厚方向に沿って表れるコンタクト側面には、条材２０の製造およびコンタクト１１の製造の全過程に亘り、一切、金が付着しない。したがって、金の使用量が最小限に抑えられているので、コンタクト１１および電気コネクタ８のコストを抑えることができる。

図５（ａ）に示すように、引き出される向きＤ３において間欠的に金めっき部２８が形成された条材２６を用いることもできる。この条材２６から図５（ｂ）に示すように打ち抜くことにより、コンタクト群３０を得ることができる。コンタクト群３０に含まれるコンタクト３１では、金めっき層１８がより小さい領域に形成されているので、金の使用量をより一層抑えることができる。

上記以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
コンタクト１１の基材１２の材料、貴金属めっきに用いる材料、および下地めっきに用いる材料は、上記実施形態には限定されない。
例えば、ステンレス鋼やアルミニウム合金から形成された基材１２に、適宜な材料を用いて下地めっきを施した後、銀やパラジウムを用いて貴金属めっき層１８を形成することもできる。

本発明は、矩形状の横断面を呈するタブ状またはピン状のコンタクトに適用することができる。本発明において、正方形は矩形に含まれる。

本発明は、接触部１３に対して基板接続部１４が屈曲しているコンタクトにも適用することができる。その場合は、条材２０からコンタクト群１０を打ち抜くとともに各コンタクト１１の基板接続部１４を二面１２１，１２２の一方の面外方向に折り曲げるとよい。
また、本発明のコンタクトにおいて二面１２１，１２２のうちの一面のみに下地めっき層１７および金めっき層１８が形成されていてもよい。

８ 電気コネクタ
１０ コンタクト群
１１ コンタクト
１２ 基材
１３ 接触部
１３Ａ 先端
１４ 基板接続部
１４Ａ 先端部
１５ 中間部
１７ ニッケル下地めっき層（下地めっき層）
１８ 金めっき層（貴金属めっき層）
１９ 錫めっき層（別のめっき層）
２０ 条材（部分めっき条材）
２２ 母材
２６ 条材
２７ ニッケル下地めっき部（下地めっき層）
２８ 金めっき部（貴金属めっき層）
３０ コンタクト群
３１ コンタクト
８１ ハウジング
１２１，１２２二面
１２３，１２４側面
１３１ 接点部
Ｄ１ 長さ方向
Ｄ２ 幅方向
Ｄ３ 引き出される向き

Claims (6)

1. 矩形状の横断面を呈する基材の互いに対向する二面のうち少なくとも一面において、前記基材の長さ方向における一部に貴金属めっき層およびその下地である下地めっき層を有し、
   前記二面に隣接する前記基材の側面には前記貴金属めっき層および前記下地めっき層のいずれも有しておらず、前記基材が露出している、
   ことを特徴とするコンタクト。
2. 前記下地めっき層は、前記長さ方向に所定の寸法で、かつ前記基材の幅方向の全体に亘って前記基材に形成され、
   前記貴金属めっき層は、前記下地めっき層の前記長さ方向における中央部に、前記基材の幅方向の全体に亘って形成されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載のコンタクト。
3. 前記下地めっき層は、ニッケルを含有するニッケル合金からなり、
   前記貴金属めっき層は、金を含有する金合金からなる、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のコンタクト。
4. 前記基材の前記長さ方向における一端側に、前記下地めっき層および前記貴金属めっき層が形成され、
   前記基材の前記長さ方向における他端側に、別のめっき層が形成されている、
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のコンタクト。
5. 貴金属めっき層およびその下地である下地めっき層が基材に形成されたコンタクトを製造する方法であって、
   前記基材に用いられる合金材料からなる長尺な条材であるとともに、当該条材が引き出される向きと直交する方向における一部に、前記下地めっき層および前記貴金属めっき層が前記引き出される向きに連続して形成されている部分めっき条材から打ち抜くことで、前記基材が前記引き出される向きに連なった複数の前記コンタクトからなるコンタクト群を得る、
   ことを特徴とするコンタクトの製造方法。
6. 前記部分めっき条材として、前記引き出される向きと直交する方向における一端側に前記下地めっき層および前記貴金属めっき層が形成されているものを使用し、
   前記部分めっき条材から前記コンタクト群を打ち抜くステップと、
   前記コンタクト群を構成する前記コンタクトの長さ方向で前記下地めっき層および前記貴金属めっき層から離れた側において前記基材に別のめっき層を形成するステップと、を含む、
   ことを特徴とする請求項５に記載のコンタクトの製造方法。