JP2970537B2 - 摺動接点用のプリント配線板 - Google Patents

摺動接点用のプリント配線板

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電子部品の円形状摺
動接点用に使用される摺動接点用のプリント配線板に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】従来は、高い接触信頼性が要求される円
形状の接点用の摺動部品は、図5の従来例1に示すよう
に、片面銅張積層板1の銅箔1Aの上面に、シルクスク
リーン印刷工法又は、紫外線波長(UV)によってラミ
ネートフィルム乳剤を感光させる写真工法によって所定
の回路パターン2を形成する。次に摺動接点との接触抵
抗が小さい貴金属めっき3、例えば金めっき、銀めっ
き、ロジュウムめっきなどがあるが中でも金めっきが低
接触抵抗値で普及率が高く、めっきのコストが安いこと
から最良の貴金属めっき3である。
【0003】その次に、ドリルやルーターによる穴明け
加工、又はプレス金型による穴と外周加工を行ってい
る。図5の従来例1の片面プリント配線板の貴金属めっ
き付の回路パターン2Aでは通常回転をする場合は大き
な問題とはならないが、100rpm以上の高速回転と
なると基材の絶縁樹脂4の粉末が接点表面の貴金属めっ
き付の回路パターン2Aの上に付着し、接触不良が発生
し、摺動回数が20万回以上から急激に多発する問題点
がある。
【0004】従来例2として図6に示すように、非常に
高い摺動接点の接触信頼性が強く要求される接点部品で
は、樹脂成形部品を、この部品専用の成形金型で所定の
樹脂をモールド成形して、ベース材となる樹脂成形品1
1を作製する。次に、この樹脂成形部品の凹部11Aの
中に金めっきを施した金属板5を圧入するが、モールド
成形は単品成形が基本となり小型の接点用部品では、1
ケごとの単品生産となるため、生産効率が非常に悪く、
さらに貴金属めっき厚が0.3〜3.0μmで、一般の
プリント配線板とくらべると非常に厚く、高価な接点用
部品となっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】図5の従来例1に示し
てある摺動接点用のプリント配線板の貴金属めっき3の
貴金属めっき付の回路パターン2Aでは、100rpm
以上の高速回転条件で、且つ摺動回数が20万回以上に
なると摺動素子が接点面で削りとられる絶縁樹脂4、絶
縁被膜4Aの粉末が多くなり、この粉末が摺動接点表面
の貴金属めっき付の回路パターン2A上に付着して、摺
動接点の接触不良が発生し、電気的性能で重要な摺動接
点の接触安定性が望めない重大な問題点がある。
【0006】図6に示すように従来例2の専用モールド
成形部品の銅板の表面5Aを微細な凹凸アラサの表面と
して成形した小型の摺動接点用部品は、まず0.5〜
2.0mm厚さの銅板を第一のプレス金型で打ち抜き回路
形成を行なう。次に第2のプレス金型により、回路形成
をした銅板の表面5Aを微細な凹凸アラサの表面として
粗らした後、その後の工程により、絶縁樹脂6をモール
ド成形加工した部品と組み合せて作製し個別部品ごとに
組み込み成形溶着している。この方法は複雑な組み込み
成形が伴うため寸法精度が不安定でバラツキが大きく、
又生産効率が60%以下と非常に悪く生産性も低い。さ
らに複雑なモールド型や銅板の打抜きとプレス金型で微
細な凹凸アラサを表面加工として行うため、摺動接点用
のモールド成形部品の品質管理が非常に難しい状況であ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】摺動接点用のプリント配
線板において、摺動接点のパターン回路表面に同心円状
のピッチが50〜250μm、凹溝の幅が30〜150
μm、深さが3〜15μmの凹溝を形成する摺動接点用
のプリント配線板とするものである。
【0008】摺動接点用のプリント配線板において、摺
動接点のパターン回路表面にピッチが50〜250μ
m、凹溝の幅が30〜150μm、深さが3〜15μm
の凹溝を摺動素子の回転方向と反対方向に渦巻状、ある
いは羽根車状の凹溝を形成する摺動接点用のプリント配
線板とするものである。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図1、図2
に基づいて説明する。図1の同心円状の凹溝付摺動接点
用のプリント配線板において、片面銅張積層板1の銅箔
1Aを写真工法あるいは、シルクスクリーン印刷工法に
よって塩化第2銅溶液でエッチング処理して、所定の回
路パターン2を形成する。次にエッチングにより形成さ
れた回路パターン2上に液状フォトエッチングレジスト
インキをディッピングし、それから90℃、10分で仮
乾燥を行ない、あらかじめ用意しておいた凹溝形成用マ
スクフィルム(図3に示す如く、凹溝ピッチP=180
μm、凹溝幅L=90μm)を液状フォトエッチングレ
ジスト感光乳剤膜面に直かに密着させ紫外線により露光
後、現像して凹溝形成用の耐エッチング被膜を形成す
る。その次にエッチングの腐蝕力の弱い処理液(伊藤薬
品株式会社製、ハイエッチャント液)で、エッチング量
をコントロールして、深さD=3〜15μmの同心円状
の凹溝8を摺動接点のパターン回路表面に形成する。こ
の際のエッチングレジストとして液状フォトエッチング
レジストを使用した理由は、凹溝形成工程より前に形成
されている回路パターン2、特には接点回路側面9をエ
ッチング液から保護するためであるが回路密度によって
は凹溝形成用のエッチングレジスト材としてドライフィ
ルムで行なってもよい。
【0010】その次に、銅箔回路パターン2の上にニッ
ケルめっきを2〜15μm施し、その上に硬質電解金め
っき3を0.3〜3.0μm施し、貴金属めっき付の回
路パターン2Aで接点回路を形成する。その後で、プレ
ス金型によってプリント配線板内の取付穴13及び外形
を打抜加工する。ここでの凹溝7の、繰り返しピッチ
P、凹溝の幅L、凹溝の角度θ、凹溝全体の模様や形状
などの回路パターンの寸法仕様は、凹溝形成用マスクフ
ィルムで決められることになる。
【0011】一般的な円形状の摺動接点において、回転
数100rpmの高速回転の条件下で、通常寿命と考え
られている30万回転した後で比較すると、従来例1の
プリント配線板では接触抵抗値の上昇が60〜100%
と非常に大きくなるが、本発明の実施例1の同心円状の
凹溝8付プリント配線板では、接触抵抗値の上昇が7〜
9%となり従来例1の約1/10以下と非常に少なくな
る。さらに従来例2の専用モールド成形金型で作製した
摺動接点部品のにおいて、50万回転した時点における
接触抵抗値の上昇は5〜8%と、本発明の実施例1の同
心円状の凹溝8付プリント配線板よりは、わずかに良好
となっている。さらに本発明の実施例2の渦巻状の凹溝
10付プリント配線板では接触抵抗値の上昇は1〜4%
と最も良好な結果を示した。
【0012】接触抵抗値の変化量を比較する寿命設定と
して、実用的に考えられる寿命である30万回転した時
点での接触抵抗値の変化は、従来例1のプリント配線板
では10〜20%の接触抵抗値の上昇が、本発明の実施
例1の同心円状の凹溝8付プリント配線板では3〜4%
と少なく約5倍の接触信頼性の向上が認められた。さら
に本発明の実施例2の渦巻状の凹溝10付プリント配線
板の接触抵抗値の上昇は0〜2%と非常に小さい変化と
なって良好な結果をしめしている。専用モールド成形金
型で作製した摺動接点部品の接触抵抗値の上昇は1〜4
%であった。
【0013】
【実施例1】図1に基づいて説明する。図1において、
片面銅張積層板1の銅箔1Aを写真工法あるいは、シル
クスクリーン印刷工法によって塩化第2銅溶液でエッチ
ング処理して、所定の回路パターン2を形成する。次に
エッチングにより形成された回路パターン2上に液状フ
ォトエッチングレジストインキをディッピングし、それ
から90℃、10分で仮乾燥を行ない、あらかじめ用意
しておいた凹溝形成用マスクフィルムを液状フォトエッ
チングレジスト感光乳剤膜面に重ねて密着させ、紫外線
により露光後、現像して凹溝形成用の耐エッチング被膜
を形成する。その後、図3に示す凹溝7形成の仕様を決
めるための凹溝形成用マスクフィルムの仕様として凹溝
ピッチP=180μm、凹溝の幅L=90μm、凹溝の
角度(同心円に対する凹溝の角度)θ=0°の同心円状
の凹溝8付プリント配線板を示し、凹溝の深さDは10
μmとした。凹溝のピッチPも小さくなると凹溝の幅L
が狭くなり、絶縁物の粉末で凹溝7が詰まり易く、凹溝
ピッチPが広くなると、凹溝の幅Lを大きくするため摺
動素子が落ち込む危険性と、及び接触回路パターン2面
に凹溝7が設定されず、絶縁物の粉末も貴金属めっき付
の回路パターン2Aの表面上に異物として残る。
【0014】
【実施例2】図2に基ずいて説明する。片面銅張積層板
1の銅箔1Aを写真工法あるいは、シルクスクリーン印
刷工法によって塩化第2銅溶液でエッチング処理して所
定の回路パターン2を形成する。次にエッチングにより
形成された回路パターン2上に液状フォトエッチングレ
ジストインキをディッピングし、それから90℃、10
分で仮乾燥を行ない、あらかじめ用意しておいた凹溝形
成用マスクフィルム(図3に示す如く、凹溝ピッチP=
180μm、凹溝幅L=90μm)を液状フォトエッチ
ングレジスト感光乳剤膜面に直かに密着させ紫外線によ
り露光後、現像して凹溝形成用の耐エッチング被膜を形
成する。その次にエッチングの腐蝕力の弱い処理液(伊
藤薬品株式会社製、ハイエッチャント液)で、エッチン
グ量をコントロールして、深さD=10μmとし、さら
に凹溝形成の仕様として、図4に示すように凹溝の角度
θは摺動素子の駆動する回転方向と反対方向に2°〜3
0°の角度で1本または複数本からなる渦巻状の凹溝1
0を摺動接点の回路パターンの表面上に形成する。この
渦巻状の凹溝10を円形状の外周方向に向かって設定す
ることにより高速回転のとき生じる摺動素子と摺動する
面となる貴金属めっき付の回路パターン2Aおよび絶縁
樹脂4や絶縁被膜4Aが摩擦により生じる貴金属めっき
付の回路パターン2Aの金属粉末や絶縁被膜の粉末が接
点表面の貴金属めっき付の回路パターン2A上に付着
し、接触抵抗値が上昇する不良発生をさけられる。つま
り、これらの異物を渦巻状の凹溝10に落し込み、順次
この異物を円形状の摺動回路部、すなはち貴金属めっき
付の回路パターン2Aから外周へ、さらにプリント配線
板の外部へ排出させることができる。尚、ここでの凹溝
7の凹溝の角度θ、凹溝全体の模様や形状として図4
(b)に示すような羽根車状の凹溝7を形成しても上記
の目的が達成でき、良好な結果が得られる。
【0015】
【発明の効果】本発明による摺動接点用の摺動する面で
ある回路パターン2に同心円状の凹溝8や渦巻状の凹溝
10を形成することにより、特には高速回転が所望され
る円形状の摺動接点の接触抵抗値の上昇変化は従来品の
1/10〜1/30と非常に少なく、その分だけ摺動接
点寿命が伸び、よって摺動接点部品としての電気性能ア
ップのみならず部品寿命を大幅に長くすることができ
る。信頼性の面でも、摩耗によって発生する金属粉や絶
縁樹脂4や絶縁被膜4Aの粉末およびゴミ粉塵などの異
物による摺動接点の焼き付き現象がなくなり高信頼性が
確保できる。摺動接点用の部品として、従来例2の専用
モールド成形部品では電気性能的には良好であっても部
品コストが高く、本発明の渦巻状の凹溝10付摺動接点
部品ではコスト面で約1/5以下にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】同心円状の凹溝付摺動接点用のプリント配線板
の平面図と断面図。
【図2】渦巻状の凹溝付の摺動接点用のプリント配線板
の平面図と断面図。
【図3】凹溝形成の仕様を説明するための図面。
【図4】凹溝の傾き角度と全体の模様を説明するための
図面。
【図5】従来の摺動接点用のプリント配線板の平面図と
断面図。
【図6】専用モールド成形金型によるモールド部品。
【符号の説明】
1…銅張積層板 1A…銅張積層板の銅箔 2…回路パターン 2A…貴金属めっき付の回路パター
ン 3…貴金属めっき 4…絶縁樹脂 4A…絶縁被膜 5…金属板(銅板) 5A…銅板の表面 7…凹溝 7A…凹溝内部 8…同心円状の凹溝 9…接点回路の側面 10…渦巻状の凹溝 11…樹脂成形品 11A…成形品
の凹部 12…モールド樹脂材の底面 13…取付穴。
フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭56−130218(JP,U) 実開 昭59−72756(JP,U) 実開 昭59−72757(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H05K 1/02 H01H 1/06 H01H 19/00 H01R 39/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 摺動接点用のプリント配線板において、
    摺動接点であるパターン回路表面に同心円状のピッチが
    50〜250μm、深さが3〜15μmの凹溝を形成す
    ることを特徴とする摺動接点用のプリント配線板。
  2. 【請求項2】 摺動接点用のプリント配線板において、
    摺動接点であるパターン回路表面にピッチが50〜25
    0μm、深さが3〜15μmの凹溝を摺動素子の回転方
    向と反対方向に渦巻状、あるいは羽根車状の凹溝を形成
    することを特徴とする摺動接点用のプリント配線板。
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