JP6645641B1 - Method of manufacturing contact, contact and switch - Google Patents
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Abstract
本開示は、台座と接点との接合面に酸化膜が介在せず、接点及び台座の接合性が向上した接触子を提供することを目的とする。本開示の接触子の製造方法は、接点の表面に、接点の表面からの深さが、幅よりも長い溝部を形成するステップと、台座を超音波接合機のステージに置くステップと、ステージ上の台座の上に、台座と溝部が形成された表面とが接触するように接点を置くステップと、超音波接合機の有する超音波ホーンを接点に接触させるステップと、超音波ホーンから超音波エネルギーを加えて、接点と台座とを接合するステップとを備えたことを特徴とする。An object of the present disclosure is to provide a contact element in which an oxide film does not intervene on a joint surface between a pedestal and a contact, and the contact property of the contact and the pedestal is improved. The method of manufacturing a contact according to the present disclosure includes the steps of: forming a groove having a depth from the surface of the contact longer than the width on the surface of the contact; placing the pedestal on the stage of the ultrasonic bonding machine; Placing a contact on the pedestal so that the pedestal and the surface on which the groove is formed are in contact; contacting the ultrasonic horn of the ultrasonic bonding machine with the contact; and ultrasonic energy from the ultrasonic horn. And the step of joining the contact and the pedestal.
Description
本開示は、台座と接点とを備える接触子の製造方法及び接触子に関する。 The present disclosure relates to a method for manufacturing a contact including a pedestal and a contact, and a contact.
遮断器及び開閉器を含む接触器は、可動接触子及び固定接触子である接触子を備え、接触子は、接点と、接点が接合される台座とを備える。
従来、台座と接点とを接合する方法として、ロウ材を用いたロウ付け法が用いられていた。近年では、超音波接合法が用いられている。超音波接合法は、金属板からなる台座の上面のあらかじめ定めた位置に接点を重ね合わせて超音波ホーンを当てることで、超音波の振動により接点と台座との接合面を覆っている酸化膜を除去し、接点と台座とを仮固定する方法である。例えば、Agを主成分とした接点とCuを主成分とした台座との接合に超音波接合法を用いると、接点と台座との接合面を覆っている酸化膜が超音波の振動によって除去され、金属拡散反応によってAgとCuの合金属が形成されて接合される。また、超音波接合する台座と接点において、台座との接合面側に凹部が形成された接点について開示されていた(例えば、特許文献1参照)。A contactor including a circuit breaker and a switch includes a contact that is a movable contact and a fixed contact, and the contact includes a contact and a pedestal to which the contact is joined.
Conventionally, as a method of joining a pedestal and a contact, a brazing method using a brazing material has been used. In recent years, an ultrasonic bonding method has been used. The ultrasonic bonding method is an oxide film that covers the joint surface between the contact and the pedestal by ultrasonic vibration by applying an ultrasonic horn by overlapping the contact at a predetermined position on the upper surface of the pedestal made of a metal plate And temporarily fixing the contact and the pedestal. For example, when an ultrasonic bonding method is used to join a contact containing Ag as a main component and a pedestal containing Cu as a main component, an oxide film covering a joint surface between the contact and the pedestal is removed by ultrasonic vibration. Then, a metal alloy of Ag and Cu is formed by the metal diffusion reaction and joined. In addition, in a pedestal and a contact to be ultrasonically bonded, a contact in which a concave portion is formed on a joint surface side with the pedestal has been disclosed (for example, see Patent Document 1).
しかしながら、このように接点に凹部が形成されていると、凹部の底面と凹部の上面では台座に接触するタイミングが異なる。凹部の上面は、凹部の底面よりも先に台座に接触することから、超音波の振動による超音波エネルギーが集中して酸化膜が除去されやすい。一方で、凹部の底面は、超音波エネルギーが十分に伝わらないため、凹部の上面が軟化して凹部の底面が台座と接触するまで超音波ホーンを当てる必要があった。凹部の底面が台座と接触するまで超音波ホーンを当てている間、凹部の上面の摩擦熱が凹部の底面に伝わることで凹部の底面は酸化されて酸化膜が形成され、接点と台座との接合面に酸化膜が介在し、接合強度の低下又は不着状態につながっていた。 However, when the concave portion is formed in the contact as described above, the timing of contact with the pedestal differs between the bottom surface of the concave portion and the upper surface of the concave portion. Since the upper surface of the concave portion comes into contact with the pedestal before the bottom surface of the concave portion, ultrasonic energy due to ultrasonic vibration is concentrated and the oxide film is easily removed. On the other hand, since ultrasonic energy is not sufficiently transmitted to the bottom surface of the concave portion, it is necessary to apply the ultrasonic horn until the upper surface of the concave portion softens and the bottom surface of the concave portion comes into contact with the pedestal. While the ultrasonic horn is applied until the bottom surface of the recess contacts the pedestal, the frictional heat of the top surface of the recess is transmitted to the bottom surface of the recess, so that the bottom surface of the recess is oxidized to form an oxide film. An oxide film intervened on the bonding surface, leading to a reduction in the bonding strength or a non-bonding state.
本開示は、上述のような課題を解決するためになされたもので、接点と台座との接合面に酸化膜が介在するのを抑制し、接点及び台座の接合性が向上した接触子を提供することを目的とする。 The present disclosure has been made in order to solve the above-described problems, and provides a contact element in which an oxide film is suppressed from intervening on a joint surface between a contact and a pedestal, and the contact property of the contact and the pedestal is improved. The purpose is to do.
本開示の接触子の製造方法は、接点の表面に、接点の表面からの深さが、幅よりも長い溝部を形成するステップと、台座を超音波接合機のステージに置くステップと、ステージ上の台座の上に、台座と溝部が形成された表面とが接触するように接点を置くステップと、超音波接合機の有する超音波ホーンを接点に接触させるステップと、超音波ホーンから超音波エネルギーを加えて、接点と台座とを接合するステップと、を備えたことを特徴とする。 The method of manufacturing a contact according to the present disclosure includes the steps of: forming a groove having a depth from the surface of the contact longer than the width on the surface of the contact; placing the pedestal on the stage of the ultrasonic bonding machine; Placing a contact on the pedestal such that the pedestal and the surface on which the groove is formed are in contact; contacting the ultrasonic horn of the ultrasonic bonding machine with the contact; and ultrasonic energy from the ultrasonic horn. And joining the contact and the pedestal.
本開示の接触子は、台座と台座に超音波接合された接点とを備える接触子
において、接点の台座側の表面には溝部が形成され、溝部は、表面側に接点及び台座
のうち少なくとも一方の材料で埋まっている部分、及び、表面側よりも内部
に材料と酸化物とが混合している部分で構成されていることを特徴とする。
The contact of the present disclosure is a contact comprising a pedestal and a contact ultrasonically bonded to the pedestal , a groove is formed on the surface of the contact on the pedestal side, and the groove is at least one of the contact and the pedestal on the surface side. And a portion in which the material and the oxide are mixed more inside than the surface side.
本開示の開閉器は、台座と台座に超音波接合された接点とを備える接触子
において、接点の台座側の表面には溝部が形成され、溝部は、表面側に接点及び台座
のうち少なくとも一方の材料で埋まっている部分、及び、表面側よりも内部
に材料と酸化物とが混合している部分で構成されている接触子と、閉状態時
に接点に接触する接触台と、接触子を開閉するように台座を駆動させる駆動
制御装置と、を備えたことを特徴とする。
The switch of the present disclosure is a contact comprising a pedestal and a contact ultrasonically bonded to the pedestal , a groove is formed on the surface of the contact on the pedestal side, and the groove is at least one of the contact and the pedestal on the surface side. The contact is composed of a part buried with the material of the above, and a part where the material and the oxide are mixed more inside than the surface side, and a contact base that contacts the contact in the closed state, And a drive control device for driving the pedestal to open and close.
本開示の接触子の製造方法によれば、接点の表面に、接点の表面からの深さが幅よりも長い溝部を形成することで、台座と接点との接合強度を向上させ、効率的に接触子を製造することができる。 According to the method for manufacturing a contact of the present disclosure, by forming a groove whose depth from the surface of the contact is longer than the width on the surface of the contact, the joining strength between the pedestal and the contact is improved, and the contact is efficiently performed. Contacts can be manufactured.
本開示の接触子によれば、接点の表面には溝部が形成され、接点の表面側に接点の材料部分で埋まっている部分と、表面側よりも内部に接点及び台座の材料と酸化物とが混合している部分で構成されていることで、台座と接点との接合強度が向上されたものとなることができる。 According to the contactor of the present disclosure, a groove is formed on the surface of the contact, a portion buried in the surface of the contact with a material portion of the contact, and a material and oxide of the contact and the pedestal inside the surface side. , The joint strength between the pedestal and the contact can be improved.
本開示の開閉器によれば、接点の表面には溝部が形成され、接点の表面側に接点の材料部分で埋まっている部分と、表面側よりも内部に接点及び台座の材料と酸化物とが混合している部分で構成されていることで、台座と接点との接合強度が向上された、より安定したものとなることができる。 According to the switch of the present disclosure, a groove is formed on the surface of the contact, a portion buried on the surface side of the contact with a material portion of the contact, and a material and oxide of the contact and the pedestal on the inside more than the surface side. , The joint strength between the pedestal and the contact point is improved, and it can be more stable.
実施の形態1.
本実施の形態に係る接触子について説明する。図1は、本実施の形態に係る接触子6の超音波接合前の概略図の例を示している。
図1で示すように、接触子6は、接点1及び台座2を備える。
接点1の材質は、例えば、Agを主成分とし、W及びCを含んでいるものとする。台座2の材質は、例えば、Cuを主成分とし、Sn、Zn、Cr、Fe、W及びCを含んでいるものとする。
接点1の表面には、接点1の表面からの深さが幅よりも長い溝部1aが形成されている。図1では、溝部1aの幅方向に互いに間隔を空けて複数の溝部1aが形成されている様子を示している。溝部1aが形成されている接点1の表面は、接点1と台座2とが接合されている面である接合面5である。
The contact according to the present embodiment will be described. FIG. 1 shows an example of a schematic diagram before ultrasonic bonding of the
As shown in FIG. 1, the
The material of the
On the surface of the
本実施の形態では、溝部1aの幅方向であるx方向の接点1の長さをwa、溝部1aの深さ方向であるy方向の接点1の長さをta、溝部1aの深さ方向及び溝部1aの幅方向と垂直の方向である溝部1aの奥行方向であるz方向の接点1の長さをhaで表す。また、溝部1aの深さをtで表す。溝部1aの幅方向の溝部1a同士の間隔をwで表す。x方向の台座2の長さをwb、y方向の台座2の長さをtb、z方向の台座2の長さをhbで表す。
In the present embodiment, the length of the
図2及び図3を用いて、超音波接合機を用いた、本実施の形態に係る接触子6の製造工程について説明する。
図2は、超音波接合機を用いた、本実施の形態に係る接触子6の製造工程を示したフローチャート図の例である。図3は、図2で示した接触子6の製造工程に対応した概略図の例である。図2の製造工程を完了すると、図1で示した接触子6が製造されることになる。
製造工程で用いる超音波接合機は、ステージ3及び超音波ホーン4を有している。ステージ3及び超音波ホーン4は、例えばSUS材からなる。また、ステージ3及び超音波ホーン4は、超音波接合時において金属拡散反応によって接触子6と固着しないように、カーボン、DLC(Diamond Like Coating)、Ti、W、Moを含む高融点材料をコーティングしても良い。The manufacturing process of the
FIG. 2 is an example of a flowchart illustrating a manufacturing process of the
The ultrasonic bonding machine used in the manufacturing process has a
図2のステップS101では、図3のaで示すように、接点1の表面に、接点1の表面からの深さが、幅よりも長い溝部1aを形成する。
図2のステップS102では、図3のbで示すように、超音波接合機のステージ3上に台座2を置いて固定する。
図2のステップS103では、図3のcで示すように、超音波接合機のステージ3上の台座2上に、台座2と溝部1aが形成されている接点1の表面とが接触するように接点1を置く。
図2のステップS104では、図3のdで示すように、超音波接合機の超音波ホーン4を、接点1上に接触させる。In step S101 of FIG. 2, as shown in FIG. 3A, a
In step S102 in FIG. 2, the
In step S103 of FIG. 2, as shown by c in FIG. 3, on the
In step S104 of FIG. 2, the
図2のステップS105では、図3のeで示すように、超音波ホーン4から任意の荷重及び任意の時間超音波エネルギーを加えて、接点1と台座2とを接合する。図3のeの矢印Yは、超音波ホーン4を動作させる様子を示している。超音波ホーン4を接触させて動作させることにより、接点1と台座2との間に、接合面5が形成される。
図2のステップS106では、図3のfで示すように、超音波ホーン4を持ち上げて、接合面5を介して接点1と台座2とが接合された接触子6を超音波接合機のステージ3から取り出して完了となる。In step S105 of FIG. 2, as shown by e in FIG. 3, an arbitrary load and an ultrasonic energy are applied from the
In step S106 in FIG. 2, as shown by f in FIG. 3, the
次に、超音波接合後の溝部1aについて説明する。
図4は、図1のz方向から見た超音波接合後のT−T断面図のうち、一つの溝部1aのみ示したである。図5は、図1のx方向から見た超音波接合後のS−S断面図である。
図4及び図5で表している、接点1の表面側であるt1部分は、接点1の塑性流動により、接点1の材質に含まれる金属成分の材料で切れ目なく埋まっている。一方、表面側よりも内部のt2部分は、接点1及び台座2の材質に含まれる金属成分の材料と酸化物7とが混合している。
つまり、超音波接合後の溝部1aは、接点1の材質に含まれる金属成分の材料で埋まっているt1部分と、接点1及び台座2の材質に含まれる金属成分の材料及び酸化物7が混合しているt2部分で構成されている。Next, the
FIG. 4 shows only one
4 and 5, the portion t1 on the surface side of the
That is, the
t2部分にある酸化物7は、超音波接合前の接点1及び台座2の自然酸化膜と、超音波接合時の摩擦熱によって接合面5上に形成され、超音波エネルギーによる微細な摺動によって接合面5が塑性流動して排斥された酸化膜とで生成されたものである。
The
超音波接合前に形成されている溝部1aに応じた接合強度を測定するため、溝部1aの数、深さt及び溝部1a同士の間隔wを変化させてパターン1〜20の実験を行った。
パターン1〜20での実験では、超音波接合前に接点1に形成されている溝部1aの形状は、溝部1aの深さ方向に直線状であるスリット形状である。また、溝部1aの奥行方向の長さは、溝部1aの奥行方向であるz方向の接点1の長さhaと等しい。In order to measure the bonding strength according to the
In the experiments with
パターン1〜20での実験では、接点1は、x方向の長さwaが10mm、y方向の長さtaが1mm、z方向の長さhaが5mmとした。台座2は、x方向の長さwbが15mm、y方向の長さtbが5mm、z方向の長さhbが10mmとした。
また、溝部1aの幅は、例えば、10μm程度である。
接合強度は、接点1と台座2とを超音波接合後、接点1の側面にロードセル付きの荷重計のツールを押し当てて測定する。破断後、接合強度(N)を接合面5の面積で割って単位面積当たりの接合強度(MPa)を算出する。
パターン1〜20での実験では、接合面5の面積は、wa×ha=5mm×10mm=50mm2である。
なお、接点1と台座2との接合は、大気中で行っている。また、用いた超音波接合機は、パターン1〜20での実験では、例えば、周波数50KHz以上200KHz以下のものである。接合時間は、周波数及び出力によって任意に変えることが可能である。In the experiments with
The width of the
The joining strength is measured by ultrasonically joining the
In the experiment with the
The connection between the
本実施の形態では、接合面5の表面粗さRaは、5μm≦Ra<20μmである。表面粗さRaとは、JIS B 0601−2001(ISO 4287−1997)に規格されている表面粗さの指標であり、算術平均粗さを意味している。
In the present embodiment, the surface roughness Ra of the
接合強度の良否の判定基準は、50MPaである。測定した接合強度が50MPa未満の値であれは不十分な強度であり、50MPa以上であれば十分な強度を有していると判定する。判定基準の50MPaは、従来行われていたロウ材で接合した場合の平均接合強度である。
さらに、接合強度が70MPa以上であれば、優れた接合強度を有していると判定している。優れた接合強度の判定基準である70MPaは、パターン1〜20を行った実験により求められた値である。The criterion for determining the bonding strength is 50 MPa. If the measured bonding strength is less than 50 MPa, the strength is insufficient, and if it is 50 MPa or more, it is determined to have sufficient strength. The criterion of 50 MPa is the average joining strength when joining with a brazing material conventionally performed.
Furthermore, if the joining strength is 70 MPa or more, it is determined that the joint has excellent joining strength. 70 MPa, which is a criterion for judging excellent bonding strength, is a value obtained by an experiment performed on
図6は、超音波接合前の溝部1aの深さt及び溝部1a同士の間隔wを変更させた各パターンにおいて、超音波接合後の接点1と台座2との接合強度の測定結果を示した表である。図6の表では、接合強度が、良否の判定基準の50MPa未満である場合は×、50MPa以上70MPa未満であれば〇、優れた接合強度の判定基準の70MPa以上であれば◎で表している。
図7は、図6に示した表に基づいて、縦軸を接合強度(MPa)、横軸をta/tとして表したグラフの図を示している。図7の範囲Aは、優れた接合強度である70MPa以上を示すta/tの範囲を示している。図7の境界Bは、優れた接合強度の判定基準を示している。
なお、比較のために、溝部1aの本数が0、つまり溝部1aが無い場合の結果を比較例1として図6の表に示している。溝部1aが無い場合の接合強度は31MPaとなり、良否判定基準の50MPaを下回っていた。
各パターンについて、分かりやすいように図6の表を参照しながら、図8〜図14を用いて説明する。FIG. 6 shows the measurement results of the bonding strength between the
FIG. 7 is a graph based on the table shown in FIG. 6, in which the vertical axis represents the bonding strength (MPa) and the horizontal axis represents ta / t. A range A in FIG. 7 indicates a range of ta / t indicating 70 MPa or more, which is excellent bonding strength. A boundary B in FIG. 7 indicates a criterion for determining excellent bonding strength.
For comparison, the result when the number of the
Each pattern will be described with reference to FIGS. 8 to 14 for easy understanding.
まず、パターン1〜5について、図8及び図9を用いて説明する。
図8は、図1で示す接触子の概略図のように超音波接合前にパターン1〜5の溝部1aが形成されたとして、図1のzの矢印方向から見た超音波接合後のT―T断面図である。図9は、図1で示す接触子の概略図のように超音波接合前にパターン1〜5の溝部1aが形成されたとして、図1のxの矢印方向から見た超音波接合後のS−S断面図である。後述するパターンの実験結果の説明でも、同様に断面図を用いて説明する。
パターン1〜5では、超音波接合前において、w=1.7mm、wa/w=5.9である。ta/tは、パターン1では、21.3、パターン2では、20.0、パターン3では、12.5、パターン4では、8.5、パターン5では、8.0である。First,
FIG. 8 shows that the
In
パターン1〜5の接合強度の測定結果について順に述べる。
パターン1〜5のいずれも、50MPa以上70MPa未満であり、十分な強度を有していた。
50MPa以上70MPa未満ではあるものの、70MPa以上ではないのは、他のパターンと比べて溝部1aの数が多く、酸化物7で溝部1aが埋まらず、一部空間となることで、台座2との未接合部分Pが増えるためと考えられる。The measurement results of the bonding strength of
Each of the
Although it is 50 MPa or more and less than 70 MPa, it is not 70 MPa or more because the number of the
パターン6〜10について、図10〜図12を用いて説明する。
図10は、図1のzの矢印方向から見た超音波接合後のT―T断面図である。
パターン6〜10は、超音波接合前において、w=2.0mm、wa/w=5.0である。ta/tは、パターン6では21.3、パターン7では20.0、パターン8では12.5、パターン9では8.5、パターン10では8.0とする。
パターン6〜10の接合強度の測定結果について順に述べる。
パターン7〜9では、接合強度は、70MPa以上と高い強度であった。溝部1aの内部が酸化物7で埋まることで、接合面5に酸化物7が残っていないためであると考えられる。
FIG. 10 is a TT cross-sectional view after ultrasonic bonding as viewed from the direction of the arrow z in FIG.
The measurement results of the bonding strength of
In
パターン6では、接合強度は、50MPa以上70MPa未満であり、十分な強度ではあるものの、70MPa以上ではなかった。図11は、パターン6の場合での、図1のxの矢印方向から見た超音波接合後のS−S断面図である。
超音波接合前に形成されている溝部1aの深さtが小さすぎると、超音波接合後において酸化物7が溝部1a内に充填され、さらにそれ以上の酸化物7が接合面5上に残っているため、接合強度が70MPa以上ではなく、50MPa以上であるものの70MPa未満になったと考えられる。
パターン10では、接合強度は、50MPa以上70MPa未満であり、十分な強度であった。図12は、パターン10の場合での、図1のxの矢印方向から見た超音波接合後のS−S断面図である。
他のパターンと比べて、超音波接合前に形成されている溝部1aの深さtが大きすぎると、超音波接合後において酸化物7で溝部1a内が埋まらず、一部空間となることで、台座2との未接合部分Pが増えるため、接合強度が70MPa以上ではなく、50MPa以上70MPa未満になったと考えられる。In
If the depth t of the
In the
If the depth t of the
次にパターン11〜15について、図13及び図14を用いて説明する。
図13は、図1のzの矢印方向から見超音波接合後のT−T断面図である。
パターン11〜15は、超音波接合前において、w=4.5mm、wa/w=2.2である。ta/tは、パターン11では21.3、パターン12では20.0、パターン13では12.5、パターン14では8.5、パターン15では8.0とする。
パターン11〜15の接合強度の測定結果について順に述べる。
パターン12〜14では、70MPa以上優れた接合強度であった。
パターン11では、50MPa以上70MPa未満と十分な接合強度であった。図14は、パターン11の場合での、図1のxの矢印方向から見た超音波接合後のS−S断面図である。
他のパターンと比べて、超音波接合前に形成されている溝部1aの深さtが小さすぎると、酸化物7が溝部1a内に充填され、さらにそれ以上の酸化物7が接合面5上に残っているため、接合強度は50MPa以上70MPa未満となると考えられる。
パターン15では、50MPa以上70MPa未満であった。他のパターンと比べて、超音波接合前に形成されている溝部1aの深さtが大きすぎると、酸化物7で溝部1a内が埋まらず、一部空間となることで、台座2との未接合部分が増えるため、接合強度が50MPa以上70MPa未満となると考えられる。Next,
FIG. 13 is a TT cross-sectional view after ultrasonic bonding, as viewed from the direction of the arrow z in FIG.
The measurement results of the bonding strength of the
In
The
If the depth t of the
In
次にパターン16〜20について、図15及び図16を用いて説明する。
図15は、図1のzの矢印方向から見た超音波接合後のT―T断面図である。図16は、図1のxの矢印方向から見た超音波接合後のS−S断面図である。
パターン16〜20は、超音波接合前において、w=5.0mmとし、wa/w=2.0である。ta/tは、パターン16では21.3、パターン17では20.0、パターン18では12.5、パターン19では8.5、パターン20では8.0とする。
パターン16〜20の接合強度の測定結果について順に述べる。
パターン16〜20ではいずれも、50MPa以上70MPa未満と十分な強度であった。他のパターンと比べて溝部1aの数が少なくなると、溝部1a内に充填される以上の量の酸化物7が接合面5の表面にあるため、溝部1a内に充填されなかった分の酸化物7が接合面5上に残存したためであると考えられる。Next,
FIG. 15 is a TT cross-sectional view after ultrasonic bonding, as viewed from the direction of the arrow z in FIG. FIG. 16 is an SS cross-sectional view after ultrasonic bonding, as viewed from the direction of the arrow x in FIG. 1.
The measurement results of the bonding strength of the
All of the
上記のパターン1〜20の実験より、接合強度が50MPa以上となるためには、超音波接合前に形成されている溝部1aの深さtは、ta/20≦t<ta/8であり、複数形成された溝部1aの間隔wは、wa/5≦w<wa/2が好ましいという結果となった。また、超音波接合後、塑性流動により、接点1の材質である金属成分の材料で埋まっているt1部分は、0.1×t≦t1<0.5×tであった。
According to the experiments of the
超音波接合後、接点1の表面側の溝部1aのt1部分は、塑性流動によって接点1の材質に含まれる金属成分の材料で埋まり、接合面5上に形成された酸化膜は、酸化物7として、接点1の表面側よりも内部である溝部1aのt2部分に含まれることで効率よく排斥される。
したがって、本実施の形態に係る接触子6は、酸化膜が接合面5上に残存せず、接合強度が向上する。
また、接点1と台座2とが接合する際に、凹部を有する接点の場合に必要である接点の凹部の底面が台座と接触するまで超音波ホーン4を当てる時間を削減できるため、効率的に製造することができる。After the ultrasonic bonding, the t1 portion of the
Therefore, in the
In addition, when the
本実施の形態において、パターン1〜20での実験では、超音波接合前の接点1に形成されている溝部1aは、スリット形状とした。スリット形状の溝部1aは、接点1上に製造しやすく、また、スリット形状は、超音波接合前の溝部1aの深さ方向に直線状であるため、溝部1a内に酸化物7を取り込みやすい。したがって、溝部1aは、スリット形状であるのが好ましいが、限定されるものではない。溝部1aはあらかじめ定めたパターンに沿って形成されていればよく、任意に変更が可能である。例えば、図17及び図18は、超音波接合後の溝部1aの他の例の形状を示している。
例えば、図17は、図1のx方向から見た超音波接合後のS−S断面図であり、図18は、z方向から見た超音波接合後のT−T断面図である。図17に示すように、超音波接合前の溝部1aは、直線状ではなく、溝部1aの幅方向に曲がっていてもよい。図18に示すように、超音波接合前の溝部1aの奥行方向であるz方向の長さは、溝部1aの奥行方向における接点1の長さ未満で形成されていてもよい。In the present embodiment, in the experiments with
For example, FIG. 17 is an SS cross-sectional view after ultrasonic bonding as viewed from the x direction in FIG. 1, and FIG. 18 is a TT cross-sectional view after ultrasonic bonding as viewed from the z direction. As shown in FIG. 17, the
また、図19は、本実施の形態に係る接触子6を搭載した開閉器の概略図の例を示している。図19で示す開閉器は、閉状態時に接点1と接触する接触台8と、接点1と接合されている台座2を駆動させる駆動制御装置9が備え付けられている。なお、接触台8上に接点1が接合されていても良い。
FIG. 19 shows an example of a schematic diagram of a switch mounted with the
また、接触台8と接点1との平行度及び平坦度によって、開閉器に流れる電流が集中する範囲が変わる。その結果、電流が集中する範囲によって、接点1に加わる発熱量及び衝撃量は変わる。したがって、超音波接合前の溝部1aの深さtは、開閉器の動作時に接点1と接触する接触台8との接触面に応じて任意に変更すると良い。
本実施の形態に係る接触子6を用いた開閉器は、超音波接合前に接点1の表面に形成された溝部1a内に酸化物7を取り込むことで接点1と台座2との接合強度が向上している接触子6であるため、より安定した開閉器となる。Further, the range in which the current flowing through the switch is concentrated changes depending on the parallelism and flatness between the
In the switch using the
1 接点
1a 溝部
2 台座
5 接合面
6 接触子
8 接触台
9 駆動制御装置DESCRIPTION OF
Claims (12)
台座を超音波接合機のステージに置くステップと、
前記ステージ上の前記台座の上に、前記台座と前記溝部が形成された前記表面とが接触するように前記接点を置くステップと、
前記超音波接合機の有する超音波ホーンを前記接点に接触させるステップと、
前記超音波ホーンから超音波エネルギーを加えて、前記接点と前記台座とを接合するステップと、
を備えた接触子の製造方法。 Forming a groove in the surface of the contact, the groove having a depth from the surface of the contact longer than the width;
Placing the pedestal on the stage of the ultrasonic welding machine;
Placing the contact points on the stage on the stage so that the surface and the surface on which the groove is formed are in contact;
Contacting the ultrasonic horn of the ultrasonic bonding machine with the contact,
Applying ultrasonic energy from the ultrasonic horn to join the contact and the pedestal;
A method for manufacturing a contact comprising:
ことを特徴とする請求項1に記載の接触子の製造方法。 The method for manufacturing a contact according to claim 1, wherein a length of the width of the groove is 5 μm to 15 μm.
ことを特徴とする請求項1または2に記載の接触子の製造方法。 The method for manufacturing a contact according to claim 1, wherein a plurality of the grooves are formed on the surface of the contact at intervals from each other in a width direction of the groove.
前記溝部の幅方向における前記接点の長さをwa、前記溝部同士の間隔をwとすると、wa/5≦w<wa/2である
ことを特徴とする請求項3に記載の接触子の製造方法。 Assuming that the depth of the groove is t and the length of the contact point in the depth direction of the groove is ta, ta / 20 ≦ t <ta / 8, and
4. The manufacturing of the contact according to claim 3, wherein wa / 5 ≦ w <wa / 2, where wa is a length of the contact in a width direction of the groove and w is an interval between the grooves. 5. Method.
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の接触子の製造方法。 The method according to any one of claims 1 to 4, wherein a material of the pedestal includes Cu and W as main components.
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の接触子の製造方法。 The method for manufacturing a contact according to claim 1, wherein, when the surface roughness of the surface of the contact is Ra, 5 μm ≦ Ra <20 μm.
ことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の接触子の製造方法。 The method for manufacturing a contact according to any one of claims 1 to 6, wherein the shape of the groove is a slit shape.
ことを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の接触子の製造方法。 The length in the depth direction of the groove, which is a direction perpendicular to the depth direction of the groove and the width direction of the groove, is equal to the length of the contact in the depth direction of the groove. The method for producing a contact according to any one of the above.
ことを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の接触子の製造方法。 The method for manufacturing a contact according to claim 1, wherein a length of the groove in the depth direction is smaller than a length of the contact in the depth direction of the groove.
前記接点の前記台座側の表面には溝部が形成され、前記溝部は、前記表面側に前記接点の材料で埋まっている部分、及び、前記表面側よりも内部に前記接点及び前記台座の材料と酸化物とが混合している部分で構成されている
ことを特徴とする接触子。 In a contact comprising a pedestal and a contact ultrasonically bonded to the pedestal,
A groove is formed on the surface of the contact on the pedestal side, and the groove is filled with the material of the contact on the surface, and the contact and the material of the pedestal inside the surface. A contact comprising a portion mixed with an oxide.
ことを特徴とする請求項10に記載の接触子。 The contact according to claim 10, wherein 0.1 × t ≦ t1 <0.5 × t, where t is a depth of the groove and t1 is a portion of the groove filled with the material. Child.
閉状態時に前記接点に接触する接触台と、
前記接触子を開閉するように前記台座を駆動させる駆動制御装置と、
を備えた開閉器。 A contact according to claim 10,
A contact table that contacts the contact when in a closed state;
A drive control device that drives the pedestal to open and close the contact,
Switchgear with.
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