JPS6255814A - 電気接点材 - Google Patents

電気接点材

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JPS6255814A
JPS6255814A JP19554485A JP19554485A JPS6255814A JP S6255814 A JPS6255814 A JP S6255814A JP 19554485 A JP19554485 A JP 19554485A JP 19554485 A JP19554485 A JP 19554485A JP S6255814 A JPS6255814 A JP S6255814A
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JP
Japan
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alloy
contact material
intermediate layer
contact
coated
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JP19554485A
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Inventor
志賀 章二
須田 英男
宣行 柴田
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Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電気接点材に関し、特にコストダウン及び微弱
電流回路の小型高密化を目的として、電気接点部のAu
 、Pd又はこれらの合金の被覆厚さを薄くするも、信
頼性の優れた接点作用を行なうことができる電気接点材
を提供するものである。
〔従来の技術〕
微弱電流回路、例えば電子回路におけるスイッチ、コネ
クター、センサーなどの電気接点には、AllやPdを
始め、AU −Pd 、 AU −Go 、Au −N
i 、Au−A9、Au −pt 。
Au −A9−Pd 、Au −Ag−Pt 、Au 
−A9−CIJ 、Pd −CLI 、Pd −Ag−
Pt 。
Pd−1r−Pt等の合金(以下これらをAu材と略記
)が用いられている。これらAu材は実用環境における
水分や)−12S1S02、C(z等の汚染ガスによっ
て絶縁性皮膜を生成することがなく、微弱電流(μ△〜
mAオーダー)においても接点障害を起すことがない。
、このようなAu材を用いた電気接点材としては、一般
にCIJ又はCu合金からなる基材の少なくとも電気接
点部にAu材を溶接、ろう付け、メッキ、クラッド等に
より被覆したものが用いられている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記接点材は通常Au材を1μ以上の厚さに被覆してい
るが、これが電子回路の小型高密化を困難にするばかり
か、経済的にも大きな負担となっている。一般に微弱電
流回路における接点荷重は小さく、多くは数9から10
09程度であり、機械的電気的摩耗は微量である。特に
導電性ゴムを相手とするスイッチ、コネクター、センサ
ー等ではほとんど摩耗するようなことはない。しかしな
がらAu材の被覆厚さを薄くすると、不可避的に存在す
るピンホールを介して基体が腐食し、その腐食物が接点
表面に浸出して絶縁性皮膜となり、これが接点特性を劣
化する。またこのような絶縁性皮膜は微弱電流回路にお
ける小さな接点荷重では機械的電気的にブレークするこ
とができず、電気接点材としての信頼性を低下するため
、All材の皮膜厚さを薄くすることは不可能であった
〔問題点を解決するための手段〕
本発明はこれに鑑み種々検討の結果、接点部におけるA
u材の被膜厚さを薄くするも、信頼性の優れた接点作用
を行なわせることができる電気接点材を開発したもので
ある。
即ち本発明接点材の一つは、導電性基体の少なくとも電
気接点部にAll材を被覆した接点材において、少なく
とも基体とAu材被覆層間に遷移金属のホウ化物、窒化
物、ケイ化物又は炭化物からなる中間層を形成し、該中
間層上にAu材を被覆したことを特徴とするものである
また本発明接点材の他の一つは、導電性基体の少なくと
も電気接点部に、All材を被覆した接点材において、
少なくとも基体とAu材被覆層間の基体上に遷移金属層
を設け、その上に遷移金属のホウ化物、窒化物、ケイ化
物又は炭化物からなる中間層を形成し、該中間層上にA
ll材を被覆したことを特徴とするものである。
本発明において、遷移金属、遷移金属のホウ化物、窒化
物、ケイ化物又は炭化物(以下ホウ化物等と略記)及び
Au材の被膜にはスパッタリング又はイオンブレーティ
ングを用い、Au材の被膜は接点部に局材行なうことが
望ましい。
また導電性基体としてはCOやその他の金属又は合金が
用いられるが、その中でもFe合金、例えばステンレス
鋼、Fe  Ni合金、Fe−Ni−Co合金が好適で
あり、特にFe−30〜55%Ni合金又はこれにGO
を配したコバール合金がよい。尚これらが基体として導
電性が不足する場合には、Cu等を張合せるとよい。
中間層を形成するホウ化物等としては、TiB、Ti 
Bz 、Zr B、Zr Bz 、Hf B。
Nb B、Ta B、Crs B3 、MO2B、MO
B、CO3B、Ni z B、Pd3B、Mn B+、
VB、Ni B、Ce N、La N、Ti N、Zr
N、Nb N、Crz N1Taz N、Mo N。
VN、VsN、PdzSi、PtSi、Ni3i1Co
3i2、WSiz、Mo5iz。
Ta Si 2 、Nb Si z 、 Ti Si 
2 、Zr3i’、Hf St z 、VSi z 、
Ce Cz、Pr 203、Nd Cz 、Dy C2
、Ti C1Zr C,Vz C,Nb C,Mo z
 C,Vs Cs、Ta2C,Cr5Cz 1VC等で
ある。また基体上に被覆する遷移金属としては種々のも
のが用いられるが、・特に中間層として被覆するホウ化
物等の構成金属と同種のものを用いることが望ましい。
〔作用〕
ホウ化物等は金属的な導電性(約0.1〜15%IAC
8)とセラミック的な硬度、高融点、耐熱性、耐食性を
有し、極薄な中間層としてAu材からなる接点部の微弱
電流回路における接点特性の劣化を防止し、All材の
極薄膜化を可能にするものである。即ちホウ化物等から
なる中間層は、Au材の極薄膜化によりピンホールを介
して起る基体金属の腐食を防止し、基体金属成分がAu
材内に拡散浸入するのを防止する。こらの作用は特に基
体にFe合金、例えばFe −30〜55%Ni合金又
はこれにCOを配したコバール合金を用いたときに一層
効果的である。これら合金は経済的、耐食性、機械的強
度もさることながら、熱膨張率がホウ化物等と近似して
おり、熱歪を生ずることもなく、ホウ化物等との密着性
も良い。また基体とホウ化物等からなる中間層との間に
遷移金属、特に中間層を形成するボウ化物等の構成金属
と同種の金属層を設けることにより、基体とホウ化物等
からなる中間層との密着性を向上させることができる。
これらの遷移金属の被覆は密着性の向上が目的であり、
その被膜厚さは500Å以下で十分である。
本発明接点材は上記の如く基体上にホウ化物等からなる
薄膜とAll材からなる薄膜により優れた特性を得たも
ので、薄膜化によるAu材の節約を始め、薄膜の被着も
スパッタリングやイオンブレーティングが効果的に利用
され、その製造が能率的に行なわれる。
しかしてホウ化物等からなる中間層の厚さは100〜5
000人とすることが望ましく、この範囲内で特に実用
的である。またAu材の被覆厚さは200〜5000人
とすることが望ましく、この範囲内で特に実用的である
実施例(1) 基体に5US316からなる厚さ0.06 #の板を用
い、その接点部に第1表に示す遷移金属、ホウ化物等及
びAll材をスパッタリングにより順次被覆して電気接
点材を製造した。これらについて実用環境を模して下記
AとBの加速劣化処理を行なってから導電ゴム接点をプ
ルーブとして1mA、10g荷重で接触抵抗を実測した
その結果を第1表に併記した。
A処理         B処理 (、J2z  20ppm     150℃大気中N
o 220011(lln     500時間保持+
28  30ppm 湿度75%、温度25℃ 90時間保持 第1表 遷移金属   ホウ化物等      All材   
 1a触(1(抗(Ω)接点材  11G!!Ii別 
厚さ  種 別  厚さ  秤 別、 厚 さ 処理 
AB(A)       (人)      (入) 
nり  処理 処狸木発明品 1    ’     
TIN    550AL+ −5%Pd  Goo 
 25  311  26n    2Ti   20
0   n     2000    n      
n  28  35  3Gn    3  Nb  
 100NbN    540Au       30
0 28  31  29n    4  Cr   
250  Cr2N   300   n      
2000 24  30  3+’!    5 − 
−Zrr3z   1soo  AU−5%Pd  8
90 23  29  28’F    6  Cr 
  250  crs    3500  Pd   
    400 38  45  53〃7 − − 
 ZrBz   4000   #       80
0 37  ’42  50〃8  Ti   300
  TiC+300  All−1%Nt2900 2
3  30  35〃’J  Pd   100  P
dzSi  3000  Au       500 
24  31  38rp    10 −−cosi
2 1200   Jr       250 38 
 46  52I111−−TiSi    380 
  〃4000 22  28  32比較品  12
−一−−All −5%Pd  600 39 >20
0 >200n    13 − −  −   −〃
45003215012On    +4−−  − 
  −   −   −>200>200>200第1
表から明らかなように、本発明品N(11〜11は何れ
も安定な接触抵抗を示したのに比べ、ホウ化物等からな
る中間層を形成しない比較量Nα12〜13は何れも加
速劣化処理による劣化が著しいことが判る。
実施例(2) 実施例(1)における本発明品Nα2及びNα8と、基
体にFe−42%Ni合金、コバール合金(Fe−29
%Ni −17%Go)及び表面に厚さ2μのNiメッ
キを施したCu合金(CLI −9,5%Ni−2,3
%Su)を用イ、前記本発明品NQ2及びNα8と同様
に遷移金属、ホウ化物等及びAu材を被覆した本発明品
について、MIL法に準じ一60℃と120℃の温度サ
イクルを150回施5てから、実施例(1)におけるA
処理を行なって接触抵抗を実測した。
その結果を第2表に示す。
第2表 接点材  Nil   基 体 別    被 覆  
接触抵抗(Ω)前    後 本発明品 2 5US316         28 
   42n 8 n   2338 n    15  Fe  42%Ni  N112ト
同U  27    33〃16          
 順8と同じ 2321〃17  コバール合金   
順2と同じ 283゜〃18〃       順8と同
じ 2226//    19  Cu合金     
Nα2と同じ 2656〃20〃       順8と
同じ 2242第2表から明らかなように本発明Nn2
、随8、順15〜20は何れも優れた特性を示すも、基
体により劣化の程度が異なり、中でも基体がCLI合金
の場合に一番劣り、次にステンレス鋼が劣り、t”e−
Ni合金及びコバール合金が最も安定していることが判
る。尚基体にCLI合金を用いた本発明品船19〜20
でも、第1表に示す比較量と対比すれば判るようにはる
かに優れている。
〔発明の効果〕
このように本発明によれば、Au材を最小限の使用量で
信頼性に優れた接点作用を行なわせることができるもの
で、特にエレクトロ平りス機器における微弱電流回路又
はデジタル回路のスイッチ、コネクター、センサーとし
て好適であり、かつ該回路の小型高密化を可能にする等
工業上顕著な効果を奏するものである。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)導電性基体の少なくとも電気接点部に、Au、P
    d又はこれらの合金を被覆した接点材において、少なく
    とも基体とAu、Pd又はこれらの合金の被覆層間に、
    遷移金属のホウ化物、窒化物、ケイ化物又は炭化物から
    なる中間層を形成し、該中間層上にAu、Pd又はこれ
    らの合金を被覆したことを特徴とする電気接点材。
  2. (2)中間層を100〜5000Åの厚さに形成し、そ
    の上にAu、Pd又はこれらの合金を200〜5000
    Åの厚さに被覆する特許請求の範囲第1項記載の電気接
    点材。
  3. (3)基体にFe合金を用いる特許請求の範囲第1項又
    は第2項記載の電気接点材。
  4. (4)導電性基体の少なくとも電気接点部に、Au、P
    d又はこれらの合金を被覆した接点材において、少なく
    とも基体とAu、Pd又はこれらの合金被覆層間の基体
    上に遷移金属層を設け、その上に遷移金属のホウ化物、
    窒化物、ケイ化物又は炭化物からなる中間層を形成し、
    該中間層上にAu、Pd又はこれらの合金を被覆したこ
    とを特徴とする電気接点材。
  5. (5)中間層を100〜5000Åの厚さに形成し、そ
    の上にAu、Pd又はこれらの合金を200〜5000
    Åの厚さに被覆する特許請求の範囲第4項記載の電気接
    点材。
  6. (6)基体にFe合金を用いる特許請求の範囲第4項又
    は第5項記載の電気接点材。
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