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技術 端子接点の製造方法

出願人 矢崎総業株式会社
発明者 篠原準弥
出願日 2014年4月25日 (7年4ヶ月経過) 出願番号 2014-091638
公開日 2015年11月24日 (5年9ヶ月経過) 公開番号 2015-210940
状態 特許登録済
技術分野 電気メッキ方法,物品 電気接続器の製造又は製造方法(2)
主要キーワード 移動接点 端子接点 高低関係 固定端子 リフロー処理後 錫めっき層 溶融固化 雄コネクタ
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2015年11月24日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (3)

課題

表面に酸化被膜が形成されても、下層の錫等の酸化金属材を相手側端子接点と接触させて低抵抗で相手側端子接点と電気的に導通できる端子接点を好適に製造する。

解決手段

凹凸3bを予め形成した母材3の表面3aをめっき層5でめっきし、リフロー処理により母材3とめっき層5との界面9に両者の金属間化合物11を生成させると、めっき層5との境界面11aに、母材3の凹凸3bの形状よりも高低差が大きい凹凸11bが形成される。めっき層5は金属間化合物11よりも硬度が低く、めっき層5が薄い凹凸11bの凸部よりもめっき層5が厚い凹部の方が、固定接点1が潰れ変形したときに、めっき層5よりも硬度が高い酸化膜7に亀裂7aが入りやすくなる。亀裂7aから固定接点1の表面にめっき層5の錫(Sn)が露出し、移動接点13と接触するオーミック点が形成され、固定端子1が移動接点13と低抵抗で電気的に接続される。

概要

背景

相手側の端子接点と接触して電気的に接続される端子接点として、例えば銅(Cu)やアルミニウム(Al)の合金ステンレス鋼等の母材の表面を、電気抵抗率が低く耐食性に優れた錫めっき層で覆って構成したものが知られている(例えば、特許文献1)。

この種の端子接点においては、端子接点の厚さ方向における内側よりも表面側を電流が流れる傾向が強い。しかし、錫めっきした端子接点の表面には、外気との接触により錫めっき部分よりも抵抗の高い酸化被膜が形成され易い。このため、この種の端子接点を相手側の端子接点と接触させて電気的に接続する際には、表面の酸化被膜を除去して、錫めっき層が相手側の端子接点に直接接触するオーミック点を形成する必要がある。

概要

表面に酸化被膜が形成されても、下層の錫等の酸化金属材を相手側端子接点と接触させて低抵抗で相手側端子接点と電気的に導通できる端子接点を好適に製造する。凹凸3bを予め形成した母材3の表面3aをめっき層5でめっきし、リフロー処理により母材3とめっき層5との界面9に両者の金属間化合物11を生成させると、めっき層5との境界面11aに、母材3の凹凸3bの形状よりも高低差が大きい凹凸11bが形成される。めっき層5は金属間化合物11よりも硬度が低く、めっき層5が薄い凹凸11bの凸部よりもめっき層5が厚い凹部の方が、固定接点1が潰れ変形したときに、めっき層5よりも硬度が高い酸化膜7に亀裂7aが入りやすくなる。亀裂7aから固定接点1の表面にめっき層5の錫(Sn)が露出し、移動接点13と接触するオーミック点が形成され、固定端子1が移動接点13と低抵抗で電気的に接続される。

目的

本発明は前記事情に鑑みなされたもので、本発明の目的は、表面に酸化被膜が形成されても、下層の錫等の酸化金属材を相手側端子接点と接触させて低抵抗で相手側端子接点と電気的に導通させることができる端子接点を好適に製造できる端子接点の製造方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

相手側端子接点と接触して電気的に接続される端子接点の製造方法において、金属製の母材の、少なくとも前記相側端子接点が前記端子接点に接触する領域に対応する表面部分凹凸を有する表面に、酸化金属材をめっきするめっき工程と、前記酸化金属材を表面にめっきした前記母材をリフロー処理することで前記母材と前記酸化金属材との界面に両者の金属間化合物を生成し、該金属間化合物と前記酸化金属材との境界における少なくとも前記領域に対応する境界部分に、前記母材の表面の凹凸よりも大きい高低差の凹凸を形成するリフロー工程と、を含むことを特徴とする端子接点の製造方法。

請求項2

前記母材は銅であり、前記酸化金属材は錫であることを特徴とする請求項1記載の端子接点の製造方法。

技術分野

0001

本発明は、相手側の端子接点と接触して電気的に接続される端子接点の製造方法に関する。

背景技術

0002

相手側の端子接点と接触して電気的に接続される端子接点として、例えば銅(Cu)やアルミニウム(Al)の合金ステンレス鋼等の母材の表面を、電気抵抗率が低く耐食性に優れた錫めっき層で覆って構成したものが知られている(例えば、特許文献1)。

0003

この種の端子接点においては、端子接点の厚さ方向における内側よりも表面側を電流が流れる傾向が強い。しかし、錫めっきした端子接点の表面には、外気との接触により錫めっき部分よりも抵抗の高い酸化被膜が形成され易い。このため、この種の端子接点を相手側の端子接点と接触させて電気的に接続する際には、表面の酸化被膜を除去して、錫めっき層が相手側の端子接点に直接接触するオーミック点を形成する必要がある。

先行技術

0004

特開2013−189680号公報

発明が解決しようとする課題

0005

本発明は前記事情に鑑みなされたもので、本発明の目的は、表面に酸化被膜が形成されても、下層の錫等の酸化金属材を相手側端子接点と接触させて低抵抗で相手側端子接点と電気的に導通させることができる端子接点を好適に製造できる端子接点の製造方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

0006

上記目的を達成するため請求項1に記載した本発明の端子接点の製造方法は、
相手側端子接点と接触して電気的に接続される端子接点の製造方法において、
金属製の母材の、少なくとも前記相側端子接点が前記端子接点に接触する領域に対応する表面部分凹凸を有する表面に、酸化金属材をめっきするめっき工程と、
前記酸化金属材を表面にめっきした前記母材をリフロー処理することで前記母材と前記酸化金属材との界面に両者の金属間化合物を生成し、該金属間化合物と前記酸化金属材との境界における少なくとも前記領域に対応する境界部分に、前記母材の表面の凹凸よりも大きい高低差の凹凸を形成するリフロー工程と、
を含むことを特徴とする。

0007

請求項1に記載した本発明の端子接点の製造方法によれば、凹凸を有する表面に酸化金属材をめっきした母材をリフロー処理することで、母材と酸化金属材との界面において拡散成長により生成される金属間化合物と酸化金属材との境界に、母材の表面の凹凸よりも大きい高さの凹凸が形成されると、その部分における酸化金属材の層厚が、金属間化合物との境界の凸部においては薄く凹部においては厚くなる。

0008

酸化金属材の硬度と、母材と酸化金属材との金属間化合物の硬度とには差があり、したがって、酸化金属材の層厚が薄い部分と厚い部分とでは、相手側端子接点が接触端子に接触した際の荷重による端子接点の潰れ変形の容易性が異なる。

0009

これにより、酸化金属材の層厚が薄い部分と厚い部分とのうち端子接点としての潰れ変形が容易な方の部分では、酸化金属材や金属間化合物よりも硬度が高く端子接点の潰れ変形に追従できない金属酸化物被膜に亀裂が入りやすくなる。よって、この亀裂から端子接点の表面に下層の酸化金属材が露出して、相手側端子接点と接触するオーミック点が形成される。

0010

このため、表面に金属酸化物の被膜が形成されても、下層の酸化金属材を相手側端子接点と接触させて低抵抗で相手側端子接点と電気的に導通させることができる端子接点を好適に製造することができる。

0011

なお、請求項1に記載した本発明の端子接点の製造方法において、前記母材を銅とし、前記酸化金属材を錫とすることができる。

発明の効果

0012

本発明によれば、表面に酸化被膜が形成されても、下層の錫等の酸化金属材を相手側端子接点と接触させて低抵抗で相手側端子接点と電気的に導通させることができる端子接点を好適に製造することができる。

図面の簡単な説明

0013

本発明に係る製造方法が適用される固定接点の基本的な製造工程を示す説明図である。
本発明の一実施形態に係る製造方法による固定接点の製造工程を示す説明図である。

実施例

0014

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態では、雌コネクタに収容された移動接点と接触する雄コネクタの固定接点に本発明を適用した場合を例に取って説明する。

0015

まず、本発明に係る製造方法が適用される固定接点の基本的な製造工程の一例を、図1の説明図を参照して説明する。図1に示す例の固定接点1では、図1(a)に示す銅(Cu)の板材で構成された母材3の表面3aを、図1(b)に示すように錫(Sn)のめっき層5によってめっきしている。

0016

めっき層5の表面5aには、外気との接触により、酸化膜7が形成される。この酸化膜7には、不図示の雌コネクタに収容された移動接点13が接触する。

0017

母材3の表面3aに形成しためっき層5には、ウィスカが発生するのを防止するためにリフロー処理が施される。このリフロー処理により、母材3とめっき層5とが直接接触する界面9には、図1(c)に示すように、銅(Cu)の錫(Sn)への拡散成長による金属間化合物(Cu−Sn)11が生成される。金属間化合物11はめっき層5の溶融固化によって形成されるので、金属間化合物11のめっき層5との境界面11aは平坦面でなく凹凸面となる。

0018

次に、上述した基本的製造工程によって製造する固定接点に本発明の一実施形態に係る製造方法を適用した場合の製造工程を、図2を参照して説明する。

0019

図2に示す本実施形態の固定接点1(請求項中の端子接点に相当)の製造方法では、まず、図2(a)に示すように、母材3の表面3aに、任意の方法で凹凸3bを予め形成しておく。この凹凸3bは、表面3aを平面とした図1に示す例の製造工程によりリフロー処理後に母材3とめっき層5との界面9に生成される金属間化合物11とめっき層5との境界の凹凸面(図1(c)参照)よりも、凹凸のピッチを狭くすることが望ましい。

0020

そして、母材3の表面3aを、図2(b)に示すように錫(Sn)のめっき層5(請求項中の酸化金属材に相当)によってめっきする。めっき層5の表面5aには、移動接点13(請求項中の相手側端子接点に相当)が接触する酸化膜7が形成される。この工程が、請求項中のめっき工程に相当する。

0021

続いて、めっき層5にリフロー処理を施す。このとき、母材3とめっき層5との界面9は、母材3の表面3aに形成した凹凸3bの形状となっている。リフロー処理によるめっき層5の溶融固化の際に、界面9の銅(Cu)が錫(Sn)に拡散成長すると、界面9に形成される母材3とめっき層5との金属間化合物11は、めっき層5との境界面11aに、図2(c)に示すように、凹凸11bを有する形状となる。

0022

このとき、母材3の表面3aが平坦である場合(図1(a)参照)でも、金属間化合物11のめっき層5との境界面11aは凹凸面となる。したがって、母材3の凹凸3bの形状を有する界面9に生成される本実施形態の金属間化合物11の境界面11aの凹凸11bは、母材3の凹凸3b(図2(a)参照)よりも大きな高低差を有する形状となる。

0023

そして、金属間化合物11の境界面11aに母材3の凹凸3bよりも大きな高低差の凹凸11bが形成されると、その部分におけるめっき層5の層厚が、金属間化合物11の凹凸11bの凸部においては薄く凹部においては厚くなる。以上のリフロー処理が、請求項中のリフロー高低に相当する。

0024

ここで、めっき層5(錫;Sn)の硬度は、母材3(銅;Cu)とめっき層5(錫;Sn)との金属間化合物11(Cu−Sn)の硬度よりも低い。したがって、図2(d)に示すように、固定接点1に接触した移動接点13から固定接点1に荷重Fが加わった場合には、めっき層5の層厚が薄い凹凸11bの凸部よりも、めっき層5の層厚が厚い凹凸11bの凹部の方が、固定接点1が容易に潰れ変形する。

0025

これにより、めっき層5の層厚が厚い凹凸11bの凹部では、移動接点13の接触により固定接点1が潰れ変形したときに、めっき層5よりも硬度が高い酸化膜7が潰れ変形に追従できず酸化膜7に亀裂7aが入りやすくなる。よって、この亀裂7aから固定接点1の表面(酸化膜7の表面)に下層のめっき層5の錫(Sn)が露出して、移動接点13と接触するオーミック点が形成される。

0026

このため、固定接点1の表面(めっき層5の表面5a)に酸化膜7が形成されても、下層のめっき層5の錫(Sn)を移動接点13と接触させて低抵抗で移動接点13と固定接点1とを電気的に導通させることができる固定接点1を好適に製造することができる。

0027

なお、酸化膜7の亀裂7aが入りやすい部分は、母材3やめっき層5、それらの金属間化合物11の硬度の高低関係によって、めっき層5の層厚が薄い凹凸11bの凸部と、めっき層5の層厚が厚い凹凸11bの凹部とのどちらかとなる。

0028

また、母材3の凹凸3bを予め形成する領域は、表面3aの全体であってもよく、表面3aのうち、固定接点1の表面(酸化膜7の表面)の移動接点13が接触する領域に対応する部分だけとしてもよい。

0029

さらに、本発明は、本実施形態で説明した材料以外の金属材を用いて固定接点1を製造する場合にも適用可能である。また、本発明は、移動接点13を製造する場合にも適用可能である。勿論、固定接点1と移動接点13との両方の製造に本発明をそれぞれ適用することも可能である。

0030

本発明は、相手側端子接点と接触して電気的に接続される端子接点を製造する際に適用して極めて有用である。

0031

1固定接点
3母材
3a母材表面
3b,11b凹凸
5めっき層(酸化金属材)
5a めっき層表面(酸化金属材の表面)
7酸化膜
7a 亀裂
9 母材とめっき層との界面
11金属間化合物
11a めっき層と金属間化合物の境界面
13移動接点
F 荷重

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