JP2002231357A - 電気接点およびコネクタ - Google Patents
電気接点およびコネクタInfo
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- H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
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- H01R13/112—Resilient sockets forked sockets having two legs
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 機能上求められる電気的特性および耐食性、
耐磨耗性、潤滑性等の機械的特性をバランス良く発現す
ることができるとともに、製造コストの安価な電気接点
およびコネクタを提供する。 【解決手段】 電気接点を接触子として有するコネクタ
は、銅合金からなる基材36の上に、厚みが1.00μ
mのニッケル層38および厚みが0.3μmの金−ニッ
ケル合金層40が順次積層され、最表層には厚みが0.
05μmの金層42が形成されている。金−ニッケル合
金層40の組成は、金が80質量%、ニッケルが20質
量%である。
耐磨耗性、潤滑性等の機械的特性をバランス良く発現す
ることができるとともに、製造コストの安価な電気接点
およびコネクタを提供する。 【解決手段】 電気接点を接触子として有するコネクタ
は、銅合金からなる基材36の上に、厚みが1.00μ
mのニッケル層38および厚みが0.3μmの金−ニッ
ケル合金層40が順次積層され、最表層には厚みが0.
05μmの金層42が形成されている。金−ニッケル合
金層40の組成は、金が80質量%、ニッケルが20質
量%である。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気接点およびコ
ネクタに関する。
ネクタに関する。
【0002】
【従来の技術】金属どうしの接触により電気的導通を果
たす電気接点は、例えば、リレーや、リードスイッチ・
キーボード用メカニカルスイッチ等のスイッチ部品や電
子機器用接続部品としてのコネクタ部品等に用いられ
る。
たす電気接点は、例えば、リレーや、リードスイッチ・
キーボード用メカニカルスイッチ等のスイッチ部品や電
子機器用接続部品としてのコネクタ部品等に用いられ
る。
【0003】前者のスイッチ部品等に使用する接点の場
合、高度の信頼性を長期的に確保するためには、良好な
導電性等の電気的特性とともに耐食性や繰り返しの接触
動作に耐える耐磨耗性等の機械的特性を備えることが求
められる。
合、高度の信頼性を長期的に確保するためには、良好な
導電性等の電気的特性とともに耐食性や繰り返しの接触
動作に耐える耐磨耗性等の機械的特性を備えることが求
められる。
【0004】また、後者のコネクタ部品等に使用する接
触子(コンタクト)の場合、前者のスイッチ部品等の場
合と同様に上記した電気的特性および耐食性や耐磨耗性
等の機械的特性が必須であるとともに、さらに、コネク
タを挿抜する際の挿抜力が小さくて済むように接触子が
摺動するときの潤滑性が高いことが求められる。
触子(コンタクト)の場合、前者のスイッチ部品等の場
合と同様に上記した電気的特性および耐食性や耐磨耗性
等の機械的特性が必須であるとともに、さらに、コネク
タを挿抜する際の挿抜力が小さくて済むように接触子が
摺動するときの潤滑性が高いことが求められる。
【0005】これらの電気接点の材料は、一般的に、
金、銀、白金、ロジウム等の貴金属、タングステン、モ
リブデン等の高融点金属、銅や黒鉛等の単一元素あるい
は合金がそのまま用いられ、あるいは、基材金属の上に
めっき等によりこれらの金属等が積層されたものが用い
られる。
金、銀、白金、ロジウム等の貴金属、タングステン、モ
リブデン等の高融点金属、銅や黒鉛等の単一元素あるい
は合金がそのまま用いられ、あるいは、基材金属の上に
めっき等によりこれらの金属等が積層されたものが用い
られる。
【0006】特に、コネクタの接触子の材料としては、
例えば、図5に示すように、銅合金を基材金属1とし、
基材金属1の上に1.0μm程度のニッケルめっき2を
施し、さらにニッケルめっき2の上に0.65μm程度
の金めっき3を施した2層積層構造のものや、あるい
は、図6に示すように、基材金属1の上に1.0μm程
度のニッケルめっき2を施し、さらにニッケルめっき2
の上に0.5μm程度のパラジウム−ニッケル合金めっ
き4を施し、またさらにパラジウム−ニッケル合金めっ
き4の上に0.05μm程度の金めっき3を施した3層
構造のもの等が用いられている。なお、図5、図6中参
照符号5は、成膜時に各層に発生するピンホールを模式
的に示したものである。
例えば、図5に示すように、銅合金を基材金属1とし、
基材金属1の上に1.0μm程度のニッケルめっき2を
施し、さらにニッケルめっき2の上に0.65μm程度
の金めっき3を施した2層積層構造のものや、あるい
は、図6に示すように、基材金属1の上に1.0μm程
度のニッケルめっき2を施し、さらにニッケルめっき2
の上に0.5μm程度のパラジウム−ニッケル合金めっ
き4を施し、またさらにパラジウム−ニッケル合金めっ
き4の上に0.05μm程度の金めっき3を施した3層
構造のもの等が用いられている。なお、図5、図6中参
照符号5は、成膜時に各層に発生するピンホールを模式
的に示したものである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】前者のニッケルめっき
2および金めっき3の2層積層構造のものは、最表層の
金めっき3が基本的に良好な電気的特性、耐食性および
潤滑性を有するとともにニッケルめっき2によって耐磨
耗性が確保される利点がある。その反面、2層積層構造
であるために、ニッケルめっき2および金めっき3の皮
膜を貫通して基材金属1に達するピンホール(図5中A
部)が発生しやすく、このようなピンホールが発生した
ときには耐食性が著しく損なわれるという不具合があ
り、また、金が軟質材料であるため、通常、金めっき3
を厚膜に形成したときには、かえって潤滑性が損なわれ
るという不具合がある。
2および金めっき3の2層積層構造のものは、最表層の
金めっき3が基本的に良好な電気的特性、耐食性および
潤滑性を有するとともにニッケルめっき2によって耐磨
耗性が確保される利点がある。その反面、2層積層構造
であるために、ニッケルめっき2および金めっき3の皮
膜を貫通して基材金属1に達するピンホール(図5中A
部)が発生しやすく、このようなピンホールが発生した
ときには耐食性が著しく損なわれるという不具合があ
り、また、金が軟質材料であるため、通常、金めっき3
を厚膜に形成したときには、かえって潤滑性が損なわれ
るという不具合がある。
【0008】なお、この不具合に鑑み、硬度を確保する
観点から、金−コバルト合金めっきを使用することも多
いが、この場合、析出条件上、金−コバルト合金めっき
の層のコバルト含有量を増すには限界があり、したがっ
て、硬度の改善にも限界がある。
観点から、金−コバルト合金めっきを使用することも多
いが、この場合、析出条件上、金−コバルト合金めっき
の層のコバルト含有量を増すには限界があり、したがっ
て、硬度の改善にも限界がある。
【0009】これに対して、後者のニッケルめっき2、
パラジウム−ニッケル合金めっき4および金めっき3の
3層積層構造のものは、パラジウム−ニッケル合金めっ
き4が特に良好な耐磨耗性を発現するとともに、パラジ
ウム−ニッケル合金めっき4の層を設けた分だけ金めっ
き3を薄膜に形成することができ、このとき金めっき3
の良好な潤滑性を発現することができるという利点があ
る。また、3層積層構造であるために、各めっき皮膜を
貫通して基材金属に達するピンホールが発生しにくく
(図6中B部)、良好な耐食性を確保することができる
という利点もある。
パラジウム−ニッケル合金めっき4および金めっき3の
3層積層構造のものは、パラジウム−ニッケル合金めっ
き4が特に良好な耐磨耗性を発現するとともに、パラジ
ウム−ニッケル合金めっき4の層を設けた分だけ金めっ
き3を薄膜に形成することができ、このとき金めっき3
の良好な潤滑性を発現することができるという利点があ
る。また、3層積層構造であるために、各めっき皮膜を
貫通して基材金属に達するピンホールが発生しにくく
(図6中B部)、良好な耐食性を確保することができる
という利点もある。
【0010】したがって、コネクタの接触子の機能面か
らみると、前者のニッケルめっきおよび金めっきの2層
積層構造のものよりは、後者のニッケルめっき、パラジ
ウム−ニッケル合金めっきおよび金めっきの3層積層構
造のものの方が好ましいということができる。
らみると、前者のニッケルめっきおよび金めっきの2層
積層構造のものよりは、後者のニッケルめっき、パラジ
ウム−ニッケル合金めっきおよび金めっきの3層積層構
造のものの方が好ましいということができる。
【0011】ところで、上記した金やパラジウム等の貴
金属は、高価な材料であり、また、市況における価格変
動も大きい。
金属は、高価な材料であり、また、市況における価格変
動も大きい。
【0012】従来は金が高価であったため、上記のうち
3層積層構造のものの方が製造コスト的にも優れていた
が、昨今ではむしろ金とパラジウムの価格の逆転現象を
生じており、製造コスト的には2層積層構造および3層
積層構造のものの優劣はつけがたく、いずれにしろ、金
やパラジウムを主要な材料として用いる場合には、総じ
て製造コストが高いのが実情である。
3層積層構造のものの方が製造コスト的にも優れていた
が、昨今ではむしろ金とパラジウムの価格の逆転現象を
生じており、製造コスト的には2層積層構造および3層
積層構造のものの優劣はつけがたく、いずれにしろ、金
やパラジウムを主要な材料として用いる場合には、総じ
て製造コストが高いのが実情である。
【0013】本発明は、上記の課題に鑑みてなされたも
のであり、機能上求められる電気的特性および耐食性、
耐磨耗性、潤滑性等の機械的特性をバランス良く発現す
ることができるとともに、製造コストの安価な電気接点
およびコネクタを提供することを目的とする。
のであり、機能上求められる電気的特性および耐食性、
耐磨耗性、潤滑性等の機械的特性をバランス良く発現す
ることができるとともに、製造コストの安価な電気接点
およびコネクタを提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明に係る電気接点
は、金属どうしの接触により電気的導通を果たす電気接
点において、導電性の基材金属上にニッケル層、金−ニ
ッケル合金層および金層を順次積層してなることを特徴
とする(請求項1に係る発明)。
は、金属どうしの接触により電気的導通を果たす電気接
点において、導電性の基材金属上にニッケル層、金−ニ
ッケル合金層および金層を順次積層してなることを特徴
とする(請求項1に係る発明)。
【0015】この場合、好適には、前記金−ニッケル合
金層は、を75〜95質量%、ニッケルを5〜25質量
%含有するように調製する(請求項2に係る発明)。
金層は、を75〜95質量%、ニッケルを5〜25質量
%含有するように調製する(請求項2に係る発明)。
【0016】また、この場合、好適には、前記ニッケル
層の厚みが0.5〜5μm、前記金−ニッケル合金層の
厚みが0.1〜2μmおよび前記金層の厚みが0.03
〜0.3μmになるように調製する(請求項3に係る発
明)。
層の厚みが0.5〜5μm、前記金−ニッケル合金層の
厚みが0.1〜2μmおよび前記金層の厚みが0.03
〜0.3μmになるように調製する(請求項3に係る発
明)。
【0017】また、この場合、好適には、前記ニッケル
層、前記金−ニッケル合金層および前記金層をめっき法
により形成する(請求項4に係る発明)。
層、前記金−ニッケル合金層および前記金層をめっき法
により形成する(請求項4に係る発明)。
【0018】本発明の上記の構成により、機能上求めら
れる電気的特性および耐食性、耐磨耗性、潤滑性等の機
械的特性をバランス良く発現することができるととも
に、製造コストの安価な電気接点を得ることができる。
れる電気的特性および耐食性、耐磨耗性、潤滑性等の機
械的特性をバランス良く発現することができるととも
に、製造コストの安価な電気接点を得ることができる。
【0019】また、本発明に係るコネクタは、上記の電
気接点を接触子として有することを特徴とする(請求項
5に係る発明)。
気接点を接触子として有することを特徴とする(請求項
5に係る発明)。
【0020】本発明の上記の構成により、上記した電気
接点の利点を奏することができるとともに、特に、挿抜
する際の挿抜力が小さいコネクタを得ることができる。
接点の利点を奏することができるとともに、特に、挿抜
する際の挿抜力が小さいコネクタを得ることができる。
【0021】なお、本発明の金−ニッケル合金層の構成
については、他の技術分野において例えば金ろうとして
の用途が知られているが、本発明の技術分野のような表
面処理用途については実施例はない。
については、他の技術分野において例えば金ろうとして
の用途が知られているが、本発明の技術分野のような表
面処理用途については実施例はない。
【0022】
【発明の実施の形態】本発明に係る電気接点およびコネ
クタの好適な実施の形態(以下、本実施の形態例とい
う。)について、図を参照して、以下に説明する。
クタの好適な実施の形態(以下、本実施の形態例とい
う。)について、図を参照して、以下に説明する。
【0023】本実施の形態例に係る接触子(電気接点)
を有するコネクタについて、図1〜3を参照して説明す
る。
を有するコネクタについて、図1〜3を参照して説明す
る。
【0024】コネクタは、基板と基板を接続するタイプ
のものである。図1では、基板10に取り付けられたコ
ネクタ12およびコネクタ14が示されており、コネク
タ14が取り付けられる基板は省略されている。
のものである。図1では、基板10に取り付けられたコ
ネクタ12およびコネクタ14が示されており、コネク
タ14が取り付けられる基板は省略されている。
【0025】コネクタ12は、フォークコンタクトと呼
ばれる接触子16が絶縁体18に複数列配列されてい
る。接触子16は、二股に分岐した第1の接触部20と
細幅平板状の第2の接触部22が幅広な平板状の接続部
24によって接続された形状であり、第1の接触部20
および接触部24が絶縁体18に圧入されて、固定され
ている。第1の接触部20は、先端の内側に対向した突
起20aが形成されている。第1の接触部20は、後述
するコネクタ14の第3の接触部30に着脱可能に接続
され、第2の接触部22は基板10に取り付けられる。
ばれる接触子16が絶縁体18に複数列配列されてい
る。接触子16は、二股に分岐した第1の接触部20と
細幅平板状の第2の接触部22が幅広な平板状の接続部
24によって接続された形状であり、第1の接触部20
および接触部24が絶縁体18に圧入されて、固定され
ている。第1の接触部20は、先端の内側に対向した突
起20aが形成されている。第1の接触部20は、後述
するコネクタ14の第3の接触部30に着脱可能に接続
され、第2の接触部22は基板10に取り付けられる。
【0026】接触子16は、銅合金材料を基材金属とし
て形成され、第1の接触部20の突起20aおよびその
近傍は、後述する3層構造のめっき層によって被覆され
ている(図3中、梨地模様で示す。)。
て形成され、第1の接触部20の突起20aおよびその
近傍は、後述する3層構造のめっき層によって被覆され
ている(図3中、梨地模様で示す。)。
【0027】コネクタ14は、ナイフコンタクト(オス
コンタクト)と呼ばれる接触子26が、上記接触子16
と対応して絶縁体28に複数列配列されている。接触子
26は、略棒状であり、第3の接触部30とL字状に屈
折した第4の接触部32が接続部34によって接続され
た形状となっており、接触部34が絶縁体28に圧入さ
れて、固定されている。第3の接触部30は、上記した
ように第1の接触部20に着脱可能に接続され、第4の
接触部32は図示しない基板に取り付けられる。
コンタクト)と呼ばれる接触子26が、上記接触子16
と対応して絶縁体28に複数列配列されている。接触子
26は、略棒状であり、第3の接触部30とL字状に屈
折した第4の接触部32が接続部34によって接続され
た形状となっており、接触部34が絶縁体28に圧入さ
れて、固定されている。第3の接触部30は、上記した
ように第1の接触部20に着脱可能に接続され、第4の
接触部32は図示しない基板に取り付けられる。
【0028】接触子26は、銅合金材料を基材金属とし
て形成され、第3の接触部30は、後述する3層構造の
めっき層によって被覆されている(図3中、梨地模様で
示す。)。
て形成され、第3の接触部30は、後述する3層構造の
めっき層によって被覆されている(図3中、梨地模様で
示す。)。
【0029】コネクタ12およびコネクタ14を接続す
るときは、絶縁体18および絶縁体28を嵌合接続し、
その際、接触子26の第3の接触部30が突起20a、
20a間を摺動して接触子16の第1の接触部20に嵌
合接続され、これにより、導通可能となる。
るときは、絶縁体18および絶縁体28を嵌合接続し、
その際、接触子26の第3の接触部30が突起20a、
20a間を摺動して接触子16の第1の接触部20に嵌
合接続され、これにより、導通可能となる。
【0030】一方、コネクタ12およびコネクタ14を
外すときは、上記とは逆の作用により行われる。
外すときは、上記とは逆の作用により行われる。
【0031】つぎに、接触子16、26の上記3層構造
のめっき層について、図4を参照して説明する。
のめっき層について、図4を参照して説明する。
【0032】接触子16、26の3層構造のめっき層
は、銅合金からなる基材金属36の上に、厚みが1.0
0μmのニッケル層38および厚みが0.3μmの金−
ニッケル合金層40が順次積層され、最表層には厚みが
0.05μmの金層42が形成されている。
は、銅合金からなる基材金属36の上に、厚みが1.0
0μmのニッケル層38および厚みが0.3μmの金−
ニッケル合金層40が順次積層され、最表層には厚みが
0.05μmの金層42が形成されている。
【0033】金−ニッケル合金層40の組成は、金が8
0質量%、ニッケルが20質量%である。
0質量%、ニッケルが20質量%である。
【0034】上記の各めっき層38、40、42は、め
っき法により形成される。
っき法により形成される。
【0035】コネクタ12、14は、ニッケル層38に
より、接触子16、26には良好な耐磨耗性等の機械的
特性が付与される。また、金−ニッケル合金層40によ
り、接触子16、26にはニッケル材料の上記機械的特
性と金材料の良好な電気的特性および耐食性が付与され
る。例えば、金−ニッケル合金層40の硬度は180H
K程度あり、金層の60HK程度の硬度に比べると高い
値である。また、金層42により、接触子16、26に
は上記金材料の電気的特性および耐食性が付与されると
ともに、金層42の層厚が薄いため、良好な潤滑性が付
与される。
より、接触子16、26には良好な耐磨耗性等の機械的
特性が付与される。また、金−ニッケル合金層40によ
り、接触子16、26にはニッケル材料の上記機械的特
性と金材料の良好な電気的特性および耐食性が付与され
る。例えば、金−ニッケル合金層40の硬度は180H
K程度あり、金層の60HK程度の硬度に比べると高い
値である。また、金層42により、接触子16、26に
は上記金材料の電気的特性および耐食性が付与されると
ともに、金層42の層厚が薄いため、良好な潤滑性が付
与される。
【0036】また、コネクタ12、14は、各めっき層
38、40、42を順次積層した3層積層構造となって
いるため、参照符号44で模式的に示すピンホールが各
めっき層38、40、42を貫通して基材金属36に達
するおそれが少なく(図4中C部)、ピンホールに起因す
る耐食性の低下を来すことがない。
38、40、42を順次積層した3層積層構造となって
いるため、参照符号44で模式的に示すピンホールが各
めっき層38、40、42を貫通して基材金属36に達
するおそれが少なく(図4中C部)、ピンホールに起因す
る耐食性の低下を来すことがない。
【0037】上記の各めっき層38、40、42が形成
された本実施の形態例に係るコネクタ16、26は、良
好な電気的特性および耐食性や耐磨耗性等の機械的特性
を備えるとともに、潤滑性が高いため、コネクタを挿抜
する際の挿抜力が小さい。
された本実施の形態例に係るコネクタ16、26は、良
好な電気的特性および耐食性や耐磨耗性等の機械的特性
を備えるとともに、潤滑性が高いため、コネクタを挿抜
する際の挿抜力が小さい。
【0038】
【発明の効果】本発明に係る電気接点によれば、基材金
属上にニッケル層、金−ニッケル合金層および金層を順
次積層してなるため、機能上求められる電気的特性およ
び耐食性、耐磨耗性、潤滑性等の機械的特性をバランス
良く発現することができるとともに、製造コストの安価
な電気接点を得ることができる。
属上にニッケル層、金−ニッケル合金層および金層を順
次積層してなるため、機能上求められる電気的特性およ
び耐食性、耐磨耗性、潤滑性等の機械的特性をバランス
良く発現することができるとともに、製造コストの安価
な電気接点を得ることができる。
【0039】また、本発明に係るコネクタによれば、上
記の電気接点を接触子として有するため、特に、挿抜す
る際の挿抜力が小さいコネクタを得ることができる。
記の電気接点を接触子として有するため、特に、挿抜す
る際の挿抜力が小さいコネクタを得ることができる。
【図1】本実施の形態例に係るコネクタおよびコネクタ
が接続される基板の斜視図である。
が接続される基板の斜視図である。
【図2】図1のコネクタが嵌合接続された状態を説明す
るためのコネクタの断面図である。
るためのコネクタの断面図である。
【図3】図1のコネクタの接触子の部分拡大斜視図で
る。
る。
【図4】図1のコネクタの接触子に被覆形成されためっ
き層を説明するための図である。
き層を説明するための図である。
【図5】従来のコネクタの接触子に2層被覆形成された
めっき層を説明するための図である。
めっき層を説明するための図である。
【図6】従来のコネクタの接触子に3層被覆形成された
めっき層を説明するための図である。
めっき層を説明するための図である。
10 基板 12、14 コネクタ 16、26 接触子 36 基材金属 38 ニッケル層 40 金−ニッケル層 42 金層
Claims (5)
- 【請求項1】 金属どうしの接触により電気的導通を果
たす電気接点において、導電性の基材金属上にニッケル
層、金−ニッケル合金層および金層を順次積層してなる
ことを特徴とする電気接点。 - 【請求項2】 前記金−ニッケル合金層は、金を75〜
95質量%、ニッケルを5〜25質量%含有してなるこ
とを特徴とする請求項1記載の電気接点。 - 【請求項3】 前記ニッケル層の厚みが0.5〜5μ
m、前記金−ニッケル合金層の厚みが0.1〜2μmお
よび前記金層の厚みが0.03〜0.3μmであること
を特徴とする請求項1または2に記載の電気接点。 - 【請求項4】 前記ニッケル層、前記金−ニッケル合金
層および前記金層をめっき法により形成してなることを
特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の電気接
点。 - 【請求項5】 請求項1〜4のいずれか1項に記載の電
気接点を接触子として有することを特徴とするコネク
タ。
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