JP5056977B1 - コンタクト及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コンタクトがコンタクト収容部材と接触しながら弾性変形する場合でも、コンタクトとコンタクト収容部材との間の摩擦を小さくでき、コンタクトが円滑に変形でき、またコンタクトの摩耗も低減できる。
【解決手段】コンタクト２２は、電鋳法によって製造する。コンタクト２２は、ジグザグに滑らかに屈曲した蛇行部２９ａを有し、蛇行部２９ａの両端からそれぞれ蛇行部２９ａの周囲を迂回するようにして延長部２９ｂ、２９ｃが延出している。各延長部２９ｂ、２９ｃの端には円柱状のコンタクト端部２９ｄ、２９ｅが設けられる。コンタクト２２は、厚み方向と垂直な平面と平行な面内で弾性的に屈曲する。コンタクト２２の一方側面３０ａは、コンタクト２２の長さ方向に垂直な断面では、膨らむように湾曲しており、他方の側面３０ｂは、厚み方向と垂直な平面となっている。
【選択図】図４

Description

本発明はコンタクト及びその製造方法に関する。具体的には、スイッチやプローブなどに用いるコンタクトと、その製造方法に関する。

厚み方向に垂直な平面と平行に弾性変形するコンタクトとしては、たとえば特許文献１に記載されたものがある。このコンタクトは、ソケットに用いられている。図１を参照すると、このソケット１１では、ソケット本体１２に形成された扁平な空室１３内にコンタクト１４を納めている。コンタクト１４は、弾性板材を打抜き加工したものであって、蛇行部１５の両端に接点１６、１７を備えている。ソケット本体１２に納められたコンタクト１４の両接点１６、１７はソケット本体１２の上面及び下面から突出している。そして、このソケット１１では、接点１６、１７がプリント基板などに接触すると、蛇行部１５を弾性的に押し縮めて接点１６、１７が引っ込む。また、接点１６、１７がプリント基板などに接触しなくなると、蛇行部１５の弾性復帰力によって接点１６、１７が元のように突出する。

しかし、特許文献１に記載されているようなソケットでは、コンタクトの両側面が平坦面であるので、コンタクトと空室の壁面との接触面積が大きくなる。そのため、コンタクトと空室の壁面の間の摩擦が大きくなり、コンタクトが伸縮する際の円滑な動きが妨げられる。特に、コンタクトの縁に打抜き加工時のバリが残っていると、バリが空室の壁面に引っ掛かり、コンタクトが伸縮する際の円滑な動きが妨げられる。

また、特許文献１のコンタクトの両側面が平坦面であるので、コンタクトが伸縮する際におけるコンタクトと空室の壁面との間の摩擦が大きく、コンタクトが摩耗しやすい。

また、均一な厚みの平板状をしたコンタクトでは、コンタクトをコンタクト収容部材の開口や孔に圧入する構造とした場合には、コンタクトの角によってコンタクト収容部材の開口や孔の縁が削り取られやすくなる。

特開２００２−１３４２０２号公報

本発明は、上記のような技術的課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、コンタクトがコンタクト収容部材と接触しながら弾性変形する場合でも、コンタクトとコンタクト収容部材との間の摩擦を小さくすることができ、コンタクトが円滑に変形でき、また摩耗も低減できるコンタクトと、その製造方法を提供することにある。

本発明に係るコンタクトは、ある平面と平行に、少なくとも一部分が弾性変形することのできるコンタクトにおいて、前記平面と垂直な方向から見て細長く伸びた弾性変形部分を有し、前記弾性変形部分の伸びている方向と垂直ないずれの断面においても、前記弾性変形部分の、前記平面と平行な互いに反対側に位置する２側面のうち一方の側面が膨らむように湾曲し、他方の側面が平らな面であり、かつ、前記湾曲した側面と前記平らな側面との間が中実であることを特徴とする。

本発明のコンタクトにあっては、弾性変形部分の伸びている方向に沿って前記平面と平行な一方の側面を膨らむように湾曲させているので、湾曲を有する側の側面が他の部材に接触していても、弾性変形部分の長さ方向に沿って他部材との接触面積が小さくなり、コンタクトが弾性変形するときの他部材との摩擦を低減でき、コンタクトが円滑に弾性変形できるようになる。さらに、コンタクトが弾性変形するときの他部材との摩擦が低減されるので、コンタクトが摩耗しにくくなる。また、コンタクト表面の少なくとも一部が膨らむように湾曲しているので、コンタクトを他の部材に圧入しなければならない場合でも、湾曲した側面側から挿入することによって圧入作業を容易にでき、またコンタクトによって他部材が削り取られにくくなる。

また、本発明に係るコンタクトでは、一方の側面が膨らむように湾曲し、他方の側面が平らな面であるので、コンタクトの表裏を見分けやすくなり、コンタクトをコンタクト収容部材などに組み込む際に表裏を間違えにくくなる。

また、本発明に係るコンタクトでは、２側面のうち他方の側面が平らな面であって、一方の面だけに湾曲を形成すればよいので、コンタクトの製造が容易になる。

本発明に係るコンタクトのある実施態様は、膨らむように湾曲している前記側面が、前記弾性変形部分の伸びている方向に沿って連続していることを特徴とする。かかる実施態様によれば、コンタクトの湾曲している側面と他の部材との摩擦が一定になるので、コンタクトが弾性変形して動くときにびびりが発生しにくくなる。

本発明に係るコンタクトの別な実施態様は、湾曲した前記側面の湾曲部分が接点となっている。かかる実施態様によれば、接点の接触面積が小さくなるので、接点の摩耗が小さくなる。また、接点が線接触又は点接触することになるので、接点の接触圧が高くなり、ワイピング効果が高くなる。

本発明に係るコンタクトのさらに別な実施態様は、電鋳法によって作製されていてもよい。電鋳法によれば、湾曲部分を有する小さなコンタクトを容易に作製することができる。特に、このコンタクトでは、電鋳法により作製したときの金属析出方向の表面が、膨らむように湾曲していることが望ましい。

本発明に係るコンタクト装置は、本発明に係るコンタクトをコンタクト収容部材に納めたコンタクト装置であって、前記コンタクトの膨らむように湾曲した前記側面が、前記平面と平行となるように設置されたコンタクト収容部材の表面に接触するように配置され、前記コンタクトが弾性変形するとき前記コンタクトの膨らむように湾曲した前記側面が前記コンタクト部材の表面に接触しながら摺動することを特徴とする。

本発明のコンタクト装置にあっては、コンタクトが弾性変形する方向の面と平行な側面の少なくとも一部を膨らむように湾曲させているので、湾曲を有する側の側面がコンタクト収容容器に接触していても、コンタクトが弾性変形するときのコンタクト収容容器との摩擦を低減でき、コンタクトが円滑に弾性変形できるようになる。さらに、コンタクトが弾性変形するときのコンタクト収容容器との摩擦が低減されるので、コンタクトが摩耗しにくくなる。

本発明に係るコンタクトの製造方法は、コンタクトの形状に応じた凹部を備えた型を電解液に浸漬する工程と、前記電解液中で電鋳法によって前記凹部内に金属を析出させてコンタクトを形成する工程とを有する、請求項１に記載したコンタクトの製造方法であって、前記電解液に硫黄を含有する添加剤を加えることによって前記型の凹部内に析出する金属の表面を膨らむように湾曲させることを特徴としている。

本発明の発明者らの研究により、電解液に添加する添加剤として硫黄を含む添加剤を用いることにより、凹部内に析出する金属層の表面を膨らむように湾曲させることが可能になることが明らかとなった。

また、前記電解液における前記添加剤の濃度を変化させることによって前記型の凹部内に析出する金属の表面の曲率を調整できることも明らかとなった。

添加剤の濃度が０.０１ｇ／リットル（以下、ｇ／Ｌと記載する。）以下であると、コンタクト製造時に金属の析出面が荒れてコンタクトとして使用することができなかった。これに対し、電解液における前記添加剤の濃度が、０.１ｇ／Ｌ以上であると、滑らかに湾曲した湾曲面を得ることができた。

また、コンタクトの製造時に型の凹部内に析出する金属の表面の曲率を調整するには、前記電解液における前記硫黄の濃度を変化させてもよい。

硫黄の濃度が０.００１６ｇ／Ｌ以下であると、コンタクト製造時に金属の析出面が荒れてコンタクトとして使用することができなかった。これに対し、電解液における硫黄の濃度が、０.０１５６ｇ／Ｌ以上であると、滑らかに湾曲した湾曲面を得ることができた。

また、前記平面と垂直な方向から見て細長く伸びた弾性変形部分を有し、前記弾性変形部分の伸びている方向と垂直な断面において、前記弾性変形部分の前記平面と平行な方向の寸法をＤ、前記弾性変形部分の前記平面と垂直な方向の寸法をＨとするとき、当該断面のアスペクト比Ｈ／Ｄを変化させることによっても湾曲面の曲率を変化させることができる。

実験によれば、前記アスペクト比Ｈ／Ｄが０.２以下の場合には、コンタクトの膨らんだ湾曲面にさらに凹みが生じた。これに対し、弾性変形部分の伸びている方向と垂直な断面におけるアスペクト比Ｈ／Ｄが、０.４ ≦ Ｈ／Ｄ であれば、凹みのない滑らか湾曲面をえることができた。

なお、本発明における前記課題を解決するための手段は、以上説明した構成要素を適宜組み合せた特徴を有するものであり、本発明はかかる構成要素の組合せによる多くのバリエーションを可能とするものである。

図１は、特許文献１に記載されたソケットの一部破断した斜視図である。 図２Ａは、本発明の実施形態１によるスイッチのオフ状態における側面図である。図２Ｂは、図２ＡのＸ１−Ｘ１線に沿った拡大断面図である。 図３Ａは、本発明の実施形態１によるスイッチのオン状態における側面図である。図３Ｂは、図３ＡのＸ２−Ｘ２線に沿った拡大断面図である。 図４Ａは、図２Ａ及び図３Ａのスイッチに納められているコンタクトの斜視図である。図４Ｂは、図４ＡのＸ３部分の拡大斜視図である。 図５Ａは、本発明の実施形態２によるプローブの斜視図である。図５Ｂは、コンタクトが伸びているときのプローブの内部を示す斜視図である。図５Ｃは、コンタクトが押し縮められているときのプローブの内部を示す斜視図である。図５Ｄは、図５ＣのＹ−Ｙ線断面図である。 図６Ａ−図６Ｊは、本発明に係るコンタクトの製造工程を示す概略断面図である。 図７は、電解槽内に配置した母型を示す断面図である。 図８は、添加剤の濃度を変化させてコンタクトを作製したときの各サンプルの条件を表す。 図９Ａ−図９Ｆは、図８の条件で作製された各サンプルの断面を示す。図９Ｇは、コンタクトの断面における幅、高さ及び湾曲面の高さを定義する図である。 図１０は、添加剤の濃度と湾曲面の高さとの関係を示す図である。 図１１は、コンタクトの断面のアスペクト比を変化させてコンタクトを作製したときの各サンプルの条件を表す。 図１２Ａ−図１２Ｇは、図１１の条件で作製された各サンプルの断面を示す。 図１３は、図１２Ａのコンタクトの湾曲面の形状を示す図である。 図１４は、図１２Ｆのコンタクトの湾曲面の形状を示す図である。 図１５は、図１２Ｇのコンタクトの湾曲面の形状を示す図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明する。但し、本発明は以下の実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々設計変更することができる。

（実施形態１）
以下、図２Ａ−図４Ｂを参照して本発明の実施形態１によるコンタクト装置、すなわちスイッチの構造を説明する。図２Ａは、本発明の実施形態１によるスイッチ２１のオフ状態の側面図である。また、図２Ｂは、図２ＡのＸ１−Ｘ１線に沿った拡大断面図である。図３Ａは、スイッチ２１のオン状態の側面図である。また、図３Ｂは、図３ＡのＸ２−Ｘ２線に沿った拡大断面図である。図４Ａは、スイッチ２１に納められているコンタクト２２の斜視図、図４Ｂは、図４ＡのＸ３部分の拡大斜視図（上下反転した状態で示す。）である。

図２Ａ及び図３Ａに示すように、スイッチ２１は、コンタクト収容部材であるハウジング２３内に薄板状のコンタクト２２（接触子）を納めたものである。ハウジング２３は、側壁２４の側面に隣接して奥行きの浅い空室２５を備えており、空室２５の前縁、後縁及び底面はＵ字状をした周壁部２６によって囲まれている。ハウジング２３は、絶縁材料、たとえば合成樹脂によって成形されている。また、周壁部２６の内隅部の１箇所には略円筒状をした嵌合穴３８が形成されている。周壁部２６の底面のうち嵌合穴３８の近傍から嵌合穴３８の壁面を通過して周壁部２６の後縁内にはＬ字状に屈曲した第１電極２７が埋め込まれており、側壁２４の内面下端部には第２電極２８が埋め込まれている。第１電極２７は、周壁部２６の底面と段差を生じないように埋め込まれており、第２電極２８も、側壁２４の内面と段差を生じないように埋め込まれている。

コンタクト２２は、数十μｍ−数百μｍの細い線幅Ｄを有するバネであって、電鋳法（電気鋳造法）によって作製されている。コンタクト２２は、図４Ａに示すように、ジグザグに滑らかに屈曲した蛇行部２９ａを有しており、蛇行部２９ａの両端からはそれぞれ蛇行部２９ａの周囲を迂回するようにして延長部２９ｂ、２９ｃが延出している。各延長部２９ｂ、２９ｃの端には略円柱状のコンタクト端部２９ｄ、２９ｅが設けられている。コンタクト２２は、厚み方向と垂直な平面と平行な面内で弾性的に屈曲でき、一方の側面３０ａは平均すると厚み方向と垂直な平面と平行となり、他方の側面３０ｂは厚み方向と垂直な平面と平行な平坦面となっている。さらに、一方の側面３０ａは、各部分の長さ方向に垂直な断面では、中央部が膨らむように滑らかに湾曲しており、各断面の頂点はコンタクト２２の沿線方向に沿って伸びている。すなわち、コンタクト２２のコンタクト端部２９ｄ、２９ｅを除く各部分において一方の側面３０ａは図４Ｂに示すようにシリンドリカルレンズ状に形成されている。また、コンタクト端部２９ｄ、２９ｅにおいては、一方の側面３０ａはドームに形成されている。延長部２９ｃの湾曲面（側面３０ａ）のうち、第２電極２８と対応する箇所は第２電極２８と接触又は離間する接点３７となっている。この接点３７は単なる湾曲面であって別途接点材料を付加されたものではない。

図２Ａ及び図２Ｂに示すように、コンタクト２２は、湾曲した表面を持つ側面３０ａが側壁２４と接触するようにして空室２５内に納められており、一方のコンタクト端部２９ｅが嵌合穴３８内に圧入されている。嵌合穴３８に圧入されたコンタクト端部２９ｅは、第１電極２７に接触していて第１電極２７と電気的な接続関係を保っている。コンタクト端部２９ｅは、ドーム状に湾曲した側面３０ａから嵌合穴３８に圧入されるので、嵌合穴３８にコンタクト端部２９ｅを圧入するときに、コンタクト端部２９ｅの圧入作業を容易にでき、またコンタクト端部２９ｅによって周壁部２６（嵌合穴３８の縁）が削り取られにくくなる。なお、ハウジング２３の側面開口は、カバープレートで覆ってもよい。

側壁２４の側面上部には、操作部３１が回動可能に取り付けられている。操作部３１は、レバー３２とカム３３からなり、レバー３２の下面にカム３３が設けられている。操作部３１は、支持軸３４によってカム３３の先端部を側壁２４に回動自在に取り付けられており、レバー３２の基端部を掴んで上下に動かせば、操作部３１が回動する。操作部３１は、回転角規制手段３６によって回動範囲を制限されており、またレバー３２がストッパ３５に当たると、それ以上レバー３２は下がらない。カム３３の外周面はコンタクト２２の延長部２９ｂの上面に接触している。カム３３の外周形状は、レバー３２を引き上げている状態では、図２Ａのようにコンタクト２２を上下に伸長させ、レバー３２を押し下げている状態では、図３Ａのようにコンタクト２２を圧縮するように定められている。図２Ａのようにレバー３２が上がっていてコンタクト２２が伸長している状態では、コンタクト端部２９ｅは第１電極２７に接触しているが、コンタクト２２の接点３７は図２Ｂのように第２電極２８から離れており、第１電極２７と第２電極２８が電気的に絶縁されていてスイッチ２１がオフとなっている。これに対し、図３Ａのようにレバー３２が押し下げられていてコンタクト２２が圧縮されている状態では、コンタクト端部２９ｅが第１電極２７に接触するとともに、コンタクト２２の接点３７が図３Ｂのように第２電極２８に接触しており、第１電極２７と第２電極２８が電気的に導通してスイッチ２１がオンとなる。

このスイッチ２１にあっては、コンタクト２２の側面３０ａを湾曲させているので、コンタクト２２とハウジング２３の側壁２４とが線接触となって接触面積が小さくなる。そのため、コンタクト２２が伸縮（弾性変形）するときの摩擦が小さくなり、コンタクト２２が滑らかに伸縮できるようになる。さらに、コンタクト２２と側壁２４との摩擦が小さくなるので、コンタクト２２とハウジング２３の摩耗が低減され、スイッチ２１の寿命が長くなる。

また、コンタクト２２の一方の側面３０ａだけが湾曲していて、コンタクト２２の表裏（すなわち側面３０ａであるか、側面３０ｂであるか）を容易に識別できるので、コンタクト２２をハウジング２３内に組み込む際にコンタクト２２の表裏を判別しやすい。特に、図示例のコンタクト２２のように表裏の形状が類似していて紛らわしいと、多数のコンタクトを納めたカセットやトレイをセットするとき表裏を間違える恐れがあるが、一方の側面３０ａだけが湾曲していれば、光の反射具合などから容易にコンタクト２２の表裏を判別できる。

また、接点３７はコンタクト２２の湾曲した側面３０ａであるので、接点３７は第２電極２８や側壁２４に線接触することになり、接触面積が小さくて接点３７が摩耗しにくくなる。さらに、接点３７の接触圧が高くなるので、図３Ｂの矢印のように接点３７が第２電極２８の表面を摺動することにより第２電極２８の表面の汚れや酸化膜を削りとることができ、接点３７によるワイピング効果も高くなる。

また、接点３７（側面３０ａ）が湾曲しているので、図２Ｂに破線で示すように第２電極２８が側壁２４から飛び出たり、第２電極２８の縁にバリが発生したりして、第２電極２８の縁に段差が生じていても、接点３７は段差で止まることなく、段差を乗り越えて第２電極２８と接触することができる。

なお、湾曲した側面３０ａは、一部が窪んでいて２山あるいはそれ以上の山部を有していてもよいが、その場合にはハウジング２３との接触面積が増加して摩擦が大きくなるので、シリンドリカルレンズ状のように１山となっていることが好ましい。また、湾曲した側面３０ａは、頂点が側面３０ａの端に位置していてもよいが、その場合には頂点が摩耗しやすくなるので、湾曲した山部の頂点は、側面３０ａの端から離れていることが好ましい。

本実施形態では、湾曲の一つの例として、シリンドリカルレンズ形状を示したが、湾曲とは、これに限るものではなく、ドーム形状を初めとした弓形に滑らかに曲がった形であればよい。

（実施形態２）
つぎに、図５Ａ−図５Ｄを参照して本発明の実施形態２によるコンタクト装置、すなわちプローブ６１を説明する。図５Ａは、プローブ６１の斜視図である。図５Ｂは、コンタクト６２が伸びているときのプローブ６１の内部を示す斜視図である。図５Ｃは、コンタクト６２が押し縮められているときのプローブ６１の内部を示す斜視図である。図５Ｄは図５ＣのＹ−Ｙ線に沿った断面の拡大図である。

図５Ａ−図５Ｃに示すものは、電子部品検査用に用いられるプローブ６１であって、ハウジング６３内にコンタクト６２が収容されている。ハウジング６３は、外形が直方体形状であって、ハウジング本体６３ａとカバー６３ｂとからなる。ハウジング本体６３ａの内面には、図５Ｂ及び図５Ｃに示すように、コンタクト６２を納めるためのスリット状の空室６９が設けられている。ハウジング本体６３ａの上部には空室６９と連通する操作孔７０を有し、下部には空室６９と連通する圧入孔７１を有している。空室６９、操作孔７０及び圧入孔７１は、その深さ（奥行き）がコンタクト６２の厚みとほぼ等しい空間となっている。

コンタクト６２は、電鋳法によって製造されており、ジグザグに滑らかに屈曲した蛇行部６４と、蛇行部６４の下端部から下方へ伸びた接点部６５と、蛇行部６４の上端部から上方へ伸びた可動部６６とで構成されている。コンタクト６２は、図５Ｄに示すように、一方の側面３０ａが膨らむように滑らかに湾曲し、他方の側面３０ｂが平坦面となっている。すなわち、一方の側面３０ａは、蛇行部６４、接点部６５、可動部６６の各長さ方向に沿ってシリンドリカルレンズ状の表面を有している。なお、他方の側面３０ｂも断面が膨らむように湾曲していて、両側面３０ａ、３０ｂがシリンドリカルレンズ状となっていてもよい。

圧入孔７１の幅は接点部６５の幅と等しくなっている。操作孔７０の幅は可動部６６の幅よりも少し広くなっている。コンタクト６２をハウジング本体６３ａに組み込む場合には、接点部６５の上端部分を側面３０ａ側から接点部６５へ押し込んで固定するとともに可動部６６を操作孔７０に挿通させ、空室６９内に蛇行部６４を納める。このとき接点部６５は、シリンドリカルレンズ状に湾曲した側面３０ａから圧入孔７１に圧入されるので、圧入孔７１に接点部６５を圧入するときに、接点部６５の圧入作業を容易にでき、また接点部６５によってハウジング本体６３ａ（圧入孔７１の縁）が削り取られにくくなる。コンタクト６２がハウジング本体６３ａに組み込まれると、ハウジング本体６３ａにカバー６３ｂを取り付けてコンタクト６２をハウジング６３内に納める。

このプローブ６１をたとえば電子部品の端子に接触させて検査を行う場合には、可動部６６を押し下げて接点部６５を電子部品の端子に接触させる。可動部６６をさらに押し下げると、図５Ｃのように蛇行部６４が圧縮されて縮み、接点部６５が適度の圧力で端子に接触させられる。

空室６９の厚みはコンタクト６２の厚みと等しいので、蛇行部６４が伸縮するとき空室６９の壁面と蛇行部６４との間には摩擦力が発生する。しかも、プローブ６１が小型になると蛇行部６４も小さく細くなるので、蛇行部６４のバネ性も弱くなる。そのため、接点部６５を端子から離したときに蛇行部６４が伸長しにくくなる恐れがある。しかし、このプローブ６１では、側面３０ａを湾曲させているので、側面３０ａと空室６９の壁面との接触面積が小さくなり、摩擦力が軽減され、蛇行部６４がスムーズに伸び縮みすることができる。また蛇行部６４の摩耗も低減される。

なお、上記実施形態においては、スイッチとプローブの場合について説明したが、本発明はこれら以外のコンタクト装置、たとえばコネクタやソケットなどにも用いることができる。

（製造方法）
つぎに、実施形態１、２において説明したコンタクトの電鋳法による製造方法を図６Ａ−図６Ｊにより説明する。

図６は電鋳法によってコンタクト８１（すなわち、コンタクト２２、６２）を成型する工程を表しており、図６Ａ〜図６Ｆは母型８２を形成するための工程（母型形成工程）を示し、図６Ｇ及び図６Ｈはキャビティ８３内に金属を電着させてコンタクト８１を作製する工程（電着工程）を示し、図６Ｉ及び図６Ｊは母型８２からコンタクト８１を剥離させる工程（剥離工程）を示す。なお、実際には、母型８２に複数のキャビティ８３を形成しておいて複数のコンタクト８１を一度に作製するが、便宜上ひとつのコンタクト８１を作製する場合について説明する。

図６Ａは上面が平坦な金属製の導電性基材８４であって、少なくとも上面には電着したコンタクト８１を容易に剥離させるための処理が施されている。母型形成工程では、まず図６Ｂに示すように、導電性基材８４の上面に、スプレーコーターやスピンコーターによってネガ型フォトレジスト８５を塗布して均一な厚みの厚膜を形成する。ついで、図６Ｃのようにフォトレジスト８５をプリベークした後、図６Ｄに示すようにキャビティ８３を形成する領域をマスク８６で覆ってフォトレジスト８５に露光する。フォトレジスト８５の露光された領域は不溶化するため現像時に溶けないので、マスク８６で覆われていた領域だけが現像によって溶解除去され、図６Ｅに示すようにフォトレジスト８５にキャビティ８３が形成される。キャビティ８３の底面には導電性基材８４が露出している。最後に、フォトレジスト８５をポストベークすることでフォトレジスト８５によって導電性基材８４の上面に所定厚みの絶縁層８７が形成される。こうして得られた母型８２を図６Ｆに示す。

なお、図６では導電性基材８４の上面だけを絶縁層８７で覆っているが、実際には、キャビティ８３の内部以外に金属が電着しないよう、導電性基材８４の下面や側面なども絶縁層で覆っている。

電着工程では、図７に示すように、母型８２を電解槽８９内に配置し、直流電源９０によって母型８２と対向電極９１との間に電圧を印加して電解液αに電流を流す。この電解液αには、構成元素として硫黄（Ｓ）を含む添加剤を加えている。この添加剤としては、たとえばサッカリンナトリウム（Ｃ_７Ｈ_４ＮＯ_３ＳＮa）を用いる。通電を開始すると、電解液α中の金属イオンが導電性基材８４の表面に電着し、金属層８８が析出する。一方、絶縁層８７は、電流を遮断するので、母型８２と対向電極９１との間に電圧を印加しても、絶縁層８７には直接金属が電着しない。このため、図６Ｇに示すように、キャビティ８３の内部にはその底面から電圧印加方向に金属層８８が成長してゆく。

電解液αに硫黄を含む添加剤が加えられていると、キャビティ８３の内壁面に沿って電流が流れにくく、キャビティ８３の中央部は電流が流れやすくなる。その結果、キャビティ８３の中央部では金属層８８の析出速度が速く、キャビティ８３の内壁面に近いところでは金属層８８の析出速度が遅くなり、キャビティ８３内で成長する金属層８８の表面は中央部が膨らむように湾曲する。

電着した金属層８８（コンタクト８１）の厚みは、電流の積算通電量によって管理される。通電電流の積算通電量を監視することによって金属層８８が目的とする厚みに達したことを検知したら、直流電源９０をオフにして通電を停止する。この結果、図６Ｈに示すように、所望の厚みの金属層８８によってキャビティ８３内にコンタクト８１が成型される。

コンタクト８１が成型されたら、図６Ｉに示すように、絶縁層８７を溶解または剥離させ、さらに図６Ｊに示すように、コンタクト８１を導電性基材８４から剥離させ、母型８２の形状を反転転写したコンタクト８１を得る。

このような製造方法では、上記のように導電性基材８４の上面に重ねるようにして厚膜の絶縁層８７を形成し、絶縁層８７を開口させることによって母型８２にキャビティ８３を形成しているので、フォトリソグラフィ技術などを利用して微細なキャビティ８３を精密に作製することができ、そのため電鋳法によって微細で精密なコンタクト８１を作製することが可能になる。また、電解液αに構成元素として硫黄を含む添加剤を加えることによってコンタクト８１の側面３０ａ（キャビティ内での析出方向の上面）を湾曲させることができる。

コンタクト８１の側面を湾曲させる方法としてはプレス加工も可能である。しかし、プレス加工の場合にはつぶし加工となるため、外形寸法や板厚の精密な制御が困難である。これに対し、上記のような電鋳法によればコンタクト８１の側面３０ａ全体を湾曲させることが可能で、外形寸法の精密な制御も可能である。

なお、図６Ｆのように絶縁層８７にキャビティ８３を形成した後、キャビティ８３内に露出している導電性基材８４をエッチングして湾曲形状に窪ませておけば、両側面３０ａ、３０ｂを湾曲させることもできる。

つぎに、コンタクトの側面を湾曲させるのに最適な添加剤の割合について説明する。本発明の発明者らは、電解液に加える添加剤の最適な割合を調べるため、図８のサンプルNo.１Ａ〜１Ｆに示すような組成の電解液（電解液の密度１１１０ｇ／Ｌ）を準備した。電解液中には、Ｎｉ、Ｃｏ、ホウ酸、界面活性剤及び添加剤を含み、電解液１リットル中における各成分の質量、すなわち各成分の濃度は図８に示す通りである。特に、添加剤の濃度（ｇ／Ｌ）は、サンプルNo.１Ａでは０ｇ／Ｌ（添加剤なし）、サンプルNo.１Ｂでは０.０１ｇ／Ｌ、サンプルNo.１Ｃでは０.１ｇ／Ｌ、サンプルNo.１Ｄでは１ｇ／Ｌ、サンプルNo.１Ｅでは２ｇ／Ｌ、サンプルNo.１Ｆでは１０ｇ／Ｌである。添加剤は、サッカリンナトリウム（硫黄含有率１５.６３ｗｔ％）である。これらの電解液を用いて同じ電鋳条件（図８参照）で金属層を析出させてコンタクトを作製した。電鋳法により作製しようとしたサンプルNo.１Ａ−１Ｆのコンタクトβは、図９Ｇに示すような幅Ｄが２００μｍ、高さＨが２００μｍ（アスペクト比１）のパターン断面を有するものである。

図９Ａ−図９Ｆは、図８に示すような条件で電鋳法により作製したサンプルNo.１Ａ−１Ｆのコンタクトの断面形状を表わした顕微鏡写真である。図９ＡはサンプルNo.１Ａであって、電解液における添加剤の濃度が０ｇ／Ｌ（添加剤なし）の場合に析出した金属層の断面を表わしている。図９ＢはサンプルNo.１Ｂであって、添加剤の濃度が０.０１ｇ／Ｌ（電解液における硫黄の濃度が０.００１６ｇ／Ｌ）の場合に析出した金属層の断面を表わしている。図９ＣはサンプルNo.１Ｃであって、添加剤の濃度が０.１ｇ／Ｌ（硫黄の濃度が０.０１５６ｇ／Ｌ）の場合に析出した金属層の断面を表わしている。図９ＤはサンプルNo.１Ｄであって、添加剤の濃度が１ｇ／Ｌ（硫黄の濃度が０.１５６３ｇ／Ｌ）の場合に析出した金属層の断面を表わしている。図９ＥはサンプルNo.１Ｅであって、添加剤の濃度が２ｇ／Ｌ（硫黄の濃度が０.３１２６ｇ／Ｌ）の場合に析出した金属層の断面を表わしている。図９ＦはサンプルNo.１Ｆであって、添加剤の濃度が１０ｇ／Ｌ（硫黄の濃度が１.５６３ｇ／Ｌ）の場合に析出した金属層の断面を表わしている。

図９Ｃ−図９Ｆから分かるように、電解液における添加剤の濃度が０.１ｇ／Ｌ以上では、金属層の表面は滑らかに湾曲しているが、添加剤の濃度が０.０１ｇ／Ｌ以下では、図９Ａ及び図９Ｂのように金属層の表面がザラザラに荒れていてコンタクトとして使用することができなかった。図９Ｂの場合には、金属層の幅及び高さが２００μｍであるのに対し、表面の凹凸の最大高低差が１５μｍ程度であり、算術平均粗さＲaが１.１８６８μｍ、最大粗さＲzが５.３５３５４μｍであった。図９Ａの場合も、図９Ｂの場合とほぼ同等の粗さである。

よって、コンタクトの側面を滑らかに湾曲した形状に形成するためには、電解液における添加剤の濃度が０.１ｇ／Ｌ以上であればよいことが分かった。

また、電解液における添加剤の濃度が０.１ｇ／Ｌ以上であるサンプルNo.１Ｃ−１Ｆの湾曲面の高さＰ（図９Ｇ参照）は、それぞれ２３μｍ、１８μｍ、２２μｍ、２３μｍであった。図１０は、この結果をグラフに表したものであって、横軸は添加剤の濃度を示し、縦軸は湾曲面の高さＰを示す。

ところで、実施形態１のスイッチ２１においては、第２電極２８を側壁２４に埋め込むとき、合成樹脂の側壁２４の硬化収縮やバリの発生により、図２Ｂのように第２電極２８が側壁２４から飛び出して、第２電極２８の端に段差が生じる。この段差の大きさは、第２電極２８を側壁２４に埋め込んで第２電極２８の表面が側壁２４の表面と平らに揃うようにしようとしても、３−１５μｍ程度の段差はどうしても生じてしまう。よって、この程度の段差が生じていても接点３７が第２電極２８の段差を乗り越えるためには、接点３７（側面３０ａ）には、少なくとも１６μｍの湾曲面の高さＰが必要となる。

ところが、図１０によれば、添加剤の濃度が０.１ｇ／Ｌ以上であれば、湾曲面の高さＰは１８μｍ以上となる。よって、電解液における添加剤の濃度を０.１ｇ／Ｌ以上にすることにより（これは、電解液における硫黄の濃度では、０.０１５６ｇ／Ｌ以上に相当する。）、コンタクトの側面を滑らかに湾曲させるとともに、湾曲面に設けた接点を摺動させてより確実に電極に接触させることが可能になる。

また、図９Ｃ−図９Ｆからは、この範囲内において電解液における添加剤（あるいは硫黄）の濃度を変化させることによりコンタクトの湾曲面の曲率を変化させられることが分かる。

つぎに、コンタクトの断面形状のアスペクト比と湾曲面との関係について調べた。図８のサンプルNo．１Ｃのように電解液における添加剤の濃度を０.１ｇ／Ｌに固定し、コンタクトの断面のアスペクト比Ｈ／Ｄを２.０から０.２まで変化させた。ここで、Ｈは図９Ｇに示すようにコンタクトの高さであり、Ｄはコンタクトの幅である。用いた電解液（電解液の密度１１１０ｇ／Ｌ）の組成と電鋳条件は、図１１に示す通りである。添加剤は、サッカリンナトリウム（硫黄含有率１５.６３ｗｔ％）である。また、各コンタクトの高さＨはいずれも２００μｍとし、コンタクトの幅Ｄを変化させることによってアスペクト比を変化させた。サンプルNo.２Ａでは幅Ｄを１００μｍ、アスペクト比Ｈ／Ｄを２とし、サンプルNo.２Ｂでは幅Ｄを１５０μｍ、アスペクト比Ｈ／Ｄを１.３３３３とし、サンプルNo.２Ｃでは幅Ｄを２００μｍ、アスペクト比Ｈ／Ｄを１とし、サンプルNo.２Ｄでは幅Ｄを２５０μｍ、アスペクト比Ｈ／Ｄを０.８とし、サンプルNo.２Ｅでは幅Ｄを３００μｍ、アスペクト比Ｈ／Ｄを０.６６６７とし、サンプルNo.２Ｆでは幅Ｄを５００μｍ、アスペクト比Ｈ／Ｄを０.４とし、サンプルNo.２Ｇでは幅Ｄを１０００μｍ、アスペクト比Ｈ／Ｄを０.２とした。このような条件により金属層を析出させて各サンプルのコンタクトを作製した。

図１２Ａ−図１２Ｇは、図１１に示すような条件で電鋳法により作製したサンプルNo.２Ａ−２Ｇのコンタクト（金属層）の断面形状を表わした顕微鏡写真である。図１２Ａはアスペクト比が２のサンプルNo.２Ａの断面を表している。図１２Ｂはアスペクト比が１.３３３３のサンプルNo.２Ｂの断面を表している。図１２Ｃはアスペクト比が１のサンプルNo.２Ｃの断面を表している。図１２Ｄはアスペクト比が０.８のサンプルNo.２Ｄの断面を表している。図１２Ｅはアスペクト比が０.６６６７のサンプルNo.２Ｅの断面を表している。図１２Ｆはアスペクト比が０.４のサンプルNo.２Ｆの断面を表している。図１２Ｇはアスペクト比が０.２のサンプルNo.２Ｇの断面を表している。また、図１３は、サンプルNo.２Ａの湾曲面（上面）のプロファイルを示す図、図１４は、サンプルNo.２Ｆの湾曲面（上面）のプロファイルを示す図、図１５は、サンプルNo.２Ｇの湾曲面（上面）のプロファイルを示す図である。

図１２Ｃ−図１２Ｆ、図１３及び図１４から分かるように、コンタクトのアスペクト比が０.４以上であると、コンタクトの湾曲面は１山の湾曲面となって凹みが生じない。これに対し、コンタクトのアスペクト比が０.２になると、図１２Ｇ及び図１５から分かるように、コンタクトの湾曲面は２山になって中央部に凹みが生じる。このようにコンタクトの湾曲面が２山になると、コンタクトの接触面積が大きくなって摩擦や摩耗の低減効果が損なわれたり、凹みに汚れが溜まり接触信頼性が低下したりする不具合が生じる。したがって、コンタクトの長さ方向に垂直な断面におけるコンタクトのアスペクト比Ｈ／Ｄは０.４以上であることが望ましい。

また、図１２Ａ−図１２Ｆからは、この範囲内においてコンタクトの断面のアスペクト比Ｈ／Ｄを変化させることによりコンタクトの湾曲面の曲率を変化させられることが分かる。

なお、上記各実施形態においては、いずれもコンタクトの断面が略矩形状となっていたが、断面略台形などであっても差し支えない。

２１ スイッチ
２２ コンタクト
２３ ハウジング
２４ 側壁
２５ 空室
２６ 周壁部
２７ 第１電極
２８ 第２電極
２９ａ 蛇行部
２９ｂ、２９ｃ 延長部
２９ｄ、２９ｅ コンタクト端部
３０ａ、３０ｂ 側面
３７ 接点
３８ 嵌合穴
６１ プローブ
６２ コンタクト
６３ ハウジング
６３ａ ハウジング本体
６３ｂ カバー
６４ 蛇行部
６５ 接点部
６６ 可動部
６９ 空室
８１ コンタクト
８２ 母型
８９ 電解槽
９０ 直流電源
９１ 対向電極
α 電解液

Claims (13)

1. ある平面と平行に、少なくとも一部分が弾性変形することのできるコンタクトにおいて、
   前記平面と垂直な方向から見て細長く伸びた弾性変形部分を有し、
   前記弾性変形部分の伸びている方向と垂直ないずれの断面においても、前記弾性変形部分の、前記平面と平行な互いに反対側に位置する２側面のうち一方の側面が膨らむように湾曲し、他方の側面が平らな面であり、かつ、前記湾曲した側面と前記平らな側面との間が中実であることを特徴とするコンタクト。
2. 膨らむように湾曲している前記側面が、前記弾性変形部分の伸びている方向に沿って連続していることを特徴とする、請求項１に記載のコンタクト。
3. 湾曲した前記側面の湾曲部分が接点となっていることを特徴とする、請求項１に記載のコンタクト。
4. 電鋳法によって作製されていることを特徴とする、請求項１に記載のコンタクト。
5. 電鋳法により作製したときの金属析出方向の表面が、膨らむように湾曲していることを特徴とする、請求項４に記載のコンタクト。
6. 請求項１に記載したコンタクトをコンタクト収容部材に納めたコンタクト装置であって、
   前記コンタクトの膨らむように湾曲した前記側面が、前記平面と平行となるように設置されたコンタクト収容部材の表面に接触するように配置され、前記コンタクトが弾性変形するとき前記コンタクトの膨らむように湾曲した前記側面が前記コンタクト部材の表面に接触しながら摺動することを特徴とするコンタクト装置。
7. コンタクトの形状に応じた凹部を備えた型を電解液に浸漬する工程と、
   前記電解液中で電鋳法によって前記凹部内に金属を析出させてコンタクトを形成する工程とを有する、請求項１に記載したコンタクトの製造方法であって、
   前記電解液に硫黄を含有する添加剤を加えることによって前記型の凹部内に析出する金属の表面を膨らむように湾曲させることを特徴とするコンタクトの製造方法。
8. 前記電解液における前記添加剤の濃度を変化させることによって前記型の凹部内に析出する金属の表面の曲率を調整することを特徴とする、請求項７に記載のコンタクトの製造方法。
9. 前記電解液における前記添加剤の濃度が、０.１ｇ／リットル以上であることを特徴とする、請求項７に記載のコンタクトの製造方法。
10. 前記電解液における前記硫黄の濃度を変化させることによって前記型の凹部内に析出する金属の表面の曲率を調整することを特徴とする、請求項７に記載のコンタクトの製造方法。
11. 前記電解液における前記硫黄の濃度が、０.０１５６ｇ／リットル以上であることを特徴とする、請求項７に記載のコンタクトの製造方法。
12. 前記平面と垂直な方向から見て細長く伸びた弾性変形部分を有し、
    前記弾性変形部分の伸びている方向と垂直な断面において、前記弾性変形部分の前記平面と平行な方向の寸法をＤ、前記弾性変形部分の前記平面と垂直な方向の寸法をＨとするとき、当該断面のアスペクト比Ｈ／Ｄを変化させることによって前記コンタクトの膨らむように湾曲した部分の曲率を変化させることを特徴とする、請求項７に記載のコンタクトの製造方法。
13. 前記弾性変形部分の伸びている方向と垂直な断面におけるアスペクト比Ｈ／Ｄが、つぎの条件
    ０.４ ≦ Ｈ／Ｄ
    を満たすことを特徴とする、請求項１２に記載のコンタクトの製造方法。

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