WO2018159438A1 - 接点部材および接点ゴムスイッチ並びに接点部材の製造方法 - Google Patents

接点部材および接点ゴムスイッチ並びに接点部材の製造方法 Download PDF

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WO2018159438A1
WO2018159438A1 PCT/JP2018/006410 JP2018006410W WO2018159438A1 WO 2018159438 A1 WO2018159438 A1 WO 2018159438A1 JP 2018006410 W JP2018006410 W JP 2018006410W WO 2018159438 A1 WO2018159438 A1 WO 2018159438A1
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WO
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contact member
metal plate
contact
conductive
film
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PCT/JP2018/006410
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French (fr)
Inventor
藤田　学
弘通 岩崎
Original Assignee
積水ポリマテック株式会社
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Publication date
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00—Contacts
    • H01H1/06—Contacts characterised by the shape or structure of the contact-making surface, e.g. grooved
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H11/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of electric switches
    • H01H11/04—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of electric switches of switch contacts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01H13/00—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch
    • H01H13/50—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a single operating member
    • H01H13/52—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a single operating member the contact returning to its original state immediately upon removal of operating force, e.g. bell-push switch

Definitions

  • the present invention relates to a contact member that turns on and off a switch by contacting or leaving an electrode provided on a circuit board, and a contact rubber switch having the contact member.
  • the push button switch member includes a pressing portion, a base portion, and a thin flexible portion that surrounds the side surface of the pressing portion and is connected to the base portion.
  • the pressing portion is pressed, the thin flexible portion is bent and deformed.
  • the conductive contact portion formed below the pressing portion is brought into contact with or separated from the electrode (or substrate contact) provided on the circuit board, thereby turning the circuit on and off.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-134241
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-288054
  • a metal film having a thickness of 0.01 to 1 ⁇ m is provided on a contact portion, and an independent thick metal portion having a thickness of 50 to 500 ⁇ m is provided on the metal film. Even if there is a foreign substance, it can be flexibly deformed due to the nature, and the contact with the contact is made with a thick metal part, so that it can withstand long-term use without being damaged by repeated use.
  • JP 2004-134241 A Japanese Patent Laid-Open No. 7-288054
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-134241 conducts a keystroke test with 500 keystrokes as a test for conductive failure against repeated use, and the usage period assumed at the time of filing of this document is not so long.
  • the demand for stability and corrosion resistance after long-term use is not as strict as it is today.
  • the present invention was made for the purpose of providing a contact member having high reliability and durability even for long-term use and having high conductivity, and a contact rubber switch including the contact member. is there.
  • the present invention is configured as follows. That is, the present invention is a contact member that is in conductive contact with an electrode of a circuit board, and is formed from a plurality of island-shaped convex portions, a concave portion surrounding the convex portion, and an outer peripheral edge of each convex portion to a bottom surface of the concave portion.
  • a contact member comprising a metal plate having an inclined surface and a conductive film covering the surface.
  • the contact member that is in conductive contact with the electrode of the circuit board is provided with a metal plate and a conductive coating that covers the surface of the metal plate, so that high conductivity is ensured by the metal plate, and the surface of the metal plate by the conductive coating. Is protected, and the corrosion resistance of the metal plate can be enhanced, and the reliability for long-term use can be enhanced.
  • the surface of the metal plate has a plurality of island-shaped convex portions, a concave portion surrounding the convex portion, and an inclined surface formed from the outer peripheral edge of each convex portion to the bottom surface of the concave portion.
  • the concave portion that is sharply cut, foreign matter is likely to be caught between the electrode and the concave portion of the circuit board.
  • the present invention since the present invention has an inclined surface, even if foreign matter is mixed between the electrode and the concave portion, This makes it easier to move to the central part of the recess. This makes it easy to deform the metal plate even when a foreign object is sandwiched between the electrodes and to make contact with the electrodes.
  • the conductive coating can be less prone to problems such as peeling or dropping.
  • the said convex part can comprise so that it may form as at least any one of a trifurcated shape, a quadrangular shape, an ellipse shape, an ellipse shape, a cross shape, or V shape. Since the shape of the convex portion on the surface of the metal plate is one of a trifurcated shape, a quadrangular shape, an oval shape, an elliptical shape, a cross shape, or a V shape, the width of the convex portion may be narrowed in shape. it can. Therefore, even if there is a foreign substance, it does not stay on the convex part but easily rolls into the concave part, and the metal plate is easily deformed. Therefore, it is difficult to cause contact failure.
  • the said recessed part can comprise so that it may have a linear recessed groove
  • the one or more linear grooves can be configured to have a plurality of the linear grooves that are not parallel to each other. According to this, a fold line is generated for each straight concave groove, and the metal plate can be deformed so as to be bent at a plurality of fold lines, whereby as many convex portions as possible are brought into contact with the electrodes of the connection object. Can be made easier.
  • the ratio between the depth of the concave portion of the metal plate and the thickness of the portion having the concave portion may be 25:75 to 75:25. Since the ratio of the depth of the concave portion of the metal plate to the thickness of the portion having the concave portion is 25:75 to 75:25, even if foreign matter is mixed in, the bending deformation property of the metal plate is maintained and poor conduction is unlikely to occur. It can be a contact member.
  • the plate thickness of the portion having the concave portion of the metal plate can be configured to be 10 to 90 ⁇ m. Since the thickness of the metal plate with the concave portion is 10 to 90 ⁇ m, the metal plate is flexible and easily bent, and even if foreign matter is mixed, the metal plate is maintained to bend and be deformable and not to cause poor conduction. Can do.
  • the present invention can be configured such that it has a rubber part that is fixed to the back surface of the metal plate, and the rubber part has a JIS-A hardness of 70 or less. Since the rubber portion is fixed to the back surface of the metal plate and the JIS-A hardness of the rubber portion is 70 or less, the back surface of the metal plate can be protected with a flexible rubber portion. Moreover, even if it contacts with a foreign material and a metal plate deform
  • the conductive film has a film thickness of 3 to 15 ⁇ m and can be configured to be a coating film of a carbon-based conductive paint containing conductive carbon powder.
  • a conductive coating film with a film thickness of 3 to 15 ⁇ m is formed with a carbon-based conductive coating film containing conductive carbon powder, so that it does not impair high conductivity and can be used repeatedly over a long period of time. However, it is difficult for the film to peel off.
  • a predetermined thin conductive film makes use of the conductivity of the metal plate on the lower surface side so that the contact member as a whole has high conductivity. Can do. Furthermore, the cost is lower than protection by metal plating.
  • the conductive film may be a contact member having a thickness of 0.1 to 2 ⁇ m and a flexible metal film selected from gold, nickel, chromium, tin, and zinc. Since the conductive film has a thickness of 0.1 to 2 ⁇ m and is a flexible metal film selected from gold, nickel, chromium, tin, and zinc, it provides high conductivity and corrosion resistance even with a thin thickness. Is possible. If the metal plate is an inclined surface formed from the outer peripheral edge of the convex portion to the bottom surface of the concave portion, a portion that is too thin locally does not occur in the metal coating, and the corrosion resistance of the contact portion is high. .
  • the present invention provides a contact rubber switch having a pressing portion, a base portion, a thin flexible portion surrounding the side surface of the pressing portion and connected to the base portion, and any one of the contact members.
  • a contact rubber switch having a pressing portion, a base portion, a thin flexible portion surrounding the side surface of the pressing portion and connected to the base portion, and any one of the contact members.
  • I will provide a. Since it has a pressing part, a base part, and a thin flexible part connected from the pressing part to the base part, it can be used as a push button switch for turning the switch on and off by pressing the pressing part. Further, since any one of the contact members is provided, a contact rubber switch having high reliability and durability even for long-term use and having high conductivity can be obtained.
  • the present invention provides a method for manufacturing a contact member that is in conductive contact with an electrode of a circuit board, wherein one surface of a metal plate is masked to form a plurality of island-shaped convex portions, and chemical etching is performed. Forming a concave portion having an inclined surface that continues from the outer peripheral edge of the convex portion gently to the bottom surface, removing the masking, and then forming a conductive film covering the convex portion remaining by the chemical etching and the concave portion including the inclined surface.
  • a method of manufacturing a contact member to be formed is provided.
  • a mask having a plurality of island-shaped convex portions is masked on one surface of a metal plate, and a concave portion having an inclined surface that continues gently from the outer peripheral edge of the convex portions to the bottom surface by chemical etching. Therefore, the subsequent formation of the conductive coating film is easy, the conductive coating film easily enters the recesses uniformly, and it is difficult to produce a thin portion of the conductive coating film that easily peels off after repeated use.
  • the concave portion is formed by chemical etching, the side surface of the concave portion is not a deeply cut shape, and it is easy to form a gentle inclined surface.
  • the contact member and the contact rubber switch of the present invention has a metal plate and high conductivity, is flexible and easily bends even when foreign matter such as dust is caught, and makes many convex portions conductively contact the electrode. It is possible.
  • the conductive film has excellent durability and high reliability and durability even after long-term use.
  • FIG. 2 It is a model longitudinal cross-sectional view of a contact rubber switch. It is the model partial enlarged view seen from the surface direction of the contact member, and is explanatory drawing which shows the uneven
  • FIG. 2 shows the deformation
  • FIG. 2 which shows the deformation
  • It is a photograph figure which shows the form of the convex part of an Example. It is a cross-sectional photograph figure of the contact member in which the conductive resin film of the sample 3 was formed. It is a partially expanded photograph figure of FIG. 2 is a cross-sectional photograph of a contact member on which a gold plating film of sample 10 is formed.
  • the contact member of the present invention a contact rubber switch including the contact member, and a method for manufacturing the contact member will be described in detail based on the embodiments.
  • FIG. 1 the typical longitudinal cross-sectional view of the contact member and contact rubber switch by one Embodiment is shown.
  • the contact rubber switch 10 includes a contact member 1 that repeats contact and non-contact with an electrode (substrate electrode) C on the circuit board P, a pressing portion 2 that receives a pressure for switch operation, and the circuit board P. And a thin flexible portion 4 that surrounds the side surface of the pressing portion 2 and is connected to the base portion 3.
  • the pressing portion 2, the base portion 3, and the thin flexible portion 4 excluding the contact member 1 are formed of a rubber-like elastic body such as silicone rubber.
  • the contact member 1 is formed of a metal plate 12, a conductive coating 13 covering the surface of the metal plate 12, and, optionally, a rubber part 14, as shown in the partially enlarged view of FIG. 1.
  • the metal plate 12 constituting the contact member 1 has a plurality of convex portions 16 formed in an island shape on the surface of the opposing electrode C side and a concave groove 17 as a “concave portion”.
  • the concave groove 17 has an inclined surface 17c that gently continues from the side surface 17a shared with the convex portion 16 to the bottom surface 17b.
  • FIG. 2 shows a partially enlarged view of the surface shape of the metal plate 12 when viewed from the circuit board P side.
  • the convex portion 16 is formed in a three-pronged shape, and the surrounding portion is a concave groove 17. If it is a three-pronged shape, for example, when compared with a circular shape with the same length from the center to the end, the spread in the width direction is the same, but the area can be reduced, so the foreign matter is convex The possibility of rolling into the concave groove 17 is higher than that remaining on the surface of 16, and poor conduction is less likely to occur.
  • the concave groove 17 of the metal plate 12 has one or more linear concave grooves 17d that extend linearly without hitting any convex portion 16 from one end to the other end of the outer peripheral edge of the metal plate 12.
  • FIG. 2 a part of the contact member 1 is shown.
  • the convex portion 16 that strikes the straight groove 17d does not exist even in the portion outside the range of FIG. To the end.
  • the number of the linear concave grooves 17d is one or more. This is because if there is even one, the metal plate 12 can be bisected by using the straight groove 17d as a folding line. This is because if there is no one, the bending center does not exist and the metal plate 12 is difficult to bend and be deformed, so that a continuity failure is likely to occur when a large foreign object is mixed.
  • the surface shape of the metal plate 12 shown in FIG. 3 is the convex portion 16 having the same shape and size as in FIG. 2, but the interval between the adjacent convex portions 16 is widened and the direction of the convex portion 16 is changed. It is. It can be seen that when the convex portions 16 are provided in this way, five linear concave grooves 17d1 to 17d5 that are not parallel to each other are obtained.
  • the ratio of the depth of the concave groove 17 (height of the convex portion 16) in the metal plate 12 to the thickness of the metal plate 12 at the concave groove 17 portion is preferably 25:75 to 75:25, and 40 : 60 to 60:40 is more preferable. If the depth of the concave groove 17 is shallower than 25% of the thickness of the metal plate 12, the effect of forming the concave groove 17 may not be produced. Moreover, when the depth of the concave groove 17 becomes deeper than 75% of the thickness of the metal plate 12, the thickness of the concave groove 17 becomes too thin and the metal plate 12 may be broken. Further, by setting the ratio to 40:60 to 60:40, it is possible to improve both the durability maintenance of the metal plate 12 and the ease of bending.
  • the thickness of the metal plate 12 is preferably up to 100 ⁇ m even if it is thick. It is because it can bend flexibly by making thickness into 100 micrometers or less. Further, the thinnest plate thickness of the concave groove 17 portion can exceed 50 ⁇ m.
  • the material of the metal plate 12 may be a conductive metal such as copper, iron, aluminum, nickel, tin, chromium, titanium, gold, silver, or an alloy containing at least one of them.
  • the alloy include iron alloys such as stainless steel, copper alloys such as white and brass, beryllium copper, aluminum alloys such as duralumin, nickel alloys, and the like.
  • the conductive coating 13 is provided on the surface of the metal plate 12 in order to improve the weather resistance and corrosion resistance of the metal plate 12. More specifically, examples of the conductive film 13 include a metal film and a conductive resin film. Examples of the metal film include gold, nickel, chromium, tin, zinc and the like having weather resistance and corrosion resistance, and a film can be formed by plating or vapor deposition.
  • the thickness of the metal film is preferably 0.1 to 2 ⁇ m. If it is thicker than 2 ⁇ m, the flexibility of the contact portion is deteriorated and the cost is increased. On the other hand, if the thickness is less than 0.1 ⁇ m, the metal plate 12 is exposed and easily corroded due to ease of wear. For example, a metal film with high adhesiveness can be formed by using white for the metal plate 12 and performing gold plating after nickel plating.
  • Conductive resin coatings include resin coatings made of polymer materials mixed with conductive powders such as metals and carbon, and conductive polymer coatings such as polythiophene-based PEDOT-PSS and polyaniline. Can be mentioned.
  • conductive polymer coatings such as polythiophene-based PEDOT-PSS and polyaniline.
  • the polymer material acrylic, urethane, silicone, epoxy, polyester, or other resin materials can be used.
  • conductive powder conductive carbon powder such as carbon black, graphite, or carbon nanotube can be used.
  • a resin coating containing a carbon-based conductive powder is preferable because it has corrosion resistance and lower cost than a resin coating containing a metallic conductive powder.
  • the thickness of the conductive resin film is preferably 3 to 15 ⁇ m. When it is thicker than 15 ⁇ m, the conductivity of the contact member 1 is greatly reduced as compared with the case of only the metal plate 12 not provided with the conductive coating 13. On the other hand, if it is thinner than 3 ⁇ m, the metal plate 12 is exposed and easily corroded due to the occurrence of pinholes and the ease of wear.
  • the resistance value of the contact member is preferably 2.4 ⁇ or less, and more preferably 2.0 ⁇ or less. This is because the current flowing through the automobile equipment using the 12V power source is in the range of 2 to 100A, and about 5A is often used. This resistance value is such that a 0.6 mm pitch comb electrode substrate having a width of one linear electrode of 300 ⁇ m and a gap of 300 ⁇ m between adjacent linear electrodes is prepared, and the contact portion is set at a speed of 10 mm / It is a resistance value when pressed with min and a load of 9.8 N.
  • the contact member 1 may be composed of a metal plate 12 having a conductive coating 13, but preferably includes a rubber portion 14.
  • the rubber part 14 is laminated with the metal plate 12 to return to its original shape even when the metal plate 12 is deformed, and absorbs the pressing force to prevent the metal plate 12 from being overloaded. Further, by fixing the rubber part 14 to the back surface of the metal plate 12 in advance, it is easy to integrate with the rubber-like elastic body to be the contact rubber switch 10 after that, and the manufacture of the contact rubber switch 10 is facilitated.
  • the rubber portion 14 may be made of the same material as the rubber-like elastic body used as the material of the contact rubber switch 10, but a different material may be used. However, in the case of different materials, it is preferable to use synthetic rubbers of a kind that can be fixed by integral molding. Examples of the material used for the rubber portion 14 include silicone rubber, ethylene propylene rubber, nitrile rubber, urethane rubber, and fluorine rubber. Silicone rubber is preferable as the material of the rubber part 14 in that the compression set is small.
  • the hardness of the rubber part 14 is preferably a low-viscosity rubber having a JIS-A hardness of 70 or less, so that the contact member 1 is easy to bend and easily contacts the electrode C, and more preferably about JIS-A hardness 30.
  • This JIS-A hardness is a hardness measured by a type A durometer in accordance with JIS-K6253.
  • Formation of the concave groove 17 of the metal plate 12 includes chemical etching (wet etching) performed with a chemical solution such as acid or alkali, in addition to cutting, forging, pressing and electric discharge machining on a flat metal plate.
  • the convex portion 16 may be formed on the flat metal plate 12, but it is gently inclined from the portion that becomes the bottom surface 17b of the concave groove 17 by the plating method, vapor deposition, electroforming, etc., gently to the side surface 17a. It is difficult to form the surface 17c, and it is preferable to form the groove 17 from a flat metal plate.
  • the convex portion 16 remains as a non-processed portion by using a masking method.
  • a method of performing chemical etching is preferable. If dry etching such as laser etching, photo etching, or plasma etching containing reactive gas is used, a gentle inclined surface 17c cannot be obtained, which is shown in FIG. 2 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-134241. Such an etching technique is difficult to adopt because such a sharp and sharp groove is formed.
  • the formation of the conductive resin film is preferably carried out by applying a paint obtained by adding a solvent or the like to the conductive resin. This is because a thin conductive film can be formed.
  • a coating method various coating methods such as spray coating, and various printing methods such as screen printing and bar coater coating can be employed.
  • a rubber-like elastic sheet serving as the rubber part 14 is fixed to the back surface of the metal plate 12 and integrated with the metal plate 12 to obtain the contact member 1. Thereafter, the contact rubber switch 10 is obtained by putting the contact member 1 into a contact rubber switch molding die and integrally molding (insert molding or the like). At this time, since the rubber part 14 is laminated on the back surface of the metal plate 12, the rubber part 14 is crushed in the mold to produce a packing effect, and the metal plate 12 is uncured for molding a contact rubber switch on the surface side. It is possible to prevent the rubber-like elastic body from turning around.
  • the conductive coating 13 is uniformly formed in the concave groove 17. Further, the boundary between the surface 16a and the side surface 17a of the convex portion 16 is also gentle, and the conductive coating 13 is hardly peeled off at the end of the surface 16a of the convex portion 16. Therefore, the contact member 1 having high durability and less variation in conductive performance can be obtained.
  • the surface form of the metal plate 12 can have various shapes other than the three-protrusion portion 16 shown in FIG.
  • various shapes such as the quadrilateral shape shown in FIGS. 4 and 5, the triangular shape shown in FIGS. 6 to 9, the polygonal shape such as the square shape and the hexagonal shape, and the circular shape.
  • different surface shapes of the metal plate 12 include a circular shape shown in FIGS. 10 to 12, an oval shape, a cross shape, a V shape, and an elliptical shape.
  • Samples 1 to 6 Grooves are provided on the white plate (Cu-27Zn-18Ni alloy consisting of 55% copper, 27% zinc, and 18% nickel) with a thickness of 70 ⁇ m so that the three-prongs shown in FIG. 13 remain by chemical etching. A metal plate having irregularities on the surface was obtained. At this time, the length from the center of the trifurcation on the surface of the convex portion to the tip of one protrusion was 250 ⁇ m, and the width of one protrusion was 100 ⁇ m. Further, the deepest depth of the concave groove was 35 ⁇ m, and the shortest distance between adjacent convex portions was 100 ⁇ m.
  • conductive carbon black and carbon nanotubes were blended into a polymer base material of a polyester resin to prepare a conductive paint for forming a conductive film. Further, a silicone rubber having a JIS-A hardness of 30 and a thickness of 500 ⁇ m was prepared.
  • a primer was applied to the back surface of the metal plate, and the silicone rubber was integrally formed by laminating and fixing.
  • the conductive coating was applied to the surface of the metal plate by screen printing and cured to form conductive resin films having different thicknesses on the surfaces of the convex portions as shown in Table 1. This was cut into a circular shape with a diameter of 3 mm, and contact members of Samples 1 to 6 shown in Table 1 were obtained. Further, the obtained contact member was inserted into a mold for forming a contact rubber switch, and integrally formed with silicone rubber having a JIS-A hardness of 70, thereby obtaining contact rubber switches of Samples 1 to 6.
  • Sample 7 A contact member and a contact rubber switch of Sample 7 were obtained in the same manner as Sample 1 except that the conductive resin film was not formed.
  • Samples 8-13 The conductive film was formed by forming metal films having different thicknesses on the surface of the convex portion as shown in Table 2 instead of the conductive resin coating. The metal film was formed by depositing gold plating after nickel plating. The contact portions and contact rubber switches of Samples 8 to 13 were obtained in the same manner as Sample 1 except for the formation of the conductive film.
  • FIG. 14 shows a longitudinal sectional view of the contact member of Sample 3
  • FIG. 15 shows a partially enlarged sectional view thereof (the scale in the figure indicates 100 ⁇ m). From FIG. 14, it can be seen that the groove 17 has a gently inclined surface 17c extending from the side surface 17a to the bottom surface 17b. 14 and 15 that a uniform conductive resin film having a thickness of 6 ⁇ m is formed on the surface 16a of the convex portion 16, and a relatively thick conductive resin film is formed in the concave groove 17. .
  • FIG. 16 shows a longitudinal sectional view of the contact portion of the sample 10
  • FIG. 17 shows a partially enlarged sectional view thereof. It can be seen that a gold plating film having a uniform thickness is formed on the surface 16 a of the convex portion 16, and a gold plating film having a uniform thickness is similarly formed in the concave groove 17.
  • a comb electrode substrate with a pitch of 0.6 mm having a width of one linear electrode of 300 ⁇ m and a gap of 300 ⁇ m between adjacent linear electrodes is prepared, and the contact member of each sample is set at a speed of 10 mm / min, The resistance value (initial value) when pressed with a load of 9.8 N was measured.
  • the results are shown in Tables 1 and 2.
  • High temperature and high humidity test-Corrosion resistance test 1 The surface of the contact member was observed after the contact member of each sample was left in an atmosphere of 65 ° C. and 95% RH for 1000 hours. The case where there was no change in appearance was evaluated as “ ⁇ ”, and the case where abnormalities such as discoloration, corrosion and swelling were observed was evaluated as “X”. Moreover, the resistance value of the contact member after this high temperature, high humidity test was measured. The results are shown in Tables 1 and 2.
  • Salt spray test-Corrosion resistance test 2 The surface of the contact member was observed after spraying 5% saline solution for 35 hours in a 35 ° C. atmosphere in accordance with JIS Z2371 on the contact member of each sample. The case where there was no change in appearance was evaluated as “ ⁇ ”, and the case where abnormalities such as discoloration, corrosion and swelling were observed was evaluated as “X”. Moreover, the resistance value of the contact member after this salt spray test was measured. The results are shown in Tables 1 and 2.
  • Sample 6 in which the thickness of the conductive resin film was 30 ⁇ m had a resistance value (initial value) of 2.5 ⁇ , which was not preferable as a contact member using a large current.
  • Samples 1 to 5 having a thickness of 1 to 15 ⁇ m had a resistance value (initial value) of 2.0 ⁇ or less, and a stable low resistance value could be obtained if the conductive resin film was 15 ⁇ m or less. Further, the resistance value hardly changed even after the key hit test.
  • Sample 7 without the conductive resin film had a low resistance value (initial value) of 0.8 ⁇
  • samples 8 to 13 having a gold plating film had a very low resistance value (initial value) of 0.1 ⁇ .
  • Sample 1 in which the thickness of the conductive resin film was 1 ⁇ m was partially discolored after the high-temperature and high-humidity test and the salt spray test, and the resistance value slightly increased. Further, after the foreign object keying durability test, no crack or the like was observed in the conductive resin film, but the resistance value was slightly lowered. And the sample 7 without a conductive resin film also discolored the metal plate surface, and resistance value raised a lot. On the other hand, there was no change for Samples 2-6.
  • Sample 8 in which the thickness of the metal film as the conductive film was 0.05 ⁇ m was partially discolored after the high temperature and high humidity test and the salt spray test, and the resistance value was slightly increased. After the foreign object keying test, no cracks or the like were observed in the metal film, but the resistance value slightly increased. For the sample 13, the resistance value did not change, but the flexibility as the contact portion was slightly deteriorated. No change occurred for Samples 9-12.

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Abstract

長期使用に対しても高い信頼性と耐久性を有し、また高い導電性を有する接点部材と、この接点部材を備える接点ゴムスイッチを提供すること。　回路基板Ｐの電極Ｃと導通接触する接点部材１について、複数の島状の凸部１６と、前記凸部１６を囲む凹部１７と、前記各凸部１６の外周縁から前記凹部の底面にかけて形成された傾斜面１７ｃとを表面に有する金属板１２と、前記表面を被覆する導電性被膜１３とを備えるものとした。

Description

接点部材および接点ゴムスイッチ並びに接点部材の製造方法
　本発明は回路基板上に設けた電極に対して接触したり離れたりしてスイッチのオンオフを行う接点部材と、その接点部材を有する接点ゴムスイッチに関する。
　従来、電子機器や車載機器には接点ゴムスイッチやコンタクトラバーと呼ばれる押釦スイッチ用部材が広く用いられている。この押釦スイッチ用部材は、押圧部とベース部と、押圧部の側面を囲んでベース部に繋がる薄肉可撓部とを有し、押圧部を押圧すると薄肉可撓部が撓み変形する。そして、押圧部の下方に形成された導電性の接点部が回路基板に設けた電極（または基板接点）に対して接触したり離れたりすることで回路のオンオフを行なっている。
　こうした押釦スイッチ用部材自体は古くから用いられているが、近年では小型化の要求のみならず、大電流に対応することができる接点部の高い導電性と、様々な悪条件下や長期間に亘る使用でも安定した性能を発揮し得る信頼性と耐久性が重要視されるようになってきた。
　しかしながら、劣悪な使用環境や長期間の使用により、粉塵等の異物が紛れ込めば繰り返し打鍵が不良になるというスイッチとしての安定性が失われるおそれがある。また、高導電性の観点から導電性の接点部として銅板や洋白板などの金属板を用いると、使用条件によっては湿気や様々な腐食性ガス（例えば、硫化水素（Ｈ２Ｓ）や亜硫酸ガス（硫黄酸化物）（ＳＯ２）、塩化水素（ＨＣｌ）、塩素（Ｃｌ２）、フッ化水素（ＨＦ）、二酸化窒素（窒素酸化物）（ＮＯ２）、アンモニア（ＮＨ３）、オゾン（Ｏ３））、潮風などにさらされ腐食する可能性があり導電性を保つことができなくなる。
　こうした課題のうち異物の混入に対し接点部を工夫して信頼性を高めた技術が特開２００４－１３４２４１号公報（特許文献１）や、特開平７－２８８０５４号公報（特許文献２）に記されている。
　特開２００４－１３４２４１号公報では、接点部としての金属板にエッチングによって独立した凹部または連続した凹部を形成することで、凹部の横断面積より小さい異物は、凹部に入り込ませることで導通を確保し、凹部の横断面積より大きい異物は、凹部の形成による５０μｍ以下の薄肉部分の作用によって金属板を容易に変形させることで導通を確保できるとしている。
　また、特開平７－２８８０５４号公報では、接点部に０．０１～１μｍの金属膜を設け、その金属膜上に５０～５００μｍの独立した厚肉金属部を設けることで、金属膜の可撓性により異物があっても柔軟に変形することができ、接点との接触は厚肉金属部で行うことで繰り返し使用にも損傷せず長期使用に耐えるとしている。
特開２００４－１３４２４１号公報 特開平７－２８８０５４号公報
　しかしながら、特開２００４－１３４２４１号公報記載の技術は、異物の混入に対する解決手段が示されているものの、金属の腐食問題とその解決策については特に記されていない。実際には凸部の先端表面に金メッキを行う技術が示されているのでその先端部分については金属の腐食に対抗し得るが、凹溝の内部が腐食される懸念がある。また、異物混入対策についても、技術思想的には独立した凹部と連続した凹部を同等に捉えており、凹凸部分の形状の差異の影響については何ら言及されず、実施例や比較例を参酌すると明らかなように、金属板の変形の要因を凹部の形成による５０μｍ以下の薄肉部分の形成に帰着しているにすぎない。
　但し、特開２００４－１３４２４１号公報には繰り返し使用に対する導電障害の試験として、打鍵試験を５００回の打鍵回数で行っており、この文献の出願当時に想定される使用期間はさほど長くはなく、長期間使用による安定性や、耐腐食性に対する要求が現在ほど厳しくはない。
　一方、特開平７－２８８０５４号公報記載の技術も同様に、異物の混入に対する解決手段が示されていても金属の腐食問題とその解決策については特に記されていない。実際には厚肉金属部は金メッキで形成されるためこの部分については腐食の問題が無い。しかしながら金属膜の部分は用途に応じた金属が使用されるため、やはり腐食が生じる懸念がある。また、異物混入対策に関する導通性確保の原因についても厚肉金属部の形状による影響は何ら示されず、この文献でも薄膜に形成される金属膜の可撓性に言及しているにすぎない。
　そこで本発明は、長期使用に対しても高い信頼性と耐久性を有し、また高い導電性を有する接点部材と、この接点部材を備える接点ゴムスイッチを提供することを目的になされたものである。
　上記目的を達成するために本発明は以下のように構成される。
　即ち本発明は、回路基板の電極と導通接触する接点部材について、複数の島状の凸部と、前記凸部を囲む凹部と、前記各凸部の外周縁から前記凹部の底面にかけて形成された傾斜面とを表面に有する金属板と、前記表面を被覆する導電性被膜とを備えることを特徴とする接点部材を提供する。
　回路基板の電極と導通接触する接点部材について、金属板と、当該金属板の表面を被覆する導電性被膜とを備えるため、金属板により高い導電性を確保し、導電性被膜により金属板の表面が保護されて、金属板の耐腐食性を高めて、長期間使用に対する信頼性を高めることができる。
　前記金属板の前記表面には、複数の島状の凸部と、前記凸部を囲む凹部と、前記各凸部の外周縁から前記凹部の底面にかけて形成された傾斜面とを有する。鋭角的に切り立った凹部では回路基板の電極と凹部との間に異物が挟まり易くなるが、本発明は傾斜面を有するため、電極と凹部の間に異物が混入しても、異物は傾斜面によって凹部の中央部分に移動し易くなる。これによって異物を挟んでも金属板を変形させ易くして、電極に対して接触させ易くすることができる。また導電性被膜は、その剥離や脱落等の不具合を生じにくくすることができる。
　前記凸部については、三又形状、四又形状、長円形状、楕円形状、十字形状またはＶ字形状の少なくとも何れかとして形成するように構成できる。
　金属板表面の凸部の形状が、三又形状、四又形状、長円形状、楕円形状、十字形状またはＶ字形状の何れかであるため、形状的に凸部の幅を狭くすることができる。そのため、異物が存在しても凸部に留まらず凹部に転がり込み易く、金属板の変形を生じさせ易い。そのため、接点不良を起こし難い。
　前記凹部については、前記金属板の前記外周縁の一端から他端にかけて前記何れの凸部にも突き当たらずに直線状に伸長する直線凹溝を有するように構成できる。
　凹部に前記金属板の前記外周縁の一端から他端にかけて前記何れの凸部にも突き当たらずに伸長する１以上の直線凹部を設けたため、この直線凹部を折り込み線として金属板を折り曲げるように変形させて、できるだけ多くの凸部を接続対象物の電極に接触させ易くすることができる。
　前記１以上の直線凹溝については、相互に平行でない複数本の前記直線凹溝を有するものとして構成できる。
　これによれば、直線凹溝ごとに折り込み線を生じさせ、複数の折り込み線を境に金属板を折り曲げるように変形可能とすることで、できるだけ多くの凸部を接続対象物の電極に接触させ易くすることができる。
　前記金属板の凹部の深さと凹部を有する部分の板厚との比が２５：７５～７５：２５であるように構成できる。前記金属板の凹部の深さと凹部を有する部分の板厚との比が２５：７５～７５：２５であるため、異物が混入しても金属板の撓み変形性を維持し導通不良を起こしにくい接点部材とすることができる。
　前記金属板の前記凹部を有する部分の板厚を１０～９０μｍに構成できる。金属板の凹部を有する部分の板厚を１０～９０μｍとしたため、金属板が柔軟に折れ曲がり易く、異物が混入しても金属板の撓み変形性を維持し導通不良を起こしにくい接点部材とすることができる。
　前記本発明については金属板の裏面に固着するゴム部を有し、当該ゴム部のＪＩＳ－Ａ硬度が７０以下であるように構成できる。
　金属板の裏面に固着するゴム部を有し、当該ゴム部のＪＩＳ－Ａ硬度が７０以下としたため、金属板の裏面を柔軟なゴム部で保護することができる。また、ゴム部を有することで異物に接触して金属板が変形しても異物から離れれば元の状態に金属板を戻すことができる。さらに、低硬度で撓み易い接点部材となり、回路基板上の電極に接触し易くすることができる。加えて接点ゴムスイッチに組み込む場合の製造が容易である。
　前記導電性被膜については膜厚が３～１５μｍであり、導電性カーボン粉末を含有する炭素系の導電性塗料の塗膜であるように構成できる。
　導電性カーボン粉末を含有する炭素系の導電性塗料の塗膜で膜厚を３～１５μｍとした導電性被膜を形成したため、高い導電性を損なうことなく、また長期間に亘る繰り返し使用に対しても被膜の剥がれを起こし難い。換言すれば、金属板の湿度や各種ガスに対する腐食を防止すると共に、所定の薄厚の導電性被膜が下面側の金属板の導電性を生かすことで、接点部材全体として高い導電性を持たせることができる。さらに金属メッキによる保護よりも低コストである。
　前記導電性被膜の膜厚が０．１～２μｍであり可撓性のある金、ニッケル、クロム、錫、亜鉛から選択される金属被膜である接点部材とすることができる。前記導電性被膜の膜厚が０．１～２μｍであり可撓性のある金、ニッケル、クロム、錫、亜鉛から選択される金属被膜としたため、薄厚でも高い導電性と耐腐食性を与えることが可能である。前記金属板に凸部の外周縁から凹部の底面にかけて形成される傾斜面であると、これらの金属被膜に局所的に薄すぎる箇所が発生しなくなり、接点部の耐腐食性が高いものとなる。
　また上記目的を達成すべく本発明は、押圧部と、ベース部と、当該押圧部の側面を囲んで当該ベース部に繋がる薄肉可撓部と、前記何れかの接点部材とを有する接点ゴムスイッチを提供する。
　押圧部と、ベース部と、前記押圧部から前記ベース部に繋がる薄肉可撓部とを備えるため、押圧部を押すことでスイッチをオンオフさせる押しボタンスイッチとして利用することができる。また、前記何れかの接点部材を有するため、長期使用に対しても高い信頼性と耐久性を有し、また高い導電性を有する接点ゴムスイッチとすることができる。
　そしてまた、上記目的を達成すべく本発明は、回路基板の電極に導通接触する接点部材の製造方法において、金属板の一方表面に、複数の島状の凸部となるマスキングを施し、薬液エッチングにより前記凸部の外周縁からなだらかに底面に連続する傾斜面を有する凹部を形成し、マスキングを除去した後、薬液エッチングで残った凸部と前記傾斜面を含む前記凹部を覆う導電性被膜を形成する接点部材の製造方法を提供する。
　前記本発明の製造方法では、金属板の一方表面に、複数の島状の凸部となるマスキングを施し、薬液エッチングにより、前記凸部の外周縁からなだらかに底面に連続する傾斜面を有する凹部を形成したため、その後の導電性塗膜形成が容易で、凹部内にも均一に導電性塗膜が入り込み易く、繰り返し使用で剥がれ易い導電性塗膜の薄肉部分を生じさせ難い。また、薬液エッチングにより凹部を形成するため、凹部の側面は深く切り立った形状ではなく、なだらかな傾斜面を形成し易い。そして、マスキングを除去した後、薬液エッチングで残った凸部と傾斜面を有する凹部に導電性被膜を形成するため、金属板の外部に露出する表面全体を確実に導電性被膜で覆うことができる。
　本発明の接点部材および接点ゴムスイッチによれば、金属板を有し高い導電性を有すると共に、柔軟性があり塵埃等の異物が挟まっても折れ曲がり易く、多くの凸部を電極と導通接触させることが可能である。さらに、導電性被膜の耐久性に優れ長期使用でも高い信頼性と耐久性を有している。
接点ゴムスイッチの模式縦断面図である。 接点部材の表面方向から見た模式部分拡大図であり、金属板の凹凸形状を示す説明図である。 別の形態の直線凹溝の位置を示す図２相当の説明図である。 凸部の変形形態１を示す図２相当の説明図である。 凸部の変形形態２を示す図２相当の説明図である。 凸部の変形形態３を示す図２相当の説明図である。 凸部の変形形態４を示す図２相当の説明図である。 凸部の変形形態５を示す図２相当の説明図である。 凸部の変形形態６を示す図２相当の説明図である。 凸部の変形形態７を示す図２相当の説明図である。 凸部の変形形態８を示す図２相当の説明図である。 凸部の変形形態９を示す図２相当の説明図である。 実施例の凸部の形態を示す写真図である。 試料３の導電性樹脂被膜を形成した接点部材の断面写真図である。 図１４の一部拡大写真図である。 試料１０の金メッキ被膜を形成した接点部材の断面写真図である。 図１６の一部拡大写真図である。
　本発明の接点部材およびこれを備える接点ゴムスイッチ、さらに接点部材の製造方法について実施形態に基づいて詳しく説明する。図１には、一の実施形態による接点部材及び接点ゴムスイッチの模式的縦断面図を示す。この接点ゴムスイッチ１０は、回路基板Ｐ上の電極（基板電極）Ｃへの接触と非接触とを繰り返す接点部材１と、スイッチ操作のための押圧を受ける押圧部２と、回路基板Ｐに対して載置するベース部３と、押圧部２の側面を囲んでベース部３に繋がる薄肉可撓部４と、を有している。
　接点ゴムスイッチ１０のうち接点部材１を除く押圧部２、ベース部３、薄肉可撓部４はシリコーンゴム等のゴム状弾性体から形成される。これに対し接点部材１は、図１の部分拡大図で示すように、金属板１２と、その金属板１２の表面を覆う導電性被膜１３と、そして場合によりゴム部１４とで形成される。
　＜金属板１２＞
　接点部材１を構成する金属板１２は、対向する電極Ｃ側の表面に島状に形成された複数の凸部１６と「凹部」としての凹溝１７とを有している。凹溝１７は、凸部１６と共有する側面１７ａからなだらかに底面１７ｂに連続する傾斜面１７ｃを有している。
　金属板１２の表面形状を回路基板Ｐ側から見たときの部分拡大図を図２で示す。本実施形態では凸部１６が三又形状に形成され、その周囲の部分が凹溝１７となっている。三又形状であれば、例えばその中心から最端までの長さが同じ円形状と比較した場合に、幅方向の広がりは同等であるのに対し、その面積を小さくできるため、異物が凸部１６の表面に残るよりも凹溝１７に転がり込む可能性が高くなり、導通不良を起こしにくい。
　また、金属板１２の凹溝１７には、金属板１２の外周縁の一端から他端にかけて何れの凸部１６にも突き当たらずに直線状に伸長する１以上の直線凹溝１７ｄを有する。図２では、接点部材１の一部分を示しているが、直線凹溝１７ｄの延長線上では、図２の範囲外となる部分でも直線凹溝１７ｄに突き当たる凸部１６は存在せず金属板１２の端部に至る。
　こうした直線凹溝１７ｄの本数は、１本以上あることが好ましい。１本でも存在するとその直線凹溝１７ｄを折り込み線として金属板１２を二分するように変形させることができるからである。１本も存在しなければ折り曲げ中心が存在せず金属板１２が撓み変形し難くなるため、大きな異物が混入した際に導通不良を起こし易いからである。図３で示した金属板１２の表面形状は、図２と同じ形状、大きさの凸部１６でありながら、隣接する凸部１６間の間隔を広げ、また凸部１６の向きを変えたものである。このように凸部１６を設けると、互いに平行ではない５本の直線凹溝１７ｄ１～１７ｄ５が得られることがわかる。
　金属板１２における凹溝１７の深さ（凸部１６の高さ）と、凹溝１７部分の金属板１２の板厚との比は、２５：７５～７５：２５であることが好ましく、４０：６０～６０：４０がより好ましい。凹溝１７の深さが金属板１２厚の２５％よりも浅くなると、凹溝１７を形成する効果が生じなくなるおそれがある。また、凹溝１７の深さが金属板１２厚の７５％よりも深くなると、凹溝１７の厚みが薄くなりすぎ金属板１２が折れるおそれがある。また、４０：６０～６０：４０とすることで金属板１２の耐久性維持と折り曲がり易さの両方を良くすることができる。
　金属板１２の厚さは、厚くても１００μｍ迄とすることが好ましい。厚みを１００μｍ以下とすることで、柔軟に撓ませることができるからである。また、凹溝１７の部分の最薄板厚は５０μｍを超えるものとすることができる。
　金属板１２の材質は、銅、鉄、アルミニウム、ニッケル、錫、クロム、チタン、金、銀などの導電性のある金属や、またはそのいずれかを少なくとも含む合金を用いることができる。合金としては、ステンレス鋼等の鉄合金、洋白や黄銅、ベリリウム銅等の銅合金、ジュラルミン等のアルミニウム合金や、ニッケル合金等が挙げられる。金属板１２を用いることで、接点部材１と電極Ｃとの間に異物が存在しても金属板１２の撓みにより電極Ｃに接触し導通させることができる。炭素や黒鉛、導電性樹脂等でも導電性を有する材料はあるが、金属に比べて導電性が低く、繰り返し使用による削れや脱落のおそれがあるため、金属板としている。
　＜導電性被膜１３＞
　導電性被膜１３は、金属板１２の耐候性や耐腐食性を高めるため、金属板１２の表面に設けるものである。導電性被膜１３としてより具体的には金属膜や導電性樹脂被膜を挙げることができる。金属膜としては、耐候性や耐腐食性のある金、ニッケル、クロム、錫、亜鉛等を挙げることができメッキや蒸着法により被膜形成をすることができる。金属膜の厚さは、０．１～２μｍであることが好ましい。２μｍよりも厚いと、接点部の可撓性を悪化させ、またコスト高になる。一方、０．１μｍより薄いと摩耗のし易さによって金属板１２が露出して腐食し易くなる。例えば金属板１２に洋白を用い、ニッケルメッキをした後に金メッキをすることで、密着性の高い金属膜が形成できる。
　導電性樹脂被膜には、高分子材料中に金属やカーボン等の導電性粉末を配合して導電性を持たせた樹脂被膜や、ポリチオフェン系のＰＥＤＯＴ－ＰＳＳやポリアニリン等の導電性高分子被膜などを挙げることができる。前記高分子材料としては、アクリル系やウレタン系、シリコーン系、エポキシ系、ポリエステル系などの樹脂材料を用いることができる。導電性粉末としては、カーボンブラックや黒鉛、カーボンナノチューブ等の導電性カーボン粉末を用いることができる。これらの導電性樹脂被膜の中では炭素系の導電性粉末を配合した樹脂被膜が、金属系の導電性粉末を配合した樹脂被膜よりも、耐腐食性があり低コストであるため好ましい。
　導電性樹脂被膜の厚さは、膜厚が３～１５μｍであることが好ましい。１５μｍよりも厚いと、接点部材１の導電性が導電性被膜１３を設けない金属板１２だけの場合よりも大きく低下する。一方、３μｍより薄いとピンホールの発生や摩耗のし易さによって金属板１２が露出して腐食し易くなる。
　接点部材の抵抗値は、２．４Ω以下とすることが好ましく、２．０Ω以下がより好ましい。１２Ｖ電源を用いている自動車用機器に流れる電流は２～１００Ａの範囲であり、５Ａ程度が良く用いられるからである。なおこの抵抗値は、１本の線状電極の幅が３００μｍで、隣接する線状電極どうしの間に３００μｍの間隙を有する０．６ｍｍピッチの櫛目電極基板を準備し、接点部を速度１０ｍｍ／ｍｉｎ、荷重９．８Ｎで押し付けた際の抵抗値である。
＜ゴム部＞
　接点部材１は導電性被膜１３を有する金属板１２で構成しても良いが、ゴム部１４を備えることが好ましい。ゴム部１４は、金属板１２と積層することで金属板１２が変形しても元の形状に戻し、また押圧力を吸収して金属板１２が過荷重を受けることを防止する。また、予めゴム部１４を金属板１２の裏面に固着しておくことで、その後に接点ゴムスイッチ１０となるゴム状弾性体と一体化し易く接点ゴムスイッチ１０の製造が容易になる。
　ゴム部１４は、接点ゴムスイッチ１０の材料となるゴム状弾性体と同じ材質でも良いが、異なった材質を用いることもできる。但し、異なった材質の場合は一体成形による固着が可能な種類の合成ゴム同士を用いることが好ましい。ゴム部１４に用いる材質としては、シリコーンゴムやエチレンプロピレンゴム、ニトリルゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム等を挙げることができる。シリコーンゴムは圧縮永久歪みが小さい点でゴム部１４の材質として好ましい。
　ゴム部１４の硬度は、ＪＩＳ－Ａ硬度７０以下の低硬度のゴムとすると撓み易い接点部材１となり、電極Ｃに接触し易くなる点で好ましく、ＪＩＳ－Ａ硬度３０程度とするとより好ましい。このＪＩＳ－Ａ硬度は、ＪＩＳ－Ｋ６２５３に準拠してタイプＡデュロメータにより測定する硬度である。
　＜製造方法＞
　金属板１２の凹溝１７の形成には、平坦な金属板に対して切削や鍛造、プレス、放電加工のほか、酸やアルカリ等の薬液で行う薬液エッチング（ウェットエッチング）が挙げられる。逆に、平坦な金属板１２上に凸部１６を形成しても良いが、メッキ法や蒸着、電鋳等により凹溝１７の底面１７ｂとなる部分からなだらかに側面１７ａに連続するなだらかな傾斜面１７ｃを形成するのが困難であり平坦な金属板から凹溝１７を形成する方が好ましい。
　さらに凹溝１７を形成する方法の中でも、なだらかな傾斜面１７ｃとし、精度良く凹溝１７と凸部１６を形成するためには、マスキング手法を用いて凸部１６を非加工部分として残るようにした薬液エッチングを行う手法が好ましい。なお、レーザーエッチングや、フォトエッチング、反応性のあるガスを含んだプラズマエッチング等のドライエッチングを用いるとなだらかな傾斜面１７ｃが得られず、特開２００４－１３４２４１号公報の図２で示されたような切り立ったシャープな凹溝が形成されるため、こうしたエッチング手法を採用することは難しい。
　導電性樹脂被膜の形成は、導電性樹脂に溶剤等を加えて塗料化したものを塗布する方法で行うことが好ましい。薄い導電性被膜を形成することができるからである。塗布の方法はスプレー塗装など各種の塗装方法や、スクリーン印刷やバーコーター塗布などの各種の印刷方法を採用することができる。
　金属板１２の裏面にはゴム部１４となるゴム状弾性体シートを固着して金属板１２と一体化して接点部材１を得る。その後、接点ゴムスイッチ成形用の金型にこの接点部材１を入れ、一体成形（インサート成形等）することで接点ゴムスイッチ１０を得る。この際、金属板１２の裏面にゴム部１４が積層してあるため、金型内でゴム部１４が潰れてパッキン効果を生じ、金属板１２の表面側に接点ゴムスイッチ成形のための未硬化のゴム状弾性体が回り込むのを防止することができる。
　凹溝１７は、側面１７ａから底面１７ｂに至るまでなだらかに連続するため、導電性被膜１３が凹溝１７内に均一に形成される。また、凸部１６の表面１６ａと側面１７ａとの境界も緩やかになり凸部１６の表面１６ａの端部での導電性被膜１３の剥がれが生じ難い。そのため耐久性が高く、導電性能にばらつきの少ない接点部材１とすることができる。
　＜表面形状の別の実施形態＞
　金属板１２の表面形態には図２で示す凸部１６を三又形状とした以外にも種々の形状とすることができる。例えば、図４や図５で示す四又形状や、図６～図９で示す三角形状や、四角形状、六角形状等の多角形状、円形状などの各種形状が挙げられる。
　そしてまた、金属板１２の異なる表面形状には、図１０～図１２で示す円形状や、長円形状、十字形状、Ｖ字形状、その他にも楕円形状等が挙げられる。
　＜試料の作製＞
　試料１～６：
　厚さ７０μｍの洋白板（銅５５％、亜鉛２７％、ニッケル１８％から成るＣｕ－２７Ｚｎ－１８Ｎｉ合金）に薬液エッチング法によって図１３で示す三又形状の凸部が残るように凹溝を設け、表面に凹凸を有する金属板を得た。この際、凸部の表面での三又の中心から１本の突起の先端までの長さを２５０μｍ、１本の突起の幅を１００μｍとした。また、凹溝の最深の深さを３５μｍ、隣接する凸部間の最短距離を１００μｍとした。また、ポリエステル系樹脂の高分子基材に導電性カーボンブラックとカーボンナノチューブを配合し、導電性被膜形成用の導電性塗料を調製した。さらに、ＪＩＳ－Ａ硬度３０、厚さ５００μｍのシリコーンゴムを準備した。
　そして、金属板の裏面にはプライマーを塗布し前記シリコーンゴムを一体成形することによって積層固着した。一方、金属板の表面には前記導電性塗料をスクリーン印刷で塗布し硬化させ、表１に示すような凸部の表面における厚みの異なる導電性樹脂被膜を形成した。そしてこれを直径３ｍｍの円形状に切り取り表１に示す試料１～６の接点部材を得た。また、得られた接点部材を、接点ゴムスイッチ成形用の金型に挿入し、ＪＩＳ－Ａ硬度７０のシリコーンゴムとの一体成形をすることで試料１～６の接点ゴムスイッチを得た。
　試料７：
　導電性樹脂被膜形成を行わなかった以外は試料１と同様にして試料７の接点部材及び接点ゴムスイッチを得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　試料８～１３：
　導電性被膜の形成を上記導電性樹塗料に代えて表２に示すような凸部の表面における厚みの異なる金属膜の形成にて行った。金属膜の形成は、ニッケルメッキを行った後、金メッキを積層して形成した。導電性被膜の形成以外は試料１と同様にして試料８～１３の接点部及び接点ゴムスイッチを得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　上記各試料の接点部材、接点ゴムスイッチについて以下の観察、試験を行った。結果評価は各試料の３個の平均である。
　＜各種試験、観察＞
　接点部材の断面観察：
　図１４に試料３の接点部材の縦断面図を、図１５にはその部分拡大断面図をそれぞれ示す（図中のスケールは１００μｍを示す）。図１４から凹溝１７は側面１７ａから底面１７ｂに至るなだらかな傾斜面１７ｃが形成されていることがわかる。また図１４および図１５から凸部１６の表面１６ａには６μｍ厚となる均一な導電性樹脂被膜が形成され、また凹溝１７には比較的厚く導電性樹脂被膜が形成されていることがわかる。
　図１６には試料１０の接点部の縦断面図を、図１７にはその部分拡大断面図をそれぞれ示す。凸部１６の表面１６ａには均一な厚みの金メッキ被膜が形成され、また凹溝１７でも同様に均一な厚みの金メッキ被膜が形成されていることがわかる。
　抵抗値の測定：
　１本の線状電極の幅が３００μｍで、隣接する線状電極どうしの間に３００μｍの間隙を有する０．６ｍｍピッチの櫛目電極基板を準備し、上記各試料の接点部材を速度１０ｍｍ／ｍｉｎ、荷重９．８Ｎで押し付けた際の抵抗値（初期値）を測定した。この結果を表１および表２に示す。
　高温高湿試験－耐腐食性試験１：
　各試料の接点部材を、６５℃、９５％ＲＨ雰囲気内に１０００時間放置した後の接点部材の表面観察を行った。外観変化の無いものを「○」、変色や腐食、膨れ等の異常が観察できたものを「×」と評価した。また、この高温高湿試験後の接点部材の抵抗値を測定した。この結果を表１および表２に示す。
　塩水噴霧試験－耐腐食性試験２：
　各試料の接点部材に対し、ＪＩＳ　Ｚ２３７１に準じて３５℃雰囲気内で５％食塩水の噴霧を９６時間行なった後の接点部材の表面観察を行った。外観変化の無いものを「○」、変色や腐食、膨れ等の異常が観察できたものを「×」と評価した。また、この塩水噴霧試験後の接点部材の抵抗値を測定した。この結果を表１および表２に示す。
　異物打鍵耐久性試験：
　平均粒径１００μｍのガラスビーズを、各試料の接点ゴムスイッチの接点部材と前記櫛目回路基板との間に４粒配置して１０万回打鍵した後の接点部材の表面観察を行った。外観変化の無いものを「○」、変色や腐食、膨れ等の異常が観察できたものを「×」と評価した。また、この異物打鍵耐久性試験後の接点部材の抵抗値を測定した。この結果を表１および表２に示す。
　＜評価＞
　導電性樹脂被膜の厚さが３０μｍである試料６は、抵抗値（初期値）が２．５Ωとなり、大電流を使用する接点部材として好ましくない結果となった。一方、１～１５μｍとした試料１～５は、抵抗値（初期値）が２．０Ω以下となり、導電性樹脂被膜が１５μｍ以下であれば安定した低抵抗値を得ることができた。また、打鍵試験後においても抵抗値の変化は少なかった。
　導電性樹脂被膜のない試料７は、抵抗値（初期値）が０．８Ωと低く、金メッキ被膜とした試料８～１３は抵抗値（初期値）が０．１Ωと非常に低かった。
　しかしながら、導電性樹脂被膜の厚みを１μｍとした試料１は、高温高湿試験や塩水噴霧試験後に部分的に変色し、抵抗値がやや上昇した。また、異物打鍵耐久性試験後には導電性樹脂被膜に亀裂等は観察されなかったが、抵抗値がやや低下した。そして、導電性樹脂被膜の無い試料７も金属板表面が変色し、抵抗値が大きく上昇した。そうした一方で、試料２～６については変化が生じなかった。
　また、導電性被膜である金属膜の厚みを０．０５μｍとした試料８は、高温高湿試験や塩水噴霧試験後に部分的に変色し、抵抗値がやや上昇した。異物打鍵試験後には金属膜には亀裂等は観察されなかったが、抵抗値がやや上昇した。試料１３については抵抗値に変化は生じなかったが、接点部として可撓性がやや悪化した。試料９～１２については変化が生じなかった。
　１０　接点ゴムスイッチ
　　１　接点部材
　　２　押圧部
　　３　ベース部
　　４　薄肉可撓部
　１２　金属部
　１３　導電性被膜
　１４　ゴム部
　１６　凸部
　　１６ａ　表面
　１７　凹溝
　　１７ａ　側面
　　１７ｂ　底面
　　１７ｃ　傾斜面
　　１７ｄ，１７ｄ１～１７ｄ５　直線凹溝

Claims (11)

  1. 回路基板の電極と導通接触する接点部材において、
    複数の島状の凸部と、前記凸部を囲む凹部と、前記各凸部の外周縁から前記凹部の底面にかけて形成された傾斜面とを表面に有する金属板と、
    前記表面を被覆する導電性被膜とを備えることを特徴とする接点部材。
  2. 前記各凸部が、三又形状、四又形状、長円形状、楕円形状、十字形状またはＶ字形状の少なくとも何れかに形成されている請求項１記載の接点部材。
  3. 前記凹部は、前記金属板の外周縁の一端から他端にかけて前記何れの凸部にも突き当たらずに直線状に伸長する１以上の直線凹溝を有する請求項１または請求項２記載の接点部材。
  4. 前記１以上の直線凹溝として、相互に平行ではない複数本の前記直線凹溝を有する請求項１または請求項２記載の接点部材。
  5. 前記金属板における前記凹部の深さと前記凹部を有する部分の板厚との比が２５：７５～７５：２５である請求項１～請求項４何れか１項記載の接点部材。
  6. 前記金属板の前記凹部を有する部分の板厚が１０～９０μｍである請求項１～請求項５何れか１項記載の接点部材。
  7. 前記金属板の裏面に固着するゴム部を有し、当該ゴム部のＪＩＳ－Ａ硬度が７０以下である請求項１～請求項６何れか１項記載の接点部材。
  8. 前記導電性被膜の膜厚が３～１５μｍであり、導電性カーボン粉末を含有する炭素系の導電性塗料の塗膜である請求項１～請求項７記載の接点部材。
  9. 前記導電性被膜の膜厚が０．１～２μｍであり可撓性のある金、ニッケル、クロム、錫、亜鉛から選択される金属被膜である請求項１～請求項７何れか１項記載の接点部材。
  10. 押圧部と、
    ベース部と、
    前記押圧部から前記ベース部に繋がる薄肉可撓部と、
    請求項１～請求項９何れか１項記載の前記接点部材とを有する接点ゴムスイッチ。
  11. 回路基板の電極に導通接触する接点部材の製造方法において、
    金属板の一方表面に、複数の島状の凸部となるマスキングを施し、薬液エッチングにより、前記凸部の外周縁からなだらかに底面に連続する傾斜面を有する凹部を形成し、マスキングを除去した後、薬液エッチングで残った前記凸部と前記傾斜面を含む前記凹部を覆う導電性被膜を形成する接点部材の製造方法。
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