电接触件及其制造方法与流程

本发明涉及一种触点与基体金属接合的电接触件及其制造方法。

背景技术：

以往，已知一种电接触件，其具有：基体金属；接合材料，其设置于基体金属；以及触点，其经由接合材料与基体金属接合(例如，参照专利文献1)。另外，以往已知一种电接触件，其具有：基体金属，其在板厚方向形成有贯通孔；接合材料，其设置于基体金属；铆钉，其具有经由插入至贯通孔的脚部及接合材料而与基体金属接合的凸缘部；以及触点，其设置于铆钉的凸缘部(例如，参照专利文献2)。

专利文献1：日本特开2014－232617号公报

专利文献2：日本特开2016－207380号公报

技术实现要素：

但是，在专利文献1所记载的电接触件中，由于电接触件被使用，因此有时接合材料的周缘部会从基体金属剥离。在该情况下，存在触点和基体金属之间的接合劣化这一课题。在专利文献2所记载的电接触件中，由于电接触件被使用，因此有时触点的周缘部会从铆钉的凸缘部剥离。在该情况下，存在经由铆钉的触点和基体金属之间的接合劣化这一课题。

本发明就是为了解决上述这样的课题而提出的，其目的在于，提供一种能够抑制触点和基体金属之间的接合的劣化的电接触件及其制造方法。

本发明所涉及的电接触件具有：基体金属，其形成为板形状，在板厚方向形成有贯通孔；接合材料，其设置于基体金属的第1面；触点，其经由接合材料与基体金属接合；以及铆钉，其具有第1凸缘部、脚部及第2凸缘部，该第1凸缘部与第1面相对，设置于接合材料的内部，该脚部与第1凸缘部一体地形成，插入至贯通孔，该第2凸缘部与脚部一体地形成，与基体金属的第2面相对，接合材料通过铆钉被第1面推压。

本发明所涉及的电接触件的制造方法具有：第1接合材料涂敷工序，在板形状的基体金属的第1面涂敷第1接合材料；铆钉脚部插入工序，在第1接合材料涂敷工序后，将铆钉的脚部插入至在基体金属形成的贯通孔，将铆钉的第1凸缘部叠加于第1接合材料；第2接合材料涂敷工序，在铆钉脚部插入工序后，在第1凸缘部及第1接合材料涂敷第2接合材料，将第1凸缘部配置于第1接合材料和第2接合材料之间；触点接合工序，在第2接合材料涂敷工序后，在第2接合材料叠加触点，将触点、第1接合材料及第2接合材料在层叠方向压缩并且进行加热，经由由第1接合材料及第2接合材料构成的接合材料，将触点、铆钉及基体金属彼此接合；以及脚部变形工序，在触点接合工序后，使脚部变形，在铆钉形成与基体金属的第2面相对的第2凸缘部，在脚部变形工序中，接合材料通过铆钉被第1面推压。

发明的效果

根据本发明所涉及的电接触件及其制造方法，能够抑制触点和基体金属之间的接合的劣化。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1所涉及的电接触件的剖视图。

图2是表示图1的a部的放大图。

图3是表示图1的电接触件的制造方法的流程图。

图4是表示图3的第1接合材料涂敷工序的图。

图5是表示图3的铆钉脚部插入工序的图。

图6是表示图3的第2接合材料涂敷工序的图。

图7是表示图3的触点接合工序的图。

图8是表示图3的脚部变形工序的图。

图9是表示本发明的实施方式3所涉及的电接触件的剖视图。

图10是表示本发明的实施方式4所涉及的电接触件的剖视图。

图11是表示本发明的实施方式5所涉及的电接触件的剖视图。

图12是表示图11的电接触件的变形例的剖视图。

图13是表示图11的电接触件的变形例的剖视图。

具体实施方式

实施方式1.

图1是表示本发明的实施方式1所涉及的电接触件的剖视图。图2是表示图1的a部的放大图。本发明的实施方式1所涉及的电接触件具有：基体金属1；接合材料2，其设置于基体金属1；铆钉3，其经由接合材料2与基体金属1接合；以及触点4，其经由接合材料2与基体金属1接合。

基体金属1由以cu(铜)为主要成分的铜合金构成。基体金属1形成为板形状。在基体金属1形成有在基体金属1的板厚方向上贯通的贯通孔11。将基体金属1中的一个面设为第1面12，将另一个面设为第2面13。

接合材料2叠加于基体金属1的第1面12。作为接合材料2，使用包含ag(银)微粒即ag纳米颗粒的烧结型银接合材料膏。ag微粒包含于金属微粒。ag纳米颗粒的中心颗粒直径成为50nm。

铆钉3具有：第1凸缘部31，其与第1面12相对，设置于接合材料2的内部；脚部32，其与第1凸缘部31一体地形成，插入至贯通孔11；以及第2凸缘部33，其与脚部32一体地形成，与第2面13相对。在沿基体金属1的板厚方向观察的情况下，第1凸缘部31的面积大于贯通孔11的面积。因此，第1凸缘部31无法插入至贯通孔11。另外，在沿基体金属1的板厚方向观察的情况下，第2凸缘部33的面积大于贯通孔11的面积。因此，第2凸缘部33无法插入至贯通孔11。

第2凸缘部33将基体金属1朝向接合材料2按压。由此，压缩力p作用于接合材料2。换言之，接合材料2通过铆钉3被第1面12推压。

触点4包含有主要成分和添加物。触点4的主要成分为ag。触点4的添加物为in(铟)的氧化物及sn(锡)的氧化物。在触点4中in的氧化物及sn的氧化物包含有1～30wt％左右。

接下来，对电接触件的制造方法进行说明。图3是表示图1的电接触件的制造方法的流程图。首先，在步骤s1中，进行第1接合材料涂敷工序。图4是表示图3的第1接合材料涂敷工序的图。在第1接合材料涂敷工序中，在基体金属1的第1面12且贯通孔11的周围涂敷第1接合材料21。

第1接合材料21是接合材料2的一部分。第1接合材料21的量成为接合材料2的量的1/3的量。第1接合材料21的厚度方向的尺寸为大约50μm。

在第1接合材料涂敷工序中，使用丝网印刷机及丝网印刷掩模。通过使用丝网印刷机及丝网印刷掩模，从而仅在基体金属1中的设定区域涂敷第1接合材料21。

如图3所示，在步骤s1后，在步骤s2中，进行第1热干燥工序。在第1热干燥工序中，将第1接合材料21所包含的有机溶剂去除。此外，在第1接合材料21的厚度方向的尺寸小的情况下，第1热干燥工序可以省略。

在步骤s2后，在步骤s3中，进行铆钉脚部插入工序。图5是表示图3的铆钉脚部插入工序的图。在铆钉脚部插入工序中，将铆钉3的脚部32从第1面12侧插入至基体金属1的贯通孔11，将铆钉3的第1凸缘部31叠加于第1接合材料21。在铆钉脚部插入工序中，使铆钉3的脚部32的一部分相对于第2面13向远离第1面12的方向凸出。在第1热干燥工序中，第1接合材料21所包含的有机溶剂被去除，因此在铆钉脚部插入工序中，抑制第1接合材料21在铆钉3的第1凸缘部31和基体金属1之间被压扁。

如图3所示，在步骤s3后，在步骤s4中，进行第2接合材料涂敷工序。图6是表示图3的第2接合材料涂敷工序的图。在第2接合材料涂敷工序中，在第1凸缘部31及第1接合材料21涂敷第2接合材料22，将第1凸缘部31配置于第1接合材料21和第2接合材料22之间。

第2接合材料22是接合材料2的一部分。第2接合材料22的量成为接合材料2的量的2/3的量。换言之，第2接合材料22是接合材料2之中的除了第1接合材料21以外的部分。在第2接合材料涂敷工序中，与第1接合材料涂敷工序同样地，使用丝网印刷机及丝网印刷掩模。由此，仅在第1凸缘部31及第1接合材料21中的各自的设定区域涂敷第2接合材料22。通过变更丝网印刷板的板厚，从而对第2接合材料22的涂敷量进行变更。

如图3所示，在步骤s4后，在步骤s5中，进行第2热干燥工序。在第2热干燥工序中，将接合材料2所包含的有机溶剂去除。在第2热干燥工序中，将接合材料2以30分钟加热至80℃。

在步骤s5后，在步骤s6中，进行触点接合工序。图7是表示图3的触点接合工序的图。在触点接合工序中，在第2接合材料22叠加触点4，将触点4、第1接合材料21及第2接合材料22在层叠方向压缩，并且进行加热，将由第1接合材料21及第2接合材料22构成的接合材料2和触点4进行接合。

在第2接合材料22叠加触点4的作业是通过具有对位照相机及安装用夹头的安装装置自动地进行的。安装装置使用由对位照相机拍摄的图像，对触点4的位置和第2接合材料22的位置各自进行确定，决定相对于第2接合材料22而叠加触点4的位置。

另外，在第2接合材料22叠加触点4的作业中，安装装置将保持触点4的安装用夹头加热至150℃左右，通过500pa左右的压力将触点4推压至第2接合材料22。由此，第2接合材料22所包含的粘接溶剂挥发，触点4和第2接合材料22彼此粘接。

将触点4、第1接合材料21及第2接合材料22在层叠方向压缩并且进行加热的作业是由一对接合用夹头5进行的。在将触点4、第1接合材料21及第2接合材料22在层叠方向压缩并且进行加热的作业中，将一个接合用夹头5抵接于触点4，将另一个接合用夹头5抵接于脚部32。另外，在将触点4、第1接合材料21及第2接合材料22在层叠方向压缩并且进行加热的作业中，在将接合用夹头5加热至250℃的同时使用接合用夹头5以10mpa的压力将触点4及脚部32在层叠方向以10分钟进行压缩。由此，第1接合材料21和第2接合材料22成为一体，触点4和接合材料2彼此接合。

如图3所示，在步骤s6后，在步骤s7中，进行脚部变形工序。图8是表示图3的脚部变形工序的图。在脚部变形工序中，使脚部32变形，在铆钉3形成与第2面13相对的第2凸缘部33。由此，铆钉3通过铆接而固定于基体金属1。在本例中，将脚部32在层叠方向压缩，在铆钉3形成与第2面13相对的第2凸缘部33。在脚部变形工序中，使用一对接合用夹头5以30mpa的压力将触点4及脚部32在层叠方向以10分钟进行压缩。通过以上方式，制造电接触件。

通过脚部变形工序，在铆钉3形成第2凸缘部33。由此，如图2所示，对相对于触点4的周缘部而叠加的接合材料2的部分进行作用的压缩力p残存。换言之，相对于触点4的周缘部而叠加的接合材料2的部分被第1面12推压。因此，触点4和接合材料2之间的接合强度提高，抑制触点4从基体金属1的剥离。其结果，电接触件的可靠性寿命变长。

接下来，对铆钉3的第1凸缘部31配置于接合材料2的内部而得到的进一步的效果进行说明。在第1凸缘部31没有配置于接合材料2的内部的情况下，触点4相对于基体金属1经由接合材料2进行接合。因此，在触点4和接合材料2之间的界面形成扩散接合。触点4和接合材料2之间的接合力是由在将触点4和接合材料2进行了接合时从外部施加的机械应力和加热温度决定的。因此，随着电接触件被使用，触点4和接合材料2之间的接合力逐渐地降低。在触点4和接合材料2之间的接合力之中，触点4的周缘部和在触点4的周缘部叠加的接合材料2的部分之间的接合力最弱，因此在触点4的周缘部和叠加于触点4的周缘部的接合材料2的部分之间容易发生剥离现象。

另一方面，在第1凸缘部31配置于接合材料2的内部的情况下，将通过铆钉3的压缩变形而在铆钉3产生的应力释放的力作用于铆钉3。因此，将接合材料2朝向触点4推压的力作用于第1凸缘部31。通过第1凸缘部31的周缘部将接合材料2朝向触点4推压的力，大于通过第1凸缘部31的中心部将接合材料2朝向触点4推压的力。因此，接合材料2的周缘部与接合材料2的中心部相比，通过更强的力朝向触点4被推压。

在触点接合工序后，来自外部的机械应力及加热也施加于接合材料2和触点4，由此接合材料2和触点4之间的界面处的扩散接合进行，接合材料2和触点4之间的接合强度提高。因此，通过从铆钉3作用于触点4的力，接合材料2和触点4之间的扩散接合进行。其结果，随着电接触件被使用，接合材料2和触点4之间的接合强度提高。如上所述，与铆钉3的第1凸缘部31没有配置于接合材料2的内部的情况相比较，触点4的周缘部和在触点4的周缘部叠加的接合材料2的部分之间的接合强度提高。

如以上说明所述，根据本发明的实施方式1所涉及的电接触件，具有经由接合材料2与基体金属1接合的触点4和铆钉3。铆钉3具有：第1凸缘部31，其与第1面12相对，设置于接合材料2的内部；脚部32，其与第1凸缘部31一体地形成，插入至贯通孔11；以及第2凸缘部33，其与脚部32一体地形成，与基体金属1的第2面13相对。接合材料2通过铆钉3被第1面12推压。由此，抑制接合材料2的周缘部从基体金属1剥离。其结果，能够抑制触点4和基体金属1之间的接合的劣化。

另外，相对于触点4的周缘部而叠加的接合材料2的部分，通过铆钉3被第1面12推压。由于电接触件被使用，因此力在从接合材料2分离的方向作用于触点4的周缘部。相对于触点4的周缘部而叠加的接合材料2的部分通过铆钉3被第1面12推压，由此抑制相对于触点4的周缘部而叠加的接合材料2的部分从基体金属1分离。其结果，能够抑制触点4和基体金属1之间的接合的劣化。

另外，第1凸缘部31的周缘部将接合材料2朝向触点4推压。因此，能够提高触点4的周缘部和在触点4的周缘部叠加的接合材料2的部分之间的接合强度。

根据本发明的实施方式1所涉及的电接触件的制造方法，具有脚部变形工序，即，使脚部32变形，在铆钉3形成与基体金属1的第2面13相对的第2凸缘部33，在脚部变形工序中，接合材料2通过铆钉3被第1面12推压。由此，抑制接合材料2的周缘部从基体金属1剥离。其结果，能够抑制触点4和基体金属1之间的接合的劣化。

实施方式2.

在上述实施方式1中，接合材料2包含有ag微粒。另外，在上述实施方式1中，触点4的主要成分为ag，触点4的添加物为in的氧化物及sn的氧化物。另一方面，在实施方式2中，接合材料2包含有cu微粒即cu纳米颗粒。cu微粒包含于金属微粒。触点4的主要成分为cu，触点4的添加物为w(钨)。在触点4中w包含有1～40wt％左右。其他结构与实施方式1相同。

在上述实施方式1中，在触点接合工序中，在将接合用夹头5加热至250℃的同时使用接合用夹头5而以10mpa的压力将触点4及脚部32在层叠方向以10分钟进行了压缩。另一方面，在实施方式2中，在触点接合工序中，在将接合用夹头5加热至280℃的同时使用接合用夹头5而以20mpa的压力将触点4及脚部32在层叠方向以10分钟进行压缩。其他电接触件的制造方法与实施方式1相同。

如以上说明所述，根据本发明的实施方式2所涉及的电接触件，具有经由接合材料2与基体金属1接合的触点4和铆钉3。铆钉3具有：第1凸缘部31，其与第1面12相对，设置于接合材料2的内部；脚部32，其与第1凸缘部31一体地形成，插入至贯通孔11；以及第2凸缘部33，其与脚部32一体地形成，与基体金属1的第2面13相对。接合材料2通过铆钉3被第1面12推压。由此，抑制接合材料2的周缘部从基体金属1剥离。其结果，能够抑制触点4和基体金属1之间的接合的劣化。

实施方式3.

图9是表示本发明的实施方式3所涉及的电接触件的剖视图。在铆钉3的第1凸缘部31中的与触点4相对的面形成有凹凸部34。由此，铆钉3的第1凸缘部31中的相对于接合材料2的接触面积增加。因此，铆钉3的第1凸缘部31和接合材料2之间的接合强度提高。其他结构与实施方式1相同。此外，其他结构也可以与实施方式2相同。

如以上说明所述，根据本发明的实施方式2所涉及的电接触件，在第1凸缘部31中的与触点4相对的面形成有凹凸部34。由此，能够使铆钉3的第1凸缘部31和接合材料2之间的接合强度提高。

实施方式4.

图10是表示本发明的实施方式4所涉及的电接触件的剖视图。在铆钉3的第1凸缘部31中的与基体金属1相对的面形成有凹凸部35。由此，铆钉3的第1凸缘部31中的相对于接合材料2的接触面积增加。因此，铆钉3的第1凸缘部31和接合材料2之间的接合强度提高。

在触点4中的与基体金属1相对的面形成有凹凸部41。由此，触点4中的相对于接合材料2的接触面积增加。因此，触点4和接合材料2之间的接合强度提高。其他结构与实施方式3相同。

如以上说明所述，根据本发明的实施方式4所涉及的电接触件，在铆钉3的第1凸缘部31中的与基体金属1相对的面形成有凹凸部35。由此，能够使铆钉3的第1凸缘部31和接合材料2之间的接合强度提高。

另外，在触点4中的与基体金属1相对的面形成有凹凸部41。由此，能够使触点4和接合材料2之间的接合强度提高。

实施方式5.

图11是表示本发明的实施方式5所涉及的电接触件的剖视图。在触点4的周缘部中的与基体金属1相对的面形成有凹部42。由此，触点4的周缘部中的相对于接合材料2的接触面积增加。因此，触点4的周缘部和接合材料2之间的接合强度提高。其他结构与实施方式4相同。

如以上说明所述，根据本发明的实施方式5所涉及的电接触件，在触点4的周缘部中的与基体金属1相对的面形成有凹部42。由此，能够使触点4的周缘部和接合材料2之间的接合强度提高。

此外，在上述实施方式5中，在第1凸缘部31中的与触点4相对的面形成有凹凸部34，在第1凸缘部31中的与基体金属1相对的面形成有凹凸部35。但是，并不限定于此，如图12所示，也可以是在第1凸缘部31的周缘部中的与触点4相对的面形成有凹部36的结构。由此，能够使第1凸缘部31的周缘部和接合材料2之间的接合强度提高。另外，如图13所示，也可以是在第1凸缘部31的周缘部中的与基体金属1相对的面形成有凹部37的结构。由此，能够使第1凸缘部31的周缘部和接合材料2之间的接合强度提高。

标号的说明

1基体金属，2接合材料，3铆钉，4触点，5接合用夹头，11贯通孔，12第1面，13第2面，21第1接合材料，22第2接合材料，31第1凸缘部，32脚部，33第2凸缘部，34凹凸部，35凹凸部，36凹部，37凹部，41凹凸部，42凹部。