由可动接点部和固定接点部构成的电接点结构的制作方法_2

文档序号:9769268阅读:来源:国知局
厚度为〇.〇5μηι~2. Ομπι来进 行镀覆。镍或镍合金的基底层6的厚度过薄时,效果小;过厚时,导电性基材5的可动接点的 工作力降低。作为形成可动接点部基底层6的镍、钴,没有限定,特别优选镍,除了纯镍以外, 也可以为包含1质量%~1〇质量%的钴(Co)的镍合金。另外,也可以使用镍-磷(Ni-P)合金、 镍-锡(Ni-Sn)合金、镍-钴(Ni-Co)合金、镍-钴-磷(Ni-Co-P)合金、镍-铜(Ni-Cu)合金、镍_ 铬(Ni-Cr)合金、镍-锌(Ni-Zn)合金、镍-铁(Ni-Fe)合金等。
[0042] 现有的由银或银合金形成的层(可动接点部表层)的密合力降低的原因是由于基 底层的氧化和较大的反复剪切应力。对此,本实施方式中,作为使基底层6不发生氧化的手 段,可以配置由铜或铜合金形成的中间层13(可动接点部中间层)。通过配置由铜或铜合金 形成的中间层13,产生银和铜的扩散,形成由银和铜形成的合金层。该银-铜合金层可起到 抑制氧透过、防止密合性降低的作用。另外,对于剪切应力,通过形成相互接触的层(银和 铜、铜和镍)发生固溶的组合,可得到改善。在现有的银层-镍层中,镍在银中的固溶浓度是 极微量的,相对于剪切应力的断裂强度弱。根据发明人等的研究,通过在银与镍之间施加铜 层,在银与铜的界面形成合金,剪切强度提高,因而从该方面出发也优选形成中间层13。 [00 43] 这种可动接点部中间层13的厚度优选为Ο.ΟΙμηι~0.09μηι。铜或铜合金层的厚度过 薄时,设置层的效果小;过厚时,基材的可动接点的工作力降低,因而不优选。作为铜或铜合 金,没有特别限定,可以使用铜、铜-金(Cu-Au)合金、铜-银(Cu-Ag)合金、铜-锡(Cu-Sn)合 金、铜-镍(Cu-Ni)合金、或铜-铟(Cu-In)合金等。另外,也可以为包含1质量%~10质量%的 选自锡(Sn)、锌(Zn)、镍(Ni)中的1种或2种以上元素的铜合金。
[0044]在可动接点部1的表层设置由银或银合金形成的可动接点部表层7。该层的厚度优 选为Ο.ΟΙμπι~0·3μπι。作为银合金,为了提高耐磨耗性,可以使用在银中添加了0.1质量%~ 2.0质量%的锑(Sb)的合金。对于现有使用的固定接点部2的金表面,可动接点部的表面使 用镍是主流。但是金的价格高,因而研究了在固定接点部2使银或镍为最外表面,但这导致 银的成本高、及镍的表面的接触电阻高成为了课题。鉴于这种背景,正在减薄由银或银合金 形成的层。
[0045]为此,优选在可动接点部表层7上设置厚度为lyrVcm2~SyFVcm2的有机覆膜。这 主要是出于防止银生锈的目的而设置的。需要说明的是,"yrVcm2"的定义记载于说明书的 最后。本实施方式中能够用于有机覆膜的有机化合物是对银或银合金具有物理或化学结合 性的化合物。需要说明的是,本实施方式中,物理结合是指基于范德华力等的弱结合状态, 是不具有化学结合种而形成了结合或吸附状态的状态。另外,化学结合性的化合物是指化 合物在银或银合金的表面能够形成共价键、配位键或范德华键等化学结合状态的状态的具 有结合键或极性等的化合物。
[0046] 作为本实施方式中能够用于上述有机覆膜的有机化合物,例如可以举出酯、羧酸、 脂肪族胺、硫醇等,作为能够形成耐蚀性优异的防锈覆膜的化合物,更优选脂肪族胺或硫 醇。通过使覆膜的种类由脂肪族胺、硫醇中的任一者或两者的混合物构成,可以容易地调整 所形成的有机覆膜厚度,可得到粘结性也优异的防锈覆膜。在本实施方式中使用的脂肪族 胺和硫醇中,考虑到耐蚀性和直链的长度,特别优选碳原子数为30以下的脂肪族胺和硫醇、 具体地说,可以举出十二烷胺、二十烷胺、壬胺、十Λ胺、十二烷基硫醇、十Λ烷基硫醇、二十 烷基硫醇、壬基硫醇、^十八烧硫醇等。
[0047] 作为有机覆膜形成方法,优选利用下述方法进行处理:在导电性基体5上形成可动 接点部基底层6和由银或银合金形成的可动接点部表层7后,浸渍到含有上述有机化合物的 溶液中。除此以外,在形成可动接点部表层7后,使其通过含有上述有机化合物的溶液雾中, 或者用润湿了上述溶液的布等擦拭等,从而也可以进行覆膜形成处理。对上述溶液中的银 或银合金具有物理或化学结合性的有机化合物的浓度没有特别限制,优选为0.01质量%~ 10质量%。作为溶剂,可以使用甲苯、丙酮、三氯乙烷、内酯系溶剂、内酰胺系溶剂、环状酰亚 胺系的有机溶剂、市售品合成溶剂(例如,烃系溶剂NS Clean 100W;商品名、Japan Energy Corporation制造)等。这些溶剂不残留于表面而挥发,因此对防锈覆膜没有影响。另外,可 以在不抑制树脂密合性的情况下实施有机覆膜处理,可容易地实现涂布和干燥。需要说明 的是,作为在形成上述有机化合物覆膜后将该厚度控制为本实施方式中规定的厚度的方 法,利用上述溶剂进行0.1秒~10秒左右的清洗,从而能够容易地除去未与银或银合金产生 物理或化学结合的有机化合物的残留部分,可以对膜厚进行控制。在此时的清洗工序中,与 银或银合金结合的有机覆膜成分未被除去,因而不会失去防锈处理效果。
[0048]对防锈覆膜形成的处理温度?处理时间没有特别限制,只要在常温(25°C)下浸渍 0.1秒以上(优选0.5~10秒)即可形成作为目标的防锈覆膜。对于该防锈覆膜形成,可以将1 种有机覆膜形成处理2次以上,或者将利用2种以上化合物形成的混合液的有机覆膜形成处 理2次以上,进而也可以交替地进行这些形成处理,从工序数和成本方面考虑,形成处理优 选为3次以内。该防锈覆膜优选在作为按压开关的接点结构工作前除去。
[0049] 本实施方式中,可动接点部基底层6、可动接点部中间层13、可动接点部表层7的各 层可以通过电镀法、非电解镀覆法、物理?化学蒸镀法等任意方法形成。这些之中,从生产 率和成本方面等出发,电镀法是最有利的。上述各层可以形成于导电性基材5的整个面,但 仅形成于与固定接点部的接点或接点附近时在经济上是有利的。
[0050] 此外,为了提高密合强度,在非氧化性气氛中进行加热处理,从而扩散、特别是银 的扩散进行,剪切强度提高。这是因为银和铜的合金层变厚,但若过于继续进行加热处理, 则表层的银全部发生合金化,从而接触稳定性变差。另外,若银-铜合金层变厚,则导电性降 低。银-铜合金层的厚度优选为Ο.?μπι以下,加热条件优选为200°C~400°CX1分钟~5小时。 作为非氧化性的气氛气体,可以使用氢、氦、氩或氮,但优选氩。
[0051] (固定接点部)
[0052] 如图3的(b)所示,本实施方式的固定接点部2由固定接点构件12构成,该固定接点 构件12在基材9上具有由铜或铜合金形成的固定接点部基底层10,在上述固定接点部基底 层10上具有由镍、锡、锌、镍合金、锡合金、或锌合金中的任一者形成的固定接点部最表层 11。作为基材9,例如优选使用FR-4 (阻燃型4)等印刷基板材料。另外,固定接点部的基材9和 固定接点部基底层10也可以是表面具有铜图案的印刷基板。即,印刷基板的树脂部分为基 材9,印刷基板的铜图案为固定接点部基底层10。这种情况下,通过在印刷基板的铜图案上 设置固定接点部最表层11,可以形成固定接点构件12。
[0053] 由铜或铜合金形成的固定接点部基底层10与可动接点部基底层6、可动接点部中 间层13不同,是厚度50μπι以下构成的层。作为铜或铜合金,没有特别限定,可以使用铜、铜_ 金(Cu-Au)合金、铜-银(Cu-Ag)合金、铜-锡(Cu-Sn)合金、铜-镍(Cu-Ni)合金、或铜-铟(Cu-In)合金等。另外,也可以是包含1质量%~10质量%选自锡(Sn)、锌(Zn)、镍(Ni)中的1种或 2种以上元素的铜合金。该
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