(57)【要約】  本発明は、例えばスイッチコンタクト又はプラグ型接点などの電気コンタクト部材（３０）上に少なくとも１つの機能的領域（１）を生成する方法に関する。前記少なくとも１つの機能的領域（１）、例えば接触箇所又は圧着又ははんだ接続用接続領域は、前記コンタクト部材の部分的領域に制限される。湿式化学法において不利益となる高環境負荷を防止するため、と物理的技術に関して溶融めっき法において生じる非常に少ない材料への制限を克服するため、及び両方の技術において不十分な選択及び構造化の空間的可能性を実質的に改善するために、本発明によれば、少なくとも１つの材料被膜（４）がより高い選択的方法で機能的領域（１）においてコンタクト部材に機械的に塗布され、続けて、例えばイオン及び／又は電子ビーム形状の粒子ビームなどの高エネルギー熱放射（９）が少なくとも１つの材料被膜（４）上に向けられることが規定される。材料被膜（４）は、前述の方法では提供できない新たな材料又は材料の組み合わせを含有することができる。本発明は、更に、このような機能的領域を製造するための装置と、このような機能的領域（１）を有するコンタクト部材に関し、このコンタクト部材（３０）は上記方法に従って製造される。【選択図】図７
2014516384.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気コンタクト部材（３０）上に少なくとも１つの機能的領域（１）を製造するための方法であり、前記少なくとも１つの機能的領域がコンタクト部材の部分的領域に制限される方法であって、少なくとも１つの材料被膜（４）が前記機能的領域（１）内の前記コンタクト部材（３０）に機械的に塗布され、続けて高エネルギー熱放射（９）が少なくとも材料被膜上に向けられることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記材料被膜（４）が印刷されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記材料被膜（４）が吹付けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記材料被膜がワイヤ又はフィルムとして提供されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
複数の異なる材料被膜（４ａ，４ｂ，４ｃ）が前記機械的領域（１）において互いに上下に重なるように及び／又は互いに隣接して機械的に塗布されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
面積に関して小さい方の材料被膜（４ｂ）が前記機能的領域（１）において面積に関して大きい方の材料被膜（４ａ）に塗布されることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
面積に関して大きい方の材料被膜（４ｂ）が前記機能的領域（１）において面積に関して小さい方の材料被膜（４ａ）に塗布されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
異なる材料の前記複数の材料被膜（４）が前記機能的領域（１）に塗布されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記材料被膜（４）が０．１ｍｍ未満の精度で塗布されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記高エネルギー熱放射（９）の活性領域が面積に関して前記少なくとも１つの材料被膜（４）に制限されることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記高エネルギー熱放射（９）が前記少なくとも１つの材料被膜（４）のサブ領域に制限されることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
一方が他方の上方及び／又は下方に連続して位置する前記少なくとも１つの材料被膜（４）のサブ領域が溶融されることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記高エネルギー熱放射（９）の放射パラメータを前記機能的領域（１）の照射中に変化させることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
同じサブ領域（４ａ，４ｂ，２１ｃ，２１ｄ）が連続して数回加熱されることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記材料被膜（４）における前記高エネルギー熱放射（９）のエネルギー付与が前記活性領域（１２）の位置及び／又は前記活性領域（１２）内の活性持続時間に従って変化されることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記高エネルギー熱放射（９）のエネルギー付与が前記照射される材料被膜（１２）の材料組成に従って変化されることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
最大エネルギー付与の深度が所望の効果に従って前記ビームパラメータによって制御されることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
冷却が前記高エネルギー熱放射（９）によって前記活性領域（１２）において制御されることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記材料被膜（４）の表面が前記高エネルギー熱放射（９）によって構造化されることを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
前記高エネルギー熱放射（９）によって前記コンタクト部材（３０）の基材（６）において前記材料被膜（４）から合金化領域（２０）が製造されることを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
前記材料被膜（４）が、前記高エネルギー熱放射（９）によって下方の前記基材（６）又は更なる材料被膜（４）と共に溶融され、対流の結果生じる混合相がその粒子構造に関して非常に急速な冷却によって凍結されることを特徴とする請求項１乃至１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
前記機能的領域（１）において前記高エネルギー放射（９）の前記放射パラメータを変化させることによって同一材料の材料被膜（４）内に異なる機械的性質を有する部分（４ａ，４ｂ，４ｃ）が製造されることを特徴とする請求項１乃至１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
前記高エネルギー熱放射（９）が、前記機能的領域（１）の製造前及び／又は後に前記コンタクト部材（３０）を処理するために用いられることを特徴とする請求項１乃至２２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２４】
前記高エネルギー熱放射（９）が品質制御のために用いられることを特徴とする請求項１乃至２３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２５】
前記コンタクト部材が短冊状又は帯状（５）に処理されることを特徴とする請求項１乃至２４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２６】
帯状材料（５）用の前進装置を有するコンタクト部材を製造するための装置（８）であり、放射源（８）によって特徴付けられる装置（８）であって、前記放射源（８）によって、高エネルギー放射（９）が、操作中に生成されることができ、前記帯状材料（５）のサブ領域に収束されることができる装置（８）。
【請求項２７】
電気コンタクト部材（３０）であって、請求項１乃至２５のいずれか一項に記載の方法に従って製造されることを特徴とする電気コンタクト部材（３０）。
【請求項２８】
前記機能的領域（１）が、互いに隣接して及び／又は互いに上下に重なり合うように配置され且つ異なる機械的性質を有する複数の材料被膜（４ａ，４ｂ，４ｃ）を有することを特徴とする請求項２７に記載の電気コンタクト部材（３０）。
【請求項２９】
前記機能的領域（１）が硬化された及び硬化されていない材料被膜（４ａ，４ｂ）を有することを特徴とする請求項２７又は請求項２８のいずれかに記載の電気コンタクト部材（３０）。
【請求項３０】
前記材料被膜（４）がアモルファス、マイクロスケール及び／又はナノスケールの粒子構造を有することを特徴とする請求項２７乃至２９のいずれか一項に記載の電気コンタクト部材（３０）。
【請求項３１】
前記機能的領域（１）が前記コンタクト部材において合金化される領域（２０）を有することを特徴とする請求項２７乃至３０のいずれか一項に記載の電気コンタクト部材（３０）。
【請求項３２】
合金化不能材料がナノ結晶状に凍結されることを特徴とする請求項２７乃至３１のいずれか一項に記載の電気コンタクト部材（３０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気コンタクト部材上に少なくとも１つの機能的領域を製造するための方法に関し、この少なくとも１つの機能的領域は、コンタクト部材の部分的領域に制限される。本発明は、更に、上記のような方法によって製造されるコンタクト部材、及びコンタクト部材を製造するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のようなコンタクト部材としてはプラグ型コネクタ用コンタクトやスイッチコンタクトが挙げられる。その機能的領域は、コンタクト部材が電気コンポーネントに組み付けられると動作中に特定の機能を実行するコンタクト部材の表面領域である。機能的領域とは、例えば、コンタクト部材に対して、対となる接点が機械的且つ電気的に接触する接触箇所、例えばプラグ型コネクタ同士が結合される際、対となる接点がコンタクト部材の表面上を移動する際に沿って行く導入領域、コンタクト部材が他のコンポーネントと接触状態にある領域であって腐食のリスクにある領域、及び圧着、はんだ、又はその他の接続部用の接続箇所である。
【０００３】
コンタクト部材は一般的に銅又は銅合金から製造される。コンタクト部材は一般的に、主にベルトコンベヤシステムによって、電気めっき法によって被覆される。コンタクト部材に対する金、銀、パラジウム、ニッケル、及び錫などの及びこれら金属を基にした又は含む合金の金属めっき式被覆が特に知られている。
【０００４】
錫接点は溶融錫めっき法によっても製造可能である。
【０００５】
両方法において、コンタクト部材を被覆することができる材料の選択は制限されている。更に合金は電気めっき法において自在に析出させることができない。錫による溶融めっきでは、この処理は溶融物の処理温度によって制限される。従って、両方法において、被覆性を変化させることは不可能であり、可能であっても大きな困難を伴う。
【０００６】
１つのコンタクト部材上の各機能に関して最適化された複数の異なる機能的領域の製造は可能ではない。
【０００７】
溶融錫めっきは、更に、表面積に関して制限された領域の選択的被覆がほとんど不可能であるという不利益を伴う。
【０００８】
数ミリメートル程度の限定された被覆面は電気めっき法における選択的技術によって製造可能であるが、選択的電気めっきによって比較的小さな領域を製造することは技術的には現在不可能である。この規模では、コンタクト部材に必要な機能的領域にとって寸法が大き過ぎる。
【０００９】
開閉技術からのコンタクト部材において、接触箇所、例えば接触リベットは、別に製造され、その後コンタクト部材に接合される。この接触箇所は冶金的に処理されることができる。接触リベット製造及び嵌め合い作業における許容範囲によって、実質的な不合格品を生じる可能性のある誤差が発生する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述した既知の方法の欠点に鑑み、本発明が取り組む課題は、コンタクト部材における機能的領域の簡易且つ精密な製造を可能にする方法であると同時に夫々の機能に対して夫々最適化されることができる複数の機能的領域を１つのコンタクト部材上に製造し得る方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この課題は、導入部で言及した方法に関して、機能的領域内のコンタクト部材に対して少なくとも１つの材料被膜を機械的に塗布し、その後その少なくとも１つの材料被膜上に高エネルギー熱放射を行うことによって解決される。
【００１２】
この材料被膜の機械的塗布は、電気めっき法、及び例えば溶融錫めっきなどの溶融めっき法の不利益を回避する。機能的領域が必要な箇所には、機能的領域の機能に必要な材料のみが塗布されねばならない。その後の照射によって、塗布される材料被膜の機械的又は化学的性質の選択的且つ制御された変化が可能になる。
【００１３】
この材料被膜の機械的塗布は、湿式化学法のコスト集約的環境規制を回避する。機械的塗布の間、高価な材料も大型の溶融浴又はめっき浴の形状ではあまり保持される必要がない。これは貴金属を含む材料被膜において特に効果を有する。
【００１４】
特に、電子又はイオン及びその他の原子又は亜原子粒子による照射は、以下では高エネルギー熱放射であると考えられる。レーザビーム及びＸ線ビームも高エネルギー熱放射であると考えられてもよい。
【００１５】
本発明による解決法は、夫々が独立した特徴であって、それ自体が有益である特徴であって、互いに自由に組み合わせることができる以下の特徴によって発展させることができる。
【００１６】
特に有利な構成によれば、従って、前記少なくとも１つの材料被膜は印刷されることが提供される。この場合、例えば、スクリーン印刷、インクジェット印刷、グラビア印刷、スタンプ印刷、又は、直接的又は中間キャリア例えば中間ローラを介する間接的印刷を用いることができる。機能的に関連する材料被膜の印刷は、コンタクト部材の基材上に直接実行されることが好ましい。しかし、コンタクト部材はその他の方法によって予め被覆されてもよい。
【００１７】
機能的領域における材料被膜は、特に、コンタクト部材が未だ個別の形状で提供されておらず、代わりに短冊状又は帯状で提供されていれば印刷されることができる。
【００１８】
この印刷は、機能的領域が正確に位置決めされ且つ／又は寸法取りされることができるように、少なくとも０．１乃至１ｍｍの精度で行われることが好ましい。
【００１９】
他の有利な構成によれば、印刷に金属含有ペーストが用いられることができる。このペーストは、１つ又はそれ以上の純金属成分、炭素及び／又は金属化合物からの粉末、微粒子及び／又はナノ粒子を含有又は備えることができる。特に、金属ペーストは、コンタクト部材における接触箇所を被覆するために現在用いられている金属を含有してもよい。このような金属は、例えば、金、銀、銅、ニッケル、錫、パラジウム、白金、及び／又はルテニウムである。
【００２０】
印刷に用いられる材料、特にペーストは、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、ハフニウム、タンタル、及び特にタングステンからなる群から付加的成分を、及びこれらの付加的成分の混合物を含有してもよい。
【００２１】
材料被膜内の金属成分は、高エネルギー熱放射の作用によって金属に還元されるような金属が選択されることが好ましい。
【００２２】
上記に示した主要成分又は付加的成分は、非金属物性が機能的領域に機能的に関連していると見なされれば、化学的に安定な化合物に機械的に塗布されることもできる。従って、例えば、主要成分又は付加的成分は、金属／炭素化合物ＭｅｙＣｘ、金属酸化物ＭｅｙＯｘ又は金属／窒素化合物ＭｅｙＮｘとして機械的塗布に使用されてもよい。炭素は、グラファイト、ダイヤモンド、カーボンナノチューブ、グラフェン又はフラーレンなどの化学的構成で塗布される材料に存在していてもよい。
【００２３】
他の有利な構成によれば、前記少なくとも１つの材料被膜は吹き付けられることができる。特に、粉末は吹き付けられてもよい。ビームパラメータを変化させることによって、被覆厚が面の方向に変化する材料被膜が吹付け作業によって製造されることができる。吹付けは、例えば、上述の付加的成分などの粉末状合金材料に特に適している。過剰な粉末は単純に収集されて戻されることができる。この吹付けは、吹き付けられた材料が飛行中に保護された状態で表面上に焼き付けられることができるように、高エネルギービーム内で行われることができる。吹付け及び照射は、吹き付けられた材料が放射パルス同士間で凝固して定着することができるように同期的且つ間欠的に行われることができる。
【００２４】
他の有利な構成によれば、塗布された材料被膜は、熱ビームに対して例えば絶えず供給されるワイヤ及び／又はフィルム且つ／又は基材上に位置決めされたワイヤ及び／又はフィルムからなるようにしてもよい。このワイヤ及び／又はフィルムの熱ビームへの供給は、材料供給及び溶融作業が１つの工程で行われるという利点を有する。
【００２５】
上記の構成のうちのいずれかの機械的塗布によって、特に複数の異なる材料被膜を上下に重ねて且つ／又は互いに隣接させて配置することができる。塗布方法の分解能が高いほど、材料被膜は互いに対してより精度よく位置決めされることができる。
【００２６】
コンタクト部材上において互いに重なるように且つ／又は互いに隣接するように塗布される個々の材料被膜は異なる材料からなるようにしてもよい。例えば、コンタクト部材の基材により近い低い方の位置にある材料被膜は、上方の被膜を下方の被膜から化学的に分離するために腐食保護部且つ／又は拡散障壁として機能することができる。
【００２７】
材料被膜を形成する機械的に塗布された材料には、照射中又は上流の乾燥工程後に蒸発する物質であって単に上述の主要又は付加的成分の輸送媒体として機能する物質が含有されることができる。
【００２８】
機械的塗布の後、本発明によれば材料被膜は高エネルギー熱放射によって加熱される。この加熱の結果、上方の材料被膜と下方の材料被膜との間の接続が機械的塗布と比較して強化され、且つ／又は塗布された材料被膜の化学的及び／又は物理的性質が変化する。例えば、照射された料被膜は熱放射の作用によって溶融してもよく、又はコンタクト部材の基材に導入されてその基材とともに合金又は凍結混合相を形成してもよい。異なる材料被膜はまたその境界面において互いに反応することができ、それらの箇所で所望の化合物を形成することができる。
【００２９】
熱放射によって行われる加熱操作が機械的塗布の後により高速に行われることができるように、他の有利な構成によれば、材料被膜は機械的塗布の後に乾燥されることが提案される。乾燥はオーブン内で行われることが好ましい。その乾燥中、材料被膜は、塗布された少なくとも１つの材料被膜の最も低い温度で溶融する成分の溶融温度を下回る温度、且つ／又は軟化温度又は位相変化温度、例えば基材の軟化温度まで加熱されることが好ましい。
【００３０】
高エネルギー熱放射が作用してコンタクト部材又は機能的領域を加熱する活性領域は、表面積に関して最大で前記少なくとも１つの材料被膜からなると特に有益である。これは、熱放射が少なくとも１つの熱ビームの形状で材料被膜に衝突するように熱放射を束ねる、収束する、又は遮蔽することによって実行されてもよい。より速い処理速度を得るために、この熱放射は、コンタクト部材全体に分散された複数の材料被膜上に同時に当てることが可能な複数の熱ビームに分割されることもできる。
【００３１】
高エネルギー熱放射による材料被膜の加熱は、エネルギーの供給が高精度に行われるように０．１ｍｍ未満の精度で点状に行われることが好ましい。このような方法の実施中、コンタクト部材の面における活性領域の最大直径は０．１ｍｍ未満である。活性領域の最小実現可能直径はエネルギー放射の波長に実質的に対応する。熱ビームが拡張されることによって、又は点状に収束された熱ビームによって特に格子状に照射対象面が覆われることによって、比較的大きな表面積が処理されることもできる。
【００３２】
高分解能によって、熱は小領域にのみ作用することができる。例えば、寸法が分解能の範囲にある領域は、その領域で局所的に制限された方法で化学的且つ／又は物理的性質を変化させるために、選択的に溶融又は加熱されることができる。
【００３３】
材料被膜内の局所加熱は、熱放射のエネルギー密度、加速電圧、粒子ビーム、及び活性時間によって制御される。これらのビームパラメータは、活性領域の位置及び／又は活性領域内の現在の材料被膜の材料組成によって瞬間的に変化させる。ビームパラメータは、少なくとも１つの成分が現在の活性領域の影響を受ける材料被膜において溶融状態に達するように制御されることが好ましい。
【００３４】
前記方法の有利な構成では、コンタクト部材の基材は、熱放射によって最大でも表面的に加熱及び／又は溶融される。溶融深度は０．０５μｍと２０μｍとの間であることが好ましい。
【００３５】
ビームパラメータを制御された方法で、例えば活性領域の影響を受ける材料被膜の厚み及び／又は組成によって変化させることによって、隣接し合う材料被膜同士間及び／又は底部材料被膜と基材との間の所望数の境界面が溶融されるように溶融深度が制御されることができる。
【００３６】
前記方法の他の有利な構成によれば、エネルギーの最大付与が行われる深度が選択的に調整されることができるように、高エネルギー放射のビームパラメータが調整されることができる。例えば、基材と材料被膜との間の１つの境界層のみが溶融する一方、材料被膜の表面がわずかにだけ加熱されるように、ビームパラメータが調整されることができる。高エネルギー粒子放射、例えば、電子、イオン、又は原子放射の場合、最大エネルギー照射深度の調整は、運動エネルギーを制御することによって行われることができる。これは、波状特性を有する高エネルギー放射の場合、例えば、レーザ放射又はＸ線放射の場合、周波数が制御されることによって行われることができる。
【００３７】
更に、活性領域の材料被膜の加熱は、加熱が熱平衡で行われるように、ビームパラメータを適応させることによって制御されることができる。
【００３８】
ビームによって材料被膜が加熱、特に溶融されることによって、前記方法の他の有利な構成において材料被膜を圧縮且つ／又は脱気することができる。更に、気孔が塞がれることができ、且つ／又は材料不良を取り除くことができる。
【００３９】
更に、ビームパラメータが制御されることによって、活性領域において加熱された少なくとも１つの材料被膜の冷却速度を制御することができる。例えば、エネルギーの付与が徐々に減少されることによって、又はエネルギー付与が突然減少されることによる少なくとも１つの材料被膜の急な冷却によって熱平衡を有する徐冷却を生じることができる。
【００４０】
０．１ｍｍ未満の典型的な寸法を有する活性領域は、通常数ミリメートルから数センチメートルまでのサイズを有するコンタクト部材よりもかなり小さい。従って、活性領域によって加熱される質量は、コンタクト部材の質量よりもかなり小さいことが好ましい。従って、活性領域において加熱された少なくとも１つの材料被膜の加熱は、高エネルギー熱放射によって加えられたエネルギーが熱伝導によって同時に消散されるエネルギーよりも格段に大きいので、断熱的又は準断熱的に行われる。活性領域とコンタクト部材との間のサイズ関係によって、非常に急速に冷却が行われるため、熱放射が切断さられると活性領域の溶融材料被膜が凍結される。その結果、本発明に従う方法によって材料被膜においてアモルファスマイクロスケール及び／又はナノスケール粒子を得ることができる。このような粒子は化学的に不活性であり極めて耐摩耗性に優れている。断熱的又は準断熱的加熱の結果、熱放射の熱作用がビーム分解能の規模の狭小に区切られた領域にのみ限定される。
【００４１】
他有利な構成では、１つの材料被膜において様々な粒子が生成されることができる。この結果、例えば、材料被膜が、対となる接点がコンタクト部材に衝突する又はコンタクト部材に沿って摩擦する機能的領域の箇所を有する領域に嵌合されることができる特に硬質で且つ耐摩耗性のある領域を有することができる。
【００４２】
材料被膜上の表面構造は、更に、熱放射によって生成されることができる。例えば、格子状接点形状の微細構造が生成されることができる。更に、表面構造によって、上部材料被膜のトライボロジー的性質に影響を及ぼすことができる。熱放射によって形成された構造的要素のサイズは、２０μｍ未満であることが好ましく、従って、微視的範囲にあることが好ましい。
【００４３】
その結果、同一材料の領域における機能的領域に異なる機械的性質を有する領域を製造することができる。これらの異なる機械的性質は、上述したように、材料被膜におけるエネルギー付与を時間及び空間に関して変化させることによって、及び、加熱及び冷却速度及び／又は活性領域内の温度が制御されることによって、例えば異なる粒子構造が材料被膜の表面範囲全体に生成されるので、生成されることができる。
【００４４】
他の有利な構成によれば、高エネルギー熱放射を使用して、機能的領域の製造前及び／又は後に短冊状又は帯状又は個別に存在するコンタクト部材を処理することができる。例えば、熱放射に使用されるものと同一のビーム源から高エネルギービームは、コンタクト部材を切断、穿孔、硬化、及び屈曲するための電子ビーム又はイオンビームの形状で使用されることができる。
【００４５】
電子ビームが高エネルギー熱放射として使用される場合、電子ビームは他の有利な構成において電子光学撮像方法による視覚化及び品質制御のために使用されることができる。これは、処理操作中に又はその後の別の工程において行われてもよい。例えば、可視化のために走査電子顕微鏡法が使用されてもよい。
【００４６】
導入部で述べられたように、本発明に従うコンタクト部材は、少なくとも１つの機械的に塗布された材料被膜を備える少なくとも１つの機能的領域を有する。
【００４７】
その機能的領域として、接触点を包囲する材料被膜よりも小さい電気抵抗を有する材料被膜からなる接触点を有する接触箇所が設けられてもよい。接触点を包囲する材料被膜は、接触点それ自体よりも高い耐腐食性を有していてもよい。特に、コンタクト部材の材料被膜ではなく接点を包囲する領域の材料被膜に低グレード金属材料が含有されてもよい。
【００４８】
他の有利な構成では、機能的領域は、はんだ及び／又は圧着接続部動詞を結合することを容易にすることを目的とする接続領域の形状でもよい。このような接続領域は、例えば、錫を含有する機械的に塗布された材料被膜を有してもよい。
【００４９】
本発明は、実施形態び図面を参照してより詳細に以下に説明される。個々の実施形態において異なる特徴は、上記の説明に従って互いに組み合わされてもよい。更に、実施形態における個々の特徴は、その特徴に関連する利点が特定の用途において重要でなければ、上記で説明されたことに従って省略されてもよい。
【００５０】
分かり易くするため、以下では異なる実施形態において構造及び／又は機能に関して類似又は同一の要素には同じ参照番号が使用される。図面において：
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明に従う方法の第１の実施形態に従う方法ステップの概略図である。
【図２】本発明に従う方法の第２の実施形態に従う方法ステップの概略図である。
【図３】本発明に従う方法の第３の実施形態に従う方法ステップの概略図である。
【図４】本発明の第４の実施形態の方法ステップの概略図である。
【図５】本発明の第５の実施形態の方法ステップの概略図である。
【図６】本発明の第６の実施形態の方法ステップの概略図である。
【図７】本発明の第７の実施形態の方法ステップの概略図である。
【図８】本発明の第８の実施形態の方法ステップの概略図である。
【図９】本発明の第９の実施形態の方法ステップの概略図である。
【図１０】本発明の第１０の実施形態に従う方法ステップの概略図である。
【図１１】本発明の第１１の実施形態の方法ステップの概略図である。
【図１２】本発明の第１２の実施形態の方法ステップの概略図である。
【図１３】本発明の第１３の実施形態の方法ステップの概略図である。
【図１４】本発明の第１４の５実施形態の方法ステップの概略図である。
【図１５】本発明の第１５の実施形態の方法ステップの概略図である。
【図１６】本発明の第１６の実施形態の方法ステップの概略図である。
【図１７】本発明の第１７の実施形態の方法ステップの概略図である。
【図１８】本発明の第１８の実施形態の方法ステップの概略図である。
【図１９】本発明に従うコンタクト部材の製造中の概略図である。
【図２０】図１９の細部ＸＸを示す。
【図２１】本発明に従うコンタクト部材の第２の実施形態の製造中の概略図である。
【図２２】図２１の細部ＸＸＩＩを示す。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
まず、図１に概略的に示された実施形態を参照して本発明が記述される。
【００５３】
図１は、コンタクト部材２の少なくとも１つの機能的領域１が製造される方法を示す。機能的領域１は、表面積に関してコンタクト部材２の表面３に限定された領域であって、組み付けられたコンタクト部材２において特定の機能を果たす領域である。機能的領域１は、例えば、対となる接点（図示せず）が当接する接触箇所であって、動作中に電流が通過する接触箇所である。機能的領域１は、例えば圧着又ははんだ付けによって、組み付けられたコンタクト部材２において導体が確実に接続される接続領域でもよい。機能的領域１は、組み付けられたコンタクト部材２の場合高い機械的表面荷重のためコンタクト部材２の表面３の残りの領域とは異なっていてもよい。例えば、コンタクト部材２は、支持箇所では表面摩耗の増加が予想されなければならない場合、移動可能に支持されることができる。これは、その他のコンポーネントがコンタクト部材上に支持される領域にも同様に当てはまる。
【００５４】
図１が示すように、機能的領域１には少なくとも１つの材料被膜４が設けられる。
【００５５】
機能的領域１は、コンタクト部材２が未だ個々の形状ではなく打抜き又は切断によって分離される前の帯状又は短冊状材料５の形状である場合に製造されることができる。或いは、機能的領域１は、既に分離されたコンタクト部材２において製造されることもできる。コンタクト部材２又は短冊状材料５は、均質な基材６、特に銅又は銅合金から製造されることが好ましい。機能的領域１が製造される前に、分離された又は短冊状材料５形状のコンタクト部材２は、例えばニッケル又は錫によって予め被覆されていてもよい。
【００５６】
図１は、前進方向７に放射源８'を有する単に概略的に示された製造ステーション８を通過するように輸送される単なる一例としての機能的領域１の製造を説明する。短冊状材料５の前進は連続的又は間欠的に行われることができる。
【００５７】
第１の実施形態によれば、機能的領域１の製造は、概略的に４つの方法ステップＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄにおいて行なわれることができる。この方法ステップＡ乃至Ｄは、分かり易いように、図１では互いに隣り合わせに図示されている。実際は、個々の方法ステップは、バンドの前進方向７に連続する複数のステーションにおいて、及び／又は帯状材料５が静止された同一箇所又は帯状材料５と共に移動される製造ステーション８を有する同一箇所において行われることができる。特に、高エネルギー熱放射９の方向は、バンドの前進を維持したまま１か所の機能的領域のみに熱放射が向けられたままにするように、バンドの前進と同期させてもよい。
【００５８】
第１の方法ステップＡでは、材料被膜１は基材６に対して機械的に塗布される。これは、特に印刷によって、例えば、スクリーン印刷、インクジェット印刷、グラビア印刷又は直接スタンプ印刷又は中間キャリアを介する間接的なスタンプ印刷によって行われる。例えば、中間キャリアとしては中間ローラが用いられることができる。
【００５９】
材料被膜１の組成は、機能的領域１の機能及びその機能に起因する必要な機械的性質に適応させる。特に、材料被膜４は印刷可能な金属含有ペーストから構成されてもよい。このペーストは、１つ又は１つ以上の純金属成分、炭素及び／又は金属化合物からなる粉末、微粒子、及び／又はナノ粒子を含有してもよい。
【００６０】
機能的領域１が接触箇所であれば、材料被膜の典型的な主要成分は、金、銀、銅、ニッケル、錫、パラジウム、白金、及び／又はルテニウムである。これらの金属は、印刷可能な金属ペーストの主要成分を特に構成してもよい。
【００６１】
更に、材料被膜４は、付加的成分、特に、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニオブ、ジルコニウム、ニッケル、モリブデン、タンタル、及び／又はタングステン及び／又はこれら付加的成分の混合物を有してもよい。方法ステップＡに従って印刷される材料被膜４における金属化合物は、それら化合物がその後の方法ステップにおいて化学的に金属に還元されるように選択される。
【００６２】
材料被膜１は、非金属特性を有してもよいし、非金属物質を含有してもよい。材料被膜の非金属特性は、材料被膜４の主要成分を構成する化学的に安定した金属化合物によっても得られる。例えば、材料被膜４は、ＭｅｙＣｘ形状の金属／炭素化合物、ＭｅｙＯｘ形状の金属酸化物、及び／又はＭｅｙＮｘ形状の金属／窒素化合物から構成されてもよく又は含有してもよく、上記に列挙された主要及び／又は付加的成分の１つ又は１つ以上は、金属として見なされることができる。材料被膜４における炭素は、機械的塗布の間、グラファイト、ダイヤモンド、カーボンナノチューブ、グラフェン又はフラーレンなどの化学的形態で存在することができる。
【００６３】
方法ステップＡにおける印刷は、高局所分解能によって、即ち、高精度に行われることができる。機械的に塗布された又は印刷された点状材料被膜４の位置決め精度及び／又は最小寸法は、０．１ｍｍ未満であることが好ましい。もっと大きな面が関連する方法で印刷されることもできる。
【００６４】
次の方法ステップＢにおいて、放射源８'から材料被膜４又は機能的領域１上に高エネルギー熱放射９が向けられる。
【００６５】
高エネルギー放射源は、特に粒子放射、例えば電子放射又はイオン放射又はその他の亜原子粒子からなる放射などであるが、波状特性を有する放射、例えばレーザ又はＸ線放射などが用いられることもできる。
【００６６】
高エネルギー熱放射９は、少なくとも１つの材料被膜４を有する機能的領域１のみが照射されるように装置１０によって束にされる、収束される、又は遮蔽されることが好ましい。
【００６７】
高エネルギー熱放射９が機能的領域１内の少なくとも１つの材料被膜上に向けられる前に、機械的に塗布又は印刷された材料被膜４が乾燥される乾燥工程（図示せず）が実行されることができる。この乾燥を加速させるためにオーブンが使用されることが好ましい。乾燥温度は、軟化温度又は位相変化温度、例えば基材６の軟化温度を下回ることが好ましく、また、少なくとも１つの材料被膜４における最も低い溶融温度の成分の溶融温度を下回ることが好ましい。
【００６８】
方法ステップＢでは、材料被膜４は、材料被膜４が方法ステップＣにおいて溶融するまで活性時間を増加させて加熱する。高エネルギー熱放射９のエネルギー付与は、基材６と材料被膜４との間の境界面１１も溶融し始めるように制御されることができる。その結果、基材６と材料被膜４が境界面１１で密接に接続される。
【００６９】
続いて、高エネルギー熱放射９が切断され、材料被膜４から離し、溶融直後の材料被膜４が冷却されるようにする。
【００７０】
冷却後、方法ステップＤにおいて、基材６に確実に接続された材料被膜４が存在する。材料被膜４又は機能的領域１の寸法は、機械的塗布方法のため非常に正確である。照射のため、これらの寸法及び位置決めは、塗布の精度が維持されるように方法ステップＡ乃至Ｄに亘って変化しない。
【００７１】
全コンタクト部材２と比較して、表面積に関して実質的にビーム断面１３に限定された非常に小さい活性領域１２及び好ましくは基材６内に向かって約０．０５μｍ乃至２０μｍだけ延びた小活性深度のみに高エネルギー熱放射９が作用するので、活性領域１２の加熱は断熱又は準断熱条件の下で生じる。特に基材６の大質量によって、冷却は非常に急速に生じ、特にアモルファス、マイクロスケール、又はナノスケール粒子を有する凍結粒子状態が存在するような急な放熱勾配を生じる。
【００７２】
活性領域１２における材料被膜１の加熱は、高エネルギー熱放射９又は装置１０によって束ねられた熱ビーム１５のパラメータによって制御される。ビームパラメータは、例えば材料被膜４の厚み及び構造などの材料被膜４の幾何学的性質、及び／又は材料被膜４の深さ、熱伝導性、及び個々の成分の溶融点などの材料被膜４の材料特性に従って調整される。
【００７３】
図１に示された方法に関して、表１に示された放射パラメータは、高エネルギー熱放射９が１００μｍのビーム直径を有する電子放射の場合に調整されることができる。原理上は、０．２μｍ乃至１ｃｍのビーム直径が考えられ、好ましくは２０μｍ乃至１ｍｍである。この例では、意図された溶融深度よりも大きいビーム直径が有利である。
【００７４】
ビーム直径が１００μｍのビーム断面１３に関しては１μｍから５ｍｍまでの活性深度１４が得られる。
【００７５】
【表１】
2014516384.tif 000003
【００７６】
高エネルギー熱放射９は、機能的領域１上にパルス状で向かわせられることができ、これは、例えば、間欠的なバンドの前進の場合に有利である。その後、機能的領域１は、機能的領域１が放射源８'の下方、即ち、図１の例では製造ステーション８の下方に位置するときに放射源８'によって選択的に照射される。
【００７７】
放射エネルギー及び／又は放射エネルギー密度を変化させることによってだけではなく、放射パルス同士間の放射パルス継続時間又は時間間隔を変化させるという点で、エネルギー付与において変化が引き起こされてもよい。例えば、放射パルス間の時間間隔を減少させれば、材料被膜４に含有される熱エネルギーは増加されることができる。
【００７８】
図２は、本発明に記載の方法の他の実施形態を示す。方法ステップＡでは、複数の材料被膜４ａ，４ｂ，４ｃが互いに隣接して塗布される。これら３つの材料被膜は図２では単に一例として隣接配置されている。
【００７９】
材料被膜４ａ，４ｂ，４ｃは、同一又は異なる材料から構成されることができる。印刷方法が高精度であるため、材料被膜４ａ，４ｂ，４ｃは、互いに真横に隣接して配置される。材料被膜同士間の空間１６は塗布方法の精度に実質的に対応し、理想的には空間はないが、実際には最悪の場合で０．１ｍｍが好ましい。
【００８０】
材料被膜４ａ，４ｂ，４ｃは、一体的な機能的領域１の一部である。
【００８１】
方法ステップＢでは、高エネルギー熱放射９は、３つの材料被膜４ａ，４ｂ，４ｃ上に再び向けられる。好ましくは変化させる又は制御されることができるマスク１７であって、装置１０の一部であることができるマスク１７、及び／又は、一定のビームレイアウト、例えば、回折格子１７'によって及びプログラムされたビーム放射によって生成される回折像により、ビーム断面１３のサイズ及び形状及びビーム断面１３全体のエネルギー分布を好ましくは可変的に調整することができる。その結果、高エネルギー放射９は本実施形態においても機能的領域１に制限される。
【００８２】
材料被膜４ａ，４ｂ，４ｃが異なる材料から構成された場合、高エネルギー熱放射９による照射は、まず、第１の照射ステップにおいて、最も速く溶融する材料被膜が溶融することができるようにするエネルギー付与によって行われる（本例では、最も速く溶融する材料被膜は２つの材料被膜４ａ，４ｃである）。特に、この照射ステップでは、少なくとも１つのビームパルスが機能的領域１全体に向けられることができ、２つの速く溶融する材料被膜４ａ，４ｃを直ちに溶融させる。適宜調整されなければならない放射パラメータは上記の表１に示されている。
【００８３】
高エネルギー放射９が方法ステップＢの最後に切断された後、２つの先に溶融した材料被膜４ａ，４ｃが凝固する。
【００８４】
第２の照射ステップ、即ち、方法ステップＣでは、機能的領域１上に再び高エネルギー放射９が向けられる。前の照射ステップにて溶融されることができなかった領域は溶融するのにもっと多くのエネルギーが必要なので、高エネルギー放射９はこれらの領域に収束される。方法ステップＣでは、これらの領域が溶融される。活性領域１２を未溶融材料被膜４ｂに制限するため、機能的領域１は、連続的又は断続的なバンドの前進７中に、溶融対象の材料被膜４ｂのベース面に適応させた対応するビーム断面を生成する別の製造ステーション８の下方に位置決めされることができる。或いは、ビーム断面１３が変化するようにマスク１７及び／又は装置１０を変化させることもできる。
【００８５】
断熱的又は準断熱的方法の実施により、熱供給は、ベース面がビーム断面１３に対応する活性領域１２の反対側には作用しない。
【００８６】
方法ステップＣの後、その他の未溶融材料被膜が未だ存在している場合、次の照射ステップが同様に行われることができ、ビーム断面１３は未だ残っている材料被膜（単数又は複数）のベース面に適応させる。これは、全ての材料被膜が溶融されるまで繰り返されることができる。
【００８７】
方法ステップＤでは、機能的領域１は、隣接し合う溶融及び固化した材料被膜４ａ，４ｂ，４ｃを有する状態で存在している。これらの材料被膜の物理的性質は夫々の材料組成に依存する。
【００８８】
溶融によって、隣り合う材料被膜４同士間の機械的塗布の間に発生するギャップ１８は、より平滑な表面が生成されるように平坦化されることができる。
【００８９】
図３の実施形態では、本発明の方法は、機能的領域の２つの材料被膜４ａ及び４ｂが上下に重ねて配置されるという点で修正されている。単に一例として、図３は、上下に重ねられた２つの材料被膜４ａ，４ｂのみを示す。上下に重ねられた材料被膜の数は機能的領域１の性質の要件に起因する。
【００９０】
図３が示すように、下側の材料被膜４ａは上側の材料被膜４ｂのベース面よりも大きなベース面を有することができる。特に、下側の材料被膜４ａは、高エネルギー放射９に曝される肩部１９が生成されるように上側の材料被膜４ｂの周囲に環状に突出することが好ましい。この肩部は最小ビーム直径１３よりも小さくないことが好ましい。
【００９１】
材料被膜４ａ，４ｂは、溶融するのに異なるレベルのエネルギー及び／又は温度を必要とするように、異なる材料から構成されることができる。
【００９２】
付加的な方法ステップＢ乃至Ｄは、図２の方法の方法ステップに実質的に対応する、即ち、まず、高エネルギー熱放射９が機能的領域１の全体に向けられ、エネルギー付与が、最初に溶融する材料被膜を溶融するのに必要な速度に制限され、この最初に溶融する材料被膜は好ましくは下側の材料被膜４ａである。高エネルギー放射はこの場合もパルス状に生成されることができる。
【００９３】
方法ステップＢにおけるビーム断面１３は下側被膜４ａのベース面に対応する。高エネルギー放射９をオフにした後、方法ステップＢの最後に、材料被膜４ａが凝固する。
【００９４】
方法ステップＣでは、高エネルギー放射９が機能的領域１上に再度向けられる。ビーム断面１３は、未だ溶融していない材料被膜（単数又は複数）であって既に溶融した材料被膜上にある材料被膜に制限される。この局所的に制限された放射エネルギー供給によって上側の材料被膜４ｂのみが溶融され、活性深度１４は、材料被膜４ａ，４ｂ間の境界面１１内に延びる。
【００９５】
材料被膜４ｂの上方に方法ステップＣにおいて未だ溶解していない他の材料被膜が未だ存在する場合、このステップは、これらの材料被膜のベース面に適応されたビーム断面を用いて繰り返されることができる。
【００９６】
最後に、方法ステップＤにおいて、互いに上下に重なり合う複数の被膜であって物理的性質が夫々の材料組成によって異なる複数の被膜を有する機能的領域１が存在する。
【００９７】
下側の被膜４ａは、例えば、上側の材料被膜４ｂと基材６との間に化学的分離を生じる、又は、例えば犠牲アノードのように材料被膜４ｂ周囲の領域において基材６の腐食を防止する腐食又は拡散保護被膜であってもよい。
【００９８】
高エネルギー放射９は、非常に小さい領域上に収束されることができるので、最小ビーム断面１３は高エネルギー放射９の波長に実質的に対応し、ビーム断面１３、従って活性領域１２は、非常に精度よく調整されることができる。
【００９９】
図４は図３の方法の発展形を図解する。
【０１００】
図４における方法ステップＡ乃至Ｃは、図１の方法ステップＡ乃至Ｃに対応する。方法ステップＤでは、既に加熱且つ／又は溶融された既存の材料被膜４上に更なる材料被膜４ａが機械的に塗布、例えば印刷される。本例では、機械的塗布方法の高分解能によって、下方の材料被膜４上への材料被膜４ａの正確な位置決めも可能になる。続いて、方法ステップＥでは、材料被膜４ａは、この場合も互いに上下に重ねられた２つの材料被膜４，４ａから構成された機能的領域１が結果として得られるように、高エネルギー放射９によって加熱及び／又は溶融される。更なる材料被膜が必要とされる場合は、方法ステップＤ及びＥは繰り返されることができる。
【０１０１】
図４に示された方法は、下側の材料被膜を完全に覆う上側の材料被膜４ａに特に適している。新たに塗布された材料被膜４ａの夫々に関する放射パラメータは、所望の活性深度１４だけ下側の材料被膜４を溶融するために材料被膜４ａの幾何学的性質及び／又は材料特性に従って調整される。
【０１０２】
図５は、本発明の方法の他の有利な構成を示す。上側の材料被膜４ｂは、表面積に関して下側の材料被膜４ａの外側に突出している。
【０１０３】
この方法のステップは、図１に記載の方法ステップに大部分が対応している。２つの材料被膜４ａ，４ｂは、同時に基材６に機械的に塗布されることが好ましい。本方法の有利な構成では、高エネルギー放射９のビームパラメータは、次の方法ステップＢにおいて、両方の材料被膜４ａ，４ｂが同時に溶融されるように調整される。方法ステップＣにおける溶融操作により、上側の材料被膜４ｂは、下側の材料被膜４ａを完全に覆い、外的影響、例えば腐食から下側の材料被膜ａを隔離する。
【０１０４】
本発明に従う方法によって、機械的に塗布された材料被膜４は、塗布方法の局所分解能以内の正確な局所的に狭小に制限された領域内で、材料被膜４の下方に位置する基材６又は他の材料被膜内で合金化されることができ、或いは、液体状態で対流によって基材６又は他の材料被膜と混合されて凍結されることができる。これは、図６を参照して簡単に説明される。
【０１０５】
方法ステップＡでは、材料被膜４は、この場合もまず機械的に塗布され、続いて、方法ステップＢにおいて、高エネルギー放射を受ける。
【０１０６】
放射パラメータは、材料被膜４及びその下の基材６が加熱されゆっくりとのみ冷却し、更に高活性深度１４が達成されるように選択されことが好ましい。
【０１０７】
材料被膜４が、基材６と合金化されることができる材料を含有する又はその材料からなる場合、材料被膜４の合金成分は、高エネルギー熱放射９による加熱のため、基材６内に位置する合金化領域２０が製造されるように基材６中に拡散される。冷却速度に従って、異なる格子構造の合金化領域２０が得られる。
【０１０８】
例えば、高エネルギー放射９を急にオフすると、格子状態が実質的に即時冷却され従って凍結される。この結果、合金化領域２０が硬化し、それに対応して硬質の耐摩耗性表面が生じる。
【０１０９】
基材と合金化されることができない材料被膜４において、或いは、基材６と合金化されることができる材料被膜４であって基材６内への拡散速度が十分に速くない材料被膜４において、その材料被膜４は、基材６の一部と共に高エネルギー放射９によって非常に強力に加熱され、両者が溶融し、液体状態で対流によって混合する。得られた混合相は、その粒子構造が凍結し且つ安定した状態を保つように高エネルギー放射を迅速に除去することによって冷却される。
【０１１０】
図７は、一例として、異なる機械的性質を有する領域２１ａ，２１ｂ，２１ｃを有する機能的領域１が、好ましくは均一に印刷される一つの個別の材料被膜４からどのようにして製造されるのかを示す。
【０１１１】
まず、方法ステップＡでは、材料被膜４は機械的に塗布される。続けて、高エネルギー熱放射９が材料被膜４のサブ領域上に向けられる。活性領域１２は従ってこのサブ領域に制限される。高エネルギー放射９の高分解能及び強力な収束性（ｆｏｃｕｓａｂｉｌｉｔｙ）により、ビーム断面１３及び活性領域１２の範囲は、構造的要件、例えばサブ領域のサイズに精度よく適応させられることができる。
【０１１２】
方法ステップＢでは、例えば、材料被膜４内にほとんど硬さのない領域を製造しようとする場合、高エネルギー放射９の放射パラメータは、高放射エネルギー熱放射９が、製造しようとする領域２１ａ上に長い活性時間をかけて低出力で向けられるように調整されることが好ましい。活性領域１２における高エネルギー放射９によるエネルギー付与は、更に、熱負荷が減少し冷却が熱平衡状態又は熱平衡に近い状態で行われるように活性域１２が溶融後にゆっくりとのみ冷却するように徐々に変化させる。
【０１１３】
続いて、ビーム１５を別の部品の箇所（ｐａｒｔ−ｐｏｒｔｉｏｎ）内へ材料被膜４上を移動させ、その箇所に異なる機械的性質を有するサブ領域を製造する。この目的で、図７の方法ステップＣでは、ビーム１５を隣接領域２１ｂ内に移動させる。或いは、ビーム移動の代わりに、帯状材料５を新たな製造ステーション８（図示せず）の下方で前進移動７中に移動させることによって新たなビームが生成されてもよい。
【０１１４】
好ましくは０．１ｍｍ未満の精度によるビーム１５の正確な位置決め性（ｐｏｓｉｔｉｏｎａｂｉｌｉｔｙ）により、領域２１ｂを既に存在する領域２１ａに対して精度よく接近させることができる。この領域では、例えば、活性領域１２の急速加熱及び冷却が短い活性時間で高レベルのビーム出力によって行われるので、高い硬度が得られる。領域２１ａ，２１ｂは互いに直接接合することができる。
【０１１５】
続く方法ステップＤでは、異なる機械的性質を有する付加的領域が製造されることができる。方法ステップＤでは、例えば、材料被膜４の付加的サブ領域２１ｃは、この場合も異なる硬度を得るためにサブ領域２１ａ及び２１ｂと比較してこの場合も異なる放射パラメータで照射されることができる。加熱及び冷却速度が制御されることによって、例えば抵抗、展延性、伝導性、又は耐腐食性などのその他の物理的性質が調整されることもできる。
【０１１６】
図８が示すように、本発明に従う方法を用いて所定の表面構造を設けることもできる。好ましくは２０μｍ未満の大きさの顕微鏡的表面構造が生成されることができる。
【０１１７】
このために、方法ステップＡでは、材料被膜４は基材６に機械的に塗布される。続いて、高エネルギー放射９のビーム１５が材料被膜４のサブ領域上に収束される。この部品の領域は、ビーム１５の断面１３と活性深度１４を備える。ビーム１５の断面１３は、生成される最小表面構造よりも大きくはないことが好ましい。例えば表１に示された放射パラメータによる連続的な放射パルスの場合、放射パラメータを変化させながらビーム１５に材料被膜４上を格子状に移動させる。
【０１１８】
この表面は、例えば、材料被膜４が、まず、例えば上記方法のいずれかに従って深度作用（ｄｅｐｔｈ  ａｃｔｉｏｎ）に適応させた放射パラメータによって全深度にわたって溶融オン又はオフされ或いは場合よっては蒸発され、続いて同一箇所において材料が表面作用（ｓｕｒｆａｃｅ  ａｃｔｉｏｎ）に適応させた放射パラメータによって更に溶融オン又はオフされ或いは場合によっては蒸発されると、構成されることができる。不要になった又は排出された材料は、活性領域１２のふちに堆積されることができ、その影響を受けた領域がクレーター状に出現する。このように、高エネルギー放射と材料被膜４との間の連続的な相対移動を行う方法においてチャネルが生成されることができる。
【０１１９】
材料被膜４の表面全体がビーム１５によって走査されると、表面構造２２を有する機能的領域１が得られる。
【０１２０】
表１に示された放射パラメータの深度及び表面作用が図９及び図１０を参照して説明荒れる。図９によれば、塗布された材料被膜４の場合、例えば低加速電圧、即ち、低エネルギーレベルで短い活性時間高エネルギー放射９が導入されると、小活性深度１４のみが得られる。溶融は、主に材料被膜４の表面の領域で行われる。
【０１２１】
しかし、図１０に示されるように、中加速電圧が印加されると、高エネルギー放射がより深く基材６内に侵入することができるので、高活性深度１４が得られる。基材６は非常に深いところでも溶融され、同様に溶融された材料被膜４に接続される。
【０１２２】
材料被膜４のサブ領域にのみ影響を及ぼすビーム１５による図８に描写された材料被膜４の格子状の覆いは、図１及び３に図解された方法に加えて又はその方法の代わりに用いられることができる。これは図１１及び１２を参照して簡単に説明される。
【０１２３】
図１１の方法ステップＡにおいて塗布された材料被膜４は、サブ領域において高エネルギー放射９のビーム１５によって影響を及ぼされる。その結果、活性領域１２は、材料被膜４の一部のみに延在する。ここで、ビーム１５に材料被膜４上を移動格子２３に沿って連続的に移動させることができる。或いは、ビーム１５は、材料被膜４上に格子状に配置された異なる点上にパルス状で向けられる。
【０１２４】
この格子状移動中、溶融される材料被膜領域２４であって基材６と共に既に溶融された又ははんだ付けされた材料被膜領域２４は、未だ溶融されていない領域の真横に位置する。
【０１２５】
材料被膜４の表面全体が影響を受けた場合、方法ステップＤでは図１の方法ステップＤの場合と同じ結果が存在する。
【０１２６】
図１２では、図３の方法ステップＢが、機能的領域１の下側材料被膜４ａの肩部１９の格子状放射によって置き換えられる。矢印２５によって示されるように、ビーム１５は、肩部１９が完全に影響を受けて溶融されるように、格子状に肩部１９に沿って案内される。放射パラメータは、大きな活性深度１４が得られるように調整される。上側の被膜においてその他の肩部１９が存在する場合、方法ステップＢは繰り返されることができる。そうでない場合は、図３に既に描写されているように、方法ステップＣ及びＤによって本方法が続けられる。高エネルギー放射９又はビーム１５の放射パラメータは、現在照射されている材料被膜４ｂの幾何学的性質及び材料特性に従って方法ステップＢに関して修正される。本例では、個々の格子点上に連続的に向けられたパルス状ビーム１５が用いられることもできる。
【０１２７】
本発明に従う方法では、図７に描写されるように均一に塗布された材料被膜４において互いに隣接する異なる性質を有する領域以外も生成することができる。図１３が示すように、元々均一に塗布された材料被膜４内に、異なる性質を有する互いに上下に重なるように位置する被膜が製造されることもできる。
【０１２８】
このために、方法ステップＡにおいて塗布される材料被膜４及びその下方の境界面１１が初めに溶融され、本例では、材料被膜４と基材６との間の境界面は単に一例である。ビーム１５は、材料被膜４上を格子状及び点状に案内されることができ、或いは同時に材料被膜４全体を照射することができる。方法ステップＣにおける放射パラメータは、特に大きな活性深度１４に適応させることができる。同時に、方法ステップＢにおける一時的エネルギー付与は、溶融領域が急速に冷却してその結果粒子状態が凍結されるように放射９によって寸法が決められる。方法ステップＣでは、この硬化処理の後に材料被膜４の繰り返し加熱が行われ、放射９の放射パラメータが、ごく小さな活性深度１４であって単に材料被膜４の厚さ２６の一部である活性深度１４が得られるように調整される。放射９による方法ステップＣにおける一時的なエネルギー付与は、より展延性のある上側被膜４ｂが硬質の下側被膜４ａ上に製造されるようによりゆっくりと冷却が行われるように制御されることができる。放射パラメータが方法ステップＢ（より硬い被膜）又はＣ（より展延性のある被膜）に従って調整される場合、更なる任意の方法ステップ（図示せず）によって被膜４ｂ上に異なる機械的硬度特性を有する更なる被膜が製造されることができる。
【０１２９】
或いは、放射パラメータは、最大エネルギー付与の深度が境界面１１であるように方法ステップＢにおいて調整されることができる。これは、粒子ビームの場合は、粒子の運動エネルギーを制御することによって行われることができる。これは、波状特性を有する高エネルギー熱放射９の場合、波長を制御又は選択することによって行われることができる。これによって、材料被膜４ｂが僅かに加熱されるだけの間に材料被膜４ａのみが溶融することが可能である。
【０１３０】
機械的塗布に用いられることが好ましい金属ペーストの高伝熱性、及び、同様に非常に伝熱性のある基材６の、材料被膜４と比較して非常に高い質量のため、方法ステップＣにおける上側材料被膜４ｂの繰り返し加熱が下側材料被膜４ａの機械的性質を損なうことはない。隣接する領域が加熱されない又は無視できる程度にしか加熱されないほど急速に上側材料被膜４ｂから基材６内へ熱が消散される。
【０１３１】
図１４は、方法ステップＡにおいて材料被膜４ａ及び４ｂが印刷された２つの互いに離間した機能的領域１'，１''を、２つの別々のビーム１５'，１５''又は２つの部分ビーム１５'，１５''に分割されるビームによって同時に照射することができる方法を概略的に図解する。これによって、互いに対して比較的大きな間隔を空けて配置された機能的領域１'，１''が１つの方法ステップにおいて製造される。
【０１３２】
図１５は、材料被膜４が吹付け器具２８を用いた吹付けによって基材６に機械的に塗布されることができる方法を概略的に図解する。吹付けビーム２９は、高エネルギー放射９の活性領域１２上に向けられることができる。ビーム１５では、材料分布及び粒子分布を有することができる吹付け粉末混合物が溶融して液滴状態で溶融した基材６に衝突し、その基材６に対して接続される。被膜ごとに吹付けビーム２９から構造体が構築されるように更なる粉末被膜が下方の粉末被膜と共に溶融する。ビーム１５に影響されない粉末は収集されて再利用されることができる。高エネルギー熱放射９は、好ましくはこの場合も上側材料被膜４のみが常に硬化できるようにパルス化させることができる。
【０１３３】
図１５に概略的に図解された方法によって、高所輪郭（ｈｅｉｇｈｔ  ｃｏｎｔｏｕｒｓ）を有する機能的領域１であって、材料被膜４が表面方向に異なる高さを有する機能的領域１を製造することができる。これは、例えば、吹付け器具２８が連続的に操作される状態でビーム１５に機能的領域１のベース面上を格子状に移動させるので、達成されることができる。ある箇所でのビーム１５の停止が長いほど多くの粉末がその箇所に焼き付けられ、その箇所における材料被膜４の高さが高くなる。続いて、機能的領域１は、異なる機械的性質を有する被膜を製造するために、上述の方法のいずれかに従って、例えば図１１に示された方法によって、更に処理されることができる。
【０１３４】
吹付けによって、吹付けビーム２９の密度を徐々に変化させると、異なる材料から、互いに隣接する又は互いに上下に重なり合うように位置する材料被膜４を構成することもできる。
【０１３５】
図１６及び１７に示されるように、材料被膜４の機械的塗布は、ワイヤ４'又はフィルム４''（図示せず）を当てることによって行われることもできる。続く方法ステップＢでは、高エネルギー熱放射９のビームパラメータは、図１６に示されるように、ワイヤが部分的にのみ溶融して基材６に接続されるように調整されることができる。或いは、図１７に示されるように、ビームパラメータは、当てられたワイヤが完全に溶融してその結果生じた溶融材料被膜がむしろ平らな外形を有するように調整されることができる。図１６に概略的に図解された方法によって、断面高さが表面方向に変化する材料被膜４を製造することができる。
【０１３６】
特に、ワイヤ４'又はフィルム４''は、図１８に図解されるように、高エネルギー熱放射９又は高エネルギー熱放射９の影響を受ける活性領域１２内に導入されることができる。材料塗布は、点状、又は線状又は平面状に行われてもよく、ワイヤ４'又はフィルム４''の供給はロールから行われることができる。
【０１３７】
図１９乃至２２を参照して、本発明に従う方法に従って製造される機能的領域１を有するコンタクト部材の実施形態が以下に記述される。
【０１３８】
前進方向７に移動させる帯状材料５において、まず、機能的領域１が、１つ又は１つ以上の上述された方法に従って製造される。
【０１３９】
続いて、コンタクト部材３０は、好ましくは機能的領域１を製造するために既に使用された高エネルギー熱放射９によって、帯状材料５から切断される。
【０１４０】
高エネルギー熱放射９は、例えば、基材６を硬化させるため又は穿孔するためなど、切断に加えて、コンタクト部材３０又は帯状材料５の付加的な処理ステップのために用いられることもできる。高エネルギービーム９（図示せず）によるコンタクト部材３０の切断線３１は図１９において破線で図示されている。
【０１４１】
コンタクト部材３０は、単に一例として、異なるタイプ３２，３３の機能的領域１を有する。第１の機能的領域１は、更なる処理ステップにおいて設けられる予定の接続部を圧着するための接続領域３２として機能する。コンタクト部材３０はソケット接点のための接触スプリングである。
【０１４２】
接続領域３２は、好ましくは錫を含有する又は錫からなる広範囲の均一な材料被膜４によって被覆される。
【０１４３】
更なる機能的領域１は、少なくとも２つの材料被膜４ａ，４ｂから構成される接触箇所３３である。
【０１４４】
図１９の細部ＸＸを拡大して図解する図２０は、接触箇所３３の構造を示す。材料被膜４ａは、接触箇所３３の接触点３４を形成する。接触点３４では、対となる接点が、組み付けられたコンタクト部材３０内でコンタクト部材３０と接触する。ソケット接点用の図示のコンタクト部材３０において、接点の移動は、接触点３４が何回もの挿入サイクルにも損傷することなく耐えるように高レベルの耐衝撃性及び耐摩耗性を有するように接触箇所３３に向かう方向にコンタクト部材３３の平面に対して垂直に行われる。
【０１４５】
材料被膜４ｂは、材料被膜４ａを包囲し、接点包囲領域３５を形成する。材料被膜４ａは、例えば図２，３，１２に図示されるように、材料被膜４ｂに隣接させて又は材料被膜４ｂ上に結合されることができる。
【０１４６】
接点包囲領域は、接触点３４周囲及び／又はその下方の基材６の腐食又は接触点３４の腐食を防止することを意図する。従って、材料被膜４ｂには、基材６及び接触箇所３３の主成分と比較して低グレードの金属がドーピングされ、特に、材料被膜４ｂには、導入領域のように使用中に材料が剥がれ落ちることはこの領域では予想されないので、薄い被膜厚さが選択されることができる。
【０１４７】
接触箇所３３の機能的領域１は、硬化性材料からなる１つ又はそれ以上の材料被膜から構成されることができる。接触点３４の領域には、少なくとも１つの被膜を硬化させて、例えば、図７に示されるように、非硬化被膜又はより硬度の低い展延性の高い被膜に接合させることができる。接点包囲領域３５において、材料被膜４は、図２及び図７に図解されるように、異なる放射パラメータを用いて処理されることができ、その結果、接触点３４における物理的性質とは異なる物理的性質を有する。これにより、高レベルの耐摩耗性と同時に高レベルの耐衝撃性を得ることができる。
【０１４８】
材料被膜４ａ，４ｂは異なる材料はからなることが好ましい。接触点３４を形成する材料被膜４ａは、接点包囲領域３５と比較して減少させた電気抵抗及び増加させた耐衝撃性を有する。
【０１４９】
図２１は帯状材料５を示し、この帯状材料５から、高エネルギー放射９（図示せず）によって、プラグ型コネクタ用コンタクト部材３０が切り取られる。線３１は、後続の処理ステップにおいて夫々の最終的な形状に曲げられるコンタクト部材の外輪郭を概略的に示す。
【０１５０】
図２１に図解されたコンタクト部材において、２つの異なるタイプ３２，３３の機能的領域１がこの場合にも単に一例として図解されている。一方の機能的領域１は、導電体上へのはんだ付け用の接続領域３２として機能する。これは、その外輪郭以外は、図１９の接続領域３２の構造にほぼ対応する。他方の機能的領域１は接触箇所３３として機能するが、この接触箇所３３において、材料被膜４の構成及び配置は、操作中の異なる機械的負荷に対して最適化されている。
【０１５１】
図２２は、細部ＸＸＩＩとして、コンタクト部材３０の接触箇所３３を示す。
【０１５２】
接続領域を形成する機能的領域１は従って３つの材料被膜４ａ，４ｂ，４ｃを有する。材料被膜４ａ，４ｂ，４ｃは互いに隣接して位置することが好ましい。材料被膜４ａ，４ｂは、例えば図６に記載の方法に従って、同一の材料から製造される。材料被膜４ｃは材料被膜４ｂによって包囲され、材料被膜４ｃの組成とは異なる組成を有する。
【０１５３】
材料被膜４ａは、接触箇所３３の導入領域３６を形成し、この導入領域３６では、プラグ型コネクタが製造されると、対となる接点がコンタクト部材３０に衝突する。この領域では、材料被膜は図１９及び図２０の接触点３４と同様に、耐摩耗性及び耐衝撃性を増加させると有利である。これは、例えば、材料被膜４ａが、図１３に記載の方法に従って製造され、例えば、柔らかい被膜上に硬化被膜を有することで、達成されることができる。特に、この導入領域は、導入領域３６において電流が望ましくない又は不要である場合、電気絶縁材料から構成されてもよい。
【０１５４】
コンタクト部材３０の操作中、相手側コネクタは、挿入動作の間導入領域３６を介して挿入方向３９に接続領域上を案内される。導入領域３６内の材料被膜４ｂは、摩擦学的に最適化される。材料被膜４ｂは、例えば、挿入方向３９に延在する表面構造２２であって相手側コネクタを案内する表面構造２２を有することができる。更に、又はその代わりに、材料被膜４ｂには潤滑を生じる材料がドーピングされることができる。例えば、グラファイトなどの良好な潤滑性を有する微粒子は、材料被膜４ｂに埋め込まれることができ、或いはマトリクス状に吹付けられることができる。
【０１５５】
低導通抵抗及び境界抵抗を有する１つ又はそれ以上の材料被膜から、図２０の接触点３４に従って構成される接触箇所３８は、挿入方向３９に接点挿入領域３７に接合する。更に、接触箇所３８は、対となる接点がより確実に保持され、酸化被膜が僅かな表面の除去によって除去されるように結果的に摩擦が増す表面構造を備えることができる。
【０１５６】
接触箇所３３の材料被膜４ａ，４ｂ，４ｃの内の一つに基材６と反応することができる材料が含有される場合、接点挿入領域３７の導入領域と接触位置３８の材料を基材から電気的に絶縁する中間被膜が設けられることができる。
【０１５７】
高エネルギー放射９は、例えば、幾何学的形状及び材料のコントラストの走査電子顕微鏡撮像方法を用いて製造される機能的領域を制御する点で、品質制御のために用いられることができる。
【０１５８】
上記で説明された変形例であって互いに自由に、場合によっては部分的に、組み合わされることができる変形例における本発明に従う方法は、湿式化学法とは対照的に極めて環境的に耐え得る。材料被膜の正確な位置決め性（ｐｏｓｉｔｉｏｎａｂｉｌｉｔｙ）及び寸法取り性（ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｂｉｌｉｔｙ）のため、機能的領域を製造するのに必要な量の材料のみが消費される。
【０１５９】
本方法は、従来は製造されることができなかった接点材料及び接点材料の組み合わせであって、材料の使用量は減少して製品の性質を向上する接点材料及び接点材料の組み合わせの使用を可能にする。更に、合金化不能材料のアモルファスマイクロ構造及びナノ構造及び凍結混合相を生成すること、及び、例えば良好な電気的接触、はんだ付けの容易さ、腐食からの保護及び摩耗からの保護など、異なる材料機能を互いに直接隣接させて構成することができる。
【０１６０】
材料被膜は、サブ領域上のみを含め、夫々の機械的性質に関して構成され、輪郭形成され、且つ影響を受けることができる。
【０１６１】
最後に、高製造速度が可能であり、同時にその他の処理ステップ及び品質制御のために高エネルギー放射が使用されることができる。
【符号の説明】
【０１６２】
１  機能的領域
２  コンタクト部材
３  表面
４  材料被膜
４ａ〜４ｃ  異なる材料被膜
４'  ワイヤ
４''  フィルム
５  帯状材料
６  基材
７  バンドの前進
８  製造ステーション
８'  放射源
９  高エネルギー熱放射
１０  高エネルギー放射を束ねるための装置
１１  境界面
１２  活性領域
１３  ビーム断面
１４  活性深度
１５  熱ビーム
１６  材料被膜同士の間隔
１７  マスク
１７´  回折格子／グリッド
１８  ギャップ
１９  肩部
２０  合金化領域／凍結粒子構造
２１ａ〜２１ｃ  材料被膜のサブ領域
２２  表面構造
２３  移動格子
２４  溶融領域
２５  矢印
２６  材料被膜の厚み
２７  ビームスプリッタ
２８  吹付け器具
２９  吹付けビーム
３０  コンタクト部材
３１  線
３２  接続領域
３３  接触箇所
３４  接触点
３５  接点包囲領域
３６  導入領域
３７  接点挿入領域
３８  接触箇所
３９  挿入方向
【図１】
2014516384.tif 000004
【図２】
2014516384.tif 000005
【図３】
2014516384.tif 000006
【図４】
2014516384.tif 000007
【図５】
2014516384.tif 000008
【図６】
2014516384.tif 000009
【図７】
2014516384.tif 000010
【図８】
2014516384.tif 000011
【図９】
2014516384.tif 000012
【図１０】
2014516384.tif 000013
【図１１】
2014516384.tif 000014
【図１２】
2014516384.tif 000015
【図１３】
2014516384.tif 000016
【図１４】
2014516384.tif 000017
【図１５】
2014516384.tif 000018
【図１６】
2014516384.tif 000019
【図１７】
2014516384.tif 000020
【図１８】
2014516384.tif 000021
【図１９】
2014516384.tif 000022
【図２０】
2014516384.tif 000023
【図２１】
2014516384.tif 000024
【図２２】
2014516384.tif 000025
【国際調査報告】
2014516384.tif 000026
2014516384.tif 000027
2014516384.tif 000028
2014516384.tif 000029