(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板形状に形成され、板厚方向に貫通孔が形成された台金と、
前記台金の第１面に設けられた接合材と、
前記接合材を介して前記台金に接合された接点と、
前記第１面に対向し、前記接合材の内部に設けられた第１鍔部、前記第１鍔部と一体に形成され、前記貫通孔に挿入された脚部および前記脚部に一体に形成され、前記台金の第２面に対向する第２鍔部を有するリベットと
を備え、
前記接点の周縁部と前記台金との間の前記接合材の部分には、前記第１鍔部が存在せず、
前記接合材は、前記リベットによって、前記第１面に押し付けられている電気接触子。
【請求項２】
前記接点の周縁部に対して重ねられた前記接合材の部分は、前記リベットによって、前記第１面に押し付けられている請求項１に記載の電気接触子。
【請求項３】
前記第１鍔部における前記接点に対向する面および前記第１鍔部における前記台金に対向する面の少なくとも一方には、凹凸部が形成されている請求項１または請求項２に記載の電気接触子。
【請求項４】
前記第１鍔部の周縁部における前記接点に対向する面および前記第１鍔部の周縁部における前記台金に対向する面の少なくとも一方には、凹部が形成されている請求項１から請求項３までの何れか一項に記載の電気接触子。
【請求項５】
板形状の台金の第１面に第１接合材を塗布する第１接合材塗布工程と、
前記第１接合材塗布工程の後、前記台金に形成された貫通孔にリベットの脚部を挿入して、前記リベットの第１鍔部を前記第１接合材に重ねるリベット脚部挿入工程と、
前記リベット脚部挿入工程の後、前記第１鍔部および前記第１接合材に第２接合材を塗布して、前記第１鍔部を前記第１接合材と前記第２接合材との間に配置する第２接合材塗布工程と、
前記第２接合材塗布工程の後、前記第２接合材に接点を重ね、前記接点、前記第１接合材および前記第２接合材を積層方向に圧縮するとともに加熱して、前記第１接合材および前記第２接合材からなる接合材を介して、前記接点、前記リベットおよび前記台金を互いに接合する接点接合工程と、
前記接点接合工程の後、前記脚部を変形させて、前記台金の第２面に対向する第２鍔部を前記リベットに形成する脚部変形工程と
を備え、
前記脚部変形工程において、前記接合材は、前記リベットによって、前記第１面に押し付けられる電気接触子の製造方法。
【請求項６】
前記第１接合材および前記第２接合材は、金属微粒子を含んでいる請求項５に記載の電気接触子の製造方法。
【請求項７】
前記金属微粒子は、Ａｇ微粒子またはＣｕ微粒子である請求項６に記載の電気接触子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、接点が台金に接合された電気接触子およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、台金と、台金に設けられた接合材と、接合材を介して台金に接合された接点とを備えた電気接触子が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、従来、板厚方向に貫通孔が形成された台金と、台金に設けられた接合材と、貫通孔に挿入された脚部および接合材を介して台金に接合された鍔部を有するリベットと、リベットの鍔部に設けられた接点とを備えた電気接触子が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２３２６１７号公報
【特許文献２】特開２０１６−２０７３８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の電気接触子では、電気接触子が使用されることによって、接合材の周縁部が台金から剥離する場合がある。この場合に、接点と台金との間の接合が劣化してしまうという課題があった。特許文献２に記載の電気接触子では、電気接触子が使用されることによって、接点の周縁部がリベットの鍔部から剥離する場合がある。この場合に、リベットを介した接点と台金との間の接合が劣化してしまうという課題があった。【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、接点と台金との間の接合の劣化を抑制することができる電気接触子およびその製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る電気接触子は、板形状に形成され、板厚方向に貫通孔が形成された台金と、台金の第１面に設けられた接合材と、接合材を介して台金に接合された接点と、第１面に対向し、接合材の内部に設けられた第１鍔部、第１鍔部と一体に形成され、貫通孔に挿入された脚部および脚部に一体に形成され、台金の第２面に対向する第２鍔部を有するリベットとを備え、接点の周縁部と台金との間の接合材の部分には、第１鍔部が存在せず、接合材は、リベットによって、第１面に押し付けられている。
この発明に係る電気接触子の製造方法は、板形状の台金の第１面に第１接合材を塗布する第１接合材塗布工程と、第１接合材塗布工程の後、台金に形成された貫通孔にリベットの脚部を挿入して、リベットの第１鍔部を第１接合材に重ねるリベット脚部挿入工程と、リベット脚部挿入工程の後、第１鍔部および第１接合材に第２接合材を塗布して、第１鍔部を第１接合材と第２接合材との間に配置する第２接合材塗布工程と、第２接合材塗布工程の後、第２接合材に接点を重ね、接点、第１接合材および第２接合材を積層方向に圧縮するとともに加熱して、第１接合材および第２接合材からなる接合材を介して、接点、リベットおよび台金を互いに接合する接点接合工程と、接点接合工程の後、脚部を変形させて、台金の第２面に対向する第２鍔部をリベットに形成する脚部変形工程とを備え、脚部変形工程において、接合材は、リベットによって、第１面に押し付けられる。
【発明の効果】
【０００７】
この発明に係る電気接触子およびその製造方法によれば、接点と台金との間の接合の劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１に係る電気接触子を示す断面図である。
【図２】図１のＡ部を示す拡大図である。
【図３】図１の電気接触子の製造方法を示すフローチャートである。
【図４】図３の第１接合材塗布工程を示す図である。
【図５】図３のリベット脚部挿入工程を示す図である。
【図６】図３の第２接合材塗布工程を示す図である。
【図７】図３の接点接合工程を示す図である。
【図８】図３の脚部変形工程を示す図である。
【図９】この発明の実施の形態３に係る電気接触子を示す断面図である。
【図１０】この発明の実施の形態４に係る電気接触子を示す断面図である。
【図１１】この発明の実施の形態５に係る電気接触子を示す断面図である。
【図１２】図１１の電気接触子の変形例を示す断面図である。
【図１３】図１１の電気接触子の変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る電気接触子を示す断面図である。図２は、図１のＡ部を示す拡大図である。この発明の実施の形態１に係る電気接触子は、台金１と、台金１に設けられた接合材２と、接合材２を介して台金１に接合されたリベット３と、接合材２を介して台金１に接合された接点４とを備えている。
【００１０】
台金１は、Ｃｕ（銅）を主成分とする銅合金から構成されている。台金１は、板形状に形成されている。台金１には、台金１の板厚方向に貫通する貫通孔１１が形成されている。台金１における一方の面を第１面１２とし、他方の面を第２面１３とする。
【００１１】
接合材２は、台金１の第１面１２に重ねられている。接合材２としては、Ａｇ（銀）微粒子であるＡｇナノ粒子を含む焼結型銀接合材ペーストが用いられている。Ａｇ微粒子は、金属微粒子に含まれる。Ａｇナノ粒子の中心粒子径は、５０ｎｍとなっている。
【００１２】
リベット３は、第１面１２に対向し、接合材２の内部に設けられた第１鍔部３１と、第１鍔部３１と一体に形成され、貫通孔１１に挿入された脚部３２と、脚部３２に一体に形成され、第２面１３に対向する第２鍔部３３とを有している。台金１の板厚方向に視た場合に、第１鍔部３１の面積は、貫通孔１１の面積よりも大きい。したがって、第１鍔部３１は、貫通孔１１に挿入されない。また、台金１の板厚方向に視た場合に、第２鍔部３３の面積は、貫通孔１１の面積よりも大きい。したがって、第２鍔部３３は、貫通孔１１に挿入されない。
【００１３】
第２鍔部３３は、台金１を接合材２に向かって押している。これにより、接合材２には、圧縮力Ｐが作用している。言い換えれば、接合材２は、リベット３によって、第１面１２に押し付けられている。
【００１４】
接点４は、主成分と添加物とを含んでいる。接点４の主成分は、Ａｇとなっている。接点４の添加物は、Ｉｎ（インジウム）の酸化物およびＳｎ（錫）の酸化物となっている。接点４には、Ｉｎの酸化物およびＳｎの酸化物が１〜３０ｗｔ％程度含まれている。
【００１５】
次に、電気接触子の製造方法について説明する。図３は、図１の電気接触子の製造方法を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１において、第１接合材塗布工程を行う。図４は、図３の第１接合材塗布工程を示す図である。第１接合材塗布工程では、台金１の第１面１２であって貫通孔１１の周囲に第１接合材２１を塗布する。
【００１６】
第１接合材２１は、接合材２の一部である。第１接合材２１の量は、接合材２の量の１／３の量となっている。第１接合材２１の厚さ方向の寸法は、約５０μｍとなっている。
【００１７】
第１接合材塗布工程では、スクリーン印刷機およびスクリーン印刷マスクが用いられる。スクリーン印刷機およびスクリーン印刷マスクが用いられることによって、台金１における設定領域のみに、第１接合材２１が塗布される。
【００１８】
図３に示すように、ステップＳ１の後、ステップＳ２において、第１熱乾燥工程を行う。第１熱乾燥工程では、第１接合材２１に含まれる有機溶媒を除去する。なお、第１接合材２１の厚さ方向の寸法が小さい場合には、第１熱乾燥工程は、省略可能である。
【００１９】
ステップＳ２の後、ステップＳ３において、リベット脚部挿入工程を行う。図５は、図３のリベット脚部挿入工程を示す図である。リベット脚部挿入工程では、台金１の貫通孔１１にリベット３の脚部３２を第１面１２側から挿入して、リベット３の第１鍔部３１を第１接合材２１に重ねる。リベット脚部挿入工程では、リベット３の脚部３２の一部を、第２面１３に対して第１面１２から離れる方向に突出させる。第１熱乾燥工程において、第１接合材２１に含まれる有機溶媒が除去されているので、リベット脚部挿入工程において、第１接合材２１がリベット３の第１鍔部３１と台金１との間で押しつぶされることが抑制される。
【００２０】
図３に示すように、ステップＳ３の後、ステップＳ４において、第２接合材塗布工程を行う。図６は、図３の第２接合材塗布工程を示す図である。第２接合材塗布工程では、第１鍔部３１および第１接合材２１に第２接合材２２を塗布して、第１鍔部３１を第１接合材２１と第２接合材２２との間に配置する。
【００２１】
第２接合材２２は、接合材２の一部である。第２接合材２２の量は、接合材２の量の２／３の量となっている。言い換えれば、第２接合材２２は、接合材２のうちから第１接合材２１を除いた部分である。第２接合材塗布工程では、第１接合材塗布工程と同様に、スクリーン印刷機およびスクリーン印刷マスクが用いられる。これにより、第１鍔部３１および第１接合材２１におけるそれぞれの設定領域のみに、第２接合材２２が塗布される。スクリーン印刷版の版厚を変更することによって、第２接合材２２の塗布量が変更される。
【００２２】
図３に示すように、ステップＳ４の後、ステップＳ５において、第２熱乾燥工程を行う。第２熱乾燥工程では、接合材２に含まれる有機溶媒を除去する。第２熱乾燥工程では、接合材２を３０分間だけ８０℃に加熱する。
【００２３】
ステップＳ５の後、ステップＳ６において、接点接合工程を行う。図７は、図３の接点接合工程を示す図である。接点接合工程では、第２接合材２２に接点４を重ね、接点４、第１接合材２１および第２接合材２２を積層方向に圧縮するとともに加熱して、第１接合材２１および第２接合材２２からなる接合材２と接点４とを接合する。
【００２４】
第２接合材２２に接点４を重ねる作業は、位置合わせカメラおよびマウント用コレットを有するマウント装置によって自動的に行われる。マウント装置は、位置合わせカメラが撮影する画像を用いて、接点４の位置と第２接合材２２の位置とのそれぞれを特定し、第２接合材２２に対して接点４が重ねられる位置を決定する。
【００２５】
また、第２接合材２２に接点４を重ねる作業では、マウント装置は、接点４を保持するマウント用コレットを１５０℃程度に加熱して、５００Ｐａ程度の圧力で、接点４を第２接合材２２に押し付ける。これにより、第２接合材２２に含まれる粘着溶媒が揮発して、接点４と第２接合材２２とが互いに粘着される。
【００２６】
接点４、第１接合材２１および第２接合材２２を積層方向に圧縮するとともに加熱する作業は、一対の接合用コレット５によって行われる。接点４、第１接合材２１および第２接合材２２を積層方向に圧縮するとともに加熱する作業では、一方の接合用コレット５を接点４に当て、他方の接合用コレット５を脚部３２に当てる。また、接点４、第１接合材２１および第２接合材２２を積層方向に圧縮するとともに加熱する作業では、接合用コレット５を２５０℃に加熱すると同時に接合用コレット５を用いて１０ＭＰａの圧力で、接点４および脚部３２を積層方向に１０分間だけ圧縮する。これにより、第１接合材２１と第２接合材２２とが一体となり、接点４と接合材２とが互いに接合される。
【００２７】
図３に示すように、ステップＳ６の後、ステップＳ７において、脚部変形工程を行う。図８は、図３の脚部変形工程を示す図である。脚部変形工程では、脚部３２を変形させて、第２面１３に対向する第２鍔部３３をリベット３に形成する。これにより、リベット３がかしめによって台金１に固定される。この例では、脚部３２を積層方向に圧縮して、第２面１３に対向する第２鍔部３３をリベット３に形成する。脚部変形工程では、一対の接合用コレット５を用いて３０ＭＰａの圧力で、接点４および脚部３２を積層方向に１０分間だけ圧縮する。以上により、電気接触子が製造される。
【００２８】
脚部変形工程によって、リベット３には、第２鍔部３３が形成される。これにより、図２に示すように、接点４の周縁部に対して重ねられた接合材２の部分に作用する圧縮力Ｐが残存する。言い換えれば、接点４の周縁部に対して重ねられた接合材２の部分は、第１面１２に押し付けられる。したがって、接点４と接合材２との間の接合強度が向上し、台金１からの接点４の剥離が抑制される。その結果、電気接触子の信頼性寿命が長くなる。
【００２９】
次に、リベット３の第１鍔部３１が接合材２の内部に配置されることによるさらなる効果について説明する。第１鍔部３１が接合材２の内部に配置されていない場合には、接点４は台金１に対して接合材２を介して接合される。したがって、接点４と接合材２の間の界面には、拡散接合が形成される。接点４と接合材２との間の接合力は、接点４と接合材２とを接合した際に外部から加えられた機械的応力と加熱温度とによって決定される。したがって、電気接触子が使用されるにつれて、接点４と接合材２との間の接合力は、徐々に低下する。接点４と接合材２との間の接合力のうちで、接点４の周縁部と接点４の周縁部に重ねられた接合材２の部分との間の接合力が最も弱いので、接点４の周縁部と接点４の周縁部に重ねられた接合材２の部分との間で、剥離現象が発生しやすい。
【００３０】
一方、第１鍔部３１が接合材２の内部に配置されている場合には、リベット３には、リベット３の圧縮変形によってリベット３に生じた応力を解放する力が働く。したがって、第１鍔部３１には、接合材２を接点４に向かって押し付ける力が働く。第１鍔部３１の周縁部によって接合材２が接点４に向かって押し付けられる力は、第１鍔部３１の中心部によって接合材２が接点４に向かって押し付けられる力よりも大きい。したがって、接合材２の周縁部は、接合材２の中心部よりも強い力で接点４に向かって押し付けられる。
【００３１】
接点接合工程の後においても、外部からの機械的応力および加熱が接合材２と接点４とに加えられることによって、接合材２と接点４との間の界面での拡散接合が進行し、接合材２と接点４との間の接合強度が高くなる。したがって、リベット３から接点４に作用する力によって、接合材２と接点４との間の拡散接合が進行する。その結果、電気接触子が使用されるにつれて、接合材２と接点４との間の接合強度が高くなる。以上のことから、リベット３の第１鍔部３１が接合材２の内部に配置されていない場合と比較して、接点４の周縁部と接点４の周縁部に重ねられた接合材２の部分との間の接合強度が高くなる。
【００３２】
以上説明したように、この発明の実施の形態１に係る電気接触子によれば、接合材２を介して台金１に接合された接点４と、リベット３とを備えている。リベット３は、第１面１２に対向し、接合材２の内部に設けられた第１鍔部３１、第１鍔部３１と一体に形成され、貫通孔１１に挿入された脚部３２および脚部３２に一体に形成され、台金１の第２面１３に対向する第２鍔部３３を有している。接合材２は、リベット３によって、第１面１２に押し付けられている。これにより、接合材２の周縁部が台金１から剥離することが抑制される。その結果、接点４と台金１との間の接合の劣化を抑制することができる。
【００３３】
また、接点４の周縁部に対して重ねられた接合材２の部分は、リベット３によって、第１面１２に押し付けられている。電気接触子が使用されることによって、接点４の周縁部には、接合材２から離れる方向に力が作用する。接点４の周縁部に対して重ねられた接合材２の部分は、リベット３によって、第１面１２に押し付けられることによって、接点４の周縁部に対して重ねられた接合材２の部分が台金１から離れることが抑制される。その結果、接点４と台金１との間の接合の劣化を抑制することができる。
【００３４】
また、第１鍔部３１の周縁部は、接合材２を接点４に向かって押し付ける。したがって、接点４の周縁部と接点４の周縁部に重ねられた接合材２の部分との間の接合強度を高くすることができる。
【００３５】
この発明の実施の形態１に係る電気接触子の製造方法によれば、脚部３２を変形させて、台金１の第２面１３に対向する第２鍔部３３をリベット３に形成する脚部変形工程を備え、脚部変形工程において、接合材２は、リベット３によって、第１面１２に押し付けられる。これにより、接合材２の周縁部が台金１から剥離することが抑制される。その結果、接点４と台金１との間の接合の劣化を抑制することができる。
【００３６】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、接合材２がＡｇ微粒子を含んでいる。また、上記実施の形態１では、接点４の主成分がＡｇとなっており、接点４の添加物がＩｎの酸化物およびＳｎの酸化物となっている。一方、実施の形態２では、接合材２がＣｕ微粒子であるＣｕナノ粒子を含んでいる。Ｃｕ微粒子は、金属微粒子に含まれる。接点４の主成分がＣｕとなっており、接点４の添加物がＷ（タングステン）となっている。接点４には、Ｗが１〜４０ｗｔ％程度含まれている。その他の構成は、実施の形態１と同様である。
【００３７】
上記実施の形態１では、接点接合工程において、接合用コレット５を２５０℃に加熱すると同時に接合用コレット５を用いて１０ＭＰａの圧力で、接点４および脚部３２を積層方向に１０分間だけ圧縮した。一方、実施の形態２では、接点接合工程において、接合用コレット５を２８０℃に加熱すると同時に接合用コレット５を用いて２０ＭＰａの圧力で、接点４および脚部３２を積層方向に１０分間だけ圧縮する。その他の電気接触子の製造方法は、実施の形態１と同様である。
【００３８】
以上説明したように、この発明の実施の形態２に係る電気接触子によれば、接合材２を介して台金１に接合された接点４と、リベット３とを備えている。リベット３は、第１面１２に対向し、接合材２の内部に設けられた第１鍔部３１、第１鍔部３１と一体に形成され、貫通孔１１に挿入された脚部３２および脚部３２に一体に形成され、台金１の第２面１３に対向する第２鍔部３３を有している。接合材２は、リベット３によって、第１面１２に押し付けられている。これにより、接合材２の周縁部が台金１から剥離することが抑制される。その結果、接点４と台金１との間の接合の劣化を抑制することができる。
【００３９】
実施の形態３．
図９は、この発明の実施の形態３に係る電気接触子を示す断面図である。リベット３の第１鍔部３１における接点４に対向する面には、凹凸部３４が形成されている。これにより、リベット３の第１鍔部３１における接合材２に対する接触面積が増加する。したがって、リベット３の第１鍔部３１と接合材２との間の接合強度が向上する。その他の構成は、実施の形態１と同様である。なお、その他の構成は、実施の形態２と同様であってもよい。
【００４０】
以上説明したように、この発明の実施の形態２に係る電気接触子によれば、第１鍔部３１における接点４に対向する面には、凹凸部３４が形成されている。これにより、リベット３の第１鍔部３１と接合材２との間の接合強度を向上させることができる。
【００４１】
実施の形態４．
図１０は、この発明の実施の形態４に係る電気接触子を示す断面図である。リベット３の第１鍔部３１における台金１に対向する面には、凹凸部３５が形成されている。これにより、リベット３の第１鍔部３１における接合材２に対する接触面積が増加する。したがって、リベット３の第１鍔部３１と接合材２との間の接合強度が向上する。
【００４２】
接点４における台金１に対向する面には、凹凸部４１が形成されている。これにより、接点４における接合材２に対する接触面積が増加する。したがって、接点４と接合材２との間の接合強度が向上する。その他の構成は、実施の形態３と同様である。
【００４３】
以上説明したように、この発明の実施の形態４に係る電気接触子によれば、リベット３の第１鍔部３１における台金１に対向する面には、凹凸部３５が形成されている。これにより、リベット３の第１鍔部３１と接合材２との間の接合強度を向上させることができる。
【００４４】
また、接点４における台金１に対向する面には、凹凸部４１が形成されている。これにより、接点４と接合材２との間の接合強度を向上させることができる。
【００４５】
実施の形態５．
図１１は、この発明の実施の形態５に係る電気接触子を示す断面図である。接点４の周縁部における台金１に対向する面には、凹部４２が形成されている。これにより、接点４の周縁部における接合材２に対する接触面積が増加する。したがって、接点４の周縁部と接合材２との間の接合強度が向上する。その他の構成は、実施の形態４と同様である。
【００４６】
以上説明したように、この発明の実施の形態５に係る電気接触子によれば、接点４の周縁部における台金１に対向する面には、凹部４２が形成されている。これにより、接点４の周縁部と接合材２との間の接合強度を向上させることができる。
【００４７】
なお、上記実施の形態５では、第１鍔部３１における接点４に対向する面に凹凸部３４が形成され、第１鍔部３１における台金１に対向する面に凹凸部３５が形成されている。しかしながら、これに限らず、図１２に示すように、第１鍔部３１の周縁部における接点４に対向する面に凹部３６が形成された構成であってもよい。これにより、第１鍔部３１の周縁部と接合材２との間の接合強度を向上させることができる。また、図１３に示すように、第１鍔部３１の周縁部における台金１に対向する面に凹部３７が形成された構成であってもよい。これにより、第１鍔部３１の周縁部と接合材２との間の接合強度を向上させることができる。
【符号の説明】
【００４８】
１  台金、２  接合材、３  リベット、４  接点、５  接合用コレット、１１  貫通孔、１２  第１面、１３  第２面、２１  第１接合材、２２  第２接合材、３１  第１鍔部、３２  脚部、３３  第２鍔部、３４  凹凸部、３５  凹凸部、３６  凹部、３７  凹部、４１  凹凸部、４２  凹部。
【要約】
接点と台金との間の接合の劣化を抑制することができる電気接触子を得る。この電気接触子は、板形状に形成され、板厚方向に貫通孔が形成された台金と、台金の第１面に設けられた接合材と、接合材を介して台金に接合された接点と、第１面に対向し、接合材の内部に設けられた第１鍔部、第１鍔部と一体に形成され、貫通孔に挿入された脚部および脚部に一体に形成され、台金の第２面に対向する第２鍔部を有するリベットとを備え、接合材は、リベットによって、第１面に押し付けられている。【図１】
0006580290.tif 000002
【図２】
0006580290.tif 000003
【図３】
0006580290.tif 000004
【図４】
0006580290.tif 000005
【図５】
0006580290.tif 000006
【図６】
0006580290.tif 000007
【図７】
0006580290.tif 000008
【図８】
0006580290.tif 000009
【図９】
0006580290.tif 000010
【図１０】
0006580290.tif 000011
【図１１】
0006580290.tif 000012
【図１２】
0006580290.tif 000013
【図１３】
0006580290.tif 000014