(57)【要約】【課題】銅合金からなるコネクタ用端子は、所定の形状に打ち抜かれた櫛歯状の生産部材に対して、銅の拡散バリヤとしてのニッケルめっきをした上に、耐食性を確保して電気特性を保つ金めっきをする表面処理をしていたが、製作の手間がかかるだけでなく、高価な金の使用が避けられず、その金の使用量を減らすとピンホール対策が必要となる問題があった。【解決手段】銅または銅合金からなるコネクタ用端子の櫛歯状の生産部材の表面に、照射により表層部分が瞬時に溶解するエネルギ密度を持ち、かつ前記溶解部分が直ちに再凝固するエネルギ量に制限する照射時間の短い電子ビームのパルスを１回以上照射して表面部分に耐蝕、耐摩耗性の銅アモルファス層を形成させて表面を仕上げ、表面処理を不要にした。【選択図】図１
2005206893.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅、または銅合金からなるコネクタ用端子の表面に、照射により表層部分が所定の溶解状態となるエネルギ密度を持ち、かつ、前記溶解表層部分が溶解後直ちに再凝固するエネルギ照射量に制限する照射時間の短い電子ビームのパルスを少なくとも１回以上照射して、前記表面部分に銅アモルファス層を形成させることを特徴とするコネクタ用端子の表面改質加工方法。
【請求項２】
銅、銅合金、または所要の金属または合金めっきを施した銅または銅合金から成るコネクタ用端子の少なくとも接触面となる表面部分に、
照射軸と垂直な断面の径Ｌｒが、Ｌｒ＝ｘ×１０ｍｍ（但し、ｘ＝０．１、０．２、０．３、・・・０．５、・・・０．８、・・・１．０、２．０、・・・５．０、・・・７．０）、エネルギ密度Ｅｄが、Ｅｄ＝０．１〜１０Ｊ／ｃｍ２、パルスビームのパルス時間幅τｓが、τｓ＝０．０５〜５．０μｓの電子ビームのパルスを少なくとも１回以上照射して、前記表面部分に電気接触面としての銅アモルファス層を形成させることを特徴とするコネクタ用端子の表面改質加工方法。
【請求項３】
銅、または銅合金からなるコネクタ用端子の表面を、照射により表層部分が溶解するエネルギ密度を持ち、かつ前記溶解表層部分が溶解後再凝固するエネルギ量に制限された照射時間の短い電子ビームのパルスを少なくとも１回照射して前記表面部分に銅アモルファス層を形成させて表面を仕上げて成ることを特徴とするコネクタ用端子。
【請求項４】
銅、銅合金、または所要の金属または合金めっきを施した銅または銅合金から成るコネクタ用端子の少なくとも接触面となる表面部分を、
照射軸と垂直な断面の径Ｌｒが、Ｌｒ＝ｘ×１０ｍｍ（但し、ｘ＝０．１、０．２、０．３、・・・０．５、・・・０．８、・・・１．０、２．０、・・・５．０、・・・７．０）、エネルギ密度Ｅｄが、Ｅｄ＝０．１〜１０Ｊ／ｃｍ２、パルスビームのパルス時間幅τｓが、τｓ＝０．０５〜５．０μｓの電子ビームのパルスを少なくとも１回以上照射して、前記表面部分に電気接触面としての銅アモルファス層を形成させて表面を仕上げて成ることを特徴とするコネクタ用端子。
【請求項５】
コネクタ、プラグ、ジャック、ソケット、スイッチ、またはリレー等の電気接続の接触子部分であって、該接触子部分又は全体が銅もしくは銅系合金、鉄もしくは鉄系合金、またはチタンもしくはチタン系合金から成る電子機構部品において、前記接触子部の表面を照射ビームとして、表層部分が溶解するエネルギ密度を持ち、かつ、前記溶解表層部分が、溶解後微小短時間で再凝固する照射エネルギ量に制限された照射時間の短い電子ビームのパルスを少なくとも１回以上照射して、前記表層部分に表面面粗度が改善された接触子金属部材のアモルファス層を形成させて表面を仕上げて成ることを特徴とする電子機構部品の接触子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基体が銅または銅合金から成るコネクタ用端子の改良及びコネクタ用端子の表面改質加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、コネクタ用端子としては、黄銅、ベリリウム銅、リン青銅、または洋白等の銅合金からなる基体に、銅の拡散バリヤとしてのニッケルめっき層を施し、さらにその表面に電気特性、耐蝕性に優れた金めっきを施したものが多く、一部に錫めっきしたものが用いられていた。金は電気特性、及び耐食性に優れているため、端子材の表面にめっきする金属としては最適であるが、その反面極めて高価であるため、経済性の点からめっき厚を薄くしたり、電気接点としての機能上必要な部分にのみめっき範囲を限定するなど、その使用量を極力抑える試みがなされて来ている。
【０００３】
しかし、金めっきの厚さを薄くすると、めっきの本質的欠点ピンホール数が増加して、下地金属が腐食される危険性が高くなり、また部分金めっきでは、露出したニッケルめっき面が直接腐食環境に晒される結果、容易に腐食され、ニッケル或いは素地銅の腐食生成物が金めっき表面に移行して接触抵抗の増加を招くなど信頼性を損なう問題があった。このため、薄い金めっき厚、或いは部分めっきとしても、耐食性に優れた端子材の開発が望まれていた。
【０００４】
これが解決手段として、前記銅合金基体の全面に、全体で１〜４μｍ厚の銅拡散バリヤとしてのニッケルめっき層、及び錫含有量５０〜８０ｗｔ％の中間層としての錫−ニッケル合金めっき層を順次に設け、さらに該錫−ニッケル合金めっき層の少なくとも接点となる表面に金めっき層を設けることが提案されている（特許文献１参照。）。
また、上記中間層の錫−ニッケルめっき層に替え、前記下地のニッケルめっき層より酸化し易い硫化性のニッケルサブライトめっきを中間層として施し、最後に上層として金めっきを施すことも提案されている（特許文献２参照。）。
また、さらに、上記各中間層としてのめっき層を設けるのに替え、最上層として設けられた金めっき層のピンホールに対し、特殊な（Ａ）、（Ｂ）２成分を必須とする有機溶剤液より成る封孔処理液により封孔することも提案されている（特許文献３参照。）。
【０００５】
しかし、先ず何れの提案も、金または金合金の必要使用量に多少の多い、少ないがあるにしても、高価な金を使用諸費していることには変わりがなく、金めっき処理工程を依然として必要とするものであり、そして、その上で、上述の中間層のめっきによる形成が封孔処理が必要となるものであるから、一段の開発が望まれているのである。
【０００６】
ところで、プリント基板用コネクタの接触子として、黄銅やリン青銅を基材し、これに酸化防止のためにＡｕめっきやＳｎめっきしていたものに替え、めっき処理を要しない、重量百分比で、２〜４％Ｎｉ、０．２〜１．５％Ｓｉ，０．０５〜０．２５％Ｍｇ、残部Ｃｕから成る銅合金を用いることも提案されているが、その実用化の程は定かでない（特許文献４。）。
【０００７】
【特許文献１】特開昭６３−１２１６９３号公報
【特許文献２】特開平０６−２００３９５号公報
【特許文献３】特許第２５２０９８１号公報
【特許文献４】実開平０５−０２３４３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明は、銅または銅合金をコネクタ用端子として用いるもので、銅拡散バリヤなどとしてのニッケル下地めっきや、該下地めっきの保護及び金めっきのピンホール対応の中間めっき層を形成することなく、そしてさらに金めっきを必要とすることなく、所定の処理加工によって仕上げることにより、耐蝕性で、経年変化することなく、かつ接触抵抗も増大しない仕上げ表面を有するコネクタ用端子及び、銅または銅合金から成るコネクタ用端子の表面改質加工方法を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述の本発明の目的は、（１）銅、または銅合金からなるコネクタ用端子の表面に、照射により表層部分が所定の溶解状態となるエネルギ密度を持ち、かつ、前記溶解表層部分が溶解後直ちに再凝固するエネルギ照射量に制限する照射時間の短い電子ビームのパルスを少なくとも１回以上照射して、前記表面部分に銅アモルファス層を形成させるコネクタ用端子の表面改質加工方法とすることにより達成される。
【００１０】
また、前述の本発明の目的は、（２）銅、銅合金、または所要の金属または合金めっきを施した銅または銅合金から成るコネクタ用端子の少なくとも接触面となる表面部分に、
照射軸と垂直な断面の径Ｌｒが、Ｌｒ＝ｘ×１０ｍｍ（但し、ｘ＝０．１、０．２、０．３、・・・０．５、・・・０．８、・・・１．０、２．０、・・・５．０、・・・７．０）、エネルギ密度Ｅｄが、Ｅｄ＝０．１〜１０Ｊ／ｃｍ２、パルスビームのパルス時間幅τｓが、τｓ＝０．０５〜５．０μｓの電子ビームのパルスを少なくとも１回以上照射して、前記表面部分に電気接触面としての銅アモルファス層を形成させるコネクタ用端子の表面改質加工方法とすることにより達成される。
【００１１】
そして、また、前述の本発明の目的は、（３）銅、または銅合金からなるコネクタ用端子の表面を、照射により表層部分が瞬時に溶解するエネルギ密度を持ち、かつ前記溶解表層部分が溶解後再凝固するエネルギ量に制限された照射時間の短い電子ビームのパルスを少なくとも１回照射して前記表面部分に銅アモルファス層を形成させて表面を仕上げて成るコネクタ用端子とすることにより達成される。
【００１２】
また、さらに前述の本発明の目的は、（４）銅、銅合金、または所要の金属または合金めっきを施した銅または銅合金から成るコネクタ用端子の少なくとも接触面となる表面部分を、照射軸と垂直な断面の径Ｌｒが、Ｌｒ＝ｘ×１０ｍｍ（但し、ｘ＝０．１、０．２、０．３、・・・０．５、・・・０．８、・・・１．０、２．０、・・・５．０、・・・７．０）、エネルギ密度Ｅｄが、Ｅｄ＝０．１〜１０Ｊ／ｃｍ２、パルスビームのパルス時間幅τｓが、τｓ＝０．０５〜５．０μｓの電子ビームのパルスを少なくとも１回以上照射して、前記表面部分に電気接触面としての銅アモルファス層を形成させて表面を仕上げて成るコネクタ用端子とすることにより達成されるものである。
【００１３】
また、本発明の目的は、（５）コネクタ、プラグ、ジャック、ソケット、スイッチ、またはリレー等の電気接続用の接触子部分であって、該接触子部分又は全体が銅もしくは銅系合金、鉄もしくは鉄系合金、またはチタンもしくはチタン系合金から成る電子機構部品において、前記接触子部の表面を照射ビームとして、表層部分が溶解するエネルギ密度を持ち、かつ、前記溶解表層部分が、溶解後微小短時間で再凝固する照射エネルギ量に制限された照射時間の短い電子ビームのパルスを少なくとも１回以上照射して、前記表層部分に表面面粗度が改善された接触子金属部材のアモルファス層を形成させて表面を仕上げて成る電子機構部品の接触子とすることにより達成される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明（１）乃至（４）によれば、銅または銅合金製のコネクタ用端子に、特殊な必要とする広がりを持った、高エネルギ密度で、照射継続時間が著しく短い電子ビームのパルスを１回以上繰り返し照射して銅のアモルファス層をまたは被膜を形成させたので、表面面粗度が著しく改善され、耐摩耗性が増大し、かつ耐酸化等の耐腐食性があって、電気的接触抵抗等の電気的特性が低下することなく持続する優れた特性のコネクタ用端子を得ることができる。
【００１５】
そして本発明によれば、コネクタ用端子材として調整された銅板または銅合金板からプレス打ち抜きによって端子部を櫛歯状に有する素材に対し、少なくとも接点部とその廻り、または接点側の大半部にまとめて電子ビームのパルスを必要とする回数照射して表面に薄い銅のアモルファス層を形成させる丈であるから、従来のコネクタ用端子のように、銅の拡散バリヤとしての下地のニッケルめっき、該下地ニッケルめっき保護のための錫−ニッケル合金の中間めっきまたは金めっき、そして前記下地保護及び電気的特性保持のための金めっき等を実質上必要とすることなく、そして高価な金を必要とせず費消しないから、設備及び設備使用による製造も簡単で、取扱いが容易であり、かつ、製造一般に人及び時間を要しないから、著しく安価となり、コネクタ用端子の製造、提供に革命をもたらす可能性があるものである。
【００１６】
また、本発明（５）によれば、本発明はコネクタ用端子という１電子機構部品に止まらず、同類のプラグ、ジャック、ソケット、スイッチ、またはリレー等の特に電気的接続部の接触子に適用して有用であり、そして、さらにその表面改質加工処理の対象素材としても、無酸素銅などの前記銅や銅合金に限らず、該銅系合金、鉄もしくは鉄系合金、またはチタンまたはチタン系合金、或いは各種接点材から成る接点に適用してさらにその性能向上に資する可能性を有するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は、コネクタ用端子３１−１，３１−２、３１−３、・・３１−ｎの実施例の大量生産工程において、例えば無酸素銅または黄銅などより成る帯板材３１からプレスにより打ち抜いた生産部材３１Ａの部分の拡大平面図である。そして、このプレス加工の後適宜研磨仕上げた後、従来はニッケルめっきをしてその上に金めっきをするなどと言う表面処理をしていたのに対し、本発明では前述適宜の研磨仕上げの後、後で一例を詳しく説明する特殊な電子ビーム利用の金属部材の表面改質加工装置の真空ハウジング装置の加工処理ハウジング部内加工テーブル上に前記生産部材３１Ａが設置され、コネクタ用端子３１−１、３１−２、３１−３、・・３１−ｎの全体、または、少なくともコンタクトが有る側の端部側で、少なくともコンタクトが有る側の面に対し、照射により表層部分が瞬時に所定の溶解状態になるエネルギ密度を持ち、前記溶解表層部分が溶解後直ちに再凝固するエネルギ量に制限された照射時間の短い電子ビームのパルスを少なくとも１回、通常は秒オーダ程度の短い時間を置いて所望複数回照射するものである。
【００１８】
以下前述の断面積の大きい電子ビームによる表面改質加工方法及び装置の一例を説明するに、図４は、全体構成の概略を示す装置断面図で、１は真空ハウジング、６は環状アノード、８はチタン（Ｔｉ）針金の結束体のような大面積カソード、Ｓは電子加速空間、５は上下ソレノイドコイルから成る磁場付与手段、１４はビームコレクタを示している。前記真空ハウジング１は、電子ビーム発生部を収納する筒状のビームハウジング部１Ａと、電子ビームの照射を受けるコレクタ１４等を収納する加工処理ハウジング部１Ｂとから成り、前記ビームハウジング部１Ａは電子ビームを上下鉛直方向に照射するように設置されるのに対し、加工処理ハウジング部１Ｂは、コレクタ１４上のワーク１２（生産部材３１Ａ）を、鉛直照射電子ビーム１１に対して直交する水平方向に移動又は送り位置決めし得るように回転台１３又は直線１軸若しくは直交２軸のテーブルに取り付け収設している。
【００１９】
前記回転台１３は廻りにコレクタ１４を取り付けた円形板１３Ａと、該円形板１３Ａを加工処理ハウジング部１Ｂに取り付け支持する回転支柱１３Ｂと、加工処理ハウジング部１Ｂ壁に気密に取り付けられた回転支柱１３Ｂを外部で回転駆動するように設けた回転モータ１３Ｃを有し、所要のコレクタ１４の載置ワーク１２を電子ビーム１１の照射を受ける加工処理ポジションＰＡに位置させることが出来るように構成されている。
【００２０】
前記真空ハウジング１には、スクロールポンプ２とターボ分子ポンプ３とが夫々流量調節弁２Ａ、３Ａを介して連結され、さらに、アルゴン（Ａｒ）等のガスボンベ１５を、図示しない真空ハウジング部１に設置の真空センサによる検出ガス圧が、設定ガス圧となるよう制御される圧力調整弁４を介して連結することにより、真空ハウジング部１内は、一旦１×１０−２Ｐａ以下の真空状態とした後、例えば、０．３〜０．５×１０−１Ｐａ程度の所定の低ガス圧状態に保たれる。
【００２１】
この図４の加工処理装置には、図４〜５で図示説明するように３つの、通常コンデンサ使用のパルス電源が設けられる。先ず第１のパルス電源１６は、カソード８とアノード６及びコレクタ１４間の陽極プラズマ７形成を伴う低圧ガス中放電を、カソード８とアノード６が対向する電子加速空間Ｓ内に安定的に閉じ込めた状態で行われるように、図６に示す磁場空間を前記電子加速空間Ｓを取り囲んだ状態に形成する電子ビーム照射軸方向に複数個設けられるソレノイド５、５励磁用コンデンサ充放電パルス電源で、具体的には、例えば、約１０００μＦのコンデンサを約１〜２ＫＶに充電し、約１００〜２００Ａの放電ピーク電流で、約１０〜２０ｍｓのパルス幅で放電させて前記閉じ込め磁場、例えば、４．４ＫＯｅを発生形成させるよう、環状アノード６は、上下のソレノイド５、５の間に位置する。
【００２２】
次に第２のパルス電源１７は、カソード８とアノード６及びコレクタ１４に印加されて前記閉じ込め磁場が形成されている電子加速空間Ｓの領域に低圧ガス電離の陽極プラズマ形成を伴う低圧ガス放電、グロー放電を生成させるコンデンサ充放電パルスで、具体的には、例えば、約５μＦのコンデンサを約４〜５ＫＶに充電し、約５０〜１５０Ａの放電ピーク電流で、約１０〜１００μｓのパルス幅で、前記第１のパルス電源のスイッチ・オンによる放電開始後約２０μｓ〜５ｍｓ遅延させて、充分な磁場形成を待って放電のスイッチ・オンにして、前記陽極プラズマ７形成を伴う低圧ガスグロー放電を生じさせるパルス電源である。
【００２３】
そして、第３のパルス電源１８は、前述第１のパルス電源１６及び第２のパルス電源１７により、閉じ込め磁場中での陽極プラズマ７の形成を伴う低圧ガス放電領域から、大面積のエネルギ密度が適度に高い電子ビーム１１の短いパルスを発生照射させるために、立ち上がりが、例えば、約５〜１０ｎｓの立ち上がり時間の短いパルス、具体的には、例えば、約３μＦのコンデンサを約２０〜６０ＫＶに充電し、約５〜２５ＫＡの放電ピーク電流で、約１〜５μｓの極めて短いパルス幅で、前記第２のパルス電源のスイッチ・オンによる放電開始後約１０〜１００μｓ遅延させて低圧ガス放電が発生したのを待ってスイッチ・オンすることにより、カソード８に高い立ち上がりの負の高電圧パルスを印加し、アノード６からのイオンビームによってカソード８表面に高密度のカソードプラズマを形成させ、該高密度のカソードプラズマとカソード８からの電子とにより生成する高密度の電子ビーム１１を陽極プラズマ７を通じて、アノード６の環内を通り、コレクタ１４に照射されることになるのである。
【００２４】
このような、大面積のパルス電子ビーム１１の、照射による金属材の表面仕上げ、及び／または表面のアモルファス化の改質加工には、前記電子ビーム１１のエネルギ密度が約０．１〜１０Ｊ／ｃｍ２程度で、継続照射時間が数μｓ以内の短いものであるから、ワーク１２の表面の電子ビーム照射領域に対して、所定複数回繰り返し照射する場合や、ワーク１２表面の電子ビーム１１の径よりも大きい領域を順次にスキャンニングして加工等をする場合には、前記第１乃至第３の各パルス電源１６〜１８を再充電してパルス電子ビームの発生、照射を繰り返えさせる必要があるもので、上述のような電源構成の場合、加工処理の目的、効果から約５〜１０ｓ毎又はそれより短い時間間隔で繰り返し照射し得る仕様とすることが望ましいものである。
【００２５】
以上の構成によれば、前述第２の電源１７はパルス電源で、アノード６及びカソード８間に対する電圧印加による電界は常時ではなく、また熱電子などの積極的な供給はないので、電圧印加時の上述プラズマ形成は容易でないが、このため第２の電源１７によるアノード６及びカソード８間電圧印加に先だって、第１のパルス電源１６によるソレノイド５、５の励磁による磁場を生成作用させ、低圧ガス中に存在する自然電子を回転させて電子加速空間Ｓ内から逃げ出さないようにするのである。なお、第２のパルス電源１７によるパルス電圧印加時に、電離を起動させるための初期荷電粒子の発生には、（１）カソード８の微小な突起物の電界集中を利用する、（２）カソード８を加熱して熱電子を放出させる、（３）紫外線など光を照射して光電子を作る、（４）別の粒子源で荷電粒子を発生させておいて注入するなどの補助的手段を付設作動させるようにしてもよい。
【００２６】
ここで、前記作用磁場が、コンデンサの放電が進んでほぼ最大となったところで、アノード６及びカソード８間に第２のパルス電源１７からアノード電圧を印加すると、磁場中に補足されている電子は螺旋を描くことによりガス分子との衝突の頻度が大きくなって進行し、ガス分子と衝突して電離し、発生した電子と正イオンとは、夫々反対方向に移動して電離を繰り返す。このとき電子は速やかにアノード６及びカソード８間を通過するのに対し、正イオンは移動度が小さいので短い時間の間には一部以上が残留し、電界の歪みが生じる。即ち、カソード８の周辺に正イオンが多くなり、それがカソード８側の電界を強め放電を進展させる傾向をもつ。正イオンが電子に対し過剰に多くなれば、アノード６及びカソード８間に電位差が生じ、アノード６に向かう電子はそこでトラップ（捕捉）されるようになる。その結果アノード６の近くにアノードプラズマ７が生成し、電子トラップを解消しながらカソード８側へ成長する。
【００２７】
アノードプラズマ７部分では、正イオンと電子の密度がほぼ同じであるから、空間電荷電界は殆どなく極めて低い一様な電界で電子流をアノード６に運ぶ状態にある。之に対し、カソード８周辺では、電離によって必要な電子流を作ると同時に急峻な電界を作るのに必要な正イオンの蓄積が起こる。それらの正イオンは電離によって生じた正イオンとアノード６側から流れ込む正イオンとからなり、正イオンはカソード電極８に衝突し、電極から電子を叩き出す。それらの電子はガス分子と衝突して電離させ、之が次々と繰り返されることにより、一次電子、二次電子、三次・・・、の電子が生じる。
【００２８】
このようにして、十分電子が増殖されて正イオンとほぼ同量となる部分にカソードプラズマ９が形成され、急峻な電界を維持するためのバッファ作用の効果をもち、アノードプラズマ７とカソードプラズマ９との中間では僅かに電界は上昇し、再結合を防ぐ役割と消散する荷電粒子を補うために僅かに電離を起こす役割をする。即ち、カソード８周辺の強い電界の部分で、電子が発生・増殖され、カソードプラズマ９とアノードプラズマ７は導電性の良い電子の通路を形成しているものと考えられる。
【００２９】
この状態になったとき、前述した５〜１０ｎｓと言う短い立ち上がり時間で高い負の電圧（５０〜６０ＫＶ）の短い持続時間（１〜５μｓ）のパルス電圧を印加してカソード電位を深い負電位に下げると、カソード８の周辺電界はより急峻となり、電離による電子・イオンは爆的に増殖し、カソードプラズマ９及びアノードプラズマ７を通る大きいエネルギ密度（０．１〜１．０Ｊ/ｃｍ２以上）の面積広がりを持った電子流が、環状アノード６を通りコレクタ１４上のワーク１２に照射されることになる。
【００３０】
この電子ビームの照射時間は、加工処理ワーク１２の表面改質の物理的（物性的）条件から決まって来る因子で、これはワーク１２材料の硬さと電子のエネルギ（ＫＶ）によって決まる電子が材料の内部へ侵入する深さと材料の熱伝導度とによる。なお、以上は、材料の表面を急速加熱した後急速冷却する手法で表面をアモルファス化して加工改質処理する場合を想定した場合であって、一般に軽い金属や熱伝導の良い金属は、電子ビーム照射時間を短くするものである。
【００３１】
このような断面が大面積の電子ビームのエネルギの分布密度を一様にするには、カソード８周辺の電界が一様であることが重要で、そのためにはカソードプラズマ９及びアノードプラズマ７を一様に形成しなければならず、そのためには、プラズマを均一に閉じ込める磁場の方式、形成が重要になる。放電空間が低ガス圧力（約１Ｐａ以下）では、電子の平均自由行程が長くなり、電離のための衝突の機会が減少するので、プラズマの生成、維持は困難になる。これを可能にする方法として前述磁場を用いる方法がプラズマの閉じ込めに有効である所から、プラズマの生成、維持には有用であるが、プラズマの均一化には必ずしも有効でない。即ち、例えば、磁場強度を強くすると、電子は中心部に集中することになり、断面が大面積のプラズマを均一化することは難しい。
【００３２】
前記大面積の電子ビームのパルスは、その電子ビームの照射領域の各所に於けるエネルギ密度が、ソレノイド５の励磁電流を決定する第１のパルス電源のコンデンサ充電電源電圧はコンデンサの静電容量、又は電子ビーム発生部のグロー放電発生電源である第２のパルス電源の主としてコンデンサ充電電源の電圧でアノード電圧の設定切換えによって大凡０．１Ｊ／ｃｍ２乃至１０Ｊ／ｃｍ２の範囲で変更設定できるように構成するのが手っ取り早く簡単であるが、この図示説明の大面積の大エネルギ電子ビームパルス発生装置は低圧ガス中の電極プラズマを用いた電子ビーム発生装置であるから、前述電子ビームのエネルギ密度を変更するのに真空ハウジング１内の低圧ガスのガス圧を変更するようにしても良い。
【００３３】
即ち、図７に照射電子ビームのエネルギ密度（Ｊ／ｃｍ２）と真空ハウジング１内稀ガス（Ａｒ）のガス圧（Ｔｏｒｒ）との関係を第３のパルス電源１８による３つの異なる加速電圧の場合について示したように、ガス圧の変更によるエネルギ密度の変更設定が、比較的エネルギ密度の大きい領域で、加速電圧が高い場合ほど変更可能な幅が大きいことが判る。そして、このことから、逆に真空ハウジング１内のガス圧安定制御（＜±１％）が重要なことが判る。
【００３４】
なお、前述照射電子ビームのエネルギ密度の変更は、第３のパルス電源１８による加速電圧の変更によっても可能であるが、この加速電圧はパルス幅が約１〜５μｓと短くて変更等の自由度が小さく、かつ加速電圧の変更は、照射電子ビームのワーク材料内部へ侵入する深さを変化させて、ビームのエネルギを材料の表面層のみに与えて改質処理等をすると言う処理の目的を損なう可能性があるので、この第３のパルス電源１８は、調整設定された一定条件で、繰り返し使用することが望ましい。
【００３５】
以上の表面改質加工装置において、第１のパルス電源１６によるソレノイド５の励磁電流の変更制御手段、第２のパルス電源１７によりアノード６とカソード８間にグロー放電を生ぜしめるよう印加されるアノード電圧の変更制御手段、及び真空ハウジング１内のグロー放電用希ガスのガス圧変更制御手段等の組み合わせにより、断面径が約６０ｍｍ弱で、エネルギ密度を０．１乃至１０Ｊ／ｃｍ２間で各所定値に変更設定して、生産部材３１Ａのコンタクトを有せしめる端部側の表面の同一箇所に、各同一エネルギ密度の電子ビームを約５秒間隔で、各１０回照射した所、前記生産部材３１Ａの表面面粗度（Ｒｙμｍ）と表面に形成された銅アモルファス層の厚さ（μｍ）の測定値は、電子ビームパルスのエネルギ密度（Ｊ／ｃｍ２）横軸に対して図２のような特性曲線図となった。なお、この場合の電子ビームパルスの照射時間幅は何れも約２μｓである。
【００３６】
図２よれば、照射電子ビームのエネルギ密度を増大して行くと、エネルギ密度が約７Ｊ／ｃｍ２前後の電子ビームのパルスを繰り返し照射したとき、面粗度（表面平坦度）が小さくなり、銅のアモルファス化層も薄膜ながらしっかりしており、肉紅色乃至は赤血の金属色を示していた。そして、前記電子ビームのエネルギ密度が９〜１０Ｊ／ｃｍ２程度またはそれ以上と大きくなると、生産部部３１Ａの材質、形状及び寸法などにもよるが、従前の細く絞った線状電子ビームによる加工、深溶け込みを利用する切断、穿孔、または溶接などの加工現象が生じる状態となって表面が荒れるようになるので、前述程度のエネルギ密度のものを用いることが推奨される。
【００３７】
前述の条件で、電子ビームのパルスを照射して綺麗な金属色となった表面層は、下記条件に設定した薄膜Ｘ線回折装置により平行ビーム薄膜測定工学系で、Ｘ線入射角を０．５°に固定して測定したところ、結晶（銅の場合等軸晶系、面心立法格子）に由来する回折ピーク（銅では４０°近傍）が現われず、ぼんやりとしたピーク（ハロー）が現われるに止ったことから、前記表面層はアモルファス（非晶質）であると推定された。
測定条件
線源      ＣμＫα
光学系    平行ビーム光学系
入射スリット：０．２ｍＷ
Ｘ線入射角度：０．５°
受光スリット：０．２３ソーラスリット
走査軸    ２Θ
【００３８】
図３の（Ａ）、（Ｂ）は、前述の電子ビームの照射処理をした端子１０個のサンプルと、照射処理をしていない端子５個のサンプルの接触データ集計中ながら大きくは変化していない。抵抗をヒューレット・パッカード社製のＬＣＲメータ（ＨＥＷＬＥＴＴＴ  ＰＡＣＫＡＲＤ  ４２８４Ａ  ２０Ｈｚ−１ＭＨｚ  ＰＲＥＣＩＳＩＯＮ  ＬＣＲｍｅｔｅｒｓ）により測定したものである。測定方法は、サンプル端子のコンタクト部を上下電極間に挿入して挟み、記載する分銅（１０ｇ、５０ｇ、及び１００ｇ）を乗せ、周波数２０Ｈｚ、電圧１０Vの条件とした。測定結果（Ａ）、（Ｂ）によると、殆どが１ｍΩ以内に入っており、また対比しても差が殆ど無いので、電子ビーム照射の処理の有無は、接触抵抗値に影響しないものと考えられている。
【００３９】
その他環境試験等、
（１）高温（耐熱性）試験、
１２０℃の温度環境下で１２０時間放置し、その後電気抵抗を測る。
電子ビームの照射処理をしたサンプルの表面は、目視テストでも変化が見られず、接触抵抗値も変化がなかった。
【００４０】
（２）低温（耐寒性）試験、
−５０℃の温度下に１２０時間放置した後、常温に戻した後接触抵抗を測定する。
特に変化が認められない。
【００４１】
（３）耐温性試験、
６０℃で９０から９５％の湿度下に置き、ＤＣ１２Ｖで通電した状態で３０分室温にて放置した後、接触抵抗を測定する。
データ集計中ながら大きくは変化していない。
【００４２】
（４）塩水噴霧試験、
５％の食塩水を２時間噴射し、４０℃で９０から９５％の湿度環境に２２時間放置する処理を４回繰り返す。
結果は目視検査で変化を見る。データを採取中である。
【００４３】
（５）耐摩耗試験、
未実施である。
【００４４】
以上のように、本発明の技術は未だ開発途上であって、コネクタ用端子のコンタクト材の純銅につき適用し２〜３の性能を測定、確認したに過ぎないが、本発明の対象金属表層をアモルファス化（非晶質化）する技術は、従来慣用の液相凍結法と気相凍結法に対して、特殊と言われるイオン衝撃により結晶表面をアモルファス化する固相反応法の一翼をなすもので発展が期待されるものである。
【００４５】
そして本発明によれば、コネクタ用端子材としての黄銅、リン青銅、ベリリウム銅、及び洋白などの銅合金、またこれらの銅合金の表面一部以上に銅バリヤ用ニッケルめっきなどの表面処理を施した端子材に適用して有効である蓋然性が高いものであり、そしてさらに、その他の鉄もしくは鉄系合金やチタンもしくはチタン系合金の如き電気導電材や電極材の外、接点及び接点材への適用も思考されているものである。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、電気回路または機器などの相互間を電気的に接続するための接続具の製造における表面処理に替えて使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の加工処理の対象部材となるコネクタ用端子の一実施例の生産部材の部分平面図。
【図２】本発明の加工処理が生産部材の面粗さに与える影響と形成薄膜の状態を示す特性曲線図。
【図３】（Ａ）は本発明の一実施例サンプルの接触抵抗測定表、（Ｂ）は従来例のサンプルの測定表である。
【図４】従来例の大面積電子ビームパルスによる表面改質加工装置の一例を示す正断面図。
【図５】同じく図４の装置の３つのパルス電源の放電特性図。
【図６】同じく図４の装置における磁場形成状態の説明図。
【図７】同じく図４の装置の照射電子ビームのエネルギ密度とガス圧（Ｔｏｒｒ）との関係を異なる加速電圧の場合について示した特性図。
【符号の説明】
【００４８】
３１  帯板材
３１Ａ  生産部材
３１−１、３１−２、３１−３、・・３１−ｎ  コネクタ用端子
【図１】
2005206893.tif 000003
【図２】
2005206893.tif 000004
【図３】
2005206893.tif 000005
【図４】
2005206893.tif 000006
【図５】
2005206893.tif 000007
【図６】
2005206893.tif 000008
【図７】
2005206893.tif 000009