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1、(10)申请公布号 CN 103975094 A (43)申请公布日 2014.08.06 C N 1 0 3 9 7 5 0 9 4 A (21)申请号 201280059062.9 (22)申请日 2012.03.13 2011-274908 2011.12.15 JP C25D 1/00(2006.01) C22C 19/03(2006.01) H01R 13/03(2006.01) H01R 13/24(2006.01) H01R 43/00(2006.01) (71)申请人欧姆龙株式会社 地址日本京都府 (72)发明人石川阳子 前泽国芳 (74)专利代理机构北京市柳沈律师事务所 11。
2、105 代理人贾静环 (54) 发明名称 接触件制造用组合物、使用有该组合物的接 触件、及接触件的制造方法 (57) 摘要 本发明提供接触件制造用组合物,其用于实 现可具有低冲程且通用性优越的接触件。本发明 的接触件制造用组合物含有镍钴合金及硫且平均 粒径为0.07m以上0.35m以下,其中该镍钴合 金含有1重量以上且低于20重量的钴,硫的 含量相对于该镍钴合金100重量份为0.002重量 份0.1重量份。 (30)优先权数据 (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2014.05.30 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/JP2012/056478 2012.03.13 (87)PCT国。
3、际申请的公布数据 WO2013/088752 JA 2013.06.20 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书34页 附图5页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书34页 附图5页 (10)申请公布号 CN 103975094 A CN 103975094 A 1/1页 2 1.一种接触件制造用组合物,其特征在于: 含有镍钴合金及硫,且平均粒径为0.07m以上0.35m以下; 所述镍钴合金含有1重量以上且低于20重量的钴; 相对于所述镍钴合金100重量份,所述硫的含量为0.002重量份以上0.1重量份以下。 2.根据权利要求1所述的接触件。
4、制造用组合物,其特征在于: 所述平均粒径为0.10m以上0.35m以下。 3.根据权利要求1或2所述的接触件制造用组合物,其特征在于: 相对于所述镍钴合金100重量份,所述硫的含量为0.002重量份以上0.05重量份以 下。 4.一种接触件,其特征在于: 具有由绝缘物所固定的保持部、用以与导电部件滑动接触的接触部、将所述保持部与 所述接触部相连且能够进行弹性形变的弹性形变部; 至少所述弹性形变部含有权利要求1至3中任一项所述的接触件制造用组合物。 5.根据权利要求4所述的接触件,其特征在于: 所述接触件制造用组合物是经过电铸法而制得的。 6.根据权利要求5所述的接触件,其特征在于: 所述接触件。
5、制造用组合物是通过在150以上350以下的温度范围内对经电铸法制 得的电铸层进行超过0小时且48小时以下的加热而获得的。 7.一种电子部件,其特征在于: 具备权利要求4至6中任一项所述的接触件。 8.一种接触件的制造方法,其特征在于: 包含用pH值为3.0以上5.0以下的电镀液进行电铸来获得电铸层的电铸工序,其中, 所述电镀液含50g/L以上150g/L以下的镍、1g/L以上30g/L以下的钴、20g/L以上40g/L 以下的硼酸、0.01重量以上1重量以下的界面活性剂、合计0.001重量以上1重量 以下的光泽剂和表面平滑剂。 9.根据权利要求8所述的接触件的制造方法,其特征在于包含: 在15。
6、0以上350以下的温度范围内对经所述电铸工序而得的所述电铸层进行超过 0小时且48小时以下的加热的加热工序。 权 利 要 求 书CN 103975094 A 1/34页 3 接触件制造用组合物、 使用有该组合物的接触件、 及接触件 的制造方法 技术领域 0001 本发明涉及接触件制造用组合物、使用有该组合物的接触件、及接触件的制造方 法。具体涉及一种含有规定量的钴及硫且具有规定的平均粒径而表现出高杨氏模量并能够 实现低冲程接触的接触件制造用组合物、使用有该组合物的接触件、以及接触件的制造方 法。 背景技术 0002 连接器广泛用于电子部件及缆线等与其他部件之间的装卸,以及用于在部品间或 在缆线。
7、与部品之间进行功率、信号的收送。连接器具备由树脂等绝缘体构成的构架以及由 金属构成的接触件。 0003 关于所述接触件,需要将其压接(滑动接触)到例如电池电极等连接对象部品中 的导电部件上。为了维持该接触,要求接触件发生弹性形变来承受该接触动作带给接触件 的负荷。而当负荷解除时,要求接触件发生弹性形变而变回到施加负荷前的状态。 0004 图5是一般的电池连接器所具备的一例接触件的纵截面图,图5的(a)表示的是 未施加负荷时的状态,图5的(b)表示的是施加有负荷时的状态。 0005 图中,200代表接触件,201代表由绝缘体所固定的保持部,202代表与导电部件进 行滑动接触的接触部,203代表将。
8、保持部与接触部相连并能够发生弹性形变的弹性形变部, 204代表作为接触对象的导电部件。 0006 接触部202与导电部件进行滑动接触,于是弹性形变部203受到负荷而如图5的 (b)所示那样发生弹性形变。所施加的负荷带给弹性形变部203的位移量即冲程越大,接触 件200与导电部件204间的接触压力便越大。 0007 近年,随着可运行各种应用程序的多功能手机(智能手机)等的电池电容量的增 加,电池的尺寸也在增大。然后与电池尺寸的增大相反,手机的尺寸却要求小型化,因此业 界期望将电池与基板相连的连接器的薄小化。 0008 正如前述的,冲程越大,接触件与导电部件间的接触压力就越大。然而为了实现连 接器。
9、的薄小化,就需要即降低冲程又维持接触压力。本说明书中,以下将足以供获得接触件 所被要求的必要接触压力的冲程,也称为“低冲程”。 0009 为了获得低冲程,亦即为了以低冲程获得所需的充分接触压力,构成接触件的材 料需要具备较高的杨氏模量。 0010 此外,若反复进行接触件的装卸,负荷时的应力就会超过容许应力,导致接触件发 生劳损。因此需要将负荷时的应力控制在容许应力以下。为了将负荷时的应力控制在容许 应力以下,需要使构成接触件的材料具有较高的0.2耐力。 0011 另外,由于所述接触件在其用途上需要通电,因此需要其具有高导电率。若导电率 较低,便会因功率损耗而发热,进而导致无法通电。此外,从节能。
10、的观点看,也是需要减少功 率损耗的。 说 明 书CN 103975094 A 2/34页 4 0012 再之,接触件随时间而生锈就会导致导电率下降,因此要求接触件具有一定的耐 腐蚀性。 0013 在另一方面,本领域中都知道铜及钴等金属会与聚酰亚胺等树脂发生反应而导致 树脂劣化,这一现象称为“铜害”。接触件的保持部由于以一般的树脂为主成分,因此当发生 铜害时会导致保持部的破损,进而得不到所需的充分接触压力。 0014 因此,对于可能引起铜害的接触件,所能用的树脂的种类受到了限制,因此接触件 的通用性无法扩展。 0015 专利文献1揭示了一种用由锡组分比为5at以上25at以下的铜锡合金 (Cu-。
11、Sn)形成的电铸层来制得的螺旋状接触件。专利文献1为了获得较高的0.2耐性以 及导电率,对锡的组分比进行了调整。 0016 然而正如本发明的发明人在后述实施例7中发现的,所述铜锡合金的杨氏模量较 低。因此认为,专利文献1是为了获得所需的充分接触压力而采取了冲程较大的螺旋状的。 0017 另外,专利文献2揭示了一种用由钴组分比为1at以上30at以下且平均结晶 粒径被调整在20nm以下的镍钴合金(Ni-Co)形成的电铸层来制得的弹性接触头。 0018 专利文献2为了获得较高的0.2耐力(屈服应力)而调整了钴的组分比,且调整 了粒径。 0019 但专利文献2揭示的弹性接触头要求平均结晶粒径必需在2。
12、0nm以下。而正如本 发明的发明人在后述实施例5中发现的,平均粒径为60nm的接触件制造用组合物的导电率 会较低,因此认为所述弹性接触头的导电率也同样是较低的。 0020 因此,专利文献2揭示的弹性接触头的用途估计仅限于如半导体检查装置这类无 需高导电性的特殊情况。 0021 现有技术文献 0022 专利文献1:日本国专利申请公开“特开2007-95336号公报”;2007年4月12日 公开。 0023 专利文献2:日本国专利申请公开“特开2008-78061号公报”;2008年4月3日公 开。 发明内容 0024 本发明所要解决的问题 0025 在将具备专利文献1揭示的螺旋状接触件的半导体的。
13、背面压向绝缘基板时,螺旋 接触头以螺旋环绕接触的方式与球状弹性接触头的外表面相接触,从而实现各球状弹性接 触头与各螺旋接触头之间的电连接。 0026 专利文献1揭示的接触件为螺旋状,因此实现了高冲程而具有充分的接触压力。 然而螺旋状是非常特殊的形状,作为其连接对象的导电部件受到限定,因此螺旋状接触件 无法用作通用的连接端子。其当然无法用作需薄小化的接触件等电子部件。 0027 另外,专利文献2揭示的弹性接触头中,钴的组分比以及平均结晶粒径得到了调 整,因此获得了较高的0.2耐力(屈服应力)。然而其问题是导电率低,因此通电时会发 热。所以其连接对象限于是无高电流流过的导电部件。因此其也无法用作通。
14、用性连接端子。 0028 如上所述,至今尚未发现有材料可供实现一种能以低冲程获得所需的充分接触压 说 明 书CN 103975094 A 3/34页 5 力,并具有优异的导电性及耐腐蚀性,且不出现铜害变色的接触件。 0029 也就是说,目前的问题在于尚无一种材料能足以供实现具有低冲程且具有优越的 通用性的接触件。本发明是针对上述问题而研发的,其目的在于提供一种含规定量的钴及 硫且具有规定的平均粒径的接触件制造用组合物、使用有该组合物的接触件、以及接触件 的制造方法。 0030 用以解决问题的方案 0031 为解决上述问题,本发明的发明者就冲程小且具有所需的充分接触压力的通用性 接触件,锐意地研。
15、究了能供实现该接触件的材料。结果发现,通过使用一种含具有规定量的 钴的镍钴合金、及规定量的硫且具有规定的平均粒径的接触件制造用组合物,就能解决上 述的问题。由此完成了本发明。 0032 即,本发明的接触件制造用组合物的特征在于:含有镍钴合金及硫,且平均粒径为 0.07m以上0.35m以下;所述镍钴合金含有1重量以上且低于20重量的钴;相对 于所述镍钴合金100重量份,所述硫的含量为0.002重量份以上0.1重量份以下。 0033 如后述实施例所示,本发明的发明者针对接触件制造用组合物中的镍钴合金的钴 含量和硫含量、以及接触件制造用组合物的平均粒径,广泛研究了这些数值与杨氏模量、 0.2耐力、导。
16、电率、耐腐蚀性、及铜害变色之间的相关关系。 0034 结果发现,若接触件制造用组合物具有以上技术特征,就能获得表现出优越的杨 氏模量、0.2耐性、导电率以及耐腐蚀性且不出现铜害变色的接触件制造用组合物,从而 可较好地提供冲程小且具有所需的充分接触压力的通用性接触件。 0035 因此,通过上述方案,能提供一种有用的材料来供实现一种能以低冲程确保所需 的充分接触压力且具有优越的通用性的接触件。 0036 本发明的接触件的制造方法的特征在于:包含用pH值3.0以上5.0以下的电镀液 进行电铸来获得电铸层的电铸工序,其中,所述电镀液含50g/L以上150g/L以下的镍、1g/ L以上30g/L以下的钴。
17、、20g/L以上40g/L以下的硼酸、0.01重量以上1重量以下的界 面活性剂、合计0.001重量以上1重量以下的光泽剂和表面平滑剂。 0037 根据上述方案,能以简易的方法获得上述电铸层,以作为含本发明的接触件制造 用组合物的接触件。 0038 因此能容易地制造一种能以低冲程确保所需的充分接触压力且具有优越的通用 性的接触件。 0039 发明效果 0040 本发明的接触件制造用组合物含有镍钴合金及硫,且平均粒径为0.07m以上 0.35m以下。其中,所述镍钴合金含有1重量以上且低于20重量的钴;相对于所述 镍钴合金100重量份,所述硫的含量为0.002重量份以上0.1重量份以下。 0041 。
18、因此本发明的接触件制造用组合物能很好地用作材料来实现一种能以低冲程确 保所需的充分接触压力且具有优选的通用性的接触件。 附图 说明 0042 图1是表示通过电铸法来成型接触件制造用组合物的工序的概略截面图。 0043 图2是表示电解槽内配置的母模的截面图。 说 明 书CN 103975094 A 4/34页 6 0044 图3的(a)表示的是施加在电解槽电极间的电压的变化,图3的(b)表示的是流 过电解槽内的电流的变化。 0045 图4是表示本发明的一例接触件的外观的外观斜视图。 0046 图5是表示通常的电池连接器所具有的一例接触件的纵截面图。 0047 图6是表示现有周知的一例电池连接器的。
19、外观斜视图。 0048 图7是求取经电铸法制得的接触件制造用组合物的平均颗粒径时的结晶颗粒观 察区域的纵截面图。 0049 0050 11 母模 0051 12 接触件制造用组合物 0052 13 导电基材 0053 14 绝缘层 0054 15 槽 0055 16 干膜光刻胶 0056 17 掩模 0057 18 金属层 0058 19 电解槽 0059 20 直流电源 0060 21 对向电极 0061 31 接触件 0062 32 弹性形变部 0063 33 接触部 0064 34 保持部 0065 35 电极部 0066 200 接触件 0067 201 保持部 0068 202 接触。
20、部 0069 203 弹性形变部 0070 204 导电部件 0071 300 电池连接器 0072 310 构架 0073 320 接触件 0074 电镀液 0075 400 电附着成长面 0076 401 基材侧的面 0077 402 测量部位 具体实施方式 0078 以下对本发明的实施方式进行详细说明。本说明书中记载的所有非专利文献和专 说 明 书CN 103975094 A 5/34页 7 利文献在本说明书中均仅作参考而引用。 0079 (1.接触件制造用组合物) 0080 本发明的接触件制造用组合物中含有镍钴合金和硫。该接触件制造用组合物的平 均粒径为0.07m以上0.35m以下,优。
21、选为0.10m以上0.35m以下。所述镍钴合金 含有1重量以上且低于20重量的钴。相对于所述镍钴合金100重量份,硫的含量为 0.002重量份以上0.1重量份以下,优选为0.002重量份以上0.05重量份以下。 0081 所述接触件制造用组合物以镍钴合金和硫为必需成分。接触件制造用组合物通过 具备所述钴含量、硫含量及平均粒径,而具有表现出优越的杨氏模量、0.2耐力、导电率及 耐腐蚀性且不引起铜害变色的这些特性。 0082 结果是能以低冲程来确保所需的充分接触压力,因此尤其适于用作接触件制造用 材料。 0083 所述接触件制造用组合物包含镍钴合金及硫,但也可在无损接触件制造用组合物 的上述特性的。
22、情况下含其他成分。例如可以含C、Cl等。 0084 所述镍钴合金中,镍与钴之间的重量比例如可通过以DIN50987、ISO3497、 ASTMB568为准的X射线荧光光谱分析法来确认。 0085 所述镍钴合金优选仅由镍和钴构成,但并不限定于此。 0086 即,所述镍钴合金中优选含1重量以上且低于20重量的钴,其余成分优选是 镍。但也可以在不减少所述接触件制造用组合物的杨氏模量的情况下,除镍和钴之外还含 例如Na、Ca、Mg、Fe、Cu、Mn、Zn、Sn、Pd、Au、Ag等其他成分。 0087 此时,所述合金中其他成分的比例优选为0重量以上10重量以下。 0088 “含1重量以上且低于20重量的。
23、钴”的意思是指镍钴合金中含1重量以上 且低于20重量的钴原子。 0089 从提高所述接触件制造用组合物的杨氏模量来提高含所述接触件制造用组合物 的接触件的接触压力并防止铜害发生的观点看,所述镍钴合金需要含有1重量以上且低 于20重量的钴。 0090 通常,冲程越大,越能提高接触件的接触压力。然而大冲程的接触件并不适合用作 需薄小化的电子部件的接触件。 0091 本发明的接触件制造用组合物表现为190Mpa以上的高杨氏模量,因此具有高接 触压力。具体而言,所述杨氏模量同等于或超过一般电子部件中的用作高强度弹簧部的 SUS304的杨氏模量。因此即使冲程较低,也能供制作具有接触件所被要求的充分接触压。
24、力 的接触件。 0092 本说明书中的“杨氏模量”是指材料中的每单位形变量的张拉应力值。根据悬梁 臂的公式,杨氏模量与接触压力具有PdEwt3/4l3(P为接触压力,d为变位量,E为杨氏模 量,w为宽度,t为厚度,l为长度)的比例关系,因此杨氏模量越大,接触压力就越大。 0093 如后述实施例及比较例所示,若所述镍钴合金的钴含量低于1重量,所述接触 件制造用组合物的杨氏模量就可能低于190Mpa。此时就可能无法确保接触件所被要求的充 分接触压力,因此欠佳。 0094 另外,若增加所述镍钴合金的钴含量,就能提高杨氏模量。但所述钴含量若为20 重量以上,就会发生铜害,因此欠佳。 说 明 书CN 1。
25、03975094 A 6/34页 8 0095 本说明书中的“铜害”是指因铜及钴等金属与聚酰亚胺树脂等发生反应,树脂发生 变色和劣化而变脆的现象。“无铜害变色”是指树脂无变色的状态。 0096 关于有可能遭受铜害的树脂,例如有:天然橡胶、腈橡胶、乙烯丙烯橡胶、尿烷橡胶 等橡胶类;聚酰亚胺、聚丙烯、聚乙烯、聚尿烷、聚碳酸酯、氯乙烯等塑料类。 0097 本发明的接触件制造用组合物中,由于所述镍钴合金的钴含量低于20重量,因 此铜害的发生得到了抑制。 0098 具体而言,与一般电子部件中的用作弹簧材的磷青铜C5191-H被电镀了厚2m至 3m的镍膜后而得的材料相比,本发明与聚酰亚胺接触时同样也不会发。
26、生铜害。 0099 即,本发明即使不实施电镀也能抑制铜害。因此不需要电镀,从而能防止电镀层与 材料间的界面发生瓦解破坏,所以优选。此外还能进而降低接触件的制造成本。所以能对 高通用性接触件的制备作出贡献。 0100 “相对于所述镍钴合金100重量份,硫含量为0.002重量份以上0.1重量份以下” 是指:相对于镍钴合金100重量份,含0.002重量份以上0.1重量份以下的硫原子。 0101 从提高所述接触件制造用组合物的0.2耐性和耐腐蚀性的观点看,在所述镍钴 合金中,相对于该镍钴合金100重量份需要含0.002重量份以上0.1重量份以下的硫。 0102 本发明的接触件制造用组合物中的硫含量按照。
27、上述方案得到了调整,因此如后述 实施例所示那样能表现出560Mpa以上的较高的0.2耐力。 0103 该0.2耐力同等于或超过用作一般弹簧材的磷青铜C5191-H的0.2耐力。因 此接触件制造用组合物的容许应力能得到提高,即使反复装卸接触件也能防止接触件的损 坏。 0104 本说明书中的“0.2耐力”是指:把受到张拉应力负荷也不明显表现出屈服的材 料在达到了0.2形变时的强度作为屈服应力来看待的值。其中,屈服应力是指材料发生塑 性形变的应力。 0105 即,0.2耐力是:使得不明显表现出屈服的材料在其负荷去除之后会发生0.2 塑性形变的应力。 0106 将0.2耐力与安全系数的积,定为容许应力。
28、。所述“安全系数”是指:致使材料发 生形变的应力与能安全利用材料的应力之间的比值(前者的应力后者的应力)。 0107 如后述实施例及比较所示,相对于所述镍钴合金100重量份,若硫原子的含量低 于0.002重量份,0.2耐力就可能低于560Mpa。 0108 这种情况时,含所述接触件制造用组合物的接触件的容许应力就会下降,从而对 抗外力的耐性不够,因此欠佳。 0109 另一方面,相对于所述镍钴合金100重量份,当硫原子的含量多于0.1重量份时, 尽管接触件制造用组合物的0.2耐力表现为560MPa以上,但耐腐蚀性较差,因此欠佳。具 体如后述那样,在耐腐蚀性试验(盐水喷雾试验、混合气体试验)中会生。
29、锈,因此欠佳。 0110 若相对于所述镍钴合金100重量份含有0.002重量份以上0.05重量份以下的所 述硫,则如实施例所示,混合气体试验的结果就较良好而表现出优越的耐腐蚀性,因此优 选。 0111 满足以上硫含量时,能表现出较高的杨氏模量、0.2耐性、导电率、耐腐蚀性(盐 水喷雾试验的结果)以及能防止铜害的发生,且能实现更良好的耐腐蚀性(混合气体试验 说 明 书CN 103975094 A 7/34页 9 的结果)。 0112 因此,本发明的接触件制造用组合物能适用于:在空气内含可燃气体的高温高湿 区域等严酷环境下使用的电子部件。 0113 耐腐蚀性是一种取决于金属离子化倾向的特性。因此,。
30、通过将硫含量的上限降至 0.05重量份,就能防止金属因离子化而外溶。其结果是能够提高耐腐蚀性。 0114 关于所述接触件制造用组合物中硫含量的确认方法,例如可通过“氧流下高频加 热燃烧-红外线吸收法(例如日本工业标准JIS G1215中规定的方法)”来确认。 0115 本说明书中的“耐腐蚀性”是指防止材料因生锈而表面变色的性质。接触件制造 用组合物的外观若发生变色,就难以导电,因此欠佳。 0116 在后述的盐水喷雾试验中,与一般电子部件中用作弹簧材的磷青铜C5191-H被电 镀了厚1m至2m的镍膜后而得的材料相比,本发明的接触件制造用组合物的生锈同样 也能得到抑制。 0117 另外,在后述的混。
31、合气体试验中,与上述磷青铜C5191-H被电镀了厚1m至2m 的镍膜和厚50nm至100nm的金膜之后而得的材料相比,本发明同样也能抑制生锈。 0118 由此,能稳定功率损耗在时间变化上的特性,因此能供制作高导电性的接触件。 0119 从提高所述接触件制造用组合物的导电率的观点看,所述镍钴合金的平均粒径需 要为0.07m以上0.35m以下。 0120 本说明书中的“导电率(IACS)”是一种相对性值,若将标准退火铜线的导电性 设为100,则该值代表导体具有标准退火铜线的百分之几的导电性。该值是一种指标,其 越大则说明越容易导电。 0121 所述接触件制造用组合物的导电率需要等于或高于被用作一般。
32、导电接触件的磷 青铜C5191-H的导电率(13IACS)。 0122 如后述实施例所示,本发明的接触件制造用组合物能表现出同等于或大于磷青铜 C5191-H的导电率,也就是能表现出13IACS以上的导电率。由此,功率损耗得到改善,所 以能供制作高导电性的接触件。 0123 所述镍钴合金的平均粒径若低于0.07m,接触件制造用组合物的导电率就可能 低于13IACS,因此欠佳。 0124 另一方面,虽然可以通过增大所述平均粒径来提高导电率,但若所述镍钴合金的 平均粒径大于0.35m,0.2耐力就可能低于560MPa,所以欠佳。也就是说,会因强度下降 而变得易折损或易弯曲,从而不适合用作低冲程接触。
33、件的材料。 0125 所述平均粒径优选为0.1m以上0.35m以下。采用该范围时,能表现出较高的 杨氏模量、0.2耐性、导电率、耐腐蚀性且能防止铜害的发生,还能使导电率优越于磷青铜 C5191-H而达到14IACS以上。即,能降低功率损耗,从而供大流量的电流通过。 0126 导电率是一种取决于电子平均自由程的值。因此,通过将所述平均粒径从0.07m 以上0.35m以下,扩大到0.10m以上0.35m以下,就能减少阻挡电子移动的晶界壁, 从而平均自由程可得到改善,导电率得到提高。 0127 本说明书中的所述“粒径”是指,用显微镜观察所述接触件制造用组合物时看到的 结晶颗粒二维外形的最大内接圆直径。
34、。 0128 例如,若所述接触件制造用组合物的结晶颗粒二维外形实质上是圆形,则粒径是 说 明 书CN 103975094 A 8/34页 10 指该圆的直径。若实质上是椭圆形,则粒径是指该椭圆的短轴。若实质上是正方形,则粒径 是指该正方形的边长。若实质上是长方形,则粒径是指该长方形的短边长。 0129 另外,所述“平均粒径”是指所述接触件制造用组合物中多个结晶颗粒的所述粒径 的平均值。 0130 所述平均粒径,例如可通过离子束-扫描离子显微镜(FIB-SIM)来测定。所用的 FIB-SIM并无特别限定。在后述的实施例中,采用了株式会社日立High Technologies制造 的FB-2100。
35、作为FIB-SIM,通过离子束对所述接触件制造用组合物的截面进行加工后,用扫 描离子显微镜观察了(倍率为50000倍)自所述接触件制造用组合物的电附着成长面起的 沿基片厚度方向的10m10m面积中的结晶颗粒。 0131 接着,运用日本工业标准JIS-H0501“铜延展物结晶粒度试验方法”中记载的截取 法,在FIB照片中,对完全落在给定长度线段上的结晶颗粒进行了计数,然后计算这些结晶 颗粒被所述线段截断的长度的平均值,并将该平均值作为平均粒径。 0132 图7是当求取经电铸法制得的接触件制造用组合物的平均粒径时,所被观察的上 述区域的纵截面图。 0133 在图7中,12表示接触件制造用组合物,1。
36、3表示导电基材,400表示接触件制造用 组合物的电附着成长面,401表示接触件制造用组合物的靠近基材侧的面,402表示供测定 结晶颗粒粒径的测量部位。 0134 将图7中402所示的面积为10m10m的区域作为测量部位,观察该测量部位 中所含的结晶颗粒,测定所述面积中含有的全部结晶颗粒的粒径,并计算所得粒径的平均 值,由此求出接触件制造用组合物的平均粒径。 0135 虽然将自接触件制造用组合物的电附着成长面401起的、沿基片厚度方向(电铸 层的厚度方向)的10m10m面积作为所述测量部位402,但未必一定要如图7所示那 样将测量部位定在纵截面的中央。 0136 所述“电附着成长面”是指:电铸层。
37、(经电铸而形成的层)中的、与靠近基材侧的 面401相对且形成在电铸行进方向侧的面。 0137 虽然专利文献1中揭示了一种用于构成弹性接触头的铜锡合金,但正如后述比较 例7所示的,青铜(铜锡合金)的杨氏模量为较低的95Gpa,因此专利文献1揭示的接触件 的弹性接触头的形状不得不设计成螺旋状,以防止发生猝断。由于其为螺旋状,所以是一种 连接对象受限的低通用性弹性接触头。 0138 这里,本说明书中的“猝断”是指提供给电气设备的功率发生1秒以上的断流。 “猝断特性”是指抑制发生猝断的性质。 0139 而本发明的接触件制造用组合物由于是镍钴合金,因此能获得高杨氏模量。杨氏 模量是一种取决于材料组分的数。
38、值。镍原子彼此的键合力较高而有助于提高杨氏模量,而 通过采用镍与钴的合金,就能更好地提高杨氏模量。 0140 但镍的含量若过多,镍就会与硫发生反应而出现构造脆化倾向。而钴的含量若为 20重量以上,则如上述那样会出现铜害。 0141 本发明的发明者根据上述的各种知识和见解而独自发现,为了实现能以低冲程具 备所需的充分接触压力且通用性优越的接触件,该接触件就需要拥有以下特性:具有规定 的杨氏模量、0.2耐力以及导电率,且具有优越的耐腐蚀性及铜害抑制性(抑制铜害变色 说 明 书CN 103975094 A 10 9/34页 11 的性质)。由此,完成了本发明的接触件制造用组合物。 0142 对于可实。
39、现以上各特性的组分,本发明的发明者进行了反复的试验测试,结果发 现通过使材料具备以下技术方案就能满足上述特性。该技术方案为:含有镍钴合金及硫,且 平均粒径为0.07m以上0.35m以下;所述镍钴合金含有1重量以上且低于20重量 的钴;相对于所述镍钴合金100重量份,所述硫的含量为0.002重量份以上0.1重量份以 下。 0143 通过使用本发明的接触件制造用组合物,可提供一种能以低冲程确保所需的充分 接触压力且具有高通用性的接触件。因此可以说,所述接触件制造用组合物作为供制造所 述接触件的材料而具有尤其优越的组分。 0144 例如可以使用含有镍、钴、硼酸、界面活性剂、光泽剂及表面平滑剂的电镀液。
40、,并实 施电铸法来制得所述接触件制造用组合物。如此便能将所述接触件制造用组合物的平均粒 径调整到0.07m以上0.35m以下。 0145 使用所述电镀液并实施电铸法时的条件例如为:利用电流强度为1A/dm 2 以上 12Adm 2 以下的直流电,在液温40以上65以下的条件下,用pH值3.0以上5.0以下且 含0g/L以上150g/L以下的镍、1g/L以上30g/L以下的钴、20g/L以上40g/L以下的硼酸、 0.01重量以上1重量以下的界面活性剂、合计0.001重量以上1重量以下的光泽 剂和表面平滑剂的电镀液来进行电铸法。 0146 也可以对经电铸法而得的电铸层进行加热处理。通过加热处理,。
41、能将所述接触件 制造用组合物的平均粒径控制到0.10m以上0.35m以下。关于加热处理的条件,例如 可以在150以上350以下的温度范围内,对获得的电铸层进行超过0小时且48小时以 下的加热。 0147 若不加热电铸层,所述接触件制造用组合物的平均粒径则为0.07m以上 0.35m以下的范围。而通过对电铸层进行加热处理,便能将平均粒径调整为0.10m以上 0.35m以下。 0148 通过在0.07m以上0.35m以下的范围中将平均粒径扩大到0.10m以上 0.35m以下,就能提高所述接触件制造用组合物的导电率,从而能表现出超过所述磷青铜 C5191-H(13IACS)的导电率。 0149 但即。
42、使不进行加热处理,所述接触件制造用组合物也能表现出与磷青铜C5191-H 同等的导电率,且能表现出本发明的接触件制造用组合物所被要求的杨氏模量、0.2耐 力、耐腐蚀性及铜害抑制性。所以加热处理是任意采用的工序。 0150 作为所述电镀液,例如可以采用氨基磺酸Ni-Co浸渍液等。所述界面活性剂并无 特别限定,例如可以使用月桂基硫酸钠、聚氧乙基月桂醚、氯化十二烷基三甲铵等。 0151 另外,光泽剂也无特别限定,例如可以使用1,5-萘二磺酸钠、1,3,6-萘三磺酸钠、 糖精、对甲苯磺酸胺等。 0152 表面平滑剂也无特别限定,例如可以使用2-丁炔-1,4-二醇、炔丙醇、香豆素、 3-羟基丙腈、硫脲等。
43、。 0153 所述界面活性剂、光泽剂、表面平滑剂可以使用1种,也可以并用2种以上。 0154 “含合计0.001重量以上1重量以下的光泽剂和表面平滑剂”是指,光泽剂和 表面平滑剂在电镀液中的合计含量为0.001重量以上1重量以下。光泽剂与表面平滑 说 明 书CN 103975094 A 11 10/34页 12 剂之间的比例并无特别限定。 0155 以下,参照图1来说明所述电铸法的一例工序。图1是表示以电铸法来制造接触 件制造用组合物的工序的概略截面图。 0156 母模11,是通过在导电基材13的平坦顶面上层积较厚的绝缘层14而得到的。在 母模11的绝缘层14中形成有槽15(凹部),该槽15的。
44、形状为接触件制造用组合物12的 逆形状。槽15的底面上不残留绝缘层14,因此槽15的整个底面区域暴露出了导电基材13 的顶面。 0157 通过电铸法,在母模11的槽15内形成接触件制造用组合物12。所述导电基材 13并无特别限定,可以使用现有公知的铜(例如日本原田伸铜株式会社制造的C1100韧铜 等)、SUS铜(例如日本白铜株式会社制造的SUS304等)等。 0158 接下来,对用所述母模11来制造接触件制造用组合物12的工序进行说明。图1 表示的是用电铸法来制造接触件制造用组合物12的工序。图1的(a)(f)表示的是形 成母模11的工序(母模形成工序)。图1的(g)和(h)表示的是使金属电附。
45、着到槽15内 来制造接触件制造用组合物12的工序(电附着工序)。图1的(i)和(j)表示的是将接触 件制造用组合物12从母模11剥离的工序(剥离工序)。 0159 这里,实际上是在母模11中一次形成出多个槽15,以同时制造多个接触件制造用 组合物12。但为了便于理解,对制作单个接触件制造用组合物12的方案加以说明。 0160 图1的(a)表示了顶面平坦的金属制导电基材13,至少导电基材13的顶面被施以 了的处理,以使电附着的接触件制造用组合物12易于剥离。 0161 在母模形成工序中,首先如图1的(b)所示那样,通过层压法在导电基材13的顶 面上层积干膜光刻胶16。 0162 接着,如图1的(。
46、c)所示那样,在干膜光刻胶16上用掩模17覆盖住供形成槽15 的区域,然后对着干膜光刻胶16实施曝光。 0163 干膜光刻胶16中经曝光的区域为非溶性,因此在接受显像时不会溶解。因此只有 被掩模17覆盖的区域在显像时被溶解去除。由此,如图1的(d)所示,在干膜光刻胶16中 形成出槽15。 0164 最后,如图1的(e)所示,对干膜光刻胶16施以追加曝光,由此干膜光刻胶16在 导电基材13的顶面上成为具有规定厚度的绝缘层14。图1的(f)表示了如此获得的母模 11。 0165 所述干膜光刻胶16并无特别限定,例如可以较好地使用Du Pont MRC公司制造 的FRA517、SF100;日立化成株。
47、式会社制造的HM-4056;Nichigo-Morton株式会社制造的 NEF150K、NIT215等。 0166 另外,虽然在图1中,绝缘层14所覆盖的仅是导电基材13的顶面,然而实际上导 电基材13的底面、侧面等也覆盖有绝缘层,以防止除槽15内部之外的其他部分也电附着金 属。 0167 图2是电解槽内配置有母模时的截面图。在电附着工序中,如图2所示,将母模11 配置在电解槽19内,然后通过直流电源20在母模11和对向电极21之间施加电压,以使电 流流过电镀液。 0168 为了使获得的接触件制造用组合物中的镍钴合金的钴含量成为1重量以上且 说 明 书CN 103975094 A 12 11/。
48、34页 13 低于20重量且硫含量相对于该镍钴合金100重量份成为0.002重量份以上0.1重量份 以下,所述电镀液优选pH值3.0以上5.0以下且含50g/L以上150g/L以下的镍、1g/ L以上30g/L以下的钴、20g/L以上40g/L以下的硼酸、0.01重量以上1重量以下的界 面活性剂、以及合计0.001重量以上1重量以下的光泽剂和表面平滑剂。 0169 开始通电后,电镀液中的金属离子在导电基材13的表面上进行电附着,由此析 出金属层18。另一方面,由于绝缘层14遮断电流,因此即使在母模11与对向电极21之间 施加电压,金属也不会直接电附着在绝缘层14上。 0170 由此,如图1的(g)所示,在槽15内部,金属层18自槽15的底面起向电压施加方 向(电铸的行进方向)成长。 0171 此时,电附着的金属层18(接触件制造用组合物12)的厚。