JPH0640458B2 - 弱電用開閉接点とその製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は弱電用接点に関し、特に最小電流の接続を長期
間にわたり安定して行なうことができる新規な開閉接点
とその製造法に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、各種電子機器のスイッチ等に用いられる電気接続
部には貴金属からなる接点が使用され、特に集積回路半
導体（ＩＣ）への信号伝達に用いられるスイッチでは、
微弱電流のＯＮ−ＯＦＦを数十乃至数千万回にわたって
正確に動作することが要求されるため、Ａｕ又はＡｕ合
金接点が用いられている。微弱電流の電気接続部には表
面の稀薄な腐食被膜でも電気接触抵抗を顕著に高めるた
め、貴金属の中で最も安定なＡｕが用いられ、Ａｇでは
硫化し易く、ＰｂやＰｔ族金属では塩化物を発生する傾
向があり、特に稀薄有機蒸気と触媒的に反応して絶縁性
有機ポリマーを析出し易いため、不適当な場合が多い。

〔発明が解決しようとする問題点〕

Ａｕ接点においても有機ポリマーなどの析出の可能性が
あり、また大気汚染ガス、例えばＳＯ_２とＮＨ_３から
（ＮＨ_４）_２ＳＯ_４が析出することが知られている。ま
たＡｕは高価な貴金属であり、これを経済的に使用する
ため、Ｃｕ等の基材に可及的に局在化した小さいＡｕ接
点を形成することが望まれているが、局在化すると基材
の腐食物、例えばＣｕ_２Ｓ等がＡｕ表面にクリープして
絶縁被膜を迅速に生成するところからＡｕ接点の局材化
には限界がある。またＡｕ接点の局材化は単位面積当り
の接点荷重を増大し、これが接点部の疲労や変形の原因
となるため、長寿命のスイッチ等には不都合なものであ
った。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明はこれに鑑み種々研究・実線の結果、微弱電流用
として広範囲の環境、使用条件において長期間にわたり
電気接続を安定して行なうことができる新規な弱電用開
閉接点とその製造法を開発したものである。

即ち本発明接点は金属からなる電気接点面に、多数のカ
ーボンファイバーを突設したことを特徴とするものであ
り、本発明製造法はカーボンファイバーの少なくとも一
部を一方に配向して金属を複合し、該複合材をカーボン
ファイバーの配向方向と直角に切断し、該切断面をエッ
チングして多数のカーボンファイバーを突出させること
を特徴とするものである。

本発明の弱電用開閉接点は上記の如く金属からなる電気
接点面に、多数のカーボンファイバーを例えば１〜10μ
程度の高さに突設したもので、カーボンファイバーの少
なくとも一部を一方向に配向した金属との複合材をカー
ボンファイバーの配向方向と直角に切断し、該切断面を
エッチングしてカーボンファイバーを突出させることに
より造られる。複合材はカーボンファイバーに金属を被
覆し、これを少なくとも一部を一方向に配向してポット
プレスにより一体化するか、又はカーボンファイバーの
少なくとも一部を一方向に配向し、これに溶融金属を圧
入含浸して一体化することにより造られる。カーボンフ
ァイバーの配向は一部が一方向に配列され、残りはこれ
と二次元方向や三次元方向、或いはランダムに配列して
もよい。またこの複合材の切断面をエッチングしてカー
ボンファイバーを突出させるには化学薬液を用いる。こ
の薬液としてはカーボンファイバーと複合した金属によ
り任意に選定する。

カーボンファイバーと複合する金属としては、貴金属を
用いることが望ましいが、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａ、Ｓｎ又は
これ等の合金も用いることもできる。このような卑金属
を用いた場合には、切断後のエッチングに続いて該エッ
チング面にＡｕ、Ａｇ、Ｐｂなどの貴金属を電気メッキ
や蒸着等により被覆することが望ましく、特にＡｕが不
可欠の微弱電流用においては、エッチング後にＡｕを所
望厚さまで被覆することが望ましい。

〔作用〕

電気接点面に突設したカーボンファイバーは相手側接点
表面上に発生した被膜を破壊して電気接触抵抗を低い値
に保持し、更にカーボンファイバー自体が導電体として
作用すると共に、電気接点の機械的強度や耐摩耗性の向
上にも寄与する。即ちカーボンファイバーは直径約１〜
20μの炭素繊維であり、ＰＡＮ系、ピッチ系などの製法
にもよるが、引張強度200〜300kg/mm²、弾性率10〜100
×10³kg/mm²の特性を有し、通常の接点金属やその表面
被膜よりも強度が大きく、上記の作用を有効に発揮す
る。

〔実施例〕

ＰＡＮ系高弾性方カーボンファイバー（平均線径7.5
μ）にＣｕを４μの厚さにメッキし、これを一方向に配
列してＨ_２雰囲気中、1000℃で30分間ホットプレスし、
外径約10mmの複合材を製造した。これを厚さ５mmに輪切
りにし、切断面の一方をテープ絶縁して、他方の切断面
をＨ_２ＳＯ_４ 100ｇ／浴中、５Ａ／dm²の電流密度に
より電解エッチングし、厚さ約３μを溶出させてカーボ
ンファイバーを突出させた。次にカーボンファイバー突
出面に、日本エンゲルハード社製Ａｕメッキ液Ｅ−77を
用い、電流密度、1.0Ａ／dm²で厚さ1.25μのＡｕメッキ
を施した。

相手側接点に先端を半径10mmの曲面としたＣｕ棒を用
い、その表面に下記条件で厚さ1.5μのＮｉメッキを施
し、その上にＡｕ又はＡｇを1.25μの厚さにメッキし
た。

Ａｕメッキ Ｅ−77（日本エンゲルハード社製 Ａｕメッキ液） 電流密度 2.5Ａdm² 前記両接点について、長期実用環境での劣化状況を加速
的に試験するため、下記の稀薄混合ガス試験槽内に100
時間保持した後、本発明接点上に相手側接点を25ｇの荷
重で押当て、10mAの直流電流を通電して接触抵抗を測定
した。これ等の結果を従来のＣｕ板上に厚さ1.25μのＡ
ｕメッキやＡメッキを施した接点の場合と比較して第
１表に示す。

Ｃ_２ 20ppm ＮＯ_２ 200ppm Ｈ_２Ｓ 100ppm 湿度 75％ 温度 30℃ 第１表から明らかなように、従来接点NO.3,4では何れも
接触抵抗が高い値となり、使用中の劣化が著しいことが
判る。これに対し本発明接点NO.1,2では、何れも接触抵
抗が低い値にとどまり、使用中ほとんど劣化しないこと
が判る。

以上本発明接点を、固定側の接点として用いた場合を想
定した実験であるが、実際には本発明接点の小片を、基
板やばね材にろう付け等により固定されて用いられるこ
とが多く、固定接点は勿論、可動接点として使用するこ
とができる。

〔発明の効果〕

このように本発明によれば、各種電子機器の弱電用開閉
接点として、長期間安定した特性を維持することができ
るもので、近年のエレクトロニクスの要求に応じること
ができる顕著な効果を奏するものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−74274（ＪＰ，Ａ) 特公 昭49−12947（ＪＰ，Ｂ１)

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金属からなる電気接点面に、多数のカーボ
   ンファイバーを突設したことを特徴とする弱電用開閉接
   点。
2. 【請求項２】少なくとも電気接点面を貴金属で形成する
   特許請求の範囲第１項記載の弱電用開閉接点。
3. 【請求項３】カーボンファイバーの少なくとも一部を一
   方向に配向して金属を複合し、該複合材をカーボンファ
   イバーの配向方向と直角に切断し、該切断面をエッチン
   グして多数のカーボンファイバーを突出させることを特
   徴とする弱電用開閉接点の製造法。
4. 【請求項４】多数のカーボンファイバーを突出させたエ
   ッチング面に貴金属を被覆する特許請求の範囲第３項記
   載の弱電用開閉接点の製造法。