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1、(10)申请公布号 CN 103582722 A (43)申请公布日 2014.02.12 CN 103582722 A (21)申请号 201280027373.7 (22)申请日 2012.03.08 2011-124795 2011.06.03 JP 2011-137089 2011.06.21 JP C25D 15/02(2006.01) C23C 18/52(2006.01) C25D 5/02(2006.01) C25D 7/00(2006.01) H01R 13/03(2006.01) (71)申请人 松下电器产业株式会社 地址 日本大阪府 (72)发明人 关直贵 山田胜信 内田。
2、雄一 新井进 (74)专利代理机构 中科专利商标代理有限责任 公司 11021 代理人 潘剑颖 (54) 发明名称 电接触部件 (57) 摘要 电接触部件包括 ： 接触点部， 配置为通过接触 提供电连接 ； 以及安装部， 配置为通过焊料接合 提供外部电连接。在接触点部的表面上选择性地 形成包含碳纳米管或碳黑的镀层。在安装部上形 成具有比包含碳纳米管或炭黑的镀层高的焊料浸 润性的镀层。 (30)优先权数据 (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2013.12.03 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/JP2012/055909 2012.03.08 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2。
3、012/164992 JA 2012.12.06 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 13 页 附图 11 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13页 附图11页 (10)申请公布号 CN 103582722 A CN 103582722 A 1/1 页 2 1. 一种电接触部件， 包括 ： 接触点部， 配置为通过接触提供电连接， 所述接触点部具有其上选择性地形成有镀层 的表面， 所述镀层包含碳纳米管或碳黑 ； 以及 安装部， 配置为通过焊料接合提供外部电连接， 所述安装部上形成有镀层， 所述镀层具 有比包含碳纳米管或碳黑的镀层。
4、高的焊料浸润性。 2. 根据权利要求 1 所述的电接触部件， 其中所述碳纳米管或碳黑从包含碳纳米管或碳 黑的镀层的表面突出。 3. 根据权利要求 1 或 2 所述的电接触部件， 其中通过电解镀或者非电解镀形成包含碳 纳米管或碳黑的镀层。 4. 根据权利要求 1 至 3 中任一项所述的电接触部件， 其中所述碳纳米管包括多壁碳纳 米管。 5. 根据权利要求 1 至 4 中任一项所述的电接触部件， 其中包含碳纳米管的镀层包括基 于总量的 0.02 至 2.0( 质量 )的碳纳米管。 6. 根据权利要求 1 至 3 中任一项所述的电接触部件， 其中包含碳黑的镀层包括基于总 量的 0.02 至 2.0(。
5、 质量 )的碳黑。 7. 根据权利要求 1 至 6 中任一项所述的电接触部件， 其中包含碳纳米管或碳黑的镀层 是非晶镀层， 并且碳纳米管或碳黑从非晶镀层的表面露出。 8. 根据权利要求 7 所述的电接触部件， 其中所述非晶镀层是 Ni-P 合金镀膜。 9. 一种电接触部件， 具有其上形成有非晶镀层的表面， 其中所述非晶镀层包含从非晶镀层的表面露出的纳米碳材料。 10. 根据权利要求 9 所述的电接触部件， 其中所述电接触部件包括 ： 接触点部， 配置为 通过接触提供电连接 ； 以及安装部， 配置为通过焊料接合提供电连接 ； 所述接触点部具有其上形成有所述非晶镀层的表面 ； 以及 所述安装部上形。
6、成有镀层， 所述镀层具有比非晶镀层高的焊料浸润性。 11.根据权利要求9或10所述的电接触部件， 其中所述纳米碳材料包括多壁碳纳米管。 12. 根据权利要求 9 或 10 所述的电接触部件， 其中所述纳米碳材料包括碳黑。 13. 根据权利要求 9 至 12 中任一项所述的电接触部件， 其中所述非晶镀层包括基于总 量的 0.02 至 2.0( 质量 )的纳米碳材料。 14. 根据权利要求 9 至 13 中任一项所述的电接触部件， 其中通过电解镀或非电解镀形 成所述非晶镀层。 15.根据权利要求9至14中任一项所述的电接触部件， 其中所述非晶镀层是Ni-P合金 镀膜。 权 利 要 求 书 CN 1。
7、03582722 A 2 1/13 页 3 电接触部件 技术领域 0001 本发明涉及一种电接触部件， 用作诸如继电器 ( 例如， 电动车的功率继电器 )、 开 关、 连接器或断路器之类的电子部件的接触点部件 ( 接触点材料 )。 背景技术 0002 迄今为止， 已经提出了例如在日本专利公开 No.4032116 中描述的电子部件。该电 子部件具有配线图案。 0003 在电接触部件中， 具有优秀导电性的诸如 Au、 Ag、 Pt、 Rh、 Ru、 Ir 或 Pd 等制成的昂 贵的贵金属层通常形成于接触点部的最外表面上， 以便确保接触可靠性和可安装性。因为 Au 或 Ag 是软材料， 所以 Au。
8、 或 Ag 常用作合金或复合材料， 例如 Au-Co、 Au-Ni、 Ag-W、 Ag-WC、 Ag-Cu、 Ag-Mo、 Ag-CdO、 Ag-Au、 Ag-SnO、 Ag-Pd、 Ag-Ni 或 Ag-ZnO， 以便增加其硬度。Au 或 Ag 通常也在贵金属镀之后经历密封处理以便确保抗蚀性。 0004 然而， 因为贵金属是昂贵的， 所以当大量使用贵金属时， 不利地增加了电接触部件 的成本。因为回流之后在接触点部的表面上形成易于阻止电连接的氧化物， 所以增加了低 接触压力区域 ( 当在接触点部的表面上形成基于金合金的镀层时， 9.810-3N(1gf) 以下的 接触能力 ) 的接触电阻， 不。
9、利地引起了低接触可靠性。于是， 考虑精细地管理镀层的共析 量， 使得不会劣化接触可靠性。然而， 这不利地引起了复杂的工艺管理。另外， 当执行密封 处理时， 绝缘油状成分用作润滑成分， 不利地劣化了接触可靠性。 发明内容 0005 于是， 本发明的目的是提供一种具有优秀接触可靠性和可安装性的电接触部件。 0006 本发明的电接触部件包括 ： 接触点部， 配置为通过接触提供电连接 ； 以及安装部， 配置为通过焊料接合提供外部电连接。 在接触点部的表面或者接触点部通过滑动磨损以及 打开关闭等而露出的表面上选择性地形成含碳纳米管 ( 下文中， CNT) 或碳黑 ( 下文中， CB) 的镀层。在安装部上。
10、形成具有比含 CNT 或 CB 的镀层高的焊料浸润性的镀层。这种构造 提供了一种具有优秀接触可靠性和可安装性的电接触部件。 0007 在这种构造中， 优选地 CNT 或 CB 从含 CNT 或 CB 的镀层的表面突出。 0008 在这种构造中， 优选地通过电解镀或者非电解镀形成含 CNT 或 CB 的镀层。 0009 在这种构造中， 优选地 CNT 包括多壁 CNT( 下文中， MWCNT)。 0010 在这种构造中， 优选地含CNT的镀层包含基于总量的0.02至2.0(质量)的CNT。 0011 在这种构造中， 优选地含 CB 的镀层包含基于总量的 0.02 至 2.0( 质量 )的 CB。。
11、 0012 在这种构造中， 优选地含 CNT 或 CB 的镀层是非晶镀层， 并且 CNT 或 CB 从非晶镀层 的表面露出。 0013 在这种构造中， 优选地非晶镀层是 Ni-P 合金镀膜。 0014 本发明的电接触部件具有其上形成有非晶镀层的表面。 非晶镀层包含从非晶镀层 的表面露出的纳米碳材料。这种构造具有优秀的接触可靠性和抗蚀性。此外， 可以廉价地 说 明 书 CN 103582722 A 3 2/13 页 4 制造这种构造。 0015 在这种构造中， 优选地电接触部件包含 ： 接触点部， 配置为通过接触提供电连接 ； 以及安装部， 配置为通过焊料接合提供电连接 ； 接触点部具有其上形成。
12、有非晶镀层的表面 ； 以及安装部上形成有镀层， 所述镀层具有比非晶镀层高的焊料浸润性。 0016 在这种构造中， 优选地纳米碳材料包括 MWCNT。 0017 在这种构造中， 优选地纳米碳材料包括 CB。 0018 在这种构造中， 优选地非晶镀层包含基于总量的0.02至2.0(质量)的纳米碳材 料。 0019 在这种构造中， 优选地通过电解镀或非电解镀形成非晶镀层。 0020 在这种构造中， 优选地非晶镀层是 Ni-P 合金镀膜。 附图说明 0021 将进一步详细描述本发明的优选实施方式。 为了更好地理解本发明的其他特征和 优点， 结合附图给出以下详细描述 ： 0022 图 1A 是本发明第一。
13、实施方式的电接触部件的示意性侧视图 ； 0023 图 1B 是本发明第一实施方式的电接触部件的部分截面图 ； 0024 图 1C 是本发明第一实施方式的电接触部件的部分截面图 ； 0025 图 2A 是示出了本发明第一实施方式的电接触部件的顶盖示例的透视图 ； 0026 图 2B 是示出了本发明第一实施方式的电接触部件的插座示例的透视图 ； 0027 图 3 是示出了本发明第一实施方式的用于形成 CNT 镀层的方法示例的示意图 ； 0028 图4是示出了本发明第一实施方式的用于形成CNT镀层的方法的另一示例的示意 图 ； 0029 图5是示出了本发明第一实施方式的用于形成CNT镀层的方法的再一。
14、示例的示意 图 ； 0030 图 6A 是示出了本发明第一实施方式的用于形成 CNT 镀层的方法的又一示例的示 意图 ； 0031 图 6B 是示出了本发明第一实施方式的用于形成 CNT 镀层的方法的还一示例的示 意图 ； 0032 图7A示出了在本发明第一实施方式的实施例1中产生的CNT复合镀膜的表面SEM 照片 (x1000 倍 ) ； 0033 图7B示出了在本发明第一实施方式的实施例1中产生的CNT符合镀膜的表面SEM 照片 (x5000 倍 ) ； 0034 图 8 是示出了本发明第一实施方式中用于评估接触可靠性和可安装性的回流温 度分布的曲线 ； 0035 图 9 是示出了本发明第。
15、一实施方式中评估接触可靠性的曲线 ； 0036 图 10 是示出了本发明第一实施方式的电接触部件的另一示例的部分截面图 ； 0037 图 11 是在本发明的第一实施方式的实施例 3 中形成的 CB 镀层的表面 SEM 照片 ； 0038 图 12A 是本发明第二实施方式的电接触部件的部分截面图 ； 0039 图 12B 是本发明第二实施方式的电接触部件的部分截面图 ； 说 明 书 CN 103582722 A 4 3/13 页 5 0040 图 13A 是本发明第二实施方式的用于形成含纳米碳材料的非晶镀层的方法的另 一示例的示意图 ； 0041 图 13B 是本发明第二实施方式的用于形成含纳米。
16、碳材料的非晶镀层的方法的又 一示例的示意图 ； 0042 图 14A 是本发明第二实施方式的实施例 4 的接触点部的表面 SEM 照片 (x5000 倍 ) ； 0043 图 14B 是本发明第二实施方式的实施例 5 的接触点部的表面 SEM 照片 (x10000 倍 ) ； 0044 图 15 是示出了本发明第二实施方式的实施例例中用于评估接触可靠性的回流温 度分布的曲线 ； 0045 图 16 是示出了本发明第二实施方式的实施例中接触可靠性的评估的曲线 ； 0046 图 17 是示出了本发明第二实施方式的实施例中抗蚀性的评估的照片 ； 以及 0047 图 18 是示出了本发明第二实施方式的。
17、安装部的示例的截面图。 具体实施方式 0048 ( 第一实施方式 ) 0049 下文中将描述本发明的第一实施方式。 0050 电接触部件 A 用作连接器的端子部、 诸如开关或继电器之类的移动接触点和固定 接触点等等。具体地， 电接触部件 A 适用于低接触压力区域。 0051 使用电接触部件 A 的连接器的示例包括具有图 2A 所示的顶盖 (header)H 和图 2B 所示的插座 (socket)S 的连接器。顶盖 H 包括顶盖本体 30 和多个顶盖接触 40。顶盖本体 30 由诸如合成树脂之类的绝缘材料制成。顶盖接触 40 由导电材料制成。例如， 顶盖接触 40 根据嵌件成型 (insert。
18、 molding) 由顶盖本体 30 保持。插座 S 包括插座本体 50 和多个 插座接触 60。插座本体 50 由诸如合成树脂之类的绝缘材料制成， 并且配置有连接凹部 20。 插座接触 60 由具有导电性和弹性的材料制成。插座接触 60 由插座本体 50 保持， 使得当将 顶盖 H 插入到连接凹部 20 中时， 在连接凹部 20 内侧插座接触 60 按照与顶盖接触 40 一一 对应的关系与顶盖接触 40 相接触并导通。本发明的电接触部件 A 可以用作顶盖接触 40 和 插座接触 60。 0052 如图 1A 所示， 顶盖接触 40 包括第一接触部 41、 第二接触部 42 和端子部 43。第。
19、一 接触部 41 从顶盖本体 30 的左右外侧表面露出， 并且与插座接触 60 的第一接触部 64 接触。 第二接触部 42 与第一接触部 41 一起形成为夹着内凹部 19 的左右边缘的 U 形。第二接触 部 42 朝着内凹部 19 的内侧露出， 并且与插座接触 60 的第二接触部 66 接触。端子部 43 从 第二接触部 42 的上端沿横向向外延伸， 并且穿过内凹部 19 的底面。端子部 43 沿顶盖本体 30 的上端面 ( 图 2A 中的下端面 ) 横向突出， 并且用于进行安装。 0053 插座接触 60 包括端子部 61、 被保持部 62、 第一连接部 63、 第一接触部 64、 第二连。
20、 接部 65 和第二接触部 66。端子部 61 从插座本体 50 突出使得端子部的厚度方向沿竖直方 向， 并且用于进行安装。被保持部 62 与端子部 61 的左右端部中向内的端部相连， 并且向上 延伸。被保持部 62 由插座本体 50 保持。第一连接部 63 具有与被保持部 62 的上端相连的 一端， 并且沿左右方向中远离端子部 61 的方向延伸。第一接触部 64 具有与第一连接部 63 说 明 书 CN 103582722 A 5 4/13 页 6 的另一端相连的一端， 并且向下延伸。第一接触部 64 与顶盖接触 40 相接触。第二连接部 65具有与第一接触部64的下端相连的一端， 并且沿左。
21、右方向中远离保持部62的方向延伸。 第二接触部 66 具有与第二连接部 65 的另一端相连的下端， 并且沿从连接凹部 20 取出顶盖 H 的方向延伸。第二接触部 66 将顶盖接触 40 弹性地夹在第一接触部 64 和第二接触部 66 之间。 0054 顶盖接触40的第一接触部41和第二接触部42以及插座接触60的第一接触部64 和第二接触部 66 与诸如电路或其他电接触部件之类的导电件相接触， 并且形成为通过接 触提供电连接的接触点部 1。顶盖接触 40 的端子部 43 和插座接触 60 的端子部 61 形成为 安装部2， 所述安装部2用于通过焊料接合提供与诸如电路之类的外部(其他部件)的导电。
22、 件的电连接。 0055 通过在电接触部件 A 的基底材料 3 的表面上提供含碳纳米管 ( 下文中， CNT) 的镀 层 ( 下文中称作 “CNT 镀层” )4 来形成接触点部 1。通过在基底材料 3 的表面上提供具有比 CNT 镀层 4 高的焊料浸润性的镀层 ( 下文中称作 “焊料接合镀层” )5 来形成安装部 2。在图 1A 中， 通过交叉阴影线示出了接触点部 1， 并且通过对角线图案示出了安装部 2。 0056 根据电接触部件 A 的预期用途将基底材料 3 成型为所需形状。基底材料 3 可 以由用于电接触部件的已知金属材料制成， 例如铜或铜合金。铜合金的示例包括 Cu-Ti、 Cu-Ti。
23、-Fe、 Cu-Be、 Cu-Sn-P 系、 Cu-Zn 系、 Cu-Ni-Zn 系、 Cu-Ni-Si 系和 Cu-Fe-P 系合金。 0057 如图 1B 所示， 通过附着到基底材料 3 表面的金属镀膜 4a 以及在金属镀膜 4a 中散 布并结合的 CNT4b 的复合镀层形成了 CNT 镀层 4。 0058 可以考虑金属镀膜4a与基底材料3的附着性、 保持CNT4b的性能以及金属镀膜4a 的硬度， 来确定金属镀膜 4a 的材料和厚度等。例如， 金属镀膜 4a 可以由诸如 Cu 或 Ni 之类 的材料形成。Ni 镀膜是优选的。这是因为 Ni 镀膜是具有优秀抗蚀性、 耐磨性和耐化学性的 金属膜。
24、， 具有良好的可加工性， 并且提供相对低的处理成本。金属镀膜 4a 优选地具有 0.1 至 10m 的厚度， 更优选地 1 至 5m。 0059 CNT4b 是碳材料， 其在化学上稳定并且具有优秀的导电性、 滑动性和机械强度。具 有 10 至 200nm 直径和 1 至 20m 长度的 CNT 用作 CNT4b。CNT4b 的示例包括通过筒状滚动 作为一层的石墨片获得的单壁 CNT 以及通过滚动作为多层的两个或更多石墨片获得的多 壁 CNT。多壁 CNT 具有比单壁 CNT 更加优秀的大规模生产率， 并且可以相对廉价地获得。因 此， 多壁 CNT 可以减小成本， 是优选的。 0060 在 CN。
25、T 镀层 4 中， 优选地， 将 CNT4b 形成为从金属镀膜 4a 的表面突出。也就是说， 如图 1B 所示， 金属镀膜 4a 中包含的一些 CNT4b 或者所有 CNT4b 部分地突出到金属镀膜 4a 表面的外部。当金属氧化膜形成于金属镀膜 4a 的表面上时， 优选地， CNT4b 与位于金属镀 膜 4a 的表面上形成的金属氧化膜 4c 内部 ( 深部 ) 的非氧化部分接触。从而， CNT4b 穿过 在焊料回流工艺等中在金属镀膜 4a 的表面上形成的金属氧化膜 4c， 并且存在于 CNT 镀层 4 的表面上。因此， 其他导电件通过导电性比低导电性金属氧化膜 4c 高的 CNT4b， 与位于。
26、金 属镀膜 4a 内部 ( 深部 ) 的金属直接电连接。结果， 获得了稳定的低接触电阻。认为由于在 CNT镀层4的表面上存在CNT4b而不太可能发生金属镀膜4a和其他金属导电件的粘附和磨 损现象， 可以改进抗粘性。 0061 CNT 镀层 4 优选地包含基于总量的 0.02 至 2.0( 质量 )的 CNT4b。当 CNT4b 的 说 明 书 CN 103582722 A 6 5/13 页 7 含量小于 0.02( 质量 )时， 存在 CNT4b 对 CNT 镀层 4 的接触可靠性的改进不足的可能性。 当 CNT4b 的含量大于 2.0( 质量 )时， 存在镀液中 CNT4b 的分散性劣化或者。
27、 CNT 镀层 4 与 基底材料 3 的附着性劣化的可能性。也就是说， 当 CNT4b 的含量在上述范围内时， CNT4b 对 CNT镀层4的接触可靠性充分改进， 并且可以充分确保镀液中CNT4b的分散性以及CNT镀层 4 与基底材料 3 的附着性。 0062 焊料结合镀层 5 具有比 CNT 镀层 4 高的焊料浸润性。因为 CNT 本身具有疏水性并 且 CNT 镀层 4 具有较大的表面粗糙度， 所以焊料不太可能在 CNT 镀层 4 上扩展并且紧固地 附着到 CNT 镀层 4 上。因此， 如果将 CNT 镀层 4 应用到安装部 2 上， 则存在降低电接触部件 A 与其他导电件的接合强度或者花费。
28、更多的时间和精力来接合电接触部件 A 的可能性， 这 劣化了可安装性。因此， 在安装部 2 上形成具有比 CNT 镀层 4 更加优秀的焊料浸润性的焊 料接合镀层 5。例如， 可以使用具有优秀导电性的 Au、 Ag、 Pt、 Rh、 Ru、 Ir、 Pd 或其合金等制 成的贵金属镀膜， 在基底材料3的表面上直接形成焊料接合镀层5。 如图1C所示， 基底镀层 6 可以插入到焊料接合镀层 5 和基底材料 3 的表面之间。在这种情况下， 具有与基底材料 3 的优秀附着性的 Ni 镀膜可以用作基底镀层 6。具有优秀导电性的 Au 镀膜和 Au-Pd 合金镀 膜等可以用作层叠在基底镀层 6 的表面上的焊料。
29、接合镀层 5。基底镀层 6 的厚度优选地是 0.5 至 2m。焊料接合镀层 5 的厚度优选地是 0.01 至 5m， 更优选地是 0.1 至 0.5m。 0063 可以通过在按照所需形状形成的基底材料3中将要形成接触点部1的部分上选择 性地形成CNT镀膜4、 并且在基底材料3中将要形成安装部2的部分上选择性地形成焊料接 合镀层 5， 来制造上述电接触部件 A。 0064 当选择性地形成 CNT 镀层 4 时， 可以采用多种方法。例如， 当采用点镀 (spot plating)方法时， 如图3所示， 可以通过从喷嘴10将镀液11部分地喷涂到基底材料3的表 面上形成 CNT 镀层 4 的位置上， 。
30、来形成 CNT 镀层 4。镀液 11 包含用于形成金属镀膜 4a 的金 属成分和 CNT4b。此外， 也可以使用喷淋器来部分地镀覆基底材料 3 的表面。 0065 也可以通过掩模镀覆方法来选择性地形成 CNT 镀层 4。在这种情况下， 如图 4 所 示， 用掩模 12 覆盖基底材料 3 的表面上除了形成 CNT 镀层 4 的位置之外的部分 ( 例如， 将 要成为安装部 2 的位置 )。然后， 将其上设置了掩模 12 的基底材料 3 浸没到镀液中。可以 通过电解镀或非电解镀在基底材料 3 未被掩模 12 覆盖的位置上形成 CNT 镀层 4。 0066 也可以通过抗蚀剂镀覆方法来选择性地形成CNT。
31、镀层4。 在这种情况下， 如图5所 示， 用抗蚀剂膜 13( 由图 5 中的阴影表示 ) 覆盖基底材料 3 的表面上除了形成 CNT 镀层 4 的位置之外的部分 ( 例如， 将要成为安装部 2 的位置 )。然后， 将其上设置了抗蚀剂膜 13 的 基底材料 3 浸没到镀液中。可以通过电解镀或非电解镀在基底材料 3 未被抗蚀剂膜 13 覆 盖的位置上形成 CNT 镀层 4。 0067 也可以通过催化镀覆方法来选择性地形成 CNT 镀层 4。在这种情况下， 如图 6A 所 示， 镀覆催化剂(图6A的阴影部分)14附着到基底材料3的表面上形成CNT镀层4的位置。 然后， 将其上设置了镀覆催化剂 14 。
32、的基底材料 3 浸没到镀液中。如图 6B 所示， 可以通过非 电解镀在基底材料 3 附着了镀覆催化剂 14 的位置上形成 CNT 镀层 ( 图 6B 的点状图案 )。 0068 也可以通过诸如喷镀、 部分浸没、 毡镀 (felt plating) 或点镀之类的已知镀覆方 法或者与 CNT 镀层 4 相同的镀覆方法来选择性地形成焊料接合镀层 5 和基底镀层 6。 0069 在上述电接触部件A的接触点部1上形成CNT镀层4。 因此， 即使在低接触压力下， 说 明 书 CN 103582722 A 7 6/13 页 8 接触点部 1 也可以通过 CNT4b 确保在接触点部 1 与其他导电件相接触的状。
33、态下提供电连 接。 电接触部件A即使在焊料回流之后也可以确保低接触压力区域中的接触可靠性。 CNT4b 插入到 CNT 镀层 4 的金属镀膜 4a 和其他导电件之间。因此， 可以减小金属镀膜 4a 和其他 导电件之间的粘附和磨损， 并且可以改进抗粘性。另外， CNT 镀层 4 可以具有比仅由金属制 成的镀层小的滑动磨损和高的硬度， 从而可以实现电接触部件 A 的寿命改进。因此， 当将上 述电接触部件A用作诸如具有高打开和关闭频率的开关或继电器之类的接触点部件(接触 点材料 ) 时， 不太可能发生粘滞现象， 并且可以容易地实现电接触部件 A 的寿命改进， 因此 是优选的。诸如镀 Au 之类的贵金。
34、属镀没有用于接触点部 1， 从而可以低成本地提供具有高 可靠性的电接触部件 A。同时， 在安装部 2 上形成具有比 CNT 镀层 4 高的焊料浸润性且由 Au 等制成的焊料接合镀层 5， 从而可以确保高可安装性。因此， 上述电接触部件 A 可以实现 接触可靠性和可安装性两者。 0070 在图 10 中示出了另一实施方式。在这种电接触部件 A 中， 通过在电接触部件 A 的 基底材料 3 的表面上提供含炭黑 ( 下文称作 “CB” ) 的镀层 ( 下文中称作 “CB 镀层” )7 来形 成接触点部 1。其他构造与上述实施方式的构造相同。通过如图 1C 在基底材料 3 的表面上 形成具有比 CB 。
35、镀层 7 高的焊料浸润性的焊料接合镀层 5 来形成安装部 2。基底材料 3 可以 按照上述相同的方式由诸如铜或铜合金之类用于电接触部件的已知金属材料制成。 0071 CB 镀层 7 包含 CB7b 来代替 CNT 镀层 4 中包含的 CNT4b。也就是说， 如图 10 所示， 通过附着到基底材料 3 表面的金属镀膜 7a 以及在金属镀膜 7a 中散布并结合的 CB7b 的复 合镀层来形成 CB 镀层 7。 0072 可以按照与上述相同的方式， 考虑金属镀膜 7a 与基底材料 3 的附着性、 保持 CB7b 的性能以及金属镀膜 7a 的硬度， 来确定金属镀膜 7a 的材料和厚度等。例如， 金属镀。
36、膜 7a 可以由诸如 Cu 或 Ni 之类的材料形成。Ni 镀膜是优选的。这是因为 Ni 镀膜是具有优秀抗 蚀性、 耐磨性和耐化学性的金属膜， 具有良好的可加工性， 并且提供相对低的处理成本。金 属镀膜 7a 优选地具有 1 至 5m 的厚度。 0073 CB7b是碳材料， 其在化学上稳定并且具有优秀的导电性、 滑动性和机械强度。 颗粒 CB 可以用作 CB7b。优选地， 使用通过激光衍射测量等测量的几 nm 至 100nm 颗粒直径的颗 粒 CB。CB7b 是具有优秀导电性的品种。CB7b 具有比 CNT4b 更加优秀的大规模生产率， 并且 可以相对廉价地获得。因此， CB7b 可以减小成本。
37、， 这是优选的。 0074 在 CB 镀层 7 中， 优选地， 将 CB7b 形成为从金属镀膜 7a 的表面突出。也就是说， 如 图 10 所示， 金属镀膜 7a 中包含的一些 CB7b 或者所有 CB7b 部分地突出到金属镀膜 7a 表面 的外部。当金属氧化膜形成于金属镀膜 7a 的表面上时， 优选地， 一部分 CB7b 与位于金属镀 膜 7a 的表面上形成的金属氧化膜 7c 内部 ( 深部 ) 的非氧化部分接触。从而， CB7b 穿过在 焊料回流工艺等中在金属镀膜 7a 的表面上形成的金属氧化膜 7c， 并且存在于 CB 镀层 7 的 表面上。因此， 其他导电件通过导电性比低导电性金属氧化。
38、膜 7c 高的 CB7b， 与位于金属镀 膜 7a 内部 ( 深部 ) 的金属直接电连接。结果， 获得了稳定的低接触电阻。认为由于在 CB 镀层 7 的表面上存在 CB7b 而不太可能发生金属镀膜 7a 和其他金属导电件的粘附和磨损现 象， 可以改进抗粘性。 0075 CB 镀层 7 优选地包含基于总量的 0.02 至 2.0( 质量 )的 CB7b， 并且更优选地 0.02 至 1.0( 质量 )。当 CB7b 的含量在上述范围内时， CB7b 对 CB 镀层 7 的接触可靠性 说 明 书 CN 103582722 A 8 7/13 页 9 充分改进， 并且可以充分确保镀液中 CB7b 的分。
39、散性以及 CB 镀层 7 与基底材料 3 的附着性。 0076 焊料结合镀层 5 如上所述具有比 CB 镀层 7 高的焊料浸润性。因为 CB 本身具有疏 水性并且 CB 镀层 7 具有较大的表面粗糙度， 所以焊料不太可能扩展并且紧固地附着到 CB 镀层 7 上。因此， 如果将 CB 镀层 7 应用到安装部 2 上， 则存在降低电接触部件 A 与其他导 电件的接合强度或者花费更多的时间和精力来接合电接触部件 A 的可能性， 这劣化了可安 装性。因此， 在安装部 2 上形成具有比 CB 镀层 7 更加优秀的焊料浸润性的焊料接合镀层 5。 例如， 可以按照与上述相同的方式使用具有优秀导电性的由 Au。
40、 等制成的贵金属镀膜， 在基 底材料 3 的表面上直接形成焊料接合镀层 5。与上述相同的基底镀层 6 可以插入到焊料接 合镀层 5 和基底材料 3 的表面之间。 0077 可以通过在按照所需形状形成的基底材料3中将要形成接触点部1的部分上选择 性地形成 CB 镀层 7、 并且在上述基底材料 3 中将要形成安装部 2 的部分上选择性地形成焊 料接合镀层 5， 来制造上述电接触部件 A。 0078 在选择性地形成 CB 镀层 7 时， 可以采用与上述相同的多种方法。在这种情况下， 可以将CB7b结合到镀液等中代替CNT4b。 也可以通过与上述相同的多种方法来选择性地形 成焊料接合镀层 5 和基底镀。
41、层 6。 0079 与使用 CNT4b 的情况相同， 使用 CB7b 时， 也可以确保低接触压力区域中的接触可 靠性。另外， 不太可能发生粘滞现象， 并且可以容易地实现电接触部件的寿命改进。在安装 部2上形成具有比CB镀层7高的焊料浸润性且由Au等制成的焊料接合镀层5， 从而可以确 保高可安装性。因此， 上述电接触部件 A 可以实现接触可靠性和可安装性两者。 0080 下文中， 将参考实施例 1 至 3 及比较例 1 和 2 具体地描述本发明的第一实施方式。 0081 ( 实施例 1) 0082 诸如磷青铜或钛铜之类的 Cu 合金用作基底材料 3 的材料。将 Cu 合金成型为应用 于开关的铜片。
42、或接触点材料的形状。 0083 通过电解镀方法形成接触点部1的CNT镀层4。 在这种情况下， 使用含CNT4b的Ni 镀液。使用昭和电工 ( 株 )(Showa Denko K.K.) 制造的 VGCF 作为 CNT4b。CNT4b 使用单壁 CNT 和多壁 CNT 的混合物。Ni 镀液包含 CNT4b， 每一个 CNT 具有 100 至 200nm 的直径 ( 外 径 ) 和 10 至 20m 的长度。Ni 镀液包含具有硫酸镍 (1mo1 dm3)、 二氯化镍 (0.2mol dm3)、 硼 (0.5mol dm3) 和作为分散剂的分子量为 5000 的多聚羧酸 (210-5mol dm3)。
43、。 将 CNT4b 的混合量设置为 2g dm3。包含 CNT4b 的镍镀液用作镀浴。在 25的浴温和 1 至 5A dm2的电流密度的电镀条件下执行电镀。形成 CNT 镀层 4， 所述 CNT 镀层具有金属镀 膜 4a， 所述金属镀膜具有 5m 的厚度并且包含 0.02( 质量 )的 CNT4b。 0084 在基底材料 3 的表面上形成的基底镀层 6 的表面上层叠并形成安装部 2 的焊料接 合镀层 5。基底镀层 6 是具有 0.5 至 2m 厚度的 Ni 镀膜。在硫酸镍 (450g l)、 二氯化 镍 (3g l)、 硼酸 (30g l)、 添加剂 ( 适量 )、 抗凹剂 ( 适量 )、 p。
44、H 3.0 至 4.5 以及浴温 40 至 50的电镀条件下执行电解电镀 1 分钟。焊料接合镀层 5 是具有 0.2m 厚度的 Au 镀膜。在 Au 氰化钾 (8 至 10g l)、 柠檬酸 (60 至 90g l)、 钴 (100mg l)、 25 至 35的 处理温度以及 0.5 至 1.5A dm2的电流密度的电镀条件下执行电解电镀 30 秒。 0085 ( 实施例 2) 0086 按照与实施例1相同的方式执行实施例2， 不同之处在于形成CNT镀层4， 所述CNT 说 明 书 CN 103582722 A 9 8/13 页 10 镀层具有 20m 厚度的金属镀膜 4a。 0087 ( 实。
45、施例 3) 0088 按照与实施例 1 相同的方式执行实施例 3， 不同之处在于 ： 使用 CB7 来代替 CNT4b， 并且将金属镀膜 4a 的厚度设置为 2m， 以形成 CB 镀层 7。卡伯特公司 (Cabot Corporation)制造的伍尔坎(Vulcan)XC-72用作CB7b。 CB具有20至100nm(或20至40nm) 的直径 ( 颗粒直径 )。 0089 ( 比较例 1) 0090 按照与实施例 1 相同的方式执行比较例 1， 不同之处在于 ： 在接触点部 1 上形成不 含 CNT 并且具有 20m 厚度的镍镀膜来代替 CNT 镀层 4。 0091 ( 比较例 2) 009。
46、2 按照与实施例 1 相同的方式执行比较例 2， 不同之处在于 ： 在接触点部 1 上形成不 含 CNT 并且具有 0.2m 厚度的 Au-Co 镀膜来代替 CNT 镀层 4。 0093 (CNT 镀层 4 和 CB 镀层 7 的表面纹理观察 ) 0094 在扫描电子显微镜 (SEM) 照片 ( 参见图 7A 和 7B) 中观察实施例 1 中形成的 CNT 镀层 4 的表面纹理。白色线状或针状部分是 CNT。在扫描电子显微镜 (SEM) 照片 ( 参见图 11) 中观察实施例 3 中形成的 CB 镀层 7 的表面纹理。 0095 ( 接触可靠性的评估 ) 0096 针对实施例 1 至 3 及比。
47、较例 1 和 2 测量热处理之后接触点部 1 的接触电阻值。在 图 8 中示出了加热处理期间的温度分布。假设使用无铅焊料的空气回流安装。执行三个周 期的热处理。 0097 使用 ( 株 ) 山崎精机研究所 (Yamazaki-Seiki Co.， Ltd.) 公司制造的电接触点仿 真器 ( 型号 ： CRS-113-AU 型 ) 测量接触电阻值。在使用交流四端子方法的测量中， 测量值 不包括例如引线或连接器部的固有电阻值。可以测量在改变接触负载时的接触电阻值。可 以通过电气台在固定负载下扫描接触位置， 并且也可以执行假设在开关或继电器接触点中 摩擦接触的测量。在 0.2N 的接触力下测量接触电。
48、阻值。在图 9 中示出了结果。 0098 结果表明， 与比较例 1 和 2 相比， 可以说实施例 1 至 3 具有小接触电阻值并且在低 接触压力区域中具有高接触可靠性。 0099 ( 可安装性的评估 ) 0100 针对实施例 2 和 3 以及比较例 2 评估了无铅焊膏的焊料浸润性。 0101 使用具有 0.12mm 厚度的掩模丝网将无铅焊膏涂覆到 CNT 镀层或 CB 镀层的表面 上， 使得无铅焊膏具有 4.5mm 直径的圆形形状。使用千住金属工业 ( 株 )(Senju Metal Industry Co.， Ltd) 制造的 M705-221BM5-32-11.2K 作为焊膏。安装条件为在。
49、大气氛围下 使用图 8 的温度分布的回流。测量回流之后的焊料球直径， 并且计算回流之后和回流之前 焊料球直径的比率， 以估计焊料球浸润性。在表 1 中示出了评估结果。 0102 表 1 说 明 书 CN 103582722 A 10 9/13 页 11 0103 0104 发现比较例 2( 镀 Au 品 ) 中 ( 回流之后回流之前 ) 比率是 125， 焊料很可能浸 润并且蔓延从而获得良好的安装结果。 相反， 发现在实施例2(CNT镀层)中比率是42， 并 且排斥焊料。认为这是由以下事实导致的 ： CNT 镀层表面中包含的氧化镍层和 CNT 具有疏 水行为。因此， 可以说在接触点部上选择性地形成 CNT 镀层， 并且将 Au 镀膜设置在焊料。