JP2006184061A - 電気的接続部品及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 第１の導電性材料からなる基体と、該基体の表面に形成され、前記第１の導電性材料より接触抵抗が小さな第２の導電性材料のめっき層とを有し、他の部品と接触することにより電気的接続を得る電気的接続部品及びその製造法に関し、磨耗しても性能の低下がない電気的接続部品及びその製造方法を提供することにある。
【解決手段】
電極（他の部品）１１１と接触する部分と対向する基体１３１の部分には、有底穴（凹部）１５１が形成され、第２のめっき層１３５は、少なくとも有底穴１５１の側壁面１５１ａに形成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、第１の導電性材料からなる基体と、該基体の表面に形成され、前記第１の導電性材料より接触抵抗が小さな第２の導電性材料のめっき層とを有し、他の部品と接触することにより電気的接続を得る電気的接続部品及びその製造法に関する。

部品と部品とを電気的に接続するために、各種のコネクタ、プローブピン等の電気的接続部品が使われる。コネクタやプローブピンでは、接続する相手の部品との接触状態を良好に保つために表面に金めっきが施されている。一方、電気的接続部品が接触する相手の部品の表面も金めっきや半田等で処理されている。この相手の部品と電気的接続部品とが押接することにより、電気的に接続される。

ここで、図９を用いて一般的なプローブの構成を説明する。図において、両端面が開放面である筒状のケース１の周面には、周方向に沿って第１の凹部３と、第２の凹部５とが形成されている。

ケース１内には、導電性を有するプローブピン７がケース１の軸方向に移動可能に設けられている。プローブピン７の中間部には、第１の凹部３と第２の凹部５との間に配置され、第２の凹部５の内径より径が大きな大径部９が形成されている。従って、プローブピン７の大径部９がケース１の第２の凹部５の当接することにより、それ以上のプローブピン７のケース１からの突出が禁止されるようになっている。プローブピン７の大径部９をはさんで一方の端部側（図において下側）は、ケース１から突出するプローブピン本体１０が形成されている。プローブピン本体１０の先端には、基板等に設けられた接点１１に当接する接触部１３が形成されている。プローブピン７の大径部９をはさんで他方の端部側（図において上側）は、第１の凹部３方向に延出する小径部１５が形成されている。

ケース１内には、プローブピン７の小径部に対して空間を介して巻回され、一端部（図において下端部）がプローブピン７の大径部９に当接し、他端部（図において上端部）が第１の凹部３に当接して、ケース１から突出する方向にプローブピン７を付勢するスプリング１７が設けられている。

また、プローブピン７の小径部１５の先端（図において上側）には、導電性の円筒状のプラグ２１の一端がカシメ等の手法により固着されている。更に、テスター等に接続する接続配線２３の芯線２５が、プラグ２１の他端にカシメ等の手法により固着されている。

よって、プローブピン７の接触部１３が電極１１に接触することにより、導電性のプローブピン７、導電性のプラグ２１、接続配線２３からなる電気的導通経路が形成される（例えば、特許文献１参照）。

次に、図１０を用いてプローブピン７の説明を行う。
プローブピン７は、ＳＫ３等の炭素工具鋼（第１の導電性材料）からなる基体３１と、基体３１の表面を覆うように形成され、導電性材料であるニッケルの第１のめっき層３３と、第１のめっき層３３の表面を覆うように金（第２の導電性材料）の第２のめっき層３５とからなっている。尚、他の部品との接触抵抗は、炭素工具鋼、ニッケル、金の順に小さくなる。更に、ニッケルの第１のめっき層３３は、下地のめっきとして用いられている。
特開２００４−１１７１５６号公報（図４）

しかし、図１０に示す構造のプローブピン７では、多数回の接続（コンタクト）を行った場合や、プローブピン７が接触する相手の部品の接触面が傾斜している場合は、プローブピン７の接触部１３は、押圧、滑りによって磨耗が激しくなる。例えば、図１０に示す形状のプローブピン７では、図１１（ａ）に示すように、第２のめっき層３５が磨耗して消滅し、下地の第１のめっき層３３が露出し、第１のめっき層３３が相手の部品と接触するようになっている。更に、図１１（ｂ）に示すように第１のめっき層３３が磨耗して消滅し、基体３１が露出し、基体３１が相手の部品と接触するようになっている。

第２のめっき層３５の材料である金に対し、第１のめっき層３３の材料であるニッケル、基体３１の材料である炭素工具鋼の他の部品との接触抵抗は２〜３倍高く、接触抵抗のばらつきも大きいので、精密な測定を行えなくなる問題点がある。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、その課題は、磨耗しても性能の低下がない電気的接続部品及びその製造方法を提供することにある。

請求項１に係る発明は、第１の導電性材料からなる基体と、該基体の表面に形成され、前記基体より他の部品との接触抵抗が小さな第２の導電性材料のめっき層とを有し、他の部品と接触することにより電気的接続を得る電気的接続部品において、前記他の部品と接触する部分と対向する前記基体の部分には、凹部が形成され、前記めっき層は、少なくとも前記凹部内の側壁面に形成されたことを特徴とする電気的接続部品である。

請求項２に係る発明は、前記凹部は、複数あることを特徴とする請求項１記載の電気的接続部品である。
請求項３に係る発明は、前記凹部は、底を有する有底穴であることを特徴とする請求項１又は２記載の電気的接続部品である。

請求項４に係る発明は、前記凹部は、貫通穴であることを特徴とする請求項１又は２記載の電気的接続部品である。
請求項５に係る発明は、前記第２導電性材料は、金、パラジウムのうちのどちらか一方であることを特徴とする請求項１記載の電気的接続部品である。

請求項６に係る発明は、第１の導電性材料からなる基体と、該基体の表面に形成され、前記基体より他の部品との接触抵抗が小さな第２の導電性材料のめっき層とを有し、他の部品と接触することにより電気的接続を得る電気的接続部品の製造法において、前記他の部品と接触する部分と対向する前記基体の部分に凹部を形成する工程と、少なくとも前記凹部内の側壁面に前記めっき層を形成する工程と、を有することを特徴とする電気的接続部品の製造方法である。

尚、本発明で、めっきとは、電気めっき、化学めっき、溶融めっき、溶射、物理蒸着、化学蒸着、浸透めっきをいう。

請求項１、請求項６に係る発明によれば、前記他の部品と接触する部分と対向する前記基体の部分には、凹部が形成され、前記めっき層は、少なくとも前記凹部内の側壁面に形成されたことにより、他の部品と接触する部分が磨耗しても、凹部内の側壁面に形成されためっき層が常に他の部品との接触する部分に露出する。よって、基体より他の部品との接触抵抗の小さなめっき層が常に他の部品と接触するので、磨耗による性能の低下がない。

請求項２に係る発明によれば、凹部が複数あることにより、前記他の部品と接触する部分が増え、安定した接触を得ることができる。
請求項３に係る発明によれば、前記凹部は、底を有する有底穴であるので、接触部の厚みがある電気的接続部品、例えば、プローブピンのような電気的接続部品に好適である。

請求項４に係る発明によれば、前記凹部は、貫通穴であるので、接触部の厚みがない電気的接続部品、例えば、コネクタのような電気的接続部品に好適である。
請求項５に係る発明によれば、前記第２導電性材料は、金、パラジウムのうちのどちらか一方である。金の場合は接触抵抗が小さく、パラジウムの場合は耐摩擦性に優れる。

（第１の形態例）
電気的接続部品としてプローブピンに適用した例で説明を行う。最初に図２を用いて、本形態例のプローブピンが設けられたプローブの説明を行う。

図において、両端面が開放面である筒状のケース１０１の周面には、周方向に沿って第１の凹部１０３と、第２の凹部１０５とが形成されている。ケース１０１内には、導電性を有するプローブピン１０７がケース１０１の軸方向に移動可能に設けられている。プローブピン１０７の中間部には、第１の凹部１０３と第２の凹部１０５との間に配置され、第２の凹部１０５の内径より径が大きな大径部１０９が形成されている。従って、プローブピン１０７の大径部１０９がケース１０１の第２の凹部１０５の当接することにより、それ以上のプローブピン１０７のケース１０１からの突出が禁止されるようになっている。プローブピン１０７の大径部１０９をはさんで一方の端部側（図において下側）は、ケース１０１から突出するプローブピン本体１１０が形成されている。プローブピン本体１１０の先端には、基板等に設けられた電極１１１に当接する接触部１１３が形成されている。プローブピン１０７の大径部１０９をはさんで他方の端部側（図において上側）は、第１の凹部１０３方向に延出する小径部１１５が形成されている。

ケース１０１内には、プローブピン１０７の小径部１１５に対して空間を介して巻回され、一端部（図において下端部）がプローブピン１０７の大径部１０９に当接し、他端部（図において上端部）が第１の凹部１０３に当接して、ケース１０１から突出する方向にプローブピン１０７を付勢するスプリング１１７が設けられている。

また、プローブピン１０７の小径部１１５の先端（図において上側）には、導電性の円筒状のプラグ１２１の一端がカシメ等の手法により固着されている。更に、テスター等に連なる接続配線１２３の芯線１２５が、プラグ１２１の他端にカシメ等の手法により固着されている。

よって、プローブピン１０７の接触部１１３が電極１１１に接触することにより、導電性のプローブピン１０７、導電性のプラグ１２１、接続配線１２３からなる電気的導通経路が形成される。

次に、図１を用いてプローブピン１０７、特にプローブピン本体１１０の説明を行う。
プローブピン１０７は、ＳＫ３等の炭素工具鋼（第１の導電性材料）からなる基体１３１と、基体１３１の表面を覆うように形成された導電性材料であるニッケルの第１のめっき層１３３と、第１のめっき層１３３の表面を覆うように金（第２の導電性材料）の第２のめっき層１３５とからなっている。尚、他の部品としての電極１１１との接触抵抗は、炭素工具鋼、ニッケル、金の順に小さくなる。更に、ニッケルの第１のめっき層１３３は、下地のめっきとして用いられている。

そして、接触部１１３と対向する基体１３１の部分には、凹部として有底穴１５１が形成され、第１のめっき層１３３、第２のめっき層１３５は、有底穴１５１の内部の側壁面１５１ａ及び底面１５１ｂにも形成されている。

ここで、図１に示す構成のプローブピン１０７の製造法を図３を用いて説明する。最初に、図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、基体１３１の接触部１１３と対向する部分に有底穴１５１を形成する（ステップ１）。次に、図３（ｃ）に示すように、基体１３１の表面と、有底穴１５１内部の側壁面１５１ａ及び底面１５１ｂとに第１のめっき層１３３を形成する（ステップ２）。最後に、図３（ｄ）に示すように、第１のめっき層１３５の表面に第２のめっき層１３５を形成する。

このような構成によれば、プローブピン１０７の接触部１１３が磨耗して、図４（ａ）に示すように、第１のめっき層１３３が外部に露出するようになっても、有底穴１５１の内部の側壁面１５１ａに形成された第２のめっき層１３５が接触部１１３に露出している。

また、図４（ｂ）に示すように、更にプローブピン１０７の接触部１１３が磨耗して、基体１３１が外部に露出するようになっても、有底穴１５１の内部の側壁面１５１ａに形成された第２のめっき層１３５が接触部１１３に露出している。

よって、基体１３１より電極（他の部品）１１１との接触抵抗の小さな第２のめっき層１３５が常に電極１１１と接触するので、磨耗による性能の低下がない。
尚、本発明は上記形態例に限定するものではない。上記形態例では、第１のめっき層１３３及び第２のめっき層１３５は、基体１３１の表面の全域と、有底穴１５１内部の側壁面１５１ａ及び底面１５１ｂとに形成したが、少なくとも有底穴１５１内部の側壁面１５１ａに形成すれば、常に有底穴１５１の内部の側壁面１５１ａに形成された第２のめっき層１３５が接触部１１３に露出しているので、磨耗による性能の低下はなくなる。

また、第２のめっき層１３５の材質も金に限定するものではない。他の部品である電極１１１に対する接触抵抗は金が一番小さいが、他に金よりも耐磨耗性に優れたパラジウムであってもよい。

更に、基体１３１に金の第２のめっき層１３５が強固に形成可能ならば、ニッケルの第１のめっき層１３３は不要である。
又、有底穴１５１は１つであったが、複数設けてもよい。複数設けることにより、電極１１１と接触する部分が増え、安定した接触を得ることができる。

（第２の実施の形態例）
本形態例は、電気的接続部品として、ＩＣソケットに設けられ、ＩＣのリードピンに電気的に接続する薄板状の電極に適用した例である。

図５に示すように、ＩＣ ソケット２０１には、装着されるＤＩＰ型のパッケージに封止されたＩＣ２０３のリードピン２０５の全てと対応して電極２０７が設けられる。
電極２０７は、図６（ａ）に示すように、導電性の薄板を折り曲げ加工して略Ｕ字形に形成されている。このようにＵ字形に折り曲げられることにより、対向する２つの片２０９，２１１は互いに近づくように付勢されている。そして、図６（ｂ）に示すように、これら２つ片２０９、２１１の間にＩＣ２０３のリードピン２０５が挿入され、片２０９、２１１とリードピン２０５とが接触し、電気的接続が得られるようになっている。

具体的には、片２０９，２１１に形成された屈曲部２０９ａ、２１１ａが、リードピン２０５との接触部となる。本形態例では、図６（ｂ）のＡ部分の拡大図である図７に示すように、屈曲部２０９ａ、２１１ａに凹部としての貫通穴２０９ｂ、２１１ｂを形成した。

そして、電極２０７は、図７のＢ部分の拡大図である図８に示すように、りん青銅、ベリリウム銅、ステンレス等のばね材料（第１の導電性材料）からなる基体２３１と、基体２３１の表面を覆うように形成された導電性材料であるニッケルの第１のめっき層２３３と、第１のめっき層２３３の表面を覆うように金（第２の導電性材料）の第２のめっき層２３５とからなっている。尚、他の部品であるＩＣ２０３のリードピン２０５との接触抵抗は、ばね材料、ニッケル、金の順に小さくなる。更に、ニッケルの第１のめっき層２３３は、下地のめっきとして用いられている。そして、第１のめっき層２３３、第２のめっき層２３５は、貫通穴２１１ｂの内部の側壁面２１１ｃにも形成されている。尚、図示していないが、第１のめっき層２３３、第２のめっき層２３５は、貫通穴２０９ｂの内部の側壁面にも形成されている。

このような構成によれば、電極２０７に対してＩＣ２０３のリードピン２０５を多数回抜き差して、屈曲部（接触部）２１１ａが磨耗しても、基体２３１よりリードピン２０５との接触抵抗の小さな第２のめっき層２３５が常にリードピン２０５と接触するので、磨耗による性能の低下がない。

尚、本発明は上記形態例に限定するものではない。上記形態例では、貫通穴２０９ｂ、２１１ｂを形成したが、リードピン２０５から離れる方向に凸の凹部（有底穴）を形成しても同様の効果を得ることができる。

又、第１のめっき層２３３及び第２のめっき層２３５は、基体２３１の表面の全域と、貫通穴２０９ｂ、２１１ｂ内部の側壁面に形成したが、少なくとも貫通穴２０９９ｂ、２１１ｂ内部の側壁面に形成すれば、常に貫通穴２０９ｂ、２１１ｂの内部の側壁面に形成された第２のめっき層２３５が接触部としての屈曲部２０９ａ，２１１ａに露出しているので、磨耗による性能の低下はなくなる。

更に、貫通穴２０９ｂ、２１１ｂは１つであったが、複数設けてもよい。複数設けることにより、リードピン２０５と接触する部分が増え、安定した接触を得ることができる。
逆に、片２０９、片２１１にそれぞれ貫通穴２０９ｂ、２１１ｂを設けたが、屈曲部２０９ａ、２１１ａが必ずリードピン２０５に接触するならば、片２０９、片２１１のうちの少なくともどちらか一方の片に貫通穴を設けるようにしてもよい。

又、基体２３１に金の第２のめっき層２３５が強固に形成可能ならば、ニッケルの第１のめっき層２３３は不要である。
更に、本発明は、上記２つの形態例に限定するものではない。本発明は、他にコネクタの電極、コンセントのブレード等にも適用できることは言うまでもない。

第１の実施例のプローブピンを説明する図である。 第１の実施例のプローブピンが設けられたプローブを説明する図である。 図１のプローブピンを製造する工程を説明する図である。 接触部が磨耗した図１のプローブピンを説明する図である。 第２の形態例の電極が設けられたＩＣソケットを説明する図である。 図５の電極を説明する図である。 図６（ｂ）のＡ部分の拡大図である。 図７のＢ部分の拡大図である。 従来のプローブを説明する図である。 図９のプローブピンを説明する図である。 接触部が磨耗した図１０のプローブピンを説明する図である。

符号の説明

１１１ 電極（他の部品）
１３１ 基体
１３３ 第１のめっき層
１３５ 第２めっき層
１５１ 有底穴（凹部）
１５１ａ 側壁面

Claims (6)

1. 第１の導電性材料からなる基体と、該基体の表面に形成され、前記基体より他の部品との接触抵抗が小さな第２の導電性材料のめっき層とを有し、他の部品と接触することにより電気的接続を得る電気的接続部品において、
   前記他の部品と接触する部分と対向する前記基体の部分には、凹部が形成され、
   前記めっき層は、少なくとも前記凹部内の側壁面に形成されたことを特徴とする電気的接続部品。
2. 前記凹部は、複数あることを特徴とする請求項１記載の電気的接続部品。
3. 前記凹部は、底を有する有底穴であることを特徴とする請求項１又は２記載の電気的接続部品。
4. 前記凹部は、貫通穴であることを特徴とする請求項１又は２記載の電気的接続部品。
5. 前記第２導電性材料は、
   金、パラジウムのうちのどちらか一方であることを特徴とする請求項１記載の電気的接続部品。
6. 第１の導電性材料からなる基体と、該基体の表面に形成され、前記基体より他の部品との接触抵抗が小さな第２の導電性材料のめっき層とを有し、他の部品と接触することにより電気的接続を得る電気的接続部品の製造法において、
   前記他の部品と接触する部分と対向する前記基体の部分に凹部を形成する工程と、
   少なくとも前記凹部内の側壁面に前記めっき層を形成する工程と、
   を有することを特徴とする電気的接続部品の製造方法。