接觸件及其製造方法
2023-10-11 00:54:39 2
專利名稱：接觸件及其製造方法
技術領域：
本發明涉及接觸件及其製造方法。例如，涉及組裝到殼體中而形成連接器的接觸件，另外，涉及該接觸件的製造方法。
背景技術：
為了將撓性印刷基板等連接，使用有安裝在配線基板上的小型連接器。用於該連接器的接觸件大多使用板厚100 μ m左右的金屬板。作為上述這樣的接觸件的製造方法，通過為利用衝壓對薄金屬板進行衝裁的方法。在利用衝壓的製造方法中，例如圖I(A)所示，將薄金屬板11置於衝壓用的模12之上，使衝壓模14從模12的上方下降，如圖I (B)所示，通過模12的衝裁孔13和衝壓模14使金屬板11切斷破壞而製造接觸件15。這樣，在通過衝壓加工衝裁的接觸件15在其衝裁面上產生細微的凹凸。圖2表示通過衝壓被衝裁的金屬板的切斷面(顯微鏡照片)。如圖2所 示，在通過衝壓加工被衝裁的金屬板的切斷面上，從上面側向下方依次形成具有光滑的圓弧形狀(round shape)的模面D1、具有光澤且縱向肋排列的切斷面D2、將金屬材料擠裂的斷裂面D3、毛刺產生的毛刺面D4。特別是，在該切斷面中，在圖2中D2所示的切斷面高低差最大的凹凸，從表面最聞地突出。另外，圖2與圖I以及圖3上下顛倒。圖3(A) 圖3(D)表示在金屬板上產生圖2這樣的切斷面的機理。如圖3(A)所示，若衝壓模14下降，則衝壓模14的下表面與金屬板11接觸而將金屬板11向下方壓下。衝壓模14砸下金屬板11時，如圖13(B)所示，在金屬板11中衝壓模14的刃面側和模12的刃面側分別產生塌邊(D1)。另外，若衝壓模14下降，則金屬板11通過衝壓模14和模12受到剪切應力，在塌邊(Dl)的基礎上還產生切斷面(D2)。另外，若衝壓模14進一步下降，則如圖3(C)所示，自衝壓模14的刀尖和模12的刀尖在金屬板11上分別產生裂痕16。此時，衝壓模14的刃側面和模12的刃側面成為切斷面，裂痕16成為斷裂面(D3)。接著，如圖3(D)所示，衝壓模14側的裂痕16和模12側的裂痕16相連，完成衝裁。因此，在衝壓模14進入金屬板11內2/3左右的階段完成衝裁加工。為了使衝壓模14的的裂痕16和模12側的裂痕16相連，需要在衝壓模14的側面與衝裁孔13的側面之間設有適當的間隙。將該間隙稱之為縫隙，但由於留有間隙而在接觸件15的端部產生毛刺(D4)。接觸件若長時間反覆動作則產生突然斷裂等破壞。將此稱之為疲勞破壞。疲勞破壞由多種原因導致，在接觸件這樣的板材上反覆施加荷重的情況下，最大應力產生在板材的表面，其表面粗糙度導致的向凹部的應力集中為疲勞破壞的主要因素之一。通過衝壓加工製造接觸件時，該切斷面成為接觸件的外周面。使接觸件的觸點壓接對方側電極部時，通過其反作用力，接觸件的彈簧部(彈性變形部)撓曲。特別是，若提高觸點壓力，則對彈簧部施加的彎曲轉矩也相應地增大。因此，在觸點部分以及彈簧部等施加較大的負荷，但若觸點部分及彈簧部的表面成為衝壓加工時的切斷面，則在其切斷面的凹凸等上產生應力集中，具有使接觸件的反覆動作直至斷裂的次數降低的問題。特別是，隨著連接器的輕量、小型化，接觸件也小型化。因此，相對於接觸件中的最大應力部分的部件截面面積的、凹凸的尺寸比率也增大,接觸件容易斷裂。專利文獻I :(日本)特開2010-86878號公報
發明內容
本發明是鑑於上述技術課題而設立的，其目的在於提供耐久性高且成本低的接觸件及其製造方法。本發明的接觸件，板寬為O. Imm以上且Imm以下，並且應力集中處的表面粗糙度Ra為O. 2 μ m以下。根據這樣的接觸件，由於表面粗糙度Ra為O. 2 μ m以下，故而不易因接觸件的應力集中而產生斷裂，在蓄電池連接器的情況下可以動作3000次以上。另外，若板寬為O. Imm以上、Imm以下,則能夠使耐久性大致相同，使品質穩定。本發明的接觸件的一方面，表面粗糙度Ra為O. 08 μ m以下。若為這樣的表面粗糙 度Ra，在蓄電池連接器的情況下可以動作6000次以上。本發明的接觸件的另一方面，表面粗糙度Ra為O. 04μπι以上。這是由於，若通過蝕刻及研磨形成比O. 04 μ m小的表面粗糙度Ra，則可減小確保作為接觸件的功能所需的板寬以及板厚。本發明的接觸件的第一製造方法，用於製造本發明的接觸件，包括如下的工序通過利用衝壓的衝裁加工製造接觸件；以使由所述工序製成的接觸件的表面的表面粗糙度Ra為O. 2μπι以下的方式進行蝕刻或研磨。根據該製造方法，通過利用衝壓的衝裁和蝕刻(化學研磨)或研磨(毛刺研磨、電解研磨等)製造接觸件，能夠低成本地製造耐久性高的接觸件。本發明的接觸件的第二製造方法，用於製造本發明的接觸件，包括如下的工序在電極板之上形成抗蝕膜；對所述抗蝕膜進行曝光以及顯影而開設空腔；通過電鑄法在所述空腔內形成接觸件；以使與所述抗蝕膜分離的接觸件的表面的表面粗糙度Ra為O. 2 μ m以下的方式進行蝕刻或研磨。根據該製造方法，通過光刻法和電鑄法製成接觸件之後，通過蝕刻(化學研磨)或研磨(毛刺研磨、電解研磨等)可容易地減小表面粗糙度Ra。本發明的接觸件的第三製造方法，用於製造本發明的接觸件，包括如下的工序在電極板之上緊密貼合併粘貼幹膜抗蝕劑；在所述幹膜抗蝕劑的表面殘留有保護膜的狀態下對所述幹膜抗蝕劑進行曝光以及顯影而開設空腔；通過電鑄法在所述空腔內形成接觸件；以使與所述幹膜抗蝕劑分離的接觸件的表面的表面粗糙度Ra為O. 2 μ m以下的方式進行蝕刻或研磨。若對幹膜抗蝕劑進行曝光顯影直至殘留有保護膜，則在接觸件的表面產生凹凸，但若進行蝕刻(化學研磨)或研磨(毛刺研磨、電解研磨等)，則能夠減小接觸件的表面粗糙度Ra。本發明的接觸件的第四製造方法，用於製造本發明的接觸件，包括如下的工序在電極板之上塗敷抗蝕液而形成抗蝕膜；通過LIGA工藝在所述抗蝕膜上開設空腔；通過電鑄法在所述空腔內形成接觸件。通過LIGA工藝，能夠光滑地形成空腔的壁面，故而在後續工序中能夠不進行蝕刻及研磨即可製造表面粗糙度Ra小的接觸件。本發明的接觸件的第五製造方法，用於製造本發明的接觸件，包括如下的工序在電極板之上塗敷抗蝕液而形成抗蝕膜；通過UV-LIGA工藝在所述抗蝕膜上開設空腔；通過電鑄法在所述空腔內形成接觸件。通過UV-LIGA工藝，能夠光滑地形成空腔的壁面，故而在後續工序中能夠不進行蝕刻及研磨即可製造表面粗糙度Ra小的接觸件。本發明的接觸件的第六製造方法，用於製造本發明的接觸件，包括如下的工序在電極板之上緊密貼合併粘貼幹膜抗蝕劑，去除表面的保護膜而使感光層露出；在非氧環境中對所述感光層進行曝光以及顯影而開設空腔；通過電鑄法在所述空腔內形成接觸件。若緊密貼合併粘貼幹膜抗蝕劑，去除表面的保護膜而進行曝光，則能夠光滑地形成空腔的壁面，故而能夠在後續工序中不進行蝕刻以及研磨即可製造表面粗糙度Ra小的接觸件。但是，若除去保護膜，則由感光層而引起阻氧，故而為了防止該情況的發生而在非氧環境中進行曝光顯影。本發明的接觸件的第七製造方法，用於製造本發明的接觸件，包括如下的工序在電極板之上緊密貼合併粘貼對保護膜的潤滑劑的透明度或粒子形狀或粒徑進行調整後的幹膜抗蝕劑；對所述幹膜抗蝕劑進行曝光以及顯影而開設空腔；通過電鑄法在所述空腔內形成接觸件。若選定保護膜中的潤滑劑，則能夠光滑地形成空腔的壁面，故而能夠在後續工序中不進行蝕刻及研磨即可製造表面粗糙度Ra小的接觸件。
另外，本發明用於解決上述課題的方式具有將以上說明的構成要素適當組合的特徵，本發明通過將上述構成要素組合而進行多種變更。
圖I (A)、⑶是說明利用衝壓的接觸件的製造方法；圖2表示通過衝壓被衝裁出的金屬部件的截面；圖3(A) (D)是用於說明在金屬板上產生切斷面的機理的圖；圖4是本發明第一實施方式的連接器用的接觸件的立體圖；圖5是組裝有圖4的接觸件的連接器的剖面圖；圖6是蓄電池連接器的剖面圖；圖7是表示表面粗糙度Ra和反覆動作直至斷裂的次數的關係的圖；圖8是表示接觸件的板寬w和反覆動作直至斷裂的次數的關係的圖；圖9㈧ ⑶是說明接觸件的製造方法I的示意圖；圖10㈧ (G)是說明接觸件的製造方法4的示意圖。符號說明31、62、75:接觸件32:固定片33 :可動片34 :連接部35 :可動觸點41 :連接器42 :殼體51 :連接器52:連接器殼體53 :接觸件59:蓄電池
61 :金屬板71:電極板72 :抗蝕膜73 :光掩模74 :空腔
具體實施例方式以下，參照
本發明的優選實施方式。但是，本發明不限於以下的實施方式，在不脫離本發明主旨的範圍內可進行多種改變。(連接器用的接觸件)參照圖4及圖5說明連接器用的接觸件。圖4是連接器用的接觸件31 (連接器用連接端子)的立體圖。圖5是組裝有該接觸件31的連接器41的剖面圖。如圖4所示，接觸件31將固定片32和可動片33大致平行地配置，利用與固定片 32、可動片33大致垂直的連接部34將固定片32的大致中央部上表面和可動片33的大致中央部下表面連接。在可動片33的前端部下表面設有形成三角突起狀的可動觸點35，可動片33的後端部成為通過凸輪部使可動片33傾動的操作承受部36。另外，在固定片32上表面的與可動觸點35相對的位置設有槽部37和防脫用突起38。如圖5所示，接觸件31被組裝到連接器41的殼體42內。接觸件31將固定片32壓入殼體42的插入孔43中進行固定。用於推起操作承受部36的凸輪部44位於固定片32的後端部上表面與操作承受部36的下表面之間。凸緣部44與操作杆45 —體形成，通過操作杆45的立起、倒下而使凸輪部44旋轉。在操作杆45立起的狀態下，凸輪部44橫向傾倒而對操作承受部36不作用力。因此，此時，可動觸點35與固定片32之間的間隙變大，能夠在可動觸點35與固定片32之間的間隙插拔撓性印刷基板46的端部。在操作杆45立起而可動觸點35與固定片32之間的間隙變大的狀態下，將撓性印刷基板46的端部插入該間隙，若操作杆45倒下，則撓性印刷基板46與連接器41連接。即，若將撓性印刷基板46的端部插入上述間隙並使操作杆45倒下，則由此而使凸輪部44旋轉，凸輪部44成為縱向。其結果，操作承受部36通過凸緣部44而被推起，可動片33傾動，可動觸點35向下方下降。可動觸點35壓接撓性印刷基板46的電極部(未圖示)，撓性印刷基板46在可動觸點35與槽部37以及防脫用突起38之間撓曲的狀態下被夾緊而防止脫離。(蓄電池連接器)接著，對與例如用於可攜式電子設備的蓄電池的電極焊盤接觸而進行充電的連接器進行說明。圖6是蓄電池連接器51的剖面圖。如圖6所示，該連接器51在連接器殼體52內收納多個接觸件53，接觸件53的一部分從連接器殼體52的前面突出。接觸件53由固定部54、彈性部55、接觸部56以及卡止部57構成。接觸件53的固定部54沿連接器殼體52的內面延伸，下端部被固定在連接器殼體52上。接觸件53的彈性部55構成大致S形，接觸件53能夠在前後方向上產生足夠的作用力。
接觸件53的接觸部56呈大致U形或圓弧狀而從彈性部55的前端後方彎曲。接觸件53的卡止部57從接觸部56的端部進一步向下方彎折而形成，該卡止部57卡止在設於連接器殼體52的開口部的接觸件支承部58上。該連接器51與便攜設備用的蓄電池59接觸。即，若將蓄電池59壓靠在連接器51上，則接觸部56與蓄電池59的電極部60接觸而撓曲，從連接器51向蓄電池59供給充電用電流。(接觸件的表面粗糙度) 將這樣的蓄電池連接器用的接觸件作為一例，對其表面粗糙度Ra(與兩側面垂直的外周面的表面粗糙度Ra)和反覆動作直至斷裂的次數的關係進行探討。在此，表面粗糙度(算術平均粗糙度)Ra如下定義。在考慮某一截面的表面形狀時，將與該表面垂直的方向(高度方向)設為I軸，將與表面平行的方向設為X軸，其表面形狀由粗曲線y = f (X)表示。其中，規定X軸與平均線一致。即，高度方向的原點(y = O的位置)在考慮表面粗糙度的區域(從X = O到X = L)，規定滿足以下式I。在該區域
將由下式2求得的值以μ m單位表示後的值稱為平均粗糙度Ra。
權利要求
1.一種接觸件，其特徵在於，板寬為O. Imm以上且Imm以下，應力集中處的表面粗糙度(Ra)為 O. 2 μ m 以下。
2.如權利要求I所述的接觸件，其特徵在於，表面粗糙度(Ra)為0.08μ m以下。
3.如權利要求I所述的接觸件，其特徵在於，表面粗糙度(Ra)為0.04μ m以上。
4.一種接觸件的製造方法，用於製造權利要求I所述的接觸件，其特徵在於，包括如下的工序 通過利用衝壓的衝裁加工製造接觸件； 以使由所述工序製成的接觸件的表面的表面粗糙度(Ra)為O. 2 μ m以下的方式進行蝕刻或研磨。
5.一種接觸件的製造方法，用於製造權利要求I所述的接觸件，其特徵在於，包括如下的工序 在電極板之上形成抗蝕膜； 對所述抗蝕膜進行曝光以及顯影而開設空腔； 通過電鑄法在所述空腔內形成接觸件； 以使與所述抗蝕膜分離的接觸件的表面的表面粗糙度(Ra)為O. 2 μ m以下的方式進行蝕刻或研磨。
6.一種接觸件的製造方法，用於製造權利要求I所述的接觸件，其特徵在於，包括如下的工序 在電極板之上緊密貼合併粘貼幹膜抗蝕劑； 在所述幹膜抗蝕劑的表面殘留有保護膜的狀態下對所述幹膜抗蝕劑進行曝光以及顯影而開設空腔； 通過電鑄法在所述空腔內形成接觸件； 以使與所述幹膜抗蝕劑分離的接觸件的表面的表面粗糙度(Ra)為O. 2 μ m以下的方式進行蝕刻或研磨。
7.一種接觸件的製造方法，用於製造權利要求I所述的接觸件，其特徵在於，包括如下的工序 在電極板之上塗敷抗蝕液而形成抗蝕膜； 通過LIGA工藝在所述抗蝕膜上開設空腔； 通過電鑄法在所述空腔內形成接觸件。
8.一種接觸件的製造方法，用於製造權利要求I所述的接觸件，其特徵在於，包括如下的工序 在電極板之上塗敷抗蝕液而形成抗蝕膜； 通過UV-LIGA工藝在所述抗蝕膜上開設空腔； 通過電鑄法在所述空腔內形成接觸件。
9.一種接觸件的製造方法，用於製造權利要求I所述的接觸件，其特徵在於，包括如下的工序 在電極板之上緊密貼合併粘貼幹膜抗蝕劑，去除表面的保護膜而使感光層露出； 在非氧環境中對所述感光層進行曝光以及顯影而開設空腔； 通過電鑄法在所述空腔內形成接觸件。
全文摘要
本發明提供一種耐久性高且成本低的接觸件及其製造方法。對用於蓄電池用連接器的接觸件的反覆動作直至斷裂的次數進行了實驗性探討。接觸件使用板寬0.1mm以上且1mm以下的結構。使用表面粗糙度(Ra)為0.040μm、0.080μm、0.120μm、0.180μm的試樣對反覆動作直至斷裂的次數進行探討，表面粗糙度(Ra)越小，反覆動作直至斷裂的次數越大。特別是，可知，若使蓄電池連接器的動作次數滿足3000次，表面粗糙度(Ra)只要為0.200μm以下即可。另外，將安全係數設為2，若欲使動作次數滿足6000次，表面粗糙度(Ra)只要為0.080μm以下即可。
文檔編號H01R43/16GK102792525SQ20118000190
公開日2012年11月21日 申請日期2011年3月24日 優先權日2011年3月15日
發明者吉岡秀和, 吉田仁, 山下利夫, 清水敬弘, 酒井貴浩 申請人:歐姆龍株式會社