JPH0215972B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0215972B2 JPH0215972B2 JP12548581A JP12548581A JPH0215972B2 JP H0215972 B2 JPH0215972 B2 JP H0215972B2 JP 12548581 A JP12548581 A JP 12548581A JP 12548581 A JP12548581 A JP 12548581A JP H0215972 B2 JPH0215972 B2 JP H0215972B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- contact
- support
- silver
- bonding
- contacts
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Manufacture Of Switches (AREA)
Description
本発明は銀系材料からなる接点を少くとも表面
が銅系材料からなる支持体上に接合する方法に関
する。 Ag、Ag−CdO、Ag−Niなどの材料からなる
銀系接点はそのすぐれた接点性能から広く電気機
械の接触子に使用されている。しかし銀は高価で
あるため通常接点は支持体上に固定され、支持体
としては導電性の良好な銅またはその合金が用い
られることが多い。接点の固定は、例えば「電気
材料マニアル」（(株)新技術開発センター、昭和53
年10月発行）635〜638頁に記載されているように
通常の金属部材間の接合方法であるかしめ、溶接
あるいはろう付によつて行われる。かしめは高速
自動作業が容易であるが、大形接点の場合には大
きなかしめ力を必要とすること、接点材料に無駄
が生ずることあるいは加工により硬化した銀系接
点が常温で時間の経過とともに軟化して支持体と
の密着力が弱くなることなどの欠点がある。溶接
は接点および支持体への通電による発熱を利用す
るものであるので、電気抵抗の低い銀系接点には
あまり適用されない。銀ろう付は最も一般的で、
支持体と接点の間に銀ろう箔をはさみ、ガスバー
ナ、抵抗加熱、高周波誘導加熱などによつて銀ろ
うを融解させることによつて行われる。しかし高
価な銀ろうを必要とすること、銀ろう箔を所定の
位置に挿入する作業があるため自動化しにくく、
熟練した作業者を必要とすること、フラツクスの
使用により作業環境が汚染されやすいことならび
にフラツクスから発生するガスによつてろう付作
業中に接点が移動したり接合部に気泡などの欠陥
が生ずるおそれがあることなどの欠点がある。そ
こでこれらの方法に代つて拡散接合を利用するこ
とも知られている。しかしこの場合も特開昭48−
78060公報に記載のように接点の接合側が銀のみ
からなる必要があること、あるいは特開昭51−
61456公報に記載のように真空室内で行わねばな
らぬことなどの制約があるため一般的に簡単に適
用することが困難である。 これらの欠点を解消した接合方法として、本出
願人は銀系接点を少なくとも表面が銀系材料より
なる支持体上に１Kgｆ／cm2以下の圧力により接触
させ、非酸化性ふん囲気中で700℃以上の温度に
おいて加熱する方法を既に出願している。 その方法を図を引用して説明すれば、第１図に
示す銀系接点１を支持体としての銅からなる台金
２と接合する場合は、接点１および台金２の接合
面を予め脱脂または酸洗により清浄にした後、図
に記入された矢印のように接点１を台金２の上に
載置し、非酸化性ふん囲気の炉内において700℃
以上の温度で加熱する。ふん囲気としては常圧の
窒素、アルゴンのような不活性ガスあるいは水
素、アンモニア分解ガスのような還元性ガスを用
いることができるが真空でもよい。この加熱の結
果、接点中のAg原子と合金のCu原子とが相互に
拡散して中間接合相が形成されるので、徐冷また
は急冷により冷却すれば第２図に示すように接点
１は台金２に固着される。第３図Ａ〜Ｃは固着さ
れるまでの各段階を示し、第３図Ａに示すように
タフピツチ銅よりなる台金２の上に銀系接点１を
載置し、窒素ふん囲気中心加熱すると、第３図Ｂ
に示すように接点１と台金２の接触部に両者の共
晶反応によつて液相の合金層３が形成され、さら
に拡散の進行とともに第３図Ｃに示すようにフイ
レツト部３１が生ずるとともに接点１の表面が寸
法ｓだけ沈下する。加熱温度としてはAg接点に
対しては780〜850℃の範囲で、特に820℃が好ま
しく、Ag−Cd接点に対しては700〜850℃の範囲
で、特に780℃が好ましく、またAg−CdO接に対
しては780〜870℃の範囲で、特に850℃が好まし
い。加熱の温度がこの範囲より低いと、接触面に
局部的に合金層ができるので、冷却後接点と支持
体の間に〓間を生じ、接合力が低下し、好ましく
ない。加熱温度が上記の範囲内にあると、接触面
の全面にわたつて合金液相によるぬれが生じ、全
面に均一な接合層ができ高い接合力が得られ、好
適である。さらに加熱温度が上記の範囲より高く
なると、合金液相が増大して、次に説明する接点
の沈み量が大きくなり好ましくない。 第１表はこれらの各材料からなる接点を上記の
拡散接合法で接合した場合の沈み量と接合部の高
温せん断強さ、ならびに比較のため銀ろう付によ
つた場合の高温せん断強さを示す。
が銅系材料からなる支持体上に接合する方法に関
する。 Ag、Ag−CdO、Ag−Niなどの材料からなる
銀系接点はそのすぐれた接点性能から広く電気機
械の接触子に使用されている。しかし銀は高価で
あるため通常接点は支持体上に固定され、支持体
としては導電性の良好な銅またはその合金が用い
られることが多い。接点の固定は、例えば「電気
材料マニアル」（(株)新技術開発センター、昭和53
年10月発行）635〜638頁に記載されているように
通常の金属部材間の接合方法であるかしめ、溶接
あるいはろう付によつて行われる。かしめは高速
自動作業が容易であるが、大形接点の場合には大
きなかしめ力を必要とすること、接点材料に無駄
が生ずることあるいは加工により硬化した銀系接
点が常温で時間の経過とともに軟化して支持体と
の密着力が弱くなることなどの欠点がある。溶接
は接点および支持体への通電による発熱を利用す
るものであるので、電気抵抗の低い銀系接点には
あまり適用されない。銀ろう付は最も一般的で、
支持体と接点の間に銀ろう箔をはさみ、ガスバー
ナ、抵抗加熱、高周波誘導加熱などによつて銀ろ
うを融解させることによつて行われる。しかし高
価な銀ろうを必要とすること、銀ろう箔を所定の
位置に挿入する作業があるため自動化しにくく、
熟練した作業者を必要とすること、フラツクスの
使用により作業環境が汚染されやすいことならび
にフラツクスから発生するガスによつてろう付作
業中に接点が移動したり接合部に気泡などの欠陥
が生ずるおそれがあることなどの欠点がある。そ
こでこれらの方法に代つて拡散接合を利用するこ
とも知られている。しかしこの場合も特開昭48−
78060公報に記載のように接点の接合側が銀のみ
からなる必要があること、あるいは特開昭51−
61456公報に記載のように真空室内で行わねばな
らぬことなどの制約があるため一般的に簡単に適
用することが困難である。 これらの欠点を解消した接合方法として、本出
願人は銀系接点を少なくとも表面が銀系材料より
なる支持体上に１Kgｆ／cm2以下の圧力により接触
させ、非酸化性ふん囲気中で700℃以上の温度に
おいて加熱する方法を既に出願している。 その方法を図を引用して説明すれば、第１図に
示す銀系接点１を支持体としての銅からなる台金
２と接合する場合は、接点１および台金２の接合
面を予め脱脂または酸洗により清浄にした後、図
に記入された矢印のように接点１を台金２の上に
載置し、非酸化性ふん囲気の炉内において700℃
以上の温度で加熱する。ふん囲気としては常圧の
窒素、アルゴンのような不活性ガスあるいは水
素、アンモニア分解ガスのような還元性ガスを用
いることができるが真空でもよい。この加熱の結
果、接点中のAg原子と合金のCu原子とが相互に
拡散して中間接合相が形成されるので、徐冷また
は急冷により冷却すれば第２図に示すように接点
１は台金２に固着される。第３図Ａ〜Ｃは固着さ
れるまでの各段階を示し、第３図Ａに示すように
タフピツチ銅よりなる台金２の上に銀系接点１を
載置し、窒素ふん囲気中心加熱すると、第３図Ｂ
に示すように接点１と台金２の接触部に両者の共
晶反応によつて液相の合金層３が形成され、さら
に拡散の進行とともに第３図Ｃに示すようにフイ
レツト部３１が生ずるとともに接点１の表面が寸
法ｓだけ沈下する。加熱温度としてはAg接点に
対しては780〜850℃の範囲で、特に820℃が好ま
しく、Ag−Cd接点に対しては700〜850℃の範囲
で、特に780℃が好ましく、またAg−CdO接に対
しては780〜870℃の範囲で、特に850℃が好まし
い。加熱の温度がこの範囲より低いと、接触面に
局部的に合金層ができるので、冷却後接点と支持
体の間に〓間を生じ、接合力が低下し、好ましく
ない。加熱温度が上記の範囲内にあると、接触面
の全面にわたつて合金液相によるぬれが生じ、全
面に均一な接合層ができ高い接合力が得られ、好
適である。さらに加熱温度が上記の範囲より高く
なると、合金液相が増大して、次に説明する接点
の沈み量が大きくなり好ましくない。 第１表はこれらの各材料からなる接点を上記の
拡散接合法で接合した場合の沈み量と接合部の高
温せん断強さ、ならびに比較のため銀ろう付によ
つた場合の高温せん断強さを示す。
【表】
第１表より明らかなように500℃におけるせん
断強度は、拡散接合法による場合は銀ろう付によ
る場合よりはるかに高い値を示しており、接点と
しての実用上において望ましい特性を有する。一
方沈下量ｓは、通常合金接点の場合には生ずる液
相量が多くなるため大きくなるが、Ag−CdOの
場合は第１表に示すようにAg接点よりも沈み量
が小さい。これは酸化物（CdO）が接点層と、支
持体層の間に介在して相互拡散を抑制するためと
思われる。 このような拡散接合においては接点１を台金２
の上に載置するだけでは、加熱によつて接点を支
持体の接触部に液相が生じた場合に接点の支持体
に対する位置のずれが生ずるおそれがある。この
ため第４図に示すように支持体（台金）２の上に
突起２１を形成し、これを衝にして接点１を台金
２の上に載置するか、あるいは第５図Ａに示すよ
うに台金２に凹部２２を形成してその中に接点１
の底部を挿入する方法がとられる。さらに第５図
Ａの場合には接点１の面が低くなり開極距離が大
きくなるので、第５図Ｂのように台金の一部を持
ち上げ、開極距離を所定の寸法で小さくすること
も考慮される。しかしこれらはいずれも台金に面
倒な加工を必要とする。 本発明はこれに対し、台金への簡単な加工で加
熱中に位置のずれが生じない接点材料の接合方法
を提供することを目的とする。 この目的は、支持体の接点を載置する区域の一
部に貫通孔を設けることによつて達成される。 以下図を引用して本発明の実施例について説明
する。第６図Ａに示すように台金２は貫通孔２３
を有し、その上に接点１を載置し加熱すると、接
点１と台金２との接触部には第６図Ｂに示すよう
に液相３が生ずるが、この液相は貫通孔２３の内
壁に沿つて進行し、浸入部３２が形成される。こ
の浸入部３２は液相の粘性と相俟つて液相３の台
金２の表面に沿つて移動を阻止し、その結果接点
１の加熱中の位置ずれが生じない。貫通孔２３の
大きさｄは接点１の横方向の寸法Ｌの1/3〜1/5に
選定するのが望ましい。貫通孔２３の断面形状は
円形でも方形でもよいが、貫通孔をプレス加工で
形成する際の加工性から円形にすることが望まし
い。この貫通孔２３は接合工程中に合金液相から
発生するガスに対するガス抜き孔としても役立つ
ので、より健全な接合の生成に対して有効であ
る。 支持体としてはタフピツチ銅、無酸素銅のよう
な純銅のほかに黄銅、Cu−Fe合金（Fe2％）な
どのような銅合金でもよく、また入手しやすい鉄
支持体の上に銅箔を接着したものでもよく、プレ
ス加工などによつて簡単に貫通孔を加工して用い
る。また焼結によつてつくられる銅と鉄の２層か
らなる支持体を用いてもよく、この場合は焼結工
程において貫通孔を同時に形成することもでき
る。 以上説明したように、本発明は銀系接点と銅系
材料からなる支持体の表面とをほとんど加工する
ことなく接触させて加熱し、拡散接合を行わせる
際の接触部に形成される液相に基因した接点の支
持体に対する位置ずれを、支持体の接合部に貫通
孔を設けることによつて巧妙に阻止するものであ
る。貫通孔はプレス加工により簡単に成形できる
ので本発明は容易に実施でき、得られる効果は極
めて大きい。
断強度は、拡散接合法による場合は銀ろう付によ
る場合よりはるかに高い値を示しており、接点と
しての実用上において望ましい特性を有する。一
方沈下量ｓは、通常合金接点の場合には生ずる液
相量が多くなるため大きくなるが、Ag−CdOの
場合は第１表に示すようにAg接点よりも沈み量
が小さい。これは酸化物（CdO）が接点層と、支
持体層の間に介在して相互拡散を抑制するためと
思われる。 このような拡散接合においては接点１を台金２
の上に載置するだけでは、加熱によつて接点を支
持体の接触部に液相が生じた場合に接点の支持体
に対する位置のずれが生ずるおそれがある。この
ため第４図に示すように支持体（台金）２の上に
突起２１を形成し、これを衝にして接点１を台金
２の上に載置するか、あるいは第５図Ａに示すよ
うに台金２に凹部２２を形成してその中に接点１
の底部を挿入する方法がとられる。さらに第５図
Ａの場合には接点１の面が低くなり開極距離が大
きくなるので、第５図Ｂのように台金の一部を持
ち上げ、開極距離を所定の寸法で小さくすること
も考慮される。しかしこれらはいずれも台金に面
倒な加工を必要とする。 本発明はこれに対し、台金への簡単な加工で加
熱中に位置のずれが生じない接点材料の接合方法
を提供することを目的とする。 この目的は、支持体の接点を載置する区域の一
部に貫通孔を設けることによつて達成される。 以下図を引用して本発明の実施例について説明
する。第６図Ａに示すように台金２は貫通孔２３
を有し、その上に接点１を載置し加熱すると、接
点１と台金２との接触部には第６図Ｂに示すよう
に液相３が生ずるが、この液相は貫通孔２３の内
壁に沿つて進行し、浸入部３２が形成される。こ
の浸入部３２は液相の粘性と相俟つて液相３の台
金２の表面に沿つて移動を阻止し、その結果接点
１の加熱中の位置ずれが生じない。貫通孔２３の
大きさｄは接点１の横方向の寸法Ｌの1/3〜1/5に
選定するのが望ましい。貫通孔２３の断面形状は
円形でも方形でもよいが、貫通孔をプレス加工で
形成する際の加工性から円形にすることが望まし
い。この貫通孔２３は接合工程中に合金液相から
発生するガスに対するガス抜き孔としても役立つ
ので、より健全な接合の生成に対して有効であ
る。 支持体としてはタフピツチ銅、無酸素銅のよう
な純銅のほかに黄銅、Cu−Fe合金（Fe2％）な
どのような銅合金でもよく、また入手しやすい鉄
支持体の上に銅箔を接着したものでもよく、プレ
ス加工などによつて簡単に貫通孔を加工して用い
る。また焼結によつてつくられる銅と鉄の２層か
らなる支持体を用いてもよく、この場合は焼結工
程において貫通孔を同時に形成することもでき
る。 以上説明したように、本発明は銀系接点と銅系
材料からなる支持体の表面とをほとんど加工する
ことなく接触させて加熱し、拡散接合を行わせる
際の接触部に形成される液相に基因した接点の支
持体に対する位置ずれを、支持体の接合部に貫通
孔を設けることによつて巧妙に阻止するものであ
る。貫通孔はプレス加工により簡単に成形できる
ので本発明は容易に実施でき、得られる効果は極
めて大きい。
第１、第２図は接点の拡散接合法を説明する斜
視図、第３図Ａ〜Ｃにその接合過程の各段階を説
明する断面図、第４、第５図Ａ，Ｂは接合過程中
の位置ずれを防ぐ各種の方法を示す断面図、第６
図Ａ，Ｂは本発明によつて位置ずれを防止した拡
散接合法の一実施例の接合過程の各段階を説明す
る断面図である。 １……接点、２……支持体（台金）、２３……
貫通孔、３……接合層。
視図、第３図Ａ〜Ｃにその接合過程の各段階を説
明する断面図、第４、第５図Ａ，Ｂは接合過程中
の位置ずれを防ぐ各種の方法を示す断面図、第６
図Ａ，Ｂは本発明によつて位置ずれを防止した拡
散接合法の一実施例の接合過程の各段階を説明す
る断面図である。 １……接点、２……支持体（台金）、２３……
貫通孔、３……接合層。
Claims (1)
- １ 銀系接点を少なくとも表面が銅系材料よりな
る支持体上に載置した上で、非酸化性雰囲気中で
700〜870℃に加熱して前記接点と支持体を接合す
る際、前記支持体の前記接点を載置する区域の一
部に貫通孔を設けたことを特徴とする銀系接点の
接合方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12548581A JPS5826421A (ja) | 1981-08-11 | 1981-08-11 | 銀系接点の接合方法 |
| US06/301,864 US4523711A (en) | 1980-09-18 | 1981-09-14 | Method for bonding silver-based contact |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12548581A JPS5826421A (ja) | 1981-08-11 | 1981-08-11 | 銀系接点の接合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5826421A JPS5826421A (ja) | 1983-02-16 |
| JPH0215972B2 true JPH0215972B2 (ja) | 1990-04-13 |
Family
ID=14911250
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12548581A Granted JPS5826421A (ja) | 1980-09-18 | 1981-08-11 | 銀系接点の接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5826421A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61104044A (ja) * | 1984-10-23 | 1986-05-22 | Sukai Alum Kk | 圧延用ａｉ合金鋳塊 |
| US4818300A (en) * | 1986-12-08 | 1989-04-04 | Aluminum Company Of America | Method for making lithoplate |
| JPH0739621B2 (ja) * | 1989-09-14 | 1995-05-01 | スカイアルミニウム株式会社 | 建材用アルミニウム合金圧延板の陽極酸化処理後の色調の調整方法 |
| JP5120052B2 (ja) * | 2008-04-30 | 2013-01-16 | 富士電機機器制御株式会社 | 電気接触子の製造方法 |
-
1981
- 1981-08-11 JP JP12548581A patent/JPS5826421A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5826421A (ja) | 1983-02-16 |
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