特表 2015-531026 電気コンタクト要素用の層、層構造、層の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】特表2015-531026(P2015-531026A)

(43)【公表日】2015年10月29日

(54)【発明の名称】電気コンタクト要素用の層、層構造、層の製造方法

(51)【国際特許分類】

   C25D 7/00 20060101AFI20151002BHJP

   H01R 13/03 20060101ALI20151002BHJP

   B32B 15/01 20060101ALI20151002BHJP

   C25D 5/12 20060101ALI20151002BHJP

【ＦＩ】

   C25D7/00 H

   H01R13/03 D

   B32B15/01 Z

   C25D5/12

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2015-524722(P2015-524722)

(86)(22)【出願日】2013年7月24日

(85)【翻訳文提出日】2015年3月25日

(86)【国際出願番号】EP2013065606

(87)【国際公開番号】WO2014019909

(87)【国際公開日】20140206

(31)【優先権主張番号】102012213505.7

(32)【優先日】2012年7月31日

(33)【優先権主張国】DE

(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IS,JP,KE,KG,KN,KP,KR,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT,TZ,UA,UG,US,UZ,VC,VN

(71)【出願人】

【識別番号】501090342

【氏名又は名称】ティーイー コネクティビティ ジャーマニー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツンク

【氏名又は名称原語表記】ＴＥ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙ Ｇｅｒｍａｎｙ ＧｍｂＨ

(74)【代理人】

【識別番号】100100077

【弁理士】

【氏名又は名称】大場 充

(74)【代理人】

【識別番号】100136010

【弁理士】

【氏名又は名称】堀川 美夕紀

(72)【発明者】

【氏名】シュミット，ヘルゲ

(72)【発明者】

【氏名】トス，シュテファン

【テーマコード（参考）】

4F100

4K024

【Ｆターム（参考）】

4F100AB16

4F100AB16A

4F100AB16C

4F100AB17

4F100AB17A

4F100AB17B

4F100AB18

4F100AB18A

4F100AB23

4F100AB23A

4F100AB24

4F100AB24A

4F100AB40

4F100AB40A

4F100BA03

4F100BA07

4F100BA10A

4F100DE03

4F100GB41

4F100JG01

4F100JK09

4K024AA01

4K024AA03

4K024AA14

4K024AB01

4K024AB02

4K024BA09

4K024BB10

4K024BC01

4K024GA16

(57)【要約】

本発明は、電気コンタクト要素（１）用の層（１０、３）に関する。電気コンタクト要素は、一般に、コーティングされており、相手方コンタクト要素（７）と機械的および電気的に接触しており、そのため長期間にわたって、多かれ少なかれ強い機械的圧力（９）がコンタクト要素（１）の層（１０、３）に加わる。一般に、この層（１０、３）は、相手方コンタクト要素（７）がなくても機械的な内圧（９）も受ける。これらの圧負荷は、特に錫が使用されると、層（１０、３）からウィスカとして知られる髪状構造の成長をもたらすことがあり、これにより短絡が引き起こされ得る。従前の解決手段では、コンタクト要素の他の特性に好ましくない影響を常に与える。本発明の目的は、機械的に安定しており、耐摩耗性を有するとともに非常に導電性が高く、同時にウィスカとして知られ髪状構造の成長を防ぐ、電気コンタクト要素（１）用の層（１０、３）を提供することである。本発明によれば、これは、ビスマスを含有するとともに錫無しである層（１０、３）により実現される。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電気コンタクト要素（１）用の層（１０，３）、特に、電気接触のための動作中に機械的圧力を受けるコンタクト層（３）であって、ビスマスを含有するとともに錫無し（ｔｉｎ−ｆｒｅｅ）であることを特徴とする層（１０、３）。

【請求項2】

前記層（１０，３）は、１０％を超えるビスマス、詳細には５０％を超えるビスマス、特に９０％を超えるビスマスを含有することを特徴とする請求項１に記載の層（１０、３）。

【請求項3】

前記層（１０，３）は、不可避的不純物を除きビスマスのみを含有することを特徴とする請求項１または２に記載の層（１０、３）。

【請求項4】

前記層（１０，３）は、鉛、亜鉛、インジウム、アンチモン、銅、ニッケル、銀、金、パラジウム、および／またはルテニウムを含有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の層（１０、３）。

【請求項5】

ビスマスが主成分であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の層（１０、３）。

【請求項6】

前記層（１０，３）は、銅基板（２）に直接形成されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の層（１０、３）。

【請求項7】

前記層（１０，３）は、ニッケルのプレコーティングに形成されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の層（１０、３）。

【請求項8】

請求項１から７のいずれか一項により少なくとも１つの層（１０、３、６）を含むことを特徴とする複数の層（１０、３、６）を備えた電気コンタクト要素（１）用の層構造（５）。

【請求項9】

前記層（１０、３）および／または前記層構造（５）の少なくとも一部が、電気めっきにより製造されることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の層（１０、３）または請求項８に記載の層構造（５）を製造する方法。

【請求項10】

動作中に機械的圧力（９）を受ける電気コンタクト要素（１）用の層（１０、３、６）、特に、コンタクト層（３）におけるビスマスの使用。

【請求項11】

ビスマスが、銅に直接施されることを特徴とする請求項１０に記載のビスマスの使用。

【請求項12】

ビスマスが、銅を覆うニッケル層に直接施されることを特徴とする請求項１０に記載のビスマスの使用。

【請求項13】

ビスマスが、プラグ型コネクタコンタクトの挿入領域用のコンタクト層として使用されることを特徴とする請求項１０から１２のいずれか一項に記載のビスマスの使用。

【請求項14】

ビスマスが、プラグ型コネクタコンタクトの接続領域用のコンタクト層として使用されることを特徴とする請求項１０から１３のいずれか一項に記載のビスマスの使用。

【請求項15】

ビスマスが、プラグ型コネクタコンタクトの押圧領域用のコンタクト層として使用されることを特徴とする請求項１０から１４のいずれか一項に記載のビスマスの使用。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電気コンタクト要素用の層に関する。

【背景技術】

【0002】

電気コンタクト要素は、コンタクトにより電気接続をもたらす役割を果たす。コンタクト要素は、相手方コンタクト要素と機械的および電気的に接触する。これにより、多かれ少なかれ強い機械的圧力が、コンタクト要素、特にコンタクト要素の表面にさらに加わることが多い。このコンタクト要素は、長期間にわたり相手方コンタクト要素に接続されることが多いので、大抵の場合、この圧力は長期間にわたり存在する。例えば、押圧コンタクトは、長期間にわたり相手方要素の中に配置される可能性があるとともに、高いレベルの機械的応力をいつまでも受ける可能性がある。コンタクト面上での弾性力補強コンタクトとの接触は、より長期間の荷重を生じさせる。

【0003】

接続の特性を改善するとともに、多数の接続サイクルの安定した接続を確実なものとするために、一般的に、コンタクト要素はコーティングされている。このようなコーティングは、例えば、境界抵抗を低下させ、耐摩耗性を増大させ、または化学変化、例えば層より下に配置される基板の酸化を遅らせ、または防ぐ。基板および層の結晶構造は大なり小なり互いにずれるため、層が存在するだけで層内に機械的な内部張力がすでに生じている可能性がある。コーティングの方法次第で、様々な特性、例えば、様々な配向または結晶体の形態を有する層材料からなる異なるサイズの領域がさらに生じる可能性があり、それにより層内における内部張力が増大する。機械的な外圧がなくても、この層は、機械的な内圧をすでに受けている可能性がある。層に一般的な材料、特に錫を用いた場合、大抵の場合、大なり小なり層から髪状または針状の構造の際立った成長がもたらされる。これらは、時間を経て非常に長くなり他の電気部品と接触する可能性があり、その結果、短絡を引き起こすか、または、別の位置で断絶を生じて短絡を引き起こす。

【0004】

このような構造の成長を防止するために、錫を主材料としても合金パートナとしても使用しないことが目指されている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の目的は、機械的安定性および耐摩耗性を有するとともに極めて導電性が高く、同時にウィスカとして知られる髪状構造の成長を防止する、電気コンタクト要素の層を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明によれば、これは、層がビスマスを含有するとともに錫無し（ｔｉｎ−ｆｒｅｅ）であることで実現される。

【0007】

ビスマスが使用されると、層は、良好な電気伝導性および低い接触境界抵抗を有する。同時に、ビスマスは、大気環境および任意の他の層成分とごくわずかしか反応しないため、長年にわたり安定的である。層が錫無しであるので、ウィスカの成長が防止される。錫無しという用語は、例えば、錫が最も少量で不純物として含有されているように理解すべきことが意図されている。しかし、存在している錫は、錫が層の特性に影響を及ぼす量で存在していることは特に意図されていない。

【0008】

互いに自由に組み合わせることができる本発明の有利な発展形態を、以下に説明する。

【0009】

この層は、１０％を超えるビスマス、詳細には５０％を超えるビスマス、特に９０％を超えるビスマスを含有することができる。このパーセンテージは、いずれの場合も質量に対するものである。層の残りの成分に応じて、ビスマスの割合を増加させることが必要となりうる。詳細には、ビスマスは、入手および／または処理のコスト効率がより良く、より簡単でもありうる。ビスマスの物理的特性および／または化学的特性もまた、残りの成分よりもそれぞれの用途に適している可能性があるため、高い割合のビスマスが有利である。

【0010】

層は、不可避的不純物を除きビスマスのみを含有する場合に、製造および／または配設がとりわけ簡素となりうる。そのような層の製造では、追加の混合工程または合金化工程は不要である。

【0011】

別の有利な実施形態では、層は鉛を含有しない。鉛は、人間にとって有害であり、身体に蓄積されうる。さらに、鉛は、環境被害をもたらしうる。したがって、鉛が完全になしで済まされることが有利である。とりわけ、鉛の使用は、法律の規定の対象となる可能性もある。とはいえ、層の成分として鉛を有することが必要であるか、または、望ましい場合もある。

【0012】

この層は他の成分を有してもよく、詳細にはそのような材料は元素であってもよい。例えば、鉛、亜鉛、インジウム、アンチモン、銅、ニッケル、銀、金、パラジウム、および／またはルテニウムが、この層に適している。これらの各材料は、特定の物理的特性および／または化学的特性を有しており、実現されるべき層の特性に応じて、これらの材料の１種類または複数種類が、異なる割合の層の成分でありうるようになっている。例えば、銀および／または金を加えることにより、特に良好な電気伝導特性を実現することができる。しかし、これは、一般に、機械的安定性の低下に関連づけられる。他の材料により、機械的安定性の向上、特に、層の耐摩耗性の向上がもたらされうる。他の材料の添加により、複数の材料の組み合わせは、対応するサイズの純粋な線形補間で予期されうるものよりも好ましい特性を有する可能性がある。例えば、電子効果による電気伝導性は、層の個々の材料ごとの電気伝導性より高い可能性がある。

【0013】

具体的には、層の別の成分は、この層の大部分、特に質量の大部分を構成することもできる。例えば、別の材料は、５０％を超える層の質量を構成することができる。しかし、添加される材料は、一般に高価であり、その結果、それぞれの割合は、できるだけ低くなるように意図される。そこで、典型的には、他の成分は、質量の約１％〜約１０％を構成する。他の材料の割合がごくわずかであっても、良い効果を得るのにすでに十分であることが多い。例えば、少量添加（ｄｏｐｉｎｇ）、すなわち１％またはこれよりもより少ない添加でも、すでに十分であり得る。

【0014】

ビスマスが他の材料とともに層を形成する場合、ビスマスが主成分であること、すなわち、ビスマスの割合を、質量パーセントとして、全ての割合の中で最も高くすることが、有利である。したがって、例えば、ビスマスに加えて、さらに１０種の追加の元素が使用される場合、それぞれが９パーセントの質量パーセントであるとき、１０％の割合のビスマスはすでに主成分でありうる。これにより、層の特性がビスマスの割合に係る特性によって主に決定されることが確実となる。

【0015】

電気コンタクト要素用の層の厚さは、一原子から厚さ約１ｍｍの比較的厚い層まで及ぶことができる。典型的には、電気コンタクト要素用の層の厚さは、約２μｍである。しかし、特に、この層が機械的に安定であり、かつ耐摩耗性を有していることが確実である場合は、層の厚さは１μｍ以下でも十分でありうる。

【0016】

層は、銅基板に形成することができる。銅は、コンタクト要素について幅広く使用されているとともにコスト効率が良い。さらに、銅は、十分に良好な機械的特性、熱的特性、および電気的特性を有する。

【0017】

基板（例えば、銅基板）と本発明による層との間に、他の層を設けることができる。例えば、ニッケルのプレコーティングとして知られるニッケル層が、銅基板と本発明による層との間に設けられてもよい。このニッケル層は、例えば、バリア機能を担うことができ、層の中への銅原子の拡散を防止することができる。このような拡散は、層の特性に悪影響を与えることがある。

【0018】

特に、この層は、銅基板に直接形成することができる。具体的には、高い割合のビスマス、特に純粋なビスマス層が使用されるとき、このビスマスと直接接触する銅による層の悪影響は予期されない。したがって、そうでない場合の従来のニッケルバリア層をなしで済ませてもよい。

【0019】

ビスマスは高い反磁性を有しているため、ビスマスを含有する層は、追加の正の電気特性および／または磁気特性をさらに有することができる。例えば、それは、電磁シールドに、または導波路として用いることができる。とりわけ、層がコンタクト要素を完全にまたはほぼ完全に囲むとき、伝送特性またはシールド効果の選択的な影響が生じる。

【0020】

本発明による層は、複数の層を備えた層構造の一部とすることもできる。詳細には、このような層は、最外層、具体的にはさらにコンタクト層とすることができ、これが、相手方要素および／または環境と接触する。しかし、それは、中間層として機能することもできる。

【0021】

本発明による層または本発明による層構造は、電気めっきにより製造することができる。詳細には、層の一部または層構造の一部のみを、電気めっきにより製造することもできる。この方法は、広く使用されているコーティング法であり、その結果、この点において既存の機器および動作方法に関する幅広い知識ベースが存在する。電気めっきは、大抵の場合、簡単でコスト効率も良い。これにより製造された層は、一般に、有利な特性、例えば、製造される領域に適したサイズ、良好な表面構造、および均一な分布、を有する。電気めっき法は、連続してまたはバッチ生産で行うことができる。

【0022】

特に、非常に薄い層または層構造については、層または層構造は、物理蒸着により製造することができる。この方法では、より広い範囲の合金パートナが可能である。さらに、この方法により、複数の層成分を、非常に幅広い混合比で順次および／または同時に形成することが可能であり、または非常に純粋な層の製造が可能である。

【0023】

本発明による層は、プラグ型コネクタコンタクトにおけるコンタクト層として使用することができる。具体的には、この層は、プラグ型コネクタコンタクトの挿入領域用、接続領域用、および／または押圧領域用のコンタクト層として使用することができる。

【0024】

好ましくは、これは純粋なビスマス層であり、ビスマスが、プラグ型コネクタコンタクトの挿入領域用、接続領域用、および／または押圧領域用のコンタクト層として使用される。

【0025】

本発明を例示的な実施形態を参照して以下に説明する。本明細書に記載の特徴および実施形態は、それぞれの応用にこれがどの程度有利であるかに応じて、互いに自由に組み合わせることができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】基板上の本発明による層の概略断面図である。

【図2】本発明による層を中間層および基板とともに示す概略断面図である。

【図3】本発明による層を有するコンタクト要素の概略断面図である。

【図4】本発明による層構造を有するコンタクト要素を相手方コンタクト要素とともに示す概略断面図である。

【図5】本発明によるコンタクト層を有する押圧コンタクト要素の概略断面図である。

【図6】本発明による層構造の概略断面図である。

【図7】電着製造された（ｇａｌｖａｎｉｃａｌｌｙ ｐｒｏｄｕｃｅｄ）ビスマス層のＥＤＸ（エネルギー分散型Ｘ線分光法）解析の概略的なグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0027】

図１は、基板２と、基板２に形成された本発明によるコンタクト層３と、を備えたコンタクト要素１を示す。コンタクト層３は、基板２と環境４との間に配置され、コンタクト層３が環境４と基板２を互いからシールドしている。コンタクト層３は、相手方コンタクト要素（図示せず）との接触を生じさせる。

【0028】

この例に示したコンタクト層３は、電気めっきにより基板２に形成された。この例では、コンタクト層３は、厚さＤＫに達するまで基板の表面２ａから成長方向Ｇに外側へ成長した。次いで、コーティング作業は中断された。このようなコンタクト層３の典型的な厚さＤＫは、１μｍから１０μｍの間である。しかし、より安定した層を実現するために、この厚さは、より大きくなるように選択することもできる。特に、選択したコーティング法は、より厚い層だけの製造を可能にすることもできる。他方、より薄い層でも、大抵は十分である。例えば、１０μｍ未満の厚さ、特にさらに１μｍ未満の厚さを有する層でも、すでに十分でありうる。

【0029】

本明細書に示したコンタクト層３は、ビスマスを含有するが、錫を含有しない。このコンタクト層３は、純粋なビスマス層であってもよい。しかし、この層は、ビスマスの割合を減少させるべく他の元素を含有することもできる。ある状況下では、ビスマスの割合を１０％超とすると、望ましくないウィスカの形成を排除するのに十分でありうる。好ましくは、この層は、５０％を超えるビスマス、特に９０％を超えるビスマスを含有する。いずれの場合も、パーセンテージは、本文章の残りの部分にあるように、質量に関連している。ビスマスの割合が高くなるにつれて、層の特性は、主にビスマスにより決定されうるようになる。結晶構造、形態的特性、電気的特性、物理的特性、および／または化学的特性は、単に例によりそのような特性として言及される。コンタクト層においては、電気伝導性および耐摩耗性が最も重要である。

【0030】

コンタクト層３の本例に示した例は、基板２上に直接配置されている。したがって、詳細には、基板２とコンタクト層３の間に中間層は存在しない。この基板は、特に銅とすることができる。本発明によるコンタクト層３は、銅に直接形成することができ、このコンタクト層３は、他のコンタクト層、例えば、錫層を伴うことはあり得ない。なぜなら、錫層の中への銅原子の拡散が起こり、これがコンタクト層３の特性に悪影響を与えるためである。本発明によるコンタクト層の場合、そのような中間層またはバリア層を省くことができる。それにも関わらず、この場合に、そのようなニッケル層を存在させることもできる。

【0031】

基板２は、ビスマスの反磁性特性によりシールド効果を生じ得るコンタクト層３により、表面領域上で少なくとも完全に覆われる。図１は、切断図のみを示す。コンタクト要素１は、例えば、正方形の断面を有するピンコンタクトとすることができる。コンタクト層３は、このコンタクト層３がトンネル状の形で基板２を囲むように断面の周囲に完全に広がることができる。ビスマスの反磁性特性のため、それにより、ほとんど損失のないようにして、特定の各周波数または特定の周波数範囲を伝達する導波路を作り出すことができる。

【0032】

図２は、本発明によるコンタクト層３の第２の実施形態の概略図である。コンタクト層３は層構造５の一部であり、この層構造５は、コンタクト層３に加えて中間層６をさらに含むともに基板２上に配置されている。そのような中間層６は、例えば、望ましいように基板２と中間層６の間の境界抵抗に影響を及ぼし得る。詳細には、中間層６は、構造全体の電気伝導性が低くなるように境界抵抗を低下させることができる。

【0033】

中間層６は、例えば、基板２上のコンタクト層３の成長が中間層なしには可能でないときに、中間層６ｂとして働くこともできる。したがって、そのような中間層６ｂは、基板２に十分に接続することができるとともに、コンタクト層３に十分に接続することができる。これは、個々の原子間の格子定数をさらに有することができ、それは、基板の格子定数の値とコンタクト層の格子定数の値の間にある。これにより、コンタクト層３を基板２に直接形成する場合にあるような、機械的な内圧もしくは張力および／または欠陥の発生の増加を防止することができる。

【0034】

中間層６は、単に、コンタクト層３の中への基板２の成分の拡散をまたはその逆を防ぐバリア層６ｃとすることもできる。

【0035】

中間層６の厚さＤＺおよびコンタクト層３の厚さＤＫは、用途に応じて異なるサイズとするように選択することができる。例えば、中間層６はごくわずかな厚さＤＺを有するものとすることができる一方、コンタクト層３の厚さＤＫはむしろ大きいものである。一方、コンタクト層３の厚さＤＫを小さくすることもでき、中間層６の厚さＤＺを大きくすることができる。

【0036】

詳細には、中間層６は、基板２の成分とコンタクト層３の成分とを含む合金層とすることもできる。これは、意図的に実現されても、偶然に生じるものであってもよい。

【0037】

他の実施形態と同様に、本例に示したコンタクト層３は、ビスマスに加えて、他の材料、詳細には元素材料を含有することもできる。具体的には、コンタクト層３は、亜鉛、インジウム、アンチモン、銅、ニッケル、銀、金、パラジウム、および／またはルテニウムを含有することもできる。これは、用途と実現される所望の特性とに応じて変わり得る。ビスマスが特性について決定する要素のままであるように、詳細には、それは主成分でなければならず、すなわち、ビスマスの割合は、任意の他の要素のみの割合より大きい。鉛を加えることもできるが、鉛は人間にとって有害であるとともに環境を害しうるので、コンタクト層３が鉛を含有しないことが有利である。

【0038】

この層は錫を含まないので、望ましくないウィスカの成長が防止される。図３では、本発明による層１０は、再びコンタクト層３である。このとき、基板２の表面２ａは、直線的に延びていないが、しかし代わりに湾曲した形で延び、その上に配置されるコンタクト層３は、基板２を取り囲む。コンタクト層３の本例に示した例は、成長方向Ｇに、一定である厚さＤＫを有する。コンタクト要素１は、例えば、平らな表面と接触するピン状コンタクト要素１ａとすることができる。このようなコンタクト層３は、例えば、浸漬コーティング法により製造することができる。

【0039】

図４は、本発明による層１０の別の例を示す。層１０は、このときコンタクト層３を形成しておらず、代わりに別個のコンタクト層３ａにより覆われている。層１０と基板２の間に、さらに別の中間層６、例えば図２にすでに示したような中間層６が存在する。層１０へ成長方向Ｇに形成されているコンタクト層３は、例えば、境界抵抗を減少させる役割を果たすことができる。このコンタクト層３は、層１０を相手方要素７にはんだ付けまたは溶接するのを防止するために必要でもあり得る。さらに、別個のコンタクト層３ａは、層１０が相手方要素７または環境４と化学反応（例えば、空気中で酸化）するのを防止することもできる。

【0040】

相手方コンタクト要素７は、コンタクト方向Ｃにコンタクト要素１を押圧し、層構造５が、相手方コンタクト要素の先端７ａから及ぼされる機械的圧力９を受けるようになっている。機械的圧力９は、特に相手方コンタクト要素７の先端７ａの近傍で、コンタクト方向Ｃと平行な成分９ａを有する。先端７ａからの距離が大きくなるほど、コンタクト方向Ｃに対して直交しかつ層と平行に延びる成分９ｂはより大きくなる。この機械的圧力９は、通常、例えば、層１０から成長方向Ｇに成長する錫のウィスカを形成する傾向を増大させる。しかし、これは、本発明による層１０の場合、それがビスマスを含有し錫の無いようにして製造されたため、生じない。追加の別個のコンタクト層３ａは、ウィスカのこのような成長をさらに防止することもできるが、必ずしもビスマスを含有する必要はない。

【0041】

中間層６の密度ＤＺ、層１０の厚さＤＳ、およびコンタクト層３の厚さＤＫは、それぞれの用途に適合することができる。詳細には、個々の厚さは、他の厚さよりもさらにより小さくてもよく、またはさらにより大きくてもよい。

【0042】

この例では、単一の別個のコンタクト層３ａのみを示している。層１０に向けた成長方向に他の層を存在させることもできる。

【0043】

図５は、コンタクト層３として機能するとともに基板２の周囲に延びる本発明による層１０を示す。図５は、コンタクト要素１として機能するとともに相手方コンタクト要素７、例えば、コーティングされたプレート穴において押圧されるフォーク状のピン１ｂを示す。本発明によらないコンタクト層３を有する通常のコンタクト要素１の場合、これは、時間をかけてコンタクト層３から成長する髪状金属を生じさせ、この髪状金属は、断絶および／または電気的短絡を引き起こしうる。コンタクト層３として使用される本例に示した本発明による層１０では、層１０がビスマスを含有するためこの現象は生じない。

【0044】

図６は、コンタクト層３の形態で本発明による別の層１０を示す。しかし、本例に示したコンタクト層３ｂは、基板の部分領域２ｂ上のみであって中間層６の部分領域６ｆ上のみに広がる。このような空間的選択は、例えば、層１０または中間層６の電着製造（ｇａｌｖａｎｉｃ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ）の場合に基板を覆うことにより実現することができる。例えば機械的加工またはエッチングによる実際の製造プロセスの後に、層の不要な部分領域を除去することによっても、そのような構成とされる。

【0045】

図７は、電着製造された試料（ａ ｇａｌｖａｎｉｃａｌｌｙ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｓａｍｐｌｅ）のＥＤＸスペクトル（エネルギー分散型Ｘ線分光法）を示す。この基板は、銅合金である。ビスマス層は、銅基板に直接、すなわち中間層なしで、無添加のビスマス電解質を用いて形成された。

【符号の説明】

【0046】

１ コンタクト要素
１ａ ピン状コンタクト要素
１ｂ ピン
２ 基板
２ａ 基板の表面
２ｂ 基板の部分表面
３ コンタクト層
３ａ 別個のコンタクト層
４ 環境
５ 層構造
６ 中間層
６ｂ 中間層
６ｃ バリア層
６ｆ 中間層の部分領域
７ 相手方コンタクト要素
７ａ 相手方コンタクト要素の先端
９ 機械的圧力
９ａ 接触方向の機械的圧力の成分
９ｂ コンタクト方向に対して直交した機械的圧力の成分
１０ 層
Ｃ コンタクト方向
ＤＺ 中間層の厚さ
ＤＳ 層の厚さ
ＤＫ コンタクト層の厚さ
Ｇ 成長方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【国際調査報告】