JP3060710B2 - Method and apparatus for manufacturing electrical contact material - Google Patents
Method and apparatus for manufacturing electrical contact materialInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、例えば産業用機器、
自動車等に装備される配線接続用端子、リレー、スイッ
チ等の電気接点に使用される電気接点用材料の製造方法
および製造装置に関する。The present invention relates to, for example, industrial equipment,
The present invention relates to a method and an apparatus for manufacturing a material for electrical contacts used for electrical contacts such as wiring connection terminals, relays, and switches mounted on automobiles and the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】導電部材への接触により、その部材と電
気的に導通される電気接点は、その母材が、銅および銅
系合金、例えば黄銅等で構成されており、そのような母
材の表面に、耐蝕性および接点特性の向上を目的とし
て、金、ニッケル、スズ等の金属の被膜を形成するよう
にしている。このうち、経済性の観点からスズ(Sn)
が多く用いられ、一般的に電解メッキ法、無電解メッキ
法、ホットディップ法等、いわゆるウエットプロセス
(湿式法)により、母材の表面にスズ膜を形成するよう
にしていた。2. Description of the Related Art An electrical contact that is electrically connected to a conductive member by contact with the conductive member has a base material made of copper and a copper-based alloy such as brass. In order to improve the corrosion resistance and the contact characteristics, a film of a metal such as gold, nickel and tin is formed on the surface. Of these, tin (Sn)
In general, a tin film is formed on the surface of a base material by a so-called wet process (wet process) such as an electrolytic plating method, an electroless plating method, and a hot dipping method.
【0003】このような電気接点では、接点特性の劣化
の要因となる母材構成元素(Cu,Zn)のスズ膜側へ
の拡散が問題となる。特に、使用環境温度が高く100
℃を越えると、上記拡散現象が顕著に現れて、例えば母
材の銅がスズ膜側に拡散して、銅とスズとで合金を形成
する。この銅とスズとの合金は硬度が高く、導電部材へ
の接触時に密着性を劣化させて接触抵抗が大きくなる。
また、母材の亜鉛元素が拡散すると、スズ膜表面に析出
してスズ膜表面に導電率の低い酸化亜鉛を形成して、上
記と同様、接触抵抗が大きくなる等、接点特性が劣化す
る。このように、従来の電気接点は、耐熱性に劣り、例
えば使用環境温度が高い自動車のエンジン周辺部等では
拡散が発生して接点特性が劣化する。[0003] In such an electric contact, there is a problem that the base material constituent element (Cu, Zn) which causes deterioration of the contact characteristics is diffused into the tin film. In particular, the operating environment temperature is high and 100
When the temperature exceeds ° C, the above-mentioned diffusion phenomenon appears remarkably. For example, copper of the base material diffuses to the tin film side, and an alloy is formed by copper and tin. This alloy of copper and tin has a high hardness, and deteriorates adhesion when contacting a conductive member to increase contact resistance.
Further, when the zinc element of the base material is diffused, it deposits on the surface of the tin film to form zinc oxide having low conductivity on the surface of the tin film, and the contact characteristics are deteriorated, for example, the contact resistance is increased as described above. As described above, the conventional electrical contact is inferior in heat resistance. For example, diffusion occurs at the periphery of the engine of an automobile having a high use environment temperature, and the contact characteristics are deteriorated.
【0004】一方、母材とスズ膜との間に、純銅からな
る亜鉛拡散バリア層を形成し、このバリア層により、母
材構成元素の拡散を抑制する技術も開発されている。し
かしこの場合も、バリア層の銅とスズ膜のスズとの相互
拡散により上記と同様な硬度の高い合金が形成され、接
点特性を劣化させることにかわりない。特に、純銅とス
ズとの合金化が進みその合金層が母材との界面にまで到
達すると、むしろその合金層が母材の亜鉛元素の拡散を
助長させ、亜鉛元素がスズ膜表面に多量に析出し、上記
と同様、接点特性を劣化させる。On the other hand, a technique has been developed in which a zinc diffusion barrier layer made of pure copper is formed between a base material and a tin film, and the diffusion of the constituent elements of the base material is suppressed by the barrier layer. However, also in this case, an alloy having high hardness similar to the above is formed due to the interdiffusion between copper of the barrier layer and tin of the tin film, and the contact characteristics are not deteriorated. In particular, when the alloying of pure copper and tin progresses and the alloy layer reaches the interface with the base material, the alloy layer promotes the diffusion of the zinc element in the base material, and the zinc element is abundantly deposited on the tin film surface. It precipitates and degrades the contact characteristics as described above.
【0005】<従来品の分析>ところで、従来例に基づ
いて、亜鉛拡散バリア層として純銅を有する電気接点
と、バリア層を有しない電気接点を形成し、これら電気
接点にそれぞれ熱老化試験を行って、X線光電子分光法
(XPS)により母材構成元素の拡散について分析して
みると、以下の点が確認、推察された。<Analysis of Conventional Products> On the basis of a conventional example, an electrical contact having pure copper as a zinc diffusion barrier layer and an electrical contact having no barrier layer were formed, and a thermal aging test was performed on each of these electrical contacts. By analyzing the diffusion of the constituent elements of the base material by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), the following points were confirmed and assumed.
【0006】まず、バリア層を有しない電気接点には、
スズ膜最表面に酸化スズ膜が形成されており、母材構成
元素の亜鉛の拡散が上記酸化スズ膜により抑制されて、
亜鉛の拡散がスズ膜最表面よりも少し内側で停止してい
る。これは、酸化スズ膜が緻密な構造で、その層により
亜鉛の拡散、析出を妨げていると考えられる。また、バ
リア層を有する電気接点においても、最表面に酸化スズ
膜が形成され、スズと純銅との相互拡散による合金層の
成長が上記酸化スズ膜により阻まれている。これは、銅
の拡散が酸化スズ膜により抑制されていると考えられ
る。First, electrical contacts without a barrier layer include:
A tin oxide film is formed on the outermost surface of the tin film, and diffusion of zinc as a constituent element of the base material is suppressed by the tin oxide film,
The diffusion of zinc stops slightly inside the outermost surface of the tin film. This is considered to be because the tin oxide film has a dense structure, and the layer prevents the diffusion and deposition of zinc. Further, also in the electric contact having the barrier layer, a tin oxide film is formed on the outermost surface, and the growth of the alloy layer due to the interdiffusion between tin and pure copper is prevented by the tin oxide film. This is considered that the diffusion of copper is suppressed by the tin oxide film.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】これらの点と、酸化ス
ズが導電率の高い(10-4Ωcm)酸化物である点とを
考慮した場合、母材とスズ膜との間に、拡散バリア層と
して酸化スズ膜が介装された電気接点は、その酸化スズ
膜により高温下でも母材構成元素の拡散を抑制できると
考えられるが、酸化スズ膜およびスズ膜を十分な強度で
密着させた状態で、上記の構造を実現する方法は、従
来、存在しなかった。In view of these points and the fact that tin oxide is an oxide having a high conductivity (10 −4 Ωcm), a diffusion barrier is provided between the base material and the tin film. It is thought that the electrical contact with the tin oxide film interposed as a layer can suppress the diffusion of the base metal constituent element even at high temperature by the tin oxide film, but the tin oxide film and the tin film are adhered with sufficient strength In the state, there has been no method for realizing the above structure.
【0008】この発明の第1の目的は、上述の観点に鑑
みてなされたもので、母材とスズ膜との間に酸化スズ膜
が介装された構造を有し、しかも各膜の密着性に優れた
電気接点用材料を形成できる電気接点用材料の製造方法
を提供することである。A first object of the present invention has been made in view of the above-mentioned viewpoint, and has a structure in which a tin oxide film is interposed between a base material and a tin film. An object of the present invention is to provide a method for producing a material for electrical contacts, which can form a material for electrical contacts with excellent properties.
【0009】この発明の第2の目的は、母材とスズ膜と
の間に酸化スズ膜が介装された構造を有し、しかも各膜
の密着性に優れた電気接点用材料を形成できるととも
に、接点用材料形成中に不純物の混入および生成を防止
できる電気接点用材料の製造装置を提供することであ
る。A second object of the present invention is to form an electrical contact material having a structure in which a tin oxide film is interposed between a base material and a tin film and having excellent adhesion between the films. In addition, an object of the present invention is to provide an apparatus for manufacturing a material for electric contacts, which can prevent contamination and generation of impurities during formation of the material for contacts.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】上記第1の目的を達成す
るため、請求項1記載の電気接点用材料の製造方法は、
実質的に銅または銅系合金からなる母材を準備する工程
と、前記母材の表面に、不活性ガスによるドライエッチ
ング処理を施す工程と、前記母材のエッチングされた領
域に、ドライプロセスにより酸化スズ膜を形成する工程
と、前記酸化スズ膜上に、ドライプロセスによりスズ膜
を形成する工程とを含んでいる。According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a material for electrical contacts, comprising the steps of:
A step of preparing a base material substantially made of copper or a copper-based alloy, a step of performing a dry etching treatment with an inert gas on the surface of the base material, and a dry process on an etched region of the base material. The method includes a step of forming a tin oxide film and a step of forming a tin film on the tin oxide film by a dry process.
【0011】上記第2の目的を達成するため、請求項2
記載の電気接点材料の製造装置は、第1ないし第3のチ
ャンバがこの順に並んで配置され、前記第1および第2
のチャンバ間に形成された第1の連通部によりそれら第
1および第2のチャンバが連通されるとともに、前記第
2および第3のチャンバ間に形成された第2の連通部に
よりそれら第2および第3のチャンバが連通されたハウ
ジングと、実質的に銅または銅系合金からなる母材を、
前記第1のチャンバ内から前記第1の連通部を介して前
記第2のチャンバ内に搬送するとともに、その第2のチ
ャンバ内から前記第2の連通部を介して前記第3のチャ
ンバ内に搬送するための搬送手段と、前記第1のチャン
バ内に搬送された前記母材の表面に、不活性ガスによる
ドライエッチング処理を施すためのエッチング手段と、
前記第2のチャンバ内に搬送された前記母材のエッチン
グ領域に、ドライプロセスにより酸化スズ膜を形成する
ための酸化スズ膜形成手段と、前記第3のチャンバ内に
搬送された前記母材の前記酸化スズ膜上に、ドライプロ
セスによりスズ膜を形成するためのスズ膜形成手段とを
備えている。[0011] To achieve the second object, a second aspect of the present invention is provided.
In the apparatus for producing an electrical contact material according to the above, the first to third chambers are arranged in this order, and the first and second chambers are arranged in this order.
The first and second chambers are communicated by a first communication portion formed between the first and second chambers, and the second and second chambers are formed by a second communication portion formed between the second and third chambers. A housing with which the third chamber is communicated, and a base material substantially made of copper or a copper-based alloy;
The first chamber is transported from the first chamber to the second chamber via the first communication section, and the second chamber is transported from the second chamber to the third chamber via the second communication section. Transport means for transporting, etching means for performing a dry etching process with an inert gas on a surface of the base material transported into the first chamber,
A tin oxide film forming means for forming a tin oxide film by a dry process in an etching region of the base material transported into the second chamber; and a tin oxide film forming means for forming a tin oxide film in the etching region of the base material transported into the third chamber. A tin film forming means for forming a tin film on the tin oxide film by a dry process;
【0012】[0012]
【作用】請求項1記載の電気接点用材料の製造方法によ
れば、母材表面に不活性ガスによるドライエッチング処
理を施してからドライプロセスにより酸化スズ膜を形成
するとともに、その酸化スズ膜上にドライプロセスによ
りスズ膜を形成しているため、母材とスズ膜との間に酸
化スズ膜が介装された構造を有し、しかもドライエッチ
ング処理により母材表面が清浄化されて、酸化スズ膜が
母材表面に隙間なく密着するとともに、各膜がドライプ
ロセスにより形成されて、各膜の密着性に優れた電気接
点用材料を形成できる。According to the method of manufacturing an electrical contact material according to the first aspect, a tin oxide film is formed by a dry process after a base material surface is subjected to a dry etching treatment with an inert gas, and a tin oxide film is formed on the tin oxide film. Since the tin film is formed by a dry process, the structure has a tin oxide film interposed between the base material and the tin film. The tin film adheres to the surface of the base material without any gap, and each film is formed by a dry process, so that a material for electrical contact with excellent adhesion of each film can be formed.
【0013】請求項2記載の電気接点用材料の製造装置
によれば、第1ないし第3のチャンバがこの順に並んで
配置されたハウジングと、母材を、第1,第2および第
3のチャンバ内に順次搬送するための搬送手段と、第1
のチャンバ内に搬送された母材に不活性ガスによるドラ
イエッチング処理を施すためのエッチング手段と、第2
のチャンバ内に搬送された母材のエッチング領域に、ド
ライプロセスにより酸化スズ膜を形成するための酸化ス
ズ膜形成手段と、第3のチャンバ内に搬送された母材の
酸化スズ膜上に、ドライプロセスによりスズ膜を形成す
るためのスズ膜形成手段とを備えるため、母材表面がド
ライエッチング処理により清浄化されてから、酸化スズ
膜およびスズ膜が形成される。これにより、母材とスズ
膜との間に酸化スズ膜が介装された構造を有し、しかも
上記清浄化により母材表面に酸化スズ膜が隙間なく密着
するとともに、各膜がドライプロセスにより形成され
て、各膜の密着性に優れた電気接点用材料を形成できる
一方、上述の処理中に、母材がハウジングの外部に取り
出されることはなく、母材の外気への接触が防止され
て、不純物の混入および形成を防止できる。According to the second aspect of the present invention, the housing in which the first to third chambers are arranged in this order and the base material are made of the first, second and third chambers. Transport means for sequentially transporting into the chamber;
Etching means for subjecting the base material conveyed into the chamber to dry etching with an inert gas;
A tin oxide film forming means for forming a tin oxide film by a dry process in an etching region of the base material transferred into the third chamber, and a tin oxide film of the base material transferred into the third chamber, Since a tin film forming means for forming a tin film by a dry process is provided, a tin oxide film and a tin film are formed after the base material surface is cleaned by dry etching. This has a structure in which a tin oxide film is interposed between the base material and the tin film. In addition, the tin oxide film adheres to the base material surface without gaps by the above-described cleaning, and each film is formed by a dry process. While being formed, it is possible to form a material for electrical contact with excellent adhesion of each film, while the base material is not taken out of the housing during the above-mentioned processing, and contact of the base material with the outside air is prevented. As a result, contamination and formation of impurities can be prevented.
【0014】[0014]
【実施例】図1はこの発明の一実施例である電気接点用
材料の製造装置が適用された連続成膜装置を示す構成
図、図2はその装置に装備される搬送手段30の要部を
示す側面図である。両図に示すように、この連続成膜装
置は、スパッタリング法が応用された装置であって、第
1ないし第4の真空室24〜27と、第1ないし第3の
チャンバ21〜23とが交互に並んで配置されたハウジ
ング20と、第1のチャンバ21から第3のチャンバ2
3にかけて、帯状の母材11を連続的に搬送するための
搬送手段30とを有している。1 is a block diagram showing a continuous film forming apparatus to which an apparatus for manufacturing a material for electrical contacts according to an embodiment of the present invention is applied, and FIG. 2 is a main part of a transport means 30 provided in the apparatus. FIG. As shown in both figures, this continuous film forming apparatus is an apparatus to which a sputtering method is applied, and includes first to fourth vacuum chambers 24 to 27 and first to third chambers 21 to 23. The housings 20 arranged alternately and the first chamber 21 to the third chamber 2
3, a transporting means 30 for continuously transporting the strip-shaped base material 11 is provided.
【0015】第1ないし第4の真空室24〜27と、第
1ないし第3のチャンバ21〜23との間は、それぞれ
仕切板24a,25a,25a,26a,26a,27
aにより仕切られるとともに、各仕切板24a,25
a,25a,26a,26a,27aの中央に設けられ
た開口24b,25b,26b,27bにより、第1な
いし第4の真空室24〜27と第1ないし第3のチャン
バ21〜23とが連通されている。ここで、第2の真空
室25および開口25b,25bにより第1の連通部が
構成されるとともに、第3の真空室26および開口26
b,26bにより第2の連通部が構成される。Between the first to fourth vacuum chambers 24 to 27 and the first to third chambers 21 to 23, partition plates 24a, 25a, 25a, 26a, 26a, 27 respectively.
a, and each partition plate 24a, 25
Openings 24b, 25b, 26b, 27b provided at the centers of the a, 25a, 26a, 26a, 27a allow the first to fourth vacuum chambers 24 to 27 to communicate with the first to third chambers 21 to 23. Have been. Here, the first communication portion is formed by the second vacuum chamber 25 and the openings 25b, 25b, and the third vacuum chamber 26 and the opening 26 are formed.
The second communication part is constituted by b and 26b.
【0016】搬送手段30において、第1の真空室24
には、巻き取られた帯状母材11を、開口24b、第1
のチャンバ21、開口25b、第2の真空室25、開口
25b、第2のチャンバ22、開口26b、第3の真空
室26、開口26b、第3のチャンバ23、開口27b
を経て第4の真空室27側に送り出すための送出手段3
1が配置されるとともに、送り出された母材11を巻き
取るための巻取手段32が第4の真空室27に配置され
る。In the transfer means 30, the first vacuum chamber 24
In the first step, the wound strip-shaped base material 11 is
Chamber 21, opening 25b, second vacuum chamber 25, opening 25b, second chamber 22, opening 26b, third vacuum chamber 26, opening 26b, third chamber 23, opening 27b
Sending means 3 for sending out to the fourth vacuum chamber 27 side through
1 is arranged, and a winding means 32 for winding up the fed base material 11 is arranged in the fourth vacuum chamber 27.
【0017】また図2に示すように、第2および第3の
真空室25,26には、搬送される母材11の上下面に
対応して、それぞれサポートローラ33,34が設けら
れる。下部サポートローラ33は、各真空室25,26
の下壁に取付部材33aを介してそれぞれ回転自在に取
り付けられるとともに、上部サポートローラ34は、各
真空室25,26の上壁に図示しない取付部材を介して
それぞれ回転自在で、上下方向に移動自在に取り付けら
れる。さらに、上部サポートローラ34と、真空室2
5,26の上壁との間には押付ばね35が介挿されて、
その押付ばね35の付勢力により、両サポートローラ3
3,34で母材11が挟持されるように構成している。As shown in FIG. 2, support rollers 33 and 34 are provided in the second and third vacuum chambers 25 and 26, respectively, corresponding to the upper and lower surfaces of the base material 11 to be conveyed. The lower support roller 33 is provided in each of the vacuum chambers 25 and 26.
The upper support rollers 34 are rotatably mounted on the upper walls of the vacuum chambers 25 and 26 via mounting members (not shown), respectively, and are vertically movable via mounting members 33a. Can be attached freely. Further, the upper support roller 34 and the vacuum chamber 2
A pressing spring 35 is interposed between the upper walls 5 and 26,
By the urging force of the pressing spring 35, both support rollers 3
The base material 11 is configured to be held between the base material 3 and the base material 34.
【0018】なお、サポートローラ33,34と、それ
らを真空室25,26の内壁に支持するための取付部材
33a等の取付部材と、ハウジング20の壁部はそれぞ
れ金属等の導電体により構成されて、ハウジング20の
壁部が接地されている。これにより、サポートローラ3
3,34により挟持された母材11が、サポートローラ
33,34およびローラ取付部材を介して接地されるよ
うに構成している。The support rollers 33 and 34, mounting members such as a mounting member 33a for supporting them on the inner walls of the vacuum chambers 25 and 26, and the wall of the housing 20 are each made of a conductor such as metal. Thus, the wall of the housing 20 is grounded. Thereby, the support roller 3
The base material 11 sandwiched by the base members 3 and 34 is configured to be grounded via the support rollers 33 and 34 and a roller mounting member.
【0019】図1に戻って、第1のチャンバ21内には
その上壁および下壁に電極(アノード)21a,21a
が取り付けられる。各電極21a,21aはそれぞれ高
周波電源21eに接続されており、高周波電源21eに
より、第1のチャンバ21内を接地状態で搬送される母
材11と、各電極21a,21aとの間に高周波電圧を
印加できるように構成している。Returning to FIG. 1, the first chamber 21 has electrodes (anodes) 21a, 21a on its upper and lower walls.
Is attached. Each of the electrodes 21a, 21a is connected to a high-frequency power supply 21e, and the high-frequency power supply 21e causes a high-frequency voltage to be applied between the base material 11 transported in the first chamber 21 in a grounded state and each of the electrodes 21a, 21a. Is applied.
【0020】第2および第3のチャンバ22,23内に
はその上壁および下壁にターゲット用の電極(カソー
ド)22a,22a,23a,23aがそれぞれ取り付
けられる。電極22a,22a,23a,23aは、高
周波電源22e,23eにそれぞれ接続されており、高
周波電源22e,23eにより、第2および第3のチャ
ンバ22,23内を接地状態で搬送される母材11と、
電極22a,22a,23a,23aにセットされるタ
ーゲット(スズ)22f,23fとの間にそれぞれ高周
波電圧を印加できるように構成している。In the second and third chambers 22, 23, target electrodes (cathodes) 22a, 22a, 23a, 23a are mounted on upper and lower walls thereof, respectively. The electrodes 22a, 22a, 23a, and 23a are connected to high-frequency power supplies 22e and 23e, respectively. The base material 11 is transported by the high-frequency power supplies 22e and 23e in the second and third chambers 22 and 23 in a grounded state. When,
High-frequency voltages can be applied to the targets (tin) 22f, 23f set on the electrodes 22a, 22a, 23a, 23a, respectively.
【0021】第1ないし第3のチャンバ21〜23に
は、その内部にアルゴンガスを導入するためのアルゴン
ガス導入手段21b,22b,23bがそれぞれ接続さ
れるとともに、第2のチャンバ22には、その内部に酸
素ガスを導入するための酸素ガス導入手段22cが接続
される。さらに、第1および第4の真空室24,27お
よび第1ないし第3のチャンバ21〜23には、各室内
をそれぞれ真空排気するための真空排気手段21d,2
2d,23d,24d,27dが接続される。Argon gas introduction means 21b, 22b, 23b for introducing argon gas into the first to third chambers 21 to 23 are connected to the first to third chambers 21 to 23, respectively. An oxygen gas introducing means 22c for introducing oxygen gas is connected to the inside. Further, the first and fourth vacuum chambers 24, 27 and the first to third chambers 21 to 23 are provided with vacuum exhaust means 21d, 2 for evacuating the respective chambers.
2d, 23d, 24d, and 27d are connected.
【0022】この連続成膜装置において電気接点用材料
を形成するには、まずターゲット用の電極22a,23
bにそれぞれターゲットとしてスズ(Sn)22f,2
3fをセットする。さらに、銅または銅系合金からなる
例えば黄銅製の帯状母材11を第1の真空室24の送出
手段31に巻取状態で収容し、その母材11の一端を送
出手段31から繰り出して、第1ないし第3のチャンバ
21〜23を経て第4の真空室27に導き、巻取手段3
2にセットする。In order to form an electric contact material in this continuous film forming apparatus, first, target electrodes 22a and 23 are formed.
b, tin (Sn) 22f, 2 as a target respectively
Set 3f. Further, the strip-shaped base material 11 made of copper or a copper-based alloy, for example, made of brass, is housed in the feeding means 31 of the first vacuum chamber 24 in a wound state, and one end of the base material 11 is fed out from the feeding means 31, After being guided to the fourth vacuum chamber 27 through the first to third chambers 21 to 23, the winding means 3
Set to 2.
【0023】つづいて、真空排気手段21d〜27dに
より各チャンバ21,22,23および各真空室24〜
27を高真空に排気する。この場合、第1ないし第3の
チャンバ21,22,23内の気圧をそれぞれP1,P
2,P3としたとき、P1≧P2およびP3≧P2の関
係式を満たすように、各チャンバ21,22,23内の
気圧を設定する一方、第1の真空室24の気圧は第1の
チャンバ21の気圧に対し同程度もしくは少し高めに設
定するとともに、第4の真空室27の気圧は第3のチャ
ンバ23の気圧に対し同程度もしくは少し高めに設定す
る。具体的には、P1を数十m Torr(ミリトール)、P
2を1〜5m Torr(ミリトール)、P3を5〜20m To
rr(ミリトール)に設定し、これらの値に応じて、第1
および第4の真空室24〜27の気圧を設定する。これ
により、第2の真空室25の気圧は、P1とP2のほぼ
中間値に設定されるとともに、第3の真空室26の気圧
は、P2とP3のほぼ中間値に設定される。Subsequently, each of the chambers 21, 22, 23 and each of the vacuum chambers 24-
Evacuate 27 to high vacuum. In this case, the pressures in the first to third chambers 21, 22, 23 are respectively set to P1, P
2, P3, the air pressure in each of the chambers 21, 22, 23 is set so as to satisfy the relational expressions of P1 ≧ P2 and P3 ≧ P2, while the air pressure of the first vacuum chamber 24 is the first chamber. The pressure in the fourth vacuum chamber 27 is set to be about the same as or slightly higher than the pressure in the third chamber 23, while being set to be about the same as or slightly higher than the air pressure of 21. Specifically, P1 is several tens mTorr (millitorr),
2 to 1 to 5 mTorr, P3 to 5 to 20 mTorr
rr (millitorl), and depending on these values, the first
And the atmospheric pressure of the fourth vacuum chambers 24 to 27 is set. As a result, the pressure in the second vacuum chamber 25 is set to a substantially intermediate value between P1 and P2, and the pressure in the third vacuum chamber 26 is set to a substantially intermediate value between P2 and P3.
【0024】この状態で、送出手段31および巻取手段
32により、母材11を第1のチャンバ21から第3の
チャンバ23に向けて一定速度で連続的に搬送する一
方、アルゴンガスをアルゴンガス導入手段21b〜23
bから各チャンバ21,22,23内に導入するととも
に、酸素ガスを酸素ガス導入手段22cから第2のチャ
ンバ22内に導入し、さらに高周波電源21e〜23e
により、第1のチャンバ21内において母材11と電極
21aとの間、第2のチャンバ22内において母材11
とターゲット22fとの間、および第3のチャンバ23
内において母材11とターゲット23fとの間にそれぞ
れ高周波電圧を印加する。In this state, the base material 11 is continuously transported from the first chamber 21 to the third chamber 23 at a constant speed by the sending means 31 and the winding means 32, while the argon gas is Introduction means 21b to 23
b, oxygen gas is introduced from the oxygen gas introduction means 22c into the second chamber 22, and the high-frequency power sources 21e to 23e are introduced.
As a result, the base material 11 and the electrode 21a in the first chamber 21 and the base material 11 in the second chamber 22
And the target 22f, and the third chamber 23
, A high-frequency voltage is applied between the base material 11 and the target 23f.
【0025】これにより、まず第1のチャンバ21内に
おいて、電極21aと母材11との間にアルゴンガスの
プラズマを発生させ、プラズマ中のアルゴンイオンを母
材11の表面にたたき付ける。これにより母材11上に
付着した金属酸化物等の不純物を除去し、母材11の表
面を清浄化する(ドライエッチング処理)。このよう
に、第1のチャンバ21内に送り込まれる母材11に連
続的にエッチング処理を施していき、第2のチャンバ2
2内に送り込む。Thus, first, an argon gas plasma is generated between the electrode 21 a and the base material 11 in the first chamber 21, and the argon ions in the plasma are struck against the surface of the base material 11. As a result, impurities such as metal oxides attached to the base material 11 are removed, and the surface of the base material 11 is cleaned (dry etching treatment). As described above, the base material 11 sent into the first chamber 21 is continuously subjected to the etching process, and the second chamber 2
2
【0026】第2のチャンバ22内では、ターゲット2
2fと母材11との間に印加される高周波電圧により、
その間にアルゴンガスと酸素ガスとのプラズマを発生さ
せ、プラズマ中のアルゴンイオンをターゲット22fに
衝突させて、ターゲット粒子(スズ粒子)をたたき出
す。さらにそのターゲット粒子と酸素ガスのプラズマと
を、気相中または母材表面で反応させて酸化スズ(Sn
O2 )を形成し、その酸化スズを母材11の表面に堆積
させて、酸化スズ膜を形成する。このように、第2のチ
ャンバ22内に送り込まれた母材11に連続的に酸化ス
ズ膜を形成していき、つづけて第3のチャンバ23内に
送り込む。In the second chamber 22, the target 2
By the high frequency voltage applied between 2f and the base material 11,
In the meantime, plasma of argon gas and oxygen gas is generated, and argon ions in the plasma collide with the target 22f to strike out target particles (tin particles). Further, the target particles and the oxygen gas plasma are reacted in the gas phase or on the surface of the base material to form tin oxide (Sn).
O 2 ) is formed, and the tin oxide is deposited on the surface of the base material 11 to form a tin oxide film. In this way, a tin oxide film is continuously formed on the base material 11 sent into the second chamber 22, and then continuously sent into the third chamber 23.
【0027】第3のチャンバ23内では、ターゲット2
3fと母材11との間に印加される高周波電圧によりそ
の間にアルゴンガスのプラズマを発生させ、プラズマ中
のアルゴンイオンをターゲット23fに衝突させて、タ
ーゲット粒子(スズ粒子)をたたき出す。そして、その
ターゲット粒子を、母材11のスズ膜上に堆積してスズ
膜を形成する。こうして、第3のチャンバ23内に送り
込まれた母材11の酸化スズ膜上に連続的にスズ膜を形
成していき、その母材11を第4の真空室27に送り込
んで、巻取手段32に巻き取らせる。In the third chamber 23, the target 2
The high frequency voltage applied between the base material 3f and the base material 11 generates plasma of the argon gas between the base material 11 and the target, and the argon ions in the plasma collide with the target 23f to strike out target particles (tin particles). Then, the target particles are deposited on the tin film of the base material 11 to form a tin film. In this way, a tin film is continuously formed on the tin oxide film of the base material 11 sent into the third chamber 23, and the base material 11 is sent to the fourth vacuum chamber 27, where the winding means 32.
【0028】このように、第1ないし第3のチャンバ2
3に連続的に搬送される母材11に対し、各チャンバ2
1,22,23内で並列的にエッチング処理および成膜
処理を施し、図3に示すように、母材11の表面に、膜
厚が0.2ミクロン以上の酸化スズ膜12を介してスズ
膜13が形成された電気接点用材料を形成する。As described above, the first to third chambers 2
Each of the base materials 11 continuously transferred to the
The etching process and the film forming process are performed in parallel in 1, 2, and 23, and as shown in FIG. An electrical contact material on which the film 13 is formed is formed.
【0029】母材11の終端までエッチング処理および
成膜処理が完了して、上記電気接点用材料が巻取手段3
2によりすべて巻き取られると、次工程で、プレス処理
等により所定の形状に切断加工される。After the etching process and the film forming process are completed up to the end of the base material 11, the above-mentioned electric contact material is taken up by the winding means 3.
When all of the rolls are wound up by the step 2, they are cut into a predetermined shape by a press process or the like in the next step.
【0030】こうして形成された電気接点用材料は、母
材11とスズ膜13との間に酸化スズ膜12が介装され
た構造を備えており、酸化スズ膜が緻密な構造であるた
め、接点特性の劣化の要因となる母材構成元素(Cu,
Zn等)のスズ膜13側への拡散が抑制され、耐熱性に
優れる。The electrical contact material thus formed has a structure in which the tin oxide film 12 is interposed between the base material 11 and the tin film 13, and the tin oxide film has a dense structure. Base material constituent elements (Cu,
The diffusion of Zn or the like to the tin film 13 side is suppressed, and the heat resistance is excellent.
【0031】また、母材11の表面をスパッタエッチン
グにより清浄化して、不純物を除去してから、酸化スズ
膜12を形成しているため、酸化スズ膜12を隙間なく
母材11の表面に密着でき、両者間の密着性に優れる。
しかも、酸化スズ膜12およびスズ膜13を、スパッタ
リング法等のドライプロセスにより形成しているため、
例えばウエットプロセス等と比較すると、一般的に成膜
(酸化スズ膜12,スズ膜13)粒子の粒径を小さく緻
密な構造に形成でき、各膜12,13の母材11等への
密着面積を大きく確保でき、各膜12,13の密着性に
優れる。このため、例えばこの電気接点用材料におい
て、スイッチや端子用等の電気接点に成形する際に、塑
性変形を受けたとしても、膜剥離が生じることはない。
さらに、各膜12,13を緻密な構造に形成できるの
で、この点においても、母材構成元素の拡散を、一層確
実に抑制できる。Further, since the surface of the base material 11 is cleaned by sputter etching to remove impurities and then the tin oxide film 12 is formed, the tin oxide film 12 is adhered to the surface of the base material 11 without gaps. And excellent in adhesion between the two.
Moreover, since the tin oxide film 12 and the tin film 13 are formed by a dry process such as a sputtering method,
For example, in comparison with a wet process or the like, in general, the particle diameter of the film-forming (tin oxide film 12, tin film 13) particles can be formed to be small and dense, and the adhesion area of each film 12, 13 to the base material 11, etc. Is large, and the adhesion of the films 12 and 13 is excellent. For this reason, for example, when the electrical contact material is formed into an electrical contact for a switch, a terminal, or the like, even if it undergoes plastic deformation, film peeling does not occur.
Furthermore, since each of the films 12 and 13 can be formed in a dense structure, also in this respect, the diffusion of the constituent elements of the base material can be more reliably suppressed.
【0032】また、第1ないし第3のチャンバ21〜2
3を並べて配置し、母材11を外気に接触させず連続的
にエッチング処理および成膜処理を施すようにしている
ため、これらの処理中に酸化物等の不純物生成や、不純
物混入が防止される。さらに、この実施例のように、減
圧下でエッチング処理および成膜処理を行うような場合
において、第2のチャンバ22の気圧P2を、第1およ
び第3のチャンバ21,23の気圧P1,P3よりもそ
れぞれ低く設定しているため、第2のチャンバ22内の
ガス(特に活性酸素)が第1および第3のチャンバ2
1,23内に混入されるのが防止され、第1のチャンバ
21内でのエッチング処理時および第3のチャンバ23
内でのスズ膜形成時に酸化物等の不純物の生成を防止で
きる。Further, the first to third chambers 21 to 2
3 are arranged side by side, and the base material 11 is continuously subjected to the etching process and the film forming process without being brought into contact with the outside air, so that the generation of impurities such as oxides and the mixing of impurities during these processes are prevented. You. Further, in the case where the etching process and the film formation process are performed under reduced pressure as in this embodiment, the pressure P2 of the second chamber 22 is changed to the pressure P1, P3 of the first and third chambers 21 and 23. , The gas (especially active oxygen) in the second chamber 22 is
1 and 23 are prevented from being mixed in the first chamber 21 during the etching process and in the third chamber 23.
Generation of impurities such as oxides can be prevented during the formation of a tin film in the inside.
【0033】また、この実施例では、第1ないし第3の
チャンバ21〜23により各処理を並列的に行っている
ため、生産効率が向上する。In this embodiment, since the respective processes are performed in parallel by the first to third chambers 21 to 23, the production efficiency is improved.
【0034】また、母材11の被覆材料として安価なス
ズを用いているため、コストを低減できる。Further, since inexpensive tin is used as a coating material for the base material 11, the cost can be reduced.
【0035】なお、上記実施例では、母材上に直接酸化
スズ膜を形成する場合について説明したが、図4に示す
ように、黄銅からなる母材51上に、ウエットプロセス
により純銅からなる銅層(亜鉛拡散バリア層)54を形
成しておいて、その銅層54上に、上記実施例と同様な
方法により、酸化スズ膜52およびスズ膜53を形成し
てもよい。In the above embodiment, the case where the tin oxide film is formed directly on the base material has been described. However, as shown in FIG. 4, copper base made of pure copper is wet-processed on base material 51 made of brass. After the layer (zinc diffusion barrier layer) 54 is formed, the tin oxide film 52 and the tin film 53 may be formed on the copper layer 54 by the same method as in the above embodiment.
【0036】このような電気接点用材料では、母材51
の亜鉛元素の拡散は、バリア層54および酸化スズ膜5
2により抑制されるとともに、バリア層54の銅とスズ
膜53のスズとの相互拡散は酸化スズ膜52により抑制
される。さらに、純銅からなる銅層54には下地基板を
整える機能も有しており、銅層54を形成することによ
り、その表面が平坦化され、酸化スズ膜53の密着性が
一層向上する。In such a material for electrical contacts, the base material 51
Diffusion of the zinc element is caused by the barrier layer 54 and the tin oxide film 5.
2, and the interdiffusion between copper of the barrier layer 54 and tin of the tin film 53 is suppressed by the tin oxide film 52. Further, the copper layer 54 made of pure copper also has a function of adjusting the underlying substrate. By forming the copper layer 54, the surface thereof is flattened, and the adhesion of the tin oxide film 53 is further improved.
【0037】また、上記実施例では、スパッタリング法
等のドライプロセスにより酸化スズ膜およびスズ膜を形
成するようにしているが、その他のドライプロセス、例
えば真空蒸着法、イオンビームミキシング法、イオンプ
レーティング法等の物理的蒸着法、熱CVD、プラズマ
CVD、光CVD、プラズマ重合法等の化学的蒸着法に
より、酸化スズ膜およびスズ膜を形成することもでき
る。In the above embodiment, the tin oxide film and the tin film are formed by a dry process such as a sputtering method. However, other dry processes, such as a vacuum deposition method, an ion beam mixing method, and an ion plating method, are used. The tin oxide film and the tin film can also be formed by a physical vapor deposition method such as a chemical vapor deposition method, a chemical vapor deposition method such as a thermal CVD, a plasma CVD, a photo CVD, or a plasma polymerization method.
【0038】この場合、蒸着法や、イオンビームミキシ
ング法を用いる場合には、蒸発源をチャンバ22,23
の上壁に設置するよりも、側壁または下壁に設置する方
が、効率よく成膜することができる。In this case, when the vapor deposition method or the ion beam mixing method is used, the evaporation source is set to the chambers 22 and 23.
The film can be formed more efficiently when it is installed on the side wall or the lower wall than when it is installed on the upper wall.
【0039】また、不活性ガスによるドライエッチング
として、スパッタエッチングを例に挙げて説明している
が、それ以外の、例えば不活性ガスによるイオンビーム
エッチングも利用できる。Although dry etching using an inert gas has been described by taking sputter etching as an example, other ion beam etching using, for example, an inert gas can also be used.
【0040】また、電極21a,22a,23aと、母
材11との間に高周波電圧を印加しているが、直流電圧
を印加するようにしてもよい。Although a high-frequency voltage is applied between the electrodes 21a, 22a, and 23a and the base material 11, a DC voltage may be applied.
【0041】上記実施例では、搬送手段30の送出手段
31および巻取手段32をハウジング20の内部に配置
するようにしているが、送出手段31および巻取手段3
2はハウジング20の外部に配置してもよい。In the above embodiment, the delivery means 31 and the winding means 32 of the transport means 30 are arranged inside the housing 20, but the delivery means 31 and the winding means 3 are arranged.
2 may be arranged outside the housing 20.
【0042】また、帯状の母材11を用いるようにして
いるが、線状の母材を用いてもよい。その場合、上記と
同様に酸化スズ膜およびスズ膜を形成した後、切断処理
およびプレス処理を施すようにすればよい。また、あら
かじめ切断された小片状の母材を第1ないし第3のチャ
ンバ内に順に通過させて、上述のエッチング処理および
成膜処理を行ってもよい。Although the belt-shaped base material 11 is used, a linear base material may be used. In that case, after forming the tin oxide film and the tin film in the same manner as described above, a cutting process and a pressing process may be performed. In addition, the above-described etching process and film forming process may be performed by sequentially passing a small-piece base material cut in advance into the first to third chambers.
【0043】また、上記実施例では、酸化スズ膜を1層
形成する場合について説明したが、2層以上形成しても
よい。Further, in the above-described embodiment, the case where one tin oxide film is formed has been described, but two or more tin oxide films may be formed.
【0044】また、酸化スズ膜形成用のターゲット22
fとして、金属スズを用いているが、酸化スズを用いて
もよい。Also, a target 22 for forming a tin oxide film is provided.
Although metal tin is used as f, tin oxide may be used.
【0045】以下、参考までに、上述の実施例に基づい
て形成された電気接点用材料の耐熱性等に関する実験例
を示す。Hereinafter, for reference, an experimental example regarding the heat resistance and the like of the electrical contact material formed based on the above-described embodiment will be shown.
【0046】<実験例>上記第1の実施例と同様な方法
で、黄銅(Cu,Zn)からなる母材の一面に酸化スズ
膜(SnO2 )を0.2ミクロン形成し、さらにその上
にスズ膜を形成して電気接点用材料を形成した。そし
て、その接点用材料の荷重に対する接触抵抗値を測定し
た。さらにその電気接点用材料を200℃で24時間加
熱処理した後、荷重に対する接触抵抗値の測定と、X線
光電子分光法(XPS)による接点用材料中の元素分布
の測定とを行った。熱処理前の接触抵抗変化を図5、熱
処理後の接触抵抗変化を図6、XPSによる材料中の元
素分布を図7のグラフにそれぞれ示す。この場合、図5
および図6のグラフでは、それぞれ横軸に荷重(gra
m)を示し、縦軸に接触抵抗(ohm)を示す。また図
7のグラフでは、横軸に表面からの深さ位置に対応する
エッチング時間(分)を示し、縦軸にXPSにより測定
した各元素の存在量(%)を示し、さらに図7中、白抜
四角で銅、黒塗丸で亜鉛、x印でスズ、および白抜丸で
酸素を示す。<Experimental Example> A tin oxide film (SnO 2 ) of 0.2 μm was formed on one surface of a base material made of brass (Cu, Zn) in the same manner as in the first embodiment, and further thereon. An electrical contact material was formed by forming a tin film on the substrate. And the contact resistance value with respect to the load of the contact material was measured. Further, after the electrical contact material was heat-treated at 200 ° C. for 24 hours, the contact resistance value with respect to the load was measured, and the element distribution in the contact material was measured by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). FIG. 5 shows the contact resistance change before the heat treatment, FIG. 6 shows the contact resistance change after the heat treatment, and FIG. 7 shows the element distribution in the material by XPS. In this case, FIG.
In the graphs of FIG. 6 and FIG.
m), and the vertical axis indicates contact resistance (ohm). In the graph of FIG. 7, the abscissa indicates the etching time (minute) corresponding to the depth position from the surface, and the ordinate indicates the abundance (%) of each element measured by XPS. Open squares indicate copper, solid black circles indicate zinc, x indicates tin, and white circles indicate oxygen.
【0047】また、参考例として、従来の方法により、
つまり黄銅からなる母材の表面に電解メッキ法によりス
ズ膜を被覆して電気接点用材料を形成した。そして、そ
の接点用材料の荷重に対する接触抵抗変化を測定した。
さらにその電気接点用材料を200℃で24時間加熱処
理した後、荷重に対する接触抵抗変化の測定と、XPS
による材料中の元素分布の測定とを行った。熱処理前の
接触抵抗変化を図8、熱処理後の接触抵抗変化を図9、
XPSによる元素分布を図10のグラフにそれぞれ示
す。As a reference example, the conventional method
That is, the surface of the base material made of brass was coated with a tin film by an electrolytic plating method to form an electrical contact material. Then, the change in contact resistance with respect to the load of the contact material was measured.
After heating the electrical contact material at 200 ° C. for 24 hours, measurement of change in contact resistance with respect to load and XPS
And the distribution of elements in the material was measured. FIG. 8 shows the contact resistance change before heat treatment, and FIG. 9 shows the contact resistance change after heat treatment.
The element distribution by XPS is shown in the graph of FIG.
【0048】まず接触抵抗変化から比較すると、実施例
に基づく電気接点用材料(図5および図6)では、従来
例のもの(図8および図9)に対し、全般的に接触抵抗
値が低く、接点特性に優れているのが判る。さらに、実
施例の接点用材料では、ばらつきがほとんど認められな
いのに対し、従来の接点用材料ではばらつきが多く認め
られ、実施例の接点用材料は品質が安定しているのが判
る。First, comparing the changes in contact resistance, the contact material according to the embodiment (FIGS. 5 and 6) generally has a lower contact resistance value than the conventional material (FIGS. 8 and 9). It can be seen that the contact characteristics are excellent. Furthermore, while little variation was observed in the contact material of the example, much variation was observed in the conventional contact material, indicating that the quality of the contact material of the example was stable.
【0049】また、実施例に基づく接点用材料では、熱
処理後(図6)の各接触抵抗値は熱処理前(図5)のそ
れと比べてもほとんど変化がみられず、耐熱性に優れて
いるのが判る。これに対し、従来例では、熱処理後(図
9)の各接触抵抗値を熱処理前(図8)と比べると、ば
らつきが大きくなり、しかも高くなっており、耐熱性に
劣っているのが判る。Further, in the contact material according to the embodiment, the respective contact resistance values after the heat treatment (FIG. 6) hardly change compared with those before the heat treatment (FIG. 5), and they are excellent in heat resistance. I understand. On the other hand, in the conventional example, when the respective contact resistance values after the heat treatment (FIG. 9) are compared with those before the heat treatment (FIG. 8), the variation is large and high, and the heat resistance is inferior. .
【0050】また、耐熱性に関しては、図7および図1
0の元素分布からも、実施例の電気接点用材料が優れて
いるのが判断できる。As for heat resistance, FIG. 7 and FIG.
Also from the element distribution of 0, it can be determined that the electrical contact material of the example is excellent.
【0051】すなわち、図7に示すように、実施例の電
気接点用材料では、エッチング時間が0分のスズ膜表面
から15分付近のスズ膜と母材との境界部まで、つまり
スズ膜中には、スズ元素(x印)が多量に存在し、母材
構成元素の銅元素(白抜四角)や亜鉛元素(黒塗丸)が
ほとんど存在していない。これは、母材構成元素の拡散
が抑制されて、亜鉛元素のスズ膜表面への析出および銅
とスズとの合金の形成がともに防止されていると考えら
れる。このように実施例の電気接点用材料は、200℃
の高温下でも、接点特性の劣化の要因となる母材構成元
素の拡散を抑制でき、耐熱性に優れているのが判る。That is, as shown in FIG. 7, in the electrical contact material according to the embodiment, the etching time is from the surface of the tin film of 0 minute to the boundary between the tin film and the base material in the vicinity of 15 minutes, that is, in the tin film. Contains a large amount of a tin element (marked with x) and almost no copper element (open square) or zinc element (closed circle) as a base material constituent element. This is presumably because the diffusion of the constituent elements of the base material was suppressed, and the precipitation of the zinc element on the surface of the tin film and the formation of an alloy of copper and tin were both prevented. As described above, the electric contact material according to the embodiment has a temperature of 200 ° C.
It can be seen that even at a high temperature, the diffusion of the base material constituent element which causes the deterioration of the contact characteristics can be suppressed and the heat resistance is excellent.
【0052】これに対し、図10の従来の接点用材料で
は、まずエッチング時間が0分付近のスズ膜表面部に、
すでに母材構成元素である亜鉛元素(黒塗丸)が酸素
(白抜丸)とともに存在しているのが確認できる。これ
は、母材から拡散した亜鉛元素がスズ膜側に拡散してス
ズ膜表面に析出し、導電率の低い酸化亜鉛を形成してい
ると考えられる。さらに従来では、エッチング時間が0
分から18分付近のスズ膜と母材との境界部まで、つま
りスズ膜中には、スズ元素(x印)とともに銅元素(白
抜四角)が多量に存在しているのが確認される。これ
は、母材からスズ膜内に銅が多量に拡散して銅とスズと
で硬度の高い合金を形成していると考えられる。このよ
うに従来の電気接点用材料は、高温下では、接点特性の
劣化の要因となる母材構成元素の拡散が著しく発生して
おり、耐熱性に劣っているのが判る。On the other hand, in the conventional contact material shown in FIG. 10, first, the etching time is about 0 minute on the tin film surface.
It can be confirmed that the zinc element (solid circle) as a constituent element of the base material is already present together with oxygen (open circle). This is considered to be because zinc element diffused from the base material diffuses toward the tin film side and precipitates on the tin film surface to form zinc oxide having low conductivity. Further, conventionally, the etching time is zero.
It is confirmed that a large amount of the copper element (open squares) is present together with the tin element (marked by x) in the tin film and the boundary portion between the base film and the tin film at about 18 minutes to 18 minutes. This is considered to be due to the fact that a large amount of copper diffuses from the base material into the tin film, forming an alloy having high hardness with copper and tin. Thus, it can be seen that the conventional material for electric contacts has a remarkable diffusion of the base material constituent element which causes the deterioration of the contact characteristics at a high temperature, and is inferior in heat resistance.
【0053】なお、実施例に基づく接点用材料におい
て、熱処理前および後に、目視により外観をそれぞれ観
察したところ、酸化スズ膜およびスズ膜はまったく剥離
しておらず、各膜の密着性に優れているのが確認でき
た。When the appearance of the contact material according to the example was visually observed before and after the heat treatment, the tin oxide film and the tin film were not peeled at all, and the adhesion of each film was excellent. Was confirmed.
【0054】[0054]
【発明の効果】以上のように、請求項1記載の電気接点
用材料の製造方法によれば、母材表面に不活性ガスによ
るドライエッチング処理を施してからドライプロセスに
より酸化スズ膜を形成するとともに、その酸化スズ膜上
にドライプロセスによりスズ膜を形成しているため、母
材とスズ膜との間に酸化スズ膜が介装された構造を有
し、しかもドライエッチング処理により母材表面が清浄
化されて、酸化スズ膜が母材表面に隙間なく密着すると
ともに、各膜がドライプロセスにより形成されて、各膜
の密着性に優れた電気接点用材料を形成できるという第
1の効果が得られる。As described above, according to the method for manufacturing an electrical contact material according to the first aspect, a tin oxide film is formed by a dry process after performing a dry etching process with an inert gas on a surface of a base material. In addition, since a tin film is formed on the tin oxide film by a dry process, a tin oxide film is interposed between the base material and the tin film, and the surface of the base material is dry-etched. Is cleaned, the tin oxide film adheres to the surface of the base material without gaps, and each film is formed by a dry process, whereby a material for electrical contact with excellent adhesion of each film can be formed. Is obtained.
【0055】請求項2記載の電気接点用材料の製造装置
によれば、第1ないし第3のチャンバがこの順に並んで
配置されたハウジングと、母材を、第1,第2および第
3のチャンバ内に順次搬送するための搬送手段と、第1
のチャンバ内に配置された母材に不活性ガスによるドラ
イエッチング処理を施すためのエッチング手段と、第2
のチャンバ内に搬送された母材のエッチング領域に、ド
ライプロセスにより酸化スズ膜を形成するための酸化ス
ズ膜形成手段と、第3のチャンバ内に搬送された母材の
酸化スズ膜上に、ドライプロセスによりスズ膜を形成す
るためのスズ膜形成手段とを備えるため、母材表面がド
ライエッチング処理により清浄化されてから、酸化スズ
膜およびスズ膜が形成され、これにより母材とスズ膜と
の間に酸化スズ膜が介装された構造を有し、しかも上記
清浄化により母材表面に酸化スズ膜が隙間なく密着する
とともに、各膜がドライプロセスにより形成されて、各
膜の密着性に優れた電気接点用材料を形成できる一方、
上述の処理中に、母材がハウジングの外部に取り出され
ることはなく、母材の外気への接触が防止されて、不純
物の混入および生成を防止できるという第2の効果が得
られる。According to the second aspect of the present invention, the housing in which the first to third chambers are arranged in this order and the base material are divided into the first, second and third chambers. Transport means for sequentially transporting into the chamber;
Etching means for performing a dry etching process with an inert gas on a base material disposed in the first chamber;
A tin oxide film forming means for forming a tin oxide film by a dry process in an etching region of the base material transferred into the third chamber, and a tin oxide film of the base material transferred into the third chamber, A tin film forming means for forming a tin film by a dry process, the tin oxide film and the tin film are formed after the surface of the base material is cleaned by a dry etching process, whereby the base material and the tin film are formed. The structure has a structure in which a tin oxide film is interposed between it and the above-mentioned cleaning, and the tin oxide film adheres to the surface of the base material without any gaps. While it can form electrical contact materials with excellent properties,
During the above-described processing, the base material is not taken out of the housing, and the base material is prevented from coming into contact with the outside air, so that the second effect of preventing entry and generation of impurities can be obtained.
【図1】この発明の一実施例である電気接点用材料の製
造装置が適用された連続成膜装置を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing a continuous film forming apparatus to which an apparatus for manufacturing a material for electrical contacts according to an embodiment of the present invention is applied.
【図2】上記連続成膜装置に装着された搬送手段の要部
を示す側面図であるFIG. 2 is a side view showing a main part of a transport unit mounted on the continuous film forming apparatus.
【図3】上記連続成膜装置により製造された電気接点用
材料を示す要部拡大断面図である。FIG. 3 is an enlarged sectional view of a main part showing a material for an electric contact manufactured by the continuous film forming apparatus.
【図4】この発明に基づいて形成された変形例の電気接
点用材料を示す要部拡大断面図である。FIG. 4 is an enlarged sectional view of a main part showing a material for an electric contact of a modified example formed based on the present invention.
【図5】実施例に基づく電気接点用材料の熱処理前の接
触抵抗変化を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing a change in contact resistance of a material for an electric contact before heat treatment based on an example.
【図6】実施例に基づく電気接点用材料の熱処理後の接
触抵抗変化を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing a change in contact resistance after heat treatment of an electrical contact material according to an example.
【図7】実施例に基づく電気接点用材料の熱処理後のX
PSによる元素分布を示すグラフである。FIG. 7 shows X after heat treatment of the electrical contact material according to the embodiment.
It is a graph which shows the element distribution by PS.
【図8】従来例に基づく電気接点用材料の熱処理前の接
触抵抗変化を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing a change in contact resistance of an electrical contact material based on a conventional example before heat treatment.
【図9】従来例に基づく電気接点用材料の熱処理後の接
触抵抗変化を示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing a change in contact resistance after heat treatment of an electrical contact material based on a conventional example.
【図10】従来例に基づく電気接点用材料の熱処理後の
XPSによる元素分布を示すグラフである。FIG. 10 is a graph showing element distribution by XPS after heat treatment of a material for electric contact based on a conventional example.
11,51 母材 12,52 酸化スズ膜 13,53 スズ膜 20 ハウジング 21,22,23 第1,第2および第3のチャンバ 30 搬送手段 11,51 Base material 12,52 Tin oxide film 13,53 Tin film 20 Housing 21,22,23 First, second and third chamber 30 Transport means
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C23C 14/16 C23C 14/16 Z 28/00 28/00 B C23F 4/00 C23F 4/00 A H01H 1/04 H01H 1/04 E 11/04 11/04 F (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C23C 14/00 - 14/58 C23C 28/00 C23F 4/00 H01H 1/04 H01H 11/04 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI C23C 14/16 C23C 14/16 Z 28/00 28/00 B C23F 4/00 C23F 4/00 A H01H 1/04 H01H 1 / 04 E 11/04 11/04 F (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C23C 14/00-14/58 C23C 28/00 C23F 4/00 H01H 1/04 H01H 11/04
Claims (2)
準備する工程と、 前記母材の表面に、不活性ガスによるドライエッチング
処理を施す工程と、 前記母材のエッチングされた領域に、ドライプロセスに
より酸化スズ膜を形成する工程と、 前記酸化スズ膜上に、ドライプロセスによりスズ膜を形
成する工程とを含む電気接点用材料の製造方法。A step of preparing a base material substantially made of copper or a copper-based alloy; a step of performing a dry etching process with an inert gas on a surface of the base material; and an etched region of the base material. Forming a tin oxide film by a dry process; and forming a tin film on the tin oxide film by a dry process.
んで配置され、前記第1および第2のチャンバ間に形成
された第1の連通部によりそれら第1および第2のチャ
ンバが連通されるとともに、前記第2および第3のチャ
ンバ間に形成された第2の連通部によりそれら第2およ
び第3のチャンバが連通されたハウジングと、 実質的に銅または銅系合金からなる母材を、前記第1の
チャンバ内から前記第1の連通部を介して前記第2のチ
ャンバ内に搬送するとともに、その第2のチャンバ内か
ら前記第2の連通部を介して前記第3のチャンバ内に搬
送するための搬送手段と、 前記第1のチャンバ内に搬送された前記母材の表面に、
不活性ガスによるドライエッチング処理を施すためのエ
ッチング手段と、 前記第2のチャンバ内に搬送された前記母材のエッチン
グ領域に、ドライプロセスにより酸化スズ膜を形成する
ための酸化スズ膜形成手段と、 前記第3のチャンバ内に搬送された前記母材の前記酸化
スズ膜上に、ドライプロセスによりスズ膜を形成するた
めのスズ膜形成手段とを備えた電気接点用材料の製造装
置。2. A method according to claim 1, wherein the first and second chambers are arranged in this order, and the first and second chambers are communicated by a first communication portion formed between the first and second chambers. And a housing in which the second and third chambers are communicated by a second communication portion formed between the second and third chambers, and a base material substantially made of copper or a copper-based alloy. Transporting from the first chamber to the second chamber via the first communication portion, and from the second chamber to the third chamber via the second communication portion. Transport means for transporting the base material to the surface of the base material transported into the first chamber;
Etching means for performing a dry etching process using an inert gas; and tin oxide film forming means for forming a tin oxide film by a dry process in an etching region of the base material transported into the second chamber. And a tin film forming unit for forming a tin film by a dry process on the tin oxide film of the base material transported into the third chamber.
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- 1992-03-11 JP JP4088089A patent/JP3060710B2/en not_active Expired - Fee Related
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