CN110383589A - 电接触元件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电接触元件(1)，具有多个接触区域(2₁、2₂)，具有由第一材料制成的基体(6)和施加到基体(6)上的由涂层材料制成的涂层(7)。在至少一个接触区域(2₁、2₂)内的基体(6)的至少一个区域中，去除了第一材料并且至少部分地用第二材料代替。第二材料和涂层材料均具有比第一材料更高的导电性。

Description

电接触元件

技术领域

本发明涉及电接触元件。

背景技术

电接触元件用于在两个接触表面间的电气连接，这两个接触表面应用于两个不同的电气或电子元件，例如印刷电路板、集成电路或插头。

电接触元件通常由相对较硬的基料(例如，由金属或陶瓷)制成的基体以及施加到基体上的涂层构成，该涂层由不同于基料的涂层材料制成。就接触元件的机械稳定性而言，基料具有一定的硬度。因为电接触元件的涂层承担电接触的功能，所以可以使用较软的材料作为涂层材料。涂层材料应具有良好的导电性和高耐腐蚀性。金通常被用作涂层材料。除此之外如银、钌和铑也可用作涂层材料。

例如，US 3,525,066 A中公开了一种金涂层的电接触元件。

如果电接触元件用于例如测试托座中，用于待测试的集成电路中，则待测试的集成电路插入托座时，电接触元件的接触区域在待接触的集成电路的接触表面上发生轻微的平面平行移动。接触元件的接触区域在集成电路的相关接触表面处的这种平面平行移动随着使用时间会在接触元件的接触区域中产生不期望的涂层材料去除。接触元件的接触区域中涂层材料的去除不利地增加了接触区域中电接触元件的接触电阻，从而增加了电接触元件和待测试的集成电路的相关接触表面之间的电接触。

现有技术中的电接触元件，涂层材料发生去除过程后，在新形成的接触表面上涂层材料仅减少到薄边缘表面区域，这些薄边缘表面区域属于接触元件的接触表面侧面涂层。由于具有涂层材料的边缘表面区域相对非常小，电接触元件的接触电阻在刮掉的接触区域中明显恶化。

这正是本发明需要改善的情形。

发明内容

在这种背景下，本发明解决的问题是提供一种在尽可能长的使用寿命内具有持续良好物理性能的电接触元件。

根据本发明，这个问题通过权利要求1的一种电接触元件来解决。

因此，提供了以下内容：

一种电接触元件，具有多个接触区域(2₁、2₂)，每个接触区域具有接触表面(3₁、3₂)；还具有由第一材料制成的基体(6)和施加到基体(6)上的由涂层材料制成的涂层(7)，其中，在至少一个接触区域(2₁、2₂)内的基体(6)的至少一个区域中，去除第一材料并且至少部分地用第二材料代替，其中，所述涂层材料和第二材料具有比第一材料更高的导电性。

电接触元件的接触区域在此处及下文被理解为以下的电接触元件的区域：能导电的区域，特别是能导电的接触表面，一个待接触的电气或电子部件的接触表面、一个待接触的电气或电子组件的接触表面或者是一个待接触的电子系统的电气或电子功能单元的接触表面。在此处，接触区域不仅涉及接触元件的直接接触表面，而且还可以是与接触表面直接相邻的接触元件的区域。

如果在电接触元件的接触区域中，特别是在接触区域内的接触表面上，由于经过一定数量的插拔后发生涂层的去除，则在电接触元件的接触区域中形成新的接触表面。这个新的接触表面具有至少一个表面区域，在这个表面区域中第一材料被第二材料代替。因此，与现有技术的接触元件相比，在电接触元件的接触区域中第一材料至少部分被第二材料代替，增加了接触表面区域，该接触表面区域由比第一材料具有更高导电性的材料制成。有利的是，在涂层去除的情况下，与现有技术的电接触元件相比，实现了电接触元件的接触区域中的接触电阻的改善。

有利的实施例和进一步的改进由进一步的从属权利要求以及参考附图的描述可得。

应当理解，在不脱离本发明范围的情况下，上述特征和下面将要解释的特征不仅可以用于各种提供的组合中，还可以用于其他组合中或单独考虑。

在本发明的第一种表达中，第二材料为涂层材料。在这种情况下，由磨损新形成的接触表面不仅包括具有涂层材料的涂层薄边缘表面区域，还包括具有涂层材料的基体的表面区域。因此，通过去除而新形成的接触表面比其他含第一材料(即基体的基料)的接触区域去除后而新形成的剩余表面区域具有更低的接触电阻。

在本发明的第二种表达中，第二材料为不同于涂层材料的材料。由于这种不同于涂层材料的材料也具有比第一材料更高的导电性，所以由磨损而新形成的接触表面包含具有较低接触电阻的表面区域。这些表面区域由含涂层材料的涂层薄边缘表面区域和具有不同于涂层材料的第二材料的基体内的表面区域组成。具有第一材料的基体内的表面区域具有更高的接触电阻。

与本发明的第一表达相比，本发明的第二种表达使用与涂层材料相比具有更高导电性的第二材料。以这种方式，通过去除而新形成的接触表面的接触电阻可以与相关的非磨损接触表面的接触电阻调整适应，或者至少可以实现尽可能最小的损耗。

本发明的第一种表达和本发明的第二种表达都优选允许实现通过去除而新形成的含第二材料和涂层材料的接触表面，这些总表面区域与通过磨损而新形成的接触表面内的涂层表面区域相比面积增加了。因此，与现有技术的电接触元件相比，通过去除而新形成的本发明的接触元件的总接触区域具有更大的表面区域和更低的接触电阻。

根据本发明的接触元件的第一实施例，单个接触区域内基体的至少一个区域通过盲孔或通孔的方式实现，其中，第一材料至少部分地被比第一材料具有更高导电性的第二材料代替。

在此处及下文中，通孔被理解为孔，该孔在接触元件的接触区域内从接触元件的一个外表面延伸到相对的另一外表面。

在此处及下文中，盲孔被理解为指孔，该孔在接触元件的接触区域内从接触元件的外表面延伸到接触元件内部的区域，即接触元件的基体中，并在此处结束。

在这两种情况下，即本发明实施例中的通孔和盲孔，可以是具有圆形横截面轮廓的孔，可称之为圆孔或者是具有长横截面轮廓的孔，可称之为长孔。除此之外，另外横截面轮廓的孔，例如正方形或矩形横截面轮廓也在本发明保护范围内。

在第一实施例的第一子变型中，孔全部填充第二材料。在第一实施例的第二子变型中，孔仅部分填充第二材料，特别地，孔的内壁涂覆有第二材料。第一子变型与第二子变型相比，通过去除而新形成的电接触元件的接触区域中的接触表面具有与第二材料相比更大的表面面积份额，因此具有较低的接触电阻。

如下面进一步示出的，在电接触元件的相应接触区域内的至少部分填充有第二材料的孔可以在接触元件内且相对于接触元件的相应接触区域内的原始接触表面具有一定的取向。

在本发明的第二实施例中，在电接触元件的相应接触区域内的基体中的至少一个区域是狭槽，该狭槽穿过涂层延伸到基体中，在该区域中，第一材料至少部分地被比第一材料具有更高导电性的第二材料代替。

在此处即下文中，狭槽指从电接触元件的相应接触区域中的原始接触表面开始的具有特定槽深度和特定槽宽度的凹槽，该凹槽从与原始接触表面相邻的外表面延伸到接触元件的相应相对的另一外表面。

在第二实施例的第一子变型中，单个狭槽完全填充有第二材料。在第二实施例的第二子变型中，单个狭槽仅部分填充有第二材料。特别地，在第二子变型中，仅单个狭槽的内壁涂覆有第二材料。

在本发明的第三实施例中，在电接触元件的相应接触区域内的基体中的至少一个区域，通过将第一材料替代为比第一材料导电性更好的第二材料，以相应的接触区域内的基体中的空腔形式来实现。该空腔填充有第二材料，并且优选地完全被基体的第一材料包围。空腔可以是球形、长方体、椭圆形、立方体或其他形状。或者，位于电接触元件的相应接触区域内的基体中的填充有第二材料的空腔，也可以是任何其他可能的不规则形状。如果在接触元件的相应接触区域中的基体内存在用第二材料填充的多个这样的空腔，则用第二材料填充的这些空腔可以随机地随机无序地设置，或者也可以在特定的顺序结构中(例如，在网格中)布置。

在本发明的第四实施例中，在电接触元件的相应接触区域内的基体中的至少一个区域将第一材料替代为比第一材料导电性更好的第二材料，具有特定层厚度的层，该层根据其在接触元件中的取向至少在整个相应接触区域上延伸。在第四实施例的优选扩展中，单个层根据其在接触元件中的取向在电接触元件的整个范围上延伸。单个层在此处优选全部由第二材料制成。如果存在由第二材料制成的多个层，则这些层彼此平行取向。这种层的优选取向在电接触元件的两个主要延伸方向的平面上。或者，这种由第二材料制成的层也可以垂直于电接触元件的两个主要延伸方向的平面。

如果合适，上述实施例和进一步的扩展可以根据需要彼此结合。本发明进一步可能的改进，扩展和实现方式还包括各个前后实施例中描述的本发明的特征的组合。特别地，本领域技术人员可将各个方面的实施特征，作为对本发明的相应基本形式的改进或添加。

附图说明

下面借助于附图的示意图中所示的实施例详细阐述本发明。

图1是一种根据现有技术的电接触元件的示意图；

图2A是根据本发明的带局部横截面的电接触元件的第一实施例的第一子变型的第一表达示意图；

图2B是根据本发明的带局部横截面的电接触元件的第一实施例的第一子变型的第二表达示意图；

图2C是根据本发明的带局部横截面的电接触元件的第一实施例的第二子变型的第一表达示意图；

图2D是根据本发明的带局部横截面的电接触元件的第一实施例的第二子变型的第二表达示意图；

图2E是根据本发明的带局部横截面的电接触元件的第一实施例的第二子变型的另一第二表达示意图；

图2F是根据本发明的带局部横截面的电接触元件的第一实施例的第一子变型的第三表达示意图；

图2G是根据本发明的带局部横截面的电接触元件的第一实施例的第二子变型的第三表达示意图；

图2H是根据本发明的带局部横截面的电接触元件的第一实施例的第一子变型的第四表达示意图；

图2I是根据本发明的带局部横截面的电接触元件的第一实施例的第二子变型的第四表达示意图；

图2J是根据本发明的带局部横截面的电接触元件的第一实施例的第一子变型的第五表达示意图；

图3A是根据本发明的带局部横截面的电接触元件的第二实施例的第一子变型的示意图；

图3B是根据本发明的带局部横截面的电接触元件的第二实施例的第二子变型的示意图；

图4是根据本发明的带局部横截面的电接触元件的第三实施例的示意图；

图5A是根据本发明的带局部横截面的电接触元件的第四实施例的示意图；以及

图5B是根据本发明的不带端侧涂层的电接触元件的第四实施例的示意图。

附图应该传达对本发明的实施例的进一步理解。示出了单独的表达、子变型和实施例，并结合描述来解释本发明的原理和概念。关于附图，出现了其他实施例和提到的许多优点。附图中的元件不构成比例限制。

在附图中，除非另有说明，否则相同、功能相同且作用相同的元件、特征和部件在每种情况下都具有相同的附图标记。

下面连贯且全面地描述附图。

具体实施方式

首先，下面将通过图1阐明示例性接触元件的原理设计。

电接触元件1优选地具有两个接触区域2₁和2₂。这两个接触区域2₁和2₂各具有接触表面3₁或3₂，接触表面用于与待接触的相关电气或电子元件的接触表面电接触。因此，通过该电接触元件可实现待接触的两个电气或电子元件的接触表面之间的电气连接。不管是电气或电子部件，还是相关的接触表面都没有在图1和所有随后的图中示出。

此外，电接触元件1还可以具有两个以上的接触区域和相关的接触表面，该情形也在本发明保护范围内。以这种方式，两个以上的接触表面可以经由同个接触元件彼此电气连接。或者，以这种方式，接触表面可以通过电接触元件的多个接触区域平行接触。

两个接触区域2₁和2₂通过连接区域4实现机械和电气连接。由于两个通电或电子部件之间的距离会有一定的差别，所以连接区域4优选具有一定的弹性。以此保证经由电接触元件1实现两个电气或电子部件之间的安全电气连接。

如图1所示，连接区域4的弹性由两个弹簧臂4₁和4₂实现。每个弹簧臂4₁和4₂在其一端具有接触区域2₁或2₂，或者在其一端与接触区域2₁或2₂连接。这两个弹簧臂4₁和4₂在其另一端相互连接。

或者，连接区域4也可以为单个弹簧臂(英文：悬臂)，作为弹性扣杆(英文：屈曲梁)。

除了这些具有弹性的弹性接触元件之外，本发明保护范围还覆盖了非弹性接触元件。在这种非弹性接触元件的情况下，各个接触区域通过刚性连接区实现相互连接。为了调整待接触的两个电气或电子部件的接触表面之间的可变距离，可以通过与刚性接触元件连接的额外弹性元件来实现其弹性。弹性部件可以是例如作用在接触元件上的弹簧触针的弹簧或作用在接触元件上的由弹性体制成的部件。

除了图1所示的电接触元件1的实施例之外，本发明还覆盖了具有多个接触区域的弹性或非弹性接触元件的所有技术上有意义的几何形状。所使用的几何形状在很大程度上取决于电接触元件的相应技术应用的机械和电气要求。这种方面的范围从直流或低频应用的电接触延伸到高频应用的高度复杂的电接触，包括同轴插头。

弹性或非弹性接触元件的数量级也可以从例如用于高电流或高电压应用的相对较大的尺寸的应用到用于接触高度集成半导体部件的接触元件的微机械应用。相应地适用于生产相应电接触元件的制造技术是不同的。这些技术从大体积接触元件的加工和铸造技术到微机械接触元件的制造技术，例如，LIGA技术。

由本发明覆盖的所有提及的接触元件优选地由基体和施加到基体上的涂层制成，所述基体例如由在下文中被称为第一材料的金属或陶瓷基料制成。与涂层材料相比具有更高材料硬度的材料(例如，铜铍或弹簧钢)用作第一材料，以实现接触元件一定程度的最小机械稳定性。使用相对较软的材料作为涂层材料，该材料具有良好的导电性，同时具有高耐腐蚀性。为此，优选使用金，但也可使用银、钌或铑。为了实现整个接触元件的低接触电阻、整个表面上的高耐腐蚀性及尽可能简单的施加涂层，优选地，电接触元件的整个基体上覆有涂层。或者，涂层也可以只限于电接触元件的单个区域，优选地，限于电接触元件的各个接触区域。

基于本发明的电接触元件1的这种基本结构，在至少一个接触区域内的至少一个区域中，基体的第一材料至少部分地被比第一材料具有更高导电性的第二材料代替。如上所述，在本发明的第一种表达中，第二材料和涂层材料相同，在本发明的第二种表达中，第二材料不同于涂层材料。

如果接触表面3₁或3₂上的涂层由于多次插拔而在至少一个接触区域2₁和2₂中发生材料去除，则在相应的接触区域2₁和2₂中形成新的接触表面。与现有技术的电接触元件的情况一样，这种新的接触元件不仅具有在其边缘上的涂层材料，该涂层材料属于与新的接触表面相邻的电接触元件的外表面的涂层。更确切不如说，在新接触表面中，基体的至少一个区域穿透到电接触元件的外表面，其中，第一材料至少部分地被第二材料代替。以这种方式，在本发明的电接触元件的新接触表面中，表面区域增加，与现有技术的电接触元件相比，相对于第一材料(即，基体的基体材料)具有更高的导电性。因此，尽管涂层去除，本发明的电接触元件的在相应的接触区域上的接触电阻比现有技术得到有利地改善。

在根据本发明的接触元件的第一实施例中，基体的第一材料至少部分被第二材料替代的区域中设置通孔或盲孔。

多个通孔在图2A中示出，这些通孔在一个接触区域2₁中从电接触元件1的外表面穿过电接触元件1的基体6(用阴影线示出)延伸到电接触元件1的相对另一外表面，从而在相应的外表面区域中穿透涂层7(用非阴影线示出)。

优选地，在相应的接触区域2₁或2₂中各设置多个通孔5。选择各个通孔5的设置和距离，使得一方面，在相应的接触区域2₁或2₂中，有足够的第一材料用于保证电接触元件1的机械稳定性，另一方面，有足够多的第二材料用于在材料去除的情况下改善新接触表面上的接触电阻。

然而，可替换地，单个通孔5穿过基体6也是可能的，该通孔优选地设置在相应的接触表面3₁或3₂的中心，这也在本发明的保护范围内。

图2A所示的根据本发明的电接触元件1的第一实施例的第一子变型中，在每种情况下，通过各个通孔5的内壁都涂有第二材料，实现基体6的第一材料在各个通孔5中仅部分地由第二材料代替。如果涂层材料用作第二材料，则在这种情况下，仅通过涂覆工艺将涂层材料插入各个通孔5。这构成了生产术语中最简单的实现变体。

图2A展示了本发明的电接触元件1的第一实施例的子变型，其中，基体6的第一材料在各个通孔5中仅部分地被第二材料替换，本发明的电接触元件1的两个外表面上的涂层7的区域没有填充涂层材料，其中，所述区域与无第二材料的通孔5的区域连接。

为了在去除原始接触表面3₁或3₂之后在新的接触表面上实现较低的接触电阻，在图2C的本发明的电接触元件的第一实施例的第二子变型中，各个通孔5都完全填充有第二材料。这种接触元件5的实现要昂贵得多。如果必须生产微机械接触元件，则为实现该目的需提供相关制造技术，例如，光刻-电镀-模制(LIGA)技术。

优选地，在两个子变型中，各个通孔5相互以特定布置方式布置，即，以特定的网格布置。在这方面，各个通孔5优选地在各个平面之间相互偏移地设置，这些平面平行于各个接触区域2₁或2₂中的接触表面3₁和3₂延伸。因此，确保在电接触元件1的整个使用寿命期间，即在接触区域磨损的每个阶段，在相应接触区域中新形成的接触表面总是包含由第一材料制成的总接触表面面积与由第二材料和涂层材料制成的总接触表面面积之间大致相同的比率。因此，在每种情况下，在通过去除而新形成的接触区域内的所有接触表面上，接触电阻保持大致恒定。

由于在第二子变型中在新形成的接触区域上，具有第二材料的总接触表面面积和具有第一材料的总接触表面面积之间的比率高于第一子变型中的比率，所以在第二子变型中，用于实现同样大小的接触电阻的各个通孔5之间的距离可以选择比第一子变型中更大的距离值。因此，与第一子变型相比，在第二子变型中相应地具有更少的通孔5。

然而，除了各个通孔5在相应接触区域2₁或2₂内的有规则地设置之外，各个通孔5的无规则的(即随机)设置也是可能的，且都在本发明的保护范围内。各个通孔5随机设置的方式还保证了在通过去除而新形成的接触区域的每个接触表面中，由第一材料制成的总接触表面面积和由第二材料或涂层材料制成的总接触表面面积之间的比率大致恒定。因此，在电接触元件的整个使用寿命期间，也实现了接触区域的接触表面的接触电阻大致恒定。

此外，如图所示，各个通孔5不必相互平行设置，而是也可以在一定程度上彼此以特定角度取向设置。

除了图2A和2C所示的具有圆形横截面轮廓的通孔5之外，另外通孔5也可以是长孔横截面轮廓，如本发明的电接触元件1的第一实施例的第一子变型在图2B中以及第一实施例的第二子变型在图2D中所描绘的那样。如图2B和2D所示，如果各个平行设置的长孔轮廓的通孔5在较长轮廓延伸方向上相互偏移设置，则新形成的接触表面在电接触元件的整个使用寿命期间，由第一材料制成的总接触表面面积和由第二材料和涂层材料制成的总接触表面面积之间，能有利地得到一个恒定的比率。因此，各接触区域新形成的接触表面的接触电阻在电接触元件的使用寿命期间保持恒定。

通孔5除了具有圆形横截面轮廓或长孔横截面轮廓之外，其他横截面轮廓(例如，方形、矩形、椭圆形或其他横截面轮廓)也是可能的，并且都在本发明保护范围内。

除了优选地使用通孔5之外，盲孔8也是可能的，并且都在本发明保护范围内。根据图2E，在这里，在接触区域2₁或2₂内的基体6中的盲孔从基体6的外表面延伸到基体内部，并终止于基体内部，该外表面垂直于电接触元件1的与相应接触表面3₁或3₂相邻的外表面。为了本发明的电接触元件1磨损的情况下，实现新形成的接触表面上由第一材料制成的总接触表面面积和由第二材料和涂层材料制成的总接触表面面积的尽可能均匀的分布，如图2E所示，分别在相应的接触表面或平行平面上，从电接触元件1的两个相对外表面中的一个引入盲孔到基体6中。

如果存在盲孔8，其等同于图2A和2B的通孔5，仅部分填充有第二材料，则本发明的电接触元件1的外表面上的涂层7的区域不填充涂层材料，该区域连接到没有第二材料的盲孔8的区域。

从图2F和2G可知，各个接触区域2₁内的基体6中的通孔5，大致平行于相应的接触表面3₁延伸。这些通孔5相对于图2A至2D所示的通孔5在基体6的两个相对的外表面之间延伸，这两个外表面都垂直于接触表面3₁取向。

由于电接触元件1的这两个相对的外表面的宽度相对于根据图2A至2D的通孔5穿过的两个其他外表面的宽度显著较小，在这种情况下，平行于接触表面3₁的每个平面中的通孔5的数量明显减少，并且优选地限制为每个平面一个通孔5。

在图2F中所示的通孔5中只有内壁涂覆有第二材料，而从图2G中所示的通孔5可知，基体6的第一材料完全被第二材料代替。

最后，从图2H和2I中可以看到通孔5，通孔5垂直于接触区域2₁的接触表面3₁方向延伸，从与本发明的电接触元件1的接触表面3₁平行的基体6的外表面延伸到基体6的相对的外表面。

图2H展示了根据本发明的电接触元件1的第一实施例的第一子变型的通孔5，其中，仅单个通孔5的内壁涂覆有第二材料。等同于图2A和2B的仅部分填充有第二材料的通孔5，在图2H的通孔5的情况下，本发明的电接触元件1的两个外表面上的涂层7的区域也没有填充有涂层材料，所述区域都连接到没有第二材料的相应通孔5的区域。

另一方面，从图2I根据本发明的电接触元件1的第一实施例的第二子变型的通孔5可知，其中基体6的第一材料完全被第二材料代替。

图2H和2I的通孔的技术优点在于，由于在接触区域2₁中各个通孔5的连续路线，在本发明的电接触元件1的整个使用寿命期间，由第一材料制成的总接触表面积与新形成的接触表面中由第二材料和涂层材料制成的总接触表面积之间的比率及由此接触区域2₁中的接触电阻总是保持恒定。通过选择接触区域2₁中各个通孔5的设置和数量，使得一方面，在本发明的电接触元件1的整个使用寿命期间，确保足够的接触电阻，另一方面，在接触区域21中确保根据本发明的电接触元件1的足够的机械稳定性。

在图2J中，描绘了盲孔8，每个盲孔8从基体6的外表面延伸，盲孔平行于接触区域2₁的接触表面3₁并延伸到基体6中，并在基体6中的特定深度处终止。本发明的电接触元件1的外表面上的涂层7区域没有填充涂层材料，该区域为分别连接到没有第二材料的各个盲孔8的区域。

通过确定各个盲孔8的深度尺寸，使得尽管在根据本发明的电接触元件1的整个使用寿命期间都存在材料去除，但是相应新形成的接触表面仍包含具有各个盲孔8中存在的第二材料的表面区域。

在本发明的接触元件1的第二实施例中，在每个接触区域中从相关联的接触表面开始，设置至少一个狭槽9，每个狭槽9延伸到基体6中。优选地，多个平行狭槽9设置有特定的狭槽宽度、特定的狭槽深度和本发明的接触元件的外表面的一定的纵向延伸，其与相应接触区域21和22的接触表面31或32相邻，延伸到另一外表面。

在根据图3A的第二实施例的第一子变型中，各个狭槽仅部分填充有第二材料。特别地，各个狭槽9的内壁涂覆有第二材料。在根据图3B的第二实施例的第二子变型中，各个狭槽9完全填充有第二材料。

各个狭槽9的狭槽深度必须也确定尺寸，使得在本发明的电接触元件1的整个使用寿命中，通过去除而新形成的接触表面总是包含由第二材料制成的接触表面区域。

通过确定各个狭槽9的狭槽宽度、平行狭槽9的数量以及(在第二实施例的第一子变型中)各个狭槽9内的第二材料的涂层厚度必须确定尺寸，使得在本发明的接触元件1材料去除的情况下，新形成的接触表面具有由第一材料制成的总接触表面面积与由第二材料和涂层材料制成的总接触表面面积的比率，这确保了相应接触区域中足够小的接触电阻。

至少一个狭槽9都可以具有纵向方向，如图3A和3B所示，该纵向方向在本发明的电接触元件1的两个相对的外表面之间延伸，这两个外表面与接触表面2₁相邻，并且彼此之间具有较小的距离。或者，与图2F和2G中的通孔5的通道等同的至少一个狭槽9也可以在本发明的接触元件1的两个相对的外表面之间延伸，这两个外表面与接触表面2₁相邻，并且彼此具有更大的距离。

在图4的本发明的电接触元件1的第三实施例中，相应接触区域2₁或2₂之间的至少一个区域(每个区域内基体6的第一材料被第二材料代替)都是仅位于基体6内的空腔10，该空腔10填充有第二材料。优选地，在相应的接触区域2₁或2₂内设置多个空腔10，空腔10可以规则设置(例如，特定网格)或非规则设置(即，随机分布)存在。

各个空腔10可以具有规则的几何形状，例如，球体、立方体、长方体、椭球体、或任何其他非规则几何形状。各个空腔10的尺寸(例如，球形空腔的直径)优选地是相同的或者在相同的数量级上。或者，各个空腔10也可以具有不同的尺寸，并且呈现不同的几何形状。

通常，通过选择各个空腔10的数量、设置、几何形状和尺寸，使得在本发明的电接触元件1在整个使用寿命期间，通过去除而新形成的相应接触区域的表面接触区域具有由第一材料制成的总接触表面积与由第二材料和涂层材料制成的总接触表面积的比率，这确保了在相应接触区域中大致恒定的接触电阻。

在本发明的电接触元件1的第四实施例中，在相应接触区域2₁和2₂内的基体6中的至少一个区域是层11，层11是垂直于相应接触区域2₁和2₂的接触表面3₁或3₂，其中，该接触区域中的第一材料被具有比第一材料更高的导电性的第二材料代替。优选地，在本发明的电接触元件1内设置平行延伸的多个层11。然而，如图5A所示，本发明的电接触元件1内的单个层11也是可能的，并且在本发明保护范围内。

至少一层11只能在本发明的电接触元件1的相应接触区域2₁或2₂内。优选地，如图5B所示，至少一层11在本发明的整个电接触元件1上延伸。在这里，为了以简化的方式画出层11的路线，涂层7没有在窄的外围端面上画出。如图5B所示，本发明的电接触元件1的基体6由第一材料制成的多个层6₁和6₂得到，多个层平行于由第二材料制成的至少一层11延伸。

如果存在微机械接触元件，则由第一材料或第二材料制成的各个层可以通过合适的制造技术来制造，例如，通过第一和第二材料的交替电镀沉积。如果存在更大程度的电接触元件，则各个层将通过常规的机械加工或铸造技术生产，然后用合适的连接技术彼此连接，例如，通过卡扣连接、销接、焊接、粘合、螺钉连接。

在本发明的电接触元件1的第四实施例的进一步表现方式中，由第二材料制成的各个平行层11和由第一材料制成的设置在其间的层6₁、6₂、…必须也设置在一个方向，该方向一方面垂直于相应接触区域2₁或2₂的相应接触表面3₁和3₂，另一方面垂直于由第二材料制成的层11和由第一材料制成的层6₁和6₂的方向。在这种情况下，由第二材料制成的层和由第一材料制成的层6₁和6₂的层序列仅局限于本发明的接触元件1的相应接触区域2₁或2₂。

通过选择由第二材料制成的各个层11的厚度相对于由第一材料制成的各个层6₁、6₂、…的厚度，使得在每种情况下，在相应的接触区域2₁或2₂中存在足够小的接触电阻。优选地，出于生产原因，由第二材料制成的各个层11的厚度必须设计成相同。除上述的方案之外，由第二材料制成的各个层11的不同厚度也是可能的，并且在本发明保护范围内。特别地，在本发明的电接触元件1的涂层7附近由第二材料制成的层11的厚度必须被设计成大于在本发明的电接触元件1的中心由第二材料制成的层11的厚度。

尽管上面通过优选实施例充分描述了本发明，但是本发明不限于此，而是可以以多种方式修改。

Claims (11)

1.一种电接触元件(1)，包含：

多个接触区域(2₁、2₂)，每个接触区域具有接触表面(3₁、3₂)；

由第一材料制成的基体(6)和施加到所述基体(6)上的由涂层材料制成的涂层(7)；

其中，在至少一个接触区域(2₁、2₂)内的所述基体(6)的至少一个区域中，去除了所述第一材料并且至少部分地用第二材料代替；

其中，所述涂层材料和所述第二材料具有比所述第一材料更高的导电性。

2.根据权利要求1所述的电接触元件(1)，其中，所述涂层材料和所述第二材料具有比所述第一材料低的硬度。

3.根据权利要求1或2所述的电接触元件(1)，其中，所述第二材料为所述涂层材料。

4.根据权利要求1或2所述的电接触元件(1)，其中，所述第二材料为不同于所述涂层材料的材料。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的电接触元件(1)，其中，通过去除属于相应接触区域(2₁、2₂)的接触表面(3₁、3₂)而新形成的接触表面包含由所述第二材料和所述涂层材料制成的接触表面区域，所述接触表面区域与新形成接触表面的属于涂层的总接触表面区域相比增大。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的电接触元件(1)，其中，所述至少一个区域为位于所述基体(6)中的盲孔(8)或通孔(5)。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的电接触元件(1)，其中，所述至少一个区域为从各个接触区域(2₁、2₂)的接触表面(3₁、3₂)延伸到所述基体(6)中的狭槽(9)。

8.根据权利要求6或7所述的电接触元件(1)，其中，所述通孔(5)或所述盲孔(8)或所述狭槽(9)都完全填充有第二材料。

9.根据权利要求6或7的电接触元件(1)，其中，所述通孔(5)或所述盲孔(8)或所述狭槽(9)都涂覆有第二材料。

10.根据权利要求1至5中任一项所述的电接触元件(1)，其中，所述至少一个区域为在所述基体(6)中延伸的层(11)。

11.根据权利要求1至5中任一项所述的电接触元件(1)，其中，所述至少一个区域为位于所述基体(6)中的空腔(10)，所述空腔填充有所述第二材料。