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Die Erfindung betrifft ein Kontaktelement. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Kontaktelement zur Herstellung einer elektrisch leitfähigen Verbindung mit einem Gegenkontakt, beispielsweise im Rahmen einer Steckverbindung zwischen einem Stecker und einer Buchse.
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An Bord eines Kraftfahrzeugs wird eine Vielzahl unterschiedlicher Steckverbinder verwendet, um eine lösbare oder unlösbare elektrische Verbindung zwischen Komponenten bereitzustellen. Innerhalb des Steckers und der Buchse befindet sich jeweils ein Kontaktpartner, wobei die Kontaktpartner aneinander in Anlage gebracht werden, wenn der Stecker in die Buchse eingeführt wird. Eine hochwertige elektrische Verbindung zwischen dem Stecker und der Buchse ist für die Funktion elektrischer Komponenten an Bord des Kraftfahrzeugs von größter Bedeutung.
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Um die elektrische Verbindung gegen Korrosion zu schützen und für einen niedrigen Kontaktwiderstand zu sorgen, kann die Oberfläche eines oder beider Kontaktpartner vergütet werden. Dazu kann eine dünne Schicht eines Edelmetalls, beispielsweise Gold, im Kontaktierungsbereich aufgebracht werden. Um die Materialkosten für die Veredelung niedrig zu halten, ist man bemüht, möglichst nur diejenigen Bereiche der Kontaktpartner zu beschichten, die bei erfolgter Verbindung tatsächlich am jeweils anderen Kontaktpartner anliegen.
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EP 0419069 A2 zeigt ein System zur laserunterstützten Abgrenzung einer Oberflächenbeschichtung. Mittels eines Hologramms wird ein Laserstrahl auf eine zu beschichtenden Oberfläche aufgefächert, um selektiv Teile auf der Oberfläche abzutragen.
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JP 2008 210650 A betrifft ein Verfahren zur Beschichtung einer Kupferfläche mit Gold, wobei das Gold aus einer sogenannten Tinte mithilfe eines Lasers auf der Kupferfläche abgeschieden wird.
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JP 2010 043346 A betrifft ein weiteres Verfahren zum Ausbilden einer Goldschicht aus einer Goldlösung mittels eines Lasers.
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US 4349 583 zeigt ein maskenloses Verfahren zur gleichzeitigen Beschichtung und Ätzung eines Musters auf einer Oberfläche.
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US 2009 0081386 A1 zeigt ein System und ein Verfahren zum Aufglühen einer Beschichtung auf einer Oberfläche.
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Mit den genannten Möglichkeiten kann eine Beschichtung in einem exakt definierten Bereich auf einer Oberfläche aufgebracht werden. Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Kontaktelement mit einer Kontaktschicht anzugeben, deren Ausmaß noch weiter als bisher bekannt verringert wird. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Angabe eines Verfahrens zur Herstellung einer elektrisch leitfähigen Verbindung zwischen einem solchen Kontaktelement und einem Gegenkontakt.
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Die Erfindung löst diese Aufgaben mittels der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.
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Ein erfindungsgemäßes Kontaktelement zur Herstellung einer elektrisch leitfähigen Verbindung mit einem Gegenkontakt weist eine Leitschicht und, zur Anlage am Gegenkontakt, eine Kontaktschicht an der Oberfläche der Leitschicht auf, wobei die Kontaktschicht auf der Leitschicht strukturiert ausgebildet ist.
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Die strukturierte Leitschicht kann so insgesamt weniger Material erfordern als eine unstrukturierte Schicht. Die Materialkosten für das Kontaktelement können so verringert sein.
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Die elektrische Qualität des Kontaktelements und seiner Resistenz gegen Korrosion können durch die Strukturierung nur wenig oder gar nicht beeinträchtigt sein.
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Die Kontaktschicht kann in Abschnitte unterteilt sein, die voneinander beabstandet sind. Die Struktur der Kontaktschicht kann alternativ durch Aufbringen der einzelnen Abschnitte oder durch Aufbringen einer geschlossenen Oberfläche und anschließendes Entfernen von Gräben zwischen den Abschnitten bewirkt werden. Dadurch kann die Struktur einfach mittels unterschiedlicher bekannter Verfahren aufgebracht werden.
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Bevorzugterweise umfasst die Kontaktschicht ein edleres Material als die Leitschicht. Leitschicht und Kontaktschicht können jeweils Metalle oder Legierungen umfassen, wobei das vorherrschende Metall der Kontaktschicht in chemischem Sinne edler als das vorherrschende Metall der Kontaktschicht sein kann. Insbesondere kann die Kontaktschicht Gold oder eine Goldlegierung umfassen. Die guten Kontakteigenschaften, die leichte Verformbarkeit und die hohe Korrosionsbeständigkeit von Gold können für die Veredelung des Kontaktelements vorteilhaft verwendet werden.
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Benachbarte Abschnitte der Kontaktschicht können bezüglich eines zwischen ihnen liegenden Zwischenraums erhaben sein. Fremdkörper und Schmutzpartikel, die einen Kontakt zwischen der Kontaktschicht und dem Gegenkontakt verschlechtern können, können in dem Zwischenraum aufgenommen werden. Das Kontaktelement kann so eine gewisse Fähigkeit zur Selbstreinigung aufweisen. Insbesondere bei einem häufig zu öffnenden und zu schließenden Kontakt kann der Zwischenraum eine dauerhaft gute Kontaktfähigkeit des Kontaktelements unterstützen.
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Das Kontaktelement kann dazu eingerichtet sein, zum Herstellen der elektrisch leitfähigen Verbindung am Gegenkontakt entlang geschoben zu werden, wobei Abschnitte der Kontaktschicht einen vorbestimmten Winkel mit der Bewegungsrichtung einschließen. Die Abschnitte können hierbei beispielsweise streifen- oder stabförmig ausgebildet sein, wobei eine Anzahl Abschnitte den gleichen Winkel mit der Bewegungseinrichtung einschließen kann. Schmutzpartikel und Fremdkörper, die zwischen dem Gegenkontakt und dem Kontaktelement zu finden sein können, können an Flanken der Abschnitte zur Seite bewegt werden, während die elektrisch leitfähige Verbindung hergestellt oder geöffnet wird. Der Selbstreinigungseffekt der Kontaktfläche kann so verstärkt sein.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform beträgt der Winkel ca. 90°. Dabei kann der Selbstreinigungseffekt weniger stark ausgeprägt sein, jedoch kann die Kontaktschicht eine insgesamt kleinere Oberfläche aufweisen, so dass die Materialkosteneinsparungen für die Kontaktschicht weiter verbessert sein können.
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In einer weiteren Ausführungsform schließen erste Abschnitte einen positiven Winkel und zweite Abschnitte einen negativen Winkel mit der Bewegungsrichtung ein, so dass die ersten und zweiten Abschnitte einander gegenseitig überkreuzen. Die Abschnitte können so ein Waffel- oder Kreuzmuster ergeben. Dadurch kann ein guter Kompromiss zwischen der Selbstreinigungsfähigkeit und der Materialeinsparung der Kontaktschicht verwirklicht sein.
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In einer weiteren Ausführungsform ist die Kontaktschicht zum Eingreifen in eine korrespondierend strukturierte Kontaktschicht des Gegenkontakts eingerichtet. Diese Ausführungsform bietet sich an, wenn das Kontaktelement und der Gegenkontakt ausreichend genau aneinander positioniert werden können. Durch das Eingreifen der Strukturen kann eine wirksame Kontaktoberfläche entscheidend vergrößert sein. Dabei müssen die Abschnitte nicht massiv sein, vielmehr kann die vertikale Form der Abschnitte beispielsweise auf der strukturierten Leitschicht ausgebildet sein, während die Kontaktschicht eine einheitliche Dicke aufweist.
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In einer weiteren Ausführungsform sind Abschnitte der Kontaktschichten in vertikaler Richtung sphärisch gekrümmt und dazu eingerichtet, seitlich an korrespondierenden sphärisch gekrümmten Abschnitten des Gegenkontakts anzuliegen. Durch die sphärische Ausbildung können sich die Abschnitte gegenseitig jeweils in eine stabile Position drücken. Eine mechanische und elektrische Belastbarkeit der Verbindung kann dadurch vergrößert sein. Insbesondere kann eine Vibrationsfestigkeit der Verbindung zwischen dem Kontaktelement und dem Gegenkontakt verbessert sein.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen einer elektrisch leitfähigen Verbindung zwischen dem beschriebenen Kontaktelement und einem Gegenkontakt umfasst Schritte des Anlegens des Gegenkontakts an das Kontaktelement und des metallurgischen Verbindens des Gegenkontakts mit dem Kontaktelement mittels eines elektrischen Stromimpulses zwischen dem Gegenkontakt und dem Kontaktelement.
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Da die Oberfläche der Kontaktschicht, die an dem Gegenkontakt anliegt, im Vergleich zu einer unstrukturierten Oberfläche kleiner sein kann, kann sich ein vergrößerter Kontaktwiderstand ergeben, der durch den Stromfluss erhitzt wird. Die sich durch die Wärme ausbildende metallurgische Verbindung kann den Übergangswiderstand zwischen dem Kontaktelement und dem Gegenkontakt verringern und gegen Korrosion und Vibration unempfindlich machen. Bevorzugterweise wird das metallurgische Verbinden mittels eines Stromimpulses durchgeführt, der stärker ist als ein dauerhaft zulässiger Strom über die Verbindung zwischen dem Gegenkontakt und dem Kontaktelement. Die beiden Kontaktpartner können durch dieses Verfahren miteinander verschweißt werden, wobei ein Öffnen der Verbindung nicht vorgesehen ist.
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In einer Ausführungsform legiert der Strom die Kontaktpartner zumindest partiell miteinander, so dass die Legierung härter als das Ausgangsmaterial der Kontaktschicht und des Gegenkontakts ist. Die Erhöhung der Härte kann insbesondere durch Bildung von Mischkristallen beim Abkühlen der erhitzten Kontaktpartner erfolgen.
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In einer anderen Ausführungsform kann im Bereich von Abschnitten der Kontaktschicht ein Lot angebracht sein, um unter der Wärmeeinwirkung des Stromimpulses statt der Schweißverbindung eine Lötverbindung zwischen dem Kontaktelement und dem Gegenkontakt herzustellen. Die Lötverbindung kann unter moderatem Wärmeeinfluss auch wieder lösbar sein. Dadurch ist es nicht nötig, das Kontaktelement oder den Gegenkontakt zu zerstören, um die beiden wieder voneinander zu trennen.
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Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Figuren genauer beschrieben, in denen:
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1 eine elektrische Verbindung zwischen einem Kontaktelement und einem Gegenkontakt;
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2 zwei Ausführungsformen des Kontaktelements von 1 in der Draufsicht;
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3 drei weitere Ausführungsformen des Kontaktelements von 1 in der Draufsicht;
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4 noch eine weitere Ausführungsform des Kontaktelements von 1 in einer seitlichen Schnittansicht, und
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5 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen dem Kontaktelement einer der 1 bis 4 und einem Gegenkontakt
darstellt.
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1 zeigt eine elektrische Verbindung 100 zwischen einem Kontaktelement 105 und einem Gegenkontakt 110. Das Kontaktelement 105 umfasst eine Leitschicht 115 und eine Kontaktschicht 120 zur Anlage am Gegenkontakt 110. Das Kontaktelement 105 und der Gegenkontakt 110 werden im Folgenden jeweils auch als Kontaktpartner bezeichnet.
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In der dargestellten Ausführungsform ist das Kontaktelement 105 flach und der Gegenkontakt 110 umfasst ein federartiges Element, das auf die Oberfläche des Kontaktelements 105 bzw. der Kontaktschicht 120 aufgedrückt wird. Die Ausführungsform von 1 ist stellvertretend für eine beliebige Art von Kontaktbildung zu verstehen, insbesondere innerhalb eines Stecker-Buchsen-Systems. Es können insbesondere solche Stecker bzw. Buchsen verwendet werden, die zum Einsatz an Bord eines Kraftfahrzeugs eingerichtet sind. Innerhalb dieser Stecker bzw. Buchsen finden sich üblicherweise Kontaktmesser, Kontaktstifte oder Kontaktzungen, die einen elektrischen Kontakt mit korrespondierenden Buchsen, Rohren, Federn oder Klemmen herstellen. Diese Elemente sind in der Darstellung von 1 durch das Kontaktelement 105 und den Gegenkontakt 110 repräsentiert. In jedem Fall ist in einem Bereich, in dem der mechanische Kontakt zwischen dem Gegenkontakt 110 und dem Kontaktelement 105 erfolgt, eine Kontaktschicht 120 vorgesehen.
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Die Kontaktschicht 120 ist auf die Leitschicht 115 aufgebracht, die ihrerseits üblicherweise aus einem preiswerten und gut leitfähigen Metall wie Kupfer besteht. Die Kontaktschicht 120 ist hingegen aus einem edleren Metall als die Leitschicht 115 gebildet. Die Kontaktschicht 120 weist eine erhöhte Leitfähigkeit und vorzugsweise eine hohe Korrosionsbeständigkeit auf. Die Kontaktschicht 120 kann insbesondere aus Gold oder einer Goldlegierung bestehen. In der dargestellten Ausführungsform ist die Kontaktschicht 120 auf der Leitschicht 115 angebracht; in anderen Ausführungsformen kann die Kontaktschicht 120 jedoch auch am Gegenkontakt 110 angebracht sein oder es können zwei Kontaktschichten 120 vorgesehen sein, von denen die eine an der Leitschicht 115 und die andere am Gegenkontakt 110 angebracht ist. Die Leitschicht 120 kann beispielsweise mittels Elektrolyse, durch Aufdampfen, Sputtern oder eines anderen bekannten Beschichtungsprozesses aufgebracht sein.
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2 zeigt zwei Ausführungsformen des Kontaktelements 105 von 1 in der Draufsicht, wobei der Gegenkontakt 110 nicht dargestellt ist. In der vorliegenden Ausführungsform wird davon ausgegangen, dass der Gegenkontakt 110 und das Kontaktelement 105 während des Herstellens der elektrischen Verbindung 100 aneinander entlang bewegt werden, um in eine Position zu gelangen, in der sie aneinander anliegen. Eine Bewegungsrichtung 205 zeigt eine relative Bewegung des Gegenkontakts 110 bezüglich der dargestellten Kontaktelemente 105 an. Am Ende dieser Bewegung besteht üblicherweise eine senkrecht zu Oberflächen der Kontaktpartner wirkende Kraft, die sie aneinander hält.
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Beispielhaft wird ferner davon ausgegangen, dass ein erster Bereich 210 und ein zweiter Bereich 215 auf der Oberfläche der Leitschicht 115 vorgesehen sind, auf denen jeweils ein Gegenkontakt 110 zu liegen kommt, um den elektrischen Kontakt zum Kontaktelement 105 herzustellen. In anderen Ausführungsformen können auch mehr oder weniger Bereiche 210, 215 verwendet werden, um den elektrischen Kontakt herzustellen.
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Die Leitschicht 115, die in den Bereichen 210 und 215 vorgesehen ist, weist eine Struktur auf. Bei der links dargestellten Ausführungsform ist die Struktur grafisch ausschnittsweise vergrößert. In dieser Ausführungsform umfasst die Struktur eine Anzahl kreisförmiger Abschnitte 220, die regelmäßig angeordnet und dicht gepackt sind. In der rechts dargestellten Ausführungsform sind die Abschnitte 220 in jedem Bereich 210, 215 deutlich größer und jeweils entlang zweier paralleler Spuren angeordnet, die parallel zur Bewegungsrichtung 205 verlaufen. Dabei überlappen sich Abschnitte 220 der unterschiedlichen Spuren in einer Richtung senkrecht zur Bewegungsrichtung 205.
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In weiteren Ausführungsformen kann die Kontaktschicht 120 auch auf andere Weise strukturiert sein. Insbesondere können die Abschnitte 220 auch dreieckig, quadratisch oder rechteckig sein oder die Form eines regelmäßigen oder unregelmäßigen Polyeders einnehmen. Außerdem können die Abschnitte 220 regelmäßig oder unregelmäßig zueinander ausgerichtet sein.
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3 zeigt drei weitere Ausführungsformen des Kontaktelements 105 von 1, jeweils in der Draufsicht. Hier sind die Abschnitte 220 jeweils strich- bzw. stabförmig ausgeprägt, wobei zwischen benachbarten Abschnitten 220 jeweils ein Zwischenraum 305 vorgesehen ist. In jedem Bereich 210, 215 ist jeweils eine Anzahl paralleler Abschnitte 220 vorgesehen, die entlang der Bewegungsrichtung 205 in einer Reihe liegen.
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In der links dargestellten Ausführungsform schließen die Abschnitte 220 mit der Bewegungsrichtung 205 einen Winkel 310 von ca. 90° ein. Dadurch kann der Materialverbrauch zur Erstellung der Kontaktschicht 120 besonders stark vermindert sein.
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In der mittig dargestellten Ausführungsform schließen die Abschnitte 220 des ersten Bereichs 210 einen Winkel 310 mit der Bewegungsrichtung 205 ein, der das entgegengesetzte Vorzeichen zu einem Winkel 310 hat, den die Abschnitte 220 des zweiten Bereichs 215 mit der Bewegungsrichtung 205 einschließen. In der Darstellung von 3 laufen die Abschnitte 220, von oben nach unten betrachtet, auseinander; in anderen Ausführungsformen können die Vorzeichen der Winkel 310 auch jeweils umgekehrt sein, so dass die Abschnitte 220 von unten nach oben betrachtet auseinander laufen.
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In der rechts dargestellten Ausführungsform sind beide Varianten der mittleren Ausführungsform miteinander vereint. In jedem der Bereiche 210, 215 laufen erste Abschnitte 220 von links oben nach rechts unten und zweite Abschnitte 220 von rechts oben nach links unten. Dadurch entsteht ein kreuzförmiges oder waffelartiges Muster der Abschnitte 220 in den Bereichen 210 und 215. Abstände und Längen benachbarter erster bzw. Abschnitte 220 können variiert werden, um eine zweifache, dreifache oder mehrfache Überkreuzung zu erzielen.
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In den in 3 dargestellten Ausführungsformen liegen zwischen benachbarten Abschnitten 220 der Kontaktschicht 120 jeweils Zwischenräume 305, wobei die Abschnitte 220 gegenüber den Zwischenräumen 305 erhaben sein können. Dadurch können Fremdkörper, die die Anlage der Kontaktschicht 120 am Gegenkontakt 110 beeinträchtigen oder verhindern können, beim Verschieben der Kontaktpartner im Rahmen des Herstellens des Kontakts in die Zwischenräume 305 gedrängt werden, wo sie der Kontaktierung nicht im Wege stehen. Die Fremdkörper können etwa Partikel wie Staub oder Kontaktabrieb, Flüssigkeiten wie Wasser oder Fett oder eine Kombination davon umfassen. In den Ausführungsformen, bei denen der Winkel 310 zwischen den Erstreckungsrichtungen der Abschnitte 220 mit der Bewegungsrichtung kleiner als 90° ist, können die Verunreinigungen auch an den Kanten der Abschnitte 220 zur Seite geführt werden, wenn die Kontaktpartner gegeneinander verschoben werden.
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4 zeigt noch eine weitere Ausführungsform des Kontaktelements 105 von 1 in einer seitlichen Schnittansicht. In den Ausführungsformen der 2 und 3 wurde davon ausgegangen wurde, dass der Gegenkontakt 110 in lateraler Richtung am Kontaktelement 105 entlang bewegt wird, bevor er in einer Lage zur Ruhe kommt, in der er die Kontaktschicht 120 in den Bereichen 210 und 215 kontaktiert. In der in 4 dargestellten Ausführungsform ist es stattdessen bevorzugt, eine Annäherung des Gegenkontakts 110 an das Kontaktelement 105 in einer Richtung etwa senkrecht zur Oberfläche zu verwenden. In der dargestellten, bevorzugten Ausführungsform ist der Gegenkontakt 110 wie das Kontaktelement 105 flach ausgebildet und weist eine Kontaktschicht 120 auf, deren Struktur zur Struktur der Kontaktschicht 120 des Kontaktelements 105 korrespondiert.
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Die Annäherung des Gegenkontakts 110 und des Kontaktelements 105 aneinander in vertikaler Richtung ist insbesondere dann gegenüber einer Verschiebung zu bevorzugen, wenn die Kontaktschichten 120 in vertikaler Richtung eine definierte Form aufweisen, die durch eine Reibung während der lateralen Bewegung beschädigt werden könnte. In der Darstellung von 4 liegen die Kontaktschichten 120 jeweils auf sphärisch gekrümmten Abschnitten. Die Krümmung der Abschnitte wird vorzugsweise mittels eines anderen Materials als dem der Kontaktschicht 120 hergestellt, um den Materialverbrauch dieses Materials gering zu halten. Stattdessen können die sphärischen Krümmungen beispielsweise an der Leitschicht 115 ausgebildet sein, während die Kontaktschicht 120 gleichmäßige Dicke aufweist. Es kann auch eine Zwischenschicht zur Bildung der Krümmungen verwendet werden.
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Die sphärisch gekrümmten Abschnitte der Kontaktschichten 120 können so ausgebildet sein, dass die Abschnitte einander seitlich berühren. Die Lage der sphärischen Abschnitte der beiden Kontaktpartner zueinander kann dadurch verbessert definiert sein und eine nutzbare Kontaktoberfläche der beiden Kontaktschichten 120 kann vergrößert sein.
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5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 500 zur Herstellung einer elektrischen Verbindung 100 zwischen dem Kontaktelement 105 einer der 1 bis 4 und einem Gegenkontakt 110. Dabei wird insbesondere vorausgesetzt, dass wenigstens einer der Kontaktpartner im gegenseitigen Anlagebereich eine strukturierte Kontaktschicht 120 trägt, wie sie oben mit Bezug auf die 1 bis 4 genauer beschrieben ist.
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Das Verfahren 500 beginnt in einem der Schritte 505 oder 510. Im Schritt 505 werden die Kontaktpartner 105 und 110 aufeinander aufgeschoben, wie oben mit Bezug auf die 2 und 3 erläutert wurde. Im alternativen Schritt 510 werden die Kontaktpartner 105 und 110 in ungefähr vertikaler Richtung aneinander angelegt, wie oben mit Bezug auf 4 genauer erläutert wurde. Es ist zu beachten, dass die in den 2 bis 4 gezeigten Ausführungsformen grundsätzlich für beide Schritte 505 oder 510 in Betracht kommen.
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In einem Schritt 515 ist die Anlage zwischen dem Kontaktelement 105 und dem Gegenkontakt 110 hergestellt. In einem anschließenden Schritt 520 werden das Kontaktelement 105 und der Gegenkontakt 110 mit Anschlüssen einer Stromquelle verbunden und in einem nachfolgenden Schritt 525 wird ein Stromimpuls durch die Anschlüsse bewirkt. Dabei wird bevorzugt ein Strom verwendet, dessen Stärke oberhalb einer Stromstärke liegt, für die die elektrische Verbindung 100 vorgesehen ist. Ist beispielsweise eine Belastbarkeit der elektrischen Verbindung 100 von einem Ampère (1 A) vorgesehen, so kann der Stromimpuls im Schritt 525 ca. 5 bis 10 A oder mehr betragen. Der Stromimpuls ist so gewählt, dass sich Teile der Kontaktschicht 120 ausreichend erwärmen, um eine metallurgische Verbindung zwischen der Kontaktschicht 120 und dem Gegenkontakt 110 zu bewirken.
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In einer ersten Variante können die erreichten Temperaturen so hoch sein, dass die Kontaktschicht 120 teilweise aufschmilzt und mit dem Gegenkontakt 110 eine Schweißverbindung eingeht. Dabei können Teile des Abschnitts 220 und des Gegenkontakts 110 miteinander verschmelzen und eine Legierung eingehen. Einer der Kontaktpartner kann zur Verbesserung der Legierungseigenschaften ein Metall wie Nickel oder ein Erdalkalimetall wie Beryllium umfassen.
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In einer anderen Ausführungsform kann beispielsweise in einem Zwischenraum 305 zwischen benachbarten Abschnitten 220 der Kontaktschicht 120 ein Lot vorgesehen sein, das durch die Wärme der Kontaktschicht 120 aufschmilzt und eine Lötverbindung mit dem Gegenkontakt 110 bildet. Als Lot wird bevorzugterweise ein Weichlot, insbesondere auf Basis von Zinn, verwendet. Bei dem Lot handelt es sich bevorzugterweise um Weichlot, das bei Temperaturen im Bereich von ca. 180–220° schmilzt. Es kann jedoch auch ein Hartlot verwendet werden, das erst bei wesentlich höheren Temperaturen von ca. 600–800°C schmilzt.
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In einem abschließenden Schritt 530 wird die elektrische Verbindung 100 abgekühlt. Das Abkühlen kann passiv durch Ruhen erfolgen oder aktiv, indem die Verbindung 110 einem Kühlmittel wie einem Luftstrom oder einer Kühlflüssigkeit ausgesetzt wird. Insbesondere bei der erstgenannten Variante des Verschweißens des Kontaktelements 105 mit dem Gegenkontakt 110 sind die Eigenschaften der metallurgischen Verbindung der beiden Kontaktpartner vom Abkühlvorgang abhängig. Beim Abkühlen bilden sich üblicherweise metallische Mischkristalle, die eine größere Härte und Zugfestigkeit, jedoch eine geringere Schmelztemperatur als die beiden Metalle des Kontaktelements 105 und des Gegenkontakts 110 auf aufweisen. Erfolgt der Abkühlvorgang schnell, so können die Mischkristalle spröde sein. Durch ein Kontrollieren des Abkühlvorgangs oder ggf. ein erneutes, weniger starkes Erwärmen kann die Härte der geschweißten Verbindung 100 nachträglich noch reduziert werden.
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Danach ist das Verfahren 500 beendet und die elektrische Verbindung 100 ist dauerhaft hergestellt. Die elektrische Verbindung 100 als Verfahrensprodukt des Verfahrens 500 kann insbesondere temperaturbeständig, vibrationsfest und korrosionsbeständig sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0419069 A2 [0004]
- JP 2008210650 A [0005]
- JP 2010043346 A [0006]
- US 4349583 [0007]
- US 20090081386 A1 [0008]
