DE202015008773U1

DE202015008773U1 - Steckkontakt mit organischer Beschichtung und Leiterplattenanordnung

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Publication number: DE202015008773U1
Application number: DE202015008773.6U
Authority: DE
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2015-12-22
Filing date: 2015-12-22
Publication date: 2016-01-28
Anticipated expiration: 2025-12-23
Also published as: US9865952B2; CN207338683U; US20170179628A1

Abstract

Steckkontakt (1) für die Ausbildung eines Presskontaktes mit einem Gegenkontakt (5, 6), wobei der Steckkontakt (1) aus einem elektrisch leitenden Material gebildet ist, wobei der Steckkontakt (1) einen ersten Kontaktabschnitt (2) zur Ausbildung des Presskontaktes aufweist, wobei der erste Kontaktabschnitt (2) wenigstens stellenweise eine elektrisch leitende organische Beschichtung (8) aufweist, und wobei die organische Beschichtung (8) ein Metall, eine Legierung und/oder ein elektrisch leitfähiges Polymer aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Steckkontakt und eine Leiterplattenanordnung mit einer Leiterplatte und dem Steckkontakt.
Im Stand der Technik sind Steckkontakte bekannt, die mithilfe eines Presskontaktes in einer Leiterplatte befestigt werden. Ein entsprechender Kontakt ist aus WO 2009/141075 A1 bekannt.
Es sind Aufgaben der Erfindung, einen verbesserten Steckkontakt und eine verbesserte Leiterplattenanordnung bereitzustellen.
Diese Aufgaben werden durch einen Steckkontakt und eine Leiterplattenanordnung gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Steckkontakts und der Leiterplattenanordnung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der folgenden Beschreibung und der Zeichnung.
Gemäß einem Aspekt wird ein Steckkontakt für die Ausbildung eines Presskontaktes mit einem Gegenkontakt angegeben. Der Steckkontakt ist insbesondere ein elektrischer Verbindungsstift. Er ist aus einem elektrisch leitenden Material gebildet ist. Darunter fallen vorliegend auch Ausführungsformen, bei denen der Steckkontakt nicht vollständig aus elektrisch leitendem Material besteht; beispielsweise kann er einen nichtleitenden Kern haben und/oder stellenweise elektrisch isolierend beschichtet sein. Der Steckkontakt hat einen ersten Kontaktabschnitt zur Ausbildung des Presskontaktes; insbesondere ist der erste Kontaktabschnitt von einem ersten axialen Endstück des Verbindungsstifts gebildet. Der erste Kontaktabschnitt weist wenigstens stellenweise eine elektrisch leitende organische Beschichtung auf. Die organische Beschichtung enthält ein Metall, eine Legierung und/oder ein elektrisch leitfähiges Polymer. Der Steckkontakt kann beispielsweise verwendet werden, um eine elektrische Kontaktierung einer Leiterplatte vorzunehmen.
Ein Vorteil des vorgeschlagenen Steckkontaktes besteht darin, dass der erste Kontaktabschnitt, der zur Ausbildung eines Presskontaktes vorgesehen ist, zuverlässig gegenüber einer Oxidation geschützt ist und gleichzeitig gute – insbesondere gute elektrische – Eigenschaften für die Ausbildung eines Presskontaktes aufweist.
In einer Ausführungsform ist das Metall bzw. die Legierung in Form von Partikeln in der organischen Beschichtung enthalten. Vorzugsweise sind die Partikel kolloidal in einem organischen Dispersionsmedium verteilt. Auf diese Weise ist der Steckkontakt besonders kostengünstig und/oder einfach herstellbar. Mit einer derartigen Beschichtung ist ein besonders guter elektrischer Presskontakt herstellbar.
Ein elektrisch leitfähige Polymer ermöglicht einen guten Korrosionsschutz und zudem eine ausreichende elektrische Leitfähigkeit. Beispielsweise enthält das elektrisch leitfähige Polymer Polyanilin (PAni), Polythiophen (PTh), Polypyrrol (PPy), Poly(3,4-ethylendioxythiophene) (PEDT), Polythieno-thiophen (PTT), und/oder ein Derivat mindestens eines dieser Materialien oder besteht aus mindestens einem dieser Materialien.
In einer Ausführungsform ist als Metall Zinn in der organischen Beschichtung vorgesehen. Dadurch wird sowohl ein guter Schutz gegenüber Oxidation als auch eine zuverlässige elektrische Kontaktierung mithilfe eines Presskontaktes ermöglicht.
In einer Ausführungsform weist der Steckkontakt einen zweiten Kontaktabschnitt auf, wobei der zweite Kontaktabschnitt zum Verbinden mit einem zweiten Gegenkontakt vorgesehen ist. Insbesondere ist der zweite Kontaktabschnitt von einem zweiten axialen Endstück des Verbindungsstifts an einem dem ersten axialen Endstück gegenüberliegenden axialen Ende des Verbindungsstifts gebildet. Der zweite Kontaktabschnitt weist wenigstens stellenweise eine galvanische Beschichtung auf. Mithilfe der galvanischen Beschichtung kann ebenfalls ein Korrosionsschutz und ein Verschleißschutz des zweiten Kontaktabschnittes erreicht werden. Beispielsweise kann die galvanische Beschichtung Zinn aufweisen. Ein Grundkörper des Steckkontakts kann beispielsweise aus Kupfer bestehen.
In einer weiteren Ausführungsform weist die organische Beschichtung ein Triazol, Imidazol oder Benzimidazol oder ein Derivat eines dieser Materialien auf. Beispielsweise ist die organische Beschichtung aus einer Lösung von Triazol, Imidazol oder Benzimidazol oder deren Derivate hergestellt. Dadurch kann eine einfache und zuverlässige organische Beschichtung des Steckkontaktes erreicht werden. Dieses Material bzw. diese Materialien sind bei einer Ausgestaltung als Dispersionsmedium oder als Bestandteil des Dispersionsmediums, in dem die Partikel vorzugsweise kolloidal verteilt sind, in der organischen Beschichtung enthalten.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Leiterplattenanordnung mit einer Leiterplatte und dem Steckkontakt angegeben. Die Leiterplatte hat ein Kontaktloch. Das Kontaktloch weist eine elektrisch leitende Kontaktschicht auf. In dem Kontaktloch ist der erste Kontaktabschnitt des Steckkontaktes angeordnet und über einen Presssitz elektrisch und mechanisch mit der Kontaktschicht verbunden. Insbesondere ist der erste Kontaktabschnitt in die Kontaktschicht eingepresst. Die Kontaktschicht verläuft insbesondere um den ersten Kontaktabschnitt herum.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Steckkontakts und der Leiterplattenanordnung ergeben sich aus dem folgenden, in Zusammenhang mit der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel.
Die Figur zeigt in einen schematischen Längsschnitt eines Ausschnitts einer Leiterplattenanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Leiterplattenanordnung weist einen Steckkontakt 1 und eine Leiterplatte 6 auf.
Der Steckkontakt 1 ist als Verbindungsstift ausgebildet und in der Figur ungeschnitten dargestellt. Er hat einen ersten Kontaktabschnitt 2 und einen zweiten Kontaktabschnitt 3 an gegenüberliegenden axialen Enden bezüglich einer Längsachse. Im ersten Kontaktabschnitt 2 ist eine Einpresszone 4 vorgesehen. Die Einpresszone 4 kann eine Öffnung aufweisen, z. B. um eine vergleichsweise große elastische Verformbarkeit der Einpresszone 4 in radialer Richtung zu erzielen. Der Steckkontakt 1 in ein Kontaktloch 5 der Leiterplatte 6 eingepresst, so dass eine lotfreie elektrische Verbindung zwischen dem Steckkontakt 1 und der Leiterplatte 6 hergestellt ist. Hierzu ist an einer Innenwand des Kontaktloches 5 eine elektrisch leitende Kontaktschicht 7 ausgebildet. Beim Einpressen des Steckkontaktes 1 in das Kontaktloch 5 wird die Einpresszone 4 verformt und mechanisch mit der Kontaktschicht 7 verbunden. Dadurch wird auch eine elektrische Verbindung zwischen dem Steckkontakt 1 und der Kontaktschicht 7 hergestellt. Zudem kann die Einpresszone 4 Stege aufweisen. Die Stege sind in der Figur nicht dargestellt. Sie verlaufen vorzugsweise in Längsrichtung. Mittels der Stege ist lokal eine besonders starke Verformung der Kontaktschicht 7 erzielbar, wodurch eine besonders gute elektrische und mechanische Verbindung zwischen Steckkontakt 1 und Leiterplatte 6 erreicht werden kann.
Der Steckkontakt 1 weist an dem ersten Kontaktabschnitt 2, der wenigstens die Einpresszone 4 umfasst, wenigstens stellenweise eine Beschichtung 8 auf. Die Beschichtung 8 weist eine elektrisch leitende organische Beschichtung auf oder ist als elektrisch leitende organische Beschichtung 8 ausgebildet. Die organische Beschichtung weist ein Metallauf. Als Metall kann beispielsweise Zinn oder andere Metalle vorgesehen sein. Die organische Beschichtung kann aus einer Lösung von Triazol, Imidazol, Benzimidazol oder deren Derivate hergestellt werden. Weiterhin kann die organische Beschichtung ein elektrisch leitfähiges Polymer aufweisen. Zudem kann die organische Beschichtung Phenylimidazol, Benzimidazol, Aminothiole, Azetate, Polyalkohole und/oder Diketone aufweisen.
Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann ein flüchtiges Schmiermittel im Kontaktloch 5 und/oder an der Einpresszone 4 des Steckkontaktes 1 vor dem Einstecken des Steckkontaktes 1 in die Leiterplatte 6 vorgesehen sein.
Der Steckkontakt weist an dem zweiten Kontaktabschnitt 3 beispielsweise eine galvanische Beschichtung auf. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der zweite Kontaktabschnitt 3 vom ersten Kontaktabschnittes 2 beabstandet an einem von der Leiterplatte 6 abgewandten axialen Ende des Steckkontakts 1 ausgebildet. Der zweite Kontaktabschnitt 3 ist vorgesehen, um beispielsweise einen elektrischen Kontakt zu einem Steuergerät herzustellen.
Im Folgenden werden verschiedene mögliche organische Beschichtungen beschrieben, die für die Beschichtung des ersten Kontaktabschnittes des Steckkontaktes verwendet werden können:
Beispielsweise enthält die Beschichtung mindestens ein elektrisch leitfähiges Polymer wie nachstehend definiert, das vorzugsweise in Form eines Organischen Metalls eingesetzt wird. Kombinationen verschiedener Stoffe aus dieser Stoffklasse können verwendet werden. Unter Polymeren werden z. B. organische Polymere verstanden. Unter elektrisch leitfähigen Polymeren oder leitfähigen Polymeren, die auch ”intrinsisch leitfähige Polymere” genannt werden, werden Stoffe verstanden, die aus niedermolekularen Verbindungen (Monomeren) aufgebaut sind, durch Polymerisation mindestens oligomer sind, also mindestens 3 Monomereinheiten enthalten, die durch chemische Bindung verknüpft sind, im neutralen (nicht leitfähigen) Zustand ein konjugiertes Elektronensystem aufweisen und durch Oxidation, Reduktion oder Protonierung (was oftmals als ”dotieren” bezeichnet wird) in eine ionische Form überführt werden können, die leitfähig ist. Die Leitfähigkeit beträgt mindestens 10^–7 S/cm und liegt üblicherweise unter 10⁵ S/cm. Als Dotierungsmittel werden im Falle der Dotierung durch Oxidation z. B. Jod, Peroxide, Lewis- und Protonensäuren oder im Falle der Dotierung durch Reduktion z. B. Natrium, Kalium, Calcium eingesetzt. Leitfähige Polymere können chemisch außerordentlich unterschiedlich zusammengesetzt sein. Als Monomere haben sich z. B. Acetylen, Benzol, Napthalin, Pyrrol, Anilin, Thiophen, Phenylen-Leitfähige Polymere können chemisch außerordentlich unterschiedlich zusammengesetzt sein. Als Monomere haben sich z. B. Acetylen, Benzol, Napthalin, Pyrrol, Anilin, Thiophen, Phenylensulfid, peri-Naphthalin und andere, sowie deren Derivate, wie Sulfo-Anilin, Ethylendioxythiophen, Thieno-thiophen und andere, sowie deren Alkyl- oder Alkoxy-Derivate oder Derivate mit anderen Seitengruppen, wie Sulfonat-, Phenyl- und andere Seitengruppen, bewährt. Es können auch Kombinationen der oben genannten Monomere als Monomer eingesetzt werden. Dabei werden z. B. Anilin und Phenylensulfid verknüpft und diese A–B-Dimere dann als Monomere eingesetzt. Je nach Zielsetzung können z. B. Pyrrol, Thiophen oder Alkylthiophene, Ethylendioxythiophen, Thieno-thiophen, Anilin, Phenylensulfid und andere miteinander zu A–B-Strukturen verbunden und diese dann zu Oligomeren oder Polymeren umgesetzt werden.
Die meisten leitfähigen Polymere weisen einen mehr oder weniger starken Anstieg der Leitfähigkeit mit steigender Temperatur auf, was sie als nicht-metallische Leiter ausweist. Andere leitfähige Polymere zeigen zumindest in einem Temperaturbereich nahe Raumtemperatur ein metallisches Verhalten insofern, als die Leitfähigkeit mit steigender Temperatur sinkt. Eine weitere Methode, metallisches Verhalten zu erkennen, besteht in der Auftragung der sogenannten ”reduzierten Aktivierungsenergie” der Leitfähigkeit gegen die Temperatur bei niedrigen Temperaturen (bis nahe 0 K). Leiter mit einem metallischen Beitrag zur Leitfähigkeit zeigen eine positive Steigung der Kurve bei niedriger Temperatur. Solche Stoffe bezeichnet man als ”organische Metalle”. Organische Metalle sind an sich bekannt. Bevorzugte intrinsisch leitfähige Polymere sind die oben genannten. Insbesondere können als Beispiele genannt werden: Polyanilin (PAni), Polythiophen (PTh), Poly(3,4-ethylendioxythiphene) (PEDT), Polydiacetylen, Polyacetylen (PAc), Polypyrrol (PPy), Polyisothianaphthen (PITN), Polyheteroarylenvinylen (PArV), wobei die Heteroarylen-Gruppe z. B. Thiophen, Furan oder Pyrrol sein kann, Poly-p-phenylen (PpP), Polyphenylensulfid (PPS), Polyperinaphthalin (PPN), Polyphthalocyanin (PPc) u. a., sowie deren Derivate (die z. B. aus mit Seitenketten oder -gruppen substituierten Monomeren gebildet werden), deren Copolymere und deren physikalische Mischungen. Besonders bevorzugt sind Polyanilin (PAni), Polythiophen (PTh), Polypyrrol (PPy), Poly(3,4-ethylendioxythiophene) (PEDT), Polythieno-thiophen (PTT) und deren Derivate sowie Mischungen davon. Am meisten bevorzugt ist Polyanilin.
Die organische Beschichtung kann alternativ oder zusätzlich mindestens ein Edelmetall, das aus der Gruppe Ag, Au, Pt, Pd, Rh, Ir, Ru, Os und Re ausgewählt wird, und/oder ein Halbedelmetall, das aus der Gruppe Ni, Ti, Cu, Sn und Bi ausgewählt wird, enthalten.
Die organische Beschichtung kann – insbesondere zusätzlich – andere Stoffe – z. B. nicht elektrisch leitfähige Komponenten – enthalten. Gemäß einer Ausführungsform enthält sie Polymerblends, also Mischungen von leitfähigem Polymer/Organischem Metall (oder einer Kombination von mehreren) mit elektrisch nicht leitfähigen Polymeren. Als nicht leitfähige Polymere eignen sich besonders wasserlösliche oder wasserdispergierbare Polymere, insbesondere Polystyrolsulfonsäure, Polyacrylate, Polyvinylbutyrate, Polyvinylpyrrolidone, Polyvinylalkohole und Mischungen davon. Leitfähige und nicht leitfähige Polymere, insbesondere Polystyrolsulfonsäure, Polyacrylate, Polyvinylbutyrate, Polyvinylpyrrolidone, Polyvinylalkohole und Mischungen davon. Leitfähige und nicht leitfähige Polymere werden vorzugsweise im Verhältnis von 1:1,5 bis 1:20 eingesetzt. Die organische Beschichtung kann auch weitere Additive enthalten, insbesondere Viskositätsregler, Verlaufshilfen, Trocknungshilfen, Glanzverbesserer, Mattierungsmittel und Mischungen davon, vorzugsweise in einer Konzentration von 0,01 bis 5 Gew.-% Additiv bezogen auf die Masse der weiteren Schicht.
Die organische Beschichtung enthält vorzugsweise 15 bis 40% leitfähiges Polymer und 15 bis 40% Edelmetall(e) bzw. Halbedelmetall(e), bezogen auf die Masse der organischen Beschichtung. Es hat sich gezeigt, dass eine Kombination des/der leitfähigen Polymeren/Organischen Metalle mit solchen Komplex-Bildnern von Vorteil sein kann, die in Lage sind, Kupfer zu komplexieren. Bevorzugte Komplexbildner sind Imidazole, Benzimidazole oder vergleichbare Komplexbildner, wie Benzotriazole, Thioharnstoff, Imidazol-2-thone, und Mischungen davon, die sich eine relativ gute thermische Stabilität auszeichnen.
Als Basisschicht der Leiterplatte 6, auf welche die Kontaktschicht 7 aufgebracht ist, sind alle in der Leiterplattentechnik eingesetzten Materialien geeignet, insbesondere Epoxide und Epoxidcomposite, Teflon, Cyanatester, Keramik, Cellulose und Cellulosecomposite, wie beispielsweise Pappe, auf diesen Stoffen basierende Materialien sowie flexible Basisschichten z. B. auf Basis von Polyimid. Die Basisschicht weist vorzugsweise eine Schichtdicke von 0,1 bis 3 mm auf. Die Kontaktschicht 7 ist oder enthält bei einer Ausgestaltung eine Kupferschicht oder eine Kupferlegierungsschicht und hat vorzugsweise eine Dicke von 5 bis 210 μm, insbesondere 15 bis 35 μm. Die Kupferschicht bzw. Kupferlegierungsschicht kann von einer weiteren Metall- oder Legierungsschicht bedeckt sein. Die Metall- oder Legierungsschicht enthält vorzugsweise Silber, Zinn, Gold, Palladium oder Platin. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Metall- oder Legierungsschicht überwiegend, d. h. zu mehr als 50 Gew.-% bezogen auf die Masse der Metall- oder Legierungsschicht eines oder mehrere der genannten Metalle. Die genannten Metalle können insbesondere als Legierung mit Kupfer vorliegen. Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform besteht die Metall- oder Legierungsschicht ausschließlich aus den genannten Metallen, entweder in reiner Form oder in Form einer Legierung. Die Metall- oder Legierungsschicht weist vorzugsweise eine Schichtdicke von 10 bis 800 nm auf. Neben dem Metall oder der Legierung kann die Metall- oder Legierungsschicht organische Komponenten enthalten, in einer Konzentration von vorzugsweise 1 bis 80 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmasse der Metall- oder Legierungsschicht (Metallanteil 20 bis 99 Gew.-%). Bevorzugte organische Komponenten sind leitfähige Polymere bzw. organische Metalle, oder organische Kupferkomplexbildner wie Thioharnstoff, Benzotriazole.
Die beschriebenen organischen Metalle eignen sich besonders zur Herstellung von Beschichtungen für Steckkontakte. Der Steckkontakt kann in Form eines Kontaktstiftes ausgebildet sein.
Vorzugsweise wird die organische Beschichtung 8 auf den Steckkontakt 1 aufgebracht, indem dieser, z. B. nach dem Spülen mit Wasser, mit einer Dispersion des oder der leitfähigen Polymeren bzw. Organischen Metalle in einem bei Raumtemperatur flüssigen Dispersionsmittel behandelt wird, beispielsweise durch Eintauchen des Steckkontaktes in die Dispersion oder durch Aufbringen derselben auf den Steckkontakt. Das oder die elektrisch leitfähigen Polymere sind vorzugsweise in kolloidaler Form in dem Dispersionsmedium enthalten. Das oder die Edelmetalle bzw. Halbedelmetalle sind als wasserlösliche Ionen in dem Dispersionsmedium enthalten alternativ können sie ebenfalls in kolloidaler Form in dem Dispersionsmedium enthalten sein.
Zusätzliche Komponenten, wie nicht elektrisch leitfähige Polymere und Additive können in dem Dispersionsmedium gelöst sein oder ebenfalls kolloidal darin vorliegen. Als Dispersionsmedien eignen sich organische Lösemittel, vorzugsweise mit Wasser mischbare organische Lösemittel, Wasser und Mischungen davon. Bevorzugte mit Wasser mischbare Lösemittel sind Alkohole, insbesondere Alkohole mit einem Siedepunkt von mehr als 100°C und vorzugsweise unter 250°C. Nach dem Aufbringen der Dispersion auf den Steckkontakt wird dieser schonend getrocknet und ggfs. weitere Dispersion aufgebracht, bis die gewünschte Schichtdicke erreicht ist. Die Herstellung und Anwendung zur Beschichtung geeigneter Dispersionen ist aus dem Stand der Technik bekannt, vgl. beispielsweise EP 0 407 492 B1 . Als Dispersionsmedium sind Wasser und wässerige Lösemittel bevorzugt.
In einer anderen Ausführungsform können die Dispersionen des (der) leitfähigen Polymere bzw. Organischen Metalls und die Lösungen des (der) Edel-/Halbedelmetalls(e) getrennt voneinander nacheinander eingesetzt werden, wobei die leitfähige Polymerdispersion als Vorbehandlung dient und das Edel-/Halbedelmetall anschließend auf der mit dem leitfähigen Polymer/organischen Metall vorbehandelten Cu-Oberfläche abgeschieden wird.
Die erfindungsgemäß beschichteten Steckkontakte 1 zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass sie sich auch nach längerer Lagerung nicht nur gut löten lassen sondern auch mehrfach lötfähig sind, d. h. in mehrstufigen Lötprozessen, sogenannten Reflow-Prozessen, eingesetzt werden können. In dieser Hinsicht konnten die Eigenschaften (viel dickerer) metallischer Beschichtungen nahezu erreicht werden.
Die organische Beschichtung 8 des ersten Kontaktabschnittes 2 kann 5 bis 45% mindestens eines intrinsisch leitfähigen Polymeren enthalten. Die Beschichtung 8 kann 5% bis 45% mindestens eines Edelmetalls ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ag, Au, Pd, Pt, Rh, Ir, Ru, Os, Re oder mindestens eines Halbedelmetalls ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ni, Ti, Cu, Sn, Bi oder eine Mischung davon enthalten, bezogen auf die Masse der Beschichtung 8, wobei die organische Beschichtung 8 eine Schichtdicke von 10 nm bis 1 μm aufweisen kann. Die Beschichtung 8 kann eine Schichtdicke von weniger als 500 nm aufweisen. Zudem kann die Beschichtung 8 ferner mindestens eine nicht elektrisch leitende Komponente enthalten. Die Beschichtung 8 kann mindestens einen Komplexbildner enthalten.
Die Beschichtung 8 kann einen Komplexbildner aus Benzimidazolen, Imidazolen, Benzotriazolen, Thioharnstoff, Imidazol-2-thionen und Mischungen davon aufweisen. Das intrinsisch leitende Polymer kann Polyanilin (PAni), Polythiophen (PTh), Polypyrrol (PPy), Poly(3,4-ethylendioxythiophene) (PEDT), Polythieno-thiophen (PTT), deren Derivaten und Mischungen davon aufweisen. Die Beschichtung kann Epoxid, Epoxidcomposit, Teflon, Cyanatester, Keramik, Cellulose, Cellulosecomposit, Pappe und/oder Polyimid aufweisen.
Die organische Beschichtung 8 kann Halogene, substituierte oder nichtsubstituierte halogenierten Alkylgruppen und substituierte oder nichtsubstituierten halogenierte Arylgruppen, Wasserstoff, Nitrogruppen, Carboxylsäuregruppen, Sulfonsäuregruppen, mit Carboxyl- oder Sulfonsäuregruppen substituierten Alkylgruppen und mit Carboxyl- oder Sulfonsäuregruppen substituierte Arylgruppen, oder ein Benzimidazolderivat, niedere Dialkylaminogruppen, niedere Alkoxylgruppen, Cyanogruppen, Acetylgruppen, Benzoylgruppen, Carbamoylgruppen, Formylgruppen, Carboxylgruppen, niederen Alkodylcarbonylgruppen und Nitrogruppen aufweisen.
Die organische Beschichtung 8 kann als Lösung mit einem pH-Bereich von 1 bis 5, mit einer salzbildenden Säure aufgebracht werden, wobei die wässrige Lösung einen Metallgehalt aufweist, der beispielsweise unter 50 ppm liegt. Das Metall kann ein Schwermetall sein, das aus der Gruppe ausgewählt wird, die z. B. Zinn, Kupfer, Mangan und Zink aufweist.
Die organische Beschichtung 8 des Steckkontaktes 1, der insbesondere einen Grundkörper aus Kupfer- oder Kupferlegierung hat, kann mit folgendem Verfahren aufgebracht werden: Abscheiden einer metallischen Oberflächenschicht, die ein Edelmetall enthält, auf der Oberfläche des ersten Kontaktbereichs 2; Benetzen der metallischen Oberflächenschicht mit einer wässrigen Zusammensetzung, enthaltend:

– ein erstes organisches Molekül, das mindestens eine funktionelle Gruppe umfasst, das mit der Oberfläche des Steckkontaktes – insbesondere dem Edelmetall der metallischen Oberflächenschicht – wechselwirkt und dieses schützt,
– ein zweites organisches Molekül mit mindestens einer funktionellen Gruppe, die mit dem Material des Grundkörpers, insbesondere Kupfer, wechselwirkt und dieses schützt, und
– ein Tensid.

Das erste organische Molekül ist z. B. ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Thiolen (Mercaptane), Disulfide, Thioether, Thioaldehyde, Thioketone, und Kombinationen davon. Das erste organische Molekül kann ein Thiol mit der folgenden allgemeinen Struktur R1-S-H aufweisen, wobei R1 entweder eine Hydrocarbylgruppe zwischen einem Kohlenstoffatom und 24 Kohlenstoffatomen oder eine Arylgruppe zwischen etwa fünf bis etwa vierzehn Kohlenstoffatomen darstellt.
Das Thiol ist z. B. ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ethanthiol; 1-Propanthiol; 2-Propanthiol; 2-Propen-1-thiol; 1-Butanthiol; 2-Butanthiol; 2-Methyl-1-propanthiol; 2-Methyl-2-propanthiol; 2-Methyl-1-Butanthiol; 1-Pentanthiol; 2,2-Dimethyl-1-propanthiol; 1-Hexanthiol; 1,6-Hexandithiol; 1-Heptanthiol; 2-ethylhexanethiol; 1-Octanthiol; 1,8-octandithiol; 1-nonanethiol; 1,9-nonanedithiol; 1-Decanthiol; 1-adamantanethiol; 1,11-undecanedithiol; 1-undecanthiol; 1-Dodecanthiol; tert-Dodecylmercaptan; 1-tridecanthiol; 1-Tetradecanthiol; 1-pentadecanethiol; 1-Hexadecanthiol; 1-heptadecanethiol; 1-Octadecanthiol; 1-nonadecanethiol; und 1-icosanethiol; und Kombinationen davon.
Das Thiol ist z. B. ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Thiophenol; 2-Methylbenzolthiol; 3-Methylbenzolthiol; 4-Methylbenzolthiol; 2-ethylbenzenethiol; 3-ethylbenzenethiol; 4-ethylbenzenethiol; 2-propylbenzenethiol; 3-propylbenzenethiol; 4-propylbenzenethiol; 2-tert-butylbenzenethiol; 4-tert-butylbenzenethiol; 4-pentylbenzenethiol; 4-hexylbenzenethiol; 4-heptylbenzenethiol; 4-octylbenzenethiol; 4-nonylbenzenethiol; 4-decylbenzenethiol; Benzylmercaptan; 2,4-xylenethiol, Furfurylmercaptan; 1-Naphthalinthiol; 2-Naphthalinthiol; 4,4'-dimercaptobiphenyl; und Kombinationen davon.
Das erste organische Molekül kann ein Disulfid mit der folgenden Struktur sein: R1-S-S-R2, worin R1 und R2 jeweils unabhängig voneinander eine Hydrocarbylgruppe zwischen einem Kohlenstoffatom und 24 Kohlenstoffatomen oder eine Arylgruppe zwischen etwa fünf bis etwa vierzehn Kohlenstoffatomen darstellt.
Das Disulfid ist z. B. ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Diethyldisulfid, Di-n-propyl-Disulfid, Diisopropylether disulfid, Diallyldisulfid, Di-n-butyldisulfid, Di-sec-Butyldisulfid, Diisobutylketon disulfid, Di-tert.-butyldisulfid, Di-n-pentyl-Disulfid, Di-neopentyl-Disulfid, Di-n-hexyl-Disulfid, Di-n-Heptyl-Disulfid, Di-n-octyl-Disulfid, Di-n-Nonyl-Disulfid, Di-n Decyl Disulfid, Di-n-dodecyl-Disulfid, Di-n-Tridecyl-Disulfid, Di-n-Tetradecyl-Disulfid, Di-n-Pentadecyl-Disulfid, Di-n-Hexadecyl-Disulfid, Di-n-Heptadecyl-Disulfid, Di-n-Octadecyl Disulfid, Di-n-decyl-Disulfid; Diundecylphthalat-Disulfid, Didodecyl-Disulfid, Dihexadecyl-Disulfid, Dibenzyldisulfid dithienyl Disulfid, 2-Naphthyl disulfid, und Kombinationen davon.
Das zweite organische Molekül ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus primären Aminen, sekundären Aminen, tertiären Aminen, aromatischen Heterocyclen mit Stickstoff, und deren Kombinationen.
Das zweite organische Molekül ist z. B. ein primäres Amin, ein sekundäres Amin oder ein tertiäres Amin mit der folgenden allgemeinen Struktur:
worin R1, R2 und R3 jeweils unabhängig Wasserstoff oder eine Hydrocarbylgruppe zwischen einem Kohlenstoffatom und 24 Kohlenstoffatome, und mindestens einer der Reste R1, R2 und R3 eine Hydrocarbylgruppe zwischen einem Kohlenstoffatom und 24 Kohlenstoffatomen.
Das Amin ist z. B. ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Aminoethan, 1-Aminopropan, 2-Aminopropan, 1-Aminobutan, 2-Aminobutan, 1-Amino-2-methylpropan, 2-Amino-2-methyl, 1-Aminopentan, 2-Aminopentan, 3-Aminopentan, neo-Pentylamin, 1-Aminohexan, 1-Aminoheptan, 2-Aminoheptan, 1-aminooctane, 2-aminooctane, 1-aminononane, 1-aminodecane, 1-aminododecane, 1-aminotridecane, 1-aminotetradecane, 1-aminopentadecane, 1-aminohexadecane, 1-aminoheptadecane, 1-aminooctadecan und Kombinationen davon.
Das zweite organische Molekül ist z. B. ein Azol mit der folgenden allgemeinen Struktur:
Wobei jedes von R1, R2, R3, R4 und R5 ein Atom ist, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Kohlenstoff und Stickstoff. Dabei sind zwischen einem und vier der Reste R1, R2, R3, R4 und R5-Gruppen Stickstoff und zwischen einem und vier der R1, R2, R3, R4 und R5-Gruppen sind Kohlenstoff; und R11, R22, R33, R44 und R55 sind jeweils unabhängig ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff, Kohlenstoff, Schwefel, Sauerstoff und Stickstoff.
Das Azol ist z. B. ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Pyrrol (1H-Azol); Imidazol (1,3-Diazol); Pyrazol (1,2-Diazol); 1,2,3-Triazol; 1,2,4-Triazol; Tetrazol; isoindol; Indol (1H-benzo[b]pyrrol); benzimidazol (1,3-Benzodiazol); indazol (1,2-Benzodiazol); 1H-benzotriazol; 2H-benzotriazol; Imidazo[4,5-b]pyridin; Purin (7H-Imidazo(4,5-d)pyrimidin); Pyrazolo[3,4-d]pyrimidin; triazolo[4,5-d]pyrimidin; und Kombinationen davon.
Das Azol ist z. B. ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus 2-(3,4-dichlorbenzyl) benzimidazol; 2-Brombenzyl benzimidazol; 2-Bromphenyl benzimidazol; 2-bromoethylphenyl benzimidazol; 2-Chlorbenzyl benzimidazol; 2-Chlorphenyl benzimidazol; 2-chloroethylphenyl benzimidazol; und Kombinationen davon.
Das erste organische Molekül ist z. B. in einer Konzentration zwischen etwa 1 und etwa 10 g/Liter und das zweite organische Molekül in einer Konzentration zwischen etwa 1 und etwa 10 g/Liter vorhanden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2009/141075 A1 [0002]
EP 0407492 B1 [0027]

Claims

Steckkontakt (1) für die Ausbildung eines Presskontaktes mit einem Gegenkontakt (5, 6), wobei der Steckkontakt (1) aus einem elektrisch leitenden Material gebildet ist, wobei der Steckkontakt (1) einen ersten Kontaktabschnitt (2) zur Ausbildung des Presskontaktes aufweist, wobei der erste Kontaktabschnitt (2) wenigstens stellenweise eine elektrisch leitende organische Beschichtung (8) aufweist, und wobei die organische Beschichtung (8) ein Metall, eine Legierung und/oder ein elektrisch leitfähiges Polymer aufweist.
Steckkontakt nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die organische Beschichtung (8) ein Metall und/oder eine Legierung aufweist und das Metall bzw. die Legierung in Form von Partikeln in der organischen Beschichtung (8) enthalten ist und die Partikel kolloidal in einem organischen Dispersionsmedium verteilt sind.
Steckkontakt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Metall Zinn ist.
Steckkontakt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Steckkontakt (1) einen zweiten Kontaktabschnitt (3) aufweist, wobei der zweite Kontaktabschnitt (3) zum Verbinden mit einem zweiten Gegenkontakt vorgesehen ist, und wobei der zweite Kontaktabschnitt (3) wenigstens stellenweise eine galvanische Beschichtung aufweist.
Steckkontakt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die organische Beschichtung (8) ein Triazol, Imidazol, Benzimidazol und/oder ein Derivat mindestens eines dieser Stoffe enthält.
Steckkontakt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die organische Beschichtung (8) ein elektrisch leitfähiges Polymer aufweist und das Polymer Polyanilin (PAni), Polythiophen (PTh), Polypyrrol (PPy), Poly(3,4-ethylendioxythiophene) (PEDT), Polythieno-thiophen (PTT), und/oder ein Derivat mindestens eines dieser Materialien enthält oder daraus besteht.
Leiterplattenanordnung mit einer Leiterplatte (6) mit einem Kontaktloch (5), wobei das Kontaktloch (5) eine elektrisch leitende Kontaktschicht (7) aufweist, wobei in dem Kontaktloch (5) ein erster Kontaktabschnitt (2) eines Steckkontaktes (1) angeordnet ist, wobei der Steckkontakt (1) über einen Presssitz elektrisch und mechanisch mit der Kontaktschicht (7) verbunden ist wobei der Steckkontakt (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.