DE2303587A1

DE2303587A1 - REED SWITCH AND PROCEDURE FOR ITS MANUFACTURING

Info

Publication number: DE2303587A1
Application number: DE2303587A
Authority: DE
Inventors: Chihiro Kawakita; Toshihiko Yokokawa
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1973-01-25
Filing date: 1973-01-25
Publication date: 1974-08-01
Also published as: DE2303587B2; US3813508A; DE2303587C3

Description

Reedschalter und Verfahren zu seiner Herstellung Die Erfindung betrifft einen Reed- oder Zungenschalter mit einem gekapselten Kolben, zwei in die Kolbenwand eingedichteten Zuleitungen und swei miteinander zusammenwirkenden Rhodium-Kontakten.Reed switch and method of making it The invention relates to a reed or reed switch with an encapsulated piston, two in the piston wall sealed leads and two interacting rhodium contacts.

Herkömmliche Zungenschalter (Fig. 1) weisen einen gekapselten Glaskolben 1, zwei gewöhnlich aus Fe-Ni-Permalloy bestehende Zuleitungen 2 und an deren Innenenden angeordnete Kontakte 3 auf, die normalerweise durch Aufgalvanisieren bzw. Aufplattieren eines Edelmetlls hergestellt werden.Conventional reed switches (Fig. 1) have an encapsulated glass bulb 1, two feed lines 2 usually made of Fe-Ni-Permalloy and at their inner ends arranged contacts 3, normally by electroplating or plating of a precious metal.

Im allgemeinen wird Rhodium als dieses Edelmetall verwendet, da es sich zur Verwendung als Kontaktmaterial für Zungenschalter gut eignet. Rhodium besitzt jedoch den Nachteil, daß der Eontaktwiderstand zwischen den Kontakten nach einer vergleichsweise kleinen Zahl von Betätigungsvorgängen sehr stark ansteigt. Obgleich hierfür mehrere Gründe in Betracht kommen, ist dies in-erster Linie auf die dem Rhodium eigene Oberflächenadsorption und seine katalytische Wirkung zurückzuführen. Wenn sich Kontakte aus Rhodium, deren Oberflächen verschiedene organische Stoffe und andere Verunreinigungen adsorbiert haben, mehrmals öffnen und schließen, werden durch die Aufprallenergie und die katalytische Wirkung von Rhodium Polymere gebildet, welche eine Erhöhung des Kontaktwiderstands verursachen.In general, rhodium is used as this noble metal because it is is well suited for use as a contact material for reed switches. Possesses rhodium However, the disadvantage that the contact resistance between the contacts after a comparatively small number of actuation processes increases very sharply. Although for this several Reasons to be considered are this in the first place on the surface adsorption peculiar to rhodium and its catalytic effect traced back. When contacts are made of rhodium, their surfaces are different organic Have adsorbed substances and other impurities, open and close several times, are made by the impact energy and the catalytic effect of rhodium polymers which cause an increase in contact resistance.

Infolgedessen ist es wünschenswert, ein neuartiges Verfahren zur Oberflächenbehandlung der Kontakte zu entwickeln, durch welches die katalytische Wirkung von Rhodium beseitigt werden kann, so daß zuverlässige Kontakte gebildet werden, die frei sind von Jeglichem anomalen Anstieg des Kontaktwiderstands.As a result, it is desirable to have a novel method of surface treatment of developing contacts through which the catalytic effect of rhodium is eliminated can be made so that reliable contacts are formed which are free from anything abnormal increase in contact resistance.

Der Erfindung liegt damit die Auf gabe zugrunde, einen Reed- bzw. Zungenschalter mit Rhodiumkontakten sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung zu entwickeln, der auch nach vergleichsweise hoher Schließ- bzw. Öffnungsanzahl keinen erhöhten Kontaktwiderstand aufweist.The invention is thus based on the task of a reed or Reed switch with rhodium contacts and a process for its manufacture too develop which, even after a comparatively high number of closings or openings, does not has increased contact resistance.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine neuartige Oberflächenbehandlung gelöst, die dadurch ausgezeichnet ist, daß die Rhodiumkontakte eines Zungenschalters unter Bildung äußerst dünner Filme von Rhodiumoxd oxydiert werden. Zu diesem Zweck werden die mit dünnen Rhodiumüberzügen beschichteten Kontakte 3 - 15 min lang in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre auf eine Temperatur von 4800C + 1000C erwärmt. tberraschenderteise hat sich gezeigt, daß die dabei entstehenden dünnen Rhodiumoxidfilme weitgehend die Adsorption von Verunreinigungen sowie die katalytische Wirkung des metallischen Rhodiums verringern.This object is achieved according to the invention by means of a new type of surface treatment solved, which is characterized by the fact that the rhodium contacts of a reed switch oxidized to form extremely thin films of rhodium oxide. To this end the contacts coated with thin rhodium coatings are in heated to a temperature of 4800C + 1000C in an oxygen-containing atmosphere. Surprisingly, it has been shown that the thin rhodium oxide films formed in the process largely the adsorption of impurities as well as the catalytic effect of the metallic rhodium.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung eines herkömmlichen Zungenschalters, Fig. 2 eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung der Änderung des Kontaktwiderstands eines bekannten Zungenschalters mit Rhodiumkontakten, Fig. 3 eine graphische Darstellung der Änderung des gontaktwiderstands bei nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Rhodiumkontakten, Fig. 4 eine schematische Darstellung einer zur Veranschaulichung der Vorteile der Erfindung benutzten Versuchsvorri chtung und Fig. 5 eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung des Verhältnisses zwischen der Verschlechterung des Kontaktwiderstands und der Brenntemperatur.In the following preferred embodiments of the invention are in Compared to the prior art explained in more detail with reference to the accompanying drawing. 1 shows a schematic representation of a conventional reed switch, Fig. 2 is a graph showing the change in contact resistance of a known reed switch with rhodium contacts, FIG. 3 is a graphic representation the change in the contact resistance in the case of manufactured according to the method according to the invention Rhodium contacts, FIG. 4 is a schematic representation of an illustration Versuchsvorri rectification used of the advantages of the invention and Fig. 5 is a graph Representation to illustrate the relationship between the deterioration the contact resistance and the firing temperature.

Wie erwähnt, werden die Kontakte von Zungenschaltern erfindungsgemäß dadurch hergestellt, daß Rhodium auf die Zuleitungen des Zungenschalters aufplattiert bzw. aufgalvanisiert und sodann das aufgetragene Rhodium unter den oben genannten Bedingungen in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre oxydiert wird. Zum Vergleich der Änderung des Kontaktwiderstands bei bekannten Bhodiumkontakten und Rhodiuikontakten, die erfindungemäß mit dünnen tbersügen aus Rhodiumoxid versehen wurden, wird der folgende Versuch durchgeführt: Gemäß Fig. wird ein soh dsselförmiger Behälter bzw. eine Schale 9 mit Zuleitungen 7 für Zungenschalter, deren Kontakte nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurden, und ein anderer schjisselförmi ger Behälter bzw. eine Schale 9V mit Zuleitungen 7', die herkömmliche rhodiumplattierte Kontakte aufweisen, auf einen perforierten Boden 6 eines gekapselten Gefäßes 4 aufgesetzt. In den Unterteil des Gefäßes 4 wird eine gewisse Menge Benzole 5 eingefüllt, das mittels einer nicht dargestellten, an eine Absaugleitung 8 angeschlossenen Vakuumpumpe abgesaugt wird. Nach 24 Stunden werden die Zuleitungen 7 und 7 aus dem Gefäß 4 entnommen und åeweile zur Herstellung von Zungenschaltern benutzt, an denen dann Lebensdauerprüfungen vorgenommen werden. Gemäß Fig. 2 erhöht sich der Kontaktwiderstand der herkömmlichen Kontakte bereits nach einer vergleichsweise kleinen Zahl von Betätigungen stark, während sich der Kontaktwiderstand der erfindungsgemäß behandelten Kontakte gemäß Fig. 3 bei einer wesentlich größeren Zahl von Betätigungen (nämlich 106 Betätigungen) nur sehr geringfügig verändert.As mentioned, the contacts of reed switches are according to the invention produced by plating rhodium onto the leads of the reed switch or electroplated and then the applied rhodium among the above Conditions in an oxygen-containing atmosphere is oxidized. For comparison the change in contact resistance with known Bhodium contacts and Rhodiuikontakten, the invention was provided with thin layers of rhodium oxide, the The following experiment is carried out: According to FIG. a shell 9 with leads 7 for reed switches, the contacts of which according to the invention procedure were made, and another bowl-shaped ger Container or a bowl 9V with leads 7 ', the conventional rhodium-plated Have contacts, placed on a perforated base 6 of an encapsulated vessel 4. In the lower part of the vessel 4, a certain amount of benzene 5 is filled, the by means of a vacuum pump, not shown, connected to a suction line 8 is sucked off. After 24 hours, the feed lines 7 and 7 are removed from the vessel 4 and sometimes used to manufacture reed switches, which are then used for service life tests be made. As shown in Fig. 2, the contact resistance of the conventional one increases Contacts are already strong after a comparatively small number of operations, while the contact resistance of the contacts treated according to the invention varies according to Fig. 3 with a significantly larger number of actuations (namely 106 actuations) changed only very slightly.

Bei Untersuchung unter dem Mikroskop ergibt sich, daß sich an den bekannten Kontakten Polymere bilden, da sie das Benzol absorbieren, das dann durch die Aufprallenergie der Kontakte und die katalytische Wirkung des Rhodiums zu Polymeren umgewandelt wird. An den erfindungsgemäß hergestellten Kontakten ist dagegen keinerlei Polymerbildung zu beobachten.Examination under the microscope shows that the known contacts form polymers because they absorb the benzene, which then passes through the impact energy of the contacts and the catalytic effect of the rhodium on polymers is converted. On the other hand, there is no contact whatsoever on the contacts produced according to the invention Observe polymer formation.

Fig. 5 veranschaulicht einen bevorzugten Bereich der Oxydationstemperatur, wobei die Ordinate den Prozentsatz an wegen übermäßiger Zunahme des Kontaktwiderstands nach Betätigungen, d.h. einer typischen Zahl von Betätigungszyklen bei einer Lebenadauerprüfung, zurUckgewiesenen Kontakten angibt, während auf der Abszisse die Brenn-oder Oxydationstemperatur für die plattierten Rhodiumkontakte aufgetragen ist. Wie aus Fig. 5 hervorgeht, ist der Prozentsatz der zurückgewiesenen Kontakte bei einer Brenntemperatur von etwa 38000 bis etwa 5800C praktisch gleich Null, während er sich bei Temperaturen unter 38000 und über 5800C schnell erhöht. Dies beruht darauf, daß die Reaktion bei Temperaturen unter 38000 ungenügend ist, während bei Temperaturen über 5800C die Oberflächenschicht des Rhodiums einer Rückkristallisierung unter dem Wärmeeinfluß unterliegt oder die Diffusion des aufplattierten bzw. aufgalvanisierten Metalls auftritt.Fig. 5 illustrates a preferred range of oxidation temperature, where the ordinate is the percentage of excessive increase in contact resistance after actuation, i.e. a typical number of actuation cycles in a life test, indicates rejected contacts, while on the abscissa the firing or oxidation temperature for the plated rhodium contacts is applied. As can be seen from Fig. 5, is the percentage of contacts rejected by a Firing temperature from about 38000 to about 5800C practically zero while at temperatures increases rapidly below 38000 and above 5800C. This is because the reaction is insufficient at temperatures below 38000, while at temperatures above 5800C the surface layer of rhodium undergoes recrystallization under the influence of heat or the diffusion of the plated or electroplated metal occurs.

Zusammenfassend wird mit der Erfindung somit ein verbesserter Zungenschalter geschaffen, dessen Kontakte aus Rhodiumoxid bestehen. Diese Kontakte werden dadurch hergestellt, daß Rhodium auf die Zuleitungen des Zungenschalters aufplattiert bzw. aufgalvanisiert wird und sodann die Oberflächenschichten der plattierten Rhodiumkontakte durch 3 - 15 min langes Erwärmen auf 380 - 5800C in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre oxydiert werden.In summary, the invention thus provides an improved reed switch created, the contacts of which are made of rhodium oxide. These contacts are thereby made that rhodium is plated or plated onto the leads of the reed switch. is electroplated and then the surface layers of the plated rhodium contacts by heating for 3 - 15 minutes at 380 - 5800C in an oxygen-containing atmosphere are oxidized.

Claims

P a t e n t a n 5 p r u c h-e

1. Reed switch with an encapsulated piston, two in the piston wall sealed supply lines and two interacting rhodium contacts, d a d u r c h e k e n n z e i c h n e t that the contacts (3) with a thin Layer of rhodium oxide are provided.

2. Reed switch according to claim 1, characterized in that the Contacts (3) a plated or electroplated rhodium layer and one above it Have applied thin rhodium oxide layer.

3. A method for manufacturing a reed switch, characterized in that that rhodium contacts are formed on lead pieces, that the rhodium contacts are oxidized and that the supply lines with the oxidized rhodium contacts in one sealed flask.

4. The method according to claim 3, characterized in that each rhodium contact for oxidizing in an oxygen-containing atmosphere for 3-15 minutes at one temperature is heated from 380 - 580 0C.

5. The method according to claim 3, characterized in that the rhodium contacts formed by plating or electroplating rhodium onto the leads will.