DE2348606B2 - Elektrischer steckkontakt - Google Patents

Elektrischer steckkontakt

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DE2348606B2 DE19732348606 DE2348606A DE2348606B2 DE 2348606 B2 DE2348606 B2 DE 2348606B2 DE 19732348606 DE19732348606 DE 19732348606 DE 2348606 A DE2348606 A DE 2348606A DE 2348606 B2 DE2348606 B2 DE 2348606B2
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  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
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  • Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)

Description

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Die vorliegende Erfindung betrifft elektrische Steckkontakte mit einem Federkern aus Phosphorbronze und «inem Kontaktmetall aus Zinn oder einer Zinnlegierung.
Bei diesen gattungsgemäßen elektrischen Steckkontakten wird als Kontaktmetall üblicherweise ein Edelmetall, etwa Gold als Plattierung auf die Außenseite lies Steckkontaktes aufgebracht und als Material für den Federkern des Steckkontaktes werden durch Ausschei-Hungshärtung härtbare Metalle verwendet, so etwa Berylliumkupfer oder Titankupfer. Dieser Stand der Technik ist ii dem Artikel »Selection of Printed Circuit iZdge Connectors« in der amerikanischen Zeitschrift »Insulation Circuits« vom März 1972 auf Seite 19 ff. beschrieben. Obwohl sich mit den aus diesen Materialien hergestellten Steckkontakten ein guter Kontakt herstellen läßt, sind derartige Kontaktelemente im Bllgemeinen sehr teuer und die Produktion wird durch die notwendige Wärmebehandlung des Federmaterials behindert.
Da bei den für den Hausgebrauch bestimmten elektronischen Geräten die Kosten einen wesentlichen Faktor darstellen, wird als Kontaktmetall zuweilen Zinn oder eine Zinn-Blei-Legierung verwendet, während als Federmaterial eine bei niedrigen Temperaturen geglühte Federbronze benutzt wird. Dieser Stand der Technik ist beispielsweise aus der US-PS 37 18 750 bekannt. Kontakte, die aus solchen preiswerten Materialien hergestellt sind, weisen jedoch den Nachteil auf. daß der in der Phosphorbronze enthaltene Phosphor bei hohen Temperaturen mit dem Zinn reagiert, wobei zwischen dem Zinn und der Phosphorbronze eine spröde chemische Verbindung erzeugt wird, die ein Ablösen oder Abblättern der Zinnschicht von der Phosphorbronzefeder verursacht, so daß der Kontakt schließlich versagt.
Es ist daher die der vorliegenden Erfindung ».ugrundeliegende Aufgabe, den gattungsgemäßen elektrischen Steckkontakt derari weiterzubilden, daß er bei guten Kontakteigenschaften einen hohen Widerstand gegen eine Ablösung oder ein Abblättern des Kontaktmetalls aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Steckkontakt zusätzlich eine Schicht aus Kupfer aufweist, die /wischen dem Kern und dem Kontaktmetall in einer Dicke von wenigstens 2 Mikron ausgebildet ist. Vorzugsweise wird diese Schicht aus Kupfer durch Elektroplattierung in einem Bad aufgebracht, das aus Kupfercyanid und Kupfersulfat zusammengesetzt ist.
Die vorliegende Erfindung wird nunmehr unter Bezugnahme auf die Figur an Hand von mehreren Beispielen erläutert.
Die Zeichnung zeigt ein erfindungsgemäßes Steckkontaktelement 1 mit einem aus Phosphorbronze bestehenden hakenförmigen Teil 2, der einen Kupferbelag 3 trägt, der seinerseits eine Plattierung 4 aus Zinn oder einer Zinnlegierung trägt. Die Kupferschicht weist eine Dicke von mehr als 2 Mikron auf.
Wird eine Unterlage mit einem Metall plattiert, so wird auf der Unterlage im allgemeinen eine Kupferschicht mit einer Dicke von weniger als 1 Mikron erzeugt, die das plattierte Metall festhält. Viele Versuche haben jedoch ergeben, daß für den Kontakt des Zinns oder der Zinnlegierung auf der Phosphorbronze die Eigenschaften des Kontaktelementes wesentlich verbessert werden können, wenn zwischen der Phosphorbronze und der Schicht des Zinns oder der Zinnlegierung eine Kupferschicht mit einer Dicke von mehr als 2 Mikron vorgesehen wird. Selbst wenn ein solches Kontaktelement 500 Stunden lang der Einwirkung einer Temperatur von 1050C oder 2000 Stunden lang der Einwirkung einer Temperatur von 85CC ausgesetzt wird, so erfolgt keine Reaktion des Phosphors mit dem Zinn, so daß sich das Zinn von der Unterlage nicht ablöst.
Für die Erzeugung der Kupferplattierung in einem Bad ist die Zusammensetzung mit Kupferzyanid, Kupfei sulfat erwünscht. Obwohl für die Kupferplauierung in einem Bad verschiedene Zusammensetzungen zur Verfügung stehen, so ist jedoch die Zusammensetzung unerwünscht, die eine geringe Menge Phosphor enthält, da eine Zusammensetzung mit Kupferpyrophosphat zu einer Reaktion des Phosphors mit Zinn führt.
Beispiel 1
/Uis Phosphorbronze wurde eine Feder mit der gewünschten Gestalt geformt, entfettet und elektrolytisch gereinigt. Hiernach wurde eine Kupferschicht mit einer Dicke von 2 Mikron auf diese eine Zinnschicht mit einer Dicke von 6 Mikron aufgebracht, wobei Bäder mit Kupferzyanid bzw. Zinnsulfat benutzt wurden.
Das Kupferzyanidbad wies die folgende Zusammensetzung auf:
55
60
65
Kupferzyanid idaus 60 g/!
Natriumhydroxid 20 g/l
Natriumzyanid 75 g/l
Badtemperatur 6O0C
Stromdichte 2 A/dm2
is Zinnsulfatbad bestai
Zinnsulfat 60 g/l
Schwefelsäure 80 g/l
Kresol, Sulfonsäure 2 g/l
beta-Naphtol 1,25 g/l
Badtemperatur 25° C
Stromdichte 4 A/dm2
Das resultierende Kontaktelement wird als Muster Nr. 1 bezeichnet.
Beispiel 2
Die im Beispiel 1 genannte Badzusammensetzung mit Kupferzyanid wurde durch ein Bad mit Kupfersulfat ersetzt, und das Kontaktglied als Muster 2 wurde nach dem im Beispiel 1 beschriebenen Verfahren hergestellt.
Das Bad hatte die folgende Zusammensetzung:
Kupfersulfat
Schwefelsäure
Badtemperatur
Stromdichte
200 g/l 40 g/l 4O0C 3 A/dm2
Um die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Kontaktelemente mit herkömmlichen Elementen vergleichen zu können, wurden die Muster 3 und 4 in dt.' folgenden Weise hergestellt:
Muster Nr. 3
In einem Bad mit der Zusammensetzung nach Beispiel ι $ 2 wurde eine Kupferschicht mit einer Dicke von 1 Mikron erzeugt.
Muster Nr. 4
fm Bad nach Beispiel 1 wurde das Kupferzyanid durch Kupferpyrophosphat ersetzt, und das Kontaktelement wurde unter den nachstehenden Bedingungen hergetiellt:
Das Kupferpyrophosphatbad bestand aus:
Kupferpyrophosphat 345 g/l
Kaliumhydroxid 18 g/l
28%iges Ammoniak 10 cc/l
Badtemperatur 50° C
Stromdichte 2 A/dm:
In einen Kunststoffhalten wurden vier Arten der in der oben beschriebenen Weise hergestellten Kontaktelemente eingesetzt, und es wurcien Verbinder mit 18 Stiften angefertigt. Danach wurden die mit Zinn plattierten Kontaktglieder einer gedruckten Schaltungstafel in den resultierenden Verbinder eingesetzt und entsprechende Untersuchungen durchgeführt. F.s wurde der Kontaktwiderstand nach der Spannungsabfallmethode mit einer Gleichspannung von 20 mV bei einem Strom von 1 mA an den 18 Stiften oder an 9. in Serie gesicnalteien Stiften gemessen. Die Ergebnisse sind in. der nachstehenden Tabe'le zusammengestellt. Wie aus dieser Tabelle zu ersehen ist. weist das erfindungsgemäße Komaktolement eine sehr stabile Leistung auf. und das Zinn blatten von dem Bügel aus Phosphorbronze nicht ab.
Bedingungen Konmki Kontakt« idersl. Ablösen des
ηιΩ Zinns
vor Test nach Test
Test mit hohen Temperaturen
Temperatur 106cC Muster 1 8 13 nicht
Zeit 500 Std. Muster 2 10 12 nicht
unbelastet Muster 3 1 1 65 gänzlich
Muster 4 10 93 ganzlich
Strombelastungstest
5 A Wechselstr. an abwechselnd. Stiften Muster 1 9 11 nicht
Raumtemperatur Muster 2 11 14 nicht
Zeit: Ί000 Siuridc-n Mustoi" '$ 13 125 gänzlich
Muster 4 10 56 teilweise
Das oben beschriebene Kontaktelement nach der beispielsweise zum Verbinden eines jeden Schaltungs-Erfindung mit einer Schicht aus Zinn oder einer blockes mit der gedruckten Schaltungstafel in einem Zinnlegierung ist für verschiedene elektronische Geräte Fernsehempfänge-, erwünscht wegen der geringen Herstellungskosten. 45
Hierzu 1 Blatt Zeichnunuen

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Elektrischer Steckkontakt mit einem Federkern aus Phosphorbronze und einem Kontaktmetall aus Zinn oder einer Zinnlegierung, dadurch gekennzeichnet, daß er zusätzlich eine Schicht (3) aus Kupfer aufweist, die zwischen dem Kern (2) und dem Kontaktmetall (4) in einer Dicke von wenigstens 2 Mikron ausgebildet ist.
2. Elektrischer Steckkontakt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiebt (3) aus Kupfer durch Elektroplattierung in einem Bad aufgebracht ist, das aus Kupfercyanid und Kupfersulfat zusammengesetzt ist.
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