DE2355162C2

DE2355162C2 - Halbzeug für die Herstellung eines elektrischen Schutzrohrkontaktes

Info

Publication number: DE2355162C2
Application number: DE19732355162
Authority: DE
Inventors: Walter Dr. 6450 Hanau Reichelt; Horst 6451 Rossdorf Thiede
Original assignee: WC Heraus GmbH and Co KG
Current assignee: WC Heraus GmbH and Co KG
Priority date: 1973-11-05
Filing date: 1973-11-05
Publication date: 1978-04-06
Also published as: CH609802A5; JPS598008B2; JPS5074798A; DE2355162B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Halbzeug, vorzugsweise in Bandform, hergestellt aus Molybdän oder Rhenium, in reduzierender Atmosphäre geglüht und nach dem Glühen wenigstens einseitig mit Gold beschichtet und anschließend in einer Schutzgasatmosphäre wärmebehandelt.

Halbzeug in Form von Bändern, Streifen, Profilen sowie Kontaktscheiben oder -plättchen aus Kontaktwerkstoffen, die mittels eines Lotes auf einen Träger aufgelötet werden, sind bekannt Dabei können Bänder aus Kontaktmaterial schon auf der Rückseite mit einem

Ό Silberlot versehen werden. Diese Kontaktauflagen können dann direkt auf den Träger aufgelötet werden.

Bekannt sind auch Aufschweißkontakte. Diese weisen unter der Kontaktauflage eine Schicht aus gut verschweißbarem Material, meist Weicheisen, auf.

Molybdän ist wegen seiner Lichtbogenbeständigkeit ein zuverlässiges Kontaktmaterial für Schutzrohrkontakte, z. B. für Schutzgasrelais, wie sie u. a. in der Nachrichtentechnik verwendet werden. Es bedarf jedoch ergänzender Kontaktdeckschichten, um den

Μ Kontaktwiderstand während der Lebensdauer der Kontakte niedrig zu halten. So sind aus der DE-AS \7 64 233 elektrische Sehwachsiromkontakie für Betrieb unter Schutzgas bekannt, die auf einem Träger aus magnetisierbarem Material eine Molybdän- oder Rhenium-Schicht und darauf eine Deckschicht aus einer Gold-Palladium-Legierung aufweisen.

Aus der US-PS 33 86 896 ist ein Verfahren zum galvanischen Vergolden einer Oberfläche von Molybdän oder Mangan-Legierungen beschrieben, bei dem die so beschichtete Oberfläche mit Halbleitern, wie Galliumarsenid, legierbar und für das Thermokompressionsbonden geeignet ist.

Beim Bonden der vergoldeten Anschlußstelle eines Halbleiters mit vergoldeten Kontaktfahnen eines Trägers mittels Golddrähtchen durch Thermokompression (Einreiben feiner Drähte und Erwärmen auf ca. 300°C unter Anpressen) sind keine Schwierigkeiten zu erwarten.
Aus der DE-OS 14 96 880 ist es bekannt, eine feste Verbindung zwischen einer MoSybdämlache und einer Nickel-Gold-Plattierung durch Aufschmelzen (bei ca. 1100"C) herzustellen zu dem Zweck, Unregelmäßigkeiten, die beim Sintern auftreten, und eine Versprödung des Molybdäns zu beseitigen bzw. weitgehend zu unterdrücken. Dabei wird der Schmelzpunkt der Plattierungsmetalle (Nickel-Gold) überschritten.

Aus der GB-PS 9 17 739 ist eine Methode zum Überziehen eines Molybdän-Streifens mit einer dünnen Schicht durch Galvanisieren beschrieben. Der Überzug dient der Verbindung eines Trägerstreifens aus Molybdän mit 'Germaniumscheiben bei der Herstellung von Transistoren. Für die Verbindung mit Germanium bietet sich Gold an, da es mit Germanium bei 356°C ein Eutektikum bildet. Bei einer derartig niedrigen Temperatur wird das Molybdän nicht beeinträchtigt. Bei dem in Anspruch I der GB-PS beschriebenen Verfahren wird noch eine zweite Goldschicht auf die erste galvanisch aufgebracht. Bei dem Verfahren gemäß Seite 4, Zeilen 3-28, wird vor dem galvanischen Beschichten des Molybdänstreifens mit Gold dieser in einer 70%igen Schwefelsäurelösung geätzt. Hierdurch soll Blasenbildung auf der Oberfläche vermieden werden, wie es gemäß der Tabelle auf Seite 3 der GB-PS aufgetreten ist, wenn man die Wärmebehandlung in Wasserstoffat-

''^Γ' mosphäre nicht mit dem Ätzen mit Schwefelsäure kombiniert hat.

Es ist bekannt, daß das Verschweißen bzw. Verlöten von Molybdän mit sehr großen Schwierigkeiten

verbunden ist. Ähnliche Überlegungen gelten auch für Rhenium. Aus diesem Grunde galt es auch als schwierig, auf Molybdän oder Rhenium eine lot- oder schweißbare Schicht aufzubringen. Diese Schwierigkeiten galten in gleichem Maße für die Verankerung von kontaktverbesserndem Material oder Legierung auf dem hochscliimelzenden Metall.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Molybdän- oder Rhenium-Folie mit dem magnetisierbaren Träger eines Schutzrohrkontaktes auf einfache Weise durch Löten oder Schweißen verbindbar zu machen.

Gelöst wird diese Aufgabe bei einem Halbzeug der eingangs beschriebenen Art dadurch, daß für die Herstellung eines einen Träger aufweisenden elektrischen Schutzrohrkoritaktes die Folie aus Molybdän oder Rhenium 10 bis 100 μπι, vorzugsweise 30 bis 40 μπι, dick ist und die mit Gold beschichtete Seite mit einer Schweiß- oder Lötschicht mit dem Träger verbunden ist.

Die Folie aus Molybdän oder Rhenium wird vor der Beschichtung mit Gold in einer reduzierenden Atmo-Sphäre, wie ^-Atmosphäre, bei Temperaturen im Bereich zwischen 600 und 900" C geglüht.

Die an die Goldbeschichtung anschließende Wärmebehandlung in einer Schutzgasatmosphäre wird bei einer Temperatur im Bereich zwischen 800 und 1000⁰C, vorzugsweise zwischen 900 und 1000⁰C, während eines Zeitraums von einigen wenigen bis zu 30 Minuten durchgeführt. Eine Folie aus Molybdän oder Rhenium, die beidseitig mit Gold beschichtet ist, hat den Vorteil, daß durch die Goldbeschichtung auf der der Lot- oder Schweißschicht abgekehrten Seite ein Schutz des Molybdäns oder Rheniums gegen Oxidation bewirkt wird. Die Goldschicht wird in bevorzugter Weise aufgedampft oder galvanisch aufgebracht, und zwar in einer Schichtdicke von 1 bis 2 μπι. Die Schweiß- oder J5 Lötschicht besteht vorzugsweise aus einer aufgedampften, aufgestäubten oder aufgewalzten Schicht.

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, auf die goldbeschichtete Molybdän- oder Rheniumfolie ein Verbundmetall aufzuwalzen, aufzulöten oder aufzuschweißen, wobei der mit der Goldschicht zu verbindende Teil des Verbundmetalls aus einer lot- oder schweißbaren Metall-Legierung und die der Goldschicht abgewandte Seite aus einem metallischen Trägerwerkstoff bestehen. *5

Bewährt hat sich ein Verbundwerkstoff mit einem Trägerwerkstoff aus einer Kupfer-Nickel-Legierung, die mit einer Silber-Kupfer-Legierungsschicht versehen ist. Letztere ist dabei der Goldschicht zugekehrt.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, daß auf die der Lot- bzw. Schweißschicht' abgekehrte Seite der goldbeschichteten Folie eine aufgedampfte, aufgestäubte oder aufgewalzte kontaktverbessernde Schicht aus Edelmetall oder einer Edelmetall-Legierung aufgebracht wird. Besonders bewährt haben sich kontaktverbessernde Schichten aus einer Legierung, die aus Kupfer, Silber oder Gold mit Palladium besteht, wobei die Legierungskomponenten mit etwa gleichen Atomprozenten vorliegen. Die Dicke dieser kontaktverbessernden Schicht beträgt vorzugsweise I bis 10 μπι.

Die erfindungsgemäße Ausbildung des Halbzeugs, insbesondere die Beschichtung der Molybdän- oder Rheniumfolie mit Gold und anschließender Wärmebehandlung'in Schutzgasatmosphäre, hat den Vorteil, daß nunmehr die Molybdän- oder Rheniumfolie auf einfache Weise durch Löten oder Schweißen mit einem Träger eines Schutzrohrkontaktes verbindbar ist. Außerdem können kontaktverbessernde Edelmetalle oder Edelmetall-Legierungen auf dem goldbeschichteten Molybdän gut verankert werden. Durch die erfindungsgemäße Beschichtung des Halbzeugs ist darüber hinaus ein niedriger Kentaktwiderstand gewährleistet.

Mit der Erfindung wird erreicht, dJi man auf einer hochschmeizenden Folie eine Lot- bzw. S^hweißsehicht für das Verbinden mit einem magnetisierbaren Kontaktträger eines Schutzrohrkontaktes so verankert, daß die bisherigen Schwierigkeiten beim Verschweißen oder Verlöten überwunden sind. Dabei sind weder dicke Halbzeuge aus dem hochschmelzenden Metall noch galvanisch verstärkte doppelte Goldschichten notwendig. Der Schmelzpunkt des Beschichtungsmetalls (Gold) wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren für die bessere Verbindung einer hochschmelzenden Folie mit dem magnetisierbaren Kontaktträger eines Schutzrohrkontaktes mittels einer Lot- bzw. Schweißschicht nicht überschritten. Die Oberfläche ist blasenfrei.

In der Figur ist eine Schutzrohrkontaktzunge schematisch dargestellt.

Die Bezugsziffer 1 ist der Folie aus Molybdän oder Rhenium zugeordnet. Diese ist beidseitig mit einer Goldschicht 2 versehen, die durch Aufdampfen, Aufstäuben oder galvanisch auf die Folie aufgebracht ist und anschließend in einer Schutzgasatmosphäre wärmebehi.ndi;lt wird. Vor der Beschichtung mit Gold ist die Folie 1 in reduzierender Atmosphäre geglüht. Mit der Bezugsziffer 3 ist die Lot- oder Schweißschicht bezeichnet, über die die Folie 1 mit dem Träger 4 fest verbunden ist. Der Träger 4 besteht beispielsweise aus Neusilber, die Schicht 3 aus einer Silber-Kupfer-Legierung, wie AgCu 28. Zur Kontaktverbesserung kann noch die Schicht 5 aus Edelmetall oder einer Edelmetall-Legierung aufgedampft, aufgestäubt oder aufgewalzt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeiclinuiigen

Claims

Patentansprüche:

1. Halbzeug, vorzugsweise in Bandform, hergestellt aus Molybdän oder Rhenium, in reduzierender Atmosphäre geglüht und nach dem Glühen wenigstens einseitig mit Gold beschichtet und anschließend in einer Schutzgasatmosphäre wärmebehandelt, dadurch gekennzeichnet, daß für die Herstellung eines einen Träger (4) aufweisenden elektrischen Schutzrohrkontaktes die Folie (1) aus Molybdän oder Rhenium 10 bis 100 μιτι. vorzugsweise 30 bis 40μπι, dick ist und die eine mit Gold beschichtete Seite (2) mit einer Schweiß- oder Lötschicht (3) mit dem Träger (4) verbunden ist.

2. Halbzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie aus Molybdän oder Rhenium vor der Beschichtung in reduzierender Atmosphäre bei Temperaturen zwischen 600 und 900° C geglüht ist.

3. Halbzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie aus Molybdän oder Rhenium beidseitig mit Gold beschichtet ist.

4. Halbzeug nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Goldschicht aus einer aufgedampften, aufgestäubten oder galvanisch aufgebrachten, vorzugsweise 1 bis 2 μιη dicken Schicht besteht.

5. Halbzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweiß- oder Lötschicht (3) aus einer aufgedampften, aufgestäubten oder aufgewalzten Schicht bestt.-.t.

6. Halbzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die goldbeschichtete Molybdänfolie mit einem Verbundmetall verbünde·"» ist, wobei der mit der Goldschicht zu verbindende Teil des Verbundmetalls aus einer lot- oder schweißbaren Metall-Legierung und die der Goldschicht abgewandte Seite aus einem metallischen Trägerwerkstoffbestehen.

7. Halbzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbundmetall aus einer Kupfer Nickel-Legierung als Trägerwerkstoff besteht, mit einer Silber-Kupfer-Legierungsschicht versehen ist, wobei die Silber-Kupfer-Legierungsschicht der Goldschicht zugekehrt ist.

8. Halbzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die der Lot- bzw. Schweißschicht abgekehrte Seite der goldbeschichteten Folie eine aufgedampfte, aufgestäubte oder aufgewalzte kontaktverbessernde Schicht (5) aus Edelmetall oder einer Edelmetall-Legierung aufweist.

9. Halbzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche kontaktverbessernde Schicht aus einer Legierung von Kupfer, Silber oder Gold mit Palladium besteht, wobei die Legierungsbestandteile mit etwa gleichen Atomprozenten vorliegen.

10. Halbzeug nach den Ansprüchen 8 und/oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die kontaktverbcs· sernde Schicht I bis 10 μπι dick ist.