DE2541925B2 - Kontaktzunge für gekapselte elektrische Schalter und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents
Kontaktzunge für gekapselte elektrische Schalter und Verfahren zu deren HerstellungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Kontaktzunge für gekapselte elektrische Schalter, insbesondere Reed-Schalter, mit einer kontaktgebenden Oberflächenschicht aus wenigstens einem bei einer Temperatur
oberhalb 1500° C schmelzendem Metall, z. B. Rhodium auf einem metallischen Kern. Ferner betrifft die
Erfindung ein Verfahren zur Herstellung solcher Kontaktzungen.
Eine Kontaktzunge dieser Art ist aus der deutschen
Patentschrift 1244 296 bekannt. Bei der bekannten Kontaktzunge kann der Kern aus einer Eisen/Nickel-Legierung und die Oberflächenschicht aus einem
Edelmetall, beispielsweise aus Gold oder Rhodium, bestehen. Kontaktzungen mit einer Oberflächenschicht
aus Rhodium oder Gold weisen unter bestimmten Prüfbedingungen nach ca. 106 Schaltvorgängen erhebliche Ausfälle auf, so daß die Lebensdauer solcher
Kontaktzungen auf etwa 106 Schaltvorgänge beschränkt
-. ist.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, Kontaktzungen der angegebenen Art bereitzustellen, die höhere
Lebensdauer gewährleisten, d. hu in entsprechende Schalter eingebaut, eine größere Anzahl von Schaltvor-Hi gangen ermöglichen.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist mit der Gesamtheit der kennzeichnenden Merkmale des
Patentanspruchs 1 wiedergegeben. Vorteilhafte Ausbildungen der erfindungsgemäßen Kontaktzunge sowie
π das Verfahren zu deren Herstellung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung ist somit durch die Gesamtheit der nachfolgenden Merkmale gekennzeichnet, nämlich
.>o (a) bei einer solchen Kontaktzunge zwischen der
Zwischenschicht vorzusehen;
(b) diese Zwischenschicht soll aus Zinn, Blei, Indium,
Cadmium und/oder Zink bestehen, und
r. (c) die Oberflächenschicht soll aus Rhodium, Rhenium,
bestehen.
Nachfolgend sind für die vorgesehenen Metalle die in Schmelz- und Siedepunkte aufgeführt:
Metall | Schmelzpunkt | Siedepunkt |
CQ | CQ | |
j Zinn | 231 | 2270 |
Blei | 327 | 1620 |
Indium | 156 | 2100 |
Cadmium | 320 | 767 |
Zink | 419 | 907 |
ι Rhodium | 1966 | 3960 |
Rhenium | 3147 | 5900 |
Ruthenium | :25OO | 3700 |
Iridium | 2450 | 4800 |
Wolfram | 3370 | 5700 |
-, Molybdän | 2620 | 4600 |
Ersichtlich schmelzen die Metalle der Oberflächenschicht oberhalb 15000C1 und die Metalle der Zwischenschicht schmelzen unterhalb von 5000C.
Mit dieser Maßnahme, nämlich für die Zwischenschicht ein unterhalb von 5000C schmelzendes Metall,
und für die Oberflächenschicht ein oberhalb von 15000C
schmelzendes Metall vorzusehen, wird eine wesentliche Erhöhung der Lebensdauer von Schaltern mit solchen
Kontaktzungen erhalten; beispielsweise beträgt die Lebensdauer erfindungsgemäßer Kontaktzungen unter
den nachfolgend angegebenen Bedingungen 107 Schaltvorgänge.
Diese Erhöhung der Lebensdauer hat nach Auffas
sung der Erfinder die nachfolgenden Ursachen.
Die Kontaktzungen eines Schalters werden beim Offnen und Schließen des Kontaktes örtlich kurzzeitig
erhitzt; dies kann einen Materialtransport von einer Kontaktzunge auf die andere zur Folge haben, so daß
Spitzen und Krater entstehen; im wesentlichen ist die Entstehung der Spitzen für den Ausfall eines Schalters
und damit für dessen begrenzte Lebensdauer verantwortlich. Bei der erfindungsgemäßen Kontaktzunge
besteht die Oberflächenschicht aus dem hochschmelzenden Metall, das auch bei erhöhter Temperatur nicht
erweicht und damit die für einen stabilen Betrieb notwendige mechanische Festigkeit gewährleistet Dagegen
führt die bei der Betätigung ties Schalters auftretende Erwärmung zu einer beträchtlichen Erweichung
des niedrigschmelzenden Metalls bei der Zwischenschicht der Kontaktzunge. Werden nun auf
einer Oberflächenschicht infolge von Materialtransport Spitzen gebildet, so werden diese durch den mechanischen
Stoß bei der Betätigung des Kontakts in die Ebene der Schichten eingedrückt, da die untere Schicht
wegen der Erweichung eine verminderte Härte aufweist Die Spitzen können somit nicht in einem
solchen Ausmaß wachsen, daß die Trennung der Kontaktzungen verschlechtert wird, womit die Lebensdauer
des Kontaktes verlängert wird.
Die Erwärmung kann weiterhin eine Diffusion zwischen dem hochschmelzenden und dem niedrigschmelzenden Metall hervorrufen, so daß eine Legierung
oder eine intermetallische Verbindung gebildet wird. Die Legierung oder die intermetallische Verbindung
verbessert ebenfalls die Lebensdauer des Kontaktes, da sie eine geringere Härte aufweist als das
hochschmelzende Metall und deshalb die durch Materialtransport auftretenden Spitzen in den Bereich
eingedrückt werden können, der einen höheren Anteil an der Legierung oder der intermetallischen Verbindung
aufweist Es ist möglich, die Legierung oder die intermetallische Verbindung vor der Verwendung des
Kontaktes zu bilden. Zu diesem Zweck werden bei der Herstellung der Kontaktzungen die Metalle der
einzelnen Schichten bei einer Temperatur miteinander in Berührung gebracht, bei der eine Diffusion zwischen
diesen Metallen auftritt Vorzugsweise liegt diese Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes, aber unterhalb
des Siedepunktes des niedrigschmelzenden Metalles.
Aus der deutschen Auslegeschrift 11 80 466 ist ein
elektrischer Kontakt mit einer kontaktgebenden Oberflächenschicht aus Zinn und einer Zwischenschicht aus
Gold, Kupfer, Blei oder Wismuth zwischen der Zinnauflage und dem Kern des Kontaktes bekannt. Mit
der Zwischenschicht soll dort das Austreten von fadenförmigem Kristallwachstum an der Zinnoberfläche
beseitigt werden. Sofern bei der bekannten Kontaktzunge die Zwischenschicht auch aus Blei
bestehen kann, stellt dies lediglich eine zufällige Übereinstimmung mit der erfindungsgemäßen Zwischenschicht
dar, weil in dieser Entgegenhaltung als gleichwertige Metalle auch das hochschmelzende Gold
oder Kupfer genannt werden; weiterhin wird dort Indium als ungeeignetes Zwischenschichtmaterial bezeichnet,
obwohl es erfindungsgemäß für diesen Zweck brauchbar ist Im Ergebnis vermittelt diese Entgegenhaltung
keine brauchbare Anregung, wie die Materialien für die Zwischenschicht auszuwählen sind, damit
Kontaktzungen mit hochschmelzender Oberflächenschicht mit erhöhter Lebensdauer erhalten werden.
Nachfolgend soll die Erfindung im einzelnen erläutert werden; zu dieser Erläuterung dienen auch die Fig. 1
bis 7; im einzelnen zeigt
F i g. 1 eine Schnittdarstellung eines Reed-Schalters,
F i g. 2 und 6 Schnittdarstellungen erfindungsgemäßer Kontaktzungen,
Fig. 3 eine elektrische Prüfschaltung für den Kontakt,
Fig.4, 5 und 7 in Form von Diagrammen die
Lebensdauer verschiedener Kontaktzungen als Abhängigkeit der Fehlerhäufigkeit (Ordinate) von der Anzahl
der Schaltvorgänge (Abszisse).
Mit F i g. 1 ist ein typischer Reed-Schalter mit der
Glaskapsel 2 und den Kontaktzungen 1 dargestellt; der überlappende Bereich zwischen den beiden Zungen 1
stellt den Arbeitsbereich 3 dar.
Eine beispielhafte erfindungsgemäße Kontaktzunge ist mit Fig.2 dargestellt Zu dieser Kontaktzunge
gehören der metallische Kern 4, die Zwischenschicht 6 und die Oberflächenschicht 7; zusätzlich kann ein
Haftvermittler 5 zwischen dem Kern 4 und der Zwischenschicht 6 vorhanden sein. Sofern die Kontaktzungen
magnetisch betätigt werden sollen, kann der Kern 4 aus einer bekannten weichmagnetischen oder
halbharten magnetischen Legierung bestehen. Die Zwischenschicht 6 besteht vorzugsweise aus Zinn
und/oder Indium. Die Oberflächenschicht 7 besteht vorzugsweise aus Rhodium und/oder Rhenium.
Die Aufbringung der Zwischenschicht auf dem Kern kann nach verschiedenen Verfahren erfolgen, beispielsweise
mittels galvanischer Abscheidung oder mittels einem trocken arbeitenden Verfahren, wie durch
Zerstäuben, einen Ionenstrahl oder durch ein Aufdampfen. Nachfolgend sind in Tabelle 1 typische Bedingungen
für die galvanische Abscheidung angegeben.
Metall
Elektrolyt
(g/l)
(g/l)
Stromdichte
(A/dm2)
(A/dm2)
Zeitspanne zur Abscheidung einer 1 μπι
dicken Schicht
dicken Schicht
Zinn
Blei
Indium
SnSO4 | 60 |
H2SO4 | 100 |
Zusatz | 10 |
Gelatine | 2 |
Pb(BF4J2 | 205 |
HBF4 | 20 |
H3B4O3 | 20 |
Gelatine | 0,15 |
InCl3 | 60 |
KOH | 40 |
KCN | 160 |
C6H2O6 | 30 |
1 min
40 see
2 min
Fortsetzung | 5 |
Elektrolyt
(g/l) |
2541 | 925 | 6 |
Metall | Cd(CN)2 NaCN NaOH Zn(CN)2 NaCN NaOH |
Stromdichte
(A/dm2) |
Zeitspanne zur Ab
scheidung einer 1 μίτι dicken Schicht |
||
Cadmium Zink |
45 49 20 60 40 80 |
2 2 |
2 min 30 see 2 min |
Die Oberflächenschicht kann ebenfalls galvanisch aufgebracht werden, beispielsweise wenn die Oberflächenschicht
aus Rhodium, Rhenium oder Ruthenium besteht; typische Abscheidungsbedingungen sind nachfolgend in Tabelle 2 angegeben:
Metall
Elektrolyt
(g/l)
Stromdichte
(A/dm2)
Zeitspanne zur
Abscheidung einer
Ιμππ dicken Schicht
Rhodium (RH)3(SO4J2 in H2SO4
Rhenium KReO 1,5
H2SO4 12 bis
Ruthenium RuCI3 in HCI
1,3
15
6 min 40 see
5 min
5 min
10 min
Nach einer anderen Ausführungsform wird die Oberflächenschicht mittels Trockenbeschichtung aufgebracht.
Die »Trockenbeschichtung« steht als allgemeine Bezeichnung für
ein Zerstäubungsverfahren, bei dem z. B. Argon gegen eine Metallscheibe prallt, so daß dieses
Metall zerstäubt und auf dem zu metallisierenden Körper abgeschieden wird,
eine Ionenbeschichtung, bei der Ionen beschleunigt werden, gegen das Substrat prallen und darauf
einen Überzug bilden, oder
das Aufdampfen im Vakuum.
das Aufdampfen im Vakuum.
Während die Trockenbeschichtung durchgeführt wird, steigt die Temperatur der Atmosphäre in dem
Gefäß auf etwa 1000C an, so daß die Bildung einer
Legierung oder einer intermetallischen Verbindung zwischen den Metallen hoher und niedriger Schmelztemperatur
möglich ist. Sofern die Zwischenschicht aus Indium besteht, reicht diese Temperatur im Gefäß für
die Bildung ausreichender Mengen Legierung oder intermetallischer Verbindung aus. Besteht andererseits
die Zwischenschicht aus Zinn, Blei, Cadmium oder Zink, dann ist es ratsam, zusätzlich Wärme zuzuführen, damit
eine größere Menge Legierung oder intermetallische Verbindung erzeugt wird. Vorzugsweise wird deshalb
die Zwischenschicht bis auf eine Temperatur nahe dem Schmelzpunkt des niedrigschmelzenden Metalles erhitzt
und gleichzeitig die Oberflächenschicht aufgebracht. Das Erhitzen kann beispielsweise durch to
Auflegen des metallischen Körpers auf eine Platte erfolgen, die als Widerstandsheizgerät ausgebildet ist.
Sofern sowohl die Zwischenschicht wie die Oberflächenschicht galvanisch aufgebracht werden, können die
beiden Schichten anschließend auf eine Temperatur erhitzt werden, die oberhalb des Schmelzpunktes, aber
unterhalb des Siedepunktes des niedrigschmelzenden Metalls liegt.
Vorzugsweise wird für die Oberflächenschicht aus beispielsweise Rhodium eine Schichtdicke von 1 bis
1,5 μπι und für die Zwischenschicht aus beispielsweise
Zinn eine Schichtdicke von 2 bis 24 μηι vorgesehen.
Zur Erhöhung der Haftung zwischen Kern und Zwischenschicht kann zuerst auf dem Kern galvanisch
eine Goldschicht aufgebracht werden; eine entsprechende Haftvermittlungsschicht ist auch zwischen der
Zwischenschicht und der Oberflächenschicht möglich.
Die erfindungsgemäßen Kontaktzungen sind insbesondere für eine Betätigung bei einem Strom von 0,096
bis 0,104 A und einer Spannung von 48 bis 52 V geeignet.
Die nachfolgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung, ohne diese einzuschränken.
Es werden Reed-Schalter aus einer Glaskapsel 2 und Reed-Zungen 1 (vgl. Fig. 1) hergestellt und die
Lebensdauer der Schalter unter Arbeitsbedingungen geprüft.
Der Metallkern 4 besteht aus einer ferromagnetischen Legierung aus 48% Eisen und 52% Nickel und
weist im »Paddel«-Abschnitt eine Länge von 10 mm, eine Breite von 1,89 mm und eine Dicke von 0,24 mm
auf.
Der Arbeitsbereich 3 der jeweiligen Zunge 1 besteht aus den nachfolgenden Kombinationen von Zwischenschicht
und Oberflächenschicht, nämlich
Zinnschicht 6 und Rhodiumschicht 7, Indiumschicht 6 und Rhodiumschicht 7, oder Zinnschicht 6 und
Rhodiumschicht 7.
Die Zwischenschicht 6 und die Oberflächenschicht 7 haben jeweils eine Dicke von 1 μηι und sind galvanisch
entsprechend den nachfolgend in Tabelle 3 angegebenen Bedingungen abgeschieden worden.
7 | Elektrolyt | 25 41 925 | 2 | 8 | Temperatur | |
(g/i) | eg *: | |||||
Tabelle 3 | alkalische K · | Abscheidungsdauer | 25 ? | |||
Schicht | SnSO4 | 25 : | ||||
Zusatz | 1,3 | 20 sec | ||||
Gold-Schicht 5 | H2SO4 | 1 min | ||||
Zinn-Schicht 6 | Gelatine | 2 | '■;, | |||
(RH)3(SO4)2 | Stromdichte | 45 κ | ||||
in H2O4 | (A/dm2) | |||||
InCl3 | Au-(CN)2-Lösung 10 | 6 min 40 sec | 20 | |||
Rhodium-Schicht 7 | KCN | 60 | 1,3 | |||
KOH | 10 | 2 min | ||||
Indium-Schicht 6 | C6H2O6 | 100 | 2 | |||
(RH)3(SO4), | 2 | 45 ί | ||||
in H2O4 | ||||||
SnSO4 | 6 min 40 see | 25 : | ||||
Rhodium-Schicht 7 | Zusatz | 60 | 15 | |||
H2SO4 | 160 | 1 min | ||||
Zinn-Schicht 6 | Gelatine | 40 | ||||
KReO4 | 30 | 85 | ||||
H2SO4 | ||||||
5 min | ||||||
Rhenium-Schicht 7 | 60 | |||||
10 | ||||||
100 | ||||||
2 | ||||||
15 | ||||||
12-15 |
Zu Vergleichszwecken werden Reed-Schalter aus
bekannten Kontakten, nämlich einem Hartgoldkontakt, einem Golddiffusionskontakt, einem Rhodiumkontakt,
einem Rhodiumdiffusionskontakt und einem Zinnkontakt in der Weise hergestellt, daß auf dem gleichen
Metallkern (48% Fe, 52% Ni) die jeweilige Schicht in einer Dicke von 2 μίτι aufgebracht wird.
Sämtliche so hergestellten Reed-Schalter werden, wie in Fig.3 dargestellt, als Relais in eine Vermittlungsschaltung eingebaut; es bedeuten: ES eine elektrische
Spannungsquelle, RT einen Widerstand von 500 Ω, Cb ein Kabel und Sw den Reed-Schalter. Durch die
Schaltung wird bei einer anliegenden Spannung von 50 V ein elektrischer Strom von 100 mA geleitet. LJm die
Lebensdauer des Kontaktes zu bestimmen, wird eine Anzahl von Reed-Schaltern geprüft, und das Schließen
und öffnen der Reed-Schalter so lange fortgesetzt, bis diese versagen. Mit Fig.4 ist die Anzahl der
Schaltvorgänge gegen die Fehlerhäufigkeit aufgetragen; hierbei bezeichnen A, Bund Cdie erfindungsgemäßen
Kontakte aus Zinn/Rhodium, Indium/Rhodium und Zinn/Rhenium; und D, E, F1 G und H bekannte
Kontakte, nämlich D den Hartgoldkontakt, E den Golddiffusionskontakt, F den Rhodiumkontakt, G den
Rhodiumdiffusionskontakt und Hden Zinnkontakt.
Wie aus Fig.4 zu entnehmen ist, erreichen die
Kontakte A, B und C gemäß der Erfindung eine etwa zehnmal größere Lebensdauer, als die bekannten
Kontakte D bis H.
Der Zinnkontakt H versagt bereits nach 105
Schaltvorgängen. Der Kontakt H weist an seiner Oberfläche eine Zinnschicht auf; das Zinn schmilzt bei
Erwärmung und erzeugt eine Schmelzverbindung zwischen den jeweiligen Kontaktzungen, so daß der
Kontakt nicht mehr getrennt werden kann. Bei den bekannten Kontakten D bis G wachsen infolge des
Materialtransports Spitzen auf einer Oberflächenschicht, die es erschweren, die Kontaktglieder zu
trennen, wodurch ebenfalls die Lebensdauer vermindert wird.
Analog zu Beispiel 1 werden auf dem Metallkern 4 eine Goldschicht 5 und eine 2,5 μιτι dicke Zinnschicht
abgeschieden. Der Metallkern 4 mit der Zinnschicht 6 wird innerhalb der Kammer einer Zerstäubungsvorrichtung
gegenüber einem Rhodium-Target angeordnet. Das in der Kammer enthaltene Argongas prallt gegen
das Target und bildet eine 1 μΐη dicke Rhodiumschicht 7
auf der Zinnschicht 6; es wird der Kontakt /erhalten.
Im wesentlichen analog werden die Kontaktzungen J hergestellt; abweichend wird während der Zerstäubung
von Rhodium der Metallkern 4 mit der Zinnschicht auf 200°C erwärmt, so daß durch die bei der Zerstäubung
zusätzlich auftretende Wärme die Zinnschicht insgesamt auf eine Temperatur oberhalb ihres Schmelzpunktes
231,90C) erhitzt wird.
Die aus der zusätzlichen Erwärmung resultierenden Unterschiede sind aus der nachfolgenden Aufstellung
von Röntgenbeugungsdaten ersichtlich.
Netzebenenabstände (A)
Kontakt / - - - 2,21 1,90 —
Kontakt/ 2,95 2,84 2,57 2,21 - 1,42
Rhodium*) - - 2,196 1,902 -
jS-Zinn") 2,915 2,793 2,062 2,017 1,657 1,484
·) Die Angaben für Rhodium und 0-Zinn entstammen den ASTM-Blflttcrn 4-0673 und 5-0685.
1,35
1,345
1,442
1,442
1,27
1,304
1,304
1,15
1,1468
1,292
1,292
Aus den Röntgenbeugungsdaten folgt:
1. Die Oberflächenschichten der beiden erfindungsgemäßen
Kontakte /und /bestehen nicht aus Zinn;
2. die Oberflächenschicht des Kontaktes /besteht im wesentlichen aus metallischem Rhodium;
3. die Beugungsdaten des Kontaktes / unterscheiden sich erheblich von den Daten von Rhodium und
Zinn; daraus folgt, die Oberflächenschicht des Kontaktes J enthält eine Legierung oder intermetallische
Verbindungen zwischen Rhodium und Zinn; zusätzlich ist in der Oberflächenschicht des
Kontaktes / Rhodium vorhanden (0,221 bis 0,2106 nm bzw. 2,21 bis 2,106 A).
Beim Kontakt / sind offensichtlich eine entsprechende Legierung oder intermetallische Verbindungen in der
Oberflächenschicht nicht vorhanden, was vermutlich auf der niedrigen Reaktionstemperatur beruht; die Diffusion
zwischen Rhodium und Zinn ist unterhalb der Schmelztemperaturen von Zinn durchgeführt worden,
so daß die erzeugte Menge an Legierung oder an intermetallischen Verbindungen nicht groß genug war,
um in der Oberflächenschicht des Kontaktes einen merklichen Anteil zu bilden.
Es wird eine Anzahl Reed-Schalter mit den Kontaktzungen /und /hergestellt. Zu Vergleichszwekken
werden weiterhin Reed-Schalter mit einer Kontaktzunge K hergestellt; die Kontaktzunge K ist durch
Abscheidung von zerstäubtem Rhodium unmittelbar auf den Metallkern erhalten worden (Dicke der Rhodiumschicht
1 μπι). Sämtliche Reed-Schalter werden analog
zu Beispiel 1 geprüft; die erhaltenen Ergebnisse sind in ο Fig.5 dargestellt; ersichtlich haben die erfindungsgemäßen
Kontaktzungen / und / eine etwa zehnmal längere Lebensdauer als der bekannte Kontakt K.
κι Mittels galvanischer Abscheidung der Zwischenschicht,
der Oberflächenschichten und Haftvermittlungsschichten werden die mit Fig.6 dargestellten
Kontaktzungen hergestellt; jede Kontaktzunge besteht aus einem Metallkern 4, einer Goldschicht 5, einer
ι ■-, Zinnschicht 6, einer auf der Zinnschicht 6 abgeschiedenen
Goldschicht 10 und einer Rhodiumschicht 7. Sämtliche Schichten sind durch galvanische Abscheidung
im wesentlichen analog zu den in Beispiel 1 angegebenen Bedingungen erhalten worden. Anschlie-Bend
werden die Kontaktzungen auf Temperaturen von 300 bis 500° C erhitzt, um eine Diffusion zwischen dem
Zinn und dem Rhodium hervorzurufen. Unter Veränderung einzelner Parameter wie Dicke der Zinn- und
Rhodiumschichten, Material für den Metallkörper und
)■-, Diffusionstemperatur sind die in der nachfolgenden
Tabelle 4 angegebenen Kontaktzungen L bis R hergestellt worden. Die Goldschichten 5 und 10 haben
eine Dicke von 0,1 und 0,5 μπι.
Kontakt | Material des | Dicke der | Dicke der | Diffusions- |
Metallkörpers | Zinnschicht | Rhodiumschicht | Temperatur | |
(μπι) | (μπι) | CQ | ||
L | 52% Ni, 48% Fe | 2 | 2 | 500 |
M | 85% Co, 12% Fe, 3% Nb | 1 | 1 | 500 |
N | 52% Ni, 48% Fe | 2,5 | 1,5 | 500 |
O | 52% Ni, 48% Fe | 2,5 | 1 | 400 |
P | 52% Ni, 48% Fe | 2,5 | 1,5 | 300 |
Q | 52% Ni, 48% Fe | 2,5 | 1 | 300 |
R | 85% Co, 12% Fe, 3% Nb | 1 | 1 | 300 |
Zu Vergleichszwecken werden bekannte Kontakte 5 ·γ>
ersichtlich weisen die erfindungsgemäßen Kontaktzunmit einer 2 μπι dicken Rhodiumschicht ohne Zwischen- gen L bis R eine zwei- bis zehnmal größere Lebensdauer
auf als der bekannte Kontakt S. Aus Fig. 7 muß auch
geschlossen werden, daß eine Diffusionstemperatur von
schicht hergestellt.
Sämtliche Kontakte werden
geprüft; die Ergebnisse sind
geprüft; die Ergebnisse sind
analog zu
Fig.7
Fig.7
in
Beispiel 1 dargestellt; 300° C offenbar geeigneter ist als eine solche von 500° C.
I Nur/u 4 Hliitt Zeichnungen
Claims (7)
1. Kontaktzunge für gekapselte elektrische Schalter, insbesondere Reed-Schalter, mit einer kontaktgebenden Oberflächenschicht aus wenigstens einem
bei einer Temperatur oberhalb 1500°C schmelzendem Metall, z. B. Rhodium auf einem metallischen
Kern, gekennzeichnet durch die Gesamtheit der folgenden Merkmale, nämlich daß
zwischen der Oberflächenschicht (7) und dem Kern (4) wenigstens eine Zwischenschicht (6) ausgebildet
ist,
diese Zwischenschicht (6) aus Zinn, Blei, Indium,
Cadmium und/oder Zink besteht und
die Oberflächenschicht (7) aus Rhodium, Rhenium,
Ruthenium, Iridium, Wolfram und/oder Molybdän
besteht
2. Kontaktzunge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenschicht (7) aus
Rhodium und die Zwischenschicht (6) aus Zinn besteht
3. Kontaktzunge nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der
Grenzfläche zwischen der Oberflächenschicht (7) und der Zwischenschicht (6) eine Diffusionszone aus
den Materialien dieser Schichten ausgebildet ist.
4. Kontaktzunge nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenschicht (7) eine
Schichtdicke von 1 bis 1,5 μπι und die Zwischenschicht (6) eine Schichtdicke von 2 bis 2,5 μπι
aufweist
5. Verfahren zur Herstellung der Kontaktzungen nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenschicht (7) mit Hilfe eines
trocken arbeitenden Verfahrens aufgebracht wird.
6. Verfahren zur Herstellung der Kontaktzungen nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenschicht (7) mittels galvanischer Abscheidung auf der Zwischenschicht (6)
aufgebracht wird, und beide Schichten erhitzt werden, bis eine Diffusion der Schichtmaterialien
eingetreten ist.
7. Verfahren zur Herstellung der Kontaktzungen nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die aufgebrachte Zwischenschicht (6) auf
eine Temperatur kurz unterhalb ihres Schmelzpunktes erhitzt wird, und gleichzeitig die Oberflächenschicht (7) mit Hilfe eines trocken arbeitenden
Verfahrens aufgebracht wird.
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8281 | Inventor (new situation) |
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