DE3712691C1

DE3712691C1 - Electrical connecting pin, especially a coil former pin, and a method for its production

Info

Publication number: DE3712691C1
Application number: DE3712691A
Authority: DE
Inventors: Reiner Bindig; Gerd Kalf
Original assignee: William Prym Werke GmbH and Co KG
Current assignee: William Prym Werke GmbH and Co KG
Priority date: 1987-04-14
Filing date: 1987-04-14
Publication date: 1988-06-23

Abstract

The connecting pin is preferably embedded in a plastic part and is used for the solder connection of an electrical cable (line, lead). A nickel barrier layer is initially deposited onto the pin material, which consists of a copper-tin alloy, over which nickel barrier layer an outer solder layer is arranged which is used for the connection of the electrical cable and consists of a lead-tin mixture. In order to ensure solderability despite surface damage, it is proposed to electroplate a silver intermediate layer between the inner nickel barrier layer and the outer tin-solder layer and to produce a diffusion alloy with the outer tin-solder layer by tempering the pin.

Description

Die Erfindung richtet sich auf einen elektrischen Anschluß- Stift, der zum späteren Lötanschluß einer elektrischen Leitung dient. Der Stift wird dabei regelmäßig mit seinem einen Ende in einem Kunststoffteil eingebettet, während sein daraus herausragendes, freies Teilstück u. a. zum Anschluß der elektrischen Leitung durch Löten dient. Derartige Stifte finden in verschiedenen Längen und Stärken als Spulenkörper-Stifte Anwendung, auf welche zwecks Herstellung von elektromagnetischen Spulen elek trische Leitungen aufgewickedlt werden, deren Leitungsenden dann an den Stiften festgelötet werden.The invention is directed to an electrical connection Pin that is used for the later solder connection of an electrical Line serves. The pen is used regularly with his one end embedded in a plastic part while its outstanding, free section u. a. to the Connection of the electrical line by soldering is used. Such pens come in different lengths and Strengths as bobbin pins application on which for the production of electromagnetic coils elek trical lines are wound, the ends of the lines then be soldered to the pins.

Die bekannten Anschlußstifte, die werkstoffmäßig aus einer Kupfer-Zinn-Legierung erzeugt sind, erhalten zunächst eine Nickel-Sperrschicht, über welche dann elektrolytisch eine Zinn-Blei-Schicht unmittelbar aufgetragen wird, welche die spätere Lötschicht zum Anschluß der elektrischen Leitungen bilden soll. In der Praxis ergaben sich Ver arbeitungsschwierigkeiten beim Löten. Man stellte immer wieder defekte Lötverbindungen zwischen den aufgewickelten elektrischen Leitungen einerseits und den elektrischen Stiften andererseits fest. Abgesehen von dem größeren Zeit- und Arbeitsaufwand erwiesen sich auch Nachbesserungen der Lötverbindung nicht als erfolgreich. Dies führte zu einem hohen Ausschluß kostspieliger Bauteile, weil im Falle von Spulenkörper-Stiften der Defekt sich erst nach dem Umwickeln der Spulenkörper mit den Leitungen ergab.The known pins, the material of a Copper-tin alloy are first obtained Nickel barrier layer, over which then electrolytically one Tin-lead layer is applied immediately, which the later solder layer for connecting the electrical Form lines. In practice, ver labor difficulties when soldering. You always asked defective solder connections between the wound again electrical lines on the one hand and the electrical Pins on the other hand. Except for the bigger one Time and effort also turned out to be improvements the solder joint is not successful. This led to a high exclusion of expensive components because in In the case of bobbin pins, the defect only becomes apparent after the wrapping of the bobbins with the lines resulted.

Der Erfindung liegt zunächst die Aufgabe zugrunde, einen Anschlußstift der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art zu entwickeln, der sich durch eine zuverlässige und einfache Lötbefestigung der elektrischen Leitungen aus zeichnet. Erfindungsgemäß ist nämlich festgestellt worden, daß die Defekte der Lötverbindungen bei den bekannten Anschlußstiften auf Beschädigungen der Stiftoberfläche zurückzuführen sind, die sich aus der besonderen Ver arbeitung der Anschlußstifte ergeben. Man stellte Ab schabungen in der Stiftoberfläche fest, welche die äußere Lötschicht aus Blei-Zinn schwächen oder gar durchstoßen und es an diesen Fehlstellen zu einer Oxidierung der darunterliegenden Nickel-Sperrschicht kommt. Diese Stel len aus Nickel-Oxid sind nicht lötfähig. Weitere Einzel heiten zu ihrer Entstehung sind in der nachfolgenden Beschreibung näher ausgeführt. Erfindungsgemäß werden solche Löt-Fehler durch einen neuen Aufbau in der Beschichtung der Anschlußstifte vermieden, ohne daß die weiteren Ver arbeitungsmethoden der Anschlußstifte geändert werden müßten. Dies wird durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angeführten Maßnahmen erreicht, denen folgende Bedeutung zukommt:The invention is based on the object, one Connector pin mentioned in the preamble of claim 1 Kind to develop who is reliable and simple soldering of the electrical cables draws. According to the invention it has been determined that the defects of the solder joints in the known Pins on damage to the pin surface are to be attributed, which result from the special Ver result in working of the connecting pins. One turned off scratches in the surface of the pen, which Weave or even pierce the lead-tin solder layer and there is an oxidation of these defects underlying nickel barrier layer comes. This stel oils made of nickel oxide cannot be soldered. More single Units for their creation are in the following Description detailed. According to the invention Soldering errors due to a new coating structure the pins avoided without the further Ver Working methods of the pins are changed ought to. This is indicated in the characterizing part of the claim 1 listed measures achieved, the following meaning comes:

Durch die Silber-Zwischenschicht nach der Erfindung wer den zwar die Oberflächenbeschädigungen bei der unver ändert bleibenden Verarbeitungsmethode nicht beseitigt, aber diese wirken sich überraschenderweise nicht mehr störend auf das Lötverhalten der erfindungsgemäßen An schlußstifte aus. Die Verarbeiter dieser Anschlußstifte brauchen ihre Produktionsmethoden nicht zu ändern und können nach wie vor ihre bisherigen Maschinen zum Be stücken und Spritzen der mit solchen Stiften auszurüsten den Kunststoffteilen verwenden. Wegen ihrer hohen Unem pfindlichkeit gegen Oberflächenbeschädigungen können sogar die bekannten Maschinen mit einer wesentlich höheren Arbeitsgeschwindigkeit betrieben werden, wodurch sich sogar die Mehrkosten für die Silber-Zwischenschicht im Vergleich mit den bekannten, fehlerhaft lötbaren Stiften ausgleichen lassen. Abgesehen davon rechtfertigt die mit dem erfindungs gemäßen Stift erzielte Lötfreundlichkeit auch einen höheren Materialaufwand. Wegen ihrer Unempfindlichkeit ist eine automatische Verarbeitung der erfindungsgemäßen Stifte für einen beliebigen Einsatz möglich.Through the silver intermediate layer according to the invention who the surface damage at the unt changes permanent processing method not eliminated, but surprisingly, these no longer work disturbing to the soldering behavior of the invention closing pins. The processor of these pins don't need to change their production methods and can still use their previous machines for loading pieces and syringes to equip with such pens use the plastic parts. Because of their high Unem Sensitivity to surface damage can even the known machines with a much higher one Working speed can be operated, which even the additional costs for the silver intermediate layer in comparison compensate with the known, incorrectly solderable pins to let. Apart from that, it justifies with the invention According to the pen, soldering friendliness was also higher Cost of materials. Because of their insensitivity is a automatic processing of the pens according to the invention for one any use possible.

Die erfindungsgemäße Silber-Zwischenschicht verbessert auch die Lötbarkeit der erfindungsgemäßen Stifte unter dem Gesichtspunkt der Alterung. Die Silber-Zwischenschicht bewirkt nämlich eine Erhöhung der Sperrwirkung der Nickel schicht und verhindert eine Diffusion von Kupfer- oder Zinnatomen durch die Nickel-Sperrschicht in die äußere Lötschicht aus Blei oder Zinn. Dadurch ist die Lagerungs fähigkeit der erfindungsgemäßen Stifte und der daraus erzeugten Vorprodukte erheblich zu steigern. Dies wirkt sich für die Lagerhaltung günstig aus.The silver intermediate layer according to the invention improved also the solderability of the pins according to the invention the point of view of aging. The silver intermediate layer causes an increase in the blocking effect of the nickel layer and prevents diffusion of copper or Tin atoms through the nickel barrier layer into the outer Lead or tin solder layer. This is the storage ability of the pens according to the invention and the resulting generated intermediate products to increase significantly. This works favorable for storage.

Die Erfindung richtet sich schließlich auch auf ein Ver fahren zur Herstellung solcher Anschlußstifte und ist durch die im Kennzeichen des Anspruches 2 angeführten Maßnahmen näher bestimmt. Durch die Wärmebehandlung, die zweckmäßigerweise gemäß den in Anspruch 8 und 9 gezeigten Verfahrensschritten vollzogen wird, entsteht eine Diffu sionslegierung, wo Silberatome in der Zwischenschicht in die äußere Lötschicht diffundieren und umgekehrt Zinn- und Bleiatome der äußeren Lötschicht in die Zwischenschicht zurück gelangen. Dies führt zu einer erheblichen Festig keit der äußeren Lötschicht und vor allen Dingen zu ihren einwandfreien Löteigenschaften.Finally, the invention also relates to a Ver drive to manufacture such pins and is by those stated in the characterizing part of claim 2 Measures specified. By heat treatment, the expediently according to that shown in claims 8 and 9 Process steps are carried out, a diffusion arises sion alloy, where silver atoms in the intermediate layer in diffuse the outer solder layer and vice versa tin and lead atoms of the outer solder layer in the intermediate layer get back. This leads to considerable strength of the outer solder layer and, above all, theirs perfect soldering properties.

Weitere wichtige Verfahrensschritte ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen, deren Maßnahmen und Bedeutungen in der nachfolgenden Beschreibung näher angeführt sind. Die Erfindung richtet sich im übrigen auf alle neuen Maßnahmen der nachfolgenden Beschreibung und den Zeich nungen, auch wenn diese in den Ansprüchen keine ausdrück liche Erwähnung gefunden haben.Further important procedural steps result from the other subclaims, their measures and meanings are detailed in the following description. The invention is directed to all new ones Measures of the following description and the drawing mentions, even if these are not expressly stated in the claims have been mentioned.

In den Zeichnungen ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigtIn the drawings the invention is shown in one embodiment. It shows

Fig. 1, in etwa natürlicher Darstellung, eine Seiten ansicht eines mit den erfindungsgemäßen An schlußstiften ausgerüsteten Spulenkörpers, Fig. 1, in about natural representation, a side view of the inventive circuit to cause equipped bobbin,

Fig. 2, in starker Vergrößerung, eine Schnittansicht durch den unteren Teil des Spulenkörpers von Fig. 1, woraus die unterschiedliche Lage der Stifte ersichtlich ist, und Fig. 2, in large enlargement, a sectional view through the lower part of the coil body of Fig. 1, from which the different position of the pins can be seen, and

Fig. 3, in noch größerem, schematischen Schnitt den Schichtaufbau im Oberflächenbereich eines erfindungsgemäßen Stifts. Fig. 3, in an even larger, schematic section, the layer structure in the surface area of a pin according to the invention.

Obwohl der erfindungsgemäße Stift 10 in verschiedenen Gebieten der Elektrotechnik eingesetzt werden könnte, dient er im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und 2 zur Herstellung eines Spulenkörpers 20. Ein solcher Spulen körper 20 kann natürlich beliebige Größe und Form auf weisen. Der eigentliche Spulenkörper besteht aus einem Duroplast, in welchem der Stift 10 vergossen bzw. im Spritzgußverfahren eingebettet wird. Der Spulenkörper umfaßt einen rohrförmigen Spulenkern 21 mit ihn beidendig begrenzenden Spulenscheiben 22, 23, der zum Aufwickeln einer oder mehrerer, gegeneinander isolierter Leitungen dient, die nicht näher gezeigt sind. Die Leitungsenden werden durch geeignete Schlitze 24 in der unteren Spulen scheibe 23 bis zu einer Schar von Anschlußstiften 10 geführt, die in dieser unteren Spulenscheibe 22 des Spulenkörpers 20 eingegossen sind. Die Leitungsenden werden dabei an die Oberfläche der Stifte 10 festge lötet. Es versteht sich, daß die Anzahl, die Stärke und die Anordnung der Anschlußstifte 10 am Spulenkörper 20 entsprechend dem späteren Anwendungszweck der fertig gestellten elektromagnetischen Spule bestimmt ist.Although the pin 10 according to the invention could be used in various fields of electrical engineering, in the exemplary embodiment according to FIGS. 1 and 2 it is used to produce a coil former 20 . Such a coil body 20 can of course have any size and shape. The actual coil body consists of a thermoset, in which the pin 10 is cast or embedded in the injection molding process. The coil former comprises a tubular coil core 21 with coil disks 22, 23 delimiting it at both ends, which is used to wind up one or more lines which are insulated from one another and which are not shown in more detail. The line ends are guided through suitable slots 24 in the lower coil disk 23 up to a family of pins 10 which are cast in this lower coil disk 22 of the coil body 20 . The line ends are festge soldered to the surface of the pins 10 . It is understood that the number, the strength and the arrangement of the connecting pins 10 on the coil body 20 are determined in accordance with the later application of the finished electromagnetic coil.

Der Stift 10 ist für diesen Anwendungszweck entsprechend profiliert und umfaßt einen im Kunststoff 25, gemäß Fig. 2, einzubettenden Kopfteil 11 und einen Schaftteil 12 mit zugeschärftem Schaftende 13. Der Schaftteil 12 dient sowohl zum Lötanschluß der erwähnten elektrischen Leitung als auch zur späteren Kontaktierung der fertig konfektio nierten elektromagnetischen Spulen. Der Kopfteil 11 kann an sich beliebig profiliert sein. Im dargestellten Aus führungsbeispiel umfaßt er aber ein verdicktes Endstück 14 von zylindrischer Form mit einem es überragenden Endflansch 15. Das Endstück 14 geht mittels eines konischen Übergangs 16 in den schlankeren Schaftteil 12 über.The pin 10 is profiled accordingly for this purpose and comprises a head part 11 to be embedded in the plastic 25 , according to FIG. 2, and a shaft part 12 with a sharpened shaft end 13 . The shaft part 12 serves both for the solder connection of the mentioned electrical line and for the subsequent contacting of the finished confectioned electromagnetic coils. The head part 11 can be profiled as desired. In the illustrated exemplary embodiment, however, it comprises a thickened end piece 14 of cylindrical shape with an end flange 15 projecting therefrom. The end piece 14 merges into the slimmer shaft part 12 by means of a conical transition 16 .

Die Herstellung der erwähnten Spulenkörper 20 wird in geeigneten Formmaschinen vollautomatisch ausgeführt. Die nicht näher gezeigte Maschine umfaßt eine mehrteilige Form, zu welcher die Stifte 10 selbsttätig mit ihrem Kopfteil 11 eingefügt werden, um später in Duroplasten vergossen zu werden. Aufgrund der Führungen in der Form mögen zwar die Schaftteile 12 der einzelnen Stifte 10 zwar vertikal zu der aus Fig. 2 ersichtlichen Scheiben ebene 26 verlaufen, aber beim Ausstoßen des fertigen Spulenkörpers 20 aus der Form durch Formteile, wie Stößel, können sie in eine Winkelposition gemäß den beiden rechts in Fig. 2 dargestellten Stiften 10 gelangen. Gegenüber der strichpunktiert angedeuteten Vertikallinie 17 können sich somit nach Richtung und Betrag unterschiedliche Winkelpositionen 18, 18′ ergeben. Solche Abwinklungen 18, 18′ ergeben sich durch die insbesondere aus rationel len Gründen geforderten hohen Herstellungsgeschwindig keiten solcher Spulenkörper auf Guß-Automaten.The production of the bobbins 20 mentioned is carried out fully automatically in suitable molding machines. The machine, not shown in more detail, has a multi-part form, to which the pins 10 are automatically inserted with their head part 11 in order to be later cast in thermosets. Because of the guides in the mold, the shaft parts 12 of the individual pins 10 may run vertically to the plane 26 shown in FIG. 2, but when the finished coil former 20 is ejected from the mold by molded parts, such as plungers, they can be in an angular position according to the two pins 10 shown on the right in FIG. 2. Compared to the vertical line 17 indicated by dash-dotted lines, different angular positions 18, 18 ' can thus result according to the direction and amount. Such bends 18, 18 ' result from the high manufacturing speeds required in particular for rational reasons, such bobbins on automatic casting machines.

Spätesten durch solche Winkellagen stoßen die Stifte 10 beim Ausstoßen der Spulenkörper aus der Form auf seit liche Formteile, wodurch im Schaftteil 12 sich Oberflächen- Beschädigungen ergeben. Diese bestehen aus oberflächigen, in Fig. 2 bei 27 angedeuteten Abschabungen, die sich normalerweise nachträglich nicht wieder beseitigen lassen. Dies ist aber für die Erfindung von keiner entscheidungs erheblichen Bedeutung, weil die erfindungsgemäßen Stifte 10 eine besondere, aus Fig. 3 ersichtliche Beschichtung aufweisen, die sich durch folgenden besonderen Aufbau und Wirkungsweise auszeichnet:Latest due to such angular positions, the pins 10 encounter when ejecting the bobbin from the mold on since Liche molded parts, resulting in surface damage in the shaft part 12 . These consist of superficial scrapings, indicated at 27 in FIG. 2, which normally cannot be removed afterwards. However, this is of no decisive importance for the invention, because the pins 10 according to the invention have a special coating, which can be seen in FIG. 3 and is distinguished by the following special structure and mode of operation:

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird als Material zur Herstellung des eigentlichen Stiftkörpers 19, wovon in Fig. 3 lediglich der oberflächennahe Bereich dargestellt ist, eine Kupfer-Zinn-Legierung von, in Gewichtsprozent ausgedrückt, 6% Zinn und ca. 94% Kupfer besteht. Diese Legierung wird fachüblich als "CuSn6" bezeichnet. Auf diesen Körper 19 werden nun mittels einer neuen Galvanik die in Fig. 3 insgesamt mit 30 bezeichneten verschiedenen Schichten aufgebracht.In the present exemplary embodiment, a copper-tin alloy of, expressed in percent by weight, 6% tin and approximately 94% copper is used as the material for producing the actual pin body 19 , of which only the region close to the surface is shown in FIG. 3. This alloy is commonly referred to as "CuSn6". On this body 19 , the various layers designated in total with 30 in FIG. 3 are now applied by means of a new electroplating.

Zunächst wird in einem handelsüblichen Elektrolyten eine Nickelauflage 31 von 2 bis 4 µm aufgebracht, die als Sperrschicht wirkt, um Diffusionen von Kupfer oder Zinn zu den weiter außenliegenden Schichten zu verhindern. Daher kann diese Schicht 31 kurz als "Sperrschicht" be zeichnet werden.First, a nickel coating 31 of 2 to 4 μm is applied in a commercially available electrolyte, which acts as a barrier layer in order to prevent copper or tin from diffusing to the layers located further out. Therefore, this layer 31 can be referred to briefly as a "barrier layer".

In einem nachfolgenden Bad aus handelsüblichen Fluoriden und Hydrogen-Sulfat wird die Nickeloberfläche aktiviert. Dies erfolgt bei einer Temperatur von 35 bis 45°C. Damit ist eine Haftgrundlage für die nunmehr aufzutragende Silber schicht 34 geschaffen, die allerdings zweckmäßigerweise zweistufig aufgebracht wird.The nickel surface is activated in a subsequent bath of commercially available fluorides and hydrogen sulfate. This takes place at a temperature of 35 to 45 ° C. This creates an adhesive basis for the silver layer 34 now to be applied, which, however, is expediently applied in two stages.

Nach der vorerwähnten Nickelaktivierung wird das Produkt gespült und dann einer Vor-Versilberung unterzogen. Dazu verwendet man einen Elektrolyten mit zwar hohem Zyanid anteil, aber geringem Silbergehalt. Dabei hat sich die folgende Zusammensetzung des Elektrolyten bewährt, die, wie auch die späteren Angaben, in Gramm der Substanz pro Liter angegeben wird, wozu die übliche Kurzbezeichnung "g/l" verwendet wird. Der Elektrolyt der Vor-Versilberung umfaßt 0,5 bis 1,5 g/l Silber, aber 160 bis 220 g/l Kalium-Zyanid (KCN). Bei dieser Vor-Versilberung entsteht lediglich eine dünne, in Fig. 3 mit 32 bezeichnete Silberschicht von max. etwa 0,5 µm.After the aforementioned nickel activation, the product is rinsed and then subjected to pre-silvering. This is done using an electrolyte with a high cyanide content but a low silver content. The following composition of the electrolyte has proven itself, which, like the later information, is given in grams of the substance per liter, for which purpose the usual abbreviation "g / l" is used. The pre-silver plating electrolyte comprises 0.5 to 1.5 g / l silver, but 160 to 220 g / l potassium cyanide (KCN). With this pre-silvering, only a thin silver layer, designated 32 in FIG. 3, of max. about 0.5 µm.

Danach erfolgt die Dick-Versilberung zur Erzeugung der maßgeblichen Restschichtdicke 33 von Fig. 3 der Silber auflage 34 in einem neuen Elektrolyten. Man verwendet hierzu einen von organischen Substanzen freien Silber- Elektrolyten mit einer Zusammensetzung von 20 bis 40 g/l Silber und 100 bis 200 g/l Kalium-Zyanid (KCN). Die Gesamtschichtdicke 35 dieser Silberschicht beträgt etwa 2,5 µm.This is followed by the thick silver plating to produce the relevant residual layer thickness 33 of FIG. 3 of the silver layer 34 in a new electrolyte. A silver electrolyte free of organic substances with a composition of 20 to 40 g / l silver and 100 to 200 g / l potassium cyanide (KCN) is used for this. The total layer thickness 35 of this silver layer is approximately 2.5 μm.

Es versteht sich, daß zwischen den einzelnen Verfahrens schritten Spülungen vorgenommen werden. Dann erfolgt eine Aktivierung der Silber-Oberfläche in einem modifizierten Bad aus Fluoriden, Hydrogen-Sulfat und Netzmitteln. Die Badtempratur beträgt dabei 35 bis 45°C. Damit ist eine gute Haftunterlage für die nun folgende Bleiverzinnung 36 geschaffen.It is understood that rinsing steps are carried out between the individual processes. The silver surface is then activated in a modified bath of fluorides, hydrogen sulfate and wetting agents. The bath temperature is 35 to 45 ° C. This creates a good adhesive base for the subsequent lead tinning 36 .

Die Bleiverzinnung soll eine gute für den Anschluß der erwähnten elektrischen Leitung durch Löten ermöglichende Lötschicht 36 erzeugen. Man verwendet hierzu einen Elektro lyten, der galvanisch die Lötschicht 36 aus, in Gewichtsprozent ausgedrückt, 90% Zinn und 10% Blei erzeugt. Man verwendet hierzu einen handelsüblichen Elektrolyten auf der Basis von Sulfonsäure. Der Elektrolyt setzt sich aus 8 bis 10 g/l Zinn, 1 bis 2 g/l Blei und 150 bis 250 g/l Sulfon säure zusammen. Der Elektrolyt wird modifiziert, indem man ihm Kohlenstoff in Form von Graphit zusetzt, und zwar in einer Menge von 0,5 bis 1,2 g/l. Die Korngröße beträgt 2 bis 5 µm. Dieser besondere Elektrolyt muß unbedingt unter eine Temperatur von 20°C gekühlt werden, weil sonst eine rauhe amorphe Oberfläche entsteht. Der Graphit hat die Aufgabe, die Bleiverzinnung bis auf 210°C zu stabilisieren. Damit wird verhindert, daß die Stifte zusammenkleben, was schon für die nachfolgende Wärmebehandlung bedeutungsvoll ist.The lead tin plating is intended to produce a good solder layer 36 which enables the aforementioned electrical line to be connected by soldering. An electro lyte is used for this, which galvanically produces the solder layer 36 , expressed in percent by weight, 90% tin and 10% lead. A commercially available electrolyte based on sulfonic acid is used for this. The electrolyte consists of 8 to 10 g / l tin, 1 to 2 g / l lead and 150 to 250 g / l sulfonic acid. The electrolyte is modified by adding carbon in the form of graphite in an amount of 0.5 to 1.2 g / l. The grain size is 2 to 5 µm. This particular electrolyte must be cooled below a temperature of 20 ° C, otherwise a rough amorphous surface will be created. The graphite has the task of stabilizing the lead tinning down to 210 ° C. This prevents the pins from sticking together, which is significant for the subsequent heat treatment.

Durch die Wärmebehandlung soll eine Diffusionslegierung aus Nickel-Hartzinn entstehen. Zwischen den beiden Schichten 34, 36 diffundieren Silber- bzw. Zinn- und Bleiatome und führen zu einer entscheidenden Oberflächenverhärtung, die aber auch optimal lötfähig ist. Durch die Diffusion nimmt auch die Härte mit zunehmender Tiefe der Lötschicht 36 zu. Darauf mag zurückzuführen sein, daß die vorerwähnten Beschädigungen 27 zu keiner nennenswerten Unterbrechung der äußeren Lötschicht 36 führen. Auch wenn Oberflächenbe schädigungen sich ergeben, bleibt der Stift gut an der elektrischen Leitung anschließbar. Die Behandlungweise der Stifte und ihre Verarbeitung in den Spulkörpern 20 braucht gegenüber der bisherigen Praxis nicht verändert zu werden. Im Gegenteil, die Arbeitsgeschwindigkeit in den Gußautomaten kann sogar entscheidend gesteigert werden, womit die höheren Materialkosten für die Silberschicht 34 wieder aufgewogen werden.The heat treatment is intended to produce a diffusion alloy made of hard nickel tin. Silver or tin and lead atoms diffuse between the two layers 34, 36 and lead to a decisive hardening of the surface, which is also optimally solderable. Due to the diffusion, the hardness also increases with increasing depth of the solder layer 36 . This may be due to the fact that the aforementioned damage 27 does not lead to any significant interruption of the outer solder layer 36 . Even if surface damage occurs, the pin remains easily connectable to the electrical line. The treatment of the pins and their processing in the bobbins 20 need not be changed compared to the previous practice. On the contrary, the working speed in the automatic casting machines can even be increased significantly, which compensates for the higher material costs for the silver layer 34 .

Die vorgenannte Wärmebehandlung erfolgt unter Schutzgas, (Inertgas) und erstreckt sich über eine Dauer von 2 bis 24 Stunden, in Abhängigkeit von der Tempratur und der Dimension des Stiftes. Maßgeblich ist ein guter Vollzug der genannten Diffusionslegierung zwischen den Schichten 34, 36. Wegen ihrer Zwischenlage zwischen der inneren Sperrschicht 31 und der äußeren Löt schicht 36 kann die Silberschicht 34 als "Zwischenschicht" bezeichnet werden. Diese Zwischenschicht 34 wirkt wie eine weitere Sperrschicht.The aforementioned heat treatment takes place under protective gas (inert gas) and extends over a period of 2 to 24 hours, depending on the temperature and the dimension of the pin. Good implementation of the diffusion alloy mentioned between the layers 34, 36 is decisive. Because of its intermediate layer between the inner barrier layer 31 and the outer solder layer 36 , the silver layer 34 can be referred to as an “intermediate layer”. This intermediate layer 34 acts like a further barrier layer.

Dies wirkt sich in einer geringen Alterung der Stifte aus; eine Diffusion von Kupfer- und Zinn- Atomen durch diese kombinierten Sperrschichten 31, 34 wird verhindert. Dadurch ist selbst nach längerer Lagerung eine gute Lötbarkeit der erfindungsgemäßen Stifte 10 ge währleistet.This results in a slight aging of the pins; diffusion of copper and tin atoms through these combined barrier layers 31, 34 is prevented. This ensures good solderability of the pins 10 according to the invention, even after prolonged storage.

Es versteht sich, daß der Schichtaufbau 30 auch bei Stiften 10 anderer Anwendungsgebiete verwendet werden könnte, insbesondere dort, wo es auf eine gute Lötfähig keit ankommt, die nicht durch unvermeidbare rauhe Behandlung der Oberfläche beeinträchtigt werden soll. It goes without saying that the layer structure 30 could also be used for pins 10 in other fields of application, in particular where it is important to have good solderability which should not be impaired by inevitable rough treatment of the surface.

10 electrical connector pin, bobbin pin
11 headboard of 10
12 shaft part from 10 z 13 shaft end
14 thickened end piece of 11
15 end flange of 11
16 conical transition from 11
17 vertical line to 26
18, 18 ′ angle deviation from 10 against 17
19 pen material
20 bobbins
21 coil core
22 spool disc
23 spool disc
24 slot in 23
25 plastic of 20
26 disk level
27 surface damage, scraping
28
29
30 layer structure of 10
31 nickel plating, barrier layer
32 pre-silvering layer
33 thick silver plating layer
34 Silver overall layer, intermediate layer
35 total layer thickness
36 Lead tinning, outer solder layer

Claims

1. Electrical connector pin ( 10 ), which is preferably embedded in a plastic part ( 20 ) and is used for soldering circuit of an electrical line, in particular so-called coil body pin,
a nickel barrier layer ( 31 ) is applied to the pin material ( 19 ) consisting of copper, in particular a copper-tin alloy,
A tin solder layer ( 36 ), in particular made of a lead-tin alloy, is used to connect the electrical line.
characterized,
that an intermediate silver layer ( 54 ) is galvanized between the inner nickel barrier layer ( 31 ) on the one hand and the outer tin solder layer ( 36 ) on the other hand,
the ( 34 ) by tempering the pin ( 10 ) a diffusion alloy ( 37 ) with the outer tin solder layer ( 36 ).

2. A method for producing an electrical connection pin according to claim 1, characterized in
that after the galvanic nickel application ( 31 ) and a subsequent activation of the nickel surface, silvering ( 34 ) takes place in a cyanide silver electrolyte,
which is followed by lead tinning in an electrolyte containing sulfonic acid to apply the outer solder layer ( 36 ) and
finally the coated stick is subjected to a heat treatment.

3. The method according to claim 2, characterized in that first a pre-silvering ( 32 ) in a highly cyanide electrolyte with low Silberge stops.

4. The method according to claim 3, characterized in that the electrolyte for the pre-silvering from 0.5 up to 1.5 g / l silver and 160 to 220 g / l potassium cyanide consists.

5. The method according to one or more of claims 2 to 4, characterized in that the pin ( 10 ) after the pre-silvering ( 32 ) of a thickness silvering ( 33 ) in an electrolyte with a composition of 20 to 40 g / l silver and 100 to 200 g / l of potassium cyanide is subjected.

6. The method according to one or more of claims 2 to 5, characterized in that carbon is added to the electrolyte in the form of graphite in the lead tinning of the outer solder layer ( 36 ).

7. The method according to claim 6, characterized in that that the electrolyte from 8 to 10 g / l Tin, from 1 to 2 g / l lead, from 150 to 250 g / l sulfone acid and from 0.5 to 1.2 g / l carbon in the form of powdered graphite with a grain size of 2 to 5 µm exists and kept at a temperature of 20 ° C. becomes.

8. The method according to one or more of claims 2 to 7, characterized in that the heat treatment of the finished coated pin ( 10 ) takes place under protective gas at a temperature of 150 to 180 ° C.

9. The method according to claim 8, characterized in that the duration of the heat treatment of the pen 2 to 24 hours is.

10. The method according to one or more of claims 2 to 9, characterized in that after the silvering ( 34 ), but before the tin plating ( 36 ), an intermediate activation of the product in a bath of fluorides, hydrogen sulfate and wetting agents, preferably wise at a temperature of 35-45 ° C.