EP0882143B1 - Steckerstifte für elektronische baugruppen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Anforderungen an Steckerstifte für elektronische Baugruppen sind sehr hoch, da diese zum einen eine gute elektrische Leitfähigkeit und damit eine gute Wärmeleitfähigkeit aufweisen müssen und zum anderen eine hohe Festigkeit, damit diese zum einen beim Einschieben nicht verbogen und zum anderen einen geringen Verschleiß aufweisen. Daneben müssen diese Steckerstifte auch gut biegbar sein und sich für eine Beschichtung eignen. Eine hohe Festigkeit ist weiterhin erforderlich, will man die Abmessungen, insbesondere die Querschnitte, der Kontaktelemente verringern.

Für derartige Steckerstift werden zur Zeit Standardlegierungen, wie z. B. Messing oder Bronzen eingesetzt, die jedoch eine vergleichsweise geringe elektrische Leitfähigkeit aufweisen. Werkstoffe mit höherer elektrischer Leitfähigkeit bei gleichzeitig höherer Festigkeit sind z. B. CuFe2P-Legierungen wie sie in der DIN 17 666 genannt werden. Diese Legierungen zeigen jedoch den Nachteil, daß sie aufgrund ihres hohen Eisenanteiles zur Ausscheidungen von Eisen mit den entsprechenden Korrosionsproblemen neigen. Insbesondere wenn diese Steckerstifte für sicherheitsrelevante Teile eingesetzt werden, kann auf die Dauer nicht gewährleistet werden, daß ständig ein ausreichend sicherer Kontaktübergang gegeben ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Steckerstifte der eingangs genannten Art so auszubilden, daß diese neben einer hohen elektrischen Leitfähigkeit und einer vergleichsweise hohen Festigkeit einfach herzustellen, zu verarbeiten, gut biegbar sind und keine nachteiligen Ausscheidungen erfahren.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Steckerstift mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Ein erfindungsgemäße Steckerstift zeichnet sich durch eine hohe Leitfähigkeit aus, die verglichen mit rein Kupfer nur geringfügig geringer ist. Mit diesem Steckerstift aus CuAg-Legierungen läßt sich eine Leitfähigkeit von über 40 Siemens erreichen. Die Zugfestigkeit als solche ist vergleichbar mit der der CuFe2P-Legierung, wobei hier Festigkeitswerte über 600 N/mm² erhalten werden. Des weiteren zeichnen sich die erfindungsgemäßen Steckerstift durch eine geringe Temperaturerhöhung bei Strombelastung aus. Die Korrosionsbeständigkeit wird im Vergleich zu Kupfer durch den Silberzusatz weiter erhöht.

Die Steckerstift sind erfindungsgemäß vergleichsweise einfach mit einer Beschichtung zu versehen, beispielsweise mit einer Rhodium-, Palladium-, Silber-, Indium-, Iridium-, Platin-, Gold-, Zinn, Nickel, Kupfer- oder Blei-Beschichtung. Eine Beschichtung mit den vorstehend genannten Metallen oder deren Legierungen erbringt zum einen eine gute Lötfähigkeit und zum anderen einen geringen Übergangswiderstand, d. h. eine gute Kontaktfähigkeit. Vorteilhaft kann somit das eine Ende des Kontaktes mit einer gut lötfähigen Beschichtung und das andere Ende mit einer gut leitfähigen Beschichtung versehen werden. Aufgrund der höheren Festigkeit und Leitfähigkeit können die Steckerstifte mit geringeren Querschnitten ausgebildet werden, so daß die Steckerzahldichte erhöht werden kann. Vorteilhaft wird zwischen der Kernlegierung und der äußeren Beschichtung eine Sperrschicht aus Nickel oder Kupfer vorgesehen, die Phasengrenzreaktionen zwischen dem Kernmaterial und der äußeren Beschichtung verhindert.

Der Gehalt der Kernlegierung an Eisen und Mangan sollte jeweils 0,8 Gew% und der Gehalt an Silizium und Aluminium 0,3 Gew% nicht übersteigen. Bor, Kalzium, Phosphor und Magnesium sollten wiederum 0,1 Gew% nicht übersteigen. Zink kann vorteilhaft bis zu 2 Gew% zugesetzt werden. Des weiteren kann der Kernlegierung Zirkon, Titan und Chrom zugesetzt werden, wobei diese in Mengen von jeweils nicht mehr als 0,2 Gew% zugegeben werden. Die Legierungselemente Eisen und Mangan sind festigkeitssteigernd, während die anderen Legierungselemente sowohl als Desoxidationsmittel wie auch aufgrund von Ausscheidungen festigkeitssteigernd wirken. Besonders vorteilhaft hat sich Chrom und Zirkon erwiesen.

Claims (3)

1. Steckerstifte für Steckerstiftanordnungen an elektronischen Baugruppen mit einer Vielzahl von Steckerstiften,
   dadurch gekennzeichnet, dass der Steckerstift aus einer Kernlegierung mit 0,2 bis 1,5 Gew-% Ag und wahlweise einem oder mehreren Elementen aus der Gruppe 0 bis 2 Gew-% Zn, 0 bis 0,8 Gew-% Fe, 0 bis 0,8 Gew-% Mn, 0 bis 0,3 Gew-% Si, 0 bis 0,3 Gew-% Al 0 bis 0,1 Gew-% von P 0 bis 0,2 Gew-% von jeweils Ti, Cr, Zr, Rest Kupfer und üblichen Verunreinigungen besteht und dass die Kontaktfläche des Steckerstiftes mit einer oder mehreren gut leiten den und/oder gut lötbaren Beschichtungen, die aus einem oder mehreren Elementen der Gruppe Rh, Pd, Ag, In, Ir, Pt, Au, Sn, Cu, Ni und Pb bestehen, versehen ist.
2. Steckerstift nach Anspruch 1,
   dadurch gekennzeichnet, dass der Steckerstift folgende Zusammensetzung in Gew-% aufweist: Ag 0,9 P 0,02 Mn 0,1 Rest Kupfer.
3. Steckerstift nach Anspruch 1 oder 2,
   dadurch gekennzeichnet, dass das eine Ende des Steckerstiftes mit einer gut lötbaren Beschichtung und das andere Ende mit einer gut leitfähigen Beschichtung, die aus einem oder mehreren Elementen der Gruppe Rh, Pd, Ag, In, Ir, Pt, Au, Sn, Cu, Ni und Pb besteht, versehen ist.