EP1421651A2 - Elektrischer kontakt - Google Patents

Elektrischer kontakt

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EP1421651A2
EP1421651A2 EP02794538A EP02794538A EP1421651A2 EP 1421651 A2 EP1421651 A2 EP 1421651A2 EP 02794538 A EP02794538 A EP 02794538A EP 02794538 A EP02794538 A EP 02794538A EP 1421651 A2 EP1421651 A2 EP 1421651A2
Authority
EP
European Patent Office
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electrical contact
contact layer
contact
din
layer
Prior art date
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EP02794538A
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English (en)
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EP1421651B1 (de
Inventor
Joachim Ganz
Isabell Buresch
Franz Kaspar
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Wieland Werke AG
Doduco Contacts and Refining GmbH
Original Assignee
AMI Doduco GmbH
Wieland Werke AG
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Publication date
Application filed by AMI Doduco GmbH, Wieland Werke AG filed Critical AMI Doduco GmbH
Publication of EP1421651A2 publication Critical patent/EP1421651A2/de
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Publication of EP1421651B1 publication Critical patent/EP1421651B1/de
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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/58—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation characterised by the form or material of the contacting members
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/02—Contact members
    • H01R13/03—Contact members characterised by the material, e.g. plating, or coating materials

Definitions

  • the invention relates to an electrical contact with the features specified in the preamble of claim 1.
  • Such electrical contacts are used as plug contacts, for example in connectors for automobiles and in telecommunications technology.
  • the known electrical contacts for this purpose consist of a base body made of a copper-based alloy, which provides the required electrical conductivity and spring properties, and of a hard gold layer electroplated onto the base body, which is gold with less than 1 wt. -% cobalt is involved. It is also known to provide a silver layer as a contact layer instead of a hard gold layer on the base body.
  • the gold-cobalt contact layers previously used are not suitable for the increased temperature requirements because cobalt segregates from the alloy above 150 ° C. The result is that the cobalt can then oxidize and increase the contact resistance. Hot-tinned contacts can also no longer be used at 200 ° C because you are already close to the melting point of the tin at 232 ° C and the tin softens and creeps. The accelerated diffusion of Sn in Cu and vice versa quickly leads to the formation of intermetallic phases, which oxidize and lead to high contact resistance. With Ag coatings, irreversible softening takes place from approx. 160 ° C.
  • the object of the present invention is to find a contact structure which is particularly suitable and at the same time inexpensive for the tougher requirements (200 ° C. ambient temperature and 42 V voltage), which is particularly suitable for plug contacts in automobiles and in telecommunications technology.
  • the electrical contact according to the invention has a basic body made of a copper-based alloy, an at least 0.3 ⁇ m thick contact layer made of gold with 0.5% by weight to 15% by weight of one or more platinum metals, with the exception of palladium, which expediently possibly only up to 8 % By weight is contained in the contact layer, and between the base body and the contact layer an intermediate layer made of silver or of a silver-based alloy or of nickel.
  • the metals "ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium and platinum” are combined under the name "platinum metals".
  • a silver-based alloy is understood to mean an alloy consisting predominantly of silver.
  • the contact layer ensures a sufficiently low contact resistance and sufficient wear resistance, in particular abrasion resistance, as well as sufficient security against welding together! contacts. Even with a thickness of the contact layer of not more than 5 ⁇ m, the desired low contact resistance can be achieved over a period of 3,000 hours at 200 ° C if an intermediate layer made of silver or a silver-based alloy, e.g. silver with a few, is provided between the base body and the contact layer Percent of an additive dissolved in it, such as nickel or palladium, e.g. fine-grain silver AgNi0.15. This intermediate layer prevents base components from diffusing out of the base body onto the contact surface and oxidizing there. Pure silver is particularly suitable for the intermediate layer.
  • Nickel as an intermediate layer can also diffuse base components from the base body to the contact surface prevent, but is only suitable for the present purpose if a special ductility is not important, because nickel is so brittle that cracks can occur at the small bending radii that typically occur when forming plug contacts.
  • Silver is more ductile and should preferably contain such alloy components in such small quantities that the ductility required for the intended use of the plug contacts is retained, as is the effectiveness as a diffusion barrier layer. Silver also has the advantage that it can be applied inexpensively in layers up to a few 10 ⁇ m thick.
  • the thickness of the intermediate layer is preferably 0.2 ⁇ m to 15 ⁇ m, most preferably approximately 1 ⁇ m to 2 ⁇ m.
  • an intermediate layer made of silver proves its worth, on the one hand because it prevents base components from diffusing into the contact layer from the base body, and on the other hand because it can compensate for material losses in the contact layer as a sacrificial layer.
  • the contact layer is expediently no thicker than 10 ⁇ m.
  • a contact layer that is thicker than 10 ⁇ m does not bring any technical improvement, preferably the contact layer is not thicker than 5 ⁇ m.
  • platinum metal which is alloyed with gold
  • platinum itself is particularly suitable.
  • gold-platinum and gold-palladium show a very good resistance to oxidation and show sufficient ductility in the stressed composition in order to avoid them
  • Platinum Being able to deform damage to the contact layer. Platinum has the advantage over palladium of being cheaper. The cost-effectiveness is an important criterion, which must be considered in particular for mass parts for the automotive industry and for communication technology. Gold platinum stands out it also has a special corrosion resistance and a lower tendency than gold-palladium to catalytically form organic cover layers.
  • the contact layer should consist of gold with 0.5% to 15% by weight of one or more platinum metals. Below a content of 0.5% by weight, the tendency towards cold welding is too great. Above 15% by weight, the contact layer becomes too brittle and cannot subsequently be deformed to form plug contacts without risking the contact layer tearing.
  • the gold-based alloy for the contact layer could contain platinum metals other than platinum and palladium, in particular in combination with platinum or palladium, e.g. ruthenium; however, this has no further significant advantages.
  • the gold-based alloy could also contain silver in addition to a platinum metal.
  • the intermediate layer is preferably between 1 ⁇ m and 15 ⁇ m thick. Below 1 ⁇ m, the diffusion-inhibiting effect of the intermediate layer is so small that the thickness of the contact layer would have to be increased to compensate, which is uneconomical. On the other hand, increasing the thickness of the intermediate layer beyond 15 ⁇ m would be technically unnecessary and therefore uneconomical. An intermediate layer made of silver with a thickness of approx. 1 ⁇ m to 2 ⁇ m is considered optimal. Electrical plug contacts according to the invention are usually produced from strip-shaped semi-finished products by stamping, bending and embossing processes.
  • the intermediate layer made of silver or made of a silver-based alloy or of nickel and the contact layer made of the gold-based alloy is applied.
  • the intermediate layer and the contact layer are preferably tracked down! For the intended thin layer thicknesses, especially for the contact layer, this is considered the most economical and also leads to sufficiently dense and ductile layers without foreign inclusions.
  • the intermediate layer and the contact layer can advantageously even be deposited successively in a single coating pass. Electrolytic deposition is also an option, in particular for the intermediate layer.
  • the material from which the intermediate layer is made is preferably applied not only to the front of the base base body, on which the contact layer is also arranged, but also to the back of the base body. Especially at the high temperatures at which contacts according to the invention are to be used, this has the advantage that the contact resistance rises less over time than without coating the back of the base body.
  • a band-shaped base body made of copper was coated on one side with 2 ⁇ m silver and then with 1 ⁇ m AuPt2.5.
  • the contact resistance was initially measured at 2m ⁇ . After 3000 hours of aging in air at 200 ° C, the contact resistance rose to values between 1 ⁇ and 10 ⁇ . However, the back of the copper tape was also included
  • the contact resistance only increased by a few m ⁇ under the same aging conditions.
  • the side surfaces of the basic body formed by stamping were free of silver with this good result. This leads to the further advantage that it is possible without disadvantage for the contact resistance is to first coat band-shaped or plate-shaped basic bodies and then to separate them by punching.
  • CuFeP The material with the designation C194 according to ASTM
  • CuNiSn The material with the designation C72500 according to ASTM
  • CuSnZn The material with the designation C425 according to ASTM
  • the invention is suitable not only for plug contacts, but also for switching contacts.
  • the attached single figure shows a cross section through a band-shaped semi-finished product for an electrical plug contact according to the invention with a basic body 1 made of a copper-based alloy, for example CuCrSiTi (X), with an intermediate layer 2 made of silver in a thickness between 0.2 ⁇ m to 15 ⁇ m and with a Contact layer 3, which is 0.5 microns to 2 microns thick and consists of gold with 1 wt .-% to 5 wt .-% platinum.
  • the intermediate layer 2 is only on the front side 4 of the base body.
  • the material from which the intermediate layer 2 is made, or another material suitable as a diffusion barrier, can also advantageously be applied to the rear side 5.

Landscapes

  • Contacts (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)

Description

Elektrischer Kontakt
Beschreibung:
Die Erfindung geht aus von einem elektrischen Kontakt mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen. Derartige elektrische Kontakte werden als Steckkontakte beispielsweise in Steckverbindern für Automobile und in der Telekommunikationstechnik eingesetzt. Gegenwärtig wird gefordert, daß Steckverbinder im Automotivebereich für Umgebungstemperaturen bis 150°C geeignet sein müssen und daß ihre Federeigenschaften über die übliche Lebensdauer von Automobilen nicht so stark abnimmt, daß dadurch die Zuverlässigkeit der Kontaktgabe beeinträchtigt wird. Die bekannten elektrischen Kontakte für diesen Verwendungszweck bestehen aus einem Grundkörper aus einer Kupferbasis- legierung, welche die erforderliche elektrische Leitfähigkeit und Federeigenschaft zur Verfügung stellt, und aus einer auf den Grundkörper galvanisch aufgebrachten Hartgoldschicht, bei welcher es sich um Gold mit weniger als 1 Gew.-% Kobalt handelt. Es ist ferner bekannt, anstelle einer Hartgoldschicht auf dem Grundkörper eine Silberschicht als Kontaktschicht vorzusehen. Häufig werden auch Kontaktschichten aus Zinn eingesetzt, welche durch Feuerverzinnung des Grundkörpers aufgebracht werden. Damit lassen sich unter den bisher geforderten Randbedingungen eine hinreichende Beständigkeit gegen Verschleiß der elektrischen Kontakte und ein hinreichend niedriger Koπtaktübergangswiderstand erreichen. Das trifft jedoch nicht mehr für Steckkontakte zu, welche erhöhten Temperaturanforderungen bis 200°C unter anderem nach der US-Car-Specificati- on im Temperaturwechsel über die vorgesehene Lebensdauer genügen müssen. Diese schärferen Forderungen rühren daher, daß immer mehr Motorfunktionen elektrisch oder elektronisch kontrolliert und gesteuert werden sollen, was den Einsatz der Elektronik und damit von Steckkontakten vor Ort am Motor oder im Abgassystem erfordert.
Die bisher verwendeten Kontaktschichten aus Gold-Kobalt eignen sich für die erhöhten Temperaturanforderungen nicht, weil Kobalt oberhalb von 150°C aus der Legierung segregiert. Die Folge ist, daß das Kobalt dann oxidieren kann und den Kontaktübergangswiderstand erhöht. Feuerverzinnte Kontakte können bei 200°C aber auch nicht mehr eingesetzt werden, weil man sich dann bereits nahe bei dem Schmelzpunkt des Zinns von 232°C befindet und das Zinn erweicht und kriecht. Die beschleunigte Diffusion von Sn in Cu und umgekehrt führt sehr schnell zur Bildung von intermetallischen Phasen, welche oxidieren und zu hohen Kontaktübergangswiderständen führen. Bei Ag-Beschichtungen findet ab ca. 160°C eine irreversible Erweichung statt.
In der Telekommunikationstechnik werden sehr hohe Steckzyklen - oft bis zu 10.000 - gefordert. Diese Anforderung wird heute von Steckkontakten mit einer PdNi- oder PdCo-Beschichtung als Kontaktschicht erfüllt. Aufgrund des stark gestiegenen Pd-Preises sind solche Beschichtungen jedoch sehr teuer geworden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen für die verschärften Anforderungen (200°C Umgebungstemperatur und 42 V Spannung) besonders geeigneten und gleichzeitig kostengünstigen Kontaktaufbau zu finden, welcher sich insbesondere für Steckkontakte in Automobilen und in der Telekommunikationstechnik eignet.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Steckkontakt mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Ge- genstand der Unteransprüche.
Der erfindungsgemäße elektrische Kontakt hat einen Grundköφer aus einer Kupferbasislegierung, eine mindestens 0,3 μm dicke Kontaktschicht aus Gold mit 0,5 Gew.-% bis 15 Gew.-% eines oder mehrerer Platinmetalle, ausgenommen Palladium, welches zweckmäßigerweise gegebenenfalls nur bis zu 8 Gew.-% in der Kontaktschicht enthalten ist, und zwischen dem Grundköφer und der Kontaktschicht eine Zwischenschicht aus Silber oder aus einer Silberbasislegierung oder aus Nickel. Unter der Bezeichnung "Platinmetalle" faßt man die gemeinschaftlich vorkommenden Metalle Ruthenium, Rhodium, Palladium, Osmium, Iridium und Platin zusammen. Unter einer Silberbasislegierung wird eine überwiegend aus Silber bestehende Legierung verstanden.
Die Kontaktschicht gewährleistet einen hinreichend niedrigen Kontaktübergangswiderstand und eine ausreichende Verschleißfestigkeit, insbesondere Abriebfestigkeit, sowie eine hinreichende Sicherheit gegen ein Verschweißen von aneinander! iegenden Kontakten. Auch bei einer Dicke der Kontaktschicht von nicht mehr als 5 μm erreicht man den angestrebten niedrigen Kontaktübergangswiderstand über eine Dauer von 3.000 Stunden bei 200°C, wenn zwischen dem Grundköφer und der Kontaktschicht eine Zwischenschicht aus Silber oder einer Silberbasislegierung vorgesehen ist, z.B. Silber mit wenigen Prozent eines darin gelösten Zusatzes wie z.B. Nickel oder Palladium, z.B. Feinkornsilber AgNi0,15. Die- se Zwischenschicht verhindert, daß unedle Bestandteile aus dem Grundköφer auf die Kontaktoberfläche diffundieren und dort oxidieren. Reines Silber ist für die Zwischenschicht besonders geeignet. Auch Nickel als Zwischenschicht kann eine Diffusion unedler Bestandteile aus dem Grundköφer an die Kontaktoberfläche verhindern, eignet sich aber für den vorliegenden Zweck nur dann, wenn es auf eine besondere Duktilität nicht ankommt, denn Nickel ist so spröde, daß bei den geringen Biegeradien, welche beim Formen von Steckkontakten typischerweise auftreten, Risse auftreten können. Silber ist demgegenüber duktiler und soll vor- zugsweise allenfalls solche Legierungsbestandteile in so geringen Mengen enthalten, daß die für den jeweils vorgesehenen Einsatzzweck bei Steckkontakten erforderliche Duktilität ebenso erhalten bleibt wie die Wirksamkeit als Diffusioπs- sperrschicht. Silber hat darüberhinaus den Vorteil, daß es in Schichten bis zu einigen 10 μm Dicke kostengünstig aufgebracht werden kann. Vorzugsweise be- trägt die Dicke der Zwischenschicht 0,2 μm bis 15 μm, am besten ca. 1 μm bis 2 μm. Das genügt, um einer Kontaktschicht, welche vorzugsweise nur 0,5 μm bis 2 μm dick ist, unter den vorgegebenen Einsatzbedingungen und Einsatzzeiten einen niedrigen Kontaktübergangswiderstand zu bewahren. Gerade bei derart dünnen Kontaktschichten bewährt sich eine Zwischenschicht aus Silber, einerseits, weil sie das Eindiffundieren unedler Bestandteile aus dem Grundköφer in die Kontaktschicht verhindert, andererseits weil sie als Opferschicht Materialverluste der Kontaktschicht auszugleichen vermag.
Zweckmäßigerweise ist die Kontaktschicht nicht dicker als 10 μm. Eine Kontaktschicht, die dicker ist als 10 μm, bringt keine technische Verbesserung mehr, vor- zugsweise ist die Kontaktschicht nicht dicker als 5 μm.
Als Platinmetall, welches dem Gold zulegiert wird, kommt vor allem Platin selbst infrage. Auch Palladium in sehr geringen Gehalten, jedenfalls in Gehalten von weniger als 8 Gew.-%, ist gut einsetzbar. Sowohl Gold-Platin als auch Gold-Palladium zeigen eine sehr gute Oxidationsbeständigkeit und weisen bei der bean- spruchten Zusammensetzung eine hinreichende Duktilität aus, um sie ohne
Schaden für die Kontaktschicht verformen zu können. Platin hat gegenüber Palladium den Vorteil, preisgünstiger zu sein. Die Preisgünstigkeit ist ein wichtiges Kriterium, welches insbesondere bei Massenteilen für die Automobilindustrie und für die Kommunikationstechnik beachtet werden muß. Gold-Platin zeichnet sich außerdem durch eine besondere Korrosionsbeständigkeit und durch eine geringere Neigung als Gold-Palladium aus, auf katalytischem Wege organische Deckschichten zu bilden.
Die Kontaktschicht soll aus Gold mit 0,5 Gew.-% bis 15 Gew.-% eines oder meh- rerer Platinmetalle bestehen. Unterhalb eines Gehaltes von 0,5 Gew.-% ist die Neigung zum Kaltverschweißen zu groß. Oberhalb von 15 Gew.-% wird die Kontaktschicht zu spröde und kann nachträglich nicht mehr zur Bildung von Steckkontakten verformt werden, ohne ein Reissen der Kontaktschicht zu riskieren.
Besonders bevorzugt ist eine Kontaktschicht aus Gold mit 1 Gew.-% bis 5 Gew.-% Platin in einer Dicke von 0,5 μm bis 2 μm, insbesondere aus Gold mit 1 bis 3 Gew.-% Platin in einer Dicke von 0,5 μm bis 2 μm, welche über einer Zwischenschicht aus Silber als das Optimum hinsichtlich Kosten, Verarbeitbarkeit und Beständigkeit unter den gegebenen Einsatzbedingungen angesehen wird.
Grundsätzlich könnte die Goldbasislegierung für die Kontaktschicht andere Pla- tinmetalle als Platin und Palladium enthalten, und zwar insbesondere in Kombination mit Platin oder Palladium, z.B. Ruthenium; das bringt allerdings keine weitergehenden signifikanten Vorteile mit sich. Schließlich könnte die Gold-Basis-Legierung zusätzlich zu einem Platinmetall auch Silber enthalten.
Die Zwischenschicht ist vorzugsweise zwischen 1 μm und 15 μm dick. Unterhalb von 1 μm ist die diffusionshemmende Wirkung der Zwischenschicht so gering, daß zum Ausgleich die Dicke der Kontaktschicht erhöht werden müßte, was unwirtschaftlich ist. Andererseits wäre eine Erhöhung der Dicke der Zwischenschicht über 15 μm hinaus technisch unnötig und deshalb unwirtschaftlich. Als optimal wird eine Zwischenschicht aus Silber in einer Dicke von ca. 1 μm bis 2 μm angesehen. Erfindungsgemäße elektrische Steckkontakte werden üblicherweise aus bandförmigem Halbzeug durch Stanz-, Biege- und Prägevorgänge hergestellt. Auf Bänder aus Kupfer oder einer Kupferbasislegierung oder Edelstahl mit der gewünschten Federeigenschaft, wird die Zwischenschicht aus Silber oder aus einer Silber- basislegierung oder aus Nickel und auf dieser die Kontaktschicht aus der Goldbasislegierung aufgebracht. Die Zwischenschicht und die Kontaktschicht werden vorzugsweise aufgespürter! Für die vorgesehenen geringen Schichtdicken, insbesondere für die Kontaktschicht, wird das als am wirtschaftlichsten angesehen und führt darüberhinaus zu hinreichend dichten und duktilen Schichten ohne Fremdeinschlüsse. Die Zwischenschicht und die Kontaktschicht können mit Vorteil sogar aufeinanderfolgend in einem einzigen Beschichtungsdurchlauf abgeschieden werden. Insbesondere für die Zwischenschicht kommt aber auch eine elektrolytische Abscheidung infrage.
Vorzugsweise wird das Material, aus welchem die Zwischenschicht besteht, nicht nur auf die Vorderseite des unedlen Grundköφers aufgebracht, auf welcher auch die Kontaktschicht angeordnet wird, sondern auch auf die Rückseite des Grundköφers. Gerade bei den hohen Temperaturen, unter denen erfindungsgemäße Kontakte eingesetzt werden sollen, hat das den Vorteil zur Folge, daß der Kontaktwiderstand im Laufe der Zeit weniger ansteigt als ohne Beschichtung der Rückseite des Grundköφers.
Dies illustriert folgendes Beispiel: Ein bandförmiger Grundkörper aus Kupfer wurde einseitig mit 2 μm Silber und dann mit 1 μm AuPt2,5 beschichtet. Als Kontaktwiderstand wurden zunächst 2mΩ gemessen. Nach 3000h Alterung an Luft bei 200°C stieg der Kontaktwiderstand auf werte zwischen 1Ω und 10Ω an. Wurde jedoch auch die Rückseite des Kupferbandes mit
2 μm Silber beschichtet, stieg der Kontaktwiderstand unter denselben Alterungsbedingungen nur um wenige mΩ an. Die durch Stanzen gebildeten Seitenflächen des Grundköφers waren bei diesem guten Ergebnis frei von Silber. Das führt zu dem weiteren Vorteil, daß es ohne Nachteil für den Kontaktwiderstand möglich ist, bandförmige oder plattenförmige Grundköφer zuerst zu beschichten und danach durch Stanzen zu vereinzeln.
Für den Grundköφer eignen sich besonders die nachfolgenden Werkstoffe:
(a) CuNiSi(Mg): Die Werkstoffe mit den Bezeichnungen C7025, C7026 nach ASTM
(b) CuFeP: Der Werkstoff mit der Bezeichnung C194 nach ASTM
(c) CuCrSiTi(X): Die Werkstoffe mit den Bezeichnungen C18070, C18080, C 18090 nach ASTM
(d) CuNiSn: Der Werkstoff mit der Bezeichnung C72500 nach ASTM (e) CuSnZn: Der Werkstoff mit der Bezeichnung C425 nach ASTM
(f) CuNiZn: Die Werkstoffe mit den Bezeichnungen C75700, C77000, C76400 nach ASTM
(g) Edelstahl: Die Werkstoffe mit den Bezeichnungen
1.4310 nach DIN 17224, 1.4311 nach DIN 17440,
1.4406 nach DIN 17440,
1.4428 nach DIN 17443,
1.4429 nach DIN 17440, 1.4568 nach DIN 17224, 1.4841 nach DIN 17224,
1.4318, 1.1231, 1.1248, 1.1269, 1.1274, 1.5029 nach DIN V 17006-100.
von denen die unter (a), (b) und (c) genannten besonders bevorzugt sind, weil sie eine hohe elektrische Leitfähigkeit mit einer hohen Stabilität ihrer Federeigenschaften unter der geforderten Einsatztemperatur von 200°C verbinden.
Die Erfindung eignet sich nicht nur für Steckkontakte, sondern auch für schaltende Kontakte. Die beigefügte einzige Abbildung zeigt einen Querschnitt durch ein bandförmiges Halbzeug für einen erfindungsgemäßen elektrischen Steckkontakt mit einem Grundköφer 1 aus einer Kupferbasislegierung, z.B. CuCrSiTi(X), mit einer Zwischenschicht 2 aus Silber in einer Dicke zwischen 0,2 μm bis 15 μm und mit einer Kontaktschicht 3, welche 0,5 μm bis 2 μm dick ist und aus Gold mit 1 Gew.-% bis 5 Gew.-% Platin besteht. Die Zwischenschicht 2 befindet sich nur auf der Vorderseite 4 des Grundkörpers. Mit Vorteil kann das Material, aus welchem die Zwischenschicht 2 besteht, oder ein anderes als Diffusionssperre geeignetes Material auch auf die Rückseite 5 aufgetragen werden.

Claims

Ansprüche:
1. Elektrischer Kontakt, welcher einen Grundkörper aus einer Kupferbasislegierung oder Edelstahl und eine Kontaktschicht aus einer Goldbasislegierung hat, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktschicht wenigstens 0,3 μm dick ist und aus Gold mit 0,5 Gew.-% bis 15 Gew.-% eines oder mehrerer Platinmetalle besteht und daß zwischen dem Grundköφer und der Kontaktschicht eine Zwischenschicht aus Silber oder aus einer Silberbasislegierung oder aus Nickel vorgesehen ist.
2. Elektrischer Kontakt nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktschicht nicht dicker als 10 μm ist.
3. Elektrischer Kontakt nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die
Kontaktschicht nicht dicker als 5 μm ist.
4. Elektrischer Kontakt nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktschicht 0,5 μm bis 2 μm dick ist.
5. Elektrischer Kontakt nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die
Kontaktschicht 0,5 μm bis 1 μm dick ist.
6. Elektrischer Kontakt nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Platinmetall Platin oder Palladium gewählt ist, wobei Platin besonders bevorzugt ist.
7. Elektrischer Kontakt nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktschicht aus Gold mit 1 Gew.-% bis 5 Gew.-% eines oder mehrerer Platinmetalle besteht.
8. Elektrischer Kontakt nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktschicht aus 1 Gew.-% bis 3 Gew.-% eines oder mehrerer Platinmetalle besteht.
9. Elektrischer Kontakt nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktschicht als Platinmetall nur Platin enthält.
10. Elektrischer Kontakt nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, daß die Zwischenschicht 0,2 μm bis 15 μm dick ist.
11. Elektrischer Kontakt nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht 0,5 μm bis 10 μm dick ist.
12. Elektrischer Kontakt nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht 1 μm bis 2 μm dick ist.
13. Elektrischer Kontakt nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Werkstoff für den Grundkörper ein Werkstoff aus der nachstehenden Gruppe ausgewählt ist:
(a) CuNiSi(Mg): Die Werkstoffe mit den Bezeichnungen C7025, C7026 nach ASTM (b) CuFeP: Der Werkstoff mit der Bezeichnung C194 nach ASTM (c) CuCrSiTi(X): Die Werkstoffe mit den Bezeichnungen C18070, C18080, C 18090 nach ASTM
(d) CuNiSn: Der Werkstoff mit der Bezeichnung C72500 nach ASTM
(e) CuSnZn: Der Werkstoff mit der Bezeichnung C425 nach ASTM (f) CuNiZn: Die Werkstoffe mit den Bezeichnungen C75700, C77000,
C76400 nach ASTM (g) Edelstahl: Die Werkstoffe mit den Bezeichnungen
1.4310 nach DIN 17224,
1.4311 nach DIN 17440, 1.4406 nach DIN 17440,
1.4428 nach DIN 17443,
1.4429 nach DIN 17440, 1.4568 nach DIN 17224, 1.4841 nach DIN 17224, 1.4318, 1.1231 , 1.1248, 1.1269, 1.1274, 1.5029 nach DIN V 17006-100.
14. Elektrischer Kontakt nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktschicht durch Sputtem oder ein anderes PVD- Verfahren gebildet ist.
15. Elektrischer Kontakt nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, daß der Grundkorper eine Vorderseite und eine Rückseite hat, daß die Kontaktschicht auf der Vorderseite angeordnet ist und daß sich das Material, aus welchem die Zwischenschicht besteht, sowohl auf der Vorderseite als auch auf der Rückseite des Grundkörpers befindet.
16. Elektrischer Kontakt nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß sich bei Grundkörpern, deren Dicke klein gegen ihre Länge und Breite ist, die zwischen der Vorderseite und der Rückseite vorhandenen Seitenflächen des Grundkörpers frei sind von dem Material, aus welchem die Zwischenschicht besteht.
17. Elektrischer Kontakt nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Palladium zu nicht mehr als 8 Gew.-% im Gold ent- halten ist.
EP02794538A 2001-08-03 2002-08-02 Elektrischer kontakt Expired - Lifetime EP1421651B1 (de)

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EP1421651A2 true EP1421651A2 (de) 2004-05-26
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DE (2) DE10138204B4 (de)
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