EP1640108A1 - Method of forming a contact - Google Patents

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EP1640108A1
EP1640108A1 EP04022661A EP04022661A EP1640108A1 EP 1640108 A1 EP1640108 A1 EP 1640108A1 EP 04022661 A EP04022661 A EP 04022661A EP 04022661 A EP04022661 A EP 04022661A EP 1640108 A1 EP1640108 A1 EP 1640108A1
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EP
European Patent Office
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laser
contact manufacturing
coating
contact
laser pulse
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EP04022661A
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German (de)
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EP1640108B1 (en
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Klaus Frietsch
Matthias Dr. Müller
Karlheinz Storz
Richard Hettich
Tobias Wölfle
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Hugo Kern und Liebers & Co KG Platinen-Und Federnfabrik GmbH
Original Assignee
Hugo Kern und Liebers & Co KG Platinen-Und Federnfabrik GmbH
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Publication date
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Priority to US11/228,343 priority patent/US20060108334A1/en
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H11/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of electric switches
    • H01H11/04—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of electric switches of switch contacts
    • H01H11/041—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of electric switches of switch contacts by bonding of a contact marking face to a contact body portion
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H11/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of electric switches
    • H01H2011/0087—Welding switch parts by use of a laser beam

Definitions

  • the invention relates to a method for producing contacts according to the preamble of claim 1.
  • micro-grinding contacts produced by the method are used for contacting printed conductors or surfaces, with a relative movement often taking place between the micro-grinding contacts and the printed conductor or surface.
  • the micro-grinding contacts consist of a plurality of contact springs, which are arranged as close together as possible.
  • the contact springs may be formed, for example, as spring tongues, which are punched out of Federblechbs.
  • contact springs (carrier) of the micro-grinding contact are produced from a cost-effective metal with good spring properties and good electrical conductivity.
  • the high wear resistance and corrosion resistance, which are only necessary for the contact surfaces, are achieved by coating the supports in the later contact area by build-up welding with a noble metal-containing alloy.
  • a powder of the noble metal-containing alloy is melted onto the carrier using a pulsed laser beam.
  • the energy supply is so great that a large melt volume is obtained, which consists of liquefied carrier material and liquefied coating material.
  • the known method results in that mixing processes take place in the melt, in particular due to the Marangoni flow, which leads to a strong mixing of carrier material and coating material. This, in turn, has the consequence that, given a low layer thickness desired for reasons of cost, the degree of purity of the coating material at the contact surface is not optimal, which may have negative effects on wear resistance and corrosion resistance.
  • the invention has for its object to propose a contact production method, can be produced inexpensively with the high quality contacts.
  • the temperature in the welding region is kept oscillating around the melting point of the carrier material and of the coating material.
  • the melt is given by the distances between the laser pulse peaks sufficient time to lower the temperature by conduction into the substrate and / or in the already applied coating material below the melting temperature. As a result, the melt volume remains very small.
  • the layer structure takes place cascade-like in the method according to the invention. This means that with each laser pulse, only a small upper layer of the already re-solidified material and added since the last liquefaction coating material be melted. This reduces the mixing of existing and newly reflowed material and thus the proportion of the carrier material in the coating with increasing thickness of the coating, whereby a contact surface is obtained with an extremely high proportion (purity) of coating material.
  • the mixing of the two materials is reduced by the method according to the invention over known methods.
  • the coating produced by means of the contact preparation method according to the invention is extremely corrosion-resistant and resistant to mechanical and abrasive stress due to the high degree of purity. Particularly noteworthy is the permanently uniform electrical contact resistance of the applied by the process coating.
  • the coating is further characterized by a high resistance to burning and material migration.
  • a laser pulse train contains 10 to about 20 temporally spaced laser pulses. It is advantageous if these laser pulses have an approximately equal peak energy and an approximately equal energy density and an approximately equal pulse length.
  • a plurality of laser pulse trains are usually connected in series. It has been found to be particularly advantageous if the Laserpulsrepetitionsrate in the range of about 5kHz to about 50kHz, preferably between about 10kHz to 20kHz and the Laserpulszugrepetitionsrate within the Laserpulszuges about 50Hz to 500Hz, preferably 50Hz to 150Hz. The upper limit of the laser pulse repetition rate is in the range of 50 kHz.
  • the laser pulse pauses are too small, so that the melt can not solidify and the Melt volume increases during the course of the coating, whereby the mixing processes increase.
  • the laser pulse repetition rate within a laser pulse train is decisive for the efficiency of the method. It is also possible to carry out the process with a laser pulse repetition rate of less than 10 kHz, but the coating process then proceeds correspondingly slower.
  • the carrier is moved relative to the laser beam.
  • the feed rate is advantageously about 5mm / s to 10mm / s.
  • The. Laser pulse repetition rate is related to the relative velocity. The higher the speed and / or the lower the laser pulse repetition rate is chosen, the greater will be the offset of the coated tracks on the carrier.
  • FIGS. 1 to 3 show an example of a micro-grinding contact, for the production of which the production or coating method according to the invention can be used.
  • a U-shaped stamped part 10 made of sheet metal, z. B. steel or a copper alloy is inserted into a support block 12.
  • a carrier 14 formed contact springs, which are formed in the example shown as round wires.
  • the carriers 14 are welded with their rear ends on embossing ribs 16 of the stamped part 10.
  • the free ends 18 of the carrier 14 are bent at right angles.
  • a contact-giving coating 20 is provided which has been applied by means of the method according to the invention.
  • the end face of the coating 20 is seated on printed conductors, not shown. In this way, the micro-grinding contact via the coating 20, the carrier 14 and the U-shaped stamped part 10 connect two interconnects.
  • a large number of contact points can be arranged side by side on a relatively small width of, for example, 2 mm.
  • contact springs By punching the carrier 14, a gap remains between each of them, so that the number of juxtaposed to a predetermined width carrier 14 is lower in such an embodiment.
  • the degree of purity of the coating is crucial. The less carrier material near the surface of the coating 20, the more accurately the desired alloy composition is achieved and the lower are the corrosion phenomena on the coating surface and the more constant the contact resistance over time.
  • coating material preferably metal powder, of an alloy containing a noble metal is applied continuously to the surfaces of the carriers 14.
  • the build-up welding which preferably takes place under protective gas, takes place by means of a pulsed laser beam. It is crucially important that the operating parameters are dimensioned such that the temperature in the welding region 22 oscillates around the melting temperature in such a way that the melt is alternately liquefied and solidifies again.
  • the pulse energy of a laser pulse is between approximately 0.5 mJ and 5 mJ, in particular between 1 mJ and 2 mJ.
  • the effective laser beam cross-sectional area amounts to about 0.05 mm 2 for a preferred laser beam diameter of 250 ⁇ m.
  • the pulse energy density is about 40 mJ / mm 2 per laser pulse.
  • the pulse length is about 0.01 ms to 0.1 ms, preferably 0.025 ms to 0.075 ms.
  • the laser pulse repetition rate within a laser pulse train with about 10 to 20 laser pulses is about 10,000 Hz.
  • the average power of a laser pulse is approximately between 1000mW and 10000mW, preferably between 1500mW and 2500mW, with peak pulse power of about 50W to 200W, preferably 100W to 150W.
  • the power density of a pulse is in the range of about 1 ⁇ 10 4 W / cm 2 to 1 ⁇ 10 5 W / cm 2 .
  • the thickness of the applied with a laser crossing coating is depending on the requirement about 10 .mu.m to 50 .mu.m, with advantage about 30 .mu.m.
  • the coating takes place in several laser pulse trains, wherein for coating the surface of a round wire of a micro-contact about a laser pulse train is necessary and for coating a spring tongue about three laser pulses are necessary.
  • the coating length of a laser pulse train is about 0.1 mm.
  • the laser pulse repetition rate is between 50 Hz and 500 Hz, preferably between 50 Hz and 150 Hz.
  • the laser beam diameter of about 250 ⁇ m is large compared to the diameter of a single carrier (round wire) of 0.1 mm.
  • the relative speed between the laser beam and the carrier is 5 mm / s.
  • this is positioned after a pulse train adjacent to an already coated track. In this way, a flat coating can be constructed strip-shaped. It is also possible to use several laser beams serially and / or in parallel in order to increase the process speed.
  • FIG. 6 shows the relative laser pulse energy and the temperature in the melting zone during a laser pulse train, here by way of example only six periodic single laser pulses, as a function of time.
  • the absolute dimensions are given in the value ranges given in the description and the claims.
  • the temperature in the welding region oscillates around the melting temperature of the carrier material and of the coating material.
  • the diagram shows by way of example that the energy of the laser beam drops to zero between two adjacent energy peaks. This is not absolutely necessary - it is sufficient if one phase lags between two peaks Laser energy is provided.
  • the parameters must be chosen so that the melt has sufficient time to at least partially release the heat to the substrate and thereby solidify.
  • laser pulse trains are also conceivable in which longer pauses without laser application are maintained between the individual laser pulses, which serve as cooling phases.
  • the illustrated waveform of the energy curve of the laser pulses is chosen only as an example. Other waveforms are also conceivable, for example, a more rectangular, trapezoidal, sinusoidal or triangular energy profile.
  • the melt cools again in the time interval 3 and the coating solidifies completely.
  • FIG. 7 shows an alternative course of the relative laser pulse energy as a function of time.
  • the absolute dimensions are given in the value ranges given in the description and the claims. It can be seen in the diagram that the energy peaks of the successive laser pulses of a laser pulse train decrease logarithmically. As a result, the heating of the carrier material occurring during a laser pulse train is compensated or taken into account.
  • the temperature in the welding region also oscillates according to the invention around the melting temperature of the carrier material and of the coating material.
  • the cascade structure of the coating 20 is shown schematically.
  • the arrow 24 symbolizes the relative speed between the laser beam 26 and the carrier 14, wherein the laser beam moves relative to the carrier to the right in the direction of the arrow. In this embodiment, this relative speed is 5mm / s with the laser fixed and the carrier 14 moving to the left below the laser becomes.
  • Coating material 28 is continuously supplied to the welding area 22.
  • the coating material 28 is inflated as a metal powder by means of a powder conveyor, not shown. It is also conceivable to ablate the coating material from a supply body, for example a wire made of coating material, by laser bombardment and thereby supply it to the welding area (so-called laser droplet welding).
  • the laser beam 26 and the powder feed in the drawing plane are moved to the right or the carrier 14 to the left.
  • the carrier material 14 and the coating material 28 located in this region are melted, as a result of which the two materials mix and then solidify again.
  • the laser beam 26 moves slightly further to the right in the drawing plane.
  • the subsequent laser pulse only the upper layer of the region of the melting region 22 just described and the coating material newly added in the meantime are liquefied again.
  • the percentage of coating material 28 in this region of the melt increases and the mixing with molten carrier material decreases very rapidly.
  • the purity achieved by the method according to the invention can only be achieved by the fact that the melt is alternately liquefied and solidifies again. As a result, only the respective upper layer of the applied coating is melted, with the result that the percentage of the newly added, continuously supplied coating material increases with increasing coating thickness. Even at low thicknesses of the coating results in a high purity of the coating material in the surface area. Due to the very high surface / volume ratio, the metal powder has a high specific absorption of the laser energy and is therefore preferably heated and melted.
  • the "mirroring" base material of the carrier absorbs the laser energy only at a depth of about the size of the wavelength of the laser and is thereby heated only at the surface.
  • the heat is dissipated in the carrier. This results in an advantageous ratio of coating material to carrier material in the coating.
  • the coating thickness profile and the coating contour profile can be varied. If the coating is to be made thicker at some points of the carrier than at other locations, this special area can either be run over several times by the laser or the relative speed can be reduced in the area. Likewise, it is conceivable to influence the coating process, for example, via the laser pulse energy density or the laser pulse length as well as the repetition rate.
  • FIG. 8 shows an alternative embodiment of a micro-grinding contact.
  • the contact-providing coating 20 is not provided at the free ends 18 of the carriers 14.
  • the contact-giving coating 20 is provided on the outer radius of the bent support 14.
  • the carrier 14 is seated with the provided on the outer radius coating 20 on printed conductors, not shown. This way you can the micro-grinding contact via the coating 20, the carrier 14 and the U-shaped stamped part 10 connect two interconnects together.

Abstract

A contact production process comprises applying a contact forming coating onto a carrier by laser welding using a pulsed laser and by supplying coating material. The operating parameters are arranged so the temperature in the weld region during welding oscillates about the melting temperature, so the melt alternates between liquid and solid states.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Kontakten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method for producing contacts according to the preamble of claim 1.

Aus der DE 101 57 320 A1 ist ein Verfahren zum Herstellen von Mikroschleifkontakten bekannt. Die mit dem Verfahren hergestellten Mikroschleifkontakte dienen zum Kontaktieren von Leiterbahnen oder -flächen, wobei häufig eine Relativbewegung zwischen den Mikroschleifkontakten und der Leiterbahn bzw. -fläche stattfindet. Um einen zuverlässigen Kontakt zu erzielen, bestehen die Mikroschleifkontakte aus mehreren Kontaktfedern, die möglichst dicht nebeneinander angeordnet sind. Die Kontaktfedern können beispielsweise als Federzungen ausgebildet sein, die aus Federblechbändern ausgestanzt werden. Eine dichtere Anordnung von Kontaktfedern, d. h. eine größere Anzahl von Kontaktfedern pro Fläche, kann durch die Verwendung von Runddrähten als Kontaktfedern erhalten werden.From DE 101 57 320 A1 a method for producing micro-grinding contacts is known. The micro-grinding contacts produced by the method are used for contacting printed conductors or surfaces, with a relative movement often taking place between the micro-grinding contacts and the printed conductor or surface. In order to achieve a reliable contact, the micro-grinding contacts consist of a plurality of contact springs, which are arranged as close together as possible. The contact springs may be formed, for example, as spring tongues, which are punched out of Federblechbändern. A denser arrangement of contact springs, d. H. a larger number of contact springs per surface can be obtained by using round wires as contact springs.

Bei den bekannten Verfahren werden Kontaktfedern (Träger) des Mikroschleifkontaktes aus einem kostengünstigen Metall mit guten Federeigenschaften und guter elektrischer Leitfähigkeit hergestellt. Die hohe Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit, die nur für die Kontaktflächen notwendig sind, werden dadurch erreicht, dass die Träger im späteren Kontaktbereich durch Auftragsschweißen mit einer Edelmetall enthaltenden Legierung beschichtet werden.In the known methods, contact springs (carrier) of the micro-grinding contact are produced from a cost-effective metal with good spring properties and good electrical conductivity. The high wear resistance and corrosion resistance, which are only necessary for the contact surfaces, are achieved by coating the supports in the later contact area by build-up welding with a noble metal-containing alloy.

Bei dem Auftragsschweißen wird ein Pulver der Edelmetall enthaltenden Legierung auf den Träger unter Verwendung eines gepulsten Laserstrahls aufgeschmolzen. Dabei ist die Energiezufuhr so groß, dass ein großes Schmelzvolumen erhalten wird, das aus verflüssigtem Trägermaterial sowie verflüssigtem Beschichtungsmaterial besteht. Das bekannte Verfahren führt dazu, dass in der Schmelze Vermischungsprozesse, insbesondere aufgrund der Marangoni-Strömung, stattfinden, was zu einer starken Durchmischung von Trägermaterial und Beschichtungsmaterial führt. Dies wiederum hat zur Folge, dass bei einer aus Kostengründen erwünschten geringen Schichtdicke der Reinheitsgrad des Beschichtungsmaterials an der Kontaktfläche nicht optimal ist, was negative Auswirkungen auf die Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit haben kann.In build-up welding, a powder of the noble metal-containing alloy is melted onto the carrier using a pulsed laser beam. The energy supply is so great that a large melt volume is obtained, which consists of liquefied carrier material and liquefied coating material. The known method results in that mixing processes take place in the melt, in particular due to the Marangoni flow, which leads to a strong mixing of carrier material and coating material. This, in turn, has the consequence that, given a low layer thickness desired for reasons of cost, the degree of purity of the coating material at the contact surface is not optimal, which may have negative effects on wear resistance and corrosion resistance.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kontaktherstellungsverfahren vorzuschlagen, mit dem Kontakte hoher Qualität kostengünstig hergestellt werden können.The invention has for its object to propose a contact production method, can be produced inexpensively with the high quality contacts.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1.This object is achieved according to the invention by a method having the features of claim 1.

Vorteilhafte Ausführungen des Verfahrens sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous embodiments of the method are specified in the subclaims.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Temperatur im Schweißbereich oszillierend um den Schmelzpunkt des Trägermaterials und des Beschichtungsmaterials gehalten. Die Schmelze erhält durch die Abstände zwischen den Laserpulsspitzen ausreichend Zeit, um die Temperatur durch Wärmeleitung in das Trägermaterial und/oder in das bereits aufgebrachte Beschichtungsmaterial unter die Schmelztemperatur abzusenken. Hierdurch bleibt das Schmelzvolumen sehr klein. Der Schichtaufbau erfolgt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kaskadenartig. Dies bedeutet, dass bei jedem Laserpuls lediglich eine geringe obere Schicht des bereits wieder erstarrten Materials und das seit dem letzten Verflüssigungsvorgang hinzu gekommene Beschichtungsmaterial geschmolzen werden. Hierdurch verringert sich die Durchmischung von vorhandenem und jeweils neu aufgeschmolzenem Material und damit der Anteil des Trägermaterials in der Beschichtung mit zunehmender Dicke der Beschichtung, wodurch eine Kontaktoberfläche mit einem äußerst hohem Anteil (Reinheitsgrad) an Beschichtungsmaterial erhalten wird. Die Durchmischung der beiden Werkstoffe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren gegenüber bekannten Verfahren reduziert. Die mittels des erfindungsgemäßen Kontaktherstellungsverfahrens hergestellte Beschichtung ist aufgrund des hohen Reinheitsgrades äußerst korrosionsbeständig und resistent gegen mechanische und abrasive Beanspruchung. Besonders hervorzuheben ist der dauerhaft gleichmäßige elektrische Übergangswiderstand der mittels des Verfahrens aufgetragenen Beschichtung. Die Beschichtung zeichnet sich weiterhin durch eine große Resistenz gegen Abbrand und Materialwanderung aus.In the method according to the invention, the temperature in the welding region is kept oscillating around the melting point of the carrier material and of the coating material. The melt is given by the distances between the laser pulse peaks sufficient time to lower the temperature by conduction into the substrate and / or in the already applied coating material below the melting temperature. As a result, the melt volume remains very small. The layer structure takes place cascade-like in the method according to the invention. This means that with each laser pulse, only a small upper layer of the already re-solidified material and added since the last liquefaction coating material be melted. This reduces the mixing of existing and newly reflowed material and thus the proportion of the carrier material in the coating with increasing thickness of the coating, whereby a contact surface is obtained with an extremely high proportion (purity) of coating material. The mixing of the two materials is reduced by the method according to the invention over known methods. The coating produced by means of the contact preparation method according to the invention is extremely corrosion-resistant and resistant to mechanical and abrasive stress due to the high degree of purity. Particularly noteworthy is the permanently uniform electrical contact resistance of the applied by the process coating. The coating is further characterized by a high resistance to burning and material migration.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Laserpulszug 10 bis etwa 20 zeitlich voneinander beabstandete Laserpulse beinhaltet. Dabei ist es von Vorteil, wenn diese Laserpulse eine in etwa gleich hohe Spitzenenergie und eine in etwa gleich hohe Energiedichte sowie eine in etwa gleich große Pulslänge aufweisen. Bei einem Beschichtungsvorgang werden in der Regel mehrere Laserpulszüge hintereinander geschaltet. Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn die Laserpulsrepetitionsrate im Bereich von etwa 5kHz bis etwa 50kHz, bevorzugt zwischen etwa 10kHz bis 20kHz beträgt und die Laserpulszugrepetitionsrate innerhalb des Laserpulszuges etwa zwischen 50Hz und 500Hz, bevorzugt 50Hz bis 150Hz, beträgt. Die Obergrenze der Laserpulsrepetitionsrate liegt im Bereich von 50kHz. Wird diese Obergrenze überschritten, werden die Laserpulspausen zu klein, so dass die Schmelze nicht erstarren kann und das Schmelzvolumen im Verlauf des Beschichtungsgangs zunimmt, wodurch die Vermischungsvorgänge zunehmen. Die Laserpulsrepetitionsrate innerhalb eines Laserpulszuges ist für die Effizienz des Verfahrens maßgeblich. Die Durchführung des Verfahrens ist auch mit einer Laserpulsrepetitionsrate von weniger als 10KHz möglich - der Beschichtungsvorgang läuft dann jedoch entsprechend langsamer ab.According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that a laser pulse train contains 10 to about 20 temporally spaced laser pulses. It is advantageous if these laser pulses have an approximately equal peak energy and an approximately equal energy density and an approximately equal pulse length. In a coating process, a plurality of laser pulse trains are usually connected in series. It has been found to be particularly advantageous if the Laserpulsrepetitionsrate in the range of about 5kHz to about 50kHz, preferably between about 10kHz to 20kHz and the Laserpulszugrepetitionsrate within the Laserpulszuges about 50Hz to 500Hz, preferably 50Hz to 150Hz. The upper limit of the laser pulse repetition rate is in the range of 50 kHz. If this upper limit is exceeded, the laser pulse pauses are too small, so that the melt can not solidify and the Melt volume increases during the course of the coating, whereby the mixing processes increase. The laser pulse repetition rate within a laser pulse train is decisive for the efficiency of the method. It is also possible to carry out the process with a laser pulse repetition rate of less than 10 kHz, but the coating process then proceeds correspondingly slower.

Um eine flächige Beschichtung des Trägers zu erreichen, wird der Träger relativ zum Laserstrahl bewegt. Die Vorschubgeschwindigkeit beträgt mit Vorteil etwa 5mm/s bis 10mm/s. Die. Laserpulszugrepetitionsrate steht im Zusammenhang mit der Relativgeschwindigkeit. Je höher die Geschwindigkeit und/oder je niedriger die Laserpulszugrepetitionsrate gewählt wird, desto größer wird der Versatz der beschichteten Spuren auf dem Träger.In order to achieve a planar coating of the carrier, the carrier is moved relative to the laser beam. The feed rate is advantageously about 5mm / s to 10mm / s. The. Laser pulse repetition rate is related to the relative velocity. The higher the speed and / or the lower the laser pulse repetition rate is chosen, the greater will be the offset of the coated tracks on the carrier.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, einen beliebigen Beschichtungskonturverlauf (geometrisch adaptive Beschichtung) auf dem Träger zu schaffen, indem beispielsweise die Relativgeschwindigkeit zwischen Laserstrahl und Trägeroberfläche während des Schweißvorgangs verändert wird. Hierdurch können unterschiedliche Oberflächengeometrien geschaffen werden. Beispielsweise ist es möglich, durch eine geregelte oder gesteuerte Veränderung von Betriebsparametern während des Auftragsschweißvorgangs eine abgerundete oder gerade Oberflächenkontur zu schaffen.With the aid of the method according to the invention, it is possible to create an arbitrary coating contour course (geometrically adaptive coating) on the carrier, for example by changing the relative speed between laser beam and carrier surface during the welding process. As a result, different surface geometries can be created. For example, it is possible to create a rounded or even surface contour by a controlled or controlled change of operating parameters during the build-up welding process.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.In the following the invention will be explained in more detail with reference to an embodiment shown in the drawing.

Es zeigen:

Fig. 1
in perspektivischer vergrößerter Darstellung einen Mikroschleifkontakt,
Fig. 2
eine Draufsicht auf den Mikroschleifkontakt,
Fig. 3
eine Seitenansicht des Mikroschleifkontaktes,
Fig. 4
vergrößert die Einzelheit A der Fig. 3 gemäß der Erfindung,
Fig. 5
eine schematische Darstellung der kaskadenförmigen Beschichtung,
Fig. 6
eine Darstellung des Pulsenergieverlaufs und des Temperaturverlaufs über die Zeit während eines Pulszuges mit konstanten Energiespitzen,
Fig. 7
eine Darstellung des Pulsenergieverlaufs und des Temperaturverlaufs über die Zeit während eines Pulszuges mit abnehmenden Energiespitzen und
Fig. 8
vergrößert die Einzelheit A'der Fig. 3 gemäß der Erfindung.
Show it:
Fig. 1
in a perspective enlarged view of a micro-grinding contact,
Fig. 2
a top view of the micro-grinding contact,
Fig. 3
a side view of the micro-grinding contact,
Fig. 4
enlarges the detail A of FIG. 3 according to the invention,
Fig. 5
a schematic representation of the cascade coating,
Fig. 6
a representation of the pulse energy profile and the temperature profile over time during a pulse train with constant energy peaks,
Fig. 7
a representation of the pulse energy profile and the temperature profile over time during a pulse train with decreasing energy peaks and
Fig. 8
enlarges the detail A 'of Fig. 3 according to the invention.

In den Figuren 1 bis 3 ist ein Beispiel eines Mikroschleifkontaktes dargestellt, zu dessen Herstellung das erfindungsgemäße Herstellungs- bzw. Beschichtungsverfahren eingesetzt werden kann.FIGS. 1 to 3 show an example of a micro-grinding contact, for the production of which the production or coating method according to the invention can be used.

Ein U-förmiges Stanzteil 10 aus Blech, z. B. aus Stahl oder einer Kupfer-Legierung ist in einen Trägerblock 12 eingesetzt. Auf die freien Schenkel des U-förmigen Stanzteils 10 sind als Träger 14 ausgebildete Kontaktfedern aufgeschweißt, die in dem dargestellten Beispiel als Runddrähte ausgebildet sind. Die Träger 14 sind mit ihren hinteren Enden auf Prägerippen 16 des Stanzteils 10 aufgeschweißt. Die freien Enden 18 der Träger 14 sind rechtwinklig abgebogen. An den freien Enden 18 der Träger 14 ist eine Kontakt gebende Beschichtung 20 vorgesehen, die mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens aufgebracht wurde.A U-shaped stamped part 10 made of sheet metal, z. B. steel or a copper alloy is inserted into a support block 12. On the free legs of the U-shaped stamped part 10 are formed as a carrier 14 formed contact springs, which are formed in the example shown as round wires. The carriers 14 are welded with their rear ends on embossing ribs 16 of the stamped part 10. The free ends 18 of the carrier 14 are bent at right angles. At the free ends 18 of the carrier 14, a contact-giving coating 20 is provided which has been applied by means of the method according to the invention.

Die Endstirnseite der Beschichtung 20 sitzt auf nicht dargestellten Leiterbahnen auf. Auf diese Weise kann der Mikroschleifkontakt über die Beschichtung 20, die Träger 14 und das U-förmige Stanzteil 10 zwei Leiterbahnen miteinander verbinden.The end face of the coating 20 is seated on printed conductors, not shown. In this way, the micro-grinding contact via the coating 20, the carrier 14 and the U-shaped stamped part 10 connect two interconnects.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind mehrere Träger 14, z. B. fünfzehn Runddrähte, mit jeweils einem Durchmesser von ca. 0,1mm nebeneinander liegend und einander berührend angeordnet. Auf diese Weise kann eine große Zahl von Kontaktpunkten auf einer relativ kleinen Breite von beispielsweise 2mm nebeneinander angeordnet werden. Es ist offensichtlich, dass an Stelle der Runddrähte auch aus dem Blech des Stanzteils 10 ausgestanzte Träger 14 als Kontaktfedern verwendet werden können. Durch das Stanzen der Träger 14 bleibt zwischen diesen jeweils ein Spalt frei, sodass die Anzahl der auf einer vorgegebenen Breite nebeneinander angeordneten Träger 14 in einer solchen Ausführung geringer ist.In the illustrated embodiment, a plurality of carriers 14, z. B. fifteen round wires, each with a diameter of about 0.1 mm juxtaposed and arranged touching each other. In this way, a large number of contact points can be arranged side by side on a relatively small width of, for example, 2 mm. It is obvious that in place of the round wires and punched out of the sheet metal of the stamped part 10 carrier 14 can be used as contact springs. By punching the carrier 14, a gap remains between each of them, so that the number of juxtaposed to a predetermined width carrier 14 is lower in such an embodiment.

Um den elektrischen Kontakt dauerhaft konstant zu gewährleisten, kommt es entscheidend auf den Reinheitsgrad der Beschichtung an. Je weniger Trägermaterial nahe der Oberfläche der Beschichtung 20 enthalten ist, umso genauer wird die gewünschte Legierungszusammensetzung erreicht bzw. eingehalten und umso geringer sind Korrosionserscheinungen an der Beschichtungsoberfläche und umso konstanter bleibt der Übergangswiderstand über die Zeit.In order to ensure constant electrical contact, the degree of purity of the coating is crucial. The less carrier material near the surface of the coating 20, the more accurately the desired alloy composition is achieved and the lower are the corrosion phenomena on the coating surface and the more constant the contact resistance over time.

Zur Herstellung der Beschichtung 20 wird auf die Oberflächen der Träger 14 kontinuierlich Beschichtungsmaterial, vorzugsweise Metallpulver aus einer ein Edelmetall enthaltenen Legierung, aufgebracht. Das Auftragsschweißen, welches vorzugsweise unter Schutzgas stattfindet, erfolgt mittels eines gepulsten Laserstrahls. Dabei kommt es entscheidend darauf an, dass die Betriebsparameter derart dimensioniert sind, dass die Temperatur im Schweißbereich 22 um die Schmelztemperatur oszilliert und zwar dergestalt, dass die Schmelze abwechselnd verflüssigt wird und wieder erstarrt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens beträgt die Pulsenergie eines Laserpulses zwischen etwa 0,5mJ und 5mJ, insbesondere zwischen 1mJ und 2mJ. Die wirksame Laserstrahlquerschnittsfläche beläuft sich bei einem bevorzugten Laserstrahldurchmesser von 250µm auf etwa 0,05mm2. Bei einer Pulsenergie von beispielsweise 2mJ ergibt sich somit eine Pulsenergiedichte von etwa 40mJ/mm2 pro Laserpuls. Die Pulslänge beläuft sich auf etwa 0,01ms bis 0,1ms, vorzugsweise auf 0,025ms bis 0,075ms. Die Laserpulsrepetitionsrate innerhalb eines Laserpulszugs mit etwa 10 bis 20 Laserpulsen beträgt etwa 10.000Hz. Die mittlere Leistung eines Laserpulses beträgt etwa zwischen 1000mW und 10000mW, bevorzugt zwischen 1500mW und 2500mW, wobei die Pulsspitzenleistung etwa 50W bis 200W, vorzugsweise 100W bis 150W beträgt. Die Leistungsdichte eines Pulses liegt im Bereich von etwa 1·104W/cm2 bis 1·105W/cm2. Die Dicke der mit einer Laserüberfahrt aufgetragenen Beschichtung beträgt je nach Erfordernis ca. 10µm bis 50µm, mit Vorteil etwa 30µm. Um eine flächige Beschichtung zu erreichen, ist mit Vorteil vorgesehen, dass die Beschichtung in mehreren Laserpulszügen erfolgt, wobei zur Beschichtung der Oberfläche eines Runddrahtes eines Mikrokontaktes etwa ein Laserpulszug notwendig ist und zur Beschichtung einer Federzunge etwa drei Laserpulzüge notwendig sind. Die Beschichtungslänge eines Laserpulszuges beträgt etwa 0,1 mm. Die Laserpulszugrepetitionsrate beträgt zwischen 50Hz und 500Hz, bevorzugt zwischen 50Hz und 150Hz. In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der Laserstrahldurchmesser von etwa 250µm groß gegenüber dem Durchmesser eines einzelnen Trägers (Runddraht) von 0,1 mm. In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel beträgt die Relativgeschwindigkeit zwischen Laserstrahl und Träger 5mm/s. Bei Trägern, die breiter sind, als der Durchmesser des Laserstrahls, wird dieser nach einem Pulszug benachbart zu einer bereits beschichteten Spur positioniert. Auf diese Weise kann eine flächige Beschichtung streifenförmig aufgebaut werden. Es können auch mehrere Laserstrahlen seriell und/oder parallel eingesetzt werden, um die Prozessgeschwindigkeit zu steigern.To produce the coating 20, coating material, preferably metal powder, of an alloy containing a noble metal is applied continuously to the surfaces of the carriers 14. The build-up welding, which preferably takes place under protective gas, takes place by means of a pulsed laser beam. It is crucially important that the operating parameters are dimensioned such that the temperature in the welding region 22 oscillates around the melting temperature in such a way that the melt is alternately liquefied and solidifies again. According to a preferred embodiment of the method according to the invention, the pulse energy of a laser pulse is between approximately 0.5 mJ and 5 mJ, in particular between 1 mJ and 2 mJ. The effective laser beam cross-sectional area amounts to about 0.05 mm 2 for a preferred laser beam diameter of 250 μm. With a pulse energy of, for example, 2 mJ, this results in a pulse energy density of about 40 mJ / mm 2 per laser pulse. The pulse length is about 0.01 ms to 0.1 ms, preferably 0.025 ms to 0.075 ms. The laser pulse repetition rate within a laser pulse train with about 10 to 20 laser pulses is about 10,000 Hz. The average power of a laser pulse is approximately between 1000mW and 10000mW, preferably between 1500mW and 2500mW, with peak pulse power of about 50W to 200W, preferably 100W to 150W. The power density of a pulse is in the range of about 1 × 10 4 W / cm 2 to 1 × 10 5 W / cm 2 . The thickness of the applied with a laser crossing coating is depending on the requirement about 10 .mu.m to 50 .mu.m, with advantage about 30 .mu.m. To a flat To achieve coating is advantageously provided that the coating takes place in several laser pulse trains, wherein for coating the surface of a round wire of a micro-contact about a laser pulse train is necessary and for coating a spring tongue about three laser pulses are necessary. The coating length of a laser pulse train is about 0.1 mm. The laser pulse repetition rate is between 50 Hz and 500 Hz, preferably between 50 Hz and 150 Hz. In the described embodiment, the laser beam diameter of about 250μm is large compared to the diameter of a single carrier (round wire) of 0.1 mm. In the described embodiment, the relative speed between the laser beam and the carrier is 5 mm / s. For carriers that are wider than the diameter of the laser beam, this is positioned after a pulse train adjacent to an already coated track. In this way, a flat coating can be constructed strip-shaped. It is also possible to use several laser beams serially and / or in parallel in order to increase the process speed.

In Figur 6 sind die relative Laserpulsenergie und die Temperatur in der Schmelzzone während eines Laserpulszuges, hier mit beispielhaft lediglich sechs periodischen Einzellaserpulsen, als Funktion der Zeit dargestellt. Die absoluten Dimensionsangaben ergeben sich aus den in der Beschreibung und den Ansprüchen angegebenen Wertebereichen. In dem Diagramm ist zu erkennen, dass während Laserpulse gleicher Energie aufeinander folgen, die Temperatur im Schweißbereich um die Schmelztemperatur des Trägermaterials und des Beschichtungsmaterials oszilliert.
In dem Diagramm ist beispielhaft dargestellt, dass die Energie des Laserstrahls zwischen zwei benachbarten Energiespitzen auf den Wert null absinkt. Dies ist nicht zwingend notwendig - es reicht aus, wenn zwischen zwei Spitzen eine Phase geringerer Laserenergie vorgesehen ist. Die Parameter müssen so gewählt sein, dass die Schmelze ausreichend Zeit hat, die Wärme an das Trägermaterial zumindest teilweise abzugeben und dadurch zu erstarren. Es sind daher auch Laserpulszüge denkbar, bei denen zwischen den einzelnen Laserpulsen längere Pausen ohne Laserbeaufschlagung eingehalten werden, die als Abkühlphasen dienen. Die dargestellte Kurvenform des Energieverlaufs der Laserpulse ist nur beispielhaft gewählt. Andere Kurvenformen sind ebenso denkbar, z.B. ein stärker rechteckförmiger, trapezförmiger, sinusförmiger oder dreieckförmiger Energieverlauf. Am Ende des. Laserpulszuges kühlt die Schmelze in dem Zeitintervall 3 wieder ab und die Beschichtung erstarrt vollständig.FIG. 6 shows the relative laser pulse energy and the temperature in the melting zone during a laser pulse train, here by way of example only six periodic single laser pulses, as a function of time. The absolute dimensions are given in the value ranges given in the description and the claims. It can be seen in the diagram that while laser pulses of the same energy follow one another, the temperature in the welding region oscillates around the melting temperature of the carrier material and of the coating material.
The diagram shows by way of example that the energy of the laser beam drops to zero between two adjacent energy peaks. This is not absolutely necessary - it is sufficient if one phase lags between two peaks Laser energy is provided. The parameters must be chosen so that the melt has sufficient time to at least partially release the heat to the substrate and thereby solidify. Therefore, laser pulse trains are also conceivable in which longer pauses without laser application are maintained between the individual laser pulses, which serve as cooling phases. The illustrated waveform of the energy curve of the laser pulses is chosen only as an example. Other waveforms are also conceivable, for example, a more rectangular, trapezoidal, sinusoidal or triangular energy profile. At the end of the laser pulse train, the melt cools again in the time interval 3 and the coating solidifies completely.

In Figur 7 ist ein alternativer Verlauf der relativen Laserpulsenergie als Funktion der Zeit dargestellt. Die absoluten Dimensionsangaben ergeben sich aus den in der Beschreibung und den Ansprüchen angegebenen Wertebereichen. In dem Diagramm ist zu erkennen, dass die Energiespitzen der aufeinanderfolgenden Laserpulse eines Laserpulszuges logarithmisch abnehmen. Hierdurch wird die während eines Laserpulszuges auftretende Erwärmung des Trägermaterials kompensiert bzw. berücksichtigt. Die Temperatur im Schweißbereich oszilliert erfindungsgemäß ebenfalls um die Schmelztemperatur des Trägermaterials und des Beschichtungsmaterials.FIG. 7 shows an alternative course of the relative laser pulse energy as a function of time. The absolute dimensions are given in the value ranges given in the description and the claims. It can be seen in the diagram that the energy peaks of the successive laser pulses of a laser pulse train decrease logarithmically. As a result, the heating of the carrier material occurring during a laser pulse train is compensated or taken into account. The temperature in the welding region also oscillates according to the invention around the melting temperature of the carrier material and of the coating material.

In Figur 5 ist der kaskadische Aufbau der Beschichtung 20 schematisch dargestellt. Der Pfeil 24 symbolisiert die Relativgeschwindigkeit zwischen Laserstrahl 26 und Träger 14, wobei sich der Laserstrahl relativ zum Träger nach rechts bewegt in Pfeilrichtung. In diesem Ausführungsbeispiel beträgt diese Relativgeschwindigkeit 5mm/s, wobei der Laser fixiert ist und der Träger 14 unterhalb des Lasers hindurch nach links bewegt wird. Beschichtungsmaterial 28 wird dem Schweißbereich 22 kontinuierlich zugeführt. In diesem Ausführungsbeispiel wird das Beschichtungsmaterial 28 als Metallpulver mittels eines nicht dargestellten Pulverförderers aufgeblasen. Es ist auch denkbar, das Beschichtungsmaterial von einem Vorratskörper, beispielsweise einem Draht aus Beschichtungsmaterial, durch Laserbeschuss abzutragen und dadurch dem Schweißbereich zuzuführen (sogenanntes Laser-Droplet-Welding).In Figure 5, the cascade structure of the coating 20 is shown schematically. The arrow 24 symbolizes the relative speed between the laser beam 26 and the carrier 14, wherein the laser beam moves relative to the carrier to the right in the direction of the arrow. In this embodiment, this relative speed is 5mm / s with the laser fixed and the carrier 14 moving to the left below the laser becomes. Coating material 28 is continuously supplied to the welding area 22. In this embodiment, the coating material 28 is inflated as a metal powder by means of a powder conveyor, not shown. It is also conceivable to ablate the coating material from a supply body, for example a wire made of coating material, by laser bombardment and thereby supply it to the welding area (so-called laser droplet welding).

Dadurch, dass die Schmelze im Schweißbereich abwechselnd verflüssigt wird und wieder erstarrt, bleibt das gesamte Schmelzvolumen sehr klein. In Figur 5 wird der Laserstrahl 26 und die Pulverzuführung in der Zeichenebene nach rechts bzw. der Träger 14 nach links bewegt. Im rechten Bereich des Schweißbereichs 22 wird das Trägermaterial 14 sowie das in diesem Bereich befindliche Beschichtungsmaterial 28 aufgeschmolzen, wodurch sich die beiden Materialien durchmischen und danach wieder erstarren. Bei diesem Vorgang wandert der Laserstrahl 26 in der Zeichenebene minimal weiter nach rechts. Durch den nachfolgenden Laserpuls wird nur die obere Schicht des soeben beschriebenen Bereichs des Schmelzbereichs 22 und das zwischenzeitlich neu hinzu gekommene Beschichtungsmaterial wieder verflüssigt. Hierdurch steigt der prozentuale Anteil des Beschichtungsmaterials 28 in diesem Bereich der Schmelze und die Vermischung.mit aufgeschmolzenem Trägermaterial nimmt sehr schnell ab. Je dicker die Beschichtung 20 wird, umso höher wird der Reinheitsgrad (Anteil an Beschichtungsmaterial) im oberen Bereich der Beschichtung 20. Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielten Reinheitsgrade können nur dadurch erzielt werden, dass die Schmelze abwechselnd verflüssigt wird und wieder erstarrt. Hierdurch wird immer nur die jeweils obere Schicht der aufgetragenen Beschichtung angeschmolzen, was dazu führt, dass der prozentuale Anteil des neu hinzu kommenden, kontinuierlich zugeführten Beschichtungsmaterials sich mit steigender Beschichtungsdicke erhöht. Bereits bei geringen Dicken der Beschichtung ergibt sich eine hohe Reinheit des Beschichtungsmaterials im Oberflächenbereich. Das Metallpulver hat auf Grund des sehr großen Oberflächen-/Volumenverhältnisses eine hohe spezifische Absorption der Laserenergie und wird dadurch bevorzugt aufgeheizt und aufgeschmolzen. Das "spiegelnde" Grundmaterial des Trägers absorbiert die Laserenergie nur in einer Tiefe bis etwa der Größe der Wellenlänge des Lasers und wird dadurch nur an der Oberfläche erhitzt. Durch einen Wärmeleitprozess wird die Wärme in den Träger abgeführt. Hierdurch erhält man ein vorteilhaftes Verhältnis von Beschichtungsmaterial zu Trägermaterial in der Beschichtung.The fact that the melt is alternately liquefied in the welding area and solidifies again, the total melt volume remains very small. In FIG. 5, the laser beam 26 and the powder feed in the drawing plane are moved to the right or the carrier 14 to the left. In the right-hand region of the welding region 22, the carrier material 14 and the coating material 28 located in this region are melted, as a result of which the two materials mix and then solidify again. In this process, the laser beam 26 moves slightly further to the right in the drawing plane. As a result of the subsequent laser pulse, only the upper layer of the region of the melting region 22 just described and the coating material newly added in the meantime are liquefied again. As a result, the percentage of coating material 28 in this region of the melt increases and the mixing with molten carrier material decreases very rapidly. The thicker the coating 20, the higher the degree of purity (proportion of coating material) in the upper region of the coating 20. The purity achieved by the method according to the invention can only be achieved by the fact that the melt is alternately liquefied and solidifies again. As a result, only the respective upper layer of the applied coating is melted, with the result that the percentage of the newly added, continuously supplied coating material increases with increasing coating thickness. Even at low thicknesses of the coating results in a high purity of the coating material in the surface area. Due to the very high surface / volume ratio, the metal powder has a high specific absorption of the laser energy and is therefore preferably heated and melted. The "mirroring" base material of the carrier absorbs the laser energy only at a depth of about the size of the wavelength of the laser and is thereby heated only at the surface. By a heat conduction process, the heat is dissipated in the carrier. This results in an advantageous ratio of coating material to carrier material in the coating.

Beispielsweise kann aufgrund der Variation der Relativgeschwindigkeit der Beschichtungsdickenverlauf und der Beschichtungskonturverlauf variiert werden. Soll die Beschichtung an einigen Stellen des Trägers dicker ausgeführt werden als an anderen Stellen, so kann dieser spezielle Bereich entweder mehrmals mit dem Laser überfahren werden oder die Relativgeschwindigkeit kann in dem Bereich reduziert werden. Ebenso ist es denkbar, beispielsweise über die Laserpulsenergiedichte oder die Laserpulslänge sowie die Repetitionsrate Einfluss auf den Beschichtungsvorgang zu nehmen.For example, due to the variation of the relative speed, the coating thickness profile and the coating contour profile can be varied. If the coating is to be made thicker at some points of the carrier than at other locations, this special area can either be run over several times by the laser or the relative speed can be reduced in the area. Likewise, it is conceivable to influence the coating process, for example, via the laser pulse energy density or the laser pulse length as well as the repetition rate.

In Figur 8 ist eine alternative Ausgestaltung eines Mikroschleifkontaktes dargestellt. Im Gegensatz zu der in Figur 4 dargestellten Ausführungsvariante ist die Kontakt gebende Beschichtung 20 nicht an den freien Enden 18 der Träger 14 vorgesehen. Die Kontakt gebende Beschichtung 20 ist vielmehr am Außenradius des abgebogenen Trägers 14 vorgesehen. Der Träger 14 sitzt mit der am Außenradius vorgesehenen Beschichtung 20 auf nicht dargestellten Leiterbahnen auf. Auf diese Weise kann der Mikroschleifkontakt über die Beschichtung 20, die Träger 14 und das U-förmige Stanzteil 10 zwei Leiterbahnen miteinander verbinden.FIG. 8 shows an alternative embodiment of a micro-grinding contact. In contrast to the embodiment variant shown in FIG. 4, the contact-providing coating 20 is not provided at the free ends 18 of the carriers 14. The contact-giving coating 20 is provided on the outer radius of the bent support 14. The carrier 14 is seated with the provided on the outer radius coating 20 on printed conductors, not shown. This way you can the micro-grinding contact via the coating 20, the carrier 14 and the U-shaped stamped part 10 connect two interconnects together.

Bezugszeichenliste

10
Stanzteil
12
Trägerblock
14
Träger
16
Prägerippen
18
freies Ende
20
Beschichtung
22
Schweißbereich
24
Pfeil (Relativgeschwindigkeit)
26
Laserstrahl
28
Beschichtungsmaterial
LIST OF REFERENCE NUMBERS
10
stamping
12
carrier block
14
carrier
16
embossing ribs
18
free end
20
coating
22
welding area
24
Arrow (relative speed)
26
laser beam
28
coating material

Claims (26)

Kontaktherstellungsverfahren, wobei eine Kontakt gebende Beschichtung auf einen Träger durch Laserschweißen unter Verwendung eines gepulsten Lasers, unter Zuführung von Beschichtungsmaterial, in mindestens einem Laserpulszug aufgebracht wird,
dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsparameter derart dimensioniert sind, dass die Temperatur im Schweißbereich während des Schweißvorgangs um die Schmelztemperatur oszilliert und zwar dergestalt, dass die Schmelze abwechselnd verflüssigt wird und wieder erstarrt.A contact manufacturing method wherein a contacting coating is applied to a substrate by laser welding using a pulsed laser, with the application of coating material, in at least one laser pulse train,
characterized in that the operating parameters are dimensioned such that the temperature in the welding area during the welding operation oscillates around the melting temperature in such a way that the melt is alternately liquefied and solidifies again. Kontaktherstellungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass ein Laserpulszug, vorzugsweise etwa 10 bis etwa 20, zeitlich voneinander beabstandete Laserpulse beinhaltet, vorzugsweise mit in etwa gleicher Spitzenenergie und/oder mit in etwa gleicher Energiedichte und/oder mit in etwa gleicher Pulslänge.Contact manufacturing method according to one of the preceding claims,
characterized in that a Laserpulszug, preferably about 10 to about 20, spaced apart laser pulses includes, preferably with approximately the same peak energy and / or with approximately the same energy density and / or with approximately the same pulse length. Kontaktherstellungsverfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Energiedichte eines Laserpulses etwa 0,05mJ/cm2 bis etwa 0,5mJ/cm2, vorzugsweise etwa 0,1mJ/cm2 bis etwa 0,2mJ/cm2 beträgt.Contact manufacturing method according to claim 1,
characterized in that the energy density of a laser pulse is about 0.05mJ / cm 2 to about 0.5mJ / cm 2 , preferably about 0.1mJ / cm 2 to about 0.2mJ / cm 2 . Kontaktherstellungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Laserpulslänge etwa 0,01ms bis etwa 0,1ms, vorzugsweise etwa 0,025ms bis etwa 0,075ms beträgt.Contact manufacturing method according to one of the preceding claims,
characterized in that the laser pulse length about 0.01 ms to about 0.1 ms, preferably about 0.025 ms to about 0.075 ms. Kontaktherstellungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Laserpulsrepetitionsrate etwa 5kHz bis etwa 50kHz, vorzugsweise etwa 10kHz bis 20kHz, beträgt.Contact manufacturing method according to one of the preceding claims,
characterized in that the laser pulse repetition rate is about 5kHz to about 50kHz, preferably about 10kHz to 20kHz. Kontaktherstellungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Laserpulsspitzenleistungsdichte etwa 1*104W/cm2 bis etwa 1*105W/cm2 beträgt.Contact manufacturing method according to one of the preceding claims,
characterized in that the laser pulse peak power density is about 1 * 10 4 W / cm 2 to about 1 * 10 5 W / cm 2 . Kontaktherstellungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der wirksame Laserstrahldurchmesser etwa 0,1mm bis etwa 1mm, vorzugsweise etwa 0,2mm bis etwa 0,5mm beträgt.Contact manufacturing method according to one of the preceding claims,
characterized in that the effective laser beam diameter is about 0.1mm to about 1mm, preferably about 0.2mm to about 0.5mm. Kontaktherstellungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Laserstrahlquerschnittsfläche etwa 0,03mm2 bis etwa 3,15mm2, vorzugsweise etwa 0,28mm2 bis etwa 0,79mm2 beträgt.Contact manufacturing method according to one of the preceding claims,
characterized in that the laser beam cross-sectional area is about 0.03mm 2 to about 3.15mm 2 , preferably about 0.28mm 2 to about 0.79mm 2 . Kontaktherstellungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Relativbewegung zwischen Laser und Träger vorgesehen ist, wobei die Relativgeschwindigkeit zwischen Laser und Träger etwa 1mm/s bis 20mm/s, vorzugsweise etwa 5mm/s bis 10mm/s beträgt.Contact manufacturing method according to one of the preceding claims,
characterized in that a relative movement between the laser and the carrier is provided, wherein the relative speed between the laser and the carrier about 1mm / s to 20mm / s, preferably about 5mm / s to 10mm / s. Kontaktherstellungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass zur Beschichtung eines Trägers mehrere Laserpulszüge ausgeführt werden, vorzugsweise mit einer Laserpulszugrepetitionsrate von etwa 50Hz bis etwa 500Hz, vorzugsweise von etwa 50Hz bis etwa 150Hz.Contact manufacturing method according to one of the preceding claims,
characterized in that for the coating of a carrier a plurality of laser pulse trains are carried out, preferably with a Laserpulszugrepetitionsrate of about 50Hz to about 500Hz, preferably from about 50Hz to about 150Hz. Kontaktherstellungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die mit einem Laserpulszug aufgetragene Beschichtungsdicke etwa 5µm bis etwa 100µm, vorzugsweise etwa 30µm, beträgt.Contact manufacturing method according to one of the preceding claims,
characterized in that the coating thickness applied with a laser pulse train is about 5 μm to about 100 μm, preferably about 30 μm. Kontaktherstellungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Laserstrahl nach einem Pulszug neu positioniert wird, vorzugsweise benachbart zu einer bereits beschichteten Spur zur Herstellung einer flächigen Beschichtung.Contact manufacturing method according to one of the preceding claims,
characterized in that the laser beam is repositioned after a pulse train, preferably adjacent to an already coated track for producing a laminar coating. Kontaktherstellungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Energiespitze des ersten Laserpulses eines Laserpulszuges höher ist, oder die Energiespitzen der ersten Laserpulse eines Laserpulszuges höher sind, als die übrigen Energiespitzen der Laserpulse des Laserpulszuges.Contact manufacturing method according to one of the preceding claims,
characterized in that the energy peak of the first laser pulse of a laser pulse train is higher, or the energy peaks of the first laser pulses of a laser pulse train are higher than the other energy peaks of the laser pulses of the laser pulse train. Kontaktherstellungsverfahren nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, dass die Energiespitzen der aufeinanderfolgenden Laserpulse eines Laserpulszuges, vorzugsweise linear oder logarithmisch, abnehmen.Contact manufacturing method according to claim 13,
characterized in that the energy peaks of the successive laser pulses of a laser pulse train, preferably linear or logarithmic, decrease. Kontaktherstellungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der Schmelze, insbesondere mit einer Infrarotkamera, überwacht wird.und dass in Abhängigkeit der Temperatur der Schmelze die Laserstrahlbeaufschlagung der Schmelze gesteuert wird, vorzugsweise in der Art, dass wenn die Temperatur der Schmelze unter die Schmelztemperatur sinkt, die Schmelze mit mindestens einem Laserpuls beaufschlagt wird.Contact manufacturing method according to one of the preceding claims,
characterized in that the temperature of the melt, in particular with an infrared camera, is monitored. and that, depending on the temperature of the melt, the Laserstrahlbeaufschlagung the melt is controlled, preferably in such a way that when the temperature of the melt drops below the melting temperature, the melt is applied with at least one laser pulse. Kontaktherstellungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass eine geometrisch adaptive Beschichtung des Trägers (14) mit dem Beschichtungsmaterial (28) erfolgt, indem zumindest ein Betriebsparameter während des Schweißvorgangs, vorzugsweise in Abhängigkeit der Temperatur des Trägers (14) und/oder in Abhängigkeit der Temperatur der Beschichtung (20) und/oder in Abhängigkeit der Temperatur der Schmelze und/oder in Abhängigkeit der Beschichtungsdicke, verändert wird.Contact manufacturing method according to one of the preceding claims,
characterized in that a geometrically adaptive coating of the carrier (14) with the coating material (28) by at least one operating parameter during the welding operation, preferably in dependence of the temperature of the carrier (14) and / or in dependence of the temperature of the coating (20 ) and / or as a function of the temperature of the melt and / or as a function of the coating thickness. Kontaktherstellungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtungsdicke dadurch variiert wird, dass mit dem Laserstrahl mehrere Überfahrten über dieselbe Stelle durchgeführt werden, vorzugsweise indem eine bereits beschichtete Spur mehrmals überfahren wird.Contact manufacturing method according to one of the preceding claims,
characterized in that the coating thickness is varied by the fact that the laser beam several passes are performed over the same place, preferably by an already coated track is run over several times. Kontaktherstellungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die hergestellten Kontakte Mikroschleifkontakte mit mehreren mit einer Beschichtung versehenen Kontaktfedern sind.Contact manufacturing method according to one of the preceding claims,
characterized in that the contacts produced are micro-grinding contacts with a plurality of contact springs provided with a coating. Kontaktherstellungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichtungsmaterial (28) aus einer Legierung besteht, die mindestens ein Edelmetall enthält.Contact manufacturing method according to one of the preceding claims,
characterized in that the coating material (28) consists of an alloy containing at least one precious metal. Kontaktherstellungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung für die Beschichtung eines oder mehrere der Metalle Platin, Palladium, Gold und Silber enthält.Contact manufacturing method according to one of the preceding claims,
characterized in that the alloy for the coating contains one or more of the metals platinum, palladium, gold and silver. Kontaktherstellungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung mit mindestens einem Edelmetall Kupfer enthält.Contact manufacturing method according to one of the preceding claims,
characterized in that the alloy contains copper with at least one noble metal. Kontaktherstellungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenlänge des Laserlichtes für kupferhaltiges Trägermaterial etwa 532nm beträgt.Contact manufacturing method according to one of the preceding claims,
characterized in that the wavelength of the laser light for copper-containing substrate is about 532nm. Kontaktherstellungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenlänge des Laserlichtes für eisenhaltiges Trägermaterial etwa 1064nm beträgtContact manufacturing method according to one of the preceding claims,
characterized in that the wavelength of the laser light for iron-containing carrier material is about 1064 nm Kontaktherstellungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführung von Beschichtungsmaterial kontinuierlich erfolgt.Contact manufacturing method according to one of the preceding claims,
characterized in that the supply of coating material takes place continuously. Kontaktherstellungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichtungsmaterial als Pulver zugeführt, vorzugsweise mittels eines Pulverförderers mit Schutzgas (z. B. Ar, N2, He) aufgeblasen, wird.Contact manufacturing method according to one of the preceding claims,
characterized in that the coating material is supplied as powder, preferably by means of a powder conveyor with protective gas (eg Ar, N 2 , He) inflated. Kontaktherstellungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichtungsmaterial von einem Vorratskörper, insbesondere einen Draht aus Beschichtungsmaterial, durch Laserbeschuss abgeschmolzen und dadurch dem Schweißbereich zugeführt wird.Contact manufacturing method according to one of the preceding claims,
characterized in that the coating material from a supply body, in particular a wire of coating material, is melted by laser bombardment and thereby supplied to the welding area.
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