JPH04230914A - Contact element for electrical switching and contact - Google Patents

Contact element for electrical switching and contact

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Publication number
JPH04230914A
JPH04230914A JP9035391A JP9035391A JPH04230914A JP H04230914 A JPH04230914 A JP H04230914A JP 9035391 A JP9035391 A JP 9035391A JP 9035391 A JP9035391 A JP 9035391A JP H04230914 A JPH04230914 A JP H04230914A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
contact
weight
palladium
contact element
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP9035391A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Klaus-Dieter Heppner
クラウス−ディーター ヘップナー
Josef Weiser
ヨーゼフ ヴァイザー
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of JPH04230914A publication Critical patent/JPH04230914A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00Contacts
    • H01H1/02Contacts characterised by the material thereof
    • H01H1/021Composite material
    • H01H1/023Composite material having a noble metal as the basic material

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Contacts (AREA)

Abstract

PURPOSE: To provide a contact element for an electric switching contact which reduces using ratio of expensive noble metals and is used in a band width wherein an excellent switching function can be attained and of which contact is reliable enough with a long lifetime, and which is hardly influenced by organic vapor or similar impurities. CONSTITUTION: A contact support layer processed plating or cathode spattering that contains palladium is provided to the support member made of a base metal. The total thickness of the layer is 2 to 6μm. The thickness of the outer contact layer comprises at least 0.1μm of palladium-silver or palladium-gold alloy. The content of the silver or gold component is 40 to 90wt.%.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は卑金属からなる支持体に
パラジウムを含有する、メッキまたは陰極スパッタリン
グにより造られる接触支持層が施され、該層は全厚3〜
6μmを有しかつその少なくとも外側の接触層は層厚少
なくとも0.1μmを有するパラジウム−銀またはパラ
ジウム−金合金から構成されている電気開閉接触のため
の、特に電磁継電器での使用のための接触素子に関する
FIELD OF INDUSTRIAL APPLICATION The present invention relates to a support made of a base metal, which is provided with a contact support layer containing palladium, produced by plating or cathodic sputtering, the total thickness of which is 3 to 3.
6 μm and whose at least outer contact layer consists of a palladium-silver or palladium-gold alloy with a layer thickness of at least 0.1 μm, in particular for use in electromagnetic relays. Regarding elements.

【0002】0002

【従来の技術】開閉接触のためのパラジウムの使用は公
知である(Electronik 15/1981,頁
53〜61)。その際メッキの、1〜2μmのパラジウ
ム層は特に耐摩耗性であると記述されている。そのほか
に、パラジウム層がたいていうすい金層で被覆されるこ
とが指摘されている。しかしパラジウムおよび金のよう
な純貴金属からのこの種の層は非常に高価である。それ
に加えて例えば接触用パラジウムの合金は例えばその材
料厚さのためにすべての場合に適用できるものでない接
触用成形物の形でのみ PdCu または AgPd3
O が公知である。そのほか多い貴金属成分を有するこ
のような接触成形物は同様に高価である。
BACKGROUND OF THE INVENTION The use of palladium for switching contacts is known (Electronik 15/1981, pages 53-61). The 1-2 μm palladium layer of the plating is described as particularly wear-resistant. Additionally, it has been pointed out that the palladium layer is often coated with a thin gold layer. However, such layers from pure precious metals such as palladium and gold are very expensive. In addition, alloys of palladium, for example for contacts, are not applicable in all cases, e.g. due to their material thickness, only in the form of contact moldings such as PdCu or AgPd3.
O is known. In addition, such contact moldings with a high precious metal content are likewise expensive.

【0003】すでにヨーロッパ特許公開第024754
1号明細書から冒頭に挙げた種類の接触素子は公知であ
り、そこでは二層接触支持層をメッキにより施されかつ
そこでの両層はパラジウム合金で構成される。該内側層
はパラジウムのほかにニッケル、コバルトおよび/また
は銅の添加成分を有し、一方外側層は銀ないしは金成分
10〜40重量%を有するパラジウム−銀またはパラジ
ウム−金から構成されている合金を有する。この公知の
接触支持層は開閉機能の大きな帯域中にわたって使用で
き、その際該接触は非常に小さな電流でもまた非常に大
きい開閉電流および開閉電圧でも使用できる。
[0003] Already European Patent Publication No. 024754
A contact element of the type mentioned at the outset from No. 1 is known in which a two-layer contact support layer is applied by plating, both layers being composed of a palladium alloy. The inner layer has additions of nickel, cobalt and/or copper in addition to palladium, while the outer layer is an alloy consisting of palladium-silver or palladium-gold with a silver or gold content of 10 to 40% by weight. has. This known contact support layer can be used over a wide range of switching functions, the contacts being able to be used both with very low currents and with very high switching currents and switching voltages.

【0004】だが高いパラジウム成分を有するこれらの
公知の層は有機の蒸気に対して抵抗力がない。その結果
不利な環境条件下では過渡抵抗の上昇を心配しなければ
ならない。パラジウムの価格の上昇に伴い接触層におけ
るこの金属の高成分はますますまたコストの上昇におい
ても、とりわけ銀に対し、しかしてまた金に対してもま
すます影響を与える。
However, these known layers with a high palladium content are not resistant to organic vapors. As a result, one has to worry about increasing transient resistance under unfavorable environmental conditions. With the increase in the price of palladium, the high content of this metal in the contact layer has an increasing effect on increasing costs, especially for silver, but also for gold.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従って本発明の課題は
高価な貴金属のできるだけ僅かの、または有利なコスト
の使用で開閉機能のできるだけ大きい帯域巾にわたって
使用できる、冒頭に挙げた種類の開閉接触を提供するこ
とであった。該接触は信頼できかつ長寿命で非常に小さ
なはたまた非常に大きい開閉電流および電圧でも使用す
ることができるべきで、特にそれはまた有機の蒸気およ
び類似の不純物に対しても殆ど影響を受けてはならない
SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the invention to create a switching contact of the type mentioned at the outset, which can be used over as wide a bandwidth of switching functions as possible with as little or cost-effective use of expensive precious metals as possible. It was to provide. The contact should be reliable, long-lived and able to be used with very small or very large switching currents and voltages, in particular it should also be largely insensitive to organic vapors and similar impurities. Must not be.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】前記課題は本発明により
冒頭に挙げた種類の接触素子で、少なくとも外側層が銀
ないしは金成分が40〜90重量%を有することにより
解決される。
This object is achieved according to the invention with a contact element of the type mentioned at the outset, in which at least the outer layer has a silver or gold content of 40 to 90% by weight.

【0007】本発明による接触素子では従って公知の二
層接触支持層に対して外側接触層のパラジウム成分は減
少されてかつ相応して高い銀ないしは金の成分により置
換られる。これによって接触層は果し得る開閉機能の相
変わらず大きい帯域巾で周囲の雰囲気中の有機物質に対
する良好な抵抗を維持する。またこの場合に重要なこと
は、別種の層構造を基礎にしてそこにあらかじめ備えた
比較的僅かの層厚のこのような接触層は例えば圧延によ
り施された接触層よりも堅牢でかつ信頼性があるので接
触支持層はメッキまたは陰極スパッタリングにより施さ
れることである。かくして貴金属の僅かの全使量で良好
な品質および長い寿命を有する接触支持層を製造するこ
とができる。この本発明による接触素子で開閉電流数μ
Aから約5Aおよび開閉電圧数μV〜約150Vを申し
分なくかつ開閉動作高回数で開閉することができる。
In the contact element according to the invention, the palladium content of the outer contact layer is therefore reduced compared to the known two-layer contact support layer and replaced by a correspondingly high silver or gold content. As a result, the contact layer maintains a good resistance to organic substances in the surrounding atmosphere with a still large bandwidth of possible switching functions. It is also important in this case that such a contact layer, which is based on a different layer structure and has a relatively small layer thickness, is more robust and reliable than a contact layer applied by rolling, for example. Therefore, the contact support layer is applied by plating or cathode sputtering. It is thus possible to produce a contact support layer of good quality and long service life with a small overall amount of precious metal. With the contact element according to the present invention, the switching current is
A to about 5 A and a switching voltage of several μV to about 150 V can be opened and closed satisfactorily and with a high number of switching operations.

【0008】[0008]

【実施例】接触支持層が二層を含むときは、外側接触層
は好ましくは銀ないしは金成分60〜80%、有利には
約70%を有する。内側層は好ましくはパラジウム−ニ
ッケル合金としてニッケル成分10〜50%、有利には
20〜30%で構成される。ほかの有利な適用態様では
内側層はパラジウム−コバルト層としてコバルト成分1
0〜40%、有利には約25%で構成される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS When the contact support layer comprises two layers, the outer contact layer preferably has a silver or gold content of 60 to 80%, advantageously about 70%. The inner layer preferably consists of a nickel content of 10 to 50%, preferably 20 to 30%, as a palladium-nickel alloy. In another advantageous application embodiment, the inner layer has a cobalt component of 1 as a palladium-cobalt layer.
It is comprised between 0 and 40%, preferably about 25%.

【0009】別の実施態様は銅成分10〜40重量%、
有利には近似の20%重量%を有するパラジウム−銅層
からなる内側層を含む。
Another embodiment has a copper content of 10 to 40% by weight;
It advantageously comprises an inner layer consisting of a palladium-copper layer having a weight percentage of approximately 20%.

【0010】そのほかに内側接触層に対してまた三成分
合金も考えられる。例えばニッケル−銅10〜40重量
%、有利にはニッケル20重量%および銅5重量%を有
するパラジウム−ニッケル−銅である。これらの三成分
合金はさきに挙げた金属のほかにまた付加的にタングス
テンまたはモリブデンも含有することができる。こうし
て内側接触層に対してニッケルおよびタングステン10
〜40重量%、有利にはニッケル約15%およびタング
ステン10%を有するパラジウム−ニッケル−タングス
テン合金またはニッケル+モリブデン10〜40重量%
、有利にはニッケル約15%およびモリブデン約10%
を有するパラジウム+ニッケル+モリブデン合金を使用
することができる。またこれと類似の合金組成もコバル
トで計画することもできる。すなわち、コバルト+タン
グステン10〜40重量%、有利にはコバルト約15重
量%およびタングステン約10重量%を有するパラジウ
ム−コバルト−タングステン合金ないしは銅+モリブデ
ン10〜40重量%、有利にはコバルト約15重量%お
よびモリブデン約10重量%を有するパラジウム−コバ
ルト−モリブデン合金である。
In addition, ternary alloys are also conceivable for the inner contact layer. For example, palladium-nickel-copper with 10 to 40% by weight of nickel-copper, preferably 20% by weight of nickel and 5% by weight of copper. In addition to the metals mentioned above, these ternary alloys can also additionally contain tungsten or molybdenum. Thus for the inner contact layer nickel and tungsten 10
-40% by weight, advantageously palladium-nickel-tungsten alloy with about 15% nickel and 10% tungsten or nickel + molybdenum 10-40% by weight
, advantageously about 15% nickel and about 10% molybdenum
A palladium + nickel + molybdenum alloy can be used. A similar alloy composition can also be planned with cobalt. That is, a palladium-cobalt-tungsten alloy with 10 to 40% by weight of cobalt plus tungsten, preferably about 15% by weight of cobalt and about 10% by weight of tungsten or 10 to 40% by weight of copper plus molybdenum, advantageously about 15% by weight of cobalt. % and about 10% molybdenum by weight.

【0011】この場合に該外側層は厚さ0.1〜1μm
を有し、その際有利には厚さ約0.5μmを使用する。 なお内側層は厚さ3〜5μmを有する。
In this case, the outer layer has a thickness of 0.1 to 1 μm.
, preferably using a thickness of about 0.5 μm. Note that the inner layer has a thickness of 3 to 5 μm.

【0012】それでもまたほかの有利な実施態様におい
ては、接触支持層が所定の組成を有する、この場合に厚
さ3〜6μmを有する外側層からのみなることも考えら
れる。
However, in another advantageous embodiment it is also conceivable for the contact carrier layer to consist solely of an outer layer having a certain composition, in this case having a thickness of 3 to 6 μm.

【0013】接触層ないしは接触層等の装備のためには
通常のメッキ法または陰極スパッタリング法も使用され
る。その際該接触層等は公知の方法で的確にそれが必要
である個所のみに施され、その結果こんなふうにして貴
金属の特に節減される使用が可能である。
Conventional plating or cathodic sputtering methods can also be used for providing the contact layer or the like. In this case, the contact layer etc. is applied in a known manner precisely and only where it is needed, so that a particularly economical use of precious metals is possible in this way.

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  卑金属からなる支持体にパラジウムを
含有する、メッキまたは陰極スパッタリングにより生じ
る接触支持層が施されていて、該層は全厚2〜6μmを
有しかつその少なくとも外側の接触層は層厚少なくとも
0.1μmを有するパラジウム−銀またはパラジウム−
金合金から構成されている電気開閉接触のための接触素
子において、少なくとも外側接触層が銀ないしは金成分
40〜90重量%を有することを特徴とする電気開閉接
触のための接触素子。
1. A support made of a base metal is provided with a palladium-containing contact support layer produced by plating or cathodic sputtering, the layer having a total thickness of 2 to 6 μm and at least the outer contact layer comprising: Palladium-silver or palladium-silver with a layer thickness of at least 0.1 μm
A contact element for electrical switching contacts made of a gold alloy, characterized in that at least the outer contact layer has a silver or gold content of 40 to 90% by weight.
【請求項2】  該外側接触層が銀ないし金の成分60
〜80重量%を含有している請求項1記載の接触素子。
2. The outer contact layer comprises a silver or gold component.
2. A contact element according to claim 1, containing up to 80% by weight.
【請求項3】  該外側接触層が銀ないしは金の成分約
70重量%を含有している請求項2記載の接触素子。
3. A contact element according to claim 2, wherein the outer contact layer contains about 70% by weight of silver or gold.
【請求項4】  厚さ0.1〜1μmを有する外側層の
下部の接触支持層が厚さ3〜5μmを有する内側層を有
し、該層はパラジウムおよび添加成分からの合金から構
成され、その際該添加成分が分量10〜50重量%包含
しかつグループニッケル、コバルトおよび銅からの少な
くとも1元素を含有している請求項1から3までのいず
れか1項記載の接触素子。
4. The contact support layer below the outer layer with a thickness of 0.1 to 1 μm has an inner layer with a thickness of 3 to 5 μm, said layer consisting of an alloy of palladium and an additive component, 4. The contact element as claimed in claim 1, wherein the additional component comprises an amount of 10 to 50% by weight and contains at least one element from the group nickel, cobalt and copper.
【請求項5】  該内側層がパラジウム−ニッケル合金
から構成され、そのニッケル成分が10〜50重量%で
ある請求項4記載の接触素子。
5. A contact element according to claim 4, wherein the inner layer is composed of a palladium-nickel alloy, the nickel content of which is from 10 to 50% by weight.
【請求項6】  該内側層がパラジウム−コバルト合金
から構成され、そのコバルト成分が10〜40重量%で
ある請求項4記載の接触素子。
6. A contact element according to claim 4, wherein the inner layer is composed of a palladium-cobalt alloy, the cobalt content of which is from 10 to 40% by weight.
【請求項7】  該内側層がパラジウム−銅合金として
構成され、その銅成分が10〜40重量%である請求項
4記載の接触素子。
7. Contact element according to claim 4, wherein the inner layer is constructed as a palladium-copper alloy, the copper content of which is from 10 to 40% by weight.
【請求項8】  該内側層がパラジウム−ニッケル−銅
合金によって構成され、該合金においてはニッケルおよ
び銅成分合わせて10〜40重量%でかつその際特にニ
ッケル成分は約20重量%で銅成分は約5重量%である
請求項4記載の接触素子。
8. The inner layer is constituted by a palladium-nickel-copper alloy, in which the nickel and copper components combined are between 10 and 40% by weight, with the nickel component being approximately 20% by weight and the copper component being approximately 20% by weight. 5. A contact element according to claim 4, wherein the contact element is about 5% by weight.
【請求項9】  該内側層が二成分合金から構成され、
その際パラジウムのほかに該添加成分がニッケルおよび
タングステンまたはニッケルおよびモリブデンから全成
分10〜40重量%で構成されている請求項4記載の接
触素子。
9. The inner layer is comprised of a binary alloy,
5. A contact element as claimed in claim 4, wherein, in addition to palladium, the additional components consist of nickel and tungsten or nickel and molybdenum in a total amount of 10 to 40% by weight.
【請求項10】  内側層の合金が成分ニッケル約15
%およびタングステンまたはモリブデン約10%を含有
する請求項9記載の接触素子。
10. The inner layer alloy has a composition of about 15% nickel.
10. A contact element according to claim 9, containing about 10% of tungsten or molybdenum.
【請求項11】  該添加成分がコバルトおよび付加的
にタングステンまたはモリブデンを合金の全成分10〜
40重量%で含有する請求項4記載の接触素子。
11. The additive component comprises cobalt and additionally tungsten or molybdenum in a total amount of 10 to 10% of the total composition of the alloy.
5. A contact element according to claim 4, containing 40% by weight.
【請求項12】  内側層の合金が成分コバルト約15
%およびタングステンまたはモリブデン約10%を含有
している請求項11記載の接触素子。
12. The inner layer alloy contains about 15% cobalt.
12. A contact element according to claim 11, containing about 10% of tungsten or molybdenum.
【請求項13】  該内側層が厚さ近似の4μmを有す
る請求項4から12までのいずれか1項記載の接触素子
13. Contact element according to claim 4, wherein the inner layer has a thickness of approximately 4 μm.
【請求項14】  該接触支持層が厚さ3〜6μmを有
する外側層からのみなる接触素子。
14. A contact element in which the contact support layer consists solely of an outer layer having a thickness of 3 to 6 μm.
JP9035391A 1990-04-27 1991-04-22 Contact element for electrical switching and contact Withdrawn JPH04230914A (en)

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DE19904013627 DE4013627A1 (en) 1990-04-27 1990-04-27 Electric switch contact element - with contact layer surface of silver- or gold- contg. palladium alloy
DE4013627.2 1990-04-27

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06223664A (en) * 1992-12-22 1994-08-12 W C Heraeus Gmbh Electric contact element

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