SE528908C2 - Electric contact element for semiconductor device, has body with contact surface coated with contact layer having nanocomposite film with matrix of amorphous carbon, where metal carbide is embedded into contact layer - Google Patents

Electric contact element for semiconductor device, has body with contact surface coated with contact layer having nanocomposite film with matrix of amorphous carbon, where metal carbide is embedded into contact layer

Info

Publication number
SE528908C2
SE528908C2 SE0501667A SE0501667A SE528908C2 SE 528908 C2 SE528908 C2 SE 528908C2 SE 0501667 A SE0501667 A SE 0501667A SE 0501667 A SE0501667 A SE 0501667A SE 528908 C2 SE528908 C2 SE 528908C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
contact
contact element
metal
matrix
film
Prior art date
Application number
SE0501667A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE0501667L (en
Inventor
Erik Lewin
Ola Wilhelmsson
Ulf Jansson
Original Assignee
Abb Research Ltd
Impact Coatings Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Abb Research Ltd, Impact Coatings Ab filed Critical Abb Research Ltd
Priority to SE0501667A priority Critical patent/SE528908C2/en
Priority to EP06769579.1A priority patent/EP1934995B1/en
Priority to KR1020087003661A priority patent/KR101047829B1/en
Priority to JP2008521352A priority patent/JP4938774B2/en
Priority to US11/988,793 priority patent/US7709759B2/en
Priority to CN2006800257495A priority patent/CN101223616B/en
Priority to ES06769579.1T priority patent/ES2476841T3/en
Priority to PCT/SE2006/000769 priority patent/WO2007011276A1/en
Publication of SE0501667L publication Critical patent/SE0501667L/en
Publication of SE528908C2 publication Critical patent/SE528908C2/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00Contacts
    • H01H1/02Contacts characterised by the material thereof
    • H01H1/021Composite material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00Contacts
    • H01H1/02Contacts characterised by the material thereof
    • H01H1/021Composite material
    • H01H1/027Composite material containing carbon particles or fibres
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/71Means for bonding not being attached to, or not being formed on, the surface to be connected
    • H01L24/72Detachable connecting means consisting of mechanical auxiliary parts connecting the device, e.g. pressure contacts using springs or clips
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/02Contact members
    • H01R13/03Contact members characterised by the material, e.g. plating, or coating materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00Contacts
    • H01H1/12Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage
    • H01H1/36Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by sliding
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H2300/00Orthogonal indexing scheme relating to electric switches, relays, selectors or emergency protective devices covered by H01H
    • H01H2300/036Application nanoparticles, e.g. nanotubes, integrated in switch components, e.g. contacts, the switch itself being clearly of a different scale, e.g. greater than nanoscale
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/0005Tap change devices
    • H01H9/0016Contact arrangements for tap changers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01005Boron [B]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01006Carbon [C]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01013Aluminum [Al]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01019Potassium [K]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01029Copper [Cu]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01033Arsenic [As]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01041Niobium [Nb]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01047Silver [Ag]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01055Cesium [Cs]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01078Platinum [Pt]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Contacts (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Manufacture Of Switches (AREA)

Abstract

The element has a body (3) with one contact surface coated with a contact layer (4) which is applied against a contact member (2). The contact layer comprises a nanocomposite film having a matrix of amorphous carbon and crystallites of nano-size ranging in specific dimensions. Metal carbide is embedded into the contact layer for making an electric contact to the contact member which enables electric current to flow between the element and the contact member. An independent claim is also included for a sliding contact arrangement.

Description

25 30 35 528 908 2 koefficient hos materialet i kontaktelementet och hos kon- taktorganet vid temperaturändringar eller när kontaktelemen- tet och kontaktorganet skall förflyttas med avseende på var- andra vid en glidkontakt. Detta problem har lösts genom att smörja kontaktytorna hos kontaktelementet och kontaktorganet med ett smörjmedel. Ett sådant smörjmedel kan ha en olja el- ler ett fett som bas, men fasta smörjmedel, såsom grafit, förekommer också. Fasta smörjmedel har emellertid dålig elektrisk ledningsförmåga och slits ofta ut när kontakt- ytorna glider mot varandra. 52 coefficient of the material in the contact element and of the contact means in the event of temperature changes or when the contact element and the contact means are to be moved with respect to each other in a sliding contact. This problem has been solved by lubricating the contact surfaces of the contact element and the contact member with a lubricant. Such a lubricant may have an oil or a grease as a base, but solid lubricants, such as graphite, are also present. However, solid lubricants have poor electrical conductivity and often wear out when the contact surfaces slide against each other.

WO 01/41167 beskriver en lösning på dessa problem genom att utforma nämnda kontaktskikt som en genomgående film som innefattar ett laminerat flerelementsmaterial.WO 01/41167 describes a solution to these problems by designing said contact layer as a continuous film comprising a laminated multi-element material.

Det finns emellertid en konstant önskan och behov att för- bättra dessa kontaktelement med avseende på kontaktelement som är kända i flera aspekter, såsom att ha lägre kontakt- resistans, högre slitstyrka och därmed ökad livslängd även- som lägre friktion för att minska behovet av smörjning.However, there is a constant desire and need to improve these contact elements with respect to contact elements which are known in several aspects, such as having lower contact resistance, higher wear resistance and thus increased service life as well as lower friction to reduce the need for lubrication. .

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett elektriskt kontaktelement som är förbättrat med avseende på redan kända kontaktelement genom att åtminstone delvis till- mötesgà detta behov.DISCLOSURE OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide an electrical contact element which is improved with respect to already known contact elements by at least partially meeting this need.

Detta ändamål uppfylls enligt uppfinningen genom att till- handahålla ett kontaktelement av den typ som anges inled- ningsvis, där nämnda kontaktskikt innefattar en nanokompo- sitfilm som har en matris av amorft kol och däri inbäddade kristalliter av nanostorlek, dvs med mått inom området l-100 nm, av åtminstone en metallkarbid.This object is achieved according to the invention by providing a contact element of the type mentioned initially, wherein said contact layer comprises a nanocomposite film having an array of amorphous carbon and crystallites of nanosize embedded therein, i.e. with dimensions in the range 1 100 nm, of at least one metal carbide.

Det har visat sig att en sådan nanokompositfilm har egenska- per som gör den utomordentligt väl lämpad att användas som ett sådant kontaktskikt. Detta beror pà karaktären hos ma- trisen av amorft kol som medger en fysisk anpassning av 10 15 20 25 30 35 528 908 3 gränsytan hos kontaktskiktet till ett motsvarande eller an- nat kontaktskikt på nämnda kontaktorgan kombinerat med att de däri inbäddade kristalliterna av metallkarbid minskar re- sistiviteten hos kontaktskiktet med avseende på skiktet som endast är av amorft kol. Närvaron av metallkarbiden i nämnda matris eller bindefas av amorft kol ökar dessutom slitstyr- kan hos kontaktskiktet. En sådan nanokompositfilm har också potential för låg friktionskoefficient med avseende på ett nämnt kontaktorgan.It has been found that such a nanocomposite film has properties which make it extremely well suited for use as such a contact layer. This is due to the nature of the amorphous carbon matrix which allows a physical adaptation of the interface of the contact layer to a corresponding or different contact layer on said contact means combined with the fact that the crystallites of metal carbide embedded therein are reduced. the resistivity of the contact layer with respect to the layer which is only of amorphous carbon. The presence of the metal carbide in said matrix or binder phase of amorphous carbon also increases the wear resistance of the contact layer. Such a nanocomposite film also has the potential for a low coefficient of friction with respect to a said contact member.

”Matris” i denna beskrivning skall tolkas som att inte bara avse en kontinuerlig majoritetsfas i vilken partiklar av karbid innesluts. Kolmatrisen kan också vara en minoritets- fas och till och med icke kontinuerlig, och denna matris kan i extremfallet endast bestå av ett fåtal atomskikt runt kar- bidkornen. Matrisen skall sålunda tolkas såsom varande denna typ av bindefas.The "matrix" in this specification is to be construed as not merely referring to a continuous majority phase in which carbide particles are entrapped. The carbon matrix can also be a minority phase and even non-continuous, and in the extreme case this matrix can only consist of a few atomic layers around the carbide grains. The matrix should thus be interpreted as being this type of binder phase.

De olika egenskaperna hos matrisen av amorft kol och metall- karbidkristalliterna av nanostorlek gör det naturligtvis möjligt att optimera kontaktskiktet för varje avsedd använd- ning av kontaktelementet genom att i första hand ändra för- hållandet mellan metallkarbid och kolmatrix. Hårdheten hos kontaktskiktet ökar med ökande sådant förhållande medan dess resistivitet minskar med ökande metallkarbid-/kolmatrisför- hållande. Kontaktresistansen ändras emellertid med ökande sådant förhållande.The different properties of the amorphous carbon matrix and the nanosize metal carbide crystallites naturally make it possible to optimize the contact layer for each intended use of the contact element by primarily changing the ratio between metal carbide and carbon matrix. The hardness of the contact layer increases with increasing such ratio while its resistivity decreases with increasing metal carbide / carbon matrix ratio. However, the contact resistance changes with increasing such ratio.

Enligt en utföringsform av uppfinningen är nämnda metall en övergångsmetall, dvs ett element från grupp 3 till 12 i det periodiska systemet. Det har visat sig att en sådan metall ger kontaktskiktet utmärkta egenskaper särskilt med avseende på låg kontaktresistans. Som exempel på metaller som är väl lämpade för nämnda metallkarbider av nanostorlek kan nämnas niob och titan.According to an embodiment of the invention, said metal is a transition metal, i.e. an element from groups 3 to 12 in the periodic table. It has been found that such a metal gives the contact layer excellent properties, especially with respect to low contact resistance. Examples of metals which are well suited for said nanosize metal carbides are niobium and titanium.

Enligt en annan utföringsform av uppfinningen innefattar nämnda film endast en metall, dvs det finns ett binärt sys- tem. Det har visat sig att det oftast är tillräckligt att ha 10 15 20 25 30 35 528 908 4 endast en metall som bildar en metallkarbid inbäddad i nämn- da matris av amorft kol för att erhålla egenskaperna hos det eftersträvade kontaktskiktet.According to another embodiment of the invention, said film comprises only one metal, i.e. there is a binary system. It has been found that it is usually sufficient to have only one metal which forms a metal carbide embedded in said matrix of amorphous carbon in order to obtain the properties of the desired contact layer.

Enligt en annan utföringsform av uppfinningen innefattar nämnda film kristalliter av nanostorlek hos en karbid av åt- minstone en ytterligare, andra metall. Denna metall kan med fördel vara en övergångsmetall. Det har visat sig att till- förande av en sådan andra metall förbättrar möjligheterna att anpassa egenskaperna hos kontaktskiktet till de krav som ställs pà kontaktskiktet vid den avsedda användningen.According to another embodiment of the invention, said film comprises nano-sized crystallites of a carbide of at least one further, second metal. This metal can advantageously be a transition metal. It has been found that the addition of such a second metal improves the possibilities of adapting the properties of the contact layer to the requirements placed on the contact layer in the intended use.

Ibland är en mycket låg kontaktresistans viktigare än hög slitstyrka.eller omvänt, och detta kan sedan åtgärdas genom att lägga till en sådan andra metall. De så kallade metall- karbidegenskaperna hos nanokompositfilmen kan förbättras genom tillägg av denna ytterligare karbidbildande metall.Sometimes a very low contact resistance is more important than high wear resistance. Or vice versa, and this can then be remedied by adding such a second metal. The so-called metal carbide properties of the nanocomposite film can be improved by adding this additional carbide-forming metal.

Enligt en annan utföringsform av uppfinningen har nämnda kristalliter en diameterliknande dimension inom området 5-50 nm. Det har visat sig att denna storlek hos kristalliterna ger särskilt fördelaktiga egenskaper som ofta efterfrågas vid ett kontaktskikt av detta slag.According to another embodiment of the invention, said crystallites have a diameter-like dimension in the range 5-50 nm. It has been found that this size of the crystallites gives particularly advantageous properties which are often demanded in a contact layer of this kind.

Enligt en annan utföringsform av uppfinningen innefattar vi- dare nämnda matris en ytterligare, tredje metall anordnad i en fas inbäddad i kol hos nämnda matris och åtskild i för- hållande till kol hos nämnda matris. Tillägget av en sådant metall som inte bildar en metallkarbid förändrar främst egenskaperna hos nämnda matris och kan minska resistiviteten hos denna och därmed hos hela kontaktskiktet.According to another embodiment of the invention, further said matrix comprises a further, third metal arranged in a phase embedded in carbon of said matrix and separated in relation to carbon of said matrix. The addition of such a metal which does not form a metal carbide mainly changes the properties of said matrix and can reduce the resistivity of this and thus of the entire contact layer.

Nämnda ytterligare, tredje metall är med fördel en över- gångsmetall och kan t ex vara Ag.Said further, third metal is advantageously a transition metal and may, for example, be Ag.

Enligt en annan utföringsform av uppfinningen har nämnda matris av amorft kol ett högt förhållande av sp2/sp3-bind- ningar mellan kolatomer hos nämnda matris av amorft kol, varvid nämnda förhållande är högre än 0,6. Den så kallade hybridiseringen av den amorfa kolmatrisen som kännetecknas 10 15 20 25 30 35 528 908 5 av ett högt sådant förhållande gör matrisen mer grafitlik- nande än diamantliknande, vilket ger högre elektrisk led- ningsförmåga än om förhållandet vore det motsatta. Matrisen blir samtidigt mjukare, vilket förbättrar anpassningsförmå- -_gan hos kontaktskiktets yta till ytan hos kontaktorganet när de pressas mot varandra.According to another embodiment of the invention, said matrix of amorphous carbon has a high ratio of sp2 / sp3 bonds between carbon atoms of said matrix of amorphous carbon, said ratio being higher than 0.6. The so-called hybridization of the amorphous carbon matrix, which is characterized by a high such ratio, makes the matrix more graphite-like than diamond-like, which gives higher electrical conductivity than if the ratio were the opposite. At the same time, the matrix becomes softer, which improves the adaptability of the surface of the contact layer to the surface of the contact member when they are pressed against each other.

Enligt en annan utföringsform av uppfinningen är tjockleken hos nämnda film inom området 0,05-10 um, vilket är lämpligt för de flesta tillämpningarna.According to another embodiment of the invention, the thickness of said film is in the range 0.05-10 μm, which is suitable for most applications.

Enligt en annan utföringsform av uppfinningen beläggs nämnda film på nämnda kropp genom användning av en àngdeponerings- teknik, vilken kan vara en fysikalisk ângdeponering (PVD) eller kemisk ångdeponering (CVD). Filmen kan också bildas på nämnda kropp genom användning av en lösningsmetod såsom sol- gel.According to another embodiment of the invention, said film is coated on said body using a vapor deposition technique, which may be a physical vapor deposition (PVD) or chemical vapor deposition (CVD). The film can also be formed on said body by using a solution method such as sol-gel.

Ett annat ändamål med uppfinningen är att åstadkomma en gli- dande elektrisk kontaktanordning av den typ som definierats inledningsvis, vilken tillåter en rörelse hos två kontakt- ytor lagda mot varandra medan man minskar de ovan nämnda olägenheterna i stor utsträckning.Another object of the invention is to provide a sliding electrical contact device of the type initially defined, which allows a movement of two contact surfaces laid against each other while reducing the above-mentioned inconveniences to a large extent.

Detta ändamål uppnås enligt uppfinningen genom att förse en sådan anordning med ett kontaktelement enligt föreliggande uppfinning anordnat att bilda en torr kontakt med låg frik- tionskoefficient, under 0,3, företrädesvis under 0,2, relativt ett kontaktorgan.This object is achieved according to the invention by providing such a device with a contact element according to the present invention arranged to form a dry contact with a low coefficient of friction, below 0.3, preferably below 0.2, relative to a contact member.

De grundläggande särdragen och fördelarna med en sådan kon- taktanordning är förknippade med kännetecknen hos kontakt- elementet enligt föreliggande uppfinning och framgår av ovannämnda diskussion om ett sådant kontaktelement. Det skall emellertid påpekas att "glidande elektrisk kontakt” omfattar alla typer av anordningar som åstadkommer elektrisk kontakt mellan två organ, som kan röra sig i förhållande till varandra när kontakten upprättas och/eller avbryts och/eller när kontaktverkan upprätthålls. Följaktligen om- 10 15 20 25 30 35 528 908 6 fattar det inte bara kontakter som glider längs varandra genom verkan av ett manövreringsorgan utan också så kallade stationära kontakter som har två kontaktelement pressade mot varandra och som rör sig i förhållande till varandra vid kontakttillstàndet till följd av magnetostriktion, tempera- turcykler och material hos kontaktelementen med olika vär- meutvidgningskoefficienter eller temperaturskillnader mellan olika delar av kontaktelementen som varierar med tiden.The basic features and advantages of such a contact device are associated with the features of the contact element of the present invention and will be apparent from the above discussion of such a contact element. It should be noted, however, that "sliding electrical contact" includes all types of devices which provide electrical contact between two means, which can move relative to each other when the contact is established and / or interrupted and / or when the contact effect is maintained. It comprises not only contacts which slide along each other by the action of an actuator but also so-called stationary contacts which have two contact elements pressed against each other and which move relative to each other in the contact state due to magnetostriction, temperature - touring cycles and materials of the contact elements with different coefficients of thermal expansion or temperature differences between different parts of the contact elements that vary with time.

Enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning är kon- taktelementet och kontaktorganet anordnade att pressas mot varandra för att upprätta nämnda kontakt, och anordningen kan innefatta medel för fjäderbelastning av kontaktelementet och kontaktorganet mot varandra för att åstadkomma nämnda kontakt.According to an embodiment of the present invention, the contact element and the contact means are arranged to be pressed against each other to establish said contact, and the device may comprise means for spring loading the contact element and the contact means against each other to effect said contact.

Ytterligare fördelar såväl som fördelaktiga särdrag med upp- finningen framgår av följande beskrivning och de övriga osjälvständiga patentkraven.Additional advantages as well as advantageous features of the invention appear from the following description and the other dependent claims.

FIGURBESKRIVNING Med hänvisning till de vidhängande ritningarna följer nedan en specifik beskrivning av utföringsformer av uppfinningen angivna som exempel, där: Figur l mycket schematiskt visar ett elektriskt kontaktele- ment enligt en utföringsform av uppfinningen, Figur 2 visar kontaktresistansen i förhållande till kontakt- kraft för en traditionell kontakt och en enligt upp- finningen, Figur 3 är en sektionerad vy av ett elektriskt kontaktele- ment av typen spiralformad kontakt enligt en annan utföringsform av uppfinningen, Figur 4 mycket schematiskt visar en kontaktanordning enligt föreliggande uppfinning vid en frânskiljare, 10 15 20 25 30 35 528 908 7 Figur 5 mycket schematiskt visar en glidkontaktanordning vid en lindningskopplare hos en transformator enligt en utföringsform av uppfinningen, Figur 6 mycket schematiskt visar en kontaktanordning enligt föreliggande uppfinning vid ett relä, och Figur 7 är en delvis sektionerad och sprängd vy av en anord- ning för att bilda en elektrisk kontakt med en halv- ledarskiva enligt en annan utföringsform av uppfin- ningen.DESCRIPTION OF THE DRAWINGS With reference to the accompanying drawings, the following is a specific description of embodiments of the invention given by way of example, in which: Figure 1 very schematically shows an electrical contact element according to an embodiment of the invention, Figure 2 shows the contact resistance in relation to traditional contact and one according to the invention, Figure 3 is a sectional view of an electrical contact element of the helical contact type according to another embodiment of the invention, Figure 4 very schematically shows a contact device according to the present invention at a separator, 10 15 20 25 528 908 7 very schematically shows a sliding contact device at a winding coupler of a transformer according to an embodiment of the invention, Figure 6 very schematically shows a contact device according to the present invention at a relay, and Figure 7 is a partially sectioned and exploded view of a device for forming an elec contact with a semiconductor wafer according to another embodiment of the invention.

DETALJERAD BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER AV UPPFINNINGEN Ett kontaktelement 1 som bildar elektrisk kontakt med ett kontaktorgan 2 för att möjliggöra att elektrisk ström flyter mellan nämnda kontaktelement och nämnda kontaktorgan visas mycket schematiskt i figur l. Kontaktelementet innefattar en kropp 3 som t ex kan vara av aluminium eller koppar och har åtminstone en av sina kontaktytor belagd med ett kontakt- skikt 4 för applicering mot nämnda kontaktorgan. Kontakt- skiktet 4 har typiskt en tjocklek på 0,05-10 pm, så den tjocklek som visas i figur l är för illustrationsändamàl överdriven i förhållande till andra dimensioner hos kontakt- elementet och kontaktorganet. 4 Kontaktskiktet 4 innefattar en nanokompositfilm som har en matris av amorft kol och kristalliter av nanostorlek, dvs med mått inom området 1-100 nm, hos åtminstone en däri in- bäddad metallkarbid. Detta ger kontaktskiktet de ovan angiv- na utmärkta egenskaperna. Metallen är företrädesvis en över- gångsmetall. Hybridiseringen av den amorfa kolmatrisen, dvs hur kolet är bundet till sig självt inom matrisen, känne- tecknas företrädesvis av ett högt förhàllande sp2/sp3, vil- ket gör matrisen mer grafitliknande än diamantliknande. En tredje komponent kan läggas till nanokompositen för att ändra dess egenskaper. Denna kan vara en annan metall för att förbättra egenskaperna hos metallkarbiden genom att 10 15 20 25 30 35 528 908 8 bilda en annan metallkarbid inbäddad i matrisen eller en an- nan metall som förändrar kompositegenskaperna genom att an- ordnas i en fas inbäddad i kol hos matrisen och åtskild i förhållande till matrisens kol. Beroende på appliceringen av kontaktelementet kan egenskaperna hos den totala kontakt- strukturen optimeras genom att: 1) ändra förhållandet mellan amorf kolmatris och metall- karbid med de ovan angivna resultaten 2) ändra kornstorleken hos metallkarbidkristalliterna för att ändra bulkresistiviteten hos kontaktskiktet, vil- ken i de flesta fall reduceras när kornstorleken ökas 3) ändra förhållandet sp2/sp3 hos den amorfa kolmatrisen med ovannämnda resultat 4) lägga till en andra karbidbildande eller icke-karbid- bildande metall, såsom Ag, med ovannämnda resultat Ett kontaktskikt som har följande fördelar kan sålunda er- hållas: a) låg kontaktresistans över ett brett område av kon- taktbelastningar (-krafter) b) hög slitstyrka c) låg friktion d) hög korrosionsbeständighet e) goda temperaturegenskaper f) stor potential till olika egenskaper genom avstämning såsom beskrivits ovan.DETAILED DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS OF THE INVENTION A contact element 1 which forms electrical contact with a contact member 2 to enable electric current to flow between said contact element and said contact means is shown very schematically in Figure 1. The contact element comprises a body 3 which may e.g. or copper and has at least one of its contact surfaces coated with a contact layer 4 for application to said contact means. The contact layer 4 typically has a thickness of 0.05-10 μm, so the thickness shown in Figure 1 is for illustrative purposes excessive in relation to other dimensions of the contact element and the contact member. The contact layer 4 comprises a nanocomposite film having a matrix of amorphous carbon and crystallites of nanosize, i.e. with dimensions in the range 1-100 nm, of at least one metal carbide embedded therein. This gives the contact layer the excellent properties stated above. The metal is preferably a transition metal. The hybridization of the amorphous carbon matrix, ie how the carbon is bound to itself within the matrix, is preferably characterized by a high sp2 / sp3 ratio, which makes the matrix more graphite-like than diamond-like. A third component can be added to the nanocomposite to change its properties. This may be another metal to improve the properties of the metal carbide by forming another metal carbide embedded in the matrix or another metal which changes the composite properties by being arranged in a phase embedded in carbon at the matrix and separated in relation to the carbon of the matrix. Depending on the application of the contact element, the properties of the total contact structure can be optimized by: 1) changing the ratio of amorphous carbon matrix to metal carbide with the above results 2) changing the grain size of the metal carbide crystallites to change the bulk resistivity of the contact layer, most cases are reduced as the grain size is increased 3) change the sp2 / sp3 ratio of the amorphous carbon matrix with the above results 4) add a second carbide-forming or non-carbide-forming metal, such as Ag, with the above-mentioned results A contact layer having the following advantages can thus obtained: a) low contact resistance over a wide range of contact loads (forces) b) high wear resistance c) low friction d) high corrosion resistance e) good temperature properties f) great potential for different properties by tuning as described above.

Fördelen a) illustreras i figur 2, där kontaktresistansen i förhållande till kontaktstyrkan visas för en traditionell kontakt som representeras av en förnicklad bricka enligt A och en nanokompositfilm av en amorf kolmatris med nanokris- tallin NbC inbäddad däri enligt B. Båda överdragen mättes gentemot Ag. Det framgår tydligt att kontaktskiktet i enlig- het med uppfinningen har en anmärkningsvärt reducerad kon- taktresistans över ett brett område av kontaktbelastningar i förhållande till den traditionella kontakten. Det är sär- 10 15 20 25 30 35 528 908 9 skilt intressant att kontaktresistansen är mycket lägre re- dan vid låga belastningar.The advantage a) is illustrated in Figure 2, where the contact resistance in relation to the contact strength is shown for a traditional contact represented by a nickel-plated washer according to A and a nanocomposite film of an amorphous carbon matrix with nanocrystalline NbC embedded therein according to B. Both coatings were measured against Ag. It is clear that the contact layer in accordance with the invention has a remarkably reduced contact resistance over a wide range of contact loads in relation to the traditional contact. It is particularly interesting that the contact resistance is much lower even at low loads.

Som exempel kan nämnas att möjliga nanokompositfilmer vid kontaktelement enligt uppfinningen kan vara tunnfilmer i na- nokomposit Ti-C med en sammansättning som varierar mellan 14 och 57 atomprocent Ti och en tjocklek på ca 0,2 pm. Dessa filmer har TiC-kristalliter inbäddade i en amorf kolbas.By way of example, possible nanocomposite films of contact elements according to the invention may be thin films in nanocomposite Ti-C with a composition varying between 14 and 57 atomic percent Ti and a thickness of about 0.2 μm. These films have TiC crystallites embedded in an amorphous carbon base.

Förhållandet mellan dessa två faser varierar mellan 45 och 95 atomprocent amorf C-C-fas. I en specifik utföringsform har nanokompositfilmen en tjocklek på 0,2 um och en total sammansättning på 53 atomprocent Ti och 47 atomprocent C.The ratio of these two phases varies between 45 and 95 atomic percent amorphous C-C phase. In a specific embodiment, the nanocomposite film has a thickness of 0.2 μm and a total composition of 53 atomic percent Ti and 47 atomic percent C.

Denna film har en amorf kolmatris (där ca 56 atomprocent av kolet är bundet) och TiC-kristalliter av kolet är bundet). Kristalliter är i genomsnitt 13 nm i diameter. (där ca 44 % Figur 3 illustrerar ett exempel på en kontaktanordning där det är fördelaktigt att belägga åtminstone en av kontakt- ytorna med kontaktskiktet enligt uppfinningen för att bilda en självsmörjande torr kontakt med mycket låg friktion.This film has an amorphous carbon matrix (where about 56 atomic percent of the carbon is bound) and TiC crystallites of the carbon are bound). Crystallites are on average 13 nm in diameter. (where about 44% Figure 3 illustrates an example of a contact device where it is advantageous to coat at least one of the contact surfaces with the contact layer according to the invention to form a self-lubricating dry contact with very low friction.

Denna utföringsform avser en spiralformad kontaktanordning som har ett kontaktelement 5 i form av en fjäderbelastad ringformig kropp, såsom en ring av en spirallindad tråd, an- ordnad att upprätta och upprätthålla en elektrisk kontakt med ett första kontaktorgan 6, såsom en innerhylsa eller ett stift, och ett andra kontaktorgan 7, såsom en ytterhylsa el- ler rör. Kontaktelementet 5 är i kontakttillstândet samman- pressat så att åtminstone en anliggningsyta 8 därav kommer att anligga fjäderbelastat mot anliggningsytan 9 hos det första kontaktorganet 6 och åtminstone en annan anliggnings- yta l0 hos det första kontaktelementet 5 kommer att anligga fjäderbelastat mot åtminstone en anliggningsyta ll hos det andra kontaktorganet 7. Enligt denna utföringsform av upp- finningen är åtminstone en av anliggningsytorna 8-ll helt eller delvis belagd med ett kontaktskikt som innefattar en nanokompositfilm enligt uppfinningen. En sådan spiralformad kontaktanordning används t ex vid en elektrisk brytare i ett ställverk. lO 15 20 25 30 35 528 9øs 10 Figur 4 illustrerar mycket schematiskt hur en elektrisk kon- taktanordning enligt uppfinningen kan anordnas vid en från- skiljare 12 med en lågfriktionsfilm 13 i form av en nanokom- positfilm som har en matris av amorft kol och nanokristalli- ter av en däri inbäddad metallkarbid på åtminstone en av an- liggningsytorna hos två kontaktelement 14, 15 som är rörliga i förhållande till varandra för att upprätta elektrisk kon- _takt däremellen och för att erhålla en synlig frànskiljning av kontaktelement.This embodiment relates to a helical contact device having a contact element 5 in the form of a spring-loaded annular body, such as a ring of a helically wound wire, arranged to establish and maintain an electrical contact with a first contact member 6, such as an inner sleeve or a pin, and a second contact member 7, such as an outer sleeve or tube. The contact element 5 is compressed in the contact state so that at least one abutment surface 8 thereof will abut spring-loaded against the abutment surface 9 of the first contact member 6 and at least one other abutment surface 10 of the first contact element 5 will abut spring-loaded against at least one abutment surface. the second contact member 7. According to this embodiment of the invention, at least one of the contact surfaces 8-11 is completely or partially coated with a contact layer comprising a nanocomposite film according to the invention. Such a helical contact device is used, for example, with an electrical switch in a switchgear. Figure 4 illustrates very schematically how an electrical contact device according to the invention can be arranged at a separator 12 with a low-friction film 13 in the form of a nanocomposite film having an array of amorphous carbon and nanocrystalline of a metal carbide embedded therein on at least one of the abutment surfaces of two contact elements 14, 15 which are movable relative to each other to establish electrical contact therebetween and to obtain a visible separation of contact elements.

Figur 5 illustrerar schematiskt en elektrisk glidkontaktan- ordning enligt en annan utföringsform av uppfinningen, där kontaktelementet 16 är en rörlig del av en lindningskopplare 17 hos en transformator anordnad att glida i elektrisk kon- takt längs kontakter 18 till transformatorns sekundärlind- ning, och följaktligen bildar kontaktorganet, för uttag av spänning av önskad nivå fràn nämnda transformator. En làg- friktionsfilm 19 innefattande en amorf kolmatris med nano- kristalliter av en metallkarbid är anordnad på anliggnings- ytan hos kontaktelementet 16 och/eller kontaktorganet 18.Figure 5 schematically illustrates an electrical sliding contact device according to another embodiment of the invention, where the contact element 16 is a movable part of a winding coupler 17 of a transformer arranged to slide in electrical contact along contacts 18 to the secondary winding of the transformer, and consequently forms the contact means, for withdrawing voltage of the desired level from said transformer. A low friction film 19 comprising an amorphous carbon matrix with nanocrystallites of a metal carbide is arranged on the abutment surface of the contact element 16 and / or the contact member 18.

Kontaktelementet 16 kan på så sätt lätt förflyttas längs med lindningen under upprätthållande av en làgresistanskontakt med denna.The contact element 16 can thus be easily moved along the winding while maintaining a low resistance contact therewith.

Figur 6 illustrerar slutligen mycket schematiskt en kontakt- anordning enligt en annan utföringsform av uppfinningen som används vid ett relä 20, och en av eller båda anliggnings- ytorna hos motstàende kontaktelement 21, en làgfriktionsfilm 23 enligt uppfinningen, vilket resulte- 22 kan förses med rar i mindre förslitning av anliggningsytan och gör dem kor- rosionsbeständiga till följd av arten av nämnda kontakt- skiktmaterial.Finally, Figure 6 very schematically illustrates a contact device according to another embodiment of the invention used in a relay 20, and one or both abutment surfaces of opposing contact elements 21, a low friction film 23 according to the invention, which may result in in minor wear of the contact surface and makes them corrosion resistant due to the nature of said contact layer material.

En anordning för att bilda god elektrisk kontakt med en halvledarkomponent 24 illustreras i figur 7, men de olika organen som är anordnade i en stapel and sammanpressade med högt tryckt, företrädesvis överstigande l MPa och typiskt 6- 8 MPa, visas för tydlighets skull med ett avstånd till var- andra. Varje halva av stapeln innefattar en polsko 25 i form 10 15 20 25 528 908 ll av en kopparplatta för att göra förbindelse med halvledar- komponenten. Varje polsko är försedd med en tunn nanokompo- sitfilm 26. Värmeutvidgningskoefficienten hos halvledarmate- SiC eller diamant, hos halvledarkomponenten och hos kopparn skiljer sig mycket (2,2 x 106/K för Si och 16 x 10*/K för Cu), vilket innebär att kopparplattorna 25 och halvledarkomponenten 24 kommer att förflytta sig i sid- rialet, t ex Si, led med avseende på varandra när temperaturen hos dessa änd- ras. Den låga friktionen hos en film enligt föreliggande uppfinning gör det möjligt att utelämna ytterligare organ i nämnda stapel mellan polskon och halvledarkomponenten för att ta itu med tendensen till ömsesidiga rörelser vid ter- misk cykling för att undvika sprickor i halvledarkomponenten och/eller förslitning av kontaktytan hos nämnda komponent.An apparatus for forming good electrical contact with a semiconductor device 24 is illustrated in Figure 7, but the various means arranged in a stack and compressed at high pressure, preferably in excess of 1 MPa and typically 6-8 MPa, are shown for clarity with a distance to each other. Each half of the stack comprises a pole piece 25 in the form of a copper plate for connecting to the semiconductor device. Each pole piece is provided with a thin nanocomposite film 26. The coefficient of thermal expansion of the semiconductor material SiC or diamond, of the semiconductor component and of the copper is very different (2.2 x 106 / K for Si and 16 x 10 * / K for Cu), which means that the copper plates 25 and the semiconductor component 24 will move in the side material, eg Si, joint with respect to each other when the temperature of these changes. The low friction of a film according to the present invention makes it possible to omit additional means in said stack between the pole piece and the semiconductor component to address the tendency of mutual movements in thermal cycling to avoid cracks in the semiconductor component and / or wear of the contact surface of said component.

Ett kontaktelement och en elektrisk glidkontaktanordning en- ligt föreliggande uppfinning kan finna många andra före- dragna tillämpningar, och sådana tillämpningar torde vara uppenbara för en fackman utan att göra avsteg från grundidén i uppfinningen såsom den anges i bifogade patentkrav.A contact element and an electrical sliding contact device according to the present invention can find many other preferred applications, and such applications will be apparent to a person skilled in the art without departing from the basic idea of the invention as set out in the appended claims.

Det skall också påpekas att andra övergångsmetaller än de ovan nämnda kan vara lämpliga för att bilda nämnda karbid- kristaller av nanostorlek för att uppfylla olika krav som ställs på kontaktskiktet i olika tillämpningar.It should also be pointed out that transition metals other than those mentioned above may be suitable for forming said nanosize carbide crystals to meet different requirements imposed on the contact layer in different applications.

Claims (23)

10 15 20 25 30 35 528 908 12 PATENTKRAV10 15 20 25 30 35 528 908 12 PATENT REQUIREMENTS 1. Kontaktelement för att upprätta elektrisk kontakt med ett kontaktorgan för att möjliggöra att en elektrisk ström fly- ter mellan nämnda kontaktelement och nämnda kontaktorgan (2, 6, 7, 18), varvid nämnda kontaktelement (1, 5, 14, 15, 16, 25) innefattar en kropp (3) som har åtminstone en av sina kontaktytor belagd med ett kontaktskikt som skall anbringas mot nämnda kontaktorgan, kännetecknat av att nämnda kontakt- skikt (4) innefattar en nanokompositfilm som har en matris av amorft kol och däri inbäddade kristalliter av nanostor- lek, dvs med mått inom storleksomràdet 1-100 nm, av åtmin- stone en metallkarbid.Contact elements for establishing electrical contact with a contact means for enabling an electric current to flow between said contact elements and said contact means (2, 6, 7, 18), said contact elements (1, 5, 14, 15, 16 , 25) comprises a body (3) having at least one of its contact surfaces coated with a contact layer to be applied to said contact means, characterized in that said contact layer (4) comprises a nanocomposite film having an array of amorphous carbon and embedded therein nanosize crystallites, ie with dimensions in the size range 1-100 nm, of at least one metal carbide. 2. Kontaktelement enligt patentkrav 1, kännetecknat av att nämnda metall är en övergångsmetall, dvs ett element från grupp 3 till 12 i det periodiska systemet.Contact element according to claim 1, characterized in that said metal is a transition metal, i.e. an element from groups 3 to 12 in the periodic table. 3. A3. Kontaktelement enligt patentkrav 2, kânnetecknat av att nämnda metall är niob eller titan.3. A3. Contact elements according to claim 2, characterized in that said metal is niobium or titanium. 4. Kontaktelement enligt något av föregående patentkrav, kännetecknat av att nämnda film endast innefattar en metall.Contact element according to any one of the preceding claims, characterized in that said film comprises only one metal. 5. Kontaktelement enligt något av patentkraven 1-3, känne- tecknat av att nämnda film innefattar kristalliter av nano- storlek av en karbid av åtminstone en ytterligare, andra me- tall.Contact element according to any one of claims 1-3, characterized in that said film comprises nano-sized crystallites of a carbide of at least one further, second metal. 6. Kontaktelement enligt patentkrav 5, kännetecknat av att nämnda andra metall är en övergàngsmetall.Contact element according to claim 5, characterized in that said second metal is a transition metal. 7. Kontaktelement enligt något av patentkraven 1-6, känne- tecknat av att nämnda krístalliter har en diameterliknande dimension inom området 5-50 nm.Contact element according to any one of claims 1-6, characterized in that said crystallites have a diameter-like dimension in the range 5-50 nm. 8. Kontaktelement enligt något av patentkraven 1-3 och 5, 6 och 7, kännatecknat av att nämnda matris vidare innefattar en ytterligare, tredje metall anordnad i en fas inbäddad i 10 15 20 25 30 35 528 908 13 kol hos nämnda matris och åtskild i förhållande till kol hos nämnda matris.Contact element according to any one of claims 1-3 and 5, 6 and 7, characterized in that said matrix further comprises a further, third metal arranged in a phase embedded in carbon of said matrix and separated in relation to carbon of said matrix. 9. Kontaktelement enligt patentkrav 8, kännetecknat av att nämnda ytterligare, tredje metall är en övergångsmetall.Contact element according to claim 8, characterized in that said further, third metal is a transition metal. 10. Kontaktelement enligt patentkrav 9, kännetecknat av att nämnda ytterligare, tredje metall är Ag.Contact element according to claim 9, characterized in that said further, third metal is Ag. 11. Kontaktelement enligt något av föregående patentkrav, kânnetecknat av att nämnda matris av amorft kol har ett högt förhållande av sp2/sp3-bindningar mellan kolatomer hos nämnda matris av amorft kol, varvid nämnda förhållande är högre än 0, 6 .Contact element according to any one of the preceding claims, characterized in that said matrix of amorphous carbon has a high ratio of sp2 / sp3 bonds between carbon atoms of said matrix of amorphous carbon, said ratio being higher than 0.6. 12. Kontaktelement enligt något av föregående patentkrav, kânnetecknat av att tjockleken hos nämnda film ligger inom området 0,05-10 pm.Contact element according to any one of the preceding claims, characterized in that the thickness of said film is in the range 0.05-10 μm. 13. Kontaktelement enligt något av föregående patentkrav, kännetecknat av att nämnda film är avsatt på nämnda kropp genom användning av en ångdeponeringsteknik.Contact element according to any one of the preceding claims, characterized in that said film is deposited on said body by using a vapor deposition technique. 14. Kontaktelement enligt patentkrav 13, kännetecknat av att nämnda film är avsatt på nämnda kropp genom fysikalisk ångdeponering (PVD) eller kemisk ångdeponering (CVD).Contact element according to claim 13, characterized in that said film is deposited on said body by physical vapor deposition (PVD) or chemical vapor deposition (CVD). 15. Kontaktelement enligt något av patentkrav 1-12, känne- tecknat av att nämnda film bildas på nämnda kropp genom en lösningsmetod såsom sol-gel.Contact element according to any one of claims 1-12, characterized in that said film is formed on said body by a solution method such as sol-gel. 16. Elektrisk glidkontaktanordning, dvs kontaktanordning där två kontaktytor anordnade att appliceras mot varandra för att upprätta elektrisk kontakt kan glida i förhållande till varandra när kontaktverkan upprättas och/eller avbryts och/eller upprätthålls, kännetecknad av att den har ett kon- taktelement (1, 5, 14, 15, 16, 25) enligt något av föregå- ende patentkrav med nämnda film anordnad att bilda en torr 10 15 20 25 30 35 528 908 14 kontakt med låg friktionskoefficient, under 0,3, företrädes- vis under 0,2, relativt ett kontaktorgan.Electric sliding contact device, ie contact device where two contact surfaces arranged to be applied to each other to establish electrical contact can slide in relation to each other when the contact action is established and / or interrupted and / or maintained, characterized in that it has a contact element (1, 5, 14, 15, 16, 25) according to any one of the preceding claims with said film arranged to form a dry contact with a low coefficient of friction, below 0.3, preferably below 0, 2, relative to a contact member. 17. Anordning enligt patentkrav 16, kännetecknad av att nämnda kontaktorgan (2) även har en kontaktyta belagd med ett nämnt kontaktskikt innefattande en nämnd nanokomposit- film.Device according to claim 16, characterized in that said contact means (2) also has a contact surface coated with said contact layer comprising said nanocomposite film. 18. Anordning enligt patentkrav 16 eller 17, kännetecknad av att ytorna hos kontaktelementet (1) och kontaktorganet (2) som är anordnade att läggas mot varandra för att upprätta nämnda elektriska kontakt tillåts att förflytta sig i för- hållande till varandra till följd av olika värmeutvidgnings- koefficienter hos materialen vid ytpartier av kontaktelemen- tet och kontaktorganet vid temperaturändringar hos kontakt- elementet och kontaktorganet.Device according to claim 16 or 17, characterized in that the surfaces of the contact element (1) and the contact means (2) which are arranged to be laid against each other to establish said electrical contact are allowed to move in relation to each other due to different coefficients of thermal expansion of the materials at surface portions of the contact element and the contact means in the event of temperature changes of the contact element and the contact means. 19. Kontaktanordning enligt patentkrav 18, kännetecknad av att kontaktelementet (1) och kontaktorganet (2) är anordnade att pressas mot varandra för att upprätta nämnda kontakt.Contact device according to claim 18, characterized in that the contact element (1) and the contact member (2) are arranged to be pressed against each other to establish said contact. 20. Anordning enligt något av patentkrav 16-19, kännatecknad av att den innefattar medel (7) för fjäderbelastning av kon- taktelemetet (5) och kontaktorganet (6) mot varandra för att upprätta nämnda elektriska kontakt.Device according to any one of claims 16-19, characterized in that it comprises means (7) for spring-loading the contact element (5) and the contact means (6) against each other for establishing said electrical contact. 21. Anordning enligt något av patentkraven 16-18, känneteck- nad av att den är anpassad att upprätta elektrisk kontakt vid en lindningskopplare (17) för en transformator för att upprätta kontakt till olika lindningsvarv hos transforma- torn.Device according to one of Claims 16 to 18, characterized in that it is adapted to establish electrical contact with a winding coupler (17) for a transformer in order to establish contact with different winding turns of the transformer. 22. Anordning enligt något av patentkraven 16-19, känneteck- nad av att kontaktelementet och kontaktorganet tillhör två dëlêr (25, 26) av en mekanisk frånskiljare som är rörliga bort från varandra för att frànskilja två terminaler hos dessa. 528 908 15Device according to one of Claims 16 to 19, characterized in that the contact element and the contact means belong to two parts (25, 26) of a mechanical separator which are movable away from one another in order to separate two terminals therefrom. 528 908 15 23. Anordning enligt något av patentkraven 16-19, känneteck- nad av att nämnda kontaktelement och nämnda kontaktorgan tillhör delar (21, 22) som är rörliga i förhållande till varandra vid ett relä (20) för att upprätta elektrisk kon- takt däremellan när relät slår till.Device according to any one of claims 16-19, characterized in that said contact elements and said contact means belong to parts (21, 22) which are movable relative to each other at a relay (20) for establishing electrical contact therebetween when the relay turns on.
SE0501667A 2005-07-15 2005-07-15 Electric contact element for semiconductor device, has body with contact surface coated with contact layer having nanocomposite film with matrix of amorphous carbon, where metal carbide is embedded into contact layer SE528908C2 (en)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0501667A SE528908C2 (en) 2005-07-15 2005-07-15 Electric contact element for semiconductor device, has body with contact surface coated with contact layer having nanocomposite film with matrix of amorphous carbon, where metal carbide is embedded into contact layer
EP06769579.1A EP1934995B1 (en) 2005-07-15 2006-06-22 A contact element and a contact arrangement
KR1020087003661A KR101047829B1 (en) 2005-07-15 2006-06-22 Contact elements and contact devices
JP2008521352A JP4938774B2 (en) 2005-07-15 2006-06-22 Contact element and contact device
US11/988,793 US7709759B2 (en) 2005-07-15 2006-06-22 Contact element and a contact arrangement
CN2006800257495A CN101223616B (en) 2005-07-15 2006-06-22 A contact element and a contact arrangement
ES06769579.1T ES2476841T3 (en) 2005-07-15 2006-06-22 A contact element and a contact set
PCT/SE2006/000769 WO2007011276A1 (en) 2005-07-15 2006-06-22 A contact element and a contact arrangement

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0501667A SE528908C2 (en) 2005-07-15 2005-07-15 Electric contact element for semiconductor device, has body with contact surface coated with contact layer having nanocomposite film with matrix of amorphous carbon, where metal carbide is embedded into contact layer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE0501667L SE0501667L (en) 2007-01-16
SE528908C2 true SE528908C2 (en) 2007-03-13

Family

ID=37728135

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE0501667A SE528908C2 (en) 2005-07-15 2005-07-15 Electric contact element for semiconductor device, has body with contact surface coated with contact layer having nanocomposite film with matrix of amorphous carbon, where metal carbide is embedded into contact layer

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP4938774B2 (en)
CN (1) CN101223616B (en)
ES (1) ES2476841T3 (en)
SE (1) SE528908C2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5306242B2 (en) * 2010-01-12 2013-10-02 株式会社東芝 Gas insulated switchgear

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1047867C (en) * 1996-01-29 1999-12-29 董元源 Electric copper-based silverless contact composite material with high flow welding resistance
JP3826453B2 (en) * 1996-09-10 2006-09-27 住友電気工業株式会社 Hard carbon film
JP3598195B2 (en) * 1997-03-07 2004-12-08 芝府エンジニアリング株式会社 Contact material
DE19903619C1 (en) * 1999-01-29 2000-06-08 Louis Renner Gmbh Powder metallurgical composite material, especially for high voltage vacuum switch contacts, comprises refractory solid solution or intermetallic phase grains embedded in a metal matrix
SE9904350D0 (en) * 1999-11-30 1999-11-30 Abb Ab A contact element and a contact arrangement
DE10104611A1 (en) * 2001-02-02 2002-08-14 Bosch Gmbh Robert Device for the ceramic-like coating of a substrate
JP2003231203A (en) * 2001-08-21 2003-08-19 Toshiba Corp Carbon film coated member
DE10261303B3 (en) * 2002-12-27 2004-06-24 Wieland-Werke Ag Electrically conducting composite material used in automotive applications as electrical contact components, such as connectors or connections, comprises a metal strip and a contact layer containing carbon powder and a further additive

Also Published As

Publication number Publication date
CN101223616A (en) 2008-07-16
ES2476841T3 (en) 2014-07-15
JP2009501420A (en) 2009-01-15
JP4938774B2 (en) 2012-05-23
CN101223616B (en) 2010-10-13
SE0501667L (en) 2007-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101047829B1 (en) Contact elements and contact devices
EP1685626B1 (en) COATINGS OF M(n+1)AX(n) MATERIAL FOR ELECTRICAL CONTACT ELEMENTS
US8487201B2 (en) Contact element and a contact arrangement
EP1369504A1 (en) Metal strip for the manufacture of components for electrical connectors
EP1566814B1 (en) Electric contact member
US6838627B1 (en) Contact element and a contact arrangement
JP2004032963A (en) Brush and rotating machine having the same
SE528908C2 (en) Electric contact element for semiconductor device, has body with contact surface coated with contact layer having nanocomposite film with matrix of amorphous carbon, where metal carbide is embedded into contact layer
WO2004092602A1 (en) Sliding member
US11167474B2 (en) Structures formed from high technology conductive phase materials
Isberg et al. Coatings of Mn+ 1Axn material for electrical contact elements
SE1100035A1 (en) Electrical contact element
Hombo et al. Electrical and Tribological Characteristics of Copper Containing Diamond-like Carbon Nanocomposite Coating on Brass Substrate Sliding against Brass
ES2607792T3 (en) Contact element and contact arrangement
JPH03282023A (en) Electrode for electrical viscous fluid