WO2011098256A2 - Elektrooptisches oder elektromechanisches bauelement oder gleitelement - Google Patents

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WO2011098256A2
WO2011098256A2 PCT/EP2011/000583 EP2011000583W WO2011098256A2 WO 2011098256 A2 WO2011098256 A2 WO 2011098256A2 EP 2011000583 W EP2011000583 W EP 2011000583W WO 2011098256 A2 WO2011098256 A2 WO 2011098256A2
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Isabell Buresch
Dieter Stock
Thorsten Weireter
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Wieland-Werke Ag
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    • Y10T428/12979—Containing more than 10% nonferrous elements [e.g., high alloy, stainless]
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    • Y10T428/12993—Surface feature [e.g., rough, mirror]

Definitions

  • Electro-optical or electromechanical component or sliding element
  • the invention relates to an electro-optical or electromechanical component or sliding element according to the preamble of claim 1.
  • the sheets must have corresponding photometric properties.
  • the primary photometric properties is a high total reflection, which reflects the highest possible proportion of the incident light at the surface.
  • the preferred properties of the sheet surface include a diffuse or non-directional light reflection. Such properties are obtained by rolling the sheet material with at least one textured work roll achieved. The result is a non-directional, diffusely reflecting sheet surface, on the entire surface of randomly shaped, microscopic depressions are formed.
  • the recesses should be an interlocking form of closely spaced or overlapping,
  • a sheet of metal or metal strip is passed between rollers having a textured pattern on the surface and transferring this pattern to the sheet or strip through a plurality of rolling passes.
  • the structures impressed by each pass overlap to form the final textured pattern.
  • such a structure can be produced by means of a rolling pass between a plurality of roller pairs arranged on top of each other.
  • the texturing of an aluminum strip comprises a microscopic surface pattern after a plurality of rolling passes. Due to the lowest possible degree of deformation, the original and undistorted structures predetermined by the rolls are largely desired.
  • Metal sheets produced in this way are preferably used as a lithographic plate or as an automobile reflector sheet.
  • lithographic plates are known from document WO 97/31783 A1.
  • the rolled-in structure is designed as a uniform and non-directional microstructure in which the impressed in the surface
  • the invention is based on the object, in an electromechanical
  • the invention includes an electro-optical or electromechanical
  • Component in particular LED, plug connector or stamped grid, or sliding element, consisting of a rolled metal substrate made of metal strip or a sheet made of Cu or Cu alloy strips, an Al or Al alloy strip, a Fe or Fe alloy strip, a Ti or Ti alloy ribbon, a Ni or Ni alloy ribbon or a stainless steel ribbon.
  • the metal substrate has a surface structure with a roughness in the
  • Surface structure has recesses with a minimum lateral extent of 0.3-300 ⁇ m.
  • the recesses are in an open structure with a parallel to the strip surface extending lateral extent with a
  • the profile void ratio ⁇ is in the range of 0.25 to 0.65.
  • the invention is based on the consideration that the surface of a rolled metal substrate in the form of a metal strip or metal sheet for
  • Fine structure can be introduced into an un coated strip or sheet surface or even already in a surface covered at least with a layer.
  • the rollers required for the production of sheet metal structures are already known in the body shop. These are for example
  • a Surface design viewed on a still recognizable smooth surface has individual recesses. Adjacent depressions may, for example, also touch or slightly overlap, but do not flow as structural elements in such a way that the topography of the surface can only be recognized as uniform roughness. It is therefore a fine structure formed by rolling out of a substrate surface with a more or less smooth undeformed original residual constituent.
  • this is to be understood as the PRETEX rolling structure which is widespread under the brand name. In the case of such surfaces, it is important that the surface of the original residual component of the surface is high.
  • the recesses with the specified minimum lateral extent can show circular shapes. Furthermore, oval shapes are also conceivable. For an ellipsoidal shape, the minimum lateral extent is twice the value of the minor axis of the ellipse. For circular shapes, the minimum lateral extent corresponds to the circle diameter.
  • the different depressions themselves can vary in their extent either in the entire interval in the range 0.3 to 300 pm or vary by a certain value to a small extent. For example, a typical value for the minimum lateral extent at 20 pm, which approximates to a Gaussian normal distribution, has a range of variation with a standard deviation of 5 pm. In order to produce uniform structure sizes, narrower limits can also be defined in the specified interval. A certain, albeit small fluctuation range of the once selected minimum
  • recesses are arranged in the open structure with a lateral extent extending parallel to the strip surface with a length / width ratio of 10: 1 to 1:10, the length in the rolling direction and the length in the rolling direction Width is measured perpendicular to the rolling direction.
  • length / width ratios of 1: 1 are sought, which correspond to a circular boundary boundary line.
  • the particular advantage is that the structures according to the invention the coefficient of friction, the tendency to wear, the tendency to fretting corrosion and the contact behavior, in particular after a deformation, and thus the
  • the friction coefficient is reduced.
  • the application of laser welding process by the lower reflectivity of the surface the beam injection positively influenced.
  • the structure of the surface even with highly reflective surface coatings, allows for joining by optical processes while improving the functional properties of the components in the application.
  • the use of lubricant can be reduced.
  • the ratio of minimum lateral extent to depth of the depressions may be at least 1:83.
  • depressions are also considered whose depth is the lateral extent parallel to the substrate surface significantly exceed.
  • much flatter structures are introduced into the substrate surface, but these are still designed to efficiently reduce the coefficient of friction.
  • favorable ratios of width to depth in the range from 1: 3 to 3: 1 can preferably be designed in terms of their efficiency.
  • the depressions may be hemispherical, pyramidal or polygonal surfaces.
  • geometrically absolutely reproducible surface structures on the strip surface are necessary.
  • Hemispherical dome-shaped or pyramidal depressions in the strip surface have proved to be advantageous, which have a specific diameter-to-depth ratio and an absolute depth, and are insulated in their shape and formed in an overlapping manner. Their arrangement is statistically distributed, however, the supporting proportion of the area should not fall below 30%.
  • Such geometries provide a special reduction of the friction coefficient and can be realized well with rolling process.
  • the depressions of the surface structure can be produced by means of rolling with structured work rolls having a surface with
  • Roll surface forms the negative of the fine structure to be introduced into a belt or sheet surface.
  • the structure may be stochastic or regular-periodic.
  • regular-periodic structures even surface island-shaped areas which have no overlapping or only slightly overlapping structures can locally reduce the coefficient of friction.
  • the structure to be structured may be stochastic or regular-periodic.
  • Substrate surface blank roll-coated or coated with Sn, Ag, Au, Ni, Zn, Pd or their alloys.
  • Substrate surface after rolling done with the structured work rolls with Sn, Ag, Au, Ni, Zn, Pd and their alloys. For example, at
  • the surface quality of the invention is just in a Sn or coated with precious metals in the surface
  • Preference may be given as a coating method before or after rolling
  • Hot dip finishing electroplating, PVD, CVD, cathodic or anodic dip coating, or chemical
  • Coating or, before rolling, roll cladding are used.
  • a spatial void ratio ⁇ in the range of 0.49 to 0.8 may be formed.
  • Such products are preferably suitable for optical joining processes.
  • a CuSn3Zn9 tape was rolled with a suitably structured work roll and then tin-plated and heat-treated at a 3 ⁇ m layer thickness to form an intermetallic phase of 1 ⁇ m.
  • the isotropy of the surface, rolled with the specially structured roll surface was excellent with a standard deviation of only ⁇ 0.003 pm between the directions parallel and perpendicular to the WR.
  • Such bands are used for example in electrical engineering for connectors.
  • This copper alloy has good spring properties and is characterized by a low tendency to stress corrosion cracking.
  • FIG. 2 shows a rolled substrate surface with an open structure
  • Fig. 3 is an undeformed substrate surface in the initial state.
  • Fig. 1 shows schematically a rolling process on the surface of a metal substrate 1.
  • the surface is designed as an open structure.
  • indentations 12 are rolled on the metal substrate 1 on a still recognizable smooth undeformed surface.
  • spherical caps 21 are arranged on the surface, which penetrate into the surface of the metal substrate 1.
  • Calottes 21 are for example the same size, so that they are uniform
  • the structure size of the roll surface may vary slightly more and may take on other shapes, such as pyramid shape or cylinder shape.
  • Fig. 2 shows a rolled substrate surface with an open structure.
  • the depressions 12 are somewhat stretched. This is achieved either by an increased strip tension during the rolling process or by a roll surface with structures elongated in the rolling direction.
  • the recesses are in an open structure with a lateral extent extending parallel to the strip surface with a length /
  • FIG. 3 shows an undeformed surface of a metal substrate 1 in the original state before rolling. On this surface, no recesses are rolled in and only parallel running fine sanding marks can be seen.

Landscapes

  • Metal Rolling (AREA)
  • Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektrooptisches oder elektromechanisches Bauelement, insbesondere LED, Steckverbinder oder auch Stanzgitter, oder Gleitelement, bestehend aus einem gewalzten Metallsubstrat aus Metallband oder einem daraus hergestellten Blech aus Cu- oder Cu-Legierungsband, einem AI- oder Al-Legierungsband, einem Fe- oder Fe-Legierungsband, einem Ti- oder Ti-Legierungsband, einem Ni oder Ni-Legierungsband oder einem Edelstahlband, welches eine besonders strukturierte Oberfläche aufweist. Die Struktur der Oberfläche erlaubt, selbst bei hoch reflektiven Oberflächenbeschichtungen, das Fügen mit optischen Verfahren und verbessert gleichzeitig die funktionellen Eigenschaften der Bauteile in der Anwendung.

Description

Beschreibung
Elektrooptisches oder elektromechanisches Bauelement oder Gleitelement
Die Erfindung betrifft ein elektrooptisches oder elektromechanisches Bauelement oder Gleitelement gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Möglichkeiten, Oberflächen durch Walzen zu strukturieren sind bereits aus der Aluminium- und der Stahlindustrie bekannt, wo Aluminium- und Stahlbleche für den Einsatz als Karosseriekomponenten so strukturiert werden, dass beim anschließenden Streckziehen keine Fließlinien auf der Karosserieoberfläche nach der Lackierung sichtbar sind. Beispiele für Strukturierungsverfahren der Oberflächen der Arbeitswalzen oder der Bänder direkt sind das Lasertexturieren, Schleifen oder Strahlen. Auch die sogenannten EBT-Verfahren (electron beam texturing) oder EDT-Verfahren (electro discharge texturing) sind bereits bekannte Herstellungsverfahren für texturierte Oberflächen. Diese Art der Walzenstrukturie- rung führt jedoch zu sehr rauen Oberflächen mit unregelmäßigen geometrischen Formen, die bei manchen Anwendungen den Anforderungen an die optischen bzw. mechanischen Eigenschaften nicht genügen. Aus der Druckschrift EP 1 146 971 B1 ist ein mechanisch texturiertes Blech aus einer Aluminiumlegierung bekannt, das sich für Reflektorsysteme in Beleuchtungen eignet. Für diese Anwendungen müssen die Bleche entsprechende photometrische Eigenschaften aufweisen. Zu den im Vordergrund stehenden photometrischen Eigenschaften gehört eine hohe Gesamtreflexion, durch die ein möglichst hoher Anteil des einfallenden Lichts an der Oberfläche reflektiert wird. Zu den bevorzugten Eigenschaften der Blechoberfläche gehört darüber hinaus eine diffuse oder ungerichtete Lichtreflexion. Derartige Eigenschaften werden durch Walzen des Blechmaterials mit zumindest einer texturierten Arbeitswalze erzielt. Es entsteht eine ungerichtete, diffus reflektierende Blechoberfläche, auf deren gesamten Oberfläche zufällig geformte, mikroskopische Vertiefungen ausgebildet sind. Bevorzugt sollten die Vertiefungen eine ineinander greifende Form von dicht nebeneinander liegenden oder sich überlappenden,
dachziegelartigen Strukturen ausbilden.
Weitere Anwendungen sind aus der Druckschrift EP 1 368 140 B1 bekannt. Bei dem beschriebenen Verfahren wird ein Metallblech oder Metallband zwischen Walzen durchgeführt, die ein texturiertes Muster auf der Oberfläche aufweisen und dieses Muster über mehrere Walzstiche auf das Blech oder Band übertragen. Die durch jeden Walzstich eingeprägten Strukturen überlappen sich zum endgültigen texturierten Muster. Auch kann mittels eines Walzstiches zwischen einer Vielzahl von aufeinander angeordneten Walzenpaaren eine derartige Struktur erzeugt werden. Das Texturieren eines Aluminiumbandes umfasst nach einer Vielzahl an Walzstichen ein mikroskopisches Oberflächenmuster. Durch einen möglichst geringen Umformgrad werden weitgehend durch die Walzen vorgegebene originäre und unverzerrte Strukturen angestrebt. Derartig hergestellte Metallbleche finden bevorzugt einen Einsatz als lithographische Platte oder als Automobil-Reflektorblech.
Weitere lithographische Platten sind aus der Druckschrift WO 97/31783 A1 bekannt. Die eingewalzte Struktur ist dabei als einheitliche und ungerichtete Mikrostruktur ausgebildet, bei der sich die in der Oberfläche eingeprägten
Vertiefungen gegenseitig stark überlappen oder ineinander übergehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem elektromechanischen
Bauelement bzw. einem Gleitelement die Funktionalität bezüglich den
Reibeigenschaften zu verbessern. Bei einem elektrooptischen Bauelement soll die Funktionalität im Hinblick auf die Reflexion und Kühlung optimiert werden. Die Erfindung wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 wiedergegeben. Die weiteren rückbezogenen Ansprüche betreffen vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung.
Die Erfindung schließt ein elektrooptisches oder elektromechanisches
Bauelement, insbesondere LED, Steckverbinder oder auch Stanzgitter, oder Gleitelement ein, bestehend aus einem gewalzten Metallsubstrat aus Metallband oder einem daraus hergestellten Blech aus Cu- oder Cu-Legierungsbänd, einem AI- oder AI-Legierungsband, einem Fe- oder Fe-Legierungsband, einem Ti- oder Ti-Legierungsband, einem Ni oder Ni-Legierungsband oder einem Edelstahlband. Das Metallsubstrat weist eine Oberflächenstruktur auf mit einer Rauheit im
Bereich von Ra = 0,01 - 8 μιτι und/oder Rz = 0,01 - 30 μητι. Die
Oberflächenstruktur weist Vertiefungen mit einer minimalen lateralen Ausdehnung von 0,3 - 300 μητι auf. Die Vertiefungen sind in einer offenen Struktur mit einer parallel zur Bandoberfläche verlaufenden lateralen Ausdehnung mit einem
Längen-/Breitenverhältnis von 10 : 1 bis 1 : 10 angeordnet, wobei die Länge in Walzrichtung und die Breite senkrecht zur Walzrichtung gemessen ist. Der Profil- Leeregrad λρ liegt im Bereich von 0,25 bis 0,65.
Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, dass die Oberfläche eines gewalzten Metallsubstrats in Form eines Metallbands oder Metallblechs zur
Verwendung in elektrooptischen oder elektromechanischen Bauelementen oder Gleitelementen einer Feingestaltung der Oberfläche unterzogen wird. Die
Feinstruktur kann in eine un beschichtete Band- oder Blechoberfläche oder auch bereits in eine zumindest mit einer Schicht bedeckte Oberfläche eingebracht sein. Die hierfür erforderlichen Walzen zur Erzeugung der Feinblechstrukturen sind im Karosseriebau bereits bekannt. Es handelt sich beispielsweise um
Walzenoberflächen mit elektrolytisch erzeugter Struktur und Hartverchromung.
Als offene Strukturen wird im Sinne der Erfindung auf dem Substratmaterial eine Oberflächengestaltung angesehen, die auf einer noch erkennbaren glatten Oberfläche einzelne Vertiefungen aufweist. Benachbarte Vertiefungen können sich beispielsweise auch berühren oder geringfügig überlagern, fließen allerdings als Strukturelemente nicht so ineinander, dass die Topographie der Oberfläche nur noch als einheitliche Rauheit erkennbar ist. Es handelt sich demnach um eine durch Walzen aus einer Substratoberfläche herausgebildete Feinstruktur mit einem mehr oder weniger glatten unverformten originären Restbestandteil. Beispielhaft ist hier die unter dem Markennamen verbreitete PRETEX-Walzstruktur zu verstehen. Bei derartigen Oberflächen ist es von Bedeutung, dass durch den originären Restbestandteil der Oberfläche ein hoher Flächentraganteil vorhanden ist.
Die Vertiefungen mit der angegebenen minimalen lateralen Ausdehnung können dabei kreisrunde Formen zeigen. Des Weiteren sind auch ovale Formen denkbar. Bei einer ellipsenartigen Form beträgt die minimale laterale Ausdehnung dem doppelten Wert der kleinen Achse der Ellipse. Bei kreisrunden Formen entspricht die minimale laterale Ausdehnung dem Kreisdurchmesser. Die verschiedenen Vertiefungen selbst können dabei in ihrer Ausdehnung entweder im gesamten Intervall im Bereich 0,3 - 300 pm variieren oder auch um einen bestimmten Wert in geringem Maße schwanken. Beispielsweise ist eine typischer Wert für die minimale laterale Ausdehnung bei 20 pm, der angenähert an eine Gauß- Normalverteilung eine Schwankungsbreite mit einer Standardabweichung von 5 pm aufweist. Um gleichmäßige Strukturgrößen herzustellen, können auch im angegebenen Intervall engere Grenzen festgelegt werden. Eine gewisse, wenn auch geringe Schwankungsbreite der einmal ausgewählten minimalen
Ausdehnung wird in der Praxis immer auftreten.
Prinzipiell sind Vertiefungen in der offenen Struktur mit einer parallel zur Bandoberfläche verlaufenden lateralen Ausdehnung mit einem Längen-/Breitenver- hältnis von 10 : 1 bis 1 : 10 angeordnet, wobei die Länge in Walzrichtung und die Breite senkrecht zur Walzrichtung gemessen ist. In der Regel werden Längen-/ Breitenverhältnisse von 1 : 1 angestrebt, die einer kreisrunden Randbegrenzungslinie entsprechen. Je nach Ausgestaltung der Vertiefungen und durch Bandzug beim Walzen kann es allerdings zu gewissen Verstreckungen führen.
Die gängigen Rauheitskennwerte Ra und Rz alleine legen die Ausbildung der Oberflächenprofilformen noch nicht zufriedenstellend fest. Die Beschreibung derartiger Profilformen über Messverfahren erfolgt über den Profil-Leeregrad Leeregrad λρ. Wichtig bei den Profilformen dabei ist, dass eine Form ausgewählt wird, die in erster Linie einen geeigneten Traganteil aufweist. Auch können die Rauheitskennwerte über die Abott-Traganteilkurve tp sowie den räumlichen Leeregrad beschrieben werden.
Der besondere Vorteil besteht darin, dass die erfindungsgemäßen Strukturen den Reibkoeffizient, die Verschleißneigung, die Neigung zur Reibkorrosion sowie das Kontaktverhalten, insbesondere nach einer Umformung, und damit die
Funktionalität bei Steckverbindern wesentlich verbessern. Insbesondere wird der Reibkoeffizient verringert. Auch wird bei der Anwendung von Laserschweißverfahren durch die geringere Reflektivität der Oberfläche die Strahleinkopplung positiv beeinflusst. Auf diese Weise erlaubt die Struktur der Oberfläche, selbst bei hoch reflektiven Oberflächenbeschichtungen, das Fügen mit optischen Verfahren und verbessert gleichzeitig die funktionellen Eigenschaften der Bauteile in der Anwendung. Auch kann bei der erfindungsgemäß strukturierten Oberfläche, beispielsweise bei Stanz-Biegeprozessen oder anderen Formgebungstechniken, wie Tiefziehen, der Einsatz von Schmiermittel verringert werden.
Bevorzugt kann bei den elektromechanischen Bauelementen oder Gleitelementen das Verhältnis von minimaler lateraler Ausdehnung zu Tiefe der Vertiefungen zumindest 1 : 83 betragen. So sind für kleine Verhältnisse auch Vertiefungen angedacht, deren Tiefe die laterale Ausdehnung parallel zur Substratoberfläche deutlich übersteigen. Für größere Verhältnisse werden in die Substratoberfläche wesentlich flachere Strukturen eingebracht, die allerdings noch so gestaltet werden, dass der Reibkoeffizient effizient verringert wird. Bevorzugt lassen sich herstellungstechnisch wie auch in ihrer Effizienz günstige Verhältnisse von Breite zu Tiefe im Bereich von 1 : 3 bis 3 : 1 gestalten.
Vorteilhafterweise können bei den elektromechanischen Bauelementen oder Gleitelementen die Vertiefungen halbkugelförmig, pyramidal oder mit polygonalen Flächen ausgebildet sein. Um die hohen Anforderungen an die Oberflächeneigen- schaften zu erfüllen, sind geometrisch absolut reproduzierbare Oberflächenstrukturen auf der Bandoberfläche notwendig. Als vorteilhaft haben sich halbkugelförmige kalottenartige oder pyramidale Vertiefungen in der Bandoberfläche herausgestellt, die ein bestimmtes Verhältnis von Durchmesser zu Tiefe und eine absolute Tiefe aufweisen sowie in ihrer Form isoliert als auch überlappend ausgeformt sind. Ihre Anordnung ist statistisch verteilt, jedoch sollte der Traganteil der Fläche 30% nicht unterschreiten. Derartige Geometrien sorgen für eine besondere Verringerung des Reibkoeffizienten und lassen sich mit Walzverfahren gut realisieren. Bevorzugt können die Vertiefungen der Oberflächenstruktur mittels Walzen mit strukturierten Arbeitswalzen erzeugt sein, die eine Oberfläche mit
kalottenförmigen, pyramidalen oder polygonalen Erhebungen aufweist. Die
Walzenoberfläche bildet das Negativ der in eine Band- oder Blechoberfläche einzubringenden Feinstruktur.
Vorteilhafterweise kann die Struktur stochastisch oder regelmäßig-periodisch ausgebildet sein. Bei regelmäßig-periodischen Strukturen können auch flächige inselförmige Bereiche, die keine überlappenden oder nur geringfügig sich überlappende Strukturen aufweisen, lokal den Reibkoeffizienten verringern. In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann die zu strukturierende
Substratoberfläche blank, walzplattiert oder mit Sn, Ag, Au, Ni, Zn, Pd oder ihren Legierungen beschichtet sein. Alternativ kann die Beschichtung der
Substratoberfläche nach dem Walzen mit den strukturierten Arbeitswalzen mit Sn, Ag, Au, Ni, Zn, Pd und ihren Legierungen erfolgen. Beispielsweise bei
Steckverbindern oder bei Stanzgitter ist die erfindungsgemäße Oberflächengüte gerade bei einer Sn- oder mit Edelmetallen beschichteten Oberfläche beim
Laserschweißen geeignet für eine effiziente Einkopplung eines Laserstrahls in das Material. Bei Steckverbindern, welche in der Regel mit Sn, Ag, Au, Zn, Ni oder deren Legierungen beschichtet sind, ist die erfindungsgemäße
Oberflächenstruktur derart, dass die Steck- und Ziehkräfte durch Verringerung des Reibkoeffizienten erniedrigt sind.
Bevorzugt können als Beschichtungsverfahren vor bzw. nach dem Walzen
Schmelztauchveredlung, galvanische Beschichtung, PVD-, CVD-Verfahren, eine kathodische oder anodische Tauchbeschichtung oder eine chemische
Beschichtung oder, vor dem Walzen, Walzplattieren zur Anwendung kommen.
Vorteilhafterweise kann ein räumlicher Leeregrad λΓ im Bereich von 0,49 bis 0,8 ausgebildet sein. Derartige Produkte sind bevorzugt für optische Fügeverfahren geeignet.
Ausführungsbeispiel:
Ein CuSn3Zn9-Band wurde mit einer entsprechend strukturierten Arbeitswalze gewalzt und anschließend galvanisch mit 3 pm Schichtdicke verzinnt und wärmebehandelt, sodass sich eine intermetallische Phase von 1 pm ausgebildet hat. Im Verschleißtest mit einer sogenannten Probenanordnung„rider on flat" konnte eine deutliche Reduzierung des Reibkoeffizienten von 0,7 bei Standardoberflächen, hergestellt durch ein Walzen mit geschliffenen Arbeitswalzen auf 0,45 - 0,5 erzielt werden. Die Bandrauheit war dabei vergleichbar und lag bei Rz = 1 ,4 und Ra = 0,27 jeweils senkrecht zur Walzrichtung. Die Isotropie der Oberfläche, gewalzt mit der speziell strukturierten Walzenoberfläche, war mit einer Standardabweichung von lediglich ± 0,003 pm zwischen den Richtungen parallel und senkrecht zur WR hervorragend. Derartige Bänder werden beispielsweise in der Elektrotechnik für Steckverbinder eingesetzt. Diese Kupfer- ehrstofflegierung hat gute Federeigenschaften und zeichnet sich durch eine geringe Neigung zur Spannungsrisskorrosion aus.
Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der schematischen Zeichnung und den weiteren Abbildungen näher erläutert.
Darin zeigen:
Fig. 1 schematisch einen Walzvorgang auf einer Substratoberfläche,
Fig. 2 eine gewalzte Substratoberfläche mit offener Struktur, und
Fig. 3 eine unverformte Substratoberfläche im Ausgangszustand.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Fig. 1 zeigt schematisch einen Walzvorgang auf der Oberfläche eines Metallsubstrates 1. Die Oberfläche wird als offene Struktur ausgestaltet. Zur Bildung offener Strukturen sind auf dem Metallsubstrat 1 auf einer noch erkennbaren glatten unverformten Oberfläche 1 1 einzelne Vertiefungen 12 eingewalzt. Auf dem Walzenkörper 22 der verwendeten Walze 2 sind auf der Oberfläche Kalotten 21 angeordnet, die in die Oberfläche des Metallsubstrats 1 eindringen. Diese
Kalotten 21 sind beispielhaft gleich groß, so dass sie eine gleichmäßige
Negativstruktur auf der Substratoberfläche erzeugen. Alternativ können allerdings die Strukturgröße der Walzenoberfläche etwas stärker variieren und auch andere Formen, wie beispielsweise Pyramidenform oder Zylinderform, annehmen.
Jedenfalls handelt es sich um eine durch Walzen aus einer Substratoberfläche herausgebildete Feinstruktur mit einem mehr oder weniger glatten unverformten originären Restbestandteil der ursprünglichen Oberfläche.
Fig. 2 zeigt eine gewalzte Substratoberfläche mit offener Struktur. In Walzrich- tung, in der Figur von links nach rechts, sind die Vertiefungen 12 etwas verstreckt. Dies kommt entweder durch einen erhöhten Bandzug beim Walzvorgang oder durch eine Walzenoberfläche mit in Walzrichtung gelängten Strukturen zustande. Hierbei sind die Vertiefungen in einer offenen Struktur mit einer parallel zur Bandoberfläche verlaufenden lateralen Ausdehnung mit einem Längen-/
Breitenverhältnis von ungefähr 2 : 1 ausgebildet, wobei die Länge in Walzrichtung, in Fig. 2 von links nach rechts, und die Breite senkrecht zur Walzrichtung, in Fig. 2 von oben nach unten, gemessen wird. Auf der Oberfläche des Metallsubstrats 1 sind noch Reste der glatten unverformten Oberfläche 1 1 zwischen den Vertiefungen 12 erkennbar.
Zum Vergleich zeigt Fig. 3 eine unverformte Oberfläche eines Metallsubstrats 1 im Ursprungszustand vor dem Walzen. Auf dieser Oberfläche sind noch keine Vertiefungen eingewalzt und nur parallel verlaufende feine Schleifriefen zu erkennen.

Claims

Patentansprüche
Elektrooptisches oder elektromechanisches Bauelement, insbesondere LED, Steckverbinder oder auch Stanzgitter, oder Gleitelement, bestehend aus einem gewalzten Metallsubstrat aus Metallband oder einem daraus hergestellten Blech aus Cu- oder Cu-Legierungsband, einem AI- oder AI- Legierungsband, einem Fe- oder Fe-Legierungsband, einem Ti- oder Ti- Legierungsband, einem Ni oder Ni-Legierungsband oder einem
Edelstahlband,
dadurch gekennzeichnet,
- dass das Metallsubstrat eine Oberflächenstruktur mit einer Rauheit im Bereich von Ra = 0,01 - 8 pm und/oder Rz = 0,01 - 30 pm aufweist,
- dass die Oberflächenstruktur Vertiefungen mit einer minimalen lateralen Ausdehnung von 0,
3 - 300 pm aufweist und,
- dass die Vertiefungen in einer offenen Struktur mit einer parallel zur Bandoberfläche verlaufenden lateralen Ausdehnung mit einem Längen-/ Breitenverhältnis von 10 : 1 bis 1 : 10 angeordnet sind, wobei die Länge Walzrichtung und die Breite senkrecht zur Walzrichtung gemessen ist und,
- dass der Profil-Leeregrad λρ im Bereich von 0,25 bis 0,65 liegt.
Produkt nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von minimaler lateraler Ausdehnung zu Tiefe der Vertiefungen zumindest 1 : 83 beträgt.
Produkt nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen halbkugelförmig, pyramidal oder mit polygonalen Flächen ausgebildet sind.
4. Produkt nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenstruktur mittels Walzen mit strukturierten Arbeitswalzen erzeugt ist, die eine Oberfläche mit kalottenförmigen, pyramidalen oder polygonalen
Erhebungen aufweist.
5. Produkt nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur stochastisch oder regelmäßig-periodisch ausgebildet ist.
6. Produkt nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zu strukturierende Substratoberfläche blank, walzplattiert oder mit Sn, Ag, Au, Ni, Zn, Pd oder ihren Legierungen beschichtet ist.
7. Produkt nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung der Substratoberfläche nach dem Walzen mit den strukturierten Arbeitswalzen mit Sn, Ag, Au, Ni, Zn, Pd und ihren Legierungen aufgebracht ist.
8. Produkt nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass als
Beschichtungsverfahren Schmelztauchveredlung, galvanische
Beschichtung, PVD-, CVD-Verfahren, kathodische oder anodische
Tauchbeschichtung oder eine chemische Beschichtung oder Walzplattieren zur Anwendung kommen.
9. Produkt nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein räumlicher Leeregrad λΓ im Bereich von 0,49 bis 0,8 ausgebildet sind.
10. Produkt nach Anspruch 9, welches durch optische Fügeverfahren
hergestellt ist.
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