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REVENDICATIONS
1. Ressort de contact électrique, caractérisé par le fait qu'il comporte une âme en un matériau métallique ressort revêtue de deux couches de dépôts galvaniques superposées, la première d'un matériau métallique conducteur de l'électricité et la seconde d'un matériau conducteur de l'électricité et ayant une faible diffusion à une température comprise entre 200 et 5000 C; et par le fait qu'il comporte aux endroits de contact une troisiè me couche d'un dépôt galvanique d'un matériau métallique noble et conducteur de l'électricité.
2. Procédé de fabrication du ressort de contact électrique selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte les opérations succesives suivantes:
(a) I'apport en continu sur une chaîne d'entraînement d'une bande d'un matériau métallique ressort et le découpage de cette bande, les découpes destinées à former les ressorts de contact restant toutefois reliées à la bande pour leur entraînement;
(b) le dépôt galvanique en continu d'une couche d'un premier matériau métallique conducteur de l'électricité sur la totalité de la surface de ladite bande de matériau;
(c) le dépot galvanique en continu d'une couche d'un second matériau métallique conducteur de l'électricité et ayant une faible diffusion à unte température comprise entre 200 et 500 C, recouvrant en totalité la première couche galvanique;
;
(d) le dépôt galvanique d'un matériau métallique, noble et conducteur de l'électricité, en certains points de la bande;
(e) le formage mécanique, soit la séparation de la bande et le pliage, pour obtenir la forme des ressorts de contact définitifs;
(f) et enfin le traitement thermique des ressorts de contact formés.
La présente invention a pour objet un ressort de contact électrique et son procédé de fabrication.
En raison de l'évolution de l'électronique qui tend à utiliser
une grande densité de circuits intégrés, de plus en plus complexes, la connection de ces circuits requiert une miniaturisation des supports et des ressorts de plus en plus avancèe.
L'utilisation de matériaux aux caractéristiques élastiques plus intéressantes que celles des matériaux les plus couramment employés (bronze phosphoreux, cuivre berylium, etc.) permet la
miniaturisation des ressorts de contact électrique.
Par contre, la conductivité électrique de ces matériaux est pour la plupart mauvaise.
Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients et de réaliser des ressorts miniaturisés présentant une bonne conductivité et dont la fabrication est de plus simpli
fiée.
La présente invention a pour objet un ressort tel que celui de
la revendication 1, ainsi qu'un procédé de fabrication de tels
ressorts de contact électrique. Ce procédé se distingue par le fait qu'il est réalisé en continu et qu'il comporte les opérations successives suivantes:
(a) I'apport en continu sur une chaîne d'entraînement d'une bande d'un matériau métallique ressort et le découpage de cette bande, les découpes destinées à former les ressorts de contact restant toutefois reliées à la bande pour leur entraînement;
(b) le dèpôt galvanique en continu d'une couche d'un premier matériau métallique conducteur de l'électricité sur la totalité de la surface de ladite bande de matériau élastique;
;
(c) le dépôt galvanique en continu d'une couche d'un second
matériau métallique conducteur de l'électricité et ayant une
faible diffusion à une température comprise entre 200 et
500 C, recouvrant en totalité la première couche galvanique;
(d) le dépôt galvanique d'un matériau métallique, noble et conducteur de l'électricité, en certains points de la bande;
(e) le formage mécanique, soit la séparation de la bande et le pliage, pour obtenir la forme des ressorts de contact définitifs:
(f) et enfin le traitement thermique des ressorts de contact formés.
Le dessin annexé illustre schématiquement et à titre d'exemple une forme d'exécution du ressort de contact et de son procédé de fabrication.
La figure 1 est une vue en perspective à grande échelle d'un ressort de contact.
La figure 2 est un détail du contact.
La figure 3 illustre une coupe partielle suivant la ligne 111-111 de la figure 2 d'une des lames de contact.
La figure 4 est un schéma illustrant les opérations successives pour l'obtention du ressort de contact.
Le ressort de contact illustré est réalisé à partir d'une âme 1 en un matériau présentant de bonnes caractéristiques mécaniques (limite élastique supérieure à 120 kg/mm2, module d'élasticité plus grand que 10 000 kg/mm2), de dureté et d'élasticité, tel un alliage spécial du cuivre, mais dont la conductivité n'est pas satisfaisante. Comme alliages remplissant ces conditions, on peut citer, à titre d'exemples, le Manifor , marque utilisée pour un alliage de Cu Ni Mn, un alliage de Cu Ti4 ou des alliages de la gamme Cu Ni avec Al Mn Cr, par exemple le Cunial 20 , dont les performances élastiques peuvent être ajustées par traitement thermique.
Cette âme 1 est recouverte de deux couches de dépôts galvaniques superposées, la première 2 formée d'un matériau métallique bon conducteur de l'électricité, par exemple une couche de quelques micromètres d'argent ou de cuivre et la seconde 3 formée d'un matériau métallique, également bon conducteur de l'électricité, mais présentant une faible diffusion même à température élevée, soit 200 à 500 > C. par exemple une couche d'un ou de quelques micromètres de nickel, de cobalt ou d'un de leurs alliages.
Enfin, pour assurer un bon contact électrique là où le ressort entre en contact avec un conducteur d'un circuit intégré, le ressort de contact présente une troisième couche locale, bonne conductrice et d'un métal noble empêchant l'oxydation du contact dans cette zone, par exemple une couche de quelques micromètres d'or 4.
Un tel contact ayant subi, après les traitements galvaniques successifs, un traitement thermique de 1 à 5 heures dans une enceinte dont la température est comprise entre 200 et 500 C, sous atmosphère neutre ou réductrice notamment sous atmosphère d'hydrogène, présente par exemple les caractéristiques suivantes: - épaisseur des lames de contact: 50 à 100 i < m - hauteur des lames de contact: 2,5 mm - largeur des lames de contact: 2 mm
- flèche forcée entre
les lames de contact: 0,3 mm
- pression pour cette flèche: 40 gr.
- histérésis 0
Dans une variante, la totalité du ressort de contact reçoit un flash d'or, de très faible épaisseur.
Le procédé de fabrication du contact décrit est un procédé continu, sans aucune opération en reprise.
Une bande de matériau métallique ressort constituant l'âme
1 du ressort de contact est débitée en continu sur un transporteur le long duquel se trouvent différents postes de traitement.
Le premier poste A effectue un traitement mécanique de la bande. Celle-ci est découpée de telle sorte que les découpes obtenues restent accrochées au reste de la bande par des ponts d'entraînement et qu'elles présentent une forme telle que le
ressort de contact puisse être ensuite obtenu par pliage de chacune de ces découpes.
Suivent ensuite trois stations de traitement galvanique de la bande découpée. La première B est un bain galvanique permettant le dépôt en continu d'une couche d'argent sur la bande.
La seconde C est un bain galvanique permettant le dépôt en continu d'une couche de nickel sur la bande.
La troisième D est un bain galvanique permettant le dépôt d'un spot d'or en une partie déterminée de chaque découpe.
La bande passe ensuite dans une station de pliage mécanique E où les ressorts de contact sont séparés de la bande et formés à leurs dimensions et formes définitives. Les ressorts de contact individuels restent sur le transporteur.
Enfin, les ressorts de contact sont acheminés dans une enceinte de traitement thermique F où ils restent sous atmosphère d'hydrogène pendant trois heures à une température de 320" C.
A la sortie de cette enceinte, les contacts toujours entraînés par le transporteur sont soit stockés soit directement placés dans leurs supports.
Dans une variante, une station de traitement galvanique intermédiaire peut être prévue pour déposer un film d'or très mince, 1 < m par exemple, sur l'ensemble de la découpe avant que le spot d'or ne soit déposé.
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CLAIMS
1. Electrical contact spring, characterized in that it comprises a core of a spring metallic material coated with two superimposed layers of galvanic deposits, the first of an electrically conductive metallic material and the second of a material conductor of electricity and having low diffusion at a temperature between 200 and 5000 C; and by the fact that it comprises at the places of contact a third layer of a galvanic deposit of a noble metallic material and a conductor of electricity.
2. A method of manufacturing the electrical contact spring according to claim 1, characterized in that it comprises the following successive operations:
(a) the continuous supply on a drive chain of a strip of a spring metallic material and the cutting of this strip, the cutouts intended to form the contact springs remaining however connected to the strip for their drive;
(b) continuously galvanically depositing a layer of an electrically conductive first metallic material over the entire surface of said web of material;
(c) the continuous galvanic deposition of a layer of a second electrically conductive metallic material having low diffusion at a temperature of between 200 and 500 C, completely covering the first galvanic layer;
;
(d) the galvanic deposition of a metallic material, noble and electrically conductive, at certain points of the strip;
(e) mechanical forming, ie separation of the strip and folding, to obtain the shape of the final contact springs;
(f) and finally the heat treatment of the contact springs formed.
The present invention relates to an electrical contact spring and its manufacturing process.
Due to the evolution of electronics which tends to use
a great density of integrated circuits, more and more complex, the connection of these circuits requires a miniaturization of the supports and the springs more and more advanced.
The use of materials with elastic characteristics more interesting than those of the most commonly used materials (phosphor bronze, berylium copper, etc.) allows the
miniaturization of electrical contact springs.
On the other hand, the electrical conductivity of these materials is for the most part poor.
The aim of the present invention is to remedy these drawbacks and to produce miniaturized springs having good conductivity and the manufacture of which is moreover simplified.
trusted.
The present invention relates to a spring such as that of
claim 1, as well as a method of making such
electric contact springs. This process is distinguished by the fact that it is carried out continuously and that it comprises the following successive operations:
(a) the continuous supply on a drive chain of a strip of a spring metallic material and the cutting of this strip, the cutouts intended to form the contact springs remaining however connected to the strip for their drive;
(b) continuously galvanically depositing a layer of a first electrically conductive metallic material over the entire surface of said strip of elastic material;
;
(c) continuous galvanic deposition of a layer of a second
electrically conductive metallic material having a
weak diffusion at a temperature between 200 and
500 C, completely covering the first galvanic layer;
(d) the galvanic deposition of a metallic material, noble and electrically conductive, at certain points of the strip;
(e) mechanical forming, i.e. separation of the strip and folding, to obtain the shape of the final contact springs:
(f) and finally the heat treatment of the contact springs formed.
The accompanying drawing illustrates schematically and by way of example an embodiment of the contact spring and of its manufacturing process.
Figure 1 is an enlarged perspective view of a contact spring.
Figure 2 is a detail of the contact.
Figure 3 illustrates a partial section taken on line 111-111 of Figure 2 of one of the contact blades.
FIG. 4 is a diagram illustrating the successive operations for obtaining the contact spring.
The illustrated contact spring is made from a core 1 of a material having good mechanical characteristics (elastic limit greater than 120 kg / mm2, modulus of elasticity greater than 10,000 kg / mm2), hardness and d elasticity, such as a special copper alloy, but the conductivity of which is not satisfactory. As alloys fulfilling these conditions, mention may be made, by way of examples, of Manifor, a brand used for a Cu Ni Mn alloy, a Cu Ti4 alloy or alloys of the Cu Ni range with Al Mn Cr, for example Cunial 20, whose elastic performance can be adjusted by heat treatment.
This core 1 is covered with two layers of superimposed galvanic deposits, the first 2 formed of a metallic material that is a good conductor of electricity, for example a layer of a few micrometers of silver or copper and the second 3 formed of a metallic material, also a good conductor of electricity, but exhibiting low diffusion even at high temperature, i.e. 200 to 500> C. for example a layer of one or a few micrometers of nickel, cobalt or one of their alloys.
Finally, to ensure good electrical contact where the spring comes into contact with a conductor of an integrated circuit, the contact spring has a third local layer, good conductor and of a noble metal preventing oxidation of the contact in this. area, for example a layer of a few micrometers of gold 4.
Such a contact having undergone, after the successive galvanic treatments, a heat treatment for 1 to 5 hours in an enclosure whose temperature is between 200 and 500 ° C., under a neutral or reducing atmosphere, in particular under a hydrogen atmosphere, presents for example the following characteristics: - thickness of the contact blades: 50 to 100 i <m - height of the contact blades: 2.5 mm - width of the contact blades: 2 mm
- arrow forced between
contact blades: 0.3 mm
- pressure for this arrow: 40 gr.
- hysteresis 0
In one variant, the entire contact spring receives a flash of gold, of very small thickness.
The method of manufacturing the contact described is a continuous process, without any rework operation.
A spring strip of metallic material constituting the core
1 of the contact spring is continuously fed to a conveyor along which there are various treatment stations.
The first station A performs a mechanical treatment of the strip. This is cut in such a way that the cutouts obtained remain attached to the rest of the strip by drive bridges and that they have a shape such that the
contact spring can then be obtained by folding each of these cutouts.
Then follow three galvanic treatment stations for the cut strip. The first B is a galvanic bath allowing the continuous deposition of a layer of silver on the strip.
The second C is a galvanic bath allowing the continuous deposition of a layer of nickel on the strip.
The third D is a galvanic bath allowing the deposition of a gold spot in a determined part of each cut.
The strip then passes through a mechanical folding station E where the contact springs are separated from the strip and formed to their final dimensions and shapes. The individual contact springs remain on the carrier.
Finally, the contact springs are fed into a heat treatment chamber F where they remain under a hydrogen atmosphere for three hours at a temperature of 320 "C.
On leaving this enclosure, the contacts still driven by the conveyor are either stored or directly placed in their supports.
In a variant, an intermediate galvanic treatment station can be provided to deposit a very thin gold film, 1 <m for example, on the whole of the blank before the gold spot is deposited.