DE102006057143A1

DE102006057143A1 - Press-in pin for electrically conducting connection between insertion pin and socket, has contact surface formed at pin and/or socket by outer layer attached on base material, which is copper, chromium, silver, iron, titanium and silion

Info

Publication number: DE102006057143A1
Application number: DE102006057143A
Authority: DE
Inventors: Bart Kerckhof
Original assignee: Tyco Electronics Belgium EC BVBA
Current assignee: TE Connectivity Belgium BVBA
Priority date: 2006-12-01
Filing date: 2006-12-01
Publication date: 2008-06-05

Abstract

The pin (8) has a flexible area (15), which is partially elastically deformed during pressing into a socket (6), where a contact surface (10) is formed between the pin and the socket by plastic deformation during pressing in process. The contact surface is formed at the pin and/or the socket by an outer layer attached on a base material, where the outer layer is formed of a soft electrical conducting metallic material. The base material has a specific weight percentage, where the base material is copper, chromium, silver, iron, titanium and silion.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Einpressstift für eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Einpressstift und einer Buchse, wobei der Einpressstift einen nachgiebigen Bereich aufweist, der sich beim Einpressen in die Buchse zumindest teilweise plastisch verformt.The The present invention relates to a press-fit pin for an electric conductive connection between the press-fit pin and a socket, wherein the press-in pin has a resilient portion which at least partially plastic when pressed into the socket deformed.

Ein entsprechender Einpressstift für eine elektrisch leitende Verbindung ist aus der DE 196 09 425 A1 bekannt. Die DE 196 09 425 A1 offenbart eine lötfreie Pressverbindung zwischen einem Einpressstift und einer in einer Leiterplattenöffnung angebrachten Buchse. Derartige Leiterplatten werden unter anderem zur Herstellung von elektrischen Systemen, z.B. bei der Herstellung von Anti-Blockier-Systemen (ABS) verwendet. Die lötfreie elektrische Verbindung wird durch Einpressen des Einpressstiftes in die Buchse hergestellt. Beim Einpressvorgang verformt sich der Einpresstift teilweise elastisch und die Kontaktfläche des Einpressstiftes plastisch. Durch die Verformung passt sich der Einpressstift an die Kontur der Innenumfangsfläche der Buchse an. Die äußere Schicht der Kontaktfläche ist beim gattungsbildenden Stand der Technik aus einer Zinn-Bleilegierung gebildet, die eine Schichtdicke von zwischen 2 μm bis 10 μm aufweist.A corresponding press-in pin for an electrically conductive connection is from the DE 196 09 425 A1 known. The DE 196 09 425 A1 discloses a solderless press fit between a press fit pin and a socket mounted in a circuit board opening. Such circuit boards are used inter alia for the production of electrical systems, for example in the production of anti-lock braking systems (ABS). The solderless electrical connection is made by pressing the press-fit pin into the socket. During the press-in process, the press-in pin partially deforms elastically and the contact surface of the press-in pin plastically deforms. As a result of the deformation, the press-fit pin adapts to the contour of the inner circumferential surface of the bushing. The outer layer of the contact surface is formed in the generic state of the art from a tin-lead alloy having a layer thickness of between 2 microns to 10 microns.

Die DE 100 45 233 A1 schlägt vor, die Kontaktfläche des Einpressstiftes durch eine schabfeste Materialschicht z.B. aus Nickel derart auszubilden, dass sich beim Einpressen keine Metallspäne bilden. Eine derart ausgebildete Kontaktfläche weist jedoch den Nachteil auf, dass beim Zusammenfügen der Buchse und des Einpressstiftes mit einem erhöhten Widerstand bei der plastischen Verformung der Kontaktfläche zu rechnen ist. Dies führt letztendlich dazu, dass eine größere Einpresskraft notwendig wird, um den Einpressstift und die Buchse zusammen zu fügen.The DE 100 45 233 A1 proposes to form the contact surface of the press-in pin by a non-abrasive material layer such as nickel so that form no metal chips during pressing. However, a contact surface formed in this way has the disadvantage that when joining the bushing and the press-fit pin with increased resistance in the plastic deformation of the contact surface is to be expected. This ultimately results in a greater press force being needed to join the press-fit pin and bush together.

Aus der DE 103 49 584 B4 ist ein Einpressstift bekannt, bei dem die aus einem weichen elektrisch leitenden metallischen Material gebildete äußere Schicht auf eine Diffusionssperrschicht aufgebracht ist, wobei die äußere Schicht eine Dicke zwischen 0,1 bis 0,8 μm, vorzugsweise bis 0,6 μm aufweist. Vorzugsweise ist die äußere Schicht aus Silber, einer Silberlegierung, Gold, einer Goldlegierung, Zinn oder einer Zinnlegierung gebildet. Die genannten Einpressstifte weisen jeweils einen Schichtaufbau auf, der auf ein Basismaterial aufgebracht wird. Als Basismaterial wird bei den angegebenen Einpressstiften entweder Kupfer oder Kupferlegierung wie CuSn4 oder CuNiSi eingesetzt. Dabei ist sowohl auf die Verformungseigenschaften des Basismaterials, als auch auf die Leitfähigkeit zu achten. Vom Basismaterial eines Einpresssstiftes wird erwartet, dass es mechanisch so ausgelegt ist, dass der Kontakt stabil und doch flexibel ist und dazu auch noch eine gute Leitfähigkeit aufweist (z.B. CuNiSi hat eine Leitfähigkeit von etwas unter 30 MegaSiemens/Meter).From the DE 103 49 584 B4 For example, a press-fit pin is known in which the outer layer formed of a soft electrically conductive metallic material is applied to a diffusion barrier layer, wherein the outer layer has a thickness between 0.1 to 0.8 .mu.m, preferably to 0.6 .mu.m. Preferably, the outer layer is formed of silver, a silver alloy, gold, a gold alloy, tin or a tin alloy. The press-fit pins mentioned each have a layer structure which is applied to a base material. As the base material, either copper or copper alloy, such as CuSn4 or CuNiSi, is used for the stated press-fit pins. It is important to note both the deformation properties of the base material, as well as on the conductivity. The base material of a press-fit pin is expected to be mechanically designed so that the contact is stable, yet flexible, and also has good conductivity (eg, CuNiSi has a conductivity of just under 30 MegaSiemens / meter).

Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen verbesserten Einpressstift anzugeben.Of the The present invention is based on the problem, an improved Specify press-fit pin.

Das der Erfindung zugrundeliegende technische Problem wird mit der vorliegenden Erfindung durch einen Einpressstift mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.The The technical problem underlying the invention is with the present Invention by a press-fit pin having the features of claim 1 solved.

Mit der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, das Basismaterial des Einpressstiftes durch eine CuCrAgFeTiSi-Legierung auszubilden. Diese Kupferlegierung hat üblicherweise folgende Zusammensetzung: 5% Chrom, 0,1% Silber, 0,08% Eisen, 0,06% Titan und 0,03% Silizium und als Rest Kupfer und unvermeidbare Verunreinigungen. Die mit der Erfindung erzielten Vorteile lassen sich aber auch innerhalb der in Anspruch 2 angegebenen Grenzen für die einzelnen Legierungskomponenten erreichen. Die Verwendung der vorerwähnten Kupferlegierung zur Bildung des Basismaterials schafft einen Einpressstift mit hervorragender Stromtragfähigkeit und sehr guten Verformungseigenschaften. Die elektrische Leitfähigkeit des oben angegebenen Basismaterials liegt zwischen 44 und 48 MS/m (MegaSiemens/Meter), das Elastizitätsmodul bei 140 GPa und die Zugfestigkeit zwischen 480 und 630 MPa.With The present invention proposes the base material of the press-fit pin by a CuCrAgFeTiSi alloy. These Copper alloy usually has the following composition: 5% chromium, 0.1% silver, 0.08% iron, 0.06% Titanium and 0.03% silicon and balance copper and unavoidable impurities. The advantages achieved by the invention can also be achieved within reach the limits specified in claim 2 for the individual alloy components. The use of the aforementioned Copper alloy for forming the base material creates a press-fit pin with excellent current carrying capacity and very good deformation properties. The electrical conductivity of the above base material is between 44 and 48 MS / m (MegaSiemens / meter), the elastic modulus at 140 GPa and the Tensile strength between 480 and 630 MPa.

Es ist von besonderem Vorteil auf dieses Basismaterial eine aus einem weichen elektrisch leitenden metallischen Material gebildete äußere Schicht auf eine Diffusionssperrschicht aufzubringen, wobei die äußere Schicht eine Dicke zwischen 0,1 bis 0,8 μm, vorzugsweise bis 0,6 μm aufweist.It is of particular advantage to this base material one from a soft electrically conductive metallic material formed outer layer to apply a diffusion barrier layer, wherein the outer layer a thickness between 0.1 to 0.8 μm, preferably up to 0.6 microns having.

Vorzugsweise ist die äußere Schicht aus Silber, einer Silberlegierung, Gold, einer Goldlegierung, Zinn oder einer Zinnlegierung gebildet.Preferably is the outer layer of silver, a silver alloy, gold, a gold alloy, tin or a tin alloy.

Bei einem solchen Schichtaufbau verhindert die Diffusionssperrschicht, dass das Basismaterial in die äußere Schicht diffundiert. Die Diffusionssperrschicht stellt dementsprechend eine Diffusionssperre dar und verhindert ein Auflegieren der äußeren Schicht durch das oder die Elemente des Basismaterials. Durch diesen Schichtaufbau wird sichergestellt, dass die chemische Zusammensetzung und damit die Verformungs-eigenschaften der äußeren Schicht unverändert bleiben. Diese besteht beispielsweise aus Zinn oder einer Zinnlegierung, also aus einem verhältnismäßig weichen Werkstoff, der der plastischen Verformung beim Einstecken nur einen relativ geringen Widerstand entgegensetzt. Da sich die äußere Schicht nicht durch Elemente des Basismaterials auflegiert, bleibt die Weichheit der äußeren Schicht auch über einen längeren Zeitraum erhalten, was insbesondere im Hinblick auf eine längere Lagerung, der die elektrische Verbindung bildenden Bauteile vor deren Verwendung in der Fertigung elektrisch leitender Systeme, wie auch im Hinblick auf ein Lösen der Pressverbindung zu Reparaturzwecken, von Vorteil ist.With such a layer construction, the diffusion barrier layer prevents the base material from diffusing into the outer layer. The diffusion barrier layer accordingly constitutes a diffusion barrier and prevents alloying of the outer layer by the element (s) of the base material. This layer construction ensures that the chemical composition and thus the deformation properties of the outer layer remain unchanged. This consists for example of tin or a tin alloy, ie of a relatively soft material, which opposes the plastic deformation during insertion only a relatively low resistance. Since the outer layer does not alloy by elements of the base material, the softness of the outer remains Layer also over a longer period of time, which is particularly with regard to a longer storage, the electrical connection forming components prior to their use in the manufacture of electrically conductive systems, as well as in terms of solving the press connection for repair purposes, is beneficial.

Bei dem Einpressstift hat die äußere Schicht lediglich eine Schichtdicke von 0,1 μm bis 0,8 μm. Vorzugsweise ist die Dicke der Schicht auf 0,6 μm beschränkt. Dies bietet den Vorteil, dass bei einer plastischen Verformung beim Einpressvorgang nur eine relativ geringe Materialmenge für eine eventuelle Spanbildung zur Verfügung steht, ohne jedoch im Hinblick auf die Beschränkung der Einpresskraft gewünschte Wirkung einer weichen äußeren Schicht verzichten zu müssen. Die Beschränkung der Materialstärke der äußeren Schicht führt dazu, dass während des Einpressvorganges keine Späne, sondern allerhöchstens kleine Auswölbungen an der Kontaktfläche gebildet werden. Diese Auswölbungen sind jedenfalls so klein, dass sie nicht von der Buchse abstehen, sondem vielmehr zwischen der Außenumfangsfläche des Stiftes und der Innenumfangsfläche der Buchse gehalten werden, so dass keine Gefahr besteht, dass sich Material der äußeren Schicht ablöst und an der Leiterplatte einen Kurzschluss verursacht.at the press-in pin has the outer layer only a layer thickness of 0.1 microns up to 0.8 μm. Preferably the thickness of the layer is limited to 0.6 μm. This offers the advantage that in a plastic deformation during the pressing process only a relative small amount of material for a possible chip formation is available, but without regard to on the restriction the pressing force desired Avoid the effect of a soft outer layer to have to. The restriction the material thickness the outer layer leads to, that while the pressing process no chips, but at the very most small bulges at the contact surface be formed. These bulges are so small that they do not protrude from the socket but rather between the outer peripheral surface of the Pen and the inner peripheral surface of the Socket are held so there is no danger of being caught Material of the outer layer detaches and caused a short circuit on the circuit board.

Ferner weist eine solche Einpressverbindung den Vorteil auf, dass die elektrisch leitende Verbindung gasdicht ist. Diese vorteilhafte Wirkung entsteht durch eine Kaltverschweißung der äußeren Schicht und der Auswölbungen an der Kontaktfläche. Dies weist ferner den Vorteil auf, dass die Verbindung besonders haltbar bezüglich Auspresskraft oder Vibrationsbelastung wird. Die Gasdichtheit schützt die Kontaktfläche vor chemischen Veränderungen, beispielsweise vor Oxidation durch die Umgebungsluft. Praktische Versuche haben gezeigt, dass die gasdichte Kaltverschweißung an der Kontaktfläche vollständig innerhalb von 24 Stunden nach Herstellung der Presspassung ausgebildet ist.Further has such a press-fit on the advantage that the electric conductive connection is gas-tight. This beneficial effect arises by a cold welding the outer layer and the bulges at the contact surface. This also has the advantage that the compound is particularly durable in terms of Pressing force or vibration load is. The gas-tightness protects the contact surface chemical changes, for example, from oxidation by the ambient air. practical Experiments have shown that the gas-tight cold welding the contact surface Completely formed within 24 hours of making the press fit is.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist wenigstens eine, im nachgiebigen Bereich angeordnete, die Kontaktfläche bildende Oberfläche des Einpressstiftes oder der Buchse vor dem Einpressen in Einpressrichtung konvex gewölbt ausgebildet. Vorzugsweise ist die konvex gewölbte Kontaktfläche an dem Einpressstift ausgebildet. Bei einer derartigen Ausgestaltung findet eine Pressverbindung zwischen dem Einpressstift und der Buchse lediglich an einem definierten Längenabschnitt der beiden Bauteile statt, was sich günstig auf die zum Einpressen erforderliche Einpresskraft auswirkt. Darüber hinaus nähern sich die nicht umgeformten Flächensegmente von Einpressstift und Buchse in der fertigen Pressverbindung im Wesentlichen asymptotisch an, wodurch zwischen den beiderseitigen Flächen ein sich kontinuierlich verbreiternder Zwickel ausgebildet wird, in dem die beim Einpressvorgang ausgebildete Auswölbung zuverlässig gehalten wird. Das Risiko, dass sich die Auswölbung von der geschaffenen Pressverbindung löst und gegebenenfalls einen Kurzschluss verursacht, wird hierdurch weiter vermindert.According to one preferred embodiment of the present invention is at least a, arranged in the resilient region, forming the contact surface surface the press-fit pin or the socket before pressing in the press-in convex arched educated. Preferably, the convexly curved contact surface on the Pressed pin formed. In such an embodiment finds a press connection between the press-fit pin and the bushing only at a defined length the two components instead, which is favorable to the for pressing required insertion force. In addition, approach the unconverted surface segments from press-fit pin and bush in the finished press connection in Essentially asymptotic, causing between the mutual surfaces a continuously widening gusset is formed, in which the bulge formed during the pressing process is held reliably becomes. The risk that the bulge created by the Press connection releases and possibly causes a short circuit, this will continue reduced.

Vorzugsweise sind Einpressstift und Buchse nach Art einer Presspassung aufeinander abgestimmt und die Dicke der äußeren Schicht ist wenigstens so groß wie das Höchstübermaß der Presspassung, wodurch sichergestellt wird, dass beim Herstellen der Pressverbindung lediglich die äußere Schicht, nicht aber die härtere Diffusionssperrschicht plastisch verformt wird.Preferably are press-fit pin and socket on each other in the manner of a press fit matched and the thickness of the outer layer is at least as big as the maximum excess of the interference fit, thereby ensuring that when making the press connection only the outer layer, not but the harder ones Diffusion barrier layer is plastically deformed.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Further advantageous embodiments of the present invention are in specified in the dependent claims.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung. In dieser zeigen:Further Details, advantages and features of the present invention result from the following description of an embodiment in conjunction with the drawing. In this show:

1 einen Querschnitt durch eine Leiterplatte und einem Einpressstift; 1 a cross section through a printed circuit board and a press-fit pin;

2 einen Querschnitt durch eine Leiterplatte und einen in die Leiterplatte eingebrachten Einpressstift; und 2 a cross section through a printed circuit board and an inserted into the circuit board press-fit; and

3 eine Detailvergrößerung des in 2 dargestellten Bereichs Z. 3 a detail enlargement of the in 2 represented area Z.

1 zeigt einen Querschnitt durch eine Leiterplatte 2. Die Leiterplatte 2 weist eine durchgehende Öffnung 4 auf, in der eine Buchse 6 angebracht ist. 1 zeigt auch einen Einpressstift 8, welcher über einen vorgegebenen Längenabschnitt L einen nachgiebigen Bereich 15 in Form eines Nadelöhrs aufweist, der gegenüberliegende Kontaktschenkel 10a, 10b aufweist. Die Kontaktschenkel 10a, 10b wölben sich von zylindrischen Längsabschnitten des Einpressstiftes nach außen vor und umschliessen einen mittleren Hohlraum. Der nachgiebige Bereich 15 weist in Einpressrichtung, d.h. in Richtung des Pfeils P einen konvex gekrümmten Oberflächenabschnitt 10 auf. Dieser ist an den einander gegenüberliegenden Kontaktschenkel 10a, 10b ausgebildet. 1 shows a cross section through a printed circuit board 2 , The circuit board 2 has a continuous opening 4 on, in which a socket 6 is appropriate. 1 also shows a press-fit pin 8th , which over a predetermined length L a compliant area 15 in the form of a Nadelöhrs, the opposite contact legs 10a . 10b having. The contact legs 10a . 10b bulge outward from cylindrical longitudinal sections of the injection pin and surround a central cavity. The yielding area 15 has in the press-in, ie in the direction of arrow P a convex curved surface section 10 on. This is at the opposite contact legs 10a . 10b educated.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Buchse 6 aus reinem Kupfer gebildet. Das Basismaterial des Stiftes 8 ist aus Kupfer mit einer Beigabe von 0,5% Chrom, 0,1% Silber, 0,08% Eisen, 0,06% Titan und 0,03% Silizium gebildet und weist jedenfalls im Bereich der gewölbten Oberfläche 10 eine Zwischenschicht 11 aus Nickel auf, auf welche eine äußere Schicht 13 aus Zinn aufgebracht ist (vgl. 3).In the embodiment shown, the socket 6 made of pure copper. The base material of the pencil 8th is made of copper with an addition of 0.5% chromium, 0.1% silver, 0.08% iron, 0.06% titanium and 0.03% silicon and points in any case in the area of the curved surface 10 a interlayer 11 made of nickel, on which an outer layer 13 is applied from tin (see. 3 ).

Zum Herstellen der Pressverbindung wird der Einpressstift 8 relativ zu der Leiterplatte 2 nach Ausrichtung über der Buchse 6 in Richtung des Pfeils P bewegt. Hierbei wird der Einpressstift zunächst mit seinem vorderen Längenabschnitt, dessen Außendurchmesser kleiner als der Innendurchmesser der Buchse ist, in der Buchse zentriert. Bei fortschreitender Bewegung in Einpressrichtung gelangt schließlich der gewölbt Längenabschnitt 10 in die Buchse 6. Hierbei vermindert sich zunächst der Abstand zwischen der Außenumfangsfläche des Einpressstiftes 8 und der Innenumfangsfläche 12 der Buchse 6, bis beide Flächen in Berührung miteinander kommen. Bei fortschreitender Bewegung in Einpressrichtung wird der nachgiebige Bereich 15 elastisch verformt. Dabei werden die Kontaktschenkel 10a, 10b zunächst elastisch radial nach innen gebogen. Bei weiter fortschreitender Bewegung wird schließlich das Material der äußeren Schicht plastisch verformt. Es wird bei fortschreitender Einpressbewegung von der Außenumfangsfläche des Einpressstiftes 8 abgeschert, und es bildet sich zwischen der in Einpressrichtung hinteren Flanke der Wölbung 10 und der Innenumfangsfläche 12 der Buchse 6 eine Auswölbung 14 aus. Die so hergestellte Pressverbindung wird zum Einen durch die elastische Rückstellkräfte der radial nach innen vorgespann ten Kontaktschenkel 10a, 10b gehalten, zum Anderen durch eine Kaltverschweißung zwischen dem Einpressstift 8 und der Buchse 6. Die elastischen Rückstellkräfte müssen dabei vom Basismaterial aufgebracht werden.To make the press connection, the press-fit pin 8th relative to the circuit board 2 after alignment over the socket 6 moved in the direction of arrow P. In this case, the press-in pin is first centered in the bushing with its front longitudinal section whose outer diameter is smaller than the inner diameter of the bushing. As the movement progresses in the pressing-in direction, the arched longitudinal section finally arrives 10 in the socket 6 , This initially reduces the distance between the outer peripheral surface of the press-fit pin 8th and the inner peripheral surface 12 the socket 6 until both surfaces come into contact with each other. As the movement in the press-fit direction progresses, the yielding area becomes 15 elastically deformed. This will be the contact legs 10a . 10b initially elastically bent radially inward. As the movement progresses, the material of the outer layer is finally plastically deformed. It is with progressive press-in movement of the outer peripheral surface of the press-fit pin 8th sheared off, and it forms between the insertion in the rear flank of the curvature 10 and the inner peripheral surface 12 the socket 6 a bulge 14 out. The press connection thus produced is on the one hand by the elastic restoring forces of the radially inwardly biased ten thighs 10a . 10b held, on the other by a cold welding between the press-fit 8th and the socket 6 , The elastic restoring forces must be applied by the base material.

Wie der schematischen Darstellung gemäß 3 zu entnehmen ist, wird die Auswölbung 14 überwiegend zwischen der Innenumfangsfläche 12 der Buchse 6 und der Außenumfangsfläche des Stiftes 8 gehalten, und die Auswölbung 14 befindet sich innerhalb der Buchse 6, d.h. überragt diese in axialer Richtung nicht. Vorzugsweise wird hierfür die Längserstreckung des gewölbten Oberflächenabschnitts 10 kleiner als die Längserstreckung der Buchse 6 gewählt. Durch Positionier-Maßnahmen wird ferner sichergestellt, dass sich nach dem Herstellen der Pressverbindung der gewölbte Oberflächenbereich 10 mit seinem Meridian in etwa auf halber axialer Länge der Buchse befindet.As the schematic representation according to 3 can be seen, the bulge 14 predominantly between the inner peripheral surface 12 the socket 6 and the outer peripheral surface of the pin 8th held, and the bulge 14 is inside the socket 6 ie does not project beyond it in the axial direction. Preferably, this is the longitudinal extent of the curved surface portion 10 smaller than the length of the bush 6 selected. By positioning measures is further ensured that after the production of the press connection, the curved surface area 10 with its meridian at about half the axial length of the bushing.

Neben der hier vorgesehenen Ausgestaltung des Einpressstiftes, kann dieser auch anders aussehen. Zum Beispiel kann sich zwischen den Kontaktschenkeln des nachgiebigen Bereichs ein vorgegebener Deformationsbereich befinden. Dieser kann beispielsweise gebogene Lamellen aufweisen, die mit abwechselndem Biegungsradius übereinander zwischen den Kontaktschenkeln angeordnet sind.Next the here provided embodiment of the press-fit, this can also look different. For example, can be between the contact legs of the compliant region are a predetermined deformation range. This can for example have curved blades, with alternating bending radius between each other the contact legs are arranged.

22: Leiterplattecircuit board
44: Öffnungopening
66: BuchseRifle
88th: EinpressstiftInsert pin
1010: konvex gewölbte Kontaktflächeconvex domed contact area
10a, b10a, b: Kontaktschenkelcontact legs
1111: Zwischenschichtinterlayer
1212: InnenumfangsflächeInner circumferential surface
1313: Äußere SchichtOuter layer
1414: Auswölbungbulge
1515: nachgiebiger Bereichcompliant Area
PP: Einpressrichtungpress-in
LL: Längenabschnittlongitudinal section

Claims

Einpressstift für eine elektrisch leitende Verbindung zwischen einem Einpressstift (8) und einer Buchse (6), wobei der Einpressstift einen nachgiebigen Bereich (15) aufweist, der sich beim Einpressen in die Buchse zumindest teilweise elastisch verformt und wobei der Einpressstift (8) so ausgestaltet ist, dass eine zwischen dem Einspressstift (8) und der Buchse (6) gebildete Kontaktfläche (10) durch plastische Verformung beim Einpressvorgang gebildet ist, wobei die Kontaktfläche (10) an dem Einpressstift (8) und/oder der Buchse (6) durch eine äußere, auf ein Basismaterial aufgebrachte Schicht (13) gebildet ist, die aus einem weichen elektrisch leitenden metallischen Material gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Basismaterial des Einpressstiftes CuCrAgFeTiSi ist.Press-in pin for an electrically conductive connection between a press-fit pin ( 8th ) and a socket ( 6 ), wherein the press-in pin has a yielding region ( 15 ), which deforms at least partially elastically when pressed into the bush and wherein the press-in pin ( 8th ) is configured so that one between the Einspressstift ( 8th ) and the socket ( 6 ) formed contact surface ( 10 ) is formed by plastic deformation during the pressing process, wherein the contact surface ( 10 ) on the press-in pin ( 8th ) and / or the socket ( 6 ) by an outer layer applied to a base material ( 13 ) formed of a soft electrically conductive metallic material, characterized in that the base material of the press-fit pin is CuCrAgFeTiSi.

Einpressstift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Basismaterial des Einpressstiftes eine Legierung enthaltend, in Gew.-%, 4,5 ≤ Cr ≤ 5,5; 0,09 ≤ Ag ≤ 0,11; 0,07 ≤ Fe ≤ 0,09; 0,52 ≤ Ti ≤ 0,068 und 0,026 ≤ Si ≤ 0,034 und als Rest Kupfer sowie unvermeidbare Verunreinigungen enthält.Press-fit pin according to claim 1, characterized in that the base material of the press-fit pin contains an alloy, in% by weight, 4.5 ≦ Cr ≦ 5.5; 0.09 ≤ Ag ≤ 0.11; 0.07 ≤ Fe ≤ 0.09; 0.52 ≤ Ti ≤ 0.068 and 0.026 ≦ Si ≦ 0.034 and as the remainder contains copper as well as unavoidable impurities.

Einpressstift nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Schicht (13) auf eine Diffusionssperrschicht (11) aufgebracht ist, und dass die äußere Schicht (13) eine Dicke zwischen 0,1 bis 0,8 μm, vorzugsweise bis 0,6 μm aufweist.Press-fit pin according to claim 1 or 2, characterized in that the outer layer ( 13 ) on a diffusion barrier layer ( 11 ), and that the outer layer ( 13 ) has a thickness between 0.1 to 0.8 microns, preferably up to 0.6 microns.

Einpressstift nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Schicht (13) aus Silber, einer Silberlegierung, Gold, einer Goldlegierung, Zinn oder einer Zinnlegierung gebildet ist.Press-fit pin according to claim 3, characterized in that the outer layer ( 13 ) is formed of silver, a silver alloy, gold, a gold alloy, tin or a tin alloy.

Einpressstift nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine die Kontaktfläche (10) bildende Oberfläche des Einpressstiftes (8) oder der Buchse (6) vor dem Einpressen in Einpressrichtung (P) konvex gewölbt ausgebildet ist.Press-fit pin according to one of claims 1 to 4, characterized in that at least one of the contact surface ( 10 ) forming surface of the press-in pin ( 8th ) or the socket ( 6 ) is convexly curved before being pressed in the press-fit direction (P).

Einpressstift nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Einpressstift (8) und Buchse (6) nach Art einer Presspassung aufeinander abgestimmt sind und dass die Dicke der äußeren Schicht (13) wenigstens so groß wie das Höchstübermaß der Presspassung ist.Press-fit pin according to one of claims 1 to 5, characterized in that the press-in pin ( 8th ) and socket ( 6 ) are matched to each other in the manner of an interference fit and that the thickness of the outer layer ( 13 ) is at least as large as the maximum interference of the interference fit.

Einpressstift einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Diffusionssperrschicht (11) aus einem härteren Material gebildet ist, als die äußere Schicht (13).Einpressstift one of the preceding claims, characterized in that the diffusion barrier layer ( 11 ) is formed of a harder material than the outer layer ( 13 ).

Einpressstift nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Diffusionssperrschicht (11) aus Nickel gebildet ist.Press-fit pin according to one of the preceding claims, characterized in that the diffusion barrier layer ( 11 ) is formed of nickel.

Einpressstift nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der nachgiebige Bereich (15) in Form eines Nadelöhrs ausgebildet ist.Press-fit pin according to one of the preceding claims, characterized in that the yielding region ( 15 ) is formed in the form of a needle eye.

Einpressstift nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der nachgiebige Bereich (15) zwei gegenüberliegende Kontaktschenkel (10a, 10b) aufweist.Press-fit pin according to one of the preceding claims, characterized in that the yielding region ( 15 ) two opposite contact legs ( 10a . 10b ) having.

Einpressstift nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktschenkel (10a, 10b) sich von zylindrischen Längsabschnitten des Einpressstiftes nach außen vorwölben.Press-fit pin according to claim 10, characterized in that the contact legs ( 10a . 10b ) bulge outwards from cylindrical longitudinal sections of the press-fit pin.

Einpressstift nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktschenkel (10a, 10b) einen mittleren Hohlraum umschliessen.Press-fit pin according to claim 11, characterized in that the contact legs ( 10a . 10b ) enclose a central cavity.

Einpressstift nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktschenkel (10a, 10b) einen vorgegebenen Deformationsbereich umschliessen.Press-fit pin according to claim 10, characterized in that the contact legs ( 10a . 10b ) enclose a predetermined deformation area.