DE102020118287A1 - Coated carrier tape and use of such as a sliding contact - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein beschichtetes Trägerband mit einem Substrat, einer Sperrschicht, einer Kontaktschicht und einer Schutzschicht, wobei das Substrat aus Kupfer, einer Kupfer-Legierung oder einer Stahl-Legierung besteht, wobei die Sperrschicht aus Nickel-Phosphor besteht, wobei die Kontaktschicht aus Silber besteht und wobei die Schutzschicht aus einem anorganischen, temperaturbeständigen Material oder einer Siliziumverbindung besteht.Die Erfindung betrifft auch eine Verwendung eines erfindungsgemäßen Trägerbandes als Schleifkontakt.The present invention relates to a coated carrier tape with a substrate, a barrier layer, a contact layer and a protective layer, wherein the substrate consists of copper, a copper alloy or a steel alloy, the barrier layer consists of nickel-phosphorus, the contact layer consists of consists of silver and the protective layer consists of an inorganic, temperature-resistant material or a silicon compound. The invention also relates to the use of a carrier tape according to the invention as a sliding contact.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein beschichtetes Trägerband mit einem Substrat, einer Sperrschicht und einer Kontaktschicht sowie eine Verwendung eines Trägerbandes als Schleifkontakt.The present invention relates to a coated carrier tape with a substrate, a barrier layer and a contact layer, and the use of a carrier tape as a sliding contact.

Solche beschichteten Trägerbänder verwenden als Substrat regelmäßig ein Kupfer- oder Stahlbandlegierungsmaterial, auf das eine Kontaktschicht direkt oder mit einer Zwischenschicht aus Kupfer oder Nickel abgeschieden wird. Aktuelle Kontaktschichten sind in der Regel als Silberschichten ausgebildet, die vergleichsweise weich sind und Vickershärten bis etwa 100 aufweisen. Um eine Härtesteigerung zu erzielen, werden dem Silber Zusätze beigemischt. Silberkontakte haben gegenüber Kontakten aus Gold oder Palladiumnickel Preisvorteile.Coated carrier strips of this type regularly use a copper or steel strip alloy material as the substrate, onto which a contact layer is deposited directly or with an intermediate layer of copper or nickel. Current contact layers are generally designed as silver layers, which are comparatively soft and have a Vickers hardness of up to about 100. In order to achieve an increase in hardness, additives are added to the silver. Silver contacts have price advantages over contacts made of gold or palladium-nickel.

Kupfer als Substrat hat das Problem, an die Silberoberfläche zu diffundieren und dort zu oxidieren. Deshalb wird in der Regel auf einem Kupferwerkstoff eine Nickelsperrschicht abgeschieden. Nickel wird bei erhöhter Temperatur aber durch Oxidation so umgewandelt, dass die darauf abgeschiedene Silberschicht vom Nickel abplatzen kann. Ursache ist der Effekt, dass Silber bei über 150°C rekristallisiert und entlang der dann entstehenden, längeren Korngrenzen der Sauerstoff bis zum Nickel durchdiffundieren kann. Hinsichtlich des Verschleißes sind Silberoberflächen relativ weich und härtende Zusätze wie Antimon verlieren ihre Wirkung mit der Zeit, insbesondere bei höheren Temperaturen. Silberkontakte haben zwar Preisvorteile gegenüber Gold- und Palladiumkontakten, sie können aber nicht so vielfältig eingesetzt werden, insbesondere bei höheren Temperaturen und unter korrosiver Belastung unterliegen sie signifikanten Einschränkungen.Copper as a substrate has the problem of diffusing to the silver surface and oxidizing there. Therefore, a nickel barrier layer is usually deposited on a copper material. At elevated temperatures, however, nickel is converted by oxidation in such a way that the silver layer deposited on it can flake off the nickel. The cause is the effect that silver recrystallizes at over 150°C and the oxygen can diffuse through to the nickel along the longer grain boundaries that are then formed. In terms of wear, silver surfaces are relatively soft and hardening additives such as antimony lose their effectiveness over time, especially at higher temperatures. Although silver contacts have price advantages over gold and palladium contacts, they cannot be used in as many ways, and they are subject to significant limitations, especially at higher temperatures and under corrosive stress.

Deshalb ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein temperatur- und verschleißfesteres Trägerband zur Verfügung zu stellen.It is therefore the object of the present invention to provide a carrier tape that is more temperature and wear-resistant.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein beschichtetes Trägerband mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.According to the invention, this object is achieved by a coated carrier tape having the features of patent claim 1 . Advantageous configurations are specified in the dependent claims.

Danach wird die Aufgabe durch ein beschichtetes Trägerband gelöst, das ein Substrat aus Kupfer, einer Kupfer-Legierung oder einer Stahl-Legierung, eine Sperrschicht aus Nickel-Phosphor, eine Kontaktschicht aus Silber und eine Schutzschicht aus einem anorganischen, temperaturbeständigen Material oder eine Siliziumverbindung aufweist. Durch die erfindungsgemäße Schutzschicht wird das Trägerband mit einem zumindest temporären Anlaufschutz versehen. Darüber hinaus wird die Kontaktschicht des Trägerbands durch die erfindungsgemäße Sperrschicht mechanisch stabiler und das Nickel korrosionsfester durch den Phosphoreinbau. Die Kombination aus Schutzschicht und Nickelphosphorsperrschicht bietet die gewünschten Vorteile.According to this, the object is achieved by a coated carrier tape which has a substrate made of copper, a copper alloy or a steel alloy, a barrier layer made of nickel-phosphorus, a contact layer made of silver and a protective layer made of an inorganic, temperature-resistant material or a silicon compound . The carrier tape is provided with at least temporary protection against tarnishing by the protective layer according to the invention. In addition, the barrier layer according to the invention makes the contact layer of the carrier strip mechanically more stable and the nickel more resistant to corrosion due to the incorporation of phosphorus. The combination of protective layer and nickel-phosphorus barrier layer offers the desired advantages.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Sperrschicht einen Phosphorgehalt von 1-20 Massen-%, bevorzugt 6-16 Massen-%, besonders bevorzugt 10-15 Massen-%, aufweist und/oder eine Dicke von unter 4 µm, insbesondere 0,1-3,0 µm, bevorzugt 0,5-2,5 µm, hat. Eine solche Sperrschicht ist aufgrund ihres angegebenen Phosphorgehalts korrosionsfester als die bisher unter Silber verwendete, reine Nickelschicht. Besonders wirksam ist dies bei Temperaturen über 150°C. Der nach der Silberrekristallisation durch das Silber hindurch diffundierende Sauerstoff kann die Nickelphosphorschicht nicht korrodieren und somit wird die Haftung des Silbers nicht aufgehoben, wie dies bei einer reinen Nickelschicht geschieht.An advantageous development of the invention provides that the barrier layer has a phosphorus content of 1-20% by mass, preferably 6-16% by mass, particularly preferably 10-15% by mass, and/or a thickness of less than 4 μm, in particular 0.1-3.0 µm, preferably 0.5-2.5 µm. Due to its specified phosphorus content, such a barrier layer is more resistant to corrosion than the pure nickel layer previously used under silver. This is particularly effective at temperatures above 150°C. The oxygen diffusing through the silver after silver recrystallization cannot corrode the nickel-phosphorus layer and thus the adhesion of the silver is not broken, as is the case with a pure nickel layer.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass zwischen Substrat und Sperrschicht eine Zwischenschicht aus Kupfer, Nickel, einer Kupfer-Legierung oder einer Nickel-Legierung angeordnet ist. Eine solche Zwischenschicht erhöht die Korrosionsfestigkeit der Kontaktschicht noch weiter und kann die Herstellkosten senken. Auch ist es dann möglich, positive Effekte auf die Korrosion und Temperaturfestigkeit bereits bei niedrigeren Phosphorgehalten (insbesondere 5-10 Massen-%) zu erzielenA further advantageous development of the invention provides that an intermediate layer made of copper, nickel, a copper alloy or a nickel alloy is arranged between the substrate and the barrier layer. Such an intermediate layer increases the corrosion resistance of the contact layer even further and can reduce production costs. It is then also possible to achieve positive effects on corrosion and thermal stability even with lower phosphorus contents (in particular 5-10% by mass).

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Zwischenschicht eine Dicke von unter 5 µm, insbesondere 0,05-4,0 µm, bevorzugt 1 ,0-4,0 µm, aufweist. Dies spart Kosten bei der Erstellung der Zwischenschicht und verbessert die Verformbarkeit gegenüber einer dickeren Nickel-Phosphor-Sperrschicht ohne Nickel-Zwischenschicht.A further advantageous development of the invention provides that the intermediate layer has a thickness of less than 5 μm, in particular 0.05-4.0 μm, preferably 1.0-4.0 μm. This saves costs when creating the intermediate layer and improves the formability compared to a thicker nickel-phosphorus barrier layer without a nickel intermediate layer.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Sperrschicht, die auf der Zwischenschicht ausgebildet ist, einen Phosphorgehalt von 1-18 Massen-%, bevorzugt 5-9 Massen-%, aufweist und/oder eine Dicke von unter 5 µm, bevorzugt 1,0-3,0 µm, hat. Hierfür ergeben sich die oben schon für die Sperrschicht, die ohne Zwischenschicht auf das Substrat aufgebracht ist, genannten Vorteile.A further advantageous development of the invention provides that the barrier layer formed on the intermediate layer has a phosphorus content of 1-18% by mass, preferably 5-9% by mass, and/or a thickness of less than 5 μm, preferably 1.0-3.0 µm. This results in the advantages already mentioned above for the barrier layer which is applied to the substrate without an intermediate layer.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Kontaktschicht aus reinem Silber oder aus einer Silber-Legierung besteht, die insbesondere eine Dicke von 0,2-4,0 µm, bevorzugt 2,0-4,0 µm, hat. Dies hat gegenüber einer Kontaktschicht aus Gold oder Palladiumnickel einen signifikanten Preisvorteil, obwohl diese regelmäßig deutlich dünner als die vorgenannte Silberschicht sind. Die dickere Silberschicht wird außerdem nicht so leicht durchgerieben wie die dünneren Gold- oder Palladiumnickelschichten. Durch den Einsatz der Nickel-Phosphor-Sperrschicht und/oder der Nickel-Zwischenschicht, kann Silber eingespart werden, da ohne nickelhaltige Schichten mindestens 4 µm Silber üblich sind.A further advantageous development of the invention provides that the contact layer consists of pure silver or of a silver alloy, which in particular has a thickness of 0.2-4.0 μm, preferably 2.0-4.0 μm. This has a significant price advantage over a gold or palladium-nickel contact layer, although these are regular are significantly thinner than the aforementioned silver layer. Also, the thicker silver layer is not as easily rubbed through as the thinner gold or palladium-nickel layers. Silver can be saved by using the nickel-phosphorus barrier layer and/or the nickel intermediate layer, since at least 4 µm of silver is usual without layers containing nickel.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Silberschicht aus Hartsilber mit einer Härte größer als 120 HV besteht. Dadurch wird die Dauer-Verschließfestigkeit nochmals gesteigert. Die Abscheidung der Silberschicht folgt in einer Art und Weise, dass die Härte erhalten bleibt und nicht wie bei älteren Hartsilbertypen wieder verfällt, weil die Wirkung des die Härte steigernden Antimons nachlässt. Erreicht wird dies durch eine feinere Kristallisation der Silberschicht, wofür diese besonders langsam aufgebaut werden muss. Insbesondere für Anwendungen, die Verschleiß unterliegen - wie Schleifkontakte -, eignet sich dies und erhöhte den Verschleißwiderstand zusätzlich zum Einsatz der härteren Nickel-Phosphor-Sperrschicht. Die Herstellung einer solchen Hartsilberschicht ist aus dem Stand der Technik bekannt, so dass hier nicht näher darauf eingegangen wirdA further advantageous development of the invention provides that the silver layer consists of hard silver with a hardness greater than 120 HV. This further increases the long-term wear resistance. The silver layer is deposited in such a way that the hardness is retained and does not decay again, as is the case with older types of hard silver, because the effect of the antimony, which increases the hardness, decreases. This is achieved by a finer crystallization of the silver layer, for which it has to be built up particularly slowly. This is particularly suitable for applications that are subject to wear - such as sliding contacts - and increases the wear resistance in addition to the use of the harder nickel-phosphorus barrier layer. The production of such a hard silver layer is known from the prior art, so that it is not discussed in detail here

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Schutzschicht aus einem Cr-III-Material, insbesondere Cr2O3, aus reinem Zinn oder einer Zinn-Legierung, insbesondere Zinn-Kupfer-Zink-Legierung, oder aus einer Siliziumverbindung, insbesondere SiO2, besteht. Die Zinn-Kupfer-Zink-Legierung hat insbesondere folgende Anteile: Kupfer 50-55 Massen-%, Zinn 30-35 Massen-%, Zink 13-17 Massen-%; mit der Maßgabe, dass die Summe drei Komponenten nicht mehr als 100% Masse ergibt - liegen keine Verunreinigungen vor, ergibt die Summe genau 100% Masse. Eine Schutzschicht aus diesen Materialien wirkt als zusätzlicher Oxidationsschutz, der den Zutritt von Sauerstoff in die rekristallisierte Silberschicht und somit die Nickelkorrosion zusätzlich hemmt. Auch die Anfälligkeit des Silbers für Korrosion mit Schwefel wird dadurch stark verringert, wodurch seine Einsatzmöglichkeiten zur Substitution edlerer Metalle, wie Gold und Palladium oder Palladiumlegierungen, verbreitert werden.A further advantageous development of the invention provides that the protective layer consists of a Cr-III material, in particular Cr 2 O 3 , of pure tin or a tin alloy, in particular tin-copper-zinc alloy, or of a silicon compound, in particular SiO 2 . The tin-copper-zinc alloy has in particular the following proportions: copper 50-55% by mass, tin 30-35% by mass, zinc 13-17% by mass; with the proviso that the sum of three components does not add up to more than 100% mass - if there are no impurities, the sum adds up to exactly 100% mass. A protective layer made of these materials acts as additional protection against oxidation, which also prevents oxygen from entering the recrystallized silver layer and thus prevents corrosion of the nickel. This also greatly reduces the susceptibility of silver to corrosion with sulfur, which expands its possible uses as a substitute for more precious metals such as gold and palladium or palladium alloys.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Schutzschicht eine Dicke von unter 4 µm, insbesondere 0,1-500 nm, bevorzugt 1-50 nm hat. Bei diesen Dicken ist ein guter Oxidationsschutz gewährleistet bei gleichzeitig nur sehr geringer Steigerung des Kontaktwiderstandes von Silber.A further advantageous development of the invention provides that the protective layer has a thickness of less than 4 μm, in particular 0.1-500 nm, preferably 1-50 nm. With these thicknesses, good protection against oxidation is guaranteed with at the same time only a very small increase in the contact resistance of silver.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Sperrschicht, die Kontaktschicht, die Schutzschicht und gegebenenfalls die Zwischenschicht in einem einzigen Anlagendurchlauf an einer Bandgalvanikanlage auf das Substrat aufgebracht werden. Dadurch kann das Trägerband besonders schnell und preiswert hergestellt werden, da keine mehrfachen Anlagendurchläufe in einer normalen Bandgalvanikanlage erfolgen müssen. Außerdem wird hierdurch die Haftfestigkeit der Schichten aufeinander und eine zusätzliche Wärmebehandlung unnötig.A further advantageous development of the invention provides that the barrier layer, the contact layer, the protective layer and optionally the intermediate layer are applied to the substrate in a single system run on a strip electroplating system. As a result, the carrier strip can be produced particularly quickly and inexpensively, since there is no need for multiple system runs in a normal strip electroplating system. In addition, this makes the adhesion of the layers to one another and an additional heat treatment unnecessary.

Die Aufgabe wird auch durch die Verwendung eines erfindungsgemäßen Trägerbandes als Schleifkontakt gelöst. Da das erfindungsgemäße Trägerband mit der Silber-Kontaktschicht weniger verschleißanfällig und somit haltbarer und damit langlebiger ist als bisher bekannte Trägerbänder mit Silber-Kontaktschicht, kann das erfindungsgemäße Trägerband auch eingesetzt werden, wo ein erhöhter Verschleiß eintritt, wie dies bei Schleifkontakten der Fall ist. Damit ergibt sich auch bei Schleifkontakten ein signifikanter Preisvorteil gegenüber einem Trägerband mit einer Gold-Kontaktschicht. Es ergeben sich auch die oben schon zum Trägerband genannten Vorteile.The object is also achieved by using a carrier tape according to the invention as a sliding contact. Since the carrier tape according to the invention with the silver contact layer is less susceptible to wear and is therefore more durable and therefore more durable than previously known carrier tapes with a silver contact layer, the carrier tape according to the invention can also be used where increased wear occurs, as is the case with sliding contacts. This also results in a significant price advantage for sliding contacts compared to a carrier tape with a gold contact layer. The advantages already mentioned above in relation to the carrier tape also result.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nun anhand von zwei Ausführungsbeispielen eines beschichteten Trägerbandes näher erläutert.Further details and advantages of the invention will now be explained in more detail using two exemplary embodiments of a coated carrier tape.

Ein erfindungsgemäßes erstes Ausführungsbeispiel eines beschichteten Trägerbandes weist ein Substrat aus reinem Kupfer auf. Die Querschnittsmaße dieses Substrats betragen 0,6 mm x 25 mm und die Länge des Trägerbandes ist üblicherweise mehr als 100 m für die Beschichtung in der Bandgalvanik. Auf das Substrat wurde in einem Galvanisierungsbad der Galvanikanlage eine Sperrschicht aus Nickel-Phosphor mit einem Phosphorgehalt von 13% und mit einer Schichtdicke von 2,0 µm abgeschieden. Hierfür reicht bei dieser geringen Schichtdicke eine Verweilzeit von ca. 40 s aus. Danach wurde in einem weiteren Galvanisierungsbad der Galvanikanlage eine Kontaktschicht aus reinem Silber - mit einem Verunreinigungsgrad von unter 1 % - mit einer Schichtdicke von 2 µm abgeschieden. Hierfür reicht bei dieser geringen Schichtdicke eine Verweilzeit von ca. 40 s aus. Danach wurde in einem weiteren Galvanisierungsbad der Galvanikanlage eine Schutzschicht aus Cr2O3 mit einer Schichtdicke von 10nm abgeschieden. Hierfür reicht bei dieser geringen Schichtdicke eine Verweilzeit von ca. 10 s aus. Der gesamte Beschichtungsprozess in der Bandgalvanik dauert somit insgesamt nur ca. 90 s. Wobei der Anlagendurchlauf bauartbedingt und wegen der nötigen Standard-Vorbehandlungsprozesse deutlich länger ist. Nach der Herstellung wurde das beschichtete Trägerband zu einem Los aufgerollt.A first exemplary embodiment of a coated carrier tape according to the invention has a substrate made of pure copper. The cross-sectional dimensions of this substrate are 0.6 mm x 25 mm and the length of the carrier strip is usually more than 100 m for coating in strip electroplating. A barrier layer made of nickel-phosphorus with a phosphorus content of 13% and a layer thickness of 2.0 μm was deposited on the substrate in a galvanizing bath of the galvanizing plant. A dwell time of approx. 40 s is sufficient for this thin layer. Then a contact layer of pure silver - with a degree of contamination of less than 1% - with a layer thickness of 2 µm was deposited in another galvanizing bath of the galvanizing plant. A dwell time of approx. 40 s is sufficient for this thin layer. A protective layer of Cr 2 O 3 with a layer thickness of 10 nm was then deposited in a further galvanizing bath of the galvanizing plant. A dwell time of approx. 10 s is sufficient for this thin layer. The entire coating process in strip electroplating therefore takes a total of only approx. 90 s. The system throughput is significantly longer due to the design and the necessary standard pre-treatment processes. After manufacture, the coated carrier tape was rolled up into a lot.

Durch die korrosionsfestere und mechanisch stabilere Sperrschicht aus Nickelphosphor, die anstatt der normalerweise bei Trägerbändern mit Silberkontaktschichten verwendeten Nickel- oder Kupferschichten verwendet wird, kann die Verschleißfestigkeit der Kontaktschicht aus Silber verbessert werden, so dass auch für Schleifkontakte (und andere, höhere Verschließfestigkeit benötigende Nutzungen) eine Silberschicht verwendet werden kann, was gegenüber der üblicherweise für solche Anwendungen verwendeten Materialien wie Gold oder Palladiumnickel signifikant preiswerter ist. Durch die Oxidationsschutzschicht, die äußerst dünn ausgebildet sein kann - dies geht bis in den Bereich von nur einer Atomlage - auf der Kontaktschicht wird der Zutritt von Sauerstoff in die Sperrschicht und somit eine Nickelkorrosion zusätzlich gehemmt.The more corrosion-resistant and mechanically more stable nickel-phosphorus barrier layer, which is used instead of the nickel or copper layers normally used in carrier tapes with silver contact layers, the wear resistance of the silver contact layer can be improved, so that also for sliding contacts (and other uses requiring higher wear resistance) a silver layer can be used, which is significantly cheaper than the materials commonly used for such applications, such as gold or palladium-nickel. The anti-oxidation layer, which can be extremely thin - this goes down to the range of only one atomic layer - on the contact layer additionally inhibits the access of oxygen into the barrier layer and thus nickel corrosion.

Ein erfindungsgemäßes zweites Ausführungsbeispiel eines beschichteten Trägerbandes ist bis auf die im Folgenden näher dargelegten Unterschiede gleich wie das Trägerband des ersten Ausführungsbesipiels und weist dieselben Vorteile wie diejenigen des ersten Ausführungsbeispiels auf, wie sie im vorangehenden Absatz beschrieben sind.A second exemplary embodiment of a coated carrier tape according to the invention is the same as the carrier tape of the first exemplary embodiment, with the exception of the differences explained in more detail below, and has the same advantages as those of the first exemplary embodiment, as described in the preceding paragraph.

Der Hauptunterschied gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel besteht darin, dass das Trägerband eine zusätzliche Zwischenschicht, die zwischen Substrat und Sperrschicht abgeschieden wurde, aufweist. Diese Zwischenschicht ist aus reinem Nickel und weist eine Dicke von 2,0 µm auf. Hierfür reicht bei dieser geringen Schichtdicke eine Verweilzeit von ca. 20 s aus. Das Substrat ist anstatt aus Kupfer aus einer für Trägerbänder mit Kontaktanwendungen üblichen Stahllegierung mit einem Querschnittsmaße von 0,2 mm x 25 mm und einer Länge des Trägerbandes von mehr als 100 m, wobei die Beschichtung wie beim ersten Ausführungsbeispiel in einem einzigen Anlagendurchlauf durch eine Bandgalvanik erfolgt ist. Aufgrund der Zwischenschicht, die wie im Stand der Technik, zu einer höheren Verschleißfestigkeit der Silber-Kontaktschicht führt, kann die Sperrschicht, dünner ausgebildet werden; deren Dicke beträgt 0,5 µm, was zu einer kürzeren Verweildauer im Galvanisierungsbad von nur ca. 10 s führt. Ihr Phosphorgehalt liegt leicht unter demjenigen der Nickel-Phosphor-Sperrschicht des ersten Ausführungsbeispiels bei 8 Massen-%. Die Silber-Kontaktschicht ist gleich wie im ersten Ausführungsbeispiel. Dies gilt auch für die Schutzschicht, deren Dicke allerdings leicht geringer ist als diejenige des ersten Ausführungsbeispiels; sie beträgt 5 nm. Der gesamte Beschichtungsprozess in der Bandgalvanik dauert somit insgesamt nur ca. 35 s. Nach der Herstellung wurde das beschichtete Trägerband zu einem Los aufgerollt.The main difference from the first embodiment is that the carrier tape has an additional intermediate layer deposited between the substrate and the barrier layer. This intermediate layer is made of pure nickel and has a thickness of 2.0 µm. A dwell time of approx. 20 s is sufficient for this thin layer. Instead of copper, the substrate is made of a steel alloy customary for carrier strips with contact applications with a cross-sectional dimension of 0.2 mm x 25 mm and a length of the carrier strip of more than 100 m, with the coating being carried out in a single system run through a strip electroplating shop as in the first exemplary embodiment has taken place. Due to the intermediate layer, which, as in the prior art, leads to a higher wear resistance of the silver contact layer, the barrier layer can be made thinner; their thickness is 0.5 µm, which leads to a shorter residence time in the electroplating bath of only approx. 10 s. Its phosphorus content is slightly below that of the nickel-phosphorus barrier layer of the first embodiment at 8% by mass. The silver contact layer is the same as in the first embodiment. This also applies to the protective layer, the thickness of which, however, is slightly less than that of the first exemplary embodiment; it is 5 nm. The entire coating process in strip electroplating therefore takes a total of only approx. 35 s. After production, the coated carrier strip was rolled up into a batch.

Die für die Ausführungsbeispiele angegebenen Materialien, Zusammensetzungen und Abmessungen sind nicht beschränkend; vielmehr können alternativ alle weiter oben genannten Materialien, Zusammensetzungen und Abmessungen verwendet werden. Die verwendeten Längen des Trägerbandes hängen davon ab, wie groß die entsprechenden Lose gemacht werden sollen.The materials, compositions and dimensions specified for the exemplary embodiments are not restrictive; on the contrary, all of the materials, compositions and dimensions mentioned above can alternatively be used. The lengths of carrier tape used depend on how large the corresponding lots are to be made.

Die Vorteile der Erfindung lassen sich wie folgt zusammenfassen:

  • - Wesentliche Vereinfachung von Verpackung und Lagerung.
  • - Deutlich längere Verfallszeit für geöffnete Lose während der Fertigung.
  • - Eliminierung beziehungsweise Minimierung des oxidationsbedingten Ausschusses.
  • - Temperaturbeständigkeit von Silberkontakten bei 180°C und mehr, auch wenn sie unternickelt sind.
  • - Schleifkontaktanwendungen mit Silber statt Gold oder Palladiumnickel.
  • - Das Schichtsystem des Trägerbandes ist in einem Anlagendurchlauf an einer üblichen Bandgalvanikanlage, aber auch in Trommel- und Gestellgalvanikanlagen herstellbar.
  • - Reduktion des Ausfallrisikos der Kontakte durch Verschleiß oder Übertemperaturbelastung.
  • - Starke Senkung der Klimaeinflüsse auf das Silber und Erleichterung einer stabilen Fertigung in einer globalisierten Fertigungskette.
  • - Viel einfachere Bevorratung von Trägerbändern, wodurch größere, günstigere Abnahmelose möglich sind.
  • - Einsparung von gegenüber Nickel teurerem Silber gegenüber der üblichen Beschichtung ohne nickelhaltige Zwischenschichten.
The advantages of the invention can be summarized as follows:
  • - Significant simplification of packaging and storage.
  • - Significantly longer expiry time for opened lots during production.
  • - Elimination or minimization of rejects caused by oxidation.
  • - Temperature resistance of silver contacts at 180°C and more, even if they are nickel-plated.
  • - Sliding contact applications with silver instead of gold or palladium nickel.
  • - The layer system of the carrier strip can be produced in one plant run on a conventional strip galvanizing plant, but also in barrel and rack galvanizing plants.
  • - Reduction of the risk of failure of the contacts due to wear or overheating.
  • - Greatly reducing climate impacts on silver and facilitating stable manufacturing in a globalized manufacturing chain.
  • - Much easier to stock carrier tapes, allowing for larger, cheaper purchase lots.
  • - Saving of silver, which is more expensive than nickel, compared to the usual coating without intermediate layers containing nickel.

Claims (11)

Beschichtetes Trägerband mit einem Substrat, einer Sperrschicht, einer Kontaktschicht und einer Schutzschicht, wobei das Substrat aus Kupfer, einer Kupfer-Legierung oder einer Stahl-Legierung besteht, wobei die Sperrschicht aus Nickel-Phosphor besteht, wobei die Kontaktschicht aus Silber besteht und wobei die Schutzschicht aus einem anorganischen, temperaturbeständigen Material oder einer Siliziumverbindung besteht.Coated carrier tape with a substrate, a barrier layer, a contact layer and a protective layer, wherein the substrate consists of copper, a copper alloy or a steel alloy, where the barrier layer consists of nickel-phosphorus, wherein the contact layer consists of silver and wherein the protective layer consists of an inorganic, temperature-resistant material or a silicon compound. Trägerband nach Patentanspruch 1, wobei die Sperrschicht einen Phosphorgehalt von 1-20% Massen-%, bevorzugt 6-18 Massen-%, besonders bevorzugt 10-15 Massen-%, aufweist und/oder eine Dicke von unter 4 µm, insbesondere 0,1-3,0 µm, bevorzugt 0,5-2,5 µm, hat.carrier tape after Claim 1 , wherein the barrier layer has a phosphorus content of 1-20% by mass, preferably 6-18% by mass, particularly preferably 10-15% by mass, and/or a thickness of less than 4 µm, in particular 0.1-3.0 µm, preferably 0.5-2.5 µm. Trägerband nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei zwischen Substrat und Sperrschicht eine Zwischenschicht aus Kupfer, Nickel, einer Kupfer-Legierung oder einer Nickel-Legierung angeordnet ist.Carrier tape according to one of the preceding claims, wherein an intermediate layer made of copper, nickel, a copper alloy or a nickel alloy is arranged between the substrate and the barrier layer. Trägerband nach Patentanspruch 3, wobei die Zwischenschicht eine Dicke von unter 5 µm, insbesondere 0,5-4,0 µm, bevorzugt 1,0-4,0 µm, aufweist.carrier tape after patent claim 3 , wherein the intermediate layer has a thickness of less than 5 μm, in particular 0.5-4.0 μm, preferably 1.0-4.0 μm. Trägerband nach Patentanspruch 3 oder 4, wobei die Sperrschicht einen Phosphorgehalt von 1-18 Massen-%, bevorzugt 5-10 Massen-%, aufweist und/oder eine Dicke von unter 5 µm, bevorzugt 1,0-3,0 µm, hat.carrier tape after patent claim 3 or 4 , wherein the barrier layer has a phosphorus content of 1-18% by mass, preferably 5-10% by mass, and/or has a thickness of less than 5 μm, preferably 1.0-3.0 μm. Trägerband nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Kontaktschicht aus reinem Silber oder aus einer Silber-Legierung besteht, die insbesondere eine Dicke von 0,2-4,0 µm, bevorzugt 2,0-4,0 µm, hat.Carrier tape according to one of the preceding patent claims, in which the contact layer consists of pure silver or of a silver alloy which, in particular, has a thickness of 0.2-4.0 µm, preferably 2.0-4.0 µm. Trägerband nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Silberschicht aus Hartsilber mit einer Härte größer als 120 HV besteht.Carrier tape according to one of the preceding claims, wherein the silver layer consists of hard silver with a hardness greater than 120 HV. Trägerband nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Schutzschicht aus einem Cr-III-Material, insbesondere Cr2O3, aus reinem Zinn oder einer Zinn-Legierung, insbesondere eine Zinn-Kupfer-Zink-Legierung, oder aus SiO2 besteht.Carrier tape according to one of the preceding claims, wherein the protective layer consists of a Cr-III material, in particular Cr 2 O 3 , of pure tin or a tin alloy, in particular a tin-copper-zinc alloy, or of SiO 2 . Trägerband nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Schutzschicht eine Dicke von unter 4 µm, insbesondere 0,1-500 nm, bevorzugt 1-50 nm hat.Carrier tape according to one of the preceding claims, wherein the protective layer has a thickness of less than 4 µm, in particular 0.1-500 nm, preferably 1-50 nm. Trägerband nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, bei dem die Sperrschicht, die Kontaktschicht, die Schutzschicht und gegebenenfalls die Zwischenschicht in einem einzigen Anlagendurchlauf an einer Bandgalvanikanlage auf das Substrat aufgebracht werden.Carrier strip according to one of the preceding patent claims, in which the barrier layer, the contact layer, the protective layer and optionally the intermediate layer are applied to the substrate in a single plant run on a strip electroplating plant. Verwendung eines Trägerbandes nach einem der vorhergehenden Patentansprüche als Schleifkontakt.Use of a carrier strip according to one of the preceding patent claims as a sliding contact.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20150194746A1 (en) 2012-06-27 2015-07-09 Jx Nippon Mining & Metals Corporation Metallic Material For Electronic Components And Method For Producing Same, And Connector Terminals, Connectors And Electronic Components Using Same
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