DE3203037C2

DE3203037C2 - Kontaktelement und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE3203037C2
Application number: DE3203037A
Authority: DE
Inventors: Cornelia Dipl.-Phys. 8033 Krailling Albert; Ulf Dipl.-Phys. 8000 München Rauterberg
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1982-01-29
Filing date: 1982-01-29
Publication date: 1984-03-08
Also published as: EP0088220A3; JPS58133717A; DE3203037A1; EP0088220B1; EP0088220A2; DE3371958D1

Abstract

Das Kontaktelement besitzt eine Kontaktschicht aus Silber in einer Dicke von vorzugsweise 2 bis 10 μm, welche mit einer Schutzschicht aus Rhodium in einer Dicke von 0,2 bis 2 μm überzogen ist. Beide Schichten werden galvanisch aufgebracht, wobei die Rhodiumschutzschicht vorzugsweise in Spritzgalvaniktechnik erzeugt wird. Diese hauchrhodinierten Silberschichten besitzen einen konstant geringen Kontaktwiderstand bei gleichzeitig sehr geringer Klebeneigung.

Claims

1 2 Patentansprüche: besitzt die Rhodiumschichl eine Dicke von 0,1 bis 5 μπι. während die zweite Schicht aus einem Metall mit einem

1. Kontakielement. welches auf einem vor/ugs- Schmelzpunkt unterhalb 1500°C bestehen kann. Dieses weise lerromagnetischen Trägermaterial minde- Metall der zweiten Schicht kann beispielsweise Gold stens zwei übereinanderliegende Kontaktschichten 5 sein, in jedem Fall enthält aber diese zweite Schicht besitzt, wovon die äußere Schicht aus Rhodium mit einen Anteil von wenigstens I VoL-% an Nichtmetall, einer Dicke von weniger als 5 um und die darunter Mit dieser Kontaktschichtkombination wird bei dem liegende zweite Schicht aus einem Edelmetall bekannten Kontakt eine Verlängerung der Lebensdauer besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die angestrebt, doch dürfte der Anteil an Nichtmetall in der Rhodiumschicht eine Dicke zwischen 0.2 um und io zweiten Schicht eine Erhöhung des Kontakiwidersian-2 um besitzt und einen Schwefelanteil von 4 bis des insgesamt bewirken.

7 Gew.-% aufweist und daß die darunter liegende Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kontaktelement

Edelmetallschichs aus Silber besteht. gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs I mit

2. Kontaktelement nach Anspruch 1. dadurch einer Edetmetallkontakischichi und einem Rhodiumgekennzeichnet, daß die Rhodiumschicht eine Dicke 15 überzug zu schaffen, welches einen sehr geringen zwischen 0.3 und 1 μπι besitzt. Kontaktwiderstand besitzt und diesen auch oei hohen

3. Kontaktelement nach Anspruch 1 oder 2. Schaltzahlcn beibehält und welches nicht zum KaItdadurch gekennzeichnet, daß die Silberschicht eine schweißen neigt.

Dicke von 1 bis 10 um. vorzugsweise 2 bis 5 um. Erfindungsgesnäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst,

besitzt. » daß die Rhodiumschicht eine Dicke zwischen 0,2 μπι und

4. Kontaktelement nach einem der Ansprüche 1 2 μπι besitzt und einen Schwefelanteil von 4 bis bis 3, dadurch gekennzeichnet daß unterhalb der 7 Gew.-% aufweist und daß die darunter liegende Silberschicht eine Nickelschicht mit einer Dicke von Edelmetallschicht aus Silber besteht.

2 bis 4 μπι liegt. Es ist zwar an sich in der Literatur bereits bekannt,

5. Kontaktelement nach einem der Ansprüche 1 25 Rhodiumschichten auf Silber als Unterlage zu erzeugen bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem (»Werkstoffe für elektrische Kontakte«. A. Keil, Sprin-Trägermaterial und der Edelmetallschicht eine ger Verlag, I960, Seiten 173 bis 175). Auch aus einer zusätzliche Kupferschicht in einer Dicke von 2 bis anderen Literaturstelle (»Edelmetall-Galvanotechnik«, 10 μπι vorgesehen ist. A. von Krusenstjern, Leuzeverlag. 1970, Seiten 301 bis

6. Verfahren zur Herstellung eines Kontaktelc- JO 307) ist es bekannt, Rhodiumschichten auf Silber- oder mentes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, Nickeluntcrlagen abzuscheiden.

uaß auf das gegebenenfalls mit Kupfer und/oder Die mit Silber beschichteten und hauchrhodinierten

Nickel beschichtete Trägermaterial nacheinander Kontaktclemente gemäß dem Patentanspruch 1 neigen

die Silberschicht in Bad- oder Schwallgalvaniktech- auch nach langer Lebensdauer noch nicht zum

nik und dann die Rhodiumschicht mit Schwefelzu- J5 Kaiischweißen bzw. Kleben und behalten dabei einen

satz in Spritzgalvaniktechnik aufgebracht wird. weitgehend konstant niedrigen Kontaktwiderstand bei.

7. Verfahren nach Anspruch 6. dadurch gekenn- Überraschenderweise ist der Kontaktwidersland sogar zeichnet, daß das Kontaktelcment nach dem konstanter als bei entsprechend hauchrhodinierten Aufbringen der Kontaktschichten getempert wird. Kontaktschichten aus Gold oder Goldlegierungen.

•»ο Darüber hinaus haben die erfindungsgemäßen Kontakte

die zusätzlichen Vorteile, die sich aus der Verwendung

des Koniaktmaterials Silber ergeben. So ist Silber wesentlich billiger als Gold und als Kontaktwerkstoff

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kontakielement. auch belastbarer.

welches auf einem vorzugsweise ferromagnetischen <5 Bis zu einer Schichtdicke von etwa 2 μπι Rhodium

Trägermaterial mindestens zwei übereinanderliegende sind rhodinieric Silberkontakte nicderohmigcr als reine

Kontaktschichten besitzt, wovon die äußere Schicht aus Rhodiumkontaktc. Besonders gute Ergebnisse lassen

Rhodium mit einer Dicke von weniger als 5 μπι und die sich erzielen bei einer Rhodiumschichtdickc zwischen

darunter liegende zweite Schicht aus einem Edelmetall 0,3 (im und I (im, Die Dicke der Silberschicht beträgt

besteht. Außerdem bezieht sich die Erfindung auf ein 50 zweckmäßigerweise zwischen I und 10 μπι. vorzugswci-

Vcrfahren zur Herstellung solcher Kontaktelcmcnte. se 2 bis 5 μπι. Unterhalb der Silberschicht wird

Bei Mehrschichtkonktakicn für Relais und dcrglci- zweckmäßigerweise eine Nickelschicht mit einer Dicke

chcn ist es bekannt, die eigentliche Kontaktschicht aus von etwa 2 bis 4 μπι und darunter gegebenenfalls noch

Gold oder einer Goldlegierung zu fertigen und diese eine Kupferschicht in einer Dicke von 2 bis 10 μηι

dann zur Verminderung der Kaltschweißneigung mit 55 vorgesehen, um eine Diffusionssperre zwischen dem

einer dünnen Rhodiumschicht zu überziehen (»Elcktro- vorzugsweise fcrroniagneiischcn Trägermaterial und

nik« 15/1981. Seite 58/59). Um durch die Rhodium- der Silber- Kontaktschicht zu erzielen,

schicht den Kontaktwidersland nicht allzu sehr zu Für das Aufbringen der Silbcrkoniakischichi wjrd

erhöhen, wird diese Schutzschicht kleiner I μπι, meist in zwcckmiiUigerwcise ein Elektrolyt verwendet, der

der Größenordnung von 0,1 μπι Dicke gewählt. Die μ weitgehend frei von Glanzzusätzen und Ncizmiticln ist

bisher bekannten rhodinicrten Gold- oder Goldlegic- und vortcilhaftcrwcisc in Schwallgalvanikicchnik abgc-

rungsschichtcn zeigen zwar in den meisten Anwen- schieden wird. Die Rhodiumschichl mit dem Schwcfel-

dungsfällcn befriedigende Ergebnisse, bezüglich des anteil von 4 bis 7 Gcw.-% wird dagegen vorteilhafter-

Kontaklwidcrstandcs und der Kaltschweißneigung. weise in Spritzgalvanikteehnik (»|ct-Plating«) erzeugt,

aber auch wegen der Kosten sind Verbesserungen 65 Dadurch laßt sich die Schichtdicke der Schutzschicht

wünschenswert. besonders genau erzielen. Von Vorteil ist es außerdem.

F.in Kontakielemeni der eingangs genannten Art ist das Koniakiclemcnt nach dem Aufbringen der Koniakt-

bcreiis in der DFAS 20 38 92^ beschrieben. DtTt schichten zu lemnern.