SE536911C2 - Material för att åstadkomma ett elektriskt ledande kontaktskikt, ett kontaktelement med sådant skikt, metod för att åstadkomma kontaktelementet, samt användning av materialet - Google Patents

Material för att åstadkomma ett elektriskt ledande kontaktskikt, ett kontaktelement med sådant skikt, metod för att åstadkomma kontaktelementet, samt användning av materialet Download PDF

Info

Publication number
SE536911C2
SE536911C2 SE1150101A SE1150101A SE536911C2 SE 536911 C2 SE536911 C2 SE 536911C2 SE 1150101 A SE1150101 A SE 1150101A SE 1150101 A SE1150101 A SE 1150101A SE 536911 C2 SE536911 C2 SE 536911C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
layer
electrically conductive
contact element
contact layer
providing
Prior art date
Application number
SE1150101A
Other languages
English (en)
Other versions
SE1150101A1 (sv
Inventor
Henrik Ljungcrantz
Christian Ulrich
Axel Flink
Torbjörn Joelsson
Original Assignee
Impact Coatings Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Impact Coatings Ab filed Critical Impact Coatings Ab
Priority to SE1150101A priority Critical patent/SE536911C2/sv
Priority to CN201280007441.3A priority patent/CN103348416B/zh
Priority to EP12704751.2A priority patent/EP2673785B1/en
Priority to SI201231716T priority patent/SI2673785T1/sl
Priority to PCT/EP2012/052222 priority patent/WO2012107524A1/en
Priority to US13/984,750 priority patent/US20140102761A1/en
Publication of SE1150101A1 publication Critical patent/SE1150101A1/sv
Publication of SE536911C2 publication Critical patent/SE536911C2/sv

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/02Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of metals or alloys
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C5/00Alloys based on noble metals
    • C22C5/06Alloys based on silver
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/14Metallic material, boron or silicon
    • C23C14/16Metallic material, boron or silicon on metallic substrates or on substrates of boron or silicon
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B13/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
    • H01B13/0036Details
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00Contacts
    • H01H1/02Contacts characterised by the material thereof
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00Contacts
    • H01H1/02Contacts characterised by the material thereof
    • H01H1/021Composite material
    • H01H1/023Composite material having a noble metal as the basic material

Description

20 25 30 536 911 T.R. Long, Platinum Metals Rev., 1976, 20, 46-47 visar att silverbaserade Iegeringar bestående av mer än 20 vikt% Pd har förbättrad korrosionsbeständighet.
Sammanfattning Med hänsyn till det ovanstående är en aspekt med föreliggande beskrivning att presentera en lösning som övervinner eller åtminstone lindrar problemen i den kända tekniken, eller att ätminstone presentera en alternativ lösning. En mer specifik aspekt är att presentera en lösning som möjliggör tillhandahållandet av ett elektriskt ledande skikt innefattande ett elektriskt ledande metallbasskikt, där kontaktelementet har förbättrad korrosionsbeständighet jämfört med ett kontaktskikt tillverkat av det elektriskt ledande metallbasmaterialet som sådant.
Det har visats att korrosionsbeständighet hos ett elektriskt ledande basmaterial, i synnerhet av silver, kan förbättras med avseende på sulfidering (missfärgning) genom tillsats av ln och Sn (upp till 10 at.%, det vill säga atom procent), men att beständighet mot korrosion i saltsprej inte är så bra som vore önskat. Silverbaserade material med högt Pd-innehåll (>2O vikt%) har tidigare visats förbättra korrosionsbeständighet. Det höga priset på Pd gör emellertid sådana material mindre kommersiellt intressanta. Ett material med lägre Pd-innehåll skulle därför vara föredraget, men korrosionsbeständighet mot H28 är då inte tillräcklig. Undersökningar av silverbaserade material innefattande både ln+Sn och Pd visade att korrosionsbeständighetseffekten från ln+Sn och Pd kan motverka varandra, till exempel kunde Pd negativt påverka sulfideringsbeständighetjämfört med när ln+Sn användes utan Pd.
Vår utmaning var därför att hitta ett material med ln+Sn och Pd, vilket möjliggjorde tillräckligt förbättrad korrosionsbeständighet både mot sulfidering och korrosion i saltsprej. Dessutom visades det att istället för att basera materialet på metall, t.ex. rent silver, kunde ett metallsalt, såsom silversalt, användas, antingen som basmaterialet som sådant eller som en tillsats till materialet, och därmed möjliggöra för ökning av korrosionsbeständigheten liksom minskning av friktionskoefficienten hos materialet, medan en låg kontaktresistans bibehålls. Även om undersökningar harfokuserat på silver 10 15 20 25 30 536 911 som metall i basmaterialet, så kan |n+Sn och Pd-tillsatser också användas med andra basmaterialmetaller, i allmänhet med silver, koppar, tenn eller nickel, ett första metallsalt av någon därav, eller legeringar därav.
Uppfinningen definieras av de bifogade oberoende kraven.
Utföringsformer visas i de beroende kraven och i följande beskrivning och ritningar.
Följaktligen kommer de ovan nämnda och andra aspekter och fördelar med uppfinningen att framgå av följande beskrivning: Enlig en första aspekt erhållen med ett material för att åstadkomma ett elektriskt ledande kontaktskikt, så innefattar materialet ett basmaterial som är Ag eller ett första metallsalt därav eller en legering därav, varvid materialet vidare innefattar ln iett intervall från 0,01 at.% till 1,5 at.%, Pd iett intervall från 0,1 at.% till 3 at.%, och Sn i ett intervall från 0,01 at.% till 1,5 at.%, och varvid resten utgörs av Ag.
Från sådant material kan ett kontaktskikt åstadkommas som, jämfört med en beläggning av enbart basmaterialet, har förbättrad korrosionsbeständighet och låg kontaktresistans. Med basmaterial avses här ett material som utgör minst 50 at.% av materialet och som är målet för den förbättrade korrosionsbeständigheten_ Enligt en andra aspekt kan materialet innefatta ett basmaterial som är Ag eller ett första metallsalt därav eller en legering därav, varvid materialet vidare innefattar ln iett intervall från 0,01 at.% till 1,5 at.%, Pd i ett intervall från 0,1 at.% till 3 at.% och Sn i ett intervall från 0,01 at.% till 1,5 at.%, varvid materialet vidare innefattar minst cirka 0,01 at.% av ett andra metallsalt, företrädesvis en metallhalogenid eller metallsulfid, och varvid resten utgörs av Ag.
Genom tillsats av det andra metallsaltet kan korrosionsbeständighet ytterligare förbättras. Det andra metallsaltet kan innefatta Ag. Det andra metallsaltet kan vara en metallhalogenid innefattande en eller flera av följande halogenider: jodid, klorid och bromid.
Det första metallsaltet kan vara Agl eller AgBr. 10 15 20 25 30 536 911 Enligt en tredje aspekt erhålls det ovan nämnda och andra syften och fördelar med ett elektriskt ledande kontaktelement innefattande ett substrat och belagt därpå ett kontaktskikt innefattande något av materialen ovan.
Det elektriskt ledande kontaktelementet kan vidare innefatta ett yttre skyddande skikt deponerat på kontaktskiktet, varvid nämnda yttre skyddande skikt väsentligen består av Si, O, och C.
Med ”väsentligen består av” avses att skiktet (enbart) består av beståndsdelarna i en utsträckning som uppnås vid praktiska förhållanden som kommer att inses av fackmannen.
Det elektriskt ledande kontaktelementet kan vidare innefatta ett yttre skyddande skikt deponerat på kontaktskiktet, varvid nämnda yttre skyddande skikt väsentligen består av indiumoxid och tennoxid.
Sådana yttre skyddande skikt skyddar kontaktskiktet från t.ex. missfärgning vid lagring av kontaktelementet utan någon betydande minskning av kontaktresistansen.
Enligt en fjärde aspekt erhålls det ovan nämnda och andra syften och fördelar med ett förfarande för att åstadkomma ett elektriskt ledande kontaktelement, innefattande stegen att tillhandahålla ett substrat och förse substratet med ett kontaktskikt, varvid kontaktskiktet innefattar något av materialen ovan.
Kontaktskiktet kan beläggas på substratet medelst förångning, föredraget genom fysikalisk ångdeponering, och företrädesvis från ett targetmaterial innefattande materialet.
Förfarandet innefattar vidare steget att belägga ytan av kontaktskiktet med ett yttre skyddande skikt, härrörande från PVD eller CVD, av antingen en polymer beläggning väsentligen bestående av Si, O, och C, eller en metalloxid väsentligen bestående av indiumoxid och tennoxid.
Enligt en femte aspekt erhålls ovan nämnda och andra syften och fördelar genom användning av något av materialen ovan som ett kontaktskikt på ett elektriskt ledande kontaktelement.
Enligt en sjätte aspekt erhålls ovan nämnda och andra syften och fördelar genom en användning av något av materialen ovan som ett 10 15 20 25 30 536 911 targetmaterial för deponering med förångning, företrädesvis med fysikalisk ångdeponenng.
Kort beskrivninq av ritninqarna Det ovan, liksom andra aspekter, syften och fördelar med föreliggande uppfinning kommer förstås bättre genom den följande illustrativa och icke- begränsande beskrivningen av utföringsformer, med hänvisning till de bifogade schematiska ritningarna.
Fig. 1a-b visar schematiska vyer, delvis i genomskärning, av ett elektriskt ledande kontaktelement.
Fig. 2 är ett blockdiagram som schematiskt visar steg i förfarandet för att åstadkomma ett elektriskt ledande kontaktelement.
Fig. 3 visar experimentella resultat från utvärdering av en utföringsform av ett elektriskt ledande kontaktelement före och efter elementet utsatts för korrosionstest i saltsprej och före och efter elementet utsatts för en missfärgande omgivning.
I ritningarna används samma referensnummer för samma eller liknande särdrag, även när referensnumren hänvisar till särdrag i olika utföringsformer.
Beskrivninq av utförinqsformer Fig. 1a visar en schematisk vy, delvis i genomskärning, av ett elektriskt ledande kontaktelement 2 innefattande ett substrat 4a, 4b och belagt därpå ett kontaktskikt 6 innefattande ett material som kommer att diskuteras i detalj nedan. Substratet 4a kan vara en kopparlegering som har en nickellegering 4b pläterad därpå, eller ett rostfritt stål som har en nickellegering 4b belagd därpå med PVD. Också andra typer av substrat är möjliga, av andra material, och/eller innefattande endast ett skikt, eller en stack av fler än två skikt. I allmänhet kan vilket konventionellt elektriskt ledande kontaktelementsubstrat som helst användas. Det är välkänt att elektriska kontaktelement i allmänhet används för alla olika slags tillämpningar där det är önskvärt att på ett repeterbart sätt kunna skapa och/eller bryta en elektrisk koppling.
Tillämpningar där den föreliggande lösningen kan användas ink|uderart.ex. 10 15 20 25 30 536 911 kontaktdon, strömbrytare och brytare i allmänhet, starkströmskontakter, anslutningar till smart card, batterikontakttillämpningar, Iaddningskontakter hos mobiltelefoner, kontakter i Konsumentelektronik, elektriska kontakter för industriella tillämpningar, biltillämpningar, försvar och Iuftrumstillämpningar, och elektriska kontaktelement för signaltillämpningar, och omfattande låg-, mellan- och högspänningstillämpningar. Det elektriskt ledande kontaktelementet 2 kan användas för att ersätta alla sedvanliga elektriska kontaktelement. Materialet innefattar ett basmaterial som är Ag eller ett första metallsalt därav eller en legering därav, varvid materialet vidare innefattar från 0,01 upp till 1,5 at.% ln, från 0,01 upp till 1,5 at.% Sn och från 0,1 upp till 3 at.% Pd. Följaktligen, så är halten av vart och ett av ln, Sn och Pd åtminstone större än 0, här åtminstone 0,01 at.%, även om en verksam mängd i praktiken typiskt skulle vara minst 0,1 at.%. Basmaterialet utgör typiskt väsentligen resten av materialet, eller åtminstone i den utsträckning som är möjlig under praktiska omständigheter. Det är emellertid möjligt att någon mängd av ytterligare tillsats som inte är del av basmaterialet, ln, Sn och Pd, också förekommer i materialet, men skulle då inte ha någon väsentlig ofördelaktig inverkan på effekterna tillhandahållna av basmaterialet i kombination med ln, Sn och Pd, det vill säga, inte ha någon väsentlig ofördelaktig inverkan på kontaktresistansen och korrosionsbeständigheten jämfört med en situation där materialet väsentligen skulle bestå av basmaterialet, ln, Sn och Pd. lvilket fall som helst bör basmaterialet utgöra minst 50 at.% av materialet. Mer detaljerade utföringsformer av materialet följer nedan.
Kontaktskiktet 6 bildas typiskt från materialet, och kan således väsentligen bestå av materialet, men det kan i en del utföringsformer vara partier, till exempel delareor eller delskikt av kontaktskiktet 6, som består av eller innefattar materialet. Kontaktskiktet 6 kan också innehålla ytterligare ämnen, som inte är del av materialet som sådant, vilka till exempel delvis kan förekomma i kontaktskiktet för att åstadkomma någon ytterligare egenskap eller funktion. Ett mer detaljerat exempel på sådant kontaktskikt 6 kommer att ges nedan. 10 15 536 911 Tjockleken av kontaktskiktet 6 är typiskt över 10 pm, men också mindre tjocklekar är möjliga.
I en del utföringsformer, varvid några inte omfattas av skyddsomfånget, kan materialet innefatta mindre än eller cirka 5 at.% ln och/eller 5 at.% Sn och/eller 5 at.% Pd, eller till och med mindre än cirka 1,5 at.% ln, och/eller mindre än eller cirka 1,5 at.% Sn, och eller mindre än cirka 3 at.% Pd.
Utföringsformer är t.ex. möjliga där halten Sn, ln och Pd jämfört med det totala materialet är inom intervallen markerade A-M itabell 1 nedan.
Sn ln Pd A s10at.% s10at.% s10at.% B s 10 at.% s5at.% s 10 at.% C s5at.% s 10 at.% s 10 at.% D s5at.% s5at.% s5at.% E s5at.% s5at.% s3at.% F s5at.% s5at.% s 10 at.% G s5at.% s5at.% s3at.% H s5at.% s 1.5 at.% s 10 at.% I s 5at.% s 1.5 at.% s3at.% J s 1.5 at.% s 5at.% s 10 at.% K s 1.5 at.% s5at.% s3at.% L s 1.5 at.% s 1.5 at.% s 10 at.% IVI s 1.5 at.% s 1.5 at.% s 3 at.% Tabell 1 - Exempel på möjliga intervall Halterna enligt A-M i tabell 1 är var och en möjlig att använda med vilket basmaterial som helst som är något av Ag, Cu, Sn, Ni, ett första metallsalt av något därav, men kan vara av särskilt intresse när basmaterialet är Ag.
Det kan vara fördelaktigt att hålla ett förhållande mellan ln+Sn och Pd så att at.% av Pd är lägre än åtminstone cirka den dubbla halten av ln+Sn i at.%, eller till och med lägre än 1,5 gånger halten av ln+Sn i at.%. 10 15 20 25 30 536 911 I en mer specifik utföringsform är substratet 4a ett Grade 304 rostfritt stål, vilket har PVD-belagts med en Ni-Iegering, innehållande minst 72 at.% Ni, vilket bildar substratskikt 4b, på vilket substratskikt 4b ett kontaktskikt 6 har belagts med PVD. Kontaktskiktet är bildat från en Ag-legering innefattande 95,5 at.% Ag, 1 at.% ln, 1 at.% Sn, och 2,5 at.% Pd.
Notera att substratet inte behöver vara elektriskt ledande och således i några utföringsformer kan vara icke-ledande.
I utföringsformer där basmaterialet innefattar ett första metallsalt av Ag, är det första metallsaltet företrädesvis ett eller flera av jodid och bromid, såsom Agl eller AgBr.
I en utföringsform är basmaterialet Ag och Agl (förhållande cirka 1:1) till 95,5 at.% och materialet kan vidare innefatta cirka 1 at.% ln, cirka 1 at.% Sn och cirka 2,5 at.% Pd.
När basmaterialet enligt varianter som inte omfattas av skyddsomfånget innefattar andra material än Ag, det vill säga Cu och/eller Sn och/eller Ni, kan halten In, Sn och Pd väljas i en övre del av respektive intervall A-M, det vill säga är i jämförelsevis högre halter för att bättre kompensera för att dessa material är mindre inerta än Ag.
I en del utföringsformer kan materialet vidare innefatta minst cirka 0,01 at.%, eller i praktiken typiskt minst cirka 0,1 at.%, av ett andra metallsalt, företrädesvis en metallhalogenid eller metallsulfid. Företrädesvis är metallen en eller fler av silver, tenn och koppar, och föredraget är halogeniden någon avjodid, klorid och bromid.
I en utföringsform är basmaterialet Ag, varvid materialet innefattar cirka 1 at.% In, cirka 1 at.% Sn och cirka 2.5 at.% Pd, och vidare innefattar 45% Agl (silverjodid), varvid resten väsentligen består av basmaterialet Ag.
Fig. 1b visar en schematisk vy, delvis i genomskärning, av ett elektriskt ledande kontaktelement 2 innefattande ett substrat 4a, 4b och belagt därpå ett kontaktskikt 6. Dessa delar av den visade strukturen motsvarar strukturen in Fig. 1a och de respektive delarna kan vara samma eller liknande, såsom diskuterades ovan i samband med Fig. 1a. Dessutom innefattar Fig. 1b ett yttre skyddande skikt 8 deponerat på kontaktskiktet 6. Det yttre skyddande skiktet 8 kan resultera från en PVD eller CVD av antingen en polymer 10 15 20 25 30 536 911 beläggning bestående huvudsakligen av Si, O, och C eller en metalloxid bestående av huvudsakligen indiumoxid och tennoxid, se t.ex. M. Grischke, A. Hieke, F. Morgenweck, H. Dimigen, Diamonds and Related Materials, 1998, 7, 454-458. Den polymera beläggningstjockleken kan vara mindre än 20 nm. Metalloxidskiktsbeläggningens tjocklek kan vara mindre än 100 nm.
Genom deponeringen av det polymera skiktet kan det skyddande skiktet 8 vara utformat så att det innefattar en yttre (övre) del innefattande Si, O, C, F härrörande från deponeringen och/eller kan det ske en reaktion under deponeringen med det underliggande kontaktskiktet 6, vilket bildar åtminstone del av det skyddande skiktet 8.
Traditionellt sett deponeras kontaktskikt, t.ex. Au-skikt, genom plätering. Materialet i enlighet med föreliggande beskrivning kan också pläteras, men deponeras företrädsevis med förångningstekniker, i synnerhet fysikalisk ångdeponering (PVD). Fördelarfrån detta innefattar möjlighet att belägga material som är svåra att plätera, t.ex. rostfritt stål och aluminium, vilket möjliggör för bättre kontrollerbarhet av skiktsammansättning och tjocklek, och varvid deponering kan göras mer miljövänlig. I fallet med en skyddande beläggning 8 härrörande från deponeringen av det polymera skiktet är det fördelaktigt att använda en PVD-beläggningsutrustning med separata kamrar, där ett kontaktelement 4 som har ett kontaktskikt 6 belagt i en kammare flyttas till en efterföljande kammare för beläggning av det skyddande skiktet 8. Den aktuella sökandens PVD-utrustning REELCOATER® och INLINECOATER® kan med fördel användas och är lämpliga för volymproduktion, vilket tidigare har varit en nackdel med förångningsteknikerjämfört med plätering.
Jämte de beläggningstekniker som nämns ovan kan kontaktskiktet bildas separat och sedan fästas, t.ex. genom lödning, till kontaktelementet.
Andra sedvanliga tekniker som kan användas är t.ex. nedvalsning av en del av materialet, t.ex. en tråd gjord av materialet, i ytan av substratet 4 eller i ett redan existerande kontaktskikt av ett startmaterial som i ett tidigare steg har anbringats ovanpå substratet.
Fig. 2 är ett blockschema som schematiskt visar stegen i ett förfarande för framställning av det elektriskt ledande kontaktelementet 2. I steg 102 10 15 20 25 30 536 911 tillhandahålls ett substrat, vilket kan vara något av de substrat som diskuterades i det föregående. Steg 102 kan innefatta en beläggning, t.ex. genom PVD, av substratet så att ett skikt 4b, som diskuterades i det föregående, bildas på ett förproducerat substrat 4a, men kan också innefatta tillhandahållandet av ett helt förproducerat substrat, vilket t.ex. kan vara ett kontaktelement framställt av ett basmaterial eller metallegering. Efter detta, i steg 104, beläggs substratet 4a, 4b med kontaktskikt 6, varvid kontaktskiktet innefattar materialet såsom diskuterades i det föregående. Såsom redan nämnts, utförs steg 104 företrädesvis medelst förångning, företrädesvis genom fysikalisk ångdeponering (PVD) och företrädesvis från ett targetmaterial innefattande materialet. Också multipla targets kan emellertid användas, såsom en för varje beståndsdel i materialet. Hurtargetmaterial innefattande materialet kan åstadkommas diskuteras i något mer detalj nedan. I ett sista valfritt steg 106, beläggs kontaktskiktet 6, också företrädesvis medelst PVD, med Si-O-C-skiktet, så att resultatet blir ett yttre skyddande skikt 8 som typiskt har en tjocklek under cirka 20 nm. Sådant skyddande skikt diskuterades ovan.
Materialet i föreliggande beskrivning kan förproduceras på olika sätt för vidare användning som ett beläggningsmaterial för deponering av ett kontaktskikt genom användning av PVD, det vill säga, kan tillhandahållas i formen av, och användas som, ett targetmaterial. I en utföringsform är de ingående beståndsdelarna legerade, det vill säga, smälta och blandade i ett flytande tillstånd och därefter nedkylda. I andra utföringsformer tillhandahålls en eller flera av beståndsdelarna i formen av pulver som är sintrade, inkluderande kall eller varm isostatisk pressning av pulvren (ClPing eller HlPing). De pressade pulvren värmebehandlas sedan vid cirka 200-400°C i 1- 4 timmar. I en ytterligare utföringsform, varvid ett targetmaterial innefattande materialet ärframställt från ett startmaterial som är en ren metall eller en legering av delar av materialet, till exempel genom att använda basmaterialet som startmaterial, så tillhandahålls de resterande beståndsdelarna medelst diffusion i en ugn, vakuumkammare eller kemiskt bad där startmaterialet är beläget. 10 10 15 20 25 30 536 911 Fig. 3 visar experimentella resultat från utvärderingen av en utföringsform av ett elektriskt ledande kontaktelement 2 före och efter miljötester. I varje grupp visar den vänstra kolumnen resultat som deponerad, den mellersta kolumnen visar resultat efter exponering för saltsprej (IEC 60068-2-11 Test Ka), och den högra kolumnen visar resultat efter exponering för blandad gas (IEC 80068-2-60 Test Ke). Det utvärderade elektriskt ledande kontaktelementet är i enlighet med Fig. 1a, där substratet 4a är ett Grade 304 rostfritt stål, vilket har PVD-belagts med en 0,3 um Ni-legering, innehållande minst 72 at.% Ni, vilket utgör substratskikt 4b, på vilket ett 0,3 um kontaktskikt 6 har belagts med PVD. Kontaktskiktet bildas från en Ag-legering innefattande 95,5 at.% Ag, 1 at.% ln, 1 at.% Sn, och 2,5 at.% Pd.
Exponeringen för saltsprej innefattar att utsätta det elektriskt ledande kontaktelementet 2 för en saltsprej under 48 timmar, vid 35°C och 90-95 % relativ fuktighet (RH). Exponeringen för blandad gas innefattar att utsätta det elektriskt ledande kontaktelementet för den blandade gasen (H28 0,1 ppm + S02 0,5 ppm, vid 25°C, 75 % RH) i 2 till 96 timmar.
Materialet i föreliggande beskrivning, vilket kan ses som ett sammansatt material, är avsett att t.ex. innefatta blandningar av de ingående ämnena, det vill säga, ett metallbaserat material eller metallblandning, till exempel men inte nödvändigtvis som i en legering, och som inte kräver en helt homogen fördelning av de blandade beståndsdelarna. Till exempel, när materialet tillhandahålls i formen av kontaktskiktet 6 som diskuterades i det föregående, kan en del av de ingående ämnena, till exempel Sn och In, förekomma i en högre koncentration i en ytdel av skiktet. Det är också möjligt med andra varianter på sammansättningen genom ett kontaktskikt framställt från materialet, t.ex. andra variationer i koncentration, såsom gradienter, och skiktet kan innefatta en flerlagrig struktur, t.ex. inkluderande atomära tunna lager av några ingående material laminerade med skikt av andra ingående material.
Förkortningarna som används för de kemiska ämnena i denna beskrivning är välkända, var och en otvetydigt motsvarande ett kemiskt ämne: Ag (silver), Au (guld), Ni (Nickel), Sn (tenn), In (indium) Pd (palladium), Cu 11 10 15 536 911 (koppar), Si (kisel), C (kol), O (syre), F (fluor), Na (natrium), Cl (klor), Br (brom), I (jod), S (svavel).
Varje illustration och beskrivning i figurerna och i den föregående texten ska betraktas som exempel och inte som begränsande. Uppfinningen begränsas inte av de visade utföringsformerna.
Föreliggande uppfinning definieras av kraven och varianter av de visade utföringsformerna kan förstås och utföras av fackmannen när den patentsökta uppfinningen utövas, till exempel genom att studera figurerna, beskrivningen och kraven. Användning av ordet ”innefattar” i kraven utesluter inte andra ämnen eller steg, och användning av artikeln ”en” eller ”ett” utesluter inte en pluralitet. Förekomst av särdrag i olika beroende krav utesluter inte per se en kombination av dessa särdrag. Alla referensnummer i kraven är till för att öka förståelsen och ska inte tolkas som begränsande av kravens skyddsomfång. 12

Claims (13)

10 15 20 25 30 35 536 911 PATENTKRAV
1. Material för att åstadkomma ett elektriskt ledande skikt, varvid materialet innefattar ett basmaterial som är Ag eller ett första metallsalt därav eller en legering därav, varvid materialet vidare innefattar ln i ett intervall från 0,01 at.% till 1,5 at.%, Pd i ett intervall från 0,1 at.% till 3 at.% och Sn i ett intervall från 0,01 at.% till 1,5 at.%, och varvid resten utgörs av Ag.
2. Material för att åstadkomma ett elektriskt ledande skikt, varvid materialet innefattar ett basmaterial som är Ag eller ett första metallsalt därav eller en legering därav, varvid materialet vidare innefattar ln i ett intervall från 0,01 at.% till 1,5 at.%, Pd i ett intervall från 0,1 at.% till 3 at.% och Sn i ett intervall från 0,01 at.% till 1,5 at.%, varvid materialet vidare innefattar minst cirka 0,01 at.% av ett andra metallsalt, företrädesvis en metallhalogenid eller metallsulfid, och varvid resten utgörs av Ag.
3. Material enligt krav 2, varvid det andra metallsaltet innefattar en eller flera av följande metaller: Ag, Sn och Cu.
4. Material enligt något av kraven 2 eller 3, varvid det andra metallsaltet är en metallhalogenid innefattande en eller flera av följande halogenider: jodid, klorid och bromid.
5. Material enligt något av kraven 1-4, varvid det första metallsaltet ärAgl eller AgBr.
6. Elektriskt ledande kontaktelement (2) innefattande ett substrat (4) och belagt därpå ett kontaktskikt (6) innefattande materialet enligt något av föregående krav.
7. Elektriskt ledande kontaktelement (2) enligt krav 6, vidare innefattande ett yttre skyddande skikt (8) deponerat på kontaktskiktet (6), varvid nämnda yttre skyddande skikt (8) innefattar, företrädesvis består väsentligen av, Si, O, och C. 13 10 15 20 25 30 536 911
8. Elektriskt ledande kontaktelement (2) enligt krav 6, vidare innefattande ett yttre skyddande skikt (8) deponerat på kontaktskiktet, varvid nämnda yttre skyddande skikt (8) innefattar, företrädesvis består väsentligen av, indiumoxid och tennoxid.
9. Förfarande för att åstadkomma ett elektriskt ledande kontaktelement (2), innefattande följande steg: att tillhandahålla (102) ett substrat (4), och att förse (104) substratet med ett kontaktskikt (6), varvid kontaktskiktet innefattar materialet enligt något av kraven 1-5.
10. Förfarande enligt krav 9, varvid kontaktskiktet beläggs på substratet medelst förångning, företrädesvis med fysikalisk ångdeponering, och företrädesvis från ett targetmaterial innefattande materialet enligt något av kraven 1-8.
11. Förfarande enligt något av kraven 9-10, varvid förfarandet vidare innefattar följande steg: att belägga (106) ytan av kontaktskiktet (6) med ett yttre skyddande skikt (8), härrörande från PVD eller CVD, av antingen en polymer beläggning väsentligen bestående av Si, O, och C, eller en metalloxid väsentligen bestående av indiumoxid och tennoxid.
12. Användning av materialet enligt något av kraven 1-5 som ett kontaktskikt (6) på ett elektriskt ledande kontaktelement (2).
13. Användning av materialet enligt något av kraven 1-5 som ett targetmaterial för deponering med förångning, företrädesvis med fysikalisk ångdeponenng. 14
SE1150101A 2011-02-09 2011-02-09 Material för att åstadkomma ett elektriskt ledande kontaktskikt, ett kontaktelement med sådant skikt, metod för att åstadkomma kontaktelementet, samt användning av materialet SE536911C2 (sv)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1150101A SE536911C2 (sv) 2011-02-09 2011-02-09 Material för att åstadkomma ett elektriskt ledande kontaktskikt, ett kontaktelement med sådant skikt, metod för att åstadkomma kontaktelementet, samt användning av materialet
CN201280007441.3A CN103348416B (zh) 2011-02-09 2012-02-09 用于提供导电接触层的材料、具有上述层的接触元件、用于提供接触元件的方法及上述材料的用途
EP12704751.2A EP2673785B1 (en) 2011-02-09 2012-02-09 Material for providing an electrically conducting contact layer, a contact element with such layer, method for providing the contact element, and uses of the material
SI201231716T SI2673785T1 (sl) 2011-02-09 2012-02-09 Material za zagotovitev električno prevodnega kontaktnega sloja, kontaktni element s takim slojem, postopek za zagotovitev kontaktnega elementa in uporabe materiala
PCT/EP2012/052222 WO2012107524A1 (en) 2011-02-09 2012-02-09 Material for providing an electrically conducting contact layer, a contact element with such layer, method for providing the contact element, and uses of the material
US13/984,750 US20140102761A1 (en) 2011-02-09 2012-02-09 Material for providing an electrically conducting contact layer, a contact element with such layer, method for providing the contact element, and uses of the material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1150101A SE536911C2 (sv) 2011-02-09 2011-02-09 Material för att åstadkomma ett elektriskt ledande kontaktskikt, ett kontaktelement med sådant skikt, metod för att åstadkomma kontaktelementet, samt användning av materialet

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE1150101A1 SE1150101A1 (sv) 2012-08-10
SE536911C2 true SE536911C2 (sv) 2014-10-28

Family

ID=46638151

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE1150101A SE536911C2 (sv) 2011-02-09 2011-02-09 Material för att åstadkomma ett elektriskt ledande kontaktskikt, ett kontaktelement med sådant skikt, metod för att åstadkomma kontaktelementet, samt användning av materialet

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20140102761A1 (sv)
EP (1) EP2673785B1 (sv)
SE (1) SE536911C2 (sv)
SI (1) SI2673785T1 (sv)
WO (1) WO2012107524A1 (sv)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3020835B1 (fr) * 2014-11-17 2021-04-21 Omega SA Pièce d'horlogerie, de bijouterie ou de joaillerie comportant un composant réalisé dans un alliage à base de palladium
ITUB20153745A1 (it) * 2015-09-18 2017-03-18 Legor Group S P A Lega di argento con resistenza al ?tarnishing? migliorata e composizione di lega madre per la sua produzione

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2157933A (en) * 1938-08-06 1939-05-09 Mallory & Co Inc P R Silver-indium contact
DE2540956C3 (de) * 1975-09-13 1978-06-08 W.C. Heraeus Gmbh, 6450 Hanau Goldlegierung als Werkstoff für elektrische Kontakte
DE2637490C2 (de) * 1976-08-20 1978-08-31 W.C. Heraeus Gmbh, 6450 Hanau Silber-Palladium-Legierung für elektrische Kontaktzwecke
DE2637807C3 (de) * 1976-08-21 1981-11-19 W.C. Heraeus Gmbh, 6450 Hanau Verwendung einer Gold-Legierung für Schwachstrom-Kontakte
DE2940772C2 (de) * 1979-10-08 1982-09-09 W.C. Heraeus Gmbh, 6450 Hanau Elektrischer Schwachstromkontakt
JPS6050857B2 (ja) * 1981-06-23 1985-11-11 日本歯研工業株式会社 鋳造体の鋳肌が黒変しない低カラツト耐食性金合金
US4785137A (en) * 1984-04-30 1988-11-15 Allied Corporation Novel nickel/indium/other metal alloy for use in the manufacture of electrical contact areas of electrical devices
JP2834550B2 (ja) * 1989-08-02 1998-12-09 古河電気工業株式会社 小電流領域用摺動電気接点材料とその製造方法
DE3932535C1 (en) * 1989-09-29 1990-07-26 W.C. Heraeus Gmbh, 6450 Hanau, De Electrical socket connector - includes 2 contact carriers and contact layer having silver prim section and sec. section of silver alloy contg. tin
US6007889A (en) * 1998-06-22 1999-12-28 Target Technology, Llc Metal alloys for the reflective or the semi-reflective layer of an optical storage medium
SE513175C2 (sv) 1998-11-30 2000-07-24 Abb Ab Elektriskt kontaktelement
DE10025107A1 (de) * 2000-05-20 2001-11-22 Stolberger Metallwerke Gmbh Elektrisch leifähiges Metallband und Steckverbinder
JP2003217375A (ja) * 2002-01-21 2003-07-31 Sumitomo Electric Ind Ltd 電気接点およびそれを用いたブレーカー
US7572517B2 (en) * 2002-07-08 2009-08-11 Target Technology Company, Llc Reflective or semi-reflective metal alloy coatings
JP2004192702A (ja) * 2002-12-10 2004-07-08 Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk 光記録媒体の反射膜用の銀合金
US6841012B2 (en) * 2003-04-29 2005-01-11 Steridyne Laboratories, Inc. Anti-tarnish silver alloy
DE10327336A1 (de) 2003-06-16 2005-01-27 W. C. Heraeus Gmbh & Co. Kg Legierung und deren Verwendung
KR100677805B1 (ko) * 2003-07-23 2007-02-02 샤프 가부시키가이샤 은 합금 재료, 회로 기판, 전자 장치 및 회로 기판의 제조방법
JP4379602B2 (ja) * 2003-08-20 2009-12-09 三菱マテリアル株式会社 半透明反射膜または反射膜を構成層とする光記録媒体および前記反射膜の形成に用いられるAg合金スパッタリングターゲット
TWI325134B (en) * 2004-04-21 2010-05-21 Kobe Steel Ltd Semi-reflective film and reflective film for optical information recording medium, optical information recording medium, and sputtering target
GB0507049D0 (en) * 2005-04-07 2005-05-11 Univ Sheffield Hallam Silvery alloy compositions
FR2893632B1 (fr) 2005-11-18 2008-01-25 Commissariat Energie Atomique Revetement a base d'argent resistant a la sulfuration, procede de depot et utilisation
JP4834022B2 (ja) * 2007-03-27 2011-12-07 古河電気工業株式会社 可動接点部品用銀被覆材およびその製造方法
US8136370B2 (en) * 2008-02-15 2012-03-20 American Bullion Investment Company, Inc. Silver-palladium alloy
US20110151276A1 (en) 2008-07-07 2011-06-23 Sandvik Intellectual Property Ab Anti tarnish silver alloy
US20100209287A1 (en) * 2009-02-18 2010-08-19 Charles Bennett Tarnish resistant low gold and low palladium yellow jewelry alloys with enhanced castability

Also Published As

Publication number Publication date
CN103348416A (zh) 2013-10-09
EP2673785A1 (en) 2013-12-18
EP2673785B1 (en) 2019-10-02
US20140102761A1 (en) 2014-04-17
SE1150101A1 (sv) 2012-08-10
WO2012107524A1 (en) 2012-08-16
SI2673785T1 (sl) 2020-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101927599B1 (ko) Ag 합금 스퍼터링 타겟 및 Ag 합금막의 제조 방법
Satizabal et al. Microstructural array and solute content affecting electrochemical behavior of SnAg and SnBi alloys compared with a traditional SnPb alloy
JP2014040675A5 (sv)
CN102575369A (zh) 电气元件的制造方法和电气元件
RU2016108818A (ru) Сверхпроводник и способ его изготовления
CN103451689B (zh) 铜系材料的制造方法及由该方法制造的铜系材料
JP2013133489A (ja) Cu合金スパッタリングターゲット、この製造方法及び金属薄膜
Mohanty et al. The effect of alloying element gallium on the polarization characteristics of Pb-free Sn–Zn–Ag–Al–XGa solders in NaCl solution
WO2015002130A1 (ja) 電磁波シールド用金属箔、電磁波シールド材、及びシールドケーブル
JP6172811B2 (ja) Ag−Sn合金めっき液及び電子部品の製造方法
WO2006132410A1 (ja) 電極、配線及び電磁波遮蔽用の銀合金
Fima et al. Wetting of Cu by Bi–Ag based alloys with Sn and Zn additions
KR102247644B1 (ko) 구리계 브레이징 재료 및 브레이징 재료의 용도
SE536911C2 (sv) Material för att åstadkomma ett elektriskt ledande kontaktskikt, ett kontaktelement med sådant skikt, metod för att åstadkomma kontaktelementet, samt användning av materialet
TW201715054A (zh) 電子零件用積層配線膜及被覆層形成用濺鍍靶材
TWI576454B (zh) Spraying target for forming wiring film and coating layer for electronic parts
JP5903625B2 (ja) はんだ材料
CN104684247B (zh) 印刷配线板及其制造方法
US9199340B2 (en) Solder material and bonded structure
CN104668806B (zh) 焊锡接合材料及其制造方法
Fujiwara et al. Composite plating of Sn–Ag alloys for Pb-free soldering
Xin et al. Microstructure evolution, IMC growth, and microhardness of Cu, Ni, Ag-microalloyed Sn–5Sb/Cu solder joints under isothermal aging
JP5927744B2 (ja) Ag合金導電膜及び膜形成用スパッタリングターゲット
CN110103584B (zh) 老化测试插座用表面处理金属材料、插座用连接器及插座
JP6011700B2 (ja) Cu合金スパッタリングターゲット、この製造方法