Zinn, Silber und Gold-Kobalt werden heute als Beschichtungen für Steckverbinder bei Umgebungstemperaturen bis 160 Grad C eingesetzt. Sie werden über die Feuerverzinnung oder durch elektrolytische Abscheidung aufgebracht und erfüllen die kontaktphysikalischen Anforderungen. Bei Anwendungen in der Automobilindustrie werden zunehmend Sensoren und damit Verbindungsstellen in der Nähe des Motorblocks oder des Abgassystems eingebaut. Die Funktionalität dieser Kontaktelemente, muß deshalb bei Temperaturen bis zu 200 Grad C über die gesamte Lebensdauer des Fahrzeugs gewährleistet sein. Bei AuCo-beschichteten Steckverbindern liegt die maximale Einsatztemperatur bei ca. 160 Grad C, da oberhalb dieser Temperatur die Segregation von Co zu einem Anstieg des Kontaktübergangswiderstandes führt. Bei verzinnten Beschichtungen erweicht die Sn-Schicht bereits ab 180 Grad C. Mit dem vermehrten Einsatz von 42-V-Anwendungen werden auch Lösungen gesucht, die bei kurzeitiger Einwirkung eines Lichtbogens ihre Kontakteigenschaften behalten. In der Veröffentlichung werden innovative Lösungen für Kontaktschichten in Hochtemperaturanwendungen vorgestellt. Bei 200 Grad C oxidieren alle unedlen Metalle an Luft. Bei reinen Au-Schichten tritt an der Kontaktstelle bekanntlich eine Kaltverschweißung auf. Es wurden Legierungen aus dem System AuPt und AgW untersucht. Das Kaltverschweißen wird durch das Legieren mit Pt verhindert. Die Auswirkung eines kurzzeitigen Lichtbogens wird durch W vermindert. Die Kontakteigenschaften dieser Schichten sind über die gesamte Lebensdauer stabil. Zusätzlich verbessert eine Ag-Zwischenschicht die Duktilität des Schichtsystems und unterdrückt die Diffusion von Cu aus dem Basismaterial. Die Ergebnisse nach Auslagerung bei 200 Grad C über 1000 und 3000 Stunden und das Verhalten bei 42 V werden im Folgenden vorgestellt.
PVD-Beschichtungen und ihre Anwendungen für Steckverbinder
PVD coatings and their applications for plug-and-socket connections
2003
8 Seiten, 4 Bilder, 7 Tabellen, 20 Quellen
Conference paper
German
Kraftfahrzeugelektrik , Steckverbindung , Steckvorrichtung (elektrisch) , Temperaturbeständigkeit , Temperaturwechselbeständigkeit , physikalisches Aufdampfen , Kontaktwerkstoff , Goldlegierung , Platingoldlegierung , Silberlegierung , Wolframzusatz , Schaltlichtbogen , Langzeitverhalten , Elektromigration
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