具有金涂层的接触元件的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种用于生产如权利要求1中所要求的电接触元件的方法和如权利要求6中所要求的通过所述方法生产的接触元件。
[0002]这种类型的接触元件经常使用于插入式连接器的绝缘元件中。电导体、例如通过所谓的压接技术电连接到接触元件。接触元件可以配置为针式接触件或插座接触件的形式。配备有这样的接触元件的插入式连接器经常使用在汽车行业中并且因此处于特定的成本压力下。
【背景技术】
[0003]由于含镉的盐和溶液被列为对健康有害和危险，并且部分地列为有毒，这样的涂层在多年前已被列为不符合RoHS要求。
[0004]如果在涂覆方法中使用的金合金浴是无镉的，则所生产的顶层的硬度和耐磨损性通常较低。
[0005]接触元件的基体材料经常由有色金属合金构成。有色金属合金例如是铜或铜合金或钢。
[0006]在电镀涂覆方法的情况下，基体材料也被称为基底。基底经常由包括金、银和具有小于1.0 %，通常小于0.5 %的合金元素的合金、例如金-钴或金-镍的电镀层覆盖。虽然在现有技术中使用的这些层具有所需的导电性，但它们的缺点在于其非常柔软和磨损迅速。
[0007]EP I 260 609 A1、US 2005/0196634 Al和US 5 858 557分别公开了覆盖有金或金合金层的基底。其中提出的用于生产这样的金或金合金层的方法要么太贵，要么生产耐磨性过低的层。
【发明内容】
[0008]本发明的目的是提出一种用于生产电接触元件的方法，其是成本有效的以及环境友好的，尽管如此还提供机械和热稳定的以及在高插拔循环情况下还具有良好的耐磨性的接触元件。
[0009]该目的通过权利要求1的特征部分来实现。
[0010]本发明的有利实施例在从属权利要求中给出。
【具体实施方式】
[0011]根据本发明的接触元件的基体或基体材料由金属基底构成。
[0012]该金属基底有利地是铜或铜合金或钢。这些材料已被证明是特别适用于以下方法。
[0013]基底首先进行去污。去污可以通过冷和/或热和/或电解工艺(方法步骤a)实现。
[0014]然后，将基底的去污表面活化(方法步骤b)。活化可任选在镍冲击浴(Nickel-Strike-Bad)、在含氟化物的活化溶液中或在无氟化物的活化溶液中实现(方法步骤b1、bi1、biii)。
[0015]在下面的工作步骤中，在活化的表面上电镀沉积中间层(方法步骤c)。这优选为镍层、镍合金层或铜合金层(方法步骤c1、ci1、ciii)。
[0016]然后可以将金合金层电解沉积于中间层上(方法步骤d)。
[0017]该方法的主要优点在于，根据本发明的硬质金合金非常坚硬、热稳定和抑制粘附。它还表现出很好的磨损性能、即低磨损值、以及同时表现出有利摩擦的行为、即低摩擦系数，这导致低的插拔力。
[0018]接触元件的涂层性能、例如耐磨损性(使用寿命磨损)通过所谓的插拔循环测试来评定，其中，根据标准DIN-EN-60512_9_3和DIN-EN-60603-2进行接触电阻测量。
[0019]已经令人惊奇地发现，不仅根据本发明的涂层满足接触元件的电气和机械性能的要求，而且由于耐磨损性的增加，相比可比的市售接触元件，接触件的使用寿命增加。
[0020]相比低合金的金-钴或金-镍涂层，根据本发明的涂层具有相对高的硬度。硬度在250HV和450HV之间，但优选在300HV和400HV之间。HV表示根据已知的维氏硬度试验的硬度值。
[0021]在这里提出的涂层可以优选通过电沉积和特别是通过连续电流或脉冲电流的方法而容易并且成本有效地沉积。在这里已被证明0.3和0.6A/dm2之间的电流密度是特别有利的。
[0022]金合金层优选由电解液在55和80°C(摄氏度)之间、但特别优选在60°和75°C之间的温度下沉积。此处的沉积速率在每分钟0.2和0.6微米(微米)之间，但优选在每分钟0.3?
0.4微米之间。
[0023]金合金层的电解沉积(方法步骤d)有利地在水性金浴中进行，该金浴所具有的组分为:4-6g/L(克每升)的金、50-60g/L的铜、0.5_1.0g/L的铟、22_30g/L的氰化钾，pH值9.5-1lo
[0024]当层厚度在0:05μηι和3μηι之间、优选在0.Ιμ??至I.0μηι之间时，产生非常良好的耐磨性和耐磨损性。
[0025]该基底优选仅部分涂覆有金合金。局部涂层可以容易地通过上述的涂覆方法来实现。这样可以节省材料。局部涂层通常以此方式实现:至少形成所谓的接触面的表面区域被涂覆。
[0026]如上面已经概述的，电接触元件、诸如接触针或接触弹簧例如可以通过根据本发明的硬质金涂层在电气工业中得到有效地保护而防止磨耗或磨损。在涂层中的差异可以由插拔循环来量化。因此，在电子元器件的测试过程中可以避免功能中断。在这方面，硬质金涂层的选择在此方面也可以确保良好的电接触。
[0027]可以通过在接触元件的顶层中的金的比例对电导率进行调整。对各种应用可以对涂层的导电性进行优化。如果金含量优选在50 %和98 %之间、但特别优选在65 %和80 %之间，则可以提供特别广泛的应用领域。
[0028]这种类型的接触元件具有在0.6和0.75mΩ(毫欧姆)之间的接触电阻。
【主权项】
1.一种用于生产电接触元件的方法，该接触元件的基体由经历以所列顺序执行的下列方法步骤的金属基底形成: a.所述基底的冷和/或热和/或电解去污； b.所述基底的表面活化: .1.在镍冲击浴中进行，或 ?.在含氟化物的活化溶液中进行，或 m.在无氟化物的活化溶液中进行； C.中间层的电镀沉积: .1.涂覆的所述中间层为电镀沉积的镍层，或 ?.镍合金层，或 ii1.铜合金层； d.以连续和/或脉冲电流的方法电解沉积金合金层，其中，电流密度在0.3和0.6A/dm2之间。2.根据前述权利要求之一所述的用于生产电接触元件的方法，其特征在于，在存在电解液的情况下，进行所述金合金层的沉积，除了金之外，该电解液还包括至少另一组分、如铜和/或镍和/或钴和/或银和/或铂和/或钯和/或铟和/或铑和/或铱和/或钌和/或硼和/或碳和/或硅和/或磷和/或砷和/或铁和/或锌。3.根据前述权利要求之一所述的用于生产电接触元件的方法，其特征在于，在所述金合金层中，元素金和铜具有至少90 %的比例。4.根据前述权利要求之一所述的用于生产电接触元件的方法，其特征在于，所述硬质金合金包含50至98重量％的金、0.5-40重量％的铜和O至20%的其它合金成分。5.根据前述权利要求之一所述的用于生产电接触元件的方法，其特征在于，金合金层的所述电解沉积(方法步骤d)在水性金浴中进行，所述金浴所具有组分:4-6g/L的金、50-60g/L 的铜、0.5-1.0g/L 的铟、22-30g/L 的氰化钾，pH 值 9.5-11。6.一种电接触元件，其由根据权利要求1中所述的方法制造。7.根据权利要求6所述的电接触元件，其特征在于，所述基底由铜或铜合金或钢构成。8.根据权利要求6或7所述的电接触元件，其特征在于，所述金合金层的层厚度在0.05μm和3μηι之间，优选在0.Ιμπι和1.Ομπι之间。9.根据权利要求6至8中的任一项所述的电接触元件，其特征在于，所述金合金层具有250HV到450HV之间、优选从300HV到400HV之间的硬度。10.根据权利要求6至9中的任一项所述的电接触元件，其特征在于，所述基底仅仅部分设置有金合金层。11.根据权利要求6至1中的任一项所述的电接触元件，其特征在于，所述接触元件的接触电阻在0.6和0.75m Ω之间。
【专利摘要】本发明涉及一种用于生产电接触元件的方法，该接触元件的基体由经历以所列顺序执行的下列方法步骤的金属基体形成：a.基体的冷和/或热和/或电解去污；b.活化基体的表面：ⅰ在镍冲击浴中进行，或ⅱ在含氟化物的活化溶液中进行，或ⅲ在无氟化物的活化溶液中进行；c.电镀沉积中间层：ⅰ所施加的中间层为电镀沉积的镍层，或ⅱ镍合金层，或ⅲ铜合金层，被施加为中间层；d.以连续和/或脉冲电流的方法将电解沉积金合金层，其中，电流密度为0.3和0.6安培/分米2之间。
【IPC分类】C25D5/12, C25D5/34, C25D3/58, H01R43/16, H01R13/03
【公开号】CN105518186
【申请号】CN201480047653
【发明人】F·布罗德, A·马约若维奇
【申请人】哈廷股份两合公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2014年7月4日
【公告号】DE102013109400A1, EP3039173A1, US20160168741, WO2015027982A1