[发明专利]电接触元件及其产生方法

说明书

技术领域

本发明涉及产生如权利要求1的前序部分所述的电接触元件的方法。本发明还涉及如权利要求9的前序部分所述的电接触元件。

背景技术

电接触元件的要求是很多的并且是不同的。这样，接触元件可以例如用作插入式触头。在这种情形下，电接触元件要求能够通过尽可能小的插入力来重复地插入和拔出，而没有明显的接触电阻改变。首先，用于产生电气系统的电接触元件，例如防抱死制动系统(ABS)需要可靠地保证电接触并防止误连接。

从DE 10349584A1知晓一种接触元件。在其中公开的接触元件包括挤压配合触头，并且该文献提出通过提供具有层厚在0.1和0.8μm之间的外层的电接触元件来防止将挤压配合的管脚压入凹槽中时形成破损(chip)。

已知一种电接触元件，其具有由例如纯锡形成的接触表面，该电接触元件具有形成锡须的倾向。锡须会在电气组件中引起故障。

但是，减小层厚并不总是能防止须线的形成。仅仅是轻微的磨损和磨损的锡的累积都会引起产生须线。

发明内容

基于上述的已知的问题，本发明的一个目的是提供一种方法，通过该方法锡须的形成得以避免。本发明的另一目的是提供一种接触元件，该接触元件没有形成锡须的任何风险。

本发明的方法方面是通过权利要求1所述的方法实现的，其特征在于多层结构的热处理，该热处理使得位于多层结构的外层下面的层的至少一种元素扩散到所述外层中，并且所述热处理外层包括锡。根据本发明，扩散阻隔层施加到基材上，从而防止基材扩散到外层中。根据本发明的扩散阻隔层相应地用作扩散阻隔并防止外层与基材的元素形成合金。至少一个金属层施加到扩散阻隔层，由锡形成的至少一个层施加作为金属层。相应地，例如，要么仅纯锡层施加到扩散阻隔层，要么纯锡层和另一金属层被施加到扩散阻隔层。

根据本发明，多层结构包括扩散阻隔层，并且至少一个金属层被热处理，也就是优选地通过回火方法进行处理。多层结构的这种热处理使得至少一种元素扩散到外层中。作为根据本发明的热处理的结果，多层结构的外层实际完全被其下的层的至少一种元素渗透并因此形成至少两种金属元素。外层优选地进行热处理以使得其单独形成或者实际上仅形成至少两种金属元素，也就是，作为扩散的结果，位于外层下面的层中的元素完全或者基本完全渗透外层直达该层的表面。作为至少两种金属元素的相关的混合的结果，可靠地防止形成锡须。在外层上形成合金通过适当的合金组分额外地提供增大连接器元件的表面的耐磨性的可能性。热处理的温度和持续时间依赖于用于形成金属层的金属和待实现的层厚。

扩散到外层中的元素可以例如来自扩散阻隔层。

优选地，获得在整个多层结构中的热促进扩散。这样，热处理外层得以形成，其包括具有锡和至少一种其它金属元素的混合物。热处理外层相应地不是纯锡层，从而有效地防止形成锡须的危险。

根据本发明的方法的优选的示例性实施例，外层完全与至少一种元素形成合金直达表面。热处理优选地进行为使得存在于下层中的元素扩散直达外层的表面，也就是在外层的整个厚度之上。生成的锡合金层可以由混杂晶体、混晶或者金属间化合物组成。

根据该本发明的方法的一个进一步优选的改进方式具有至少两个金属层，其由施加到扩散阻隔层的不同金属形成，并且层的元素通过扩散混合在一起。除了锡层之外，根据该优选的实施例，另一金属层相应地施加到扩散阻隔层。锡层不必被施加作为外层。关键的因素仅仅在于，热处理外层包括锡和至少一种其它的金属元素。各金属层分别施加到扩散阻隔层。这可以是作为物理气相淀积(PVD)、化学汽相淀积(CVD)、周期性反向电镀等的结果发生。各个层优选地形成为具有相互平行的平层的夹心结构。交替施加的不同金属层的数量由期望的意在的应用或者期望的层厚确定。通过随后的热处理，金属层优选地被完全合金化，以便通过混合锡和至少一个其它的金属元素而提供形成在扩散阻隔层上的外层。取决于所用的元素，中间层可以例如形成在获得的外层和扩散阻隔层之间，该中间层由金属层的元素和扩散阻隔层的元素的混合物形成。

根据一个优选实施例，外层由锡形成。施加的锡外层特别地纯锡外层通过热处理的影响而通过扩散与至少一种其它元素混合。作为热处理的结果，锡层完全与至少一种其它元素合金化，由此不是由纯锡构成的外层得以获得，其没有形成须线的倾向。