[发明专利]电接触涂层

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于导电基体的电接触涂层，特别是用于电动或混合动力机动车中的高温应用的，优选由铜、铜基合金制成的基体或镀铜基体。进一步地，本发明涉及一种特别地用于高电压或汽车领域的用于高温应用的电气或机电接触装置。此外，本发明涉及一种电气、电子和/或电-光学连接器，特别地一种特别地在高电压和/或高电流领域的用于高温应用的插入连接器或连接装置。此外，本发明涉及将铜或含铜层用于涂层的使用，特别地电接触涂层，优选用于高温应用。

背景技术

在电气工程和电子领域，大量的电插座(socket)和/或插销(pin)连接器-在以下称为电(插入)连接器，配合(插入)连接器或(配合)连接装置-已知以最大可能范围的电流、电压、频率和/或数据速率传输电流、电压和/或信号。特别地在汽车领域和高电压或高电流领域，这些连接器必须保证在短时间和/或永久地在温暖的、有可能是热的、被污染的、潮湿的和/或化学腐蚀性的环境中非常令人满意地传输电力、信号和/或数据。由于这些连接器的广泛使用，已知有大量特别配置的插座连接器和/或插销连接器。

这种电连接器或它们的壳体可设置在电线、电缆、电缆束或电气装置上，比如在壳体上/中或者电气或电子装置的印刷电路板上；在后面的情况下，通常使用术语“(配合)连接装置”。如果连接器置于电线或电缆上，通常使用术语“浮动(插入)连接器(flying(plug-in)connector)”或“插接件”或“耦接件”；如果其置于电气/电子装置上/中，通常使用术语“集成插接件”或“(集成)套管(bush)”。进一步地，配合连接器也经常被成为插接孔，特别是当配合连接器具有支撑颈圈时，该支撑颈圈用来确保插入连接器和配合连接器即插接孔之间的更稳固的连接。在高电压和高电流技术领域，在相关的连接件领域，通常使用术语“电缆接头(cable fitting)”和“阳电缆连接器”。

因此，给电池供应电流的连接器或耦接头是需要的，例如用于充电站和/或在电动或混合动力机动车中的向前电接触。因此，需要例如用于供电设备的电连接器，例如车库中、停车场或壁面上的暗线箱，或用于电力和混合动力机动车的充电桩，借助它们可以将机动车辆的电池充满电。为此，电连接器，其可能被机械地加压在其接触装置的区域中，再次必需能够永久和牢固地连接，以及在升高的温度下必需确保非常令人满意地传输充电电流和其它用于控制电池的充电工作的电气或电子信号。

由于数据传输的高需求是实际上每个工业分支的重要组成部分，例如计算机业或汽车工业，因此数据传输变得越来越重要。在此，除了电连接器之外，广泛的产品范围的电-光学连接器是需要的，其必需确保甚至在相对高和高温下的高的数据传输率。因此，例如在机动车辆中娱乐和资讯信息通过电还可能经由光学总线进行交换。对于这些和其他的电和/或光学数据传输技术，连接器或连接装置是需要，其在电气上和/或光学上永久且牢固地耦接或连接电和/或光电子元件在一起。

对于电压高于1kV的电缆附件而言，在高温下的高耐久力是必须的。因此，在特别地不是SF₆气体绝缘的电缆连接件或电缆接头的情况下，必须注意电接触区域的电性能不能随时间发生改变或仅发生轻微改变，同时必须在连接装置之间建立随着岁月推移永久可靠的高效电连接。用于中压和高压应用的电缆接头，例如屏蔽(直角)插接件和(插入)连接器接头，在接头体中，通常具有形成为螺纹销或接触销的电接触装置，该装置与高压电缆的导体连接件电接触及机械接触。

为了连接器和与之配合的配合连接器之间好的电过渡，所述连接器和/或配合连接器通常涂覆有接触元件。这种接触涂层通常由外层的银(由于其优异的导电性)做成并且在它下面具有镍层。在相对较高或较高的温度下，可能超过180-200℃，所述接触元件的接触涂层在一段时间后会有分层的趋势。这是由于大气中的氧扩散穿过银层到达镍层而发生的，使得镍层的氧化，导致分层，即银层从镍层上分离。这就是对于电气或混合动力机动车的连接器在例如约180℃下仅在200小时后现有层厚度的情形。

US2009/0017327A1披露了一种用于电接触集成电路的引线框以及一种铜构成的用于点接触的机电接触元件。为了防止铜腐蚀，引线框和接触元件在每种情况下都具有外部的锡防腐保护层，并提供一镍阻挡层以阻止铜基体和锡层之间的相互扩散。为了防止引线框上的锡起毛，在铜基体和锡层之间提供一银层。为了防止接触元件的接触腐蚀，在镍阻挡层上提供一铜牺牲层，以及在此为氧化层，其中氧化层可包括氧化银。

发明内容