带有掺杂镀层的接触端子 【技术领域】
本发明涉及一种电接触端子，为了改进工作性能和可靠性其在镀层的镀料中带有掺杂添加剂。
背景技术
由于价格低以及对于许多应用的满意可靠性，在电接触端子中通常使用镀锡铜基合金。镀锡电触点还用作为插入拔出循环次数有限的插入式可分开触点，例如印刷电路板触点和插销-插座触点。
镀锡接触端子的主要退化进程是由于机械振动或者热致运动导致的磨损。磨损引起接触面的不断氧化并且从而减小可使用的导电面积并增加接触电阻。当几乎所有的接触面都被氧化覆盖时会造成接触电阻的急剧增加，并且实际中会出现故障。周知加大接触负载以便提高电稳定性并且推迟出故障的时间。但是，这会造成更贵的机械设计并且还要求加大插入力。
【发明内容】
本发明的目的是通过减小和现有技术关联的磨损负面影响改进镀锡接触端子的性能。本发明的本质特征在附属的权利要求书中列出。
依据本发明一种电接触端子具有由导电率良好材料的金属做成的基底，该基底镀上含有至少一种掺杂添加物的镀层。利用该带有掺杂添加剂的镀覆材料，该镀层的电稳定性得到改进。在本发明地优选实施例，基底由铜或铜基合金做成，镀层由锡做成而掺杂添加剂为磷。磷量在0.05到2.0原子百分比的范围，最好在0.1到0.25原子百分比的范围。
本发明的该优选实施例的思想是锡中的数量有限的磷会在三方面上起作用。这三个方面一起会明显改善电稳定性，同时可以保持低的接触负载。这三个方面如下：
1.由于磷的去氧化特性，磷会限制在二个滑动表面的界面上形成氧化锡。
2.所形成的氧化锡磷比纯氧化锡更脆从而更容易擦掉。由此，为达到无氧的接触点，只需低得多的接触负载。
3.通过磷掺杂添加剂二个表面之间原始形成的氧化锡变成导电的。
在本发明的另一实施例中，掺杂添加剂是锑、锌和钴中至少二种的组合。此外，在本发明的一实施例中接触端子中的基底是用铝或铝基合金做成的。
【附图说明】
参照以下附图更详细地说明本发明，附图中：
图1示出把磷作为添加剂测量额定负载为5N下接触电压下降10mV所需时间的磨损试验结果，
图2示出把磷作为添加剂接触电压下降随时间变化的磨损试验结果。
【具体实施方式】
把磷作为镀层中的掺杂添加剂的本发明在试验台上进行磨损试验。所述试验台包括一个电子控制振动器和一个测量系统。在磨损试验之前所有触点受到一次长滑动冲程以便擦掉原始表面层。在磨损试验期间，触点遭受直流2A的电流负载以及频率为100Hz振幅为20微米的机械振动。施加5N和10N的额定负载。在接触电压超过70mV后才中断试验。
除了纯锡外，通过铸条制造十种不同的锡磷合金。在磨损试验之前使所有样本得到新表面。通常接触电压从低电平缓慢增加，达到一电平后增加开始加速并且最后急剧上升超过锡的软化和熔化电压，从而造成不稳定电接触。
为了评估磨损期间磷对电稳定性的影响，根据以下方面评估磨损试验结果：
1.在5N接触负载情况下接触电压下降10mV所需的时间。
2.10N接触负载下1500秒(150000磨损循环)后的接触电压。
图1示出5N额定负载情况下达到10mV接触电压下降的时间。根据图1，和纯锡样本相比，带有0.1以上到2的原子百分比的磷的锡通常在明显增加的时间后才变成不稳定。
图2示出当施加10N额定负载时对含0.4原子百分比以及1.6原子百分比的磷和纯锡相比较的接触电压下降随试验时间的变化。掺磷的锡样本和纯锡样本之间的不同是明显的。锡磷样本的低且稳定的接触电阻是得到大的(gross)熔接接触点的结果。附加试验表明，为使纯锡达到大的熔接接触点至少需要施加三倍的接触负载(本试验条件下为30N)。