Interview zur Oberflächentechnologie

»Es ist nicht alles Gold, was glänzt!«

29. April 2016, 10:16 Uhr | Corinna Puhlmann-Hespen
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Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Tabelle zu den Vor- und Nachteilen der Oberflächenbeschichtungen

Auf einem Blick

Die Vor- und Nachteile der Oberflächenbeschichtungen

(Ni)(Vorsilber/Silber/(Passivierung)

Vorteile

Nachteile

relativ preiswert (Vergleich zu Au)

teuer (im Vergleich zu Sn)

höhere Härte mit Ag-Legierungen, wie AgSb, realisierbar

Ag ist weich; höherer Verschleiß

Erhöhung des Zeitstandverhaltens durch Passivieren

Ag läuft an; der Übergangswiderstand steigt stark an

Ni: hochschmelzend, deshalb Diffusionssperre für Verunreinigungen aus dem Grundmaterial; Schichtwiderstand bleibt lange erhalten

Die Ni-Zwischenschicht leitet schlechter als der Grundwerkstoff und die Silberschicht.

VorAg: verbessert die Haftung der Schicht

Bei Druckbelastung können Whisker entstehen.

Passivierung: nimmt das Anlaufen mit einer nicht sichtbaren Schicht mit nicht zu hohem Übergangswiderstand vorweg

Silber neigt zur Migration in Kunststoffen.

 

Sn 100; CuSn; NiSn; CuNiSn

Vorteile

Nachteile

Preiswert

teuer (im Vergleich zu Sn)

sehr weich; Die Kontaktspur reibt sich beim wiederholten Stecken wieder frei.

Sehr weich, Schicht verformt sich.

Ni: hochschmelzend, deshalb Diffusionssperre für Verunreinigungen aus dem Grundmaterial; Schichtwiderstand bleibt lange erhalten

Bei der normalen Korrosion bildet sich auf der Oberfläche SnO2 (Zinnstein). Der alchimistische Name sagt schon, dass das Oxid sehr hart ist. Es schiebt sich bei mehreren Steckvorgängen zusammen und führt bei >25 Steckungen zum Abheben des Kontakts.

Cu: verbessert die Haftung der Schicht

Die Ni-Zwischenschicht leitet schlechter als der Grundwerkstoff und die Silberschicht.

 

Bildet auf Kupfergrundmaterial, insbesondere bei Temperaturbelastung, Kristalle einer sehr harten intermetallischen Verbindung Cu5Sn6; bei feuerverzinnten Bauteilen entsteht die Verbindung schon bei der Beschichtung.

 

Bei Druckbelastung können Whisker entstehen.

 

Ni

Vorteile

Nachteile

Preiswert

läuft mit der Zeit an und erhöht den Übergangswiderstand.

hartes Metall; praktisch keine Kontaktverformung

 

Ni: hochschmelzend, deshalb Diffusionssperre für Verunreinigungen aus dem Grundmaterial; Schichtwiderstand bleibt lange erhalten

Bei der normalen Korrosion bildet sich auf der Oberfläche NiO. Das Oxid ist nichtstöchiometrisch zusammengesetzt und deshalb halbleitend.

Cu: verbessert die Haftung der Schicht

Die Ni-Zwischenschicht leitet schlechter als der Grundwerkstoff und die Silberschicht.

 

Bildet auf Kupfergrundmaterial, insbesondere bei Temperaturbelastung Kristalle einer sehr harten intermetallischen Verbindung Cu5Sn6; bei feuerverzinnten Bauteilen entsteht die Verbindung schon bei der Beschichtung.

 

Cu/(Ni)/AuCo

Vorteile

Nachteile

Hervorragende Standzeit des Kontaktes; keine Korrosionsprodukte auf der Oberfläche.

teuer

Die weiche Goldschicht ist mit der Co-Legierung härter.

Die Leitfähigkeit ist gegenüber dem reinen Gold infolge der Legierungsbildung etwas geringer.

Ni: hochschmelzend, deshalb Diffusionssperre für Verunreinigungen aus dem Grundmaterial; Schichtwiderstand bleibt lange erhalten

Die Ni-Zwischenschicht leitet schlechter als der Grundwerkstoff und die Goldschicht.

Cu: verbessert die Haftung der Schicht

 

 

Nistrike/NiP 11/AuCo

Vorteile

Nachteile

Preiswert durch dünne AuCo-Schicht

teuer als Ni/AuCo

Sehr harte Unterschicht (metallisches Glas) unter der weichen AuCo-Schicht. Deshalb praktisch keine mechanischen Kontaktveränderungen.

Die NiP-Zwischenschicht leitet deutlich schlechter als der Grundwerkstoff und die Silberschicht.

NiP: hochschmelzend, deshalb Diffusionssperre für Verunreinigungen aus dem Grundmaterial; Schichtwiderstand bleibt lange erhalten

 

Nistrike: verbessert die Haftung der Schicht

 

Sehr niedriger Übergangswiderstand durch die nicht anlaufende Au-Leg.-Schicht.

 

Bei galvanischer Abscheidung etwas billiger als bei chemischer Abscheidung. Der »Strom aus dem Chemiesack« ist teurer als der aus der Steckdose.

 

 

Quelle: FMB Group


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  2. Tabelle zu den Vor- und Nachteilen der Oberflächenbeschichtungen

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