Stromdichteverteilung innerhalb realer elektrischer Kontakte in Abhängigkeit von der Kontakttopographie und Normalkraft

Konferenz: Kontaktverhalten und Schalten - 21. Fachtagung Albert-Keil-Kontaktseminar
28.09.2011 - 30.09.2011 in Karlsruhe, Germany

Tagungsband: Kontaktverhalten und Schalten

Seiten: 8Sprache: DeutschTyp: PDF

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Autoren:
Leidner, Michael (Tyco Electronics AMP GmbH Speyer, Deutschland)
Schmidt, Helge (Tyco Electronics AMP GmbH Bensheim, Deutschland)
Myers, Marjorie (TE Connectivity Harrisburg, USA)

Inhalt:
Die Stromdichteverteilung im Interface zweier ideal glatter sphärischer Kontaktpartner besitzt ein ringförmiges äußeres Maximum. Mit steigender Oberflächenrauheit bilden sich Bereiche hoher Stromdichte auch im Innern der resultierenden Kontaktfläche, wobei die Tendenz zu erhöhten Stromdichten im Außenbereich bestehen bleibt. Dieser Effekt kann mittels einer 3D Simulations-Visualisierungstechnik vorhergesagt und experimentell bestätigt werden. Hierzu wird eine infrarotoptische Kamera verwendet, welche die im Interface entstehende Wärme in Folge der Ohmschen Verlustleistung direkt im Kontaktinterface abbildet. Durch einen Strompuls wird eine Kamera getriggert, deren Fokusebene genau mit der Grenzschicht eines Kohlenstoff / Gold beschichteten Silizium Wafers, der mit einem entsprechenden Gegenkontakt gepaart ist, übereinstimmt. Die Resultate werden benutzt, um Topographieeinflüsse auf die Stromdichteverteilung zu visualisieren. Ein weiterer Fokus dieser Arbeit ist die weitere Entwicklung des Simulationsalgorithmus und des experimentellen Aufbaus, um, basierend auf unterschiedlichen Kontaktparametern, eine verbesserte Vorhersage der thermischen und elektrischen Charakteristik realer Kontaktstellen machen zu können.