SnAg Beschichtung für die Einpresstechnik

Konferenz: Kontaktverhalten und Schalten - 22. Fachtagung Albert-Keil-Kontaktseminar
09.10.2013 - 11.10.2013 in Karlsruhe, Deutschland

Tagungsband: Kontaktverhalten und Schalten

Seiten: 8Sprache: DeutschTyp: PDF

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Autoren:
Moser, Manfred (Robert Bosch GmbH, Geschäftsbereich Automotive Electronics, Stuttgart, Deutschland)

Inhalt:
Bei Rein-Sn-basierten Oberflächen auf Einpressverbindungen an Steckverbindern treten im ppm-Bereich lange Sn-Whisker (>1500Mikrometer Länge) auf, die über elektrische Kurzschlüsse zu 0km- und Feldausfällen führen können. Betroffen sind alle bei Robert Bosch bekannten Einpresskontakte mit Rein-Sn-Oberflächen in Kombination mit bleifreien iSn-LP, wie sie bei Bosch für die Einpresstechnik verwendet werden. Stichversuche zeigen, dass auch iAg- und HAL-LP (mit reduzierter Whiskerneigung) betroffen sind. Um die Entstehung langer, elektrisch schädlicher Sn-Whisker, an den Einpresskontakten zu vermeiden, wurden SnAg-Beschichtungen auf allen bei Bosch verwendeten Designs von Einpresskontakten untersucht. Gemeinsam mit Galvanikunternehmen wurde ein Beschichtungsverfahren zur simultanen Abscheidung von SnAg (Silbergehalte in der Schicht 40-73 %) auf gängigen Bandgalvanikanlagen qualifiziert und freigegeben. Die Erstapplikation im Erzeugnissegment Airbag ging im August 2011 bei einem namhaften deutschen Fahrzeughersteller erfolgreich in Serie. Das Auftreten von Sn-Whiskern bei Sn-basierten Systemen für Einpressverbindungen (iSn auf LP und/oder Reinzinn auf Pin) lässt sich physikalisch bedingt nicht vollständig verhindern. Durch die Kontaktnormalkraft ausgelöster Stress (Stresslevel und Gradient) in der Einpressverbindung erzeugt im Bereich des abgeschabten Materials aus dem Einpressprozess Druckspannungen und -gradienten, die Sn-Whisker austreiben können. Alle bisher bekannten Maßnahmen zielen deshalb auf die Begrenzung der Sn-Whisker auf ein verträgliches Maß (Sn-Whisker-Mitigation). Sn-Whiskersichtungen an Einzelpin- und Steuergeräten bestätigen dem entwickelten Schichtsystem eine sehr gute Sn- Whiskermitigierung mit max. Längen (min. Loch) < 200 µm.