Elektrische Kontakte übernehmen in elektrischen und elektronischen Geräten die Aufgaben des Ein- und Ausschaltens sowie der Stromübertragung und sind die Hauptkomponenten zum Ein- und Ausschalten elektrischer Schalter. Daher werden elektrische Kontakte auch als „Herzkomponenten" bezeichnet.
Der Kontaktwiderstand von
Kontaktnieten ist ein wichtiger Parameter zur Messung der Nietleistung. Eines der Hauptkriterien für den Ausfall elektrischer Kontakte ist, dass der Kontaktwiderstand einen bestimmten Wert überschreitet. Zu den Hauptfaktoren, die den Kontaktwiderstand von Kontaktnieten beeinflussen, zählen die Rauheit der Nietarbeitsfläche, Fremdkörper auf der Arbeitsfläche und anhaftendes Kupfer auf der Arbeitsfläche. Diese Einflussfaktoren stehen in engem Zusammenhang mit dem Polierprozess in der Nachbearbeitung. Der Artikel untersuchte die Auswirkungen zweier Polierprozesse auf den Kontaktwiderstand von flachen und sphärischen elektrischen Kontakten während der Produktion und diskutierte die Beziehung zwischen den beiden Polierprozessen und dem Kontaktwiderstand.
Aussehensanalyse
Abbildung 1 zeigt das Erscheinungsbild von flachen und sphärischen Kontaktnieten, die mit zwei Polierverfahren unter einem optischen Mikroskop betrachtet wurden. Kugelpolierte Nieten weisen eine matte Oberfläche auf, während mit Stahlnadeln polierte Nieten eine raue Oberfläche, jedoch mit einer etwas helleren Farbe aufweisen.
【Abbildung 1. (a) Kugelmahl- und Polierfläche F1; (b) Kugelmahl- und Polierfläche R1; (c) Stahlnadel-Polierfläche F2; (d) Stahlnadel-Polierfläche R2】
Abbildung 2 zeigt das Erscheinungsbild des Kontakts mit zwei Polierverfahren, beobachtet mit dem Keyence 400X. (a) und (b) zeigen, dass die kugelpolierte Oberfläche frei von sichtbarem Kupferstaub oder Fremdkörpern ist, während (c) und (d) nach dem Polieren mit Stahlnadeln geringe Kupferstaubrückstände aufweisen. Im Vergleich ergibt sich beim Kugelpolieren eine glattere Oberfläche. (a) und (c) zeigt, dass das Polieren mit Stahlnadeln das Erscheinungsbild von Flach- und Kugelnieten deutlich beeinflusst, Flachnieten weisen jedoch mehr Dellen und eine rauere Oberfläche auf.
【Abbildung 2. (a) Kugelmahl- und Polierfläche F1; (b) Kugelmahl- und Polierfläche R1; (c) Stahlnadel-Polierfläche F2; (d) Stahlnadel-Polierfläche R2】
Wie in Abbildung 3 gezeigt, ist beim Vergleich von Fremdkörpern, die mit SEM auf Proben mit zwei Polierprozessen gescannt wurden, das Erscheinungsbild nach den beiden Polierprozessen ähnlich, ohne offensichtliche Fremdkörper und mit ähnlichen Poliereffekten.
【Abbildung 3. (a) Kugelmahl- und Polierfläche F1; (b) Kugelmahl- und Polierfläche R1; (c) Stahlnadel-Polierfläche F2; (d) Stahlnadel-Polierfläche R2】
Beobachten Sie das Erscheinungsbild der Arbeitsfläche von Flach- und Kugelnieten bei den beiden Polierverfahren von Makro bis Mikro: Makroskopisch ist die Arbeitsfläche beim Kugelfräspolierverfahren flacher als beim Polieren mit Stahlnadeln, und der Einfluss des Polierens mit Stahlnadeln auf das Erscheinungsbild von Flachnieten ist größer als bei Kugelnieten, und sie ist rauer.
Rauheitsanalyse
Tabelle 1: Rauheit von vier Probenchargen
| Seriennummer |
Ra(μm) |
| F1 |
R1 |
F2 |
R2 |
| 1 |
0,283 |
0,332 |
0,596 |
0,381 |
| 2 |
0,236 |
0,246 |
0,508 |
0,448 |
| 3 |
0,188 |
0,295 |
0,525 |
0,354 |
| 4 |
0,215 |
0,483 |
0,474 |
0,370 |
| 5 |
0,182 |
0,376 |
0,57 |
0,326 |
| 6 |
0,209 |
0,352 |
0,543 |
0,352 |
| 7 |
0,235 |
0,335 |
0,510 |
0,389 |
| 8 |
0,241 |
0,301 |
0,539 |
0,391 |
| 9 |
0,198 |
0,369 |
0,528 |
0,367 |
| 10 |
0,221 |
0,341 |
0,541 |
0,372 |
| MAX |
0,283 |
0,483 |
0,596 |
0,448 |
| MIN |
0,182 |
0,246 |
0,474 |
0,326 |
| ARG |
0,221 |
0,343 |
0,539 |
0,377 |
Aus Tabelle 1 geht hervor, dass bei jedem Verfahren 10 Nieten gemessen wurden. Die Rauheit von Nieten, die mit dem F2-Stahlnadelpolierverfahren hergestellt wurden, ist deutlich höher als die von Nieten, die mit dem F1-Kugelfräspolierverfahren hergestellt wurden. Die Rauheit von Nieten, die mit dem R2-Stahlnadelpolierverfahren hergestellt wurden, ist geringfügig höher als die von Nieten, die mit dem R1-Kugelfräspolierverfahren hergestellt wurden. Dies deutet darauf hin, dass die beiden Polierverfahren einen relativ geringen Einfluss auf die Rauheit von sphärischen AgSnO2-Nieten haben.
Kontaktwiderstandsanalyse
Die Ergebnisse der Kontaktwiderstandstests der vier Probenchargen sind in Tabelle 2 aufgeführt:
Tabelle 2: Kontaktwiderstände von 4 Probenchargen
| Seriennummer |
Kontaktwiderstand mΩ |
| F1 |
R1 |
F2 |
R2 |
| 1 |
0,29 |
0,28 |
0,62 |
0,48 |
| 2 |
0,35 |
0,29 |
0,59 |
0,47 |
| 3 |
0,37 |
0,34 |
0,60 |
0,43 |
| 4 |
0,36 |
0,33 |
0,81 |
0,43 |
| 5 |
0,32 |
0,26 |
0,69 |
0,50 |
| 6 |
0,33 |
0,25 |
0,65 |
0,47 |
| 7 |
0,40 |
0,30 |
0,65 |
0,47 |
| 8 |
0,31 |
0,28 |
0,80 |
0,37 |
| 9 |
0,30 |
0,25 |
0,81 |
0,63 |
| 10 |
0,36 |
0,28 |
0,61 |
0,58 |
| MAX |
0,40 |
0,34 |
0,81 |
0,63 |
| MIN |
0,29 |
0,25 |
0,59 |
0,37 |
| ARG |
0,34 |
0,29 |
0,69 |
0,49 |
Aus den Durchschnittswerten in Tabelle 2 ist ersichtlich, dass der Kontaktwiderstand von Nieten, die mit dem F2-Stahlnadelpolierverfahren poliert wurden, deutlich höher ist als der mit dem F1-Kugelfräspolierverfahren. Dies zeigt, dass diese beiden Polierverfahren einen großen Einfluss auf den Kontaktwiderstand von flachen AgNi-Nieten haben. Der Kontaktwiderstand von Nieten, die mit dem R2-Stahlnadelpolierverfahren poliert wurden, ist etwas höher als der mit dem R1-Kugelfräspolierverfahren. Dies zeigt, dass diese beiden Polierverfahren wenig Einfluss auf den Kontaktwiderstand von sphärischen AgSnO2-Nieten haben. Der Kontaktwiderstand von sphärischen Nieten, die mit dem R1-Kugelfräspolierverfahren poliert wurden, ist mit einem Durchschnittswert von 0,29 mΩ und einem Maximalwert von 0,34 mΩ am niedrigsten. Der Kontaktwiderstand von flachen F2-Stahlnadelpoliernieten ist mit einem Durchschnittswert von 0,69 mΩ und einem Maximalwert von 0,81 mΩ am höchsten.
Ergebnisse und Diskussion
Es gibt zwei Polierverfahren: das Polieren mit Stahlnadeln und das Polieren mit einer Kugelmühle. 1. Die mit einer Kugelmühle polierten Nieten haben eine matte Farbe, während die mit einer Stahlnadel polierten Nieten eine hellere Farbe haben, aber eine raue Oberfläche. 2. Das Entfernen von Fremdkörpern von der Oberfläche ist bei beiden Verfahren relativ sauber. 3. Die Rauheit des Kugelmühlenpolierverfahrens für Kugel- und Flachnieten beider Materialien ist geringer als die des Polierverfahrens mit Stahlnadeln, aber das Polierverfahren hat einen relativ geringen Einfluss auf die Rauheit von Kugel-AgSnO2-Nieten und einen größeren Einfluss auf die Rauheit von Flach-AgNi-Nieten. Der Kontaktwiderstand zwischen dem Kugelmühlenpolierverfahren für Kugel- und Flachnieten beider Materialien ist besser als der des Polierverfahrens mit Stahlnadeln, aber das Polierverfahren hat einen geringeren Einfluss auf den Kontaktwiderstand von Kugel-AgSnO2-Nieten und einen größeren Einfluss auf den Kontaktwiderstand von Flach-AgNi-Nieten. Dies hängt hauptsächlich mit dem Einfluss des Polierverfahrens auf die Oberflächenrauheit und den elektrischen Kontaktbereich zusammen.
