Kontaktschichten, elektrische

Vor allem der vermehrte Einsatz von elektronischen Geräten macht es erforderlich, dass Kontakte auch bei Spannungen von wenigen Volt zuverlässig funktionieren. Dies ist nur gewährleistet, wenn der Kontaktbereich eine metallische Oberfläche ohne Deckschicht (meist Oxid, bei Silber ein Silbersulfid) aufweist. Diese Anforderungen wird insbesondere von den Edelmetallen – mit Ausnahme von reinem Silber – erfüllt. Um einerseits den Verbrauch an knappen Edelmetallen gering und die Kosten für den Edelmetalleinsatz niedrig zu halten, bietet die Galvanotechnik die Möglichkeit, die entsprechenden Edelmetalle dünn und vor allen Dingen auch partiell auf Oberflächen abzuscheiden.

Am weitesten verbreitet sind Gold bzw. Goldlegierungen als Kontaktschicht. Da reines Gold mit einer Härte zwischen 50 HV und 100 HV zu weich für hohe Kontaktzahlen ist, wird es beispielsweise mit Nickel oder Kobalt zu sogenanntem Hartgold legiert. Hartgoldschichten für Kontakte besitzen je nach Einsatzfall Dicken zwischen 0,5 µm und 1 µm. Da viele Bauteile für die Elektrotechnik aus Kupfer oder Kupferlegierungen bestehen, muss zwischen Kupfer und Gold eine Schicht als Diffusionssperre eingefügt werden. Anderenfalls wird Gold in das Grundmaterial eindiffundieren und damit die Oberfläche die Kontaktsicherheit verlieren.

Gold kann durch Verwendung von Palladium oder Palladium-Nickel in Kombination mit einer dünneren Goldschicht eingespart werden. Je nach Edelmetallkurs reduziert sich der Metallkostenanteil für Gold zwischen ca. 40 % und etwa 75 %. Zum Teil erhöht sich zudem die erzielbare Kontaktzahl durch die härtere Unterschicht und gleichzeitiger Reduzierung der Goldschichtdicke.

Partiell aufgebrachtes Gold für die Elektrotechnik mit bester Wirtschaftlichkeit / Bildquelle: IMO GmbH

Bei der Herstellung von Kleinteilen für die Elektrotechnik, die mit Bandmaterial als Halbzeug oder in vorgeformtem Zustand als Bandmaterial erfolgt, wurden spezielle Verfahren zur drastischen Reduzierung des Edelmetallverbrauchs entwickelt. Zu den Einsparmöglichkeiten der bandgalvanischen Fertigung zählen beispielsweise Abklebetechniken oder Vorrichtungen zum partiellen Eintauchen. Weitere Verfahren sind das Abdecken von Partien des Substrats für den Zeitraum des Beschichtens oder die gezielte Anströmung von zu beschichtenden Bereichen. Vor allem beim Anströmen wird nicht nur der zu beschichtende Bereich des Grundwerkstoffs eingegrenzt, sondern aufgrund hoher Strömungsgeschwindigkeiten lassen sich auch höhere Abscheideraten erzielen. Mit den entsprechenden Verfahren ist es möglich, beispielsweise Millionen von Steckern in stets gleicher Qualität zu beschichten.

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