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tin
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chromium
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copper
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ALUMINIUM
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protec
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palladium
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tin oxide
(1)
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Gene Or Protein
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Etre
(9)
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Est-a
(1)
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Generic
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metals
(3)
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oxide
(2)
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Physical
(1/ 1)
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5 micro-ampere
(1)
[21][_]
Disease
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Rupture
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2519201A1
Family ID 19204106
Probable Assignee Labinal
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title PROCEDE DE TRAITEMENT DE SURFACES D'ORGANES DE LIAISON
ELECTRIQUE
Abstract
_________________________________________________________________
PROCEDE DE TRAITEMENT DE SURFACE D'ORGANES DE LIAISON ELECTRIQUE DU
TYPE DONT LA PARTIE DESTINEE A ASSURER LA CONDUCTION EST REALISEE EN
UN MATERIAU BON CONDUCTEUR DE L'ELECTRICITE TEL QUE DU copper OU UN
ALLIAGE DE copper, DE L'ALUMINIUM OU UN ALLIAGE D'ALUMINIUM, LEDIT
MATERIAU 1 ETANT POURVU D'UN REVETEMENT D'tin OU D'UN ALLIAGE D'tin 4,
CARACTERISE EN CE QU'IL CONSISTE A DEPOSER SUR LE REVETEMENT 4 UNE
MINCE COUCHE DE chromium 5.
Description
_________________________________________________________________
I La presente invention se rapporte a l'interface de liaison
electrique de
differents ee 16 ments conducteurs de 1 ' electricite entre eux Ces
elements peuvent etre: des conducteurs electriques tels que des cables
isoles a Ame conductrice monobrin ou multibrin, des brins non isoles,
des queues de composants electroniques, des extremites denudees de
conducteurs isoles IO des elements de raccordement demontables tels
que cosses, bornes. des elements de contact enfichables tels que
connexions males/ femelles a section cylindrique I 5 connexions males/
femelles a section meplate connexions de circuits imprimes des
connexions de composants enfichables Lesdits elements pouvent etre
relies entre eux de facon permanente par sertissage, soudage, ou de
maniere demontable par: enfichage elastique
pression mecanique.
L'invention s'applique, plus particulierement, aux
elements de liaison electrique fabriques en grandes series.
Les elements de conduction sont generalement reali-
ses en un materiau bon conducteur de l'electricite tel qciue
du copper et ses alliages ou l'aluminium et ses alliages.
Comme ces differents materiaux sont sujets a la cor-
rosion atmospherique, celle-ci peut provoquer dans les cas extremes la
rupture des elements conducteurs (cas des brins
conducteurs) et dans tous les cas une alteration de la liai-
son electrique avec d'autres elements par accroissement de la
resistance electrique du contact, il est habituel de proteger ces
materiels par un revetement metallique bon conducteur de
l'electricite.
Parmi les revetements les plus utilises, on connait: le
cadmiagebichromatage qui s'applique principalement aux alliages
d'aluminium et aux aciers, et qui n'est plus guere utilise que dans
des borniers, le nickelage qui s'applique aux raccordements
demontables, et aux raccordements enfichables Il ne peut etre depose
que sur des pieces terminees lorsque les zones de contact sont
accessibles au bain chimique ou galvanoplastique (exclusion des trous
borgnes) et lorsque les elements de raccordement n'ont
pas a etre soudes.
Io l'argenture qui s'applique aux Inducteurs (brins), aux rac-
cordements demontables, aux raccordements enfichables, aux queues de
composants, aux connexions de composants et parfois aux circuits
imprimes Malgre ses avantages de malleabilite, et de soudabilite, on
n'emploie plus guere l'argenture que
pour des liaisons haute-frequence oA? la conductibilite super-
ficielle est primordiale, en raison du cout de la matiere.
des metals precieux (or, palladium) qui s'appliquent aux elements de
raccordements demontables et enfichables, ainsi qu'aux plages de
raccordements de circuits imprimes, par depot
sur des sous-couches convenables.
De tels revetements sont de plus en plus chers et
leur application est, par consequent, de plus en plus limi-
tee. les revetements les plus utilises sontdes revetements metalliques
d'tin ou d'alliages d'tin Ces revetements
assurent une bonne protection et, grace a leur remarquable duc-
tilite trouvent une application tout a fait interessante dans le
traitement en continu de fils conducteurs et de bandes
destinees, apres des operations d 3 decoupage, pliage et for-
mage a realiser des organes de raccordements demontables ou
enfichables En effet, lors des differentes operations d'usi-
nage, la couche a base d'tin suit sans se fissurer les dif-
ferentes deformations du substrat et n'erode pas les outil-'
lages, contrairement a d'autres revetements.
535 Outre le fait que de tels revetements a base d'tin sont d'un cout
acceptable, ilsont l'avantage de permettre la
soudure a la brasure tendre.
On a toutefois constate la formation, a moyen ter-
me, d'une couche d'oxide mauvaise conductrice entre des contacts
traites avec un revetement a base d'tin de sorte que pour le passage
de courant de faible intensite ou de
micro-cc 2 rant, on est oblige d'exercer une pression de con-
tact tres elevee pour traverser la couche d'oxide Cette pres-
sion de contact qui, pour des micro-courants peut atteindre plusieurs
centaines de grammes par element de contact est
IO peu compatible avec la technologie des connecteurs minia-
turises surtout lorsque ceux-ci comportent un grand nombre
d'elements de contact.
On a egalement constate que les qualites de souda-
bilite de tels revetements decroissaient dans le temps, ce
I 5 qui, bien entendu, pose un probleme important pour des pie-
ces qui risquent quelquefois d'etre stockees pendant un laps
de temps assez important.
La presente invention a pour but de remedier aux divers inconvenients
cidessus enonces et vise un procede de traitement de surface
d'elements de liaison electrique realises en materiau bon conducteur
de l'electricite tel que du copper ou des alliages de copper, de
l'aluminium ou
des alliages d'aluminium ayant subi un traitement de sur-
face a base d'tin Le procede, objet de la presente in-
vention prevoit de deposer sur le revetement de surface a
base d'tin une tres mince couche de chromium.
Ce traitement complementaire assure la reduction des tin oxide deja
presents sur la surface a traiter et une protection superficielle
accrue de l'ensemble De
plus, elle assure une augmentation de la durete superfi-
cielle de l'element de contact et, comme son epaisseur est
tres mince, elle ne modifie pas la protec-
tion a base d'tin ni sa soudabilite.
L'invtntion va maintenant etre decrite avec plus
de details en se referant a des modes de mise en oeuvre par-
ticuliers, donnes a titre d'exemple seulement, et representes aux
dessins annexes dans lesquels: figure I est une vue partielle,
agrandie, en coupe transversale selon la-fleche I de la figure 2 d'un
conducteur traite selon l'invention, Figure 2 est une vue en
perspective d'un conducteur rigide isole, denude a son extremite,
Io figure 3 est une vue en perspective d'un cable sou-
ple multibrins, denude a son extremite, figure 4 est une vue en coupe
selon les fleches IV de la figure 2 ou de la figure 3,
figure 5 est une vue en perspective d'un cible sou-
l 15 ple inultibrins, denude a son extremite et etame en reprise,
figure 6 est une vue en coupe selon les fleche VI de la figure 5,
figure 7 represente deux elements de ontact enficha-
bles avant insertion, figure 8 est une vue en position d'insertion des
elements de contact de la figure 7, figure 9 est une vue en coupe
selon les fleches IX de la figure 8 montrant l'accouplement des deux
elements des figures 7 et 8, figure IO est une vue montrant un element
femelle
de connexion electrique et un bord de carte de circuit impri-
me avant enfichage,
figure 11 est une vue similaire a la figure 10 re-
presentant les deux elements accouples, figure 12 est une vue
partielle en coupe selon les
fleches XII de la figure 11.
A la figure 1, on a represente une coupe partielle agrandie du
conducteur de la figure 2 montrant le detail de la protection En 1 on
a fait figurer le substrat ou metal de base en materiau bon conducteur
de l'electricite a la Surface 2 duquel on a depose un revetement,
selon l'invention, repere globalement par 3 et compose d'une couche 4
d'alliage a base d'tin a laquelle se superpose la tres mince ccuehe de
chromium. En 2 peut figurer une couche d'un materiau approprie destine
a empecher la migration de eertains composants du substrats 1 dans le
revetement 4 ou a favoriser l'adherrnce'
du revetement 4.
A la figure 2, on a represente un conducteur rigide
isole 6 comportant un fil massif 7 loge dans un isolant 8.
IO L'une des extremites dudit conducteur 7 est denudee et pre-
sente un revetement 3, selon l'invention, depose sur un substra 1 qui
est en un materiau bon conducteur de l'electricite
(voir figure 4 et figure 1).
A la figure 3, on a represente un conducteur souple I 5 multibrins 8
comportant sept brins unitaires 9 loges dans une gaine isolante 10
L'une des extremites dudit conducteur 8 est denudee et laisse
apparaitre les brins 9 qui presentent
chacun un revetement 3, selon l'invention, depose sur un sub-
strat 1 en materiau bon conducteur de l'electricite (voir
figure 4 et figure 1).
A la figure 4, on a represente une coupe transver-
sale agrandie selon les fleches IV des figures 2 et 3 de-
taillant le conducteur unique 7 de la figure 2 ou un brin
unitaire 9 de la figure 3 et faisant apparaitre la protec-
tion 3 sur le substrat 1.
A la figure 5, on a represente un conducteur souple
multibrins 8 a semblabl au conducteur 8 de la figure 3 compor-
tant plusieurs brins unitaires 9 a loges dans une gaine iso-
lante 10 a l'une des extremites du conducteur 8 a est denudee
et laisse apparaitre les brins unitaires 9 a qui ne compor-
tent pas de revetement individuel mais ont recu globalement apres
denudage, un etamage 11 comparable au depot 4 de la figure 1 et revetu
ensuite d'une mince couche de chromium 5
semblable a celle de la figure 1 (voir figure 6).
Aux figures 7 et 8, on a represente un ensemble de
contacts electriques enfichables comprenant un element femel-
c le 12 et un element merle 13 de forme cylindrique dont l'une des
extremites comporte des pattes 14 pour la fixation d'un conducteur
souple 15 L'element male 13 est realise a partir
d'une bande de materiau bon conducteur de l'electricite, la-
dite bande etant revetue, sur ses deux faces, de la protec- tion 3
composee d'une couche d'tin 4 d'une part, et d'une
mince couche de chromium 5 d'autre part (Voir figure 1) L'ele-
ment femelle 12 est egalement realise a partir d'une bande
de materiau bon conducteur de l'electricite qui a ete pre-
Io alablement revetue sur au moins sa face interieure, de la
protection 3 de la figure 1 Pour l'element male 13 comme pour
l'element femelle 12, la forme definitive peut etre
obtenue par decoupage, roulage et emboutissage de la feuil-
le metallique prealablement traitee.
I 5 -L'element femelle 12 comporte a son extremite libre une partie
tubulaire de forme sensiblement cylindrique dans laquelle sont
pratiques trois emboutis oblongs 17 paralleles a l'axe du cylindre et
dont les convexites sont tournees vers l'interieur dudit cylindre en
vue de cooperer
avec la surface cylindrique de l'element male 13 La pres-
sion de contact est assuree par une fente 16 qui permet a la partie
tubulaire de s'ouvrir elastiquement sur toute
sa longueur lors de-l'introduction de l'element male.
Le contact electrique est assure par les emboutis 17 de l'element
femelle et la partie cylindrique de l'element male qui ont recu le
meme traitement 3 compose d'un depot
4 a base d'tin revetu d'une mince couche 5 de chromium.
Aux figures IO et 11, on a represente respective-
ment en position de separation puis en position d'accouple-
ment, d'une part, un element de contact femelle 18 raccorde a un
conducteur I 5 a par des griffes de sertissage 19 et 20 et, d'autre
part, le bord d'une carte de circuit imprime
simple face pour l'exemple 2 I revetu d'une piste conduc-
trice 2 ' et qui tient lieu d'element de contact male.
Le circuit imprime est realise a partir d'une plaquette 23 en matiere
isolante comportant sur une de ses faces la piste conductrice 22
generalement realisee en copper sur laquelle on a depose le revetement
3 de la figure 1, compose d'une couche d'alliage a base d'tin 4
revetue
d'une mince couche de chromium 5.
L'element de contact femelle 18 d'un type connu, est obtenu a partir
d'une bande de materiau bon conducteur de l'electricite sur laquelle
on a depose, sur les deux faces, avant usinage le revetement 3 de la
figure 1, comme pour
l'element 13 des figures 7, 8 et 9.
I O La partie enfichable de l'element 18 se compose de deux branches
24 et 25 sensiblement symetriques par rapport au plan d'accouplement
dont les extremites libres 26 et 27 sont repliees vers l'arriere en
formant des convexites 28 et 29 tournees l'une en regard de l'autre
L'elasticite I 5 des branches 24 et 25 et des extremites libres
repliees 26 et 27 assurant au niveau des points de contact 28 et
29 et apres introduction du circuit imprime 21 une pres-
sion P (figure 12) du cote de la piste conductrice 22 equi-
libree par une contre-pression P' du cote de la face iso-
lante dudit circuit imprime 21.
Le traitement de surface selon-l'invention est tres
avantageux en ce qu'il permet d'abord de conserver la duc-
tilite du revetement a base d'tin et par la autorise la realisation
d'elements de contact par decoupage, pliage,
cambrage, emboutissage a partir d'une bande de metal pre-
alablement traitee sur une ou ses deux faces, de maniere
continoe donc, dans des conditions economiques.
Dans certains cas, il est souhaitable d'effectuer
le traitement avant la realisation de l'organe afin d'as-
surer un revetement uniforme sur des zones qui seraient inaccessibles
si le traitement etait effectue sur les pieces finies Il permet en
outre de reduire considerablement la degradation dans le temps des
performances electriques des organes de liaison electrique ainsi
proteges a temperature ambiante, en rhaleur z(he, ern chaleur humide,
au brouillard
salin ainsi qu'en atmospere industrielle.
Des essais effectues, on a constate que la dimi-
nution importante de l'oxydation de surface autorise a utiliser des
organes de liaison electrique traites selon l'invention dans des
connexions destinees au passage de microcourant (de l'ordre de 10
microeamperes) avec une pression de contact tres reduite par rapport a
celle necessite pour un mheme resultat avec un revetement connu a base
d'tin Un tel revetement peut s'appliquer parfai-:
tement a des connecteurs miniatures meme si ceux-ci compor-
IO tent un grand nombre de contact.
Compte-tenu des resultats obtenus avec l'invention, on peut
generaliser le traitement de surface a une grande variete d'organes de
liaison electrique differents, couvrant en particulier des plages de
courant comprises entre le
I 5 micro-ampere et plusieurs dizaines d'amperes.
Des essais egalement effectues, on a con State que les organes de
liaison electrique revetus d'une mince couch
de chromium pouvaient rester stockes un laps de temps impor-
tant sans que leur soudabilite soit sensiblement modifiee dans le
temps Cet interet particulier de l'invention s'applique egalement aux
conducteurs electriques des figures 2, 3 et 4 traites en continu sur
toute leur longueur, aux conducteurs electriques des figures 5 et 6
traites en reprise sur leurs extremites denudees, aux pattes a souder
de composants electroniques, aux pastilles a souder etamees de
circuits imprimes, 9 e qui permet de supprimer l'obligation de les
proteger par
le depot d'un vernis de stockage.
La mince couche de chromium peut etre deposand par tout
mode-approprie, par exemple par un procgde galvanoplastque-
chimique ou par evaporation sous vide.
Le choix du procede a utiliser, c'est-a-dire le traitement en continu
d'un fil, d'une bande vierge, d'une
bande pre decoupee, le traitement en vrac de pieces termi-
nees ou en reprise de partie, de pieces, dependra de la
nature de l'organe de liaison electrique a traiter.
ien entendu, l'invention n'est pas limitee aux modes de Rise en oeuvre
qui viennent d'etre d rits, on pourra y apporter de nombreuses
modifications de details
sans sortir pour cela du cadre de l'inventiocn.
IO
R E V E M? D I C A T I O N
Procede de traitement de surface d'organes de liaison electrique du
type dont la partie destinee a
assurer la conduction est realisee en un materiau bon con-
ducteur de l'electricite tel que du copper, ou un alliage Je copper,
de l'aluminium ou un alliage d'aluminium, ledit:1 ateriau etant pourvu
d'un revetement d'tin ou d'un lliage d'tin caracterise en ce qu'il
consiste a deposer
sur ce revetement une tres mince couche de chromium.
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