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2024 | OriginalPaper | Buchkapitel

5. Long-Term Behavior of Current-Carrying Connections

verfasst von : Stephan Schlegel, Michael Gatzsche, Christian Hildmann, Toni Israel

Erschienen in: Contact and Long-Term Behavior of Current-Carrying Connections in Electrical Power Engineering

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

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Abstract

Current-carrying connections age depending on operating and environmental conditions. Aging increases the contact and connection resistance, thereby increasing the power loss and the temperature of the connection. Currently, five mechanisms are known that determine aging depending on the type of connection and the joining elements used (Fig. 5.1). In current-carrying connections with contact partners made of the same conductor materials, the force reduction, chemical reactions and at sufficiently high current density, electromigration dominate the long-term behavior. In bimetallic connections, interdiffusion must also be taken into account. If relative movements, caused by thermal expansions or during switching and plugging processes, are possible between the contact partners, friction wear must be considered.

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Fußnoten
1
At connections where relative movements between the conductors must be compensated, this can lead to increased wear.
 
2
Percolation theory describes the probability with which a randomly occupied grid of a certain type forms connected areas.
 
Literatur
1.
Zurück zum Zitat Bürgel, R.: Handbuch Hochtemperatur-Werkstofftechnik. Vieweg & Sohn Verlag 2006.—ISBN: 978-3-528-23107-1. Bürgel, R.: Handbuch Hochtemperatur-Werkstofftechnik. Vieweg & Sohn Verlag 2006.—ISBN: 978-3-528-23107-1.
2.
Zurück zum Zitat Schlegel, S.: Langzeitverhalten von Schraubenverbindungen mit Stromschienen aus Reinkupfer in der Elektroenergietechnik unter besonderer Berücksichtigung der Temperatur. Dissertation, TUD 2011. Schlegel, S.: Langzeitverhalten von Schraubenverbindungen mit Stromschienen aus Reinkupfer in der Elektroenergietechnik unter besonderer Berücksichtigung der Temperatur. Dissertation, TUD 2011.
3.
Zurück zum Zitat Bergmann, R.: Zum Langzeitverhalten des Widerstands elektrischer Stromschienen-verbindungen. Dissertation, TU Dresden, Fortschritt-Berichte VDI Nr. 195. VDI-Verlag 1996.—ISBN 3-18-319521-6. Bergmann, R.: Zum Langzeitverhalten des Widerstands elektrischer Stromschienen-verbindungen. Dissertation, TU Dresden, Fortschritt-Berichte VDI Nr. 195. VDI-Verlag 1996.—ISBN 3-18-319521-6.
4.
Zurück zum Zitat Großmann, S.; Löbl, H.; Böhme, H.: Contact lifetime of Connections in electrical power systems. 16th International Conference on Electrical Contacts, Loughborough (UK), September 7–11, 1992, pp. 129–134. Großmann, S.; Löbl, H.; Böhme, H.: Contact lifetime of Connections in electrical power systems. 16th International Conference on Electrical Contacts, Loughborough (UK), September 7–11, 1992, pp. 129–134.
5.
Zurück zum Zitat Fuhrmann, T.: Kontakt- und Langzeitverhalten von stromführenden Schraubenverbindungen mit vernickelten und versilberten Leitern aus Aluminiumwerkstoffen. Dissertation, TU Dresden, 2019.—ISBN 978-3-86780-636-7. Fuhrmann, T.: Kontakt- und Langzeitverhalten von stromführenden Schraubenverbindungen mit vernickelten und versilberten Leitern aus Aluminiumwerkstoffen. Dissertation, TU Dresden, 2019.—ISBN 978-3-86780-636-7.
6.
Zurück zum Zitat Larson, F.; Miller, J.: A Time-Temperature Relationship between for Rupture and Creep Stresses. Trans. ASME, pp. 765–775, 1952. Larson, F.; Miller, J.: A Time-Temperature Relationship between for Rupture and Creep Stresses. Trans. ASME, pp. 765–775, 1952.
7.
Zurück zum Zitat Stennett, N. A.; Campell, D. S.: Normal force reduction: A variable activation energy process. 16th ICEC, Loughborough (UK), pp. 191–197, 1992. Stennett, N. A.; Campell, D. S.: Normal force reduction: A variable activation energy process. 16th ICEC, Loughborough (UK), pp. 191–197, 1992.
8.
Zurück zum Zitat Pfeifer, S.: Einfluss intermetallischer Phasen der Systeme Al-Cu und Al-Ag auf den Widerstand stromtragender Verbindungen im Temperaturbereich von 90 °C bis 200 °C. Dissertation, TU Dresden, 2015. Pfeifer, S.: Einfluss intermetallischer Phasen der Systeme Al-Cu und Al-Ag auf den Widerstand stromtragender Verbindungen im Temperaturbereich von 90 °C bis 200 °C. Dissertation, TU Dresden, 2015.
9.
Zurück zum Zitat Revie, W. R.; Uhlig H. H.: Corrosion and Corrosion Control: An Introduction to Corrosion Science and Engineering, 4. Aufl. Hoboken, NJ: Wiley, 2008.—ISBN 978-0-471-73279-2. Revie, W. R.; Uhlig H. H.: Corrosion and Corrosion Control: An Introduction to Corrosion Science and Engineering, 4. Aufl. Hoboken, NJ: Wiley, 2008.—ISBN 978-0-471-73279-2.
10.
Zurück zum Zitat Heumann, T.: Diffusion von Metallen – Grundlagen, Theorie, Vorgänge in Reinmetallen und Legierungen. Springer-Verlag 1992—ISBN 978-3-642-86413-1. Heumann, T.: Diffusion von Metallen – Grundlagen, Theorie, Vorgänge in Reinmetallen und Legierungen. Springer-Verlag 1992—ISBN 978-3-642-86413-1.
11.
Zurück zum Zitat Schlegel, S.: Stromführende Verbindungen und Leiterwerkstoffe der Elektroenergietechnik – Theorie zum Kontakt- und Langzeitverhalten von Schraubenverbindungen mit Flächenkontakten. Habilitation, TU Dresden, 2019.—ISBN 978-3-86780-614-5. Schlegel, S.: Stromführende Verbindungen und Leiterwerkstoffe der Elektroenergietechnik – Theorie zum Kontakt- und Langzeitverhalten von Schraubenverbindungen mit Flächenkontakten. Habilitation, TU Dresden, 2019.—ISBN 978-3-86780-614-5.
12.
Zurück zum Zitat Dreier, S.: The Impact of Films on the Long-Term Behavior of Stationary Electrical Connections and Contacts in Electric Power Systems. Dissertation, TU Dresden, 2015. Dreier, S.: The Impact of Films on the Long-Term Behavior of Stationary Electrical Connections and Contacts in Electric Power Systems. Dissertation, TU Dresden, 2015.
13.
Zurück zum Zitat Vinaricky, E.: Elektrische Kontakte, Werkstoffe und Anwendungen – Grundlagen, Technologien, Prüfverfahren. 3. Auflage, Springer Verlag, 2016.—ISBN 978-3-642-45427-1. Vinaricky, E.: Elektrische Kontakte, Werkstoffe und Anwendungen – Grundlagen, Technologien, Prüfverfahren. 3. Auflage, Springer Verlag, 2016.—ISBN 978-3-642-45427-1.
14.
Zurück zum Zitat Rieder, W.: Elektrische Kontakte: Eine Einführung in ihre Physik und Technik. VDE Verlag; 2000.—ISBN 978-3-80072-542-7. Rieder, W.: Elektrische Kontakte: Eine Einführung in ihre Physik und Technik. VDE Verlag; 2000.—ISBN 978-3-80072-542-7.
15.
Zurück zum Zitat Holm, R.: Electrical Contacts: Theory and Application, 4. Aufl. Berlin, Heidelberg, New York: Springer, 1967. Holm, R.: Electrical Contacts: Theory and Application, 4. Aufl. Berlin, Heidelberg, New York: Springer, 1967.
16.
Zurück zum Zitat Simmons J. G.: Generalized Formula for the Electric Tunnel Effect between Similar Electrodes Separated by a Thin Insulating Film. Journal of Applied Physics 34 (1963), pp. 1793–1803. Simmons J. G.: Generalized Formula for the Electric Tunnel Effect between Similar Electrodes Separated by a Thin Insulating Film. Journal of Applied Physics 34 (1963), pp. 1793–1803.
17.
Zurück zum Zitat Slade, P. G.: Electrical Contacts: Principles and Applications, Second Edition. NewYork, Basel: Crc Press Inc, 2013.—ISBN 978-1-4398-8130-9. Slade, P. G.: Electrical Contacts: Principles and Applications, Second Edition. NewYork, Basel: Crc Press Inc, 2013.—ISBN 978-1-4398-8130-9.
18.
Zurück zum Zitat Braunovic, M.: Electrical Contacts-Fundamentals, Applications and Technology. Taylor & Francis Group 2006.—ISBN 1-57444-727-0. Braunovic, M.: Electrical Contacts-Fundamentals, Applications and Technology. Taylor & Francis Group 2006.—ISBN 1-57444-727-0.
19.
Zurück zum Zitat Schneider, R.: Langzeitverhalten geschraubter Stromschienenverbindungen in der Elektroenergietechnik. Dissertation, TU Dresden, 2012. Schneider, R.: Langzeitverhalten geschraubter Stromschienenverbindungen in der Elektroenergietechnik. Dissertation, TU Dresden, 2012.
20.
Zurück zum Zitat Bericht zum IGF-Vorhaben (AIF 17860BG): Auswirkung von Oxiden innerhalb galvanischer Beschichtungen auf die Zuverlässigkeit und das Langzeitverhalten elektrischer Verbindungen der Energietechnik. 2017. Bericht zum IGF-Vorhaben (AIF 17860BG): Auswirkung von Oxiden innerhalb galvanischer Beschichtungen auf die Zuverlässigkeit und das Langzeitverhalten elektrischer Verbindungen der Energietechnik. 2017.
21.
Zurück zum Zitat Oberst, M.: Einfluss von Sauerstoff auf die Alterung stromführender Bimetall-Verbindungen. Dissertation, TU Dresden, 2021.—ISBN 978-3-86780-655-8. Oberst, M.: Einfluss von Sauerstoff auf die Alterung stromführender Bimetall-Verbindungen. Dissertation, TU Dresden, 2021.—ISBN 978-3-86780-655-8.
22.
Zurück zum Zitat Funamizu, Y.; Watanabe, K.: Interdiffusion in the Al-Cu system, Trans. Japan Institute of Metals 12 (1971), pp. 147–152. Funamizu, Y.; Watanabe, K.: Interdiffusion in the Al-Cu system, Trans. Japan Institute of Metals 12 (1971), pp. 147–152.
23.
Zurück zum Zitat Wulff, F. W.; Breach, C.D.; Stephan, D.; Dittmer, K.J.: Characterisation of intermetallic growth in copper and gold ball bonds on aluminum metallisation, Electronics Packaging Technology Conference, 2004, pp. 348–353. Wulff, F. W.; Breach, C.D.; Stephan, D.; Dittmer, K.J.: Characterisation of intermetallic growth in copper and gold ball bonds on aluminum metallisation, Electronics Packaging Technology Conference, 2004, pp. 348–353.
24.
Zurück zum Zitat Krautz, H.: Untersuchungen zur Diffusion und Phasenbildung im Dünnschichtsystem Kupfer-Aluminium. Dissertation, TU Dresden, 1989. Krautz, H.: Untersuchungen zur Diffusion und Phasenbildung im Dünnschichtsystem Kupfer-Aluminium. Dissertation, TU Dresden, 1989.
25.
Zurück zum Zitat Pierre Villars (Chief Editor), PAULING FILE in: Inorganic Solid Phases, Springer Materials (online database), Springer, Heidelberg (ed.) Springer Materials. Pierre Villars (Chief Editor), PAULING FILE in: Inorganic Solid Phases, Springer Materials (online database), Springer, Heidelberg (ed.) Springer Materials.
26.
Zurück zum Zitat Dongmin, S.; Bin, W.; Roderick, M.; Shan, Y.; Tingju L.: First-principles studies of Al-Ni intermetallic compounds. Journal of Solid State Chemistry 182, 2009, pp. 2664–2669.CrossRef Dongmin, S.; Bin, W.; Roderick, M.; Shan, Y.; Tingju L.: First-principles studies of Al-Ni intermetallic compounds. Journal of Solid State Chemistry 182, 2009, pp. 2664–2669.CrossRef
27.
Zurück zum Zitat Moris, K.: Review: reaction synthesis processing of Ni—Al intermetallic materials. Materials Science and Engineering A299, 2001, pp. 1–15. Moris, K.: Review: reaction synthesis processing of Ni—Al intermetallic materials. Materials Science and Engineering A299, 2001, pp. 1–15.
28.
Zurück zum Zitat Wang, Y.; Liu, Z.-K.; Chen, L.-Q.: Thermodynamic properties of Al, Ni, NiAl, and Ni3Al from first-principles calculations. Acta Materialia 52, 2004, pp. 2665–2671.CrossRef Wang, Y.; Liu, Z.-K.; Chen, L.-Q.: Thermodynamic properties of Al, Ni, NiAl, and Ni3Al from first-principles calculations. Acta Materialia 52, 2004, pp. 2665–2671.CrossRef
29.
Zurück zum Zitat Mitra, R.: Intermetallic Matrix Composites: Properties and Applications. 1st Edition, Woodhead Publishing, 2017—ISBN 978-0-85709-346-2. Mitra, R.: Intermetallic Matrix Composites: Properties and Applications. 1st Edition, Woodhead Publishing, 2017—ISBN 978-0-85709-346-2.
30.
Zurück zum Zitat Creydt, M.: Diffusion in galvanisch aufgebrachten Schichten und Weichloten bei Temperaturen zwischen 23 °C und 212 °C. EMPA-Publikation 19/1971. Creydt, M.: Diffusion in galvanisch aufgebrachten Schichten und Weichloten bei Temperaturen zwischen 23 °C und 212 °C. EMPA-Publikation 19/1971.
31.
Zurück zum Zitat Blair, H. D.; Pan, T-Y., Nicholson, J. M.: Intermetallic Compound Growth on Ni, Au/Ni and Pd/Ni Substrates with Sn/Pb, Sn/Ag and Sn Solders. Electronic Components and Technology Conference, Seattle (USA), 25–28.05.1998. Blair, H. D.; Pan, T-Y., Nicholson, J. M.: Intermetallic Compound Growth on Ni, Au/Ni and Pd/Ni Substrates with Sn/Pb, Sn/Ag and Sn Solders. Electronic Components and Technology Conference, Seattle (USA), 25–28.05.1998.
32.
Zurück zum Zitat Schlussbericht (IGF-Vorhaben 17EWBG): Zuverlässigkeit und Sicherheit von Betriebsmitteln in Niederspannungsverteilstationen für die Anwendung im Bereich der Windkraft- und Photovoltaikanlagen (Sicherheit von WK- und PV-Anlagen). 2019. Schlussbericht (IGF-Vorhaben 17EWBG): Zuverlässigkeit und Sicherheit von Betriebsmitteln in Niederspannungsverteilstationen für die Anwendung im Bereich der Windkraft- und Photovoltaikanlagen (Sicherheit von WK- und PV-Anlagen). 2019.
33.
Zurück zum Zitat Yao, Y.; Fry, J.; Keer, L.M.: The Wiedemann-Franz-Lorenz relation for lead-free solder and intermetallic materials. Acta Materialia 61, 2013, pp. 1525–1536.CrossRef Yao, Y.; Fry, J.; Keer, L.M.: The Wiedemann-Franz-Lorenz relation for lead-free solder and intermetallic materials. Acta Materialia 61, 2013, pp. 1525–1536.CrossRef
34.
Zurück zum Zitat Oberst, M.; Schlegel, S.; Großmann, S.; Willing, H.; Freudenberger, R.: Einfluss von intermetallischen Phasen der Systeme Ag-Sn und Ni-Sn auf den elektrischen Widerstand. 25. Albert Keil Kontaktseminar, Karlsruhe, 9.–11.11.2019.—ISBN 978-3-8007-5083-2. Oberst, M.; Schlegel, S.; Großmann, S.; Willing, H.; Freudenberger, R.: Einfluss von intermetallischen Phasen der Systeme Ag-Sn und Ni-Sn auf den elektrischen Widerstand. 25. Albert Keil Kontaktseminar, Karlsruhe, 9.–11.11.2019.—ISBN 978-3-8007-5083-2.
35.
Zurück zum Zitat Oberst, M.; Schlegel, S.; Großmann, S.: Influence of Oxygen on the Aging of Electrical Joints with One Bare and One Coated Aluminum Contact Member. IEEE Holm Conference on Electrical Contacts, Albuquerque, NM, 2018, pp. 262–269. Oberst, M.; Schlegel, S.; Großmann, S.: Influence of Oxygen on the Aging of Electrical Joints with One Bare and One Coated Aluminum Contact Member. IEEE Holm Conference on Electrical Contacts, Albuquerque, NM, 2018, pp. 262–269.
36.
Zurück zum Zitat Oberst, M.; Hildmann, c.; Schlegel, S.: Deterioration and Breakdown Mechanisms in force-fitted current-carrying Connections between Aluminum and Tin. 66th IEEE Holm Conference on Electrical Contacts, San Antonio, 2021, pp. 1–7.—ISBN 978-1-6654-2107-2. Oberst, M.; Hildmann, c.; Schlegel, S.: Deterioration and Breakdown Mechanisms in force-fitted current-carrying Connections between Aluminum and Tin. 66th IEEE Holm Conference on Electrical Contacts, San Antonio, 2021, pp. 1–7.—ISBN 978-1-6654-2107-2.
37.
Zurück zum Zitat N. N. Dzektser und V. V. Izmailov: On the Life-Time of Stationary Contacts. 16th International Conference on Electrical Contacts, Loughborough, UK, 1992, pp. 175–180. N. N. Dzektser und V. V. Izmailov: On the Life-Time of Stationary Contacts. 16th International Conference on Electrical Contacts, Loughborough, UK, 1992, pp. 175–180.
38.
Zurück zum Zitat Meyerhofer, D.; Ochs, S. A.: Current Flow in Very Thin Films of Al2O3 and BeO. Journal of Applied Physics 34 (1963), pp. 2535–2543. Meyerhofer, D.; Ochs, S. A.: Current Flow in Very Thin Films of Al2O3 and BeO. Journal of Applied Physics 34 (1963), pp. 2535–2543.
39.
Zurück zum Zitat Pfeifer, S.; Oberst, M.; Willing, H.: Auswirkung von Oxiden innerhalb galvanischer Beschichtungen auf die Zuverlässigkeit und das Langzeitverhalten elektrischer Verbindungen in der Energietechnik (ODiEn). Abschlussbericht AiF-Projekt 17860 BG, 2017. Pfeifer, S.; Oberst, M.; Willing, H.: Auswirkung von Oxiden innerhalb galvanischer Beschichtungen auf die Zuverlässigkeit und das Langzeitverhalten elektrischer Verbindungen in der Energietechnik (ODiEn). Abschlussbericht AiF-Projekt 17860 BG, 2017.
41.
Zurück zum Zitat Buresch, I.: Oberflächenbeschichtungen für Steckverbinderkontakte bei höheren Einsatztemperaturen. 24. Albert Keil Kontaktseminar, Karlsruhe, 2017.—ISBN 978-3-8007-4449-7. Buresch, I.: Oberflächenbeschichtungen für Steckverbinderkontakte bei höheren Einsatztemperaturen. 24. Albert Keil Kontaktseminar, Karlsruhe, 2017.—ISBN 978-3-8007-4449-7.
42.
Zurück zum Zitat J. H. Tripp; S. M. Garte: The Gas-Tightness of Separable Base Metal Electric Contacts. IEEE Transactions on Components, Hybrids, and Manufacuturing Technology, Bd. CHMT-4, Nr. 1, pp. 85.92, 1981. J. H. Tripp; S. M. Garte: The Gas-Tightness of Separable Base Metal Electric Contacts. IEEE Transactions on Components, Hybrids, and Manufacuturing Technology, Bd. CHMT-4, Nr. 1, pp. 85.92, 1981.
43.
Zurück zum Zitat Bergwerff, J.: The Interaction of O2 with Silver—A survey on the molecular processes in the passage of O2 through a silver membrane. Diplomarbeit, Universität Utrecht [Online].14.07.2016. Bergwerff, J.: The Interaction of O2 with Silver—A survey on the molecular processes in the passage of O2 through a silver membrane. Diplomarbeit, Universität Utrecht [Online].14.07.2016.
44.
Zurück zum Zitat Scher, H.; Zellen, R.: Critical density in percolation processes. The Journal of chemical Physics, vol. 53, pp. 3759–3761, Juni 1970. Scher, H.; Zellen, R.: Critical density in percolation processes. The Journal of chemical Physics, vol. 53, pp. 3759–3761, Juni 1970.
45.
Zurück zum Zitat N Ravi Chandra Raju, et al.: Physical properties of silver oxide thin films by pulsed laser deposition: effect of oxygen pressure during growth. Journal of Physics D: Applied Physics 42, 2009. N Ravi Chandra Raju, et al.: Physical properties of silver oxide thin films by pulsed laser deposition: effect of oxygen pressure during growth. Journal of Physics D: Applied Physics 42, 2009.
46.
Zurück zum Zitat Zähr, J.: Einfluss des Oberflächenzustandes auf das thermische Fügen von Aluminium. Dissertation, TU Dresden, 2010. Zähr, J.: Einfluss des Oberflächenzustandes auf das thermische Fügen von Aluminium. Dissertation, TU Dresden, 2010.
47.
Zurück zum Zitat Fischmeister, H.; Rönnquist, A.: The Oxidation of Copper: A Review of Published Data. Journal of the Institute of Metals 89, 1960–61. Fischmeister, H.; Rönnquist, A.: The Oxidation of Copper: A Review of Published Data. Journal of the Institute of Metals 89, 1960–61.
48.
Zurück zum Zitat Campbell, W. E.; Thomas, U. B.: The Oxidation of Metals. Transactions of the Electrochemical Society 91, 1947, pp. 623–640.CrossRef Campbell, W. E.; Thomas, U. B.: The Oxidation of Metals. Transactions of the Electrochemical Society 91, 1947, pp. 623–640.CrossRef
49.
Zurück zum Zitat Gmelin-Handbuch der anorganischen Chemie, Bd. 60: Kupfer, Teil D: Elektrische Eigenschaften der Kupferoxide, 8. Aufl. Weinheim: Verl. Chemie, 1963. Gmelin-Handbuch der anorganischen Chemie, Bd. 60: Kupfer, Teil D: Elektrische Eigenschaften der Kupferoxide, 8. Aufl. Weinheim: Verl. Chemie, 1963.
50.
Zurück zum Zitat Gmelin-Handbuch der anorganischen Chemie, Bd. 46: Zinn, Teil C 1: Verbindungen mit Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff und Halogenen, 8. Aufl. Weinheim: Verl. Chemie, 1972. Gmelin-Handbuch der anorganischen Chemie, Bd. 46: Zinn, Teil C 1: Verbindungen mit Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff und Halogenen, 8. Aufl. Weinheim: Verl. Chemie, 1972.
51.
Zurück zum Zitat Samsonov, G. V. (Hrsg.): The Oxide Handbook, 2. Aufl. New York: IFI/Plenum, 1982.—ISBN 0-306-65177-7. Samsonov, G. V. (Hrsg.): The Oxide Handbook, 2. Aufl. New York: IFI/Plenum, 1982.—ISBN 0-306-65177-7.
52.
Zurück zum Zitat Gmelin-Handbuch der anorganischen Chemie, Bd. 35: Aluminium, Teil B: Die Verbindungen des Aluminiums, 8. Aufl. Berlin: Verl. Chemie, 1934. Gmelin-Handbuch der anorganischen Chemie, Bd. 35: Aluminium, Teil B: Die Verbindungen des Aluminiums, 8. Aufl. Berlin: Verl. Chemie, 1934.
53.
Zurück zum Zitat Landolt-Börnstein: Zahlenwerte und Funktionen aus der Physik, Chemie, Astronomie, Geophysik und Technik, 6. Auflage, Band II-Teil 5 (Transportphänomene, Kinetik, Homogene Gasgleichgewichte), Springer Verlag, Berlin-Göttingen-Heidelberg, 1968. Landolt-Börnstein: Zahlenwerte und Funktionen aus der Physik, Chemie, Astronomie, Geophysik und Technik, 6. Auflage, Band II-Teil 5 (Transportphänomene, Kinetik, Homogene Gasgleichgewichte), Springer Verlag, Berlin-Göttingen-Heidelberg, 1968.
54.
Zurück zum Zitat Landolt-Börnstein—Group III Condensed Matter, Volume 41C, Non-Tetrahedrally Bonded Elements and Binary Compounds I, Silver sulfide (Ag2S) crystal structure. Berlin, Heidelberg: Springer, 1998. Landolt-Börnstein—Group III Condensed Matter, Volume 41C, Non-Tetrahedrally Bonded Elements and Binary Compounds I, Silver sulfide (Ag2S) crystal structure. Berlin, Heidelberg: Springer, 1998.
55.
Zurück zum Zitat Boggs, W. E.: The Oxidation of Tin: III. The Mechanisms of Oxidation of Pure Tin and Their Dependence on Time and Oxygen Pressure. Journal of the Electrochemical Society 108, 1961, pp. 124–129.CrossRef Boggs, W. E.: The Oxidation of Tin: III. The Mechanisms of Oxidation of Pure Tin and Their Dependence on Time and Oxygen Pressure. Journal of the Electrochemical Society 108, 1961, pp. 124–129.CrossRef
56.
Zurück zum Zitat Leja, E.; Korecki, J.; Krop, K.; Toll, K.: Phase Composition of SnOx Thin Films Obtained by Reactive D.C. Sputtering. Thin Solid Films 59, 1979, pp. 147–155.CrossRef Leja, E.; Korecki, J.; Krop, K.; Toll, K.: Phase Composition of SnOx Thin Films Obtained by Reactive D.C. Sputtering. Thin Solid Films 59, 1979, pp. 147–155.CrossRef
57.
Zurück zum Zitat Informationszentrum Technische Keramik. Brevier Technische Keramik. Lauf: Fahner Verlag, 3. überarb. Auflage 1999. Informationszentrum Technische Keramik. Brevier Technische Keramik. Lauf: Fahner Verlag, 3. überarb. Auflage 1999.
58.
Zurück zum Zitat Roos, E; Maile, K.: Werkstoffkunde für Ingenieure: Grundlagen, Anwendung, Prüfung, 3. Aufl. Berlin, Heidelberg: Springer, 2008.—ISBN 978-3-540-68403-9. Roos, E; Maile, K.: Werkstoffkunde für Ingenieure: Grundlagen, Anwendung, Prüfung, 3. Aufl. Berlin, Heidelberg: Springer, 2008.—ISBN 978-3-540-68403-9.
59.
Zurück zum Zitat DIN EN 3197 (Ausg. 2011-03): Luft- und Raumfahrt – Konstruktion und Installation elektrischer und optischer Verkabelung in Luftfahrzeugen. DIN EN 3197 (Ausg. 2011-03): Luft- und Raumfahrt – Konstruktion und Installation elektrischer und optischer Verkabelung in Luftfahrzeugen.
60.
Zurück zum Zitat DIN EN 50343 (Ausg. 2014-09): Bahnanwendungen – Fahrzeuge – Regeln für die Installation von elektrischen Leitungen. DIN EN 50343 (Ausg. 2014-09): Bahnanwendungen – Fahrzeuge – Regeln für die Installation von elektrischen Leitungen.
61.
Zurück zum Zitat IEC/TR 60943 (Ausg. 2009-03): Guidance concerning the permissible temperature rise for parts of electrical equipment, in particular for terminals. IEC/TR 60943 (Ausg. 2009-03): Guidance concerning the permissible temperature rise for parts of electrical equipment, in particular for terminals.
62.
Zurück zum Zitat Blumenroth, F.: Zum Langzeitverhalten von Steckverbindungen mit Schraubenfedern in Anlagen der Elektroenergietechnik. Dissertation, TU Dresden, Shaker Verlag, 2010.—ISBN 978-3-8322-9506-6. Blumenroth, F.: Zum Langzeitverhalten von Steckverbindungen mit Schraubenfedern in Anlagen der Elektroenergietechnik. Dissertation, TU Dresden, Shaker Verlag, 2010.—ISBN 978-3-8322-9506-6.
63.
Zurück zum Zitat Lücke, N.: Zum Langzeitverhalten elektrischer Steckverbindungen mit Kupfer-Beryllium-Kontaktlamellen. Dissertation, TU Dresden, TUDpress 2004.—ISBN 978-3-9443-3175-1. Lücke, N.: Zum Langzeitverhalten elektrischer Steckverbindungen mit Kupfer-Beryllium-Kontaktlamellen. Dissertation, TU Dresden, TUDpress 2004.—ISBN 978-3-9443-3175-1.
64.
Zurück zum Zitat Czichos, H.; Habig, K.-H.: Tribologie-Handbuch. 3. Aufl.: Vieweg+Teubner Verlag 2010.—ISBN 978-3-8348-0017-6. Czichos, H.; Habig, K.-H.: Tribologie-Handbuch. 3. Aufl.: Vieweg+Teubner Verlag 2010.—ISBN 978-3-8348-0017-6.
65.
Zurück zum Zitat Song, J.; Yuan, H.; Schinow, V.: Berechnungsmodelle für die Vorhersage von Verschleiß und Durchrieb der Oberflächenschutzschicht von elektrischen Kontakten mit einer sphärischen/ebenen Reibpaarung. 24. Albert-Keil-Kontaktseminar, Karlsruhe, 2017. Song, J.; Yuan, H.; Schinow, V.: Berechnungsmodelle für die Vorhersage von Verschleiß und Durchrieb der Oberflächenschutzschicht von elektrischen Kontakten mit einer sphärischen/ebenen Reibpaarung. 24. Albert-Keil-Kontaktseminar, Karlsruhe, 2017.
66.
Zurück zum Zitat Bond, N. T.; McGeary, F. L.: Nickel Plating for Improved Electrical Contact to Aluminum. IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRY APPLICATIONS, Vol. IA-9, No. 3, 1973. Bond, N. T.; McGeary, F. L.: Nickel Plating for Improved Electrical Contact to Aluminum. IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRY APPLICATIONS, Vol. IA-9, No. 3, 1973.
67.
Zurück zum Zitat Aronstein, J.: Electromigration Failure of Aluminum Contact Junctions. 41st IEEE Holm Conference on Electrical Contacts. Montreal, 1995, pp. 10–16. Aronstein, J.: Electromigration Failure of Aluminum Contact Junctions. 41st IEEE Holm Conference on Electrical Contacts. Montreal, 1995, pp. 10–16.
68.
Zurück zum Zitat Aronstein J.: AC and DC Electromigration in Aluminum Contact Junctions. 18th International Conference on Electrical Contacts, Chicago, 1996, pp. 311–320. Aronstein J.: AC and DC Electromigration in Aluminum Contact Junctions. 18th International Conference on Electrical Contacts, Chicago, 1996, pp. 311–320.
69.
Zurück zum Zitat Roth, W.; Eden, K.: Elektromigration – Ein Schadensmechanismus in mikroelektronischen Schaltungen. Werkstoffe und Korrosion 44, VCH Verlagsgesellschaft mbH, 1993, pp. 130–136. Roth, W.; Eden, K.: Elektromigration – Ein Schadensmechanismus in mikroelektronischen Schaltungen. Werkstoffe und Korrosion 44, VCH Verlagsgesellschaft mbH, 1993, pp. 130–136.
70.
Zurück zum Zitat Arzt, E.; Kraft, O.; Spolenak, R.; Joo, Y.-C.: Physical Metallurgy of Electromigration: Failure Mechanisms in Miniaturized Conductor Lines. Zeitschrift für Metallkunde. Carl Hauser Verlag, München, 1996, pp. 934–942. Arzt, E.; Kraft, O.; Spolenak, R.; Joo, Y.-C.: Physical Metallurgy of Electromigration: Failure Mechanisms in Miniaturized Conductor Lines. Zeitschrift für Metallkunde. Carl Hauser Verlag, München, 1996, pp. 934–942.
71.
Zurück zum Zitat Runde, M.; Hodne, E.; Totdal, B.: Current-induced Aging of Contact Spots. 35th IEEE Holm Conference on Electrical Contacts, Chicago, 1989, pp. 213–220. Runde, M.; Hodne, E.; Totdal, B.: Current-induced Aging of Contact Spots. 35th IEEE Holm Conference on Electrical Contacts, Chicago, 1989, pp. 213–220.
73.
Zurück zum Zitat Mildenberger, O.: Einführung in die Mikrosystemtechnik: Grundlagen und Praxisbeispiele. Vieweg-Verlag, 2000.—ISBN 3-528-03891-8. Mildenberger, O.: Einführung in die Mikrosystemtechnik: Grundlagen und Praxisbeispiele. Vieweg-Verlag, 2000.—ISBN 3-528-03891-8.
74.
Zurück zum Zitat Ho, P. S.; Kwok, T.: Electromigration in metals. Reports on Progress in Physics. Volume 52, 1989, pp. 301–348. Ho, P. S.; Kwok, T.: Electromigration in metals. Reports on Progress in Physics. Volume 52, 1989, pp. 301–348.
75.
Zurück zum Zitat Thiele, M.; Lienig, J.: Fundamentals of Electromigration-Aware Integrated Circuit Design. Springer-Verlag, 2018.—ISBN 978-3-1833-8121-0. Thiele, M.; Lienig, J.: Fundamentals of Electromigration-Aware Integrated Circuit Design. Springer-Verlag, 2018.—ISBN 978-3-1833-8121-0.
76.
Zurück zum Zitat Höft, H.: Informationselektronik: Elektrische Kontakte. Werkstoffe, Einsatzbedingungen, Zuverlässigkeit. 1. Auflage., VEB-Verlag Technik, 1980. Höft, H.: Informationselektronik: Elektrische Kontakte. Werkstoffe, Einsatzbedingungen, Zuverlässigkeit. 1. Auflage., VEB-Verlag Technik, 1980.
77.
Zurück zum Zitat Strehle, S.: Cu(Ag)-Legierungsschichten als Werkstoff für Leiterbahnen höchstintegrierter Schaltkreise – Herstellung, Gefüge, thermomechanische Eigenschaften, Elektromigrationsresistenz. Dissertation, 2006. Strehle, S.: Cu(Ag)-Legierungsschichten als Werkstoff für Leiterbahnen höchstintegrierter Schaltkreise – Herstellung, Gefüge, thermomechanische Eigenschaften, Elektromigrationsresistenz. Dissertation, 2006.
78.
Zurück zum Zitat Wirtz, C.: Elektromigrationsverhalten von nanostrukturierten Silber-Leiterbahnen. Diplomarbeit, Universität Duisburg Essen, 2008. Wirtz, C.: Elektromigrationsverhalten von nanostrukturierten Silber-Leiterbahnen. Diplomarbeit, Universität Duisburg Essen, 2008.
79.
Zurück zum Zitat Meyer, W.-K.: Electromigration of Damascene copper for IC interconnect. Oregon Health & Science University, 2004. Meyer, W.-K.: Electromigration of Damascene copper for IC interconnect. Oregon Health & Science University, 2004.
80.
Zurück zum Zitat Böhm, J.: Legierungseinflüsse auf die Elektromigration in Submikrometer Aluminium-Leiterbahnen. Diplomarbeit, Universität Stuttgart, 2001. Böhm, J.: Legierungseinflüsse auf die Elektromigration in Submikrometer Aluminium-Leiterbahnen. Diplomarbeit, Universität Stuttgart, 2001.
81.
Zurück zum Zitat Walther, T.: Elektromigrationsuntersuchungen an der Grenzfläche zwischen Kupferleiterbahn und Kupferdiffusionsbarriere. Studienarbeit, TU Dresden, 2012. Walther, T.: Elektromigrationsuntersuchungen an der Grenzfläche zwischen Kupferleiterbahn und Kupferdiffusionsbarriere. Studienarbeit, TU Dresden, 2012.
82.
Zurück zum Zitat Schultz, l., Freudenberger, J.: Physikalische Werkstoffeigenschaften. Script. Leibniz Institute for Solid State and Materials Research Dresden, Germany, 2019. Schultz, l., Freudenberger, J.: Physikalische Werkstoffeigenschaften. Script. Leibniz Institute for Solid State and Materials Research Dresden, Germany, 2019.
83.
Zurück zum Zitat Ming Tan, C., Roy, A.: Investigation of the effect of temperature and stress gradients on accelerated EM test for Cu narrow interconnects. Thin Solid Films 504, pp. 288–293. Ming Tan, C., Roy, A.: Investigation of the effect of temperature and stress gradients on accelerated EM test for Cu narrow interconnects. Thin Solid Films 504, pp. 288–293.
84.
Zurück zum Zitat Aronstein, J; Hare, T.K.: AC and DC electromigration failure of aluminum contact junctions. IEEE Transactions on Components and Packaging Technologies 28, 2005, pp. 701–709. Aronstein, J; Hare, T.K.: AC and DC electromigration failure of aluminum contact junctions. IEEE Transactions on Components and Packaging Technologies 28, 2005, pp. 701–709.
85.
Zurück zum Zitat Hildmann, C.: Zum elektrischen Kontakt- und Langzeitverhalten von Pressverbindungen mit konventionellen und Hochtemperatur-Leiterseilen mit geringem Durchhang. Dissertation, TU Dresden, 2016.—ISBN 978-3-00-056211-2. Hildmann, C.: Zum elektrischen Kontakt- und Langzeitverhalten von Pressverbindungen mit konventionellen und Hochtemperatur-Leiterseilen mit geringem Durchhang. Dissertation, TU Dresden, 2016.—ISBN 978-3-00-056211-2.
86.
Zurück zum Zitat Oberst, M.; Schlegel, S.; Großmann, S.; Willing, H.; Freudenberger, R.: Impact of the Formation of Intermetallic Compounds in Current-Carrying Connections. IEEE Transactions on Device and Materials Reliability, vol. 20, no. 1, 2020, pp. 157–166. Oberst, M.; Schlegel, S.; Großmann, S.; Willing, H.; Freudenberger, R.: Impact of the Formation of Intermetallic Compounds in Current-Carrying Connections. IEEE Transactions on Device and Materials Reliability, vol. 20, no. 1, 2020, pp. 157–166.
87.
Zurück zum Zitat Oberst, M.; Hildmann, C.; Schlegel, S.: Einfluss von Grenzflächenreaktionen auf das Kontakt- und Langzeitverhalten von kraftschlüssigen Verbindungen mit unterschiedlichen Werkstoffkombinationen. 26. Albert-Keil-Kontaktseminar, Karlsruhe, 2022. Oberst, M.; Hildmann, C.; Schlegel, S.: Einfluss von Grenzflächenreaktionen auf das Kontakt- und Langzeitverhalten von kraftschlüssigen Verbindungen mit unterschiedlichen Werkstoffkombinationen. 26. Albert-Keil-Kontaktseminar, Karlsruhe, 2022.
88.
Zurück zum Zitat Gatzsche, M.: Elektrisch-thermisches Betriebs- und Langzeitverhalten hochstromtragfähiger Kontaktelemente. Dissertation, TU Dresden, Shaker Verlag, 2016.—ISBN 978-3-84404-894-0. Gatzsche, M.: Elektrisch-thermisches Betriebs- und Langzeitverhalten hochstromtragfähiger Kontaktelemente. Dissertation, TU Dresden, Shaker Verlag, 2016.—ISBN 978-3-84404-894-0.
89.
Zurück zum Zitat Großmann, S.: Zur Gestaltung und zum Betriebsverhalten von Steckverbindern der Elektroenergietechnik. Dissertation, TU Dresden, 1988. Großmann, S.: Zur Gestaltung und zum Betriebsverhalten von Steckverbindern der Elektroenergietechnik. Dissertation, TU Dresden, 1988.
90.
Zurück zum Zitat Israel, T.; Oberst, M.; Hildmann, C.; Schlegel, S.: Selbstschmierende Beschichtungen für Hochstrom-Steckverbindungen. 26. Albert-Keil-Kontaktseminar, Karlsruhe, 2022. Israel, T.; Oberst, M.; Hildmann, C.; Schlegel, S.: Selbstschmierende Beschichtungen für Hochstrom-Steckverbindungen. 26. Albert-Keil-Kontaktseminar, Karlsruhe, 2022.
91.
Zurück zum Zitat Archard, J. F.: Contact and rubbing of flat surfaces. Journal of Applied Physics, vol. 24, no. 8, 1953, pp. 981–988. Archard, J. F.: Contact and rubbing of flat surfaces. Journal of Applied Physics, vol. 24, no. 8, 1953, pp. 981–988.
92.
Zurück zum Zitat Hagen, B.; Kufner, T.; Freudiger, G.: Grundlegende Untersuchungen an tribologischen Systemen zur optimierten Auslegung von Steckverbindern in der Elektroenergietechnik., 24. Albert-Keil-Kontaktseminar, Karlsruhe, 2017. Hagen, B.; Kufner, T.; Freudiger, G.: Grundlegende Untersuchungen an tribologischen Systemen zur optimierten Auslegung von Steckverbindern in der Elektroenergietechnik., 24. Albert-Keil-Kontaktseminar, Karlsruhe, 2017.
93.
Zurück zum Zitat Yuan, H.; Song, J.: Fretting Corrosion Behavior of Various Contact Surfaces under Diverse Operat-ing Conditions. IEEE Holm Conference on Electrical Contacts, 2019. pp. 19–26. Yuan, H.; Song, J.: Fretting Corrosion Behavior of Various Contact Surfaces under Diverse Operat-ing Conditions. IEEE Holm Conference on Electrical Contacts, 2019. pp. 19–26.
94.
Zurück zum Zitat Ramonat, A.: Untersuchungen zum elektrischen Kontakt- und Langzeitverhalten von Fügetechnologien mit zylindrischen Leitern aus Aluminium. Dissertation, TU Dresden, 2018. Ramonat, A.: Untersuchungen zum elektrischen Kontakt- und Langzeitverhalten von Fügetechnologien mit zylindrischen Leitern aus Aluminium. Dissertation, TU Dresden, 2018.
Metadaten
Titel
Long-Term Behavior of Current-Carrying Connections
verfasst von
Stephan Schlegel
Michael Gatzsche
Christian Hildmann
Toni Israel
Copyright-Jahr
2024
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-662-69644-6_5