20 Ursachen, warum Relais ausfallen können, Teil 2

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Precoplat Präzisions-Leiterplatten-Technik GmbH

Häufige Kontaminationen sind Silber, Kupfer, Indium, Cadmium und Zinn

Weitere detektierte Metalle als Nebenelemente sind: Cobalt, Mangan, Nickel, Zink, Aluminium, Chrom, Eisen (nicht im Spektrum gezeigt). Auch in diesem Massenbereich sind bereits Signallinien von organischen Verbindungen zu sehen, wie das Silikonöl Polydimethylsiloxan. Die detaillierte, metallurgische Zusammensetzung der Kontaktlegierungen unterscheidet sich z.T. deutlich für die Relais verschiedener Hersteller.

Zudem werden in der Regel mit hohen Intensitäten verschiedene Halogene (Brom, Chlor, Fluor, Jod) und Alkali-/Erdalkalimetalle (Calcium, Kalium, Lithium, Magnesium, Natrium) detektiert.

Ebenso werden verschiedene Anionen (Nitrate NO_x, Phosphate PO_x, Schwefel, Sulfate SO_x, Acetate, Formiate und CN/CNO) oder Verbindungen aus den Legierungselementen und entsprechenden Anionen (z.B. Kupfer- oder Cadmiumphosphate, Cu(PO₃)₃^–, Cd(PO₃)₃^– festgestellt.

Detaillierte Untersuchungsergebnisse der Kontaktzonen verschiedener Relais

In einer Untersuchung mehrerer Serien von Relais verschiedener internationaler Hersteller über einen Zeitraum von mehr als zehn Jahren konnte gezeigt werden, dass die Kontakte Hersteller unabhängig in vielen Fällen starke organische Oberflächenbelegungen haben.

So zeigen die Spektrenvergleiche der Kontaktzonen im höheren Massenbereich (Bild 3, Massenbereich von 500 u bis 1000 u der positiven Sekundärionen) bei Relais A eine starke Belegung mit langkettigen Kohlenwasserstoffen (Mineralöl), bei den Kontakten B und C die Verbindung Squalen und das Antioxidans Irgafos 168 sowie bei Kontakt D die Signallinien eines Fettalkoholpolyglycolethers (nichtionisches Tensid).

Interessant ist auch der bei Kontakt B (hoher Indiumanteil im Grundwerkstoff) viel höhere Schwefelanteil der Silberoberfläche, der im Massenspektrum als Silbersulfid-Cluster (Ag_xS_y⁺) zu erkennen ist.

Die bei denselben Kontakten aufgenommenen Massenspektren negativer Sekundärionen (Bild 4) vervollständigen das Bild von Relaiskontakten, die massiv mit vielen unterschiedlichen organischen Verbindungen belegt sind.

Zusammenfassend werden auf den Kontakten folgende Verbindungen detektiert:

Kontakt A: Langkettige Kohlenwasserstoffe, höhere Fettsäuren (meist Palmitinsäure), Alkylbenzolsulfonate mit C11- bis C13-Alkylresten, Alkylsulfate mit C12-Alkylrest sowie die Verbindungen Benzotriazol und Tolyltriazol.

Kontakt B: Squalen, Irgafos 168 sowie höhere Fettsäuren (meist Palmitin- und Ölsäure).

Kontakt C: Squalen, höhere Fettsäuren (meist Palmitin-, Öl- und Stearinsäure), Alkylbenzolsulfonate mit C11- bis C13-Alkylresten und Dioctylsulfosuccinat.

Kontakt D: Fettalkoholpolyglycolether (nicht-ionisches Tensid), Polydimethylsiloxan und Siliciumoxide.

Artikelfiles und Artikellinks

Link: Teil 1 des Artikels "20 Ursachen, warum Relais ausfallen können

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Stand: 08.12.2025

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