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1、端子電鍍基本知識端子的電鍍與檢驗一、端子電鍍基本知識1.定義電鍍：是金屬電沉積過程的一種，指簡單金屬離子或絡(luò)離子通過電化學(xué)方法在固體(導(dǎo)體或半導(dǎo)體)表面上放電還原為金屬原子附著于電極表面，從而獲得一金屬層的過程。2。目的電鍍由改變固體表面特性從而改變外觀，提高耐蝕性，抗磨性，增強硬度，提供特殊的光、電、磁、熱等表面性質(zhì)。3.端子電鍍知識簡介大多數(shù)的電子連接器，端子都要作表面處理，一般即指電鍍。有兩個主要原因：一是保護端子簧片基材不受腐蝕；二是優(yōu)化端子表面的性能，建立和保持端子間的接觸界面，特別是膜層控制。換句話說，使之更容易實現(xiàn)金屬對金屬的接
2、觸。防止腐蝕：多數(shù)連接器簧片是銅合金制作的，通常會在使用環(huán)境中腐蝕，如氧化、硫化等。端子電鍍就是讓簧片與環(huán)境隔離，防止腐蝕的發(fā)生。電鍍的材料，當(dāng)然要是不會腐蝕的，至少在應(yīng)用環(huán)境中如此。表面優(yōu)化：端子表面性能的優(yōu)化可以通過兩種方式實現(xiàn)。一是在于連接器的設(shè)計，建立和保持一個穩(wěn)定的端子接觸界面。二是建立金屬性的接觸，要求在插入時，任何表面膜層是不存在的或會破裂。沒有膜層和膜層破裂這兩種形式的區(qū)別也就是貴金屬電鍍和非貴金屬電鍍的區(qū)別。貴金屬電鍍，如金、鈀、及其合金，是惰性的，本身沒有膜層。因此，對于這些表面處理，金屬性的接觸是“自動的”。我們要考慮的
3、是如何保持端子表面的“高貴”，不受外來因素，如污染、基材擴散、端子腐蝕等的影響。非金屬電鍍，特別是錫和鉛及其合金，覆蓋了一層氧化膜，但在插入時，氧化膜很容易破裂，而建立了金屬性的接觸區(qū)域。(1)貴金屬端子電鍍貴金屬端子電鍍是指貴金屬覆蓋在底層表面，底層通常為鎳。一般的連接器鍍層厚度：15~50u金，50~100u鎳。最常用的貴金屬電鍍有金、鈀及其合金。金是最理想的電鍍材料，有優(yōu)異的導(dǎo)電及導(dǎo)熱性能。事實上在任何環(huán)境中都防腐蝕。由于這些優(yōu)點，在要求高可靠性的應(yīng)用場合的連接器中，主要的電鍍是金，但金的成本很高。鈀也是貴金屬，但與金相比有高的電阻、低
4、的熱傳遞和差的防腐蝕性，可是耐摩擦性有優(yōu)勢。一般采用鈀鎳合金(80~20)應(yīng)用于連接器的接線柱中(POST)。設(shè)計貴金屬電鍍時需要考慮以下事項：a.多孔性在電鍍工藝中，金在眾多暴露在表面的污點上成核。這些核繼續(xù)增大而在表面展開，最后這些島狀物(孤立的物體)互相沖撞而完全覆蓋了表面，形成多孔性的電鍍表面。金鍍層的多孔性與鍍層厚度有一定的關(guān)系。在15u以下，多孔性迅速增加，50u以上，多孔性很低，實際降低的速率可以忽略。這就是為什么電鍍的貴金屬厚度通常在15~50u范圍內(nèi)的原因。多孔性和基材的缺陷，如包含物、疊層、沖壓痕跡、沖壓不正確的清洗、不正
5、確的潤滑等也有一定的關(guān)系。b.磨損端子電鍍表面的磨損，也會造成基材暴露。電鍍表面的磨損或壽命取決于表面處理的兩種特性：摩擦系數(shù)和硬度。硬度增加，摩擦系數(shù)減少，表面處理的壽命會提高。電鍍金通常為硬金，含有變硬的活化劑，其中Co(鈷)是最常見的硬化劑，能提高金的耐磨損性。鈀鎳電鍍的選擇可大大提高貴金屬鍍層的耐摩性和壽命。一般在20~30u的鈀鎳合金上再覆蓋3u的金鍍層，既有良好的導(dǎo)電性，又有很高的耐磨性。另外，通常便用鎳底層來進一步提高壽命。c.鎳底層鎳底層是貴金屬電鍍要考慮的首要因素，它提供了幾項重要功能，確保端子接觸界面的完整性。通過正面性的
6、氧化物表面，鎳提供了一層有效的隔離層，阻隔了基材和小孔，從而減少了小孔腐蝕的潛在的可能；并提供了位于貴金屬電鍍層之下的一層硬的支撐層，從而提高了鍍層壽命。什么樣的厚度合適呢？鎳底層越厚，磨損越低，但從成本及控制表面的粗造度考慮，一般是擇50~100u的厚度。(2)非貴金屬電鍍非貴金屬電鍍不同于貴金屬之處在于它們總是有一定數(shù)量表面膜層。由于連接器的目的是提供和保持一個金屬性的接觸界面，這些膜層的存在必須要考慮到.一般來講，對于非貴金屬的電鍍，正向力要求很高足以破壞膜層，進而保持端子接觸界面的完整。擦洗作用對于含有膜層的端子表面顯得也很重要。端子
7、電鍍中有三種非金屬表面處理：錫(錫鉛合金)、銀和鎳。錫是最常用的，銀對高電流有優(yōu)越性，鎳只限于應(yīng)用于高溫場合。a.錫表面處理錫也指錫鉛合金，特別是錫93-鉛3的合金。我們是從錫的氧化物膜層很容易被破壞的事實而提出使用錫的表面處理。錫鍍層表面會覆蓋一層硬的、薄的、易碎的氧化物膜。氧化膜下面是柔軟的錫。當(dāng)某種正向力作用于膜層時，錫的氧化物，由于很薄，不能承受這種負(fù)荷，而又因為它很脆，易碎而開裂。在這樣的條件下，負(fù)載轉(zhuǎn)移至錫層，由于又軟又柔順，在負(fù)載作下很容易流動。因為錫的流動，氧化物的開裂更寬了。通過裂縫和間隔層。錫擠壓至表面提供金屬接觸。錫鉛合
8、金中鉛的作用是減少錫須的產(chǎn)生。錫須是在應(yīng)力作用下，錫的電鍍物表面形成一層單晶體(錫須)。錫須會在端子間形成短路。增加2%或更多的鉛即能減少錫須。還有一類比例的錫鉛合
