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连接器主要镀层性能说明
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电连接器接触体镍打底镀金工艺研究
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连接器生产厂家介绍：为什么要进行连接器镀层（一）？
来源：国光集团 编辑：国光集团
& & &&从技术层面上分享：随着各种连接器在各行各业的使用范围越来越广泛，客户对于连接器产品对环境的考验越来越看重。电镀技术就是在这种环境下应运而生的：连接器插针冲压完成后即应送去电镀工段。在此阶段，连接器的电子接触表面将镀上各种金属涂层。
& & &&连接器接触镀层目前常用的主要有三种技术：电镀（electrodeposition）喷镀（cladding）．热浸（hot dipping）
& & &&一、连接器进行镀层的原因主要有以下几大原因：
1、连接器镀层有助于增加产品的防腐蚀功能
2、连接器镀层有助于提高机械性能
3、连接器镀层有助于提高电气性能
& & &&综合来说就是把连接器的接触部分电镀，是为了改善导电性、抗腐蚀和抗磨损性，提高可焊性。提高了连接器产品的广泛使用范围和抗环境的高质量生命力。解决了具有良好机械性能（如可成型性，弹性）的金属，常常不具备优良的导电性、抗腐蚀和磨损性以及可焊接性的问题。
& & &&根据连接器的不同使用腐蚀环境，选用相应金属、塑料、镀层结构的连接器，像在盐雾环境下使用的连接器，如果没有防腐的金属表面，会使性能迅速恶化。在含有相当浓度的SO2环境中，不宜使用镀银接触对的连接器。在潮热地区，霉菌也是重要问题。&所以在什么样的环境使用什么性能的连接器尤为重要，
& & &&二、连接器生产厂家分享连接器镀层的金属特性技术知识！
& & &&镀层金属特性：
锡和锡铅合金：是连接器多数产品的标准涂覆层改变抗腐蚀性和可焊接性用于较低档次产品。
金：用于高档次产品极好的抗腐蚀性薄镀金改善抗磨损性能比金难电镀。
镍：用作电镀的屏障层。
& & & 国光集团---连接器生产厂家本着对于优质产品属性把关，通过对于连接器环境性能包括耐温、耐湿、耐盐雾、振动、冲击和环境参数等进行不同应用环境镀不同属性的金属镀层。所以高质量的连接器镀层技术也越来越受到用户和连接器生产厂家的重视。下面一篇文章将继续讲述连接器金属镀层的意义
浙ICP备号-1 国光集团版权所有连接器手册(中文版)38-第11页
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连接器手册(中文版)38-11
接触镀层是通过影响接触所需正压力的大小亦即通过影；注意到接触配合力和更重要的参数─连接器配合力的不；接器配合力不仅依赖于每个接触接触时的配合力，也包；．总结．；当应用需求包括高耐久力和高pin连接，那么贵金属；（20％）镍（80％）合金镀层能提供最高的耐久力；3.4.2应用环境；在应用环境这个标题上要考虑以下几个因素；机械方面?虽然机械配合是作用在连接器上的
接触镀层是通过影响接触所需正压力的大小亦即通过影响由摩擦系数决定的摩擦力的大小来影响配合力的大小的。先前已经指出，由于金镀层比锡镀层具有更低的正压力要求和更低的摩擦系数，因此金镀层比锡镀层具有更低的配合力。通过使用接触润滑可使摩擦系数的不同在一定程度上能得以改善。贵金属镀层的间区别很少用配合力而是用耐久性来表示。注意到接触配合力和更重要的参数─连接器配合力的不同是十分重要的。当然，连接器配合力不仅依赖于每个接触接触时的配合力，也包括连接器绝缘本体以及连接器各部分的紧固力的影响（alignment of the connector halves）。连接器的配合将在第六章更为详细的讨论。 ．总结．当应用需求包括高耐久力和高pin连接，那么贵金属镀层是首选的。有薄金层的钯（20％）镍（80％）合金镀层能提供最高的耐久力，接下来是有薄金层的钯镀层和金。锡镀层，因为其固有的低硬度和需要较高正压力来减少摩擦腐蚀的可能性，故锡镀层与贵金属镀层相比表现出有限的耐久性和较高的配合力。高配合力要求限制了具有锡镀层的连接器的接触pin数。3.4.2 应用环境在应用环境这个标题上要考虑以下几个因素。包括有机械环境，除了配合条件，还包括振动和磨损；热环境方面包括温度和温度波动；化学方面包括湿度以及一些潜在的腐蚀如氯化和硫化腐蚀。应用环境的每个方面都会对接触镀层的选择产生影响。机械方面?虽然机械配合是作用在连接器上的最常见的机械压力，但在连接器的整个有效期内还会受到许多潜在的干扰。机械冲击和振动是必须要考虑的其它因素。连接器暴露在许多潜在的冲击和振动源中。然而，无论什么样的原因，所关心的效果是因为干扰而产生的对接触界面的压力是否足于导致连接器两部分的相对移动。如果产生这样的运动，它们能常被限于一定的范围而归属于磨损的一种。磨损有两种令人担忧的结果：磨损损耗和磨损退化（fretting wear and fretting degradation）。磨损损耗是指在第二章中所描述的磨损过程，产生的结果是接触镀层受损。磨损退化包括摩擦腐蚀（fretting corrosion），相关的锡、镍、钯镍合金以及摩擦聚合物，相关的钯。注意到潜在的磨损损耗是很重要的，因为它能引起镀层的穿透性磨损。连接器期望达到的预测配合循环次数不仅仅是连接器磨损方面的唯一因素，这种考虑使得薄镀层重要性增加，例如钯、钯合金和镍镀层外面的薄金层。因磨损所引起的薄金层的损失会导致底层的钯和镍裸露出来。换句话说，镀金的钯和钯镍合金对磨损退化机理是很敏感的。而对钯来说，摩擦聚合物的形成则是其主要的退化机构。钯镍合金或镍的磨损腐蚀是通过氧化作用发生的。镀有薄金层的钯和钯镍合金镀层已被许多调查者评价。大多数而不是全部的研究，已经报告过它的稳定性能。镍镀层表面金薄层的使用是近期的事，所以这段时间几乎没有什么证明经验。但是，可以肯定的是这些镀层金属对摩擦腐蚀非常的敏感。还应该注意到，暴露底层金属的其它机理的存在。例如：不完全的镀层，镀层的损坏如刮擦。总而言之，与机械环境相关的主要论题与磨损损耗及磨损退化有关。锡镀层对磨损退化是最敏感的。然而，金镀层的选择应该考虑到这些机械性的影响。热环境．热环境存在两个主要因素：应用温度和热波动。绝对温度能导致大量潜在的退化机理。热波动的主要影响是因为热膨胀的不同而经过的潜在性磨损。重要的可能性敏感温度的退化机理包括腐蚀，扩散和金属间化合秀的形成。腐蚀率一般随着温度的升高而加快，尽管温度对水份的吸附效果能减缓这种作用。扩散速度也随温度的升高而加快，结果能产生表面膜。如图3.4所示。金属间化合物（IMC）的形成对锡镀层是很重要的。金属间化合秀的形成速度随温度升高而加快。如果金属间化合物的形成消耗了锡而在接触面上的该点形成大量的金属间化合物，那么接触电阻可能受到影响。一般来说，保留在表面上的锡，能提供有效的接触。图3.30中的数据对此作了描述。图3.30显示了一个3微米厚的镀锡铜（tin-over-copper）以软金探针所测得的接触阻抗随压力的曲线。数据在可接受的条件下显示，一是增时处理使锡转化为锡化合物，二是增时处理和腐蚀后。IMC阻抗的增加超过了可接受条件下的值但但它对许多应用是合适的。虽然增时处理的时间足于完成从锡到金属间化合物的全部转化，但通常仍能发现残留在表面上的锡。如果表面被腐蚀物取代，金属间化合物本身的接触导致接触阻抗的额外增加。总之，热环境能导致腐蚀退化，它也能影响贵金属的腐蚀速度和潜在地影响锡镀层的金属间化合物的生成。化学性? 化学环境包括湿度及一系列可能的腐蚀种类，如氯，硫和氧。氯和硫对于贵金属镀层特别重要，而氧则对锡镀层很重要。如先前所提及的，锡氧化物对锡提供了来自于在其它腐蚀源(source)的腐蚀保护。湿度对腐蚀率和腐蚀物水合度的影响是令人担忧的。经验也表明，湿度变化能影响腐蚀机理和腐蚀率。贵金属的腐蚀机理在3.3.1节中已经作了讨论。为了更加完整(for completeness)，对贵金属镀层而言，应该注意到主要的腐蚀机理随环境成分特别是氯和硫的含量(content)的变化而发生变化。随环境恶劣程度(in severity)的增加，主要的退化机理由多孔腐蚀变化到腐蚀扩散(creep)。正如前面所说的那样，移动类型以铜－硫腐蚀物出现。对于锡镀层，由于氧在磨损腐蚀中的作用，氧是主要的反应(reactive)类型。由于锡氧化物固有的保护特性，所以锡在FMG环境中性能良好。总结?总之，应用环境的考虑表明了接触镀层选择上的不同权衡，取决于化学方面，热，或是与腐蚀相关方面，何者占支配地位。在恶劣的机械环境里，因为磨损腐蚀而限制了锡的使用。但是，磨损损耗的可能性，磨损退化的产生，在恶劣的条件下不应该低估。高温环境要求对锡金属间化合物的产生和对影响贵金属镀层的蔓延/氧化的考虑。腐蚀考虑对贵金属和锡来说是不同的。而且，磨损腐蚀主要涉及到锡。随恶劣条件的增加，贵金属的腐蚀机理会随环境从孔隙腐蚀转变为扩散(creep)腐蚀。3.4.3电路需求从一个基本的观点出发，如果能创建并保持一个金属接触界面，那么在一个大电压和电流范围里的接触镀层间的功能(finishs with respect to their functionality)没什么不同。在这样的条件下，因硬度和阻抗系数的差别产生的阻抗的变化是相对较小的。镀层间的不同在于阻抗的稳定性，即接触界面对于应用条件下退化的敏感性(sensitivity)。自然地，对比罗简单的描述有几个限制因素。电压?在电连接器上，除了电能的应用，电压相对很低──只有几伏特。金属间的接触界面将以奥姆来衡量，即电压与电流间的关系是线性的，其斜率由系统阻抗决定。只有当接触界面不完全是金属接触面时(cease to be completely metallic)，也就是说，当它们开始退化时，电压的影响才显现出来。在这种条件下，电压可能允许薄膜的电性中断(breakdown)并由此而建立或重建一个较低的接触阻抗，这一现象有时称作自我复原（self-healing）。不幸的是，这种阻抗容易变化并且不可恢复，这也是为什么薄膜的机械破坏和薄膜形成的避免对电性中断是首要的。Wagar和Holm提供了电性薄膜中断特性的讨论，主要概括在2.3.2小节中。本讨论目的关键点是导致中断的必要电压和的和因此产生的高变化性阻抗。电压的变化源自于薄膜结构本身的易变化性。厚度，组成和结构都依赖于薄膜形成的环境。阻抗的变化性产生于因为中断引起的导电区域取决于中断时间里电流的流过的事实。Bock和Whitley提供了有关磨损退化的电流及电压决定条件的证据(evidence of this cu-rrent/voltage dependence with respect to fretting degradation)。电流?正如第一章所述，针对电流有两种基本电性应用：信号和电能。对于信号应用，典型的电流通常低于1A。而电能应用则可能需要几十甚至上百安培的电流。对于信号应用，在可能引入系统的噪声或者数字式应用上可能的数据丢失方面，接触镀层退化的影响及在随之而来的接触阻抗的变化是非常重要的。Abbott和Schrieber研究了这一影响，而且Abbott是针对磨损腐蚀来考虑。根据这些著作，发生数据丢失的可能原因是，随接触阻抗的退化所产生的瞬间开路趋势的增加。在可引起贵金属镀层磨损腐蚀的条件下，也可以得到类似的结果。在典型能量应用更高电流下，由于高电流下而产生的焦耳热和红外线，会导致额外的考虑。两个单独的(separate)问题值得讨论：(a)什么因素决定镀层所能承受的最大电流。(b)高电流时，接触阻抗的退化有什么影响。接触镀层所能承受的最大电流由接触界面的温度所决定。接触界面温度反过来又取决于产生的焦耳热与从接触界面到接触弹片散热的平衡。热量的产生取决于镀层阻抗系数和阻抗系数随温度的变化率。而散热取决于热传导率和热传导率随温度的改变率。这些反应可能相当复杂，就象Williamson所讨论的那样。为了本讨论的目的，注意到每一个镀层在其熔化时都有一特征电压，特征电压的大小，及依据前面提到的相互作用所能达到的比率就足够了。对于金，银和锡镀层，各自的熔化电压分别是430，370和130毫伏。在实际上，通过接触界面的电压下降由电流产品(product of the current)和接触界面阻抗所决定。At a first cut，熔化电压能被用来指示镀层的电流容量，其公式如下：Vm=I*Rc
Vm==熔化电压I==电阻为Rc且即将发生熔化时的电流Rc==接触界面阻抗在第二章已经讨论过，Rc取决于镀层和接触压力。对于一个确定的接触阻抗，通过熔化电流的减法，最大电流能够被确定。恒定的电流容量一般由温升条件所决定，而温升条件又取决于接触阻抗的大小，这一点将在第十二章中讨论。按这个标准，锡具有低电流容量，然而金和银却是相当的。钯和镍则具有更高的熔化电压，但是它们所拥有的高阻抗和低效热传导性能制约了这一优点。对于高电流应用，银由于自身的低电阻抗和高效热传导性能而占有优势。在电能接触中，银的弱点，污点和移动趋势并不重要。电能接触的典型的高压力(high forces typical of power contacts)使污点的影响降至最低。巨大的尺寸，分离和通常典型的电能应用接触间的绝缘减少了移动反应。接触阻抗退化在高电流性能上的影响是明显与前述讨论有关。这样的退化更进一步促进了接近熔化电压。以这样一个观点，镀层对退化相对的反应有更大的影响在电能应用的镀层选择上。再次，锡由于自身的低的熔化电压和对磨损腐蚀的反应poses最大的危险。
电路参数综述．在理论上，金属间界面对电流和电压没有反应，但接触界面的退化连同接触界面阻抗的变化引入了一系列的考虑。3.5 接触镀层概述合适的接触镀层的选择包含了使用和功能需求的考虑。例如，由于对锡的高的接触压力需求和在装配压力及磨损的共同影响，高接触数量，高适配循环需求决定了贵金属镀层(参见表3.1和表3.2)。环境考虑是复杂的，包括在贵金属镀层上的多孔性和在锡镀层上磨损退化的可能性之间的权衡。考虑一个确定的应用，合适的镀层是在性能与可靠性间的“最好”的折衷。 表3.1 接触镀层的接触压力需求镀层
最小接触压力(g)
最小值由机械稳定性和污染物的转移所决
定。尤其是零接触压力(zero-force)条件必须极力避免。钯
由于接触反应的作用表面薄膜的可能性。此外，金的评价也适用。包含各类专业文献、高等教育、行业资料、幼儿教育、小学教育、外语学习资料、文学作品欣赏、连接器手册(中文版)38等内容。　
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