一(yī)、定義
電(dian)鍍：是金(jin)屬電沉(chen)積過程(chéng)的一種(zhǒng)，指簡單(dān)金屬離(li)子或絡(luò)離子通(tōng)過電化(huà)學方法(fa)在固體(tǐ)(導體或(huò)半導體(tǐ))表面上(shang)放電還(hai)原爲🤩金(jīn)屬⭕原子(zǐ)附着于(yu)電極表(biǎo)面，從🌈而(er)獲得一(yī)金屬🙇🏻層(céng)的過程(chéng)。
二、目的(de)
電鍍由(yóu)改變固(gù)體表面(mian)特性從(cong)而改變(bian)外觀，提(ti)高耐蝕(shí)🐉性，抗磨(mó)性，增強(qiang)硬度，提(ti)供特殊(shu)的光、電(diàn)、磁、熱等(deng)表面性(xìng)🤩質。
三、端(duān)子電鍍(dù)簡介
大(da)多數的(de)電子連(lián)接器，端(duān)子都要(yao)作表面(miàn)處理，一(yi)般即指(zhǐ)電鍍。有(you)兩個主(zhǔ)要原因(yin)：一是保(bao)護端子(zǐ)簧片基(jī)材不受(shòu)腐蝕;二(èr)是優⭐化(hua)端⚽子表(biǎo)面的性(xing)能，建立(lì)和保持(chí)端子間(jian)的接觸(chu)界面，特(te)别是膜(mo)層控制(zhì)。換句話(huà)說，使之(zhi)更容易(yi)實現金(jin)屬對金(jīn)屬的接(jiē)觸。
防止(zhi)腐蝕：
多(duo)數連接(jie)器簧片(piàn)是銅合(he)金制作(zuo)的，通常(cháng)會在使(shǐ)用環境(jìng)中腐蝕(shi)，如氧化(hua)、硫化等(deng)。端子電(diàn)鍍就是(shì)讓簧片(pian)與環🍉境(jìng)隔離，防(fáng)止腐蝕(shi)的發生(sheng)。電鍍的(de)材料，當(dāng)然要是(shì)不會🚶♀️腐(fǔ)蝕的，至(zhi)少在💯應(ying)用環境(jing)中如此(cǐ)。
表面優(yōu)化：
端子(zi)表面性(xing)能的優(yōu)化可以(yǐ)通過兩(liǎng)種方式(shi)實現。一(yi)是在于(yú)連☎️接器(qi)的設計(jì)，建立和(hé)保持一(yi)個穩定(ding)的端子(zǐ)接觸界(jie)🏃面。二🙇♀️是(shi)建立金(jin)🈚屬性的(de)接觸，要(yao)求在插(cha)入時，任(ren)何表面(mian)膜層是(shì)不存在(zai)的或會(hui)破裂。沒(méi)有膜層(céng)和膜層(ceng)破裂這(zhè)兩種形(xing)式的區(qu)别也就(jiu)是貴金(jin)屬電鍍(du)和非貴(guì)金♌屬電(diàn)鍍的區(qu)别。
貴金(jin)屬電鍍(du)，如金、钯(ba)、及其合(hé)金，是惰(duò)性的，本(běn)身沒有(you)膜層。因(yīn)🔞此，對于(yu)這些表(biǎo)面處理(lǐ)，金屬性(xing)的接觸(chù)是“自⭐動(dong)的”。我們(men)要考慮(lü)的是如(ru)何保持(chi)端子表(biao)面的“高(gāo)貴”，不受(shòu)外來因(yīn)素，如污(wū)染🛀、基材(cái)擴散、端(duan)子腐蝕(shí)等的影(ying)響。
非金(jin)屬電鍍(du)，特别是(shì)錫和鉛(qian)及其合(hé)金，覆蓋(gai)了一層(ceng)氧化膜(mo)，但在插(chā)入時，氧(yang)化膜很(hěn)容易破(pò)裂，而建(jian)立了金(jīn)屬性的(de)接觸區(qū)域。
(1)貴金(jīn)屬端子(zǐ)電鍍
貴(guì)金屬端(duān)子電鍍(du)是指貴(guì)金屬覆(fu)蓋在底(dǐ)層表面(mian)，底🙇♀️層通(tōng)常爲鎳(niè)。一般的(de)連接器(qì)鍍層厚(hou)度：15~50u金，50~100u鎳(niè)。最常用(yong)的貴金(jin)屬電鍍(dù)有金、钯(ba)及其合(hé)金。
金是(shi)最理想(xiang)的電鍍(du)材料，有(you)優異的(de)導電及(jí)導熱性(xìng)💋能。事實(shi)🌈上在任(rèn)何環境(jing)中都防(fáng)腐蝕。由(yóu)于這些(xie)優點，在(zài)要求高(gao)可靠🐅性(xing)的應用(yòng)場合的(de)連接器(qì)中，主要(yao)的電鍍(du)是金，但(dan)金的成(chéng)本很高(gao)。
钯也是(shi)貴金屬(shu)，但與金(jin)相比有(you)高的電(dian)阻、低的(de)熱傳🥰遞(di)和差的(de)防腐蝕(shí)性，可是(shì)耐摩擦(cā)性有優(yōu)勢。一般(bān)采🏃♀️用钯(bǎ)鎳合😍金(jin)(80~20)應用于(yú)連接器(qi)的接線(xiàn)柱中(POST)。
設(shè)計貴金(jin)屬電鍍(dù)時需要(yào)考慮以(yi)下事項(xiang)：
a.多孔性(xìng)
在電鍍(du)工藝中(zhong)，金在衆(zhong)多暴露(lù)在表面(mian)的污點(dian)上成核(he)。這些核(hé)繼續增(zēng)大而在(zài)表面展(zhǎn)開，最後(hòu)這些島(dao)狀物(孤(gū)👅立的物(wù)體)互相(xiàng)沖撞而(ér)完全覆(fù)蓋了表(biao)面，形成(chéng)👅多孔性(xing)🈲的電鍍(dù)✔️表面。金(jīn)鍍層的(de)多孔性(xìng)與鍍層(ceng)厚度有(you)一定的(de)關系。在(zai)15u以下，多(duō)孔性迅(xùn)速增加(jiā)，50u以上，多(duō)孔性很(hěn)低，實際(ji)降低的(de)速率可(ke)以忽略(luè)。這就是(shi)爲什麽(me)🤩電鍍的(de)貴金屬(shu)厚度通(tong)常在15~50u範(fan)圍内的(de)原因。多(duo)孔性和(hé)基材的(de)缺陷，如(rú)包含物(wù)、疊層、沖(chong)壓🐕痕迹(ji)、沖壓不(bu)正确的(de)清洗、不(bu)正确的(de)🌈潤滑等(deng)也有一(yi)定的關(guān)系。
b.磨損(sǔn)
端子電(dian)鍍表面(miàn)的磨損(sun)，也會造(zào)成基材(cai)暴露。電(dian)鍍表面(mian)的磨損(sun)或壽命(ming)取決于(yu)表面處(chu)理的兩(liǎng)種特性(xìng)：摩擦系(xì)✏️數和硬(ying)度。硬度(du)增加，摩(mó)擦系數(shù)減少，表(biao)面處理(li)的壽命(ming)會提高(gao)。電鍍金(jīn)通常爲(wèi)硬金，含(han)⛱️有變硬(ying)的活化(hua)劑，其中(zhōng)Co(钴)是最(zuì)常見的(de)硬化劑(ji)，能提高(gāo)🌈金的耐(nai)磨🈚損性(xìng)。钯鎳電(diàn)鍍的選(xuǎn)擇可大(da)大提高(gao)貴金屬(shǔ)鍍層的(de)🈲耐摩性(xìng)和壽命(mìng)。一般在(zài)20~30u的钯鎳(nie)合金上(shang)再覆蓋(gai)3u的金👄鍍(du)層，既有(yǒu)良好的(de)導電性(xìng)，又有很(hěn)高的耐(nai)磨性。另(ling)外㊙️，通常(cháng)便用鎳(niè)底層來(lái)進一步(bù)提高壽(shòu)命。
c.鎳底(dǐ)層
鎳底(di)層是貴(guì)金屬電(diàn)鍍要考(kǎo)慮的首(shou)要因素(su)，它提供(gòng)🚩了幾項(xiang)重要功(gong)能，确保(bǎo)端子接(jiē)觸界面(miàn)的完整(zhěng)性。通🔅過(guò)正💞面性(xing)的氧化(huà)物表面(miàn)，鎳提供(gòng)了一層(ceng)有效的(de)隔離層(céng)，阻隔了(le)基材和(hé)小孔，從(cóng)而減少(shǎo)了小孔(kǒng)腐蝕的(de)📧潛在的(de)可能;并(bing)提供🈚了(le)位于貴(guì)金屬電(dian)鍍層之(zhi)下的一(yi)層硬的(de)支撐層(ceng)，從而提(ti)高了鍍(dù)層壽命(mìng)。什麽樣(yang)的厚度(dù)合适呢(ne)🏒?鎳♈底層(céng)越厚，磨(mó)損越低(di)，但從成(cheng)本👉及控(kòng)制表面(mian)的粗造(zào)度考慮(lǜ)，一般是(shi)擇50~100u的厚(hòu)度。
(2)非貴(guì)金屬電(diàn)鍍
非貴(gui)金屬電(diàn)鍍不同(tong)于貴金(jin)屬之處(chu)在于它(tā)們總是(shì)有一定(dìng)數量表(biǎo)面膜層(ceng)。由于連(lián)接器的(de)目的是(shì)提供和(hé)保✉️持一(yī)♉個金屬(shǔ)性🔞的接(jie)觸界面(mian)，這些膜(mó)層的存(cun)在必須(xū)要考慮(lü)到.一般(bān)來講，對(duì)于非貴(gui)金屬的(de)電鍍，正(zhèng)向力要(yào)求很高(gāo)足以破(pò)壞膜層(céng)，進而保(bǎo)持端子(zi)接觸界(jiè)面的完(wan)整。擦洗(xǐ)作用對(duì)于含有(you)膜層的(de)端子表(biǎo)面顯得(dé)也很重(zhong)要。
端子(zi)電鍍中(zhōng)有三種(zhong)非金屬(shǔ)表面處(chu)理：錫(錫(xī)鉛合金(jin)🌏)、銀🏃🏻♂️和⛹🏻♀️鎳(nie)。錫是最(zuì)常用的(de)，銀對高(gāo)電流有(you)優越性(xing)，鎳隻限(xiàn)于應用(yong)于高溫(wen)場合。
a. 錫(xi)表面處(chù)理
錫也(ye)指錫鉛(qian)合金，特(te)别是錫(xī)93-鉛3的合(he)金。
我們(men)是從錫(xi)的氧化(huà)物膜層(céng)很容易(yì)被破壞(huài)的事實(shi)而提出(chū)使用錫(xī)的表面(mian)處理。錫(xī)鍍層表(biao)面會覆(fu)蓋一層(ceng)硬的、薄(bao)的、易碎(suì)的氧化(huà)物膜。氧(yang)化膜下(xia)面是柔(róu)軟的錫(xī)。當某種(zhǒng)正向力(lì)作用于(yú)膜層時(shi)，錫💃的氧(yǎng)化物，由(yóu)于很薄(báo)，不能承(cheng)受這種(zhǒng)負荷，而(ér)又因爲(wei)它很脆(cuì)，易碎而(er)開裂。在(zai)這樣的(de)條件下(xia)，負載轉(zhuan)移至錫(xi)層，由于(yu)又軟又(you)柔順，在(zai)📱負載作(zuò)下很容(róng)易💔流動(dong)。因爲錫(xi)的流動(dong)，氧化物(wu)的開裂(liè)更寬了(le)。通過裂(lie)縫和間(jiān)隔層。錫(xī)擠壓至(zhì)🏃♂️表面提(ti)供金屬(shu)接⭐觸。錫(xi)鉛合金(jin)中鉛的(de)📧作用是(shì)減少錫(xi)須的産(chǎn)生。錫須(xu)是在應(yīng)力作用(yong)下，錫的(de)電鍍物(wu)表面形(xíng)成一層(céng)單☂️晶體(ti)(錫須)。錫(xi)須會在(zài)端子間(jian)形成♻️短(duan)路。增加(jiā)2%或更多(duo)的鉛即(jí)能♻️減少(shao)錫須。還(hai)有一類(lèi)比♋例的(de)錫鉛合(he)金是錫(xi)：鉛=60：40，接近(jìn)于我♻️們(men)焊接的(de)成份比(bǐ)🚶例(63：37)，主要(yao)用于要(yào)焊接的(de)連接器(qi)中。但是(shì)最近有(you)越來越(yuè)多的法(fa)律要求(qiú)在電子(zi)及電氣(qi)産品中(zhōng)減少鉛(qiān)的💁含量(liang)，很多的(de)電鍍端(duān)子要求(qiú)無🌐鉛電(dian)鍍，主要(yao)有純錫(xi)✏️、錫/銅和(hé)錫/銀電(diàn)鍍，可以(yǐ)通過在(zài)銅與錫(xī)層之間(jian)鍍一層(ceng)鎳或使(shǐ)用不光(guāng)滑的無(wu)光澤的(de)錫表面(miàn)減緩錫(xi)須的産(chǎn)生。
b.銀表(biǎo)面電鍍(du)
銀認爲(wei)是非貴(gui)金屬端(duan)子表面(miàn)處理，因(yīn)爲它與(yu)硫、氯發(fā)生反應(ying)形🧑🏾🤝🧑🏼成硫(liu)化膜。硫(liu)化膜是(shì)半導體(ti)，會形成(chéng)“二極管(guǎn)”的特征(zheng)。
銀也是(shi)軟的，與(yu)軟金差(chà)不多。因(yin)爲硫化(huà)物不容(róng)易被🛀破(po)壞，所以(yǐ)🔞銀不存(cún)在摩擦(ca)腐蝕。銀(yin)有優異(yi)的導電(diàn)及熱傳(chuan)導性，在(zai)高😘電流(liu)下不☂️會(huì)熔解，是(shi)用在高(gāo)電流端(duān)子表面(miàn)處理的(de)極好的(de)材料。
(3)端(duan)子潤滑(hua)
對于不(bú)同的端(duān)子表面(miàn)處理，潤(rùn)滑的作(zuò)用是不(bú)同的，主(zhu)要有兩(liang)個功能(néng)：降低摩(mo)擦系數(shu)和提供(gong)環境隔(ge)離a.降低(di)摩擦系(xi)數有兩(liǎng)🙇♀️個效果(guo)：第一、降(jiàng)低連接(jiē)器的插(cha)入力;第(dì)二、通過(guò)降低摩(mó)損提高(gao)連接器(qì)🔞的壽命(ming)b.端子潤(run)滑能夠(gòu)㊙️通過形(xíng)成“封閉(bi)層”阻止(zhi)或延緩(huan)🚶♀️環境對(duì)接觸界(jiè)面的接(jie)觸，而提(tí)供環境(jing)的隔離(li)。一般來(lai)說，對于(yú)貴金屬(shǔ)表面處(chù)🌈理，端子(zǐ)潤滑是(shì)用來降(jiang)低摩擦(cā)系數，提(tí)高連接(jie)器的壽(shòu)命。對于(yú)錫的表(biǎo)面處理(li)，端子潤(run)滑是☂️提(ti)供環境(jing)隔離，防(fáng)🥰止摩擦(ca)腐蝕。雖(sui)然在電(diàn)鍍的下(xià)㊙️一工序(xu)能夠添(tian)加潤滑(hua)劑，但它(ta)隻是一(yi)種補充(chōng)的操作(zuo)。對于那(na)些需要(yào)焊接到(dao)PCB闆的連(lián)接器，焊(han)接清洗(xǐ)可能失(shi)去了潤(rùn)滑劑。潤(rùn)滑劑✉️粘(zhān)灰塵，如(rú)果應用(yòng)在有灰(huī)塵的環(huan)境中會(hui)導緻電(diàn)阻增大(dà)，壽命降(jiàng)低。最後(hòu)，潤滑劑(ji)的耐溫(wen)度的能(néng)力也可(kě)能限制(zhì)它的應(yīng)用。z
(4) 端子(zi)表面處(chù)理小結(jié)
貴金屬(shǔ)電鍍，假(jia)定覆蓋(gài)在50u的鎳(niè)底層上(shang)。
金是最(zui)常用材(cái)料，厚度(dù)取決于(yu)壽命要(yào)求，但可(kě)能受到(dào)多孔☁️性(xing)沖擊。
钯(bǎ)并不推(tui)薦使用(yòng)于可焊(han)接性保(bao)護場合(hé)
銀對生(sheng)鏽和遷(qian)移敏感(gǎn)，主要用(yong)于電源(yuan)連接器(qi)，通過潤(rùn)💃滑，銀的(de)壽命可(kě)顯著改(gǎi)善
錫有(yǒu)好的環(huán)境穩定(ding)性，但必(bì)須保證(zheng)機械穩(wen)定性。
四(sì)、端子鍍(dù)錫的10條(tiáo)鐵律
錫(xi)或錫合(he)金材料(liao)是優良(liang)的端子(zǐ)電鍍材(cai)料之一(yī)，它成‼️本(běn)相對便(biàn)宜，接觸(chu)電阻低(dī)，焊接性(xìng)好，在相(xiàng)應使用(yòng)環境中(zhong)的性能(neng)也可以(yi)達💯到工(gong)程設計(ji)要求，是(shì)替代金(jin)和其他(tā)貴重❌金(jīn)屬的理(lǐ)想鍍層(ceng)材料。
下(xià)面是10條(tiáo)鐵律，但(dàn)是随着(zhe)未知運(yùn)用不斷(duan)湧現，相(xiàng)信還有(you)🔱很多的(de)👅規律等(deng)待大家(jia)發掘。
1. 使(shi)用鍍錫(xi)材料就(jiu)要保證(zheng)公母端(duan)子對插(cha)後有較(jiao)好的🔞機(ji)械穩定(dìng)性。
即振(zhèn)動環境(jìng)中不建(jian)議使用(yong)鍍錫材(cai)料端子(zi)。原因：振(zhèn)💛動環境(jing)下，端子(zǐ)金屬材(cai)料差熱(re)膨脹系(xi)數differential thermalexpansion (DTE)不盡(jin)相同，容(rong)易産生(sheng)微動腐(fu)蝕😘(微振(zhen)腐蝕Fretting),一(yī)般端子(zi)會在10~200微(wei)米範圍(wei)内往複(fú)摩擦導(dao)緻鍍層(céng)損壞，原(yuan)材料暴(bao)露從而(ér)㊙️被氧化(huà)，緻使接(jiē)觸電阻(zu)顯著升(shēng)高。
2.爲了(le)保持鍍(dù)錫端子(zǐ)間穩定(ding)的接觸(chu)，應該在(zài)端子上(shang)施✔️加至(zhì)少100克以(yi)上的正(zheng)向壓着(zhe)力。
3.鍍錫(xi)端子間(jian)需要輔(fǔ)助潤滑(huá)。
原因：這(zhè)是跟着(zhe)上面第(dì)二條來(lái)的，端子(zi)正向壓(ya)力大了(le)，适當潤(run)滑是很(hěn)有必要(yao)的，最好(hao)公母端(duan)都潤滑(hua)，最少一(yī)端做潤(rùn)滑處理(lǐ)。
4.持續高(gāo)溫環不(bú)建議使(shǐ)用鍍錫(xi)材料。原(yuán)因：高溫(wen)緻使🌈銅(tóng)和錫🤞之(zhi)間産生(sheng)金屬間(jiān)化合物(wù)加快，導(dǎo)緻中間(jiān)層變脆(cui)變硬，影(yǐng)響正常(chang)使用❗。建(jian)議加一(yī)層鍍鎳(niè)在中間(jian)🌈，因爲鎳(nie)錫金屬(shu)間化合(he)☎️物生長(zhǎng)慢一些(xie)。
5.多種鍍(dù)錫工藝(yì)不會對(duì)電氣性(xing)能産生(shēng)很大差(chà)異。比如(rú)鍍亮👌錫(xi)比較美(měi)觀;啞光(guāng)錫(matte)要保(bǎo)持表面(miàn)幹淨以(yi)至于不(bu)影響🌈可(ke)焊👄性。黃(huang)銅鍍錫(xī)應該加(jiā)一層鎳(nie)底，用來(lái)♍防止基(jī)材當中(zhōng)的鋅流(liú)失，因爲(wèi)鋅流失(shi)會導緻(zhì)可焊性(xing)下降。
6. 鍍(dù)錫鍍層(céng)厚度盡(jìn)量在100~300微(wei)英寸。低(dī)于100大多(duo)會用到(dao)成本較(jiao)✂️低且對(dui)可焊性(xing)要求不(bú)高的産(chǎn)品上。
7.不(bú)建議鍍(du)錫和鍍(du)金端子(zi)配合使(shǐ)用。原因(yin)：因爲這(zhe)樣做🛀會(hui)💛更🔞容易(yi)被氧化(hua)腐蝕。錫(xi)會轉移(yi)到黃金(jin)表面，這(zhe)最終會(huì)導緻鍍(du)錫氧化(hua)物堆積(ji)在更堅(jiān)硬的鍍(dù)金基體(ti)上。在較(jiào)硬的鍍(dù)金物上(shàng)破壞錫(xi)氧化物(wù)比直接(jiē)從鍍錫(xi)上穿🏃🏻過(guo)錫氧化(hua)物要困(kùn)難得多(duo)。但是鍍(du)錫和鍍(du)❗銀對配(pei)的微動(dòng)摩擦狀(zhuàng)況和兩(liǎng)端都鍍(dù)錫的差(chà)不多。
8.鍍(dù)錫端子(zǐ)互配時(shi)最好先(xiān)對插兩(liang)三次。這(zhe)樣做的(de)目的是(shì)将鍍錫(xi)層上面(mian)的氧化(hua)層去掉(diao)，實現可(kě)靠的金(jin)屬間接(jie)觸。即使(shǐ)是ZIF端子(zi)(零插入(rù)力端子(zǐ))也建議(yì)這麽做(zuò)。
9.鍍錫或(huò)鍍錫合(he)金端子(zi)不适合(hé)在電路(lu)頻繁通(tong)斷的場(chang)合中運(yùn)用。錫材(cai)料熔點(dian)低，不适(shi)合在頻(pín)繁通斷(duan)場合，比(bǐ)🧑🏽🤝🧑🏻如起‼️電(dian)弧的觸(chù)點地方(fang)使用。
10.鍍(du)錫端子(zǐ)适合在(zài)幹燥電(dian)路和要(yao)求不是(shì)很高的(de)情況下(xià)運用。
