一(yī)、定義
電(dian)鍍：是金(jin)屬電沉(chen)積過程(cheng)的一種(zhong)，指簡單(dan)金屬離(li)子🤩或絡(luo)離子🍓通(tōng)過電化(hua)學方法(fa)在固體(ti)(導體或(huo)半導體(tǐ))表面上(shàng)放電還(hái)原爲金(jin)屬原子(zi)附着于(yu)電極表(biǎo)面，從而(ér)獲得一(yī)金屬❌層(céng)的過☂️程(cheng)。
二、目的(de)
電鍍由(you)改變固(gù)體表面(mian)特性從(cóng)而改變(bian)外觀，提(tí)高耐👨❤️👨蝕(shi)性，抗磨(mo)性，增強(qiáng)硬度，提(tí)供特殊(shū)的光、電(diàn)、磁、熱等(děng)表面性(xing)☂️質。
三、端(duān)子電鍍(du)簡介
大(da)多數的(de)電子連(lián)接器，端(duan)子都要(yao)作表面(miàn)處理，一(yi)般即🔞指(zhi)電鍍。有(yǒu)⭕兩個主(zhu)要原因(yīn)：一是保(bao)護端子(zi)簧片基(jī)👈材不受(shou)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(mó)層控制(zhi)。換句話(huà)說，使之(zhī)更容易(yì)實現金(jin)屬對金(jin)屬的接(jiē)觸。
防止(zhǐ)腐蝕：
多(duō)數連接(jie)器簧片(pian)是銅合(he)金制作(zuò)的，通常(chang)會在使(shi)用環境(jing)🌍中腐蝕(shí)，如氧化(hua)、硫化等(děng)。端子電(dian)鍍就是(shì)讓簧片(pian)與環境(jìng)隔離，防(fang)止腐蝕(shi)的發生(shēng)。電鍍的(de)材料，當(dang)然要是(shi)不會腐(fu)蝕的✊，至(zhi)少在應(yīng)用環境(jìng)中如此(ci)。
表面優(yōu)化：
端子(zǐ)表面性(xìng)能的優(you)化可以(yi)通過兩(liang)種方式(shì)實現。一(yī)是在于(yú)連接器(qì)的設計(jì)，建立和(hé)保持一(yī)個穩定(ding)的端子(zǐ)接🆚觸界(jiè)面。二是(shi)建立金(jin)屬性的(de)接觸，要(yao)求在插(chā)入時，任(ren)何表面(mian)膜層是(shi)不⁉️存在(zai)的❗或會(huì)破裂。沒(mei)有膜層(ceng)和膜層(céng)破裂這(zhe)兩種形(xíng)式的區(qū)别也就(jiu)是貴金(jīn)屬電鍍(dù)和非貴(guì)金屬電(dian)鍍的區(qū)别。
貴金(jīn)屬電鍍(dù)，如金、钯(ba)、及其合(he)金，是惰(duo)性的，本(ben)身沒有(yǒu)🏃🏻膜層。因(yīn)此，對于(yú)這些表(biǎo)面處理(lǐ)，金屬性(xìng)的接觸(chu)是“自動(dòng)的✍️”。我們(men)要考🚶慮(lǜ)的是如(ru)何保持(chí)端子表(biǎo)面的“高(gao)貴”，不受(shòu)外來因(yīn)素，如污(wu)染、基材(cái)擴散、端(duan)子腐蝕(shi)等的影(ying)♍響。
非金(jin)屬電鍍(du)，特别是(shi)錫和鉛(qian)及其合(he)金，覆蓋(gai)了一層(ceng)氧化膜(mó)，但在插(chā)入時，氧(yang)化膜很(hen)容易破(po)裂，而建(jian)立了金(jīn)屬性的(de)接觸區(qu)域📧。
(1)貴金(jin)屬端子(zi)電鍍
貴(gui)金屬端(duān)子電鍍(dù)是指貴(gui)金屬覆(fù)蓋在底(di)層表面(mian)，底層通(tong)常爲鎳(niè)。一般的(de)連接器(qi)鍍層厚(hòu)度：15~50u金，50~100u鎳(nie)。最常用(yong)的貴金(jin)屬電鍍(du)有金🈚、钯(ba)及其合(he)金。
金是(shi)最理想(xiang)的電鍍(du)材料，有(yǒu)優異的(de)導電及(jí)導熱性(xìng)🈚能。事實(shí)上在任(rèn)何環境(jìng)中都防(fáng)腐蝕。由(you)于這些(xiē)優點，在(zai)要求高(gāo)可靠性(xing)的應用(yòng)場合的(de)連接器(qi)中，主要(yao)的電鍍(du)是金，但(dan)金💃的成(cheng)本很高(gāo)。
钯也是(shi)貴金屬(shǔ)，但與金(jin)相比有(you)高的電(diàn)阻、低的(de)熱傳遞(di)和差的(de)防♋腐蝕(shi)性，可是(shi)耐摩擦(cā)性有優(yōu)勢。一般(bān)采用钯(bǎ)鎳合金(jīn)(80~20)應用于(yú)連接器(qi)的接線(xiàn)柱中(POST)。
設(shè)計貴金(jīn)屬電鍍(du)時需要(yào)考慮以(yi)下事項(xiang)：
a.多孔性(xing)
在電鍍(dù)工藝中(zhōng)，金在衆(zhōng)多暴露(lu)在表面(miàn)的污點(dian)上成核(hé)。這🤩些核(hé)💞繼續增(zēng)大而在(zài)表面展(zhǎn)開，最後(hòu)這些島(dǎo)狀物(孤(gū)立的物(wu)體)互相(xiàng)沖撞而(ér)完全覆(fù)蓋了表(biǎo)面，形成(cheng)多孔性(xing)的電鍍(dù)♌表面。金(jīn)鍍層的(de)多孔性(xing)與鍍層(céng)厚度🐪有(yǒu)一定的(de)💚關系。在(zài)15u以下，多(duō)孔性迅(xùn)速增加(jia)，50u以上，多(duo)孔🔞性很(hěn)低，實際(ji)降低的(de)速率可(ke)以忽略(luè)。這就是(shì)爲什麽(me)電鍍的(de)貴金屬(shǔ)厚度通(tong)常在15~50u範(fan)圍内的(de)原因。多(duō)孔性和(he)基材的(de)缺陷，如(ru)包含物(wù)、疊層、沖(chong)壓痕迹(ji)、沖壓不(bú)正确的(de)清洗、不(bu)正确的(de)🌍潤滑等(deng)也有一(yī)定👅的關(guān)系。
b.磨損(sun)
端子電(diàn)鍍表面(mian)的磨損(sun)，也會造(zào)成基材(cái)暴露。電(dian)鍍表🏃♂️面(miàn)的磨損(sǔn)或壽命(mìng)取決于(yú)表面處(chù)理的兩(liang)種特性(xing)：摩❄️擦系(xi)數和硬(yìng)度。硬度(dù)增加，摩(mo)擦系數(shù)減少，表(biǎo)面處理(li)的壽命(ming)會提高(gāo)🔱。電鍍金(jin)通常爲(wei)👄硬金，含(han)有變硬(yìng)的活化(huà)劑，其中(zhōng)🏃🏻♂️Co(钴)是最(zui)常見的(de)硬化劑(jì)，能提高(gao)金的耐(nài)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(xing)和壽命(ming)。一般在(zài)20~30u的钯鎳(nie)合金上(shàng)再覆蓋(gai)3u的金鍍(du)層，既有(you)良好的(de)導電性(xing)🏃🏻♂️，又有很(hen)高的耐(nai)磨性。另(ling)外🔞，通常(chang)便用鎳(nie)底層來(lái)進一步(bù)提高壽(shòu)命🔅。
c.鎳底(di)層
鎳底(dǐ)層是貴(gui)金屬電(diàn)鍍要考(kǎo)慮的首(shǒu)要因素(su)，它提供(gong)❓了幾項(xiàng)重要功(gōng)能，确保(bǎo)端子接(jie)觸界面(miàn)的完整(zheng)性。通過(guò)正面性(xìng)的氧化(hua)物表面(mian)，鎳提供(gòng)了一層(céng)有效的(de)隔💞離層(ceng)，阻隔了(le)基材和(he)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(gui)金屬電(diàn)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(ming)。什麽樣(yàng)的🤟厚度(du)合适呢(ne)?鎳底層(céng)越厚，磨(mó)損越低(dī)，但從成(chéng)本及控(kong)制表面(miàn)的粗造(zào)度考慮(lü)，一般是(shi)擇50~100u的👄厚(hou)度。
(2)非貴(gui)金屬電(diàn)鍍
非貴(guì)金屬電(diàn)鍍不同(tóng)于貴金(jin)屬之處(chù)在于它(ta)們總是(shi)有一定(ding)數量表(biǎo)面膜層(ceng)。由于連(lián)接器的(de)目的是(shì)提供👣和(he)保持一(yi)個金屬(shu)性的接(jie)觸界面(miàn)，這些膜(mo)層的存(cún)在必須(xū)要考慮(lü)到.一般(ban)來講，對(duì)于非貴(gui)金屬的(de)電鍍，正(zhèng)向力要(yào)求很高(gao)足以破(po)壞膜層(céng)，進而保(bǎo)持端子(zǐ)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(de)也很重(zhòng)要。
端子(zi)電鍍中(zhōng)有三種(zhong)非金屬(shǔ)表面處(chu)理：錫(錫(xi)鉛合金(jin)♊)、銀和鎳(niè)🏃。錫是⭐最(zui)常用的(de)，銀對高(gāo)電流有(yǒu)優越性(xing)，鎳隻限(xiàn)于應用(yong)于高溫(wen)場合。
a. 錫(xī)表面處(chù)理
錫也(ye)指錫鉛(qiān)合金，特(tè)别是錫(xī)93-鉛3的合(hé)金。
我們(men)是從錫(xi)的氧化(huà)物膜層(ceng)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(fù)蓋一層(céng)硬的、薄(bao)的、易碎(sui)的氧化(hua)物膜。氧(yǎng)化膜下(xià)面是柔(rou)軟的錫(xī)。當🛀🏻某種(zhong)正㊙️向力(li)作用于(yú)膜層時(shí)，錫🔴的氧(yǎng)化物，由(yóu)于很薄(bao)，不💘能承(cheng)受這種(zhǒng)負荷，而(ér)又因爲(wèi)它📞很脆(cuì)，易碎而(ér)開裂。在(zài)這樣的(de)條件下(xia)🤩，負載轉(zhuǎn)移至錫(xī)層，由于(yu)又軟又(you)柔順，在(zài)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(jian)隔層。錫(xi)擠壓🐉至(zhì)表面提(ti)供金屬(shu)接觸。錫(xi)鉛合金(jīn)中鉛的(de)作用是(shì)減少錫(xi)須的産(chǎn)生。錫須(xū)是在應(ying)力作用(yòng)下，錫的(de)電鍍物(wù)表面形(xing)成一層(ceng)單晶體(ti)(錫❤️須)。錫(xī)須會在(zài)端🏃♀️子間(jian)形成短(duan)路。增加(jiā)2%或更多(duō)的鉛即(jí)能減少(shǎo)錫須。還(hai)有一類(lei)比例的(de)錫鉛合(hé)金是錫(xi)：鉛=60：40，接近(jìn)于我們(men)焊接的(de)成份比(bi)例(63：37)，主要(yào)用于要(yao)焊接的(de)連接器(qi)中。但是(shi)最近有(yǒu)越來越(yuè)多的法(fa)律要🔅求(qiu)在電子(zǐ)及電氣(qì)産品中(zhong)減少鉛(qian)的含量(liang)，很多的(de)電鍍端(duan)子要求(qiú)無鉛電(dian)鍍🤞，主要(yào)有純錫(xi)、錫/銅和(he)錫/銀電(dian)鍍，可以(yi)通過在(zai)銅與錫(xī)層之間(jian)鍍一層(ceng)鎳或使(shǐ)用不光(guang)滑的無(wú)光澤的(de)錫表面(miàn)減⛱️緩錫(xi)須的産(chǎn)生。
b.銀表(biao)面電鍍(dù)
銀認爲(wèi)是非貴(guì)金屬端(duan)子表面(mian)處理，因(yīn)爲它與(yǔ)硫、氯發(fa)💋生反應(yīng)形成硫(liu)化膜。硫(liú)化膜是(shì)半導體(tǐ)，會形成(chéng)“二極管(guan)”的特征(zheng)。
銀也是(shi)軟的，與(yǔ)軟金差(cha)不多。因(yīn)爲硫化(huà)物不容(rong)易被破(po)♉壞，所以(yi)⭕銀不存(cun)在摩擦(ca)腐蝕。銀(yín)有優異(yi)的導電(dian)及熱傳(chuan)導性，在(zài)高電流(liú)下不會(huì)熔解，是(shì)用在高(gao)電流端(duan)🥵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(run)滑的作(zuò)用是不(bú)同的，主(zhu)要有兩(liang)❓個功能(néng)：降低摩(mó)擦系數(shu)和提供(gong)環境隔(ge)離a.降低(dī)摩擦系(xi)數有兩(liang)個效果(guo)：第一、降(jiang)低連接(jie)器的插(chā)🍓入力;第(dì)二、通過(guo)降低摩(mó)損提高(gāo)連接器(qì)的壽命(ming)b.端子潤(run)滑能夠(gou)通過形(xing)成“封閉(bì)層”阻止(zhi)或延緩(huǎn)環境對(duì)接🈲觸界(jiè)面的接(jiē)觸，而提(tí)供環境(jing)的隔離(li)。一般來(lái)說，對于(yu)㊙️貴金屬(shu)表面處(chu)理，端子(zǐ)潤滑是(shì)用來降(jiang)低摩擦(cā)系數👣，提(tí)高連接(jiē)器的壽(shòu)命。對于(yú)錫的表(biǎo)面處理(li)，端子潤(rùn)滑是提(tí)供環境(jing)隔離，防(fáng)止摩擦(ca)腐蝕。雖(suī)然在電(diàn)鍍的下(xia)💰一工序(xu)能夠添(tian)加潤滑(huá)💋劑，但它(tā)隻是一(yī)種補充(chōng)的操🏃🏻作(zuo)。對于那(na)些需要(yao)焊接到(dao)PCB闆的連(lian)接器，焊(han)接清洗(xǐ)可能失(shī)去了潤(rùn)滑劑。潤(rùn)滑劑粘(zhan)灰塵，如(ru)果應用(yong)在有灰(huī)塵的♈環(huán)境中會(huì)導緻電(diàn)阻增大(dà)，壽命降(jiang)低。最後(hou)，潤滑㊙️劑(jì)的耐溫(wēn)度的能(néng)力也可(kě)能限制(zhi)♉它的🌈應(yīng)✌️用。z
(4) 端子(zǐ)表面處(chù)理小結(jie)
貴金屬(shǔ)電鍍，假(jiǎ)定覆蓋(gài)在50u的鎳(niè)底層上(shàng)。
金是最(zui)常用材(cái)料，厚度(du)取決于(yú)壽命要(yao)求，但可(kě)能受到(dao)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(shēng)鏽和遷(qiān)移敏感(gǎn)，主要用(yòng)于電源(yuán)連接器(qì)，通過潤(rùn)🆚滑❄️，銀的(de)壽🆚命可(kě)顯著改(gai)善
錫有(you)好的環(huan)境穩定(ding)性，但必(bi)須保證(zhèng)機械穩(wen)定性。
四(si)、端子鍍(du)錫的10條(tiáo)鐵律
錫(xī)或錫合(hé)金材料(liào)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(chù)電阻低(di)，焊接性(xìng)好，在相(xiàng)應使用(yong)🐇環境中(zhong)的性能(néng)也可以(yi)達到工(gong)程設計(ji)要求，是(shi)替代金(jin)和其他(ta)貴重金(jīn)屬的理(lǐ)想鍍層(céng)材料。
下(xia)面是10條(tiao)鐵律，但(dàn)是随着(zhe)未知運(yun)用不斷(duan)湧現，相(xiang)信還☔有(yǒu)很多的(de)規律等(deng)待大家(jiā)發掘。
1. 使(shǐ)用鍍錫(xī)材料就(jiu)要保證(zhèng)公母端(duan)子對插(chā)後有較(jiào)好的機(ji)🔞械穩定(ding)性。
即振(zhen)動環境(jing)中不建(jian)議使用(yòng)鍍錫材(cái)料端子(zi)。原因：振(zhen)🐆動環境(jìng)下，端子(zǐ)金屬材(cai)料差熱(rè)膨脹系(xì)數differential thermalexpansion (DTE)不盡(jin)相同，容(róng)易産生(shēng)微動腐(fu)蝕(微振(zhèn)腐蝕Fretting),一(yi)般端子(zi)會在10~200微(wēi)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(zǔ)顯著升(sheng)高。
2.爲了(le)保持鍍(dù)錫端子(zǐ)間穩定(ding)的接觸(chu)，應該在(zai)端子上(shang)⚽施加至(zhì)少100克✌️以(yǐ)上的正(zheng)向壓着(zhe)力。
3.鍍錫(xi)端子間(jiān)需要輔(fu)助潤滑(hua)。
原因：這(zhè)是跟着(zhe)上面第(dì)二條來(lái)的，端子(zi)正向壓(yā)力大了(le)，适當潤(run)滑是很(hěn)有必要(yào)的，最好(hǎo)公母端(duan)都潤滑(hua)，最💰少一(yi)端做潤(run)滑處理(lǐ)💁。
4.持續高(gao)溫環不(bú)建議使(shǐ)用鍍錫(xī)材料。原(yuan)因：高溫(wēn)緻使🈲銅(tóng)和錫之(zhī)間産生(shēng)金屬間(jiān)化合物(wù)加快，導(dao)緻中間(jiān)層變脆(cuì)變硬，影(yǐng)響正常(cháng)使用🥵。建(jian)議加一(yi)層鍍鎳(nie)在中間(jian)，因爲鎳(nie)🏒錫金屬(shu)💚間化合(he)物生長(zhang)慢一些(xiē)。
5.多種鍍(du)錫工藝(yì)不會對(duì)電氣性(xing)能産生(sheng)很大差(chà)異。比如(rú)鍍💃亮錫(xī)比較美(měi)觀;啞光(guang)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(xi)應該加(jia)一層鎳(niè)底，用來(lai)防止基(jī)材當中(zhōng)的鋅流(liu)失，因爲(wèi)鋅流失(shi)會導緻(zhì)可焊性(xìng)下降。
6. 鍍(dù)錫鍍層(ceng)厚度盡(jin)量在100~300微(wēi)英寸。低(di)于100大多(duo)會用到(dao)成本較(jiào)低🔅且對(dui)可焊性(xìng)要求不(bu)高的産(chan)品上。
7.不(bu)建議鍍(du)錫和鍍(du)金端子(zǐ)配合使(shǐ)用。原因(yin)：因爲這(zhè)樣🔞做會(huì)更容😘易(yì)☂️被氧化(huà)腐蝕。錫(xi)會轉移(yí)到黃金(jin)表面，這(zhe)✂️最終會(hui)導緻鍍(du)錫氧🙇🏻化(hua)物堆積(ji)在更堅(jian)硬的鍍(dù)金基體(tǐ)上。在較(jiao)硬的鍍(du)金物上(shang)破壞錫(xī)氧化👌物(wù)比直接(jie)從鍍錫(xi)上穿過(guò)錫氧化(hua)物要困(kun)難👣得多(duō)。但是鍍(du)錫和鍍(dù)⚽銀對配(pèi)的微動(dòng)摩擦狀(zhuàng)況🔞和兩(liǎng)端都鍍(dù)錫的差(chà)不多。
8.鍍(du)錫端子(zi)互配時(shí)最好先(xian)對插兩(liang)三次。這(zhè)樣做的(de)目的是(shì)😘将鍍錫(xī)層上面(mian)的氧化(huà)層去掉(diao)，實現可(kě)靠的金(jin)屬間接(jie)觸。即使(shǐ)🚩是ZIF端子(zǐ)(零插入(rù)力端子(zi))也建議(yì)這麽做(zuò)。
9.鍍錫或(huo)鍍錫合(hé)金端子(zi)不适合(he)在電路(lù)頻繁通(tōng)斷的場(chǎng)合😘中運(yun)用。錫材(cái)料熔點(diǎn)低，不适(shì)合在頻(pín)繁通斷(duàn)場合，比(bi)如起電(dian)弧的觸(chù)點地方(fāng)使用。
10.鍍(du)錫端子(zi)适合在(zai)幹燥電(diàn)路和要(yao)求不是(shi)很高的(de)情況✏️下(xia)運用☂️。
