端子的電鍍與檢驗

1、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) 表而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而特性從而改變外觀，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，端子都要作表而處理，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：一是優(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)

2、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：端子表而性能的優(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，任何表而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、耙、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”。我們要考慮的是如何保持端子表而的“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

3、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)貴金屬端子電鍍賢金屬端子電鍍是指貴金屬覆蓋在底層表面，底層通常為銀。一般的連接器鍍層厚度：1550u金，50100u線。最常用的貴金屬電鍍有金、耙及其合金。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，在要求髙可靠性的應(yīng)用場合的連接器中，主要的電鍍是金，但金的成本很高。耙也是貴金屬，但與金相比有髙的電阻、低的熱傳遞和差的防腐蝕性，可是耐摩擦性有優(yōu)勢。一般 采用耙線合金(8020)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

4、孔性在電鍍工藝中，金在眾多暴履在表而的污點上成核。這些核繼續(xù)增大而在表而展開，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而。金鍍層的多孔性與鍍層厚度 有一泄的關(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 紅這就是為什么電鍍的貴金屬厚度通常在15飛Ou范用內(nèi)的原因。多孔性和基材的缺陷，如包含 物、疊層、沖壓痕跡、沖壓不正確的淸洗、不正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，也會造成基材眾露。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。硬度増加，摩擦系數(shù)減少，表面處理的壽命會提高。電鍍金通常為硬

5、金，含有變硬的活化劑，其中Co(鉆)是憬常見的硬化劑，能提高金的耐磨損性。 耙鎮(zhèn)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2030u的耙鐮合金上再覆蓋丸的 金鍍層，既有良好的導(dǎo)電性，又有很高的耐磨性。另外，通常便用裸底層來進一步提高壽命。c. 鎳底層鎮(zhèn)底層是貴金屬電鍍要考慮的首要因叢，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？裸底層越厚，磨損越低，但從成本及控制表面的粗造度考慮，一般是擇5

6、A100U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圧數(shù)量表而膜層。由于連接器的目的是提供和保 持一個金屬性的接觸界而，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 力要求很髙足以破壞膜層，進而保持端子接觸界而的完整。擦洗作用對于含有膜層的端子表而顯得 也很重要。端子電鍍中有三種非金屬表而處理：錫(錫鉛合金)、銀和銀。錫是最常用的，銀對高電流有優(yōu)越 性，線只限于應(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而處理。錫鍍層表面會覆蓋一層硬 的、薄的、易碎的氧化物膜。氧化

7、膜下而是柔軟的錫。當(dāng)某種正向力作用于膜層時，錫的氧化物， 由于很薄，不能承受這種負荷，而又因為它很脆，易碎而開裂。在這樣的條件下，負載轉(zhuǎn)移至錫 層，由于又軟又柔順，在負載作下很容易流動。因為錫的流動，氧化物的開裂更寬了。通過裂縫和 間隔層。錫擠壓至表而提供金屬接觸。錫鉛合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，錫的電鍍物表而形成一層單晶體(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金是錫：鉛二60： 40,接近于我們焊接的成份比例(63： 37),主 要用于要焊接的連接器中。但是最近有越來越多的法律要求在電子及電氣產(chǎn)品中減少鉛的含量，很

8、多的電鍍端子要求無鉛電鍍，主要有純錫、錫/銅和錫/銀電鍍，可以通過在銅與錫層之間鍍一層鐮 或使用不光滑的無光澤的錫表而減緩錫須的產(chǎn)生。b.銀表面電鍍銀認為是非貴金屬端子表面處理，因為它與硫、氮發(fā)生反應(yīng)形成硫化膜。硫化膜是半導(dǎo)體，會形成 “二極管”的特征。銀也是軟的，與軟金差不多。因為硫化物不容易被破壞，所以銀不存在摩擦腐蝕。銀有優(yōu)異的導(dǎo)電 及熱傳導(dǎo)性，在高電流下不會熔解，是用在高電流端子表面處理的極好的材料。(3)端子潤滑對于不同的端子表面處理，潤滑的作用是不同的，主要有兩個功能：降低摩擦系數(shù)和提供環(huán)境隔離a. 降低摩擦系數(shù)有兩個效果：第一、降低連接器的插入力；第二、通過降低摩損提高連接器的壽

9、命b. 端子潤滑能夠通過形成“封閉層”阻止或延緩環(huán)境對接觸界面的接觸，而提供環(huán)境的隔離。一般 來說，對于貴金屬表面込理，端子潤滑是用來降彳氐摩擦系數(shù)，提高連接器的壽命。對于錫的表面處 理，端子潤滑是提供環(huán)境隔離，防止摩擦腐蝕。雖然在電鍍的下一工序能夠添加潤滑劑，但它只是一種補充的操作。對于那些需姜焊接到PCB板 的連接器，焊接清洗可能失去了潤滑劑。潤滑劑粘灰塵，如果應(yīng)用在有灰塵的環(huán)境中會導(dǎo)致電阻増 大，壽命降低。最后，潤滑劑的耐溫度的能力也可能限制它的應(yīng)用。(4) 端子表面處理小結(jié)貴金屬電鍍，假泄覆蓋在50u的鐮底層上金是最常用材料，厚度取決于壽命要求，但可能受到多孔性沖擊。耙并不推薦使用于可焊接性保護場合銀對生銹和遷移敏感，主要用于電源連接器，通過潤滑，銀的壽命可顯著改善錫有好的環(huán)境穩(wěn)定性，但必須保證機械穩(wěn)定性.壽命值只是一個經(jīng)驗值，僅供參考4. 電鍍工藝流程U.S Cleaning（超聲波脫脂）Electro Cleaning（電解脫脂）Water rinse/ Blow off（水洗/吹干）Acid Etching（活化）Water rinse/ Blow off（水洗/吹干）Nickel plating（鍍謀）Water rinse/ Blow off（水洗/吹干）Acti