一(yi)、定義
電鍍：是金(jin)屬電沉積過程(chéng)的一種，指簡單(dan)金屬離子或絡(luo)💋離子通過電化(hua)學方法在固體(tǐ)(導體或半導體(tǐ)🤞)表面上放電還(hai)原爲金屬原子(zi)附着于電極表(biǎo)面，從而獲得一(yi)金屬層的過程(chéng)。
二、目的
電鍍由(you)改變固體表面(miàn)特性從而改變(bian)外觀，提高耐蝕(shi)性，抗磨⛷️性，增強(qiang)硬度，提供特殊(shu)的光、電、磁、熱等(deng)表面性質。
三、端(duan)子電鍍簡介
大(dà)多數的電子連(lián)接器，端子都要(yao)作表面處理，一(yī)般即指電鍍。有(you)兩個主要原因(yin)：一是保護端子(zǐ)簧片基材不受(shou)腐🌂蝕;二是優化(huà)端子表面的性(xing)能，建立和保🌈持(chi)端子間的接觸(chu)界面🥵，特别是💜膜(mó)層控☂️制。換句話(huà)說，使之更容易(yì)實現金屬對金(jin)屬的接觸。
防止(zhǐ)腐蝕：
多數連接(jie)器簧片是銅合(hé)金制作的，通常(cháng)會在使用環👅境(jing)中腐蝕，如氧化(huà)、硫化等。端子電(diàn)鍍就是讓簧片(pian)與環境隔離，防(fang)🈲止腐蝕的發生(shēng)。電鍍的材料，當(dang)然要是不會腐(fǔ)蝕的，至少在應(ying)用環境中如🙇🏻此(cǐ)。
表面優化：
端子(zǐ)表面性能的優(yōu)化可以通過兩(liǎng)種方式實現。一(yī)是在🔴于連接器(qi)的設計，建立和(hé)保持一個穩定(dìng)的端子接觸界(jiè)面。二是建立金(jīn)屬性的接觸，要(yào)求在插入時，任(ren)何⭐表面膜層是(shì)不存在的或會(huì)破裂。沒有膜層(ceng)和膜層破⛱️裂這(zhè)兩種形式的區(qū)别也就是貴金(jin)屬電鍍和非貴(guì)金屬電鍍的區(qū)别。
貴金屬電鍍(du)，如金、钯、及其合(he)金，是惰性的，本(ben)身沒有膜🔞層。因(yin)此，對于這些表(biǎo)面處理，金屬性(xìng)的接觸是“自動(dong)的”。我們要考慮(lǜ)的是如何保持(chí)端子表面的“高(gāo)貴”，不受外來因(yin)素，如污染、基材(cái)擴散、端子腐蝕(shí)等的影🛀響。
非金(jīn)屬電鍍，特别是(shì)錫和鉛及其合(he)金，覆蓋了一層(céng)氧化膜，但在🔅插(cha)入時，氧化膜很(hen)容易破裂，而建(jiàn)立了金屬性的(de)👣接觸區域。
(1)貴金(jin)屬端子電鍍
貴(gui)金屬端子電鍍(dù)是指貴金屬覆(fù)蓋在底層表面(mian)，底💃層通常爲鎳(nie)。一般的連接器(qì)鍍層厚度：15~50u金，50~100u鎳(niè)。最常用的貴金(jin)屬電鍍有金、钯(ba)及🌈其合金。
金是(shì)最理想的電鍍(dù)材料，有優異的(de)導電及導熱性(xing)能。事實上在任(rèn)何環境中都防(fáng)腐蝕。由于這些(xie)優點，在要求高(gāo)可靠性的應用(yong)場合的連接器(qì)中，主要的電鍍(du)是金，但金的成(cheng)本很高。
钯也是(shi)貴金屬，但與金(jin)相比有高的電(diàn)阻、低的熱傳遞(dì)和差的防腐蝕(shi)性，可是耐摩擦(ca)性有優勢。一般(bān)采用钯⚽鎳合金(jin)(80~20)應用于連接器(qi)的接線柱中(POST)。
設(shè)計貴金屬電鍍(du)時需要考慮以(yi)下事項：
a.多孔性(xing)
在電鍍工藝中(zhōng)，金在衆多暴露(lu)在表面的污點(dian)上成㊙️核。這💃🏻些🌐核(he)繼😄續增大而在(zai)表面展開，最後(hou)這些島狀物(孤(gu)立的物體)互相(xiang)沖撞而完全覆(fu)蓋了表面，形成(chéng)多孔性的電鍍(du)表面。金🍉鍍層的(de)多孔性⭕與鍍層(céng)厚度有一定的(de)💚關系。在15u以⁉️下，多(duo)孔性迅速增加(jiā)，50u以上，多孔性很(hěn)低，實際降低的(de)速率可以忽略(luè)。這就是爲什麽(me)電鍍的貴金屬(shu)厚度通常在15~50u範(fàn)圍内的原因。多(duō)孔性‼️和基材的(de)缺陷，如包含物(wu)、疊層、沖壓✊痕迹(jì)、沖壓不正确的(de)清洗、不正确的(de)✉️潤滑等也有一(yī)定的關系。
b.磨損(sun)
端子電鍍表面(mian)的磨損，也會造(zào)成基材暴露。電(diàn)鍍表面🔴的磨損(sǔn)🚩或👌壽命取決于(yu)表面處理的兩(liang)種特性：摩♍擦系(xì)數和硬度。硬度(dù)增加，摩擦系數(shù)減少，表面處理(lǐ)的壽命會提高(gao)。電鍍金♉通常爲(wèi)硬金，含有變硬(ying)的活化劑，其中(zhōng)Co(钴)是最常見的(de)硬化🛀🏻劑，能提高(gāo)金的耐磨損性(xìng)。钯鎳電鍍的選(xuan)擇可大大提高(gao)貴金屬鍍層的(de)耐摩性和壽命(ming)。一般在20~30u的钯鎳(nie)合金上再覆蓋(gài)3u的金鍍層，既有(yǒu)良好的導電性(xing)，又有很高的耐(nai)磨性。另外，通常(cháng)便用鎳底層來(lai)進一步提高壽(shòu)命。
c.鎳底層
鎳底(di)層是貴金屬電(dian)鍍要考慮的首(shǒu)要因素，它提供(gòng)了幾⛹🏻♀️項重要功(gōng)能，确保端子接(jie)觸界面的完整(zheng)性。通過正面性(xìng)的氧化物表面(mian)，鎳提供了一層(ceng)有效的隔離層(céng)，阻㊙️隔了基材和(hé)小孔，從而減少(shao)了小孔腐蝕的(de)潛在的可能;并(bìng)提供了位于貴(gui)金屬電鍍✂️層之(zhī)下的✌️一層硬的(de)支撐層，從而提(tí)高了鍍層壽命(ming)。什麽樣的厚度(dù)合适呢?鎳底層(ceng)越厚，磨損越低(di)，但從成本🌈及控(kong)制表面的🌈粗造(zao)度考慮，一般是(shi)擇50~100u的厚度。
(2)非貴(guì)金屬電鍍
非貴(guì)金屬電鍍不同(tóng)于貴金屬之處(chu)在于它們總是(shi)有一定🥵數量表(biǎo)面膜層。由于連(lian)接器的目的是(shi)提供和保持一(yi)個金屬性的接(jie)觸界面，這些膜(mó)層的存在必須(xū)要🥵考慮到.一般(bān)來講，對于非貴(gui)金屬的電鍍，正(zhèng)向力要求很高(gao)足以🔴破壞膜層(ceng)，進而保持端子(zǐ)接觸界面的完(wan)整。擦洗作用對(duì)于含有膜層的(de)端子表面顯得(de)也很重要。
端子(zi)電鍍中有三種(zhong)非金屬表面處(chù)理：錫(錫鉛合金(jin))、銀☂️和鎳😍。錫是最(zuì)常用的，銀對高(gao)電流有優越性(xing)，鎳隻限于應用(yòng)于高溫場合。
a. 錫(xī)表面處理
錫也(yě)指錫鉛合金，特(te)别是錫93-鉛3的合(hé)金。
我們是從錫(xi)的氧化物膜層(ceng)很容易被破壞(huài)的事實而提🔆出(chū)使用🍉錫的表面(miàn)處理。錫鍍層表(biao)面會覆蓋一層(céng)硬的、薄的、易碎(sui)的⭕氧化物膜。氧(yǎng)化膜下面是柔(rou)軟👣的錫。當某種(zhǒng)正⁉️向力作用于(yú)膜層時，錫的氧(yang)化物，由于很薄(báo)，不能承受這⛱️種(zhǒng)負荷，而又因爲(wèi)它很脆，易碎✔️而(ér)開裂。在這樣的(de)條件下，負載轉(zhuǎn)移至錫層，由于(yu)又軟又柔順，在(zài)負載作下很容(rong)易🤟流動。因爲錫(xī)的流動，氧化物(wù)的開裂更寬了(le)。通過裂縫和🥰間(jian)隔層。錫擠壓至(zhi)♉表面提供金屬(shǔ)接觸。錫鉛合金(jin)中鉛的作用是(shì)減🈲少錫須的産(chan)生。錫須是在應(yīng)力⭕作用下，錫的(de)電鍍物表面形(xíng)成一層單晶體(ti)(錫須)。錫須會在(zai)端子間形成短(duan)路。增加2%或更多(duō)的鉛即🏒能減少(shao)錫須。還有一類(lèi)比🐅例的錫鉛合(hé)金是錫：鉛=60：40，接近(jìn)于我們焊接的(de)成份比例(63：37)，主要(yào)用于要焊接的(de)連接器中。但是(shì)最近有越來越(yue)多的法律要🧑🏾🤝🧑🏼求(qiú)在電子及電氣(qi)産品中減少鉛(qiān)的含量，很多的(de)電鍍端子要求(qiú)無鉛電鍍，主要(yào)有純錫、錫/銅和(he)錫/銀電鍍，可以(yǐ)通過在銅與錫(xi)層之間鍍一🎯層(céng)鎳或使用不光(guāng)滑的無⛷️光澤的(de)錫表面減緩錫(xi)須🔱的産生。
b.銀表(biǎo)面電鍍
銀認爲(wèi)是非貴金屬端(duan)子表面處理，因(yīn)爲它與硫、氯發(fā)🆚生反應形成硫(liu)化膜。硫化膜是(shì)半導體，會形成(cheng)“二極管”的特征(zheng)。
銀也是軟的，與(yu)軟金差不多。因(yīn)爲硫化物不容(róng)易被破壞，所以(yi)銀不存在摩擦(ca)腐蝕。銀有優異(yì)的導電及熱傳(chuán)導性，在高電流(liu)下不🐆會熔解，是(shi)用在高電流端(duān)🤞子表面處理的(de)極好的☀️材料。
(3)端(duān)子潤滑
對于不(bú)同的端子表面(mian)處理，潤滑的作(zuò)用是不同的，主(zhǔ)要有兩個功能(néng)：降低摩擦系數(shù)和提供環境隔(gé)離a.降低💋摩擦系(xi)數🔴有兩個效🙇♀️果(guo)：第一、降低連接(jie)器的插入力;第(di)二、通過降低摩(mo)損提高連接器(qi)的壽命b.端子潤(rùn)滑能夠通過形(xing)成“封閉層”阻止(zhǐ)或延緩環境對(duì)接觸界面的接(jie)觸，而提供環境(jing)的隔離。一般來(lái)說，對于貴金屬(shǔ)表面處理，端子(zi)潤滑是用來降(jiàng)低摩擦系數，提(tí)高連接器的壽(shou)📐命。對于錫的表(biǎo)面處理，端子潤(rùn)滑是提供環境(jing)隔離，防🔴止摩擦(ca)腐蝕。雖然在🧡電(diàn)鍍的下一工序(xu)能夠添加潤滑(huá)劑，但它隻是一(yī)種補充的操作(zuò)。對于那些需要(yào)焊接到PCB闆的連(lián)接器，焊㊙️接清洗(xi)可能失去了潤(rùn)滑劑。潤滑劑粘(zhān)灰塵，如果應用(yòng)在有灰塵的❌環(huán)境中會導緻電(dian)阻增大，壽命降(jiang)低。最後，潤滑劑(ji)的耐溫度的能(néng)力也可能限制(zhi)它的應用。z
(4) 端子(zi)表面處理小結(jié)
貴金屬電鍍，假(jia)定覆蓋在50u的鎳(niè)底層上。
金是最(zuì)常用材料，厚度(du)取決于壽命要(yao)求，但可能受到(dao)多孔性🚶沖擊。
钯(ba)并不推薦使用(yong)于可焊接性保(bao)護場合
銀對生(sheng)鏽和遷移敏感(gǎn)，主要用于電源(yuan)連接器，通過潤(run)滑，銀的壽命可(ke)顯著改善
錫有(you)好的環境穩定(ding)性，但必須保證(zheng)機械穩定性。
四(sì)、端子鍍錫的10條(tiáo)鐵律
錫或錫合(hé)金材料是優良(liáng)的端子電鍍材(cái)料之一，它成本(běn)相對💃便宜，接觸(chù)電阻低，焊接性(xing)好，在相應使用(yòng)環境中的性能(neng)也可以達到工(gōng)程設計要求，是(shì)替代金和其他(tā)貴重👌金屬的理(lǐ)想鍍層材料⭐。
下(xià)面是10條鐵律，但(dàn)是随着未知運(yùn)用不斷湧現，相(xiang)信還有很多💛的(de)規律等待大家(jiā)發掘。
1. 使用鍍錫(xī)材料就要保證(zheng)公母端子對插(cha)後有較好✍️的機(jī)💘械穩定性。
即振(zhèn)動環境中不建(jian)議使用鍍錫材(cai)料端子。原因：振(zhèn)動⭐環境下，端子(zi)金屬材料差熱(re)膨脹系數differential thermalexpansion (DTE)不盡(jìn)相同，容易産生(sheng)微動腐蝕🤩(微振(zhen)腐蝕Fretting),一般端子(zi)會在10~200微米範圍(wei)内往複摩擦導(dao)緻鍍層損壞，原(yuan)材料暴露從而(ér)被氧化，緻使接(jiē)觸電阻顯著升(shēng)🈚高。
2.爲了保持鍍(du)錫端子間穩定(ding)的接觸，應該在(zài)端子上🍉施加至(zhì)少100克🍉以上的正(zheng)向壓着力。
3.鍍錫(xi)端子間需要輔(fu)助潤滑。
原因：這(zhe)是跟着上面第(dì)二條來的，端子(zi)正向壓力大了(le)，适當潤滑🧑🏾🤝🧑🏼是很(hěn)有必要的，最好(hao)公母端都潤滑(hua)，最少一端做潤(run)滑處理。
4.持續高(gao)溫環不建議使(shi)用鍍錫材料。原(yuan)因：高溫緻使銅(tong)和錫之間産生(sheng)金屬間化合物(wù)加快，導緻中間(jiān)層變脆變硬，影(ying)響正常使用。建(jiàn)議加一層鍍鎳(nie)在中間，因爲鎳(nie)錫金屬間化合(he)物生長慢一些(xie)。
5.多種鍍錫工藝(yi)不會對電氣性(xìng)能産生很大差(chà)異。比如鍍亮錫(xi)比較美觀;啞光(guang)錫(matte)要保持表面(miàn)幹淨以至于不(bu)影響可焊性。黃(huáng)銅鍍錫應該加(jiā)一層鎳底，用來(lai)防止基❄️材當中(zhōng)的鋅流失，因爲(wèi)鋅流失會導緻(zhi)可焊性下降。
6. 鍍(dù)錫鍍層厚度盡(jìn)量在100~300微英寸。低(dī)于100大多會用到(dào)成本較低且對(duì)可焊性要求不(bú)高的産品上。
7.不(bú)建議鍍錫和鍍(dù)金端子配合使(shi)用。原因：因爲這(zhè)樣做會更容易(yi)被氧化腐蝕。錫(xī)會轉移到黃金(jīn)表面，這最終會(huì)導⛷️緻鍍錫氧化(huà)物堆積在更堅(jian)硬的鍍金基✍️體(ti)上。在👨❤️👨較硬的鍍(du)金物上破壞錫(xi)氧化物比直接(jiē)從鍍錫上穿過(guo)錫氧化物要困(kùn)難得多。但是💜鍍(dù)錫和鍍銀對配(pei)的微☎️動摩擦狀(zhuang)況和兩端都鍍(du)錫的差不多。
8.鍍(dù)錫端子互配時(shí)最好先對插兩(liǎng)三次。這樣做的(de)目的是将🌈鍍錫(xi)⭐層上面的氧化(hua)層去掉，實現可(ke)靠的金屬間接(jie)觸。即使🈚是ZIF端✊子(zi)(零😍插入力端子(zǐ))也建議這麽做(zuo)。
9.鍍錫或鍍錫合(he)金端子不适合(he)在電路頻繁通(tong)斷的場合中🧑🏽🤝🧑🏻運(yun)用。錫材料熔點(dian)低，不适合在頻(pín)繁通斷場合，比(bǐ)如起🌂電弧的觸(chù)點地方使用。
10.鍍(du)錫端子适合在(zài)幹燥電路和要(yao)求不是很高的(de)情況下運用。
