淺談連接器端子鍍金厚度的標(biāo)準(zhǔn)要求和表面處理問題!
確定鍍金連接器觸點(diǎn)的正確厚度非常重要,因為只有當(dāng)鍍層被正確設(shè)計并具有適當(dāng)?shù)暮穸葧r才能使連接器即使在惡劣環(huán)境下也能可靠地工作,本文簡要概述了連接器端子鍍金厚度的標(biāo)準(zhǔn)要求和表面處理問題。
連接器和端子的鍍金厚度考慮要點(diǎn):
連接器和觸點(diǎn)應(yīng)用的正確鍍金厚度規(guī)格是關(guān)鍵的設(shè)計考慮因素,對于要求高可靠性和耐用性的連接器來說,鍍金是一種特殊的表面處理。然而,鍍金的厚度會影響連接器的耐用性和最終循環(huán)壽命。
鍍金連接器具有較低的接觸電阻,適用于毫伏和毫安范圍內(nèi)的低信號電壓和電流的應(yīng)用。由于金是一種貴金屬,因此在大多數(shù)環(huán)境中它不易與化學(xué)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),這意味著鍍金連接器將隨著時間的推移保持其導(dǎo)電性,前提是金的厚度為基材提供了足夠的屏障,使其免受環(huán)境影響。
由于貴金屬成本較高,與其他鍍層金屬相比,連接器的鍍金通常沉積在5uin至100uin(0.1um-25um)的非常薄的層中。而在極端情況下,金的鍍層厚度可高達(dá)500uin至1000uin(12.5um至25um)。
隨著金厚度的增加,鍍金連接器的耐腐蝕性和耐磨性也隨之增加,當(dāng)連接器鍍有非常薄的閃蒸金沉積物(小于10uin,0.25um)時,金是非常多孔的。鍍金厚度可能看起來是連續(xù)的,但沉積物中有數(shù)千個微觀孔隙,使其更像是一層薄薄的金屏,而不是連續(xù)的無孔隙層,盡管鍍金可能不易對腐蝕環(huán)境發(fā)生反應(yīng),
提高金連接器的腐蝕防護(hù)和耐磨性的一種方法是增加厚度,隨著鍍金厚度的增加,沉積物中的孔隙尺寸和數(shù)量都會減少。最終,隨著厚度繼續(xù)增加,鍍金中的孔隙將完全閉合,形成無孔隙的金層。
當(dāng)鍍金真正無孔時,它可以提供卓越的屏障腐蝕保護(hù),防止材料受到腐蝕。但由于金的成本問題,重要的是平衡鍍層的功能要求與指定的金厚度,以提供最具成本效益的鍍金連接器或觸點(diǎn)。
連接器端子鍍金厚度的標(biāo)準(zhǔn)要求:
1、薄鍍金連接器或觸點(diǎn)(4-20uin或0.1-0.5um):
對于在受控環(huán)境中使用且考慮最小磨損的金連接器,常見的鍍金厚度在4-20uin (0.1-0.5um)之間,此范圍內(nèi)的薄金層可以提供低接觸電阻以及出色的可焊性/引線鍵合,同時消耗最少量的金。這是靜態(tài)金觸點(diǎn)的常見厚度,在使用過程中不會反復(fù)循環(huán)或滑動,示例包括接地螺母或螺柱、固定觸點(diǎn)或焊盤。
2、中等厚度鍍金連接器或觸點(diǎn)(30-50uin或0.75-1.25um):
對于具有中等環(huán)境和磨損周期的連接器和觸點(diǎn),常見的功能性鍍金厚度范圍為30-50uin (0.75-1.25um),與薄金或閃鍍金相比,金厚度增加到這一水平可大大提高耐腐蝕性。
此外,此范圍內(nèi)的厚度為使用過程中循環(huán)的動態(tài)連接器或觸點(diǎn)提供了中等至良好的耐磨性,雖然鍍金在這些中等水平下通常不是無孔的,但金的厚度足以在沒有重復(fù)冷凝循環(huán)或潛在的腐蝕性化學(xué)侵蝕的中等環(huán)境中提供一定的腐蝕屏障,在此厚度范圍內(nèi)電鍍的組件示例包括公/母引腳/插座、
3、高厚度鍍金連接器或觸點(diǎn)(大于50uin或1.25um):
對于需要最高防腐蝕和耐磨性的應(yīng)用,通常需要50uin (1.25um) 或更多的較重金沉積。根據(jù)連接器的基材和表面光潔度,需要100uin (2.5um) 或更多的鍍金才能形成完全無孔的層,從而提供最佳的屏障保護(hù),防止基材腐蝕。
大于50uin 的觸點(diǎn)或連接器鍍金在軍用規(guī)格和石油和天然氣互連應(yīng)用中很常見,這些應(yīng)用暴露在更惡劣的環(huán)境以及熱和開關(guān)循環(huán)中。當(dāng)使用適當(dāng)?shù)牡装暹M(jìn)行正確設(shè)計時,此范圍內(nèi)較重的金沉積物可提供足夠的材料,以允許 10,000 次或更多循環(huán)的極高循環(huán)應(yīng)用。
連接器端子鍍金厚度的表面處理問題:
1、鍍金連接器的底板注意事項:
擴(kuò)散阻擋層:銅和合金元素(例如鋅和鉛)可以通過固態(tài)擴(kuò)散擴(kuò)散到金鍍層中,在金/基材界面處形成弱金屬間化合物或共晶,這會消耗一些有效黃金并降低礦床的完整性和功能。鎳底板形成有效的屏障,防止金/基材界面處的擴(kuò)散遷移。
流平層:鎳底板可以充當(dāng)流平劑,可以產(chǎn)生粗糙度較低的表面光潔度,從而減少摩擦和增強(qiáng)鍍金連接器或觸點(diǎn)的磨損保護(hù)。
承載層:鎳鍍層是硬鍍層,為后續(xù)鍍金提供基礎(chǔ)。這可以防止硬金沉積物破裂,并提高動態(tài)循環(huán)中使用的鍍金連接器或觸點(diǎn)的整體耐磨性。
腐蝕抑制劑:鎳底板可作為有效的腐蝕抑制劑,與最終鍍金層配合使用,將基材與環(huán)境隔離,這有助于減少防止金沉積腐蝕基材所需的總金厚度。鎳底板(例如高磷化學(xué)鍍鎳)具有出色的耐腐蝕性,而高純度鎳(例如氨基磺酸鹽鎳)則提供最佳的焊接基礎(chǔ)。因此,鎳的類型和鎳的厚度應(yīng)作為鍍金連接器和觸頭整體設(shè)計中的關(guān)鍵要素進(jìn)行仔細(xì)考慮。
鎳底板的厚度可以根據(jù)連接器或觸點(diǎn)的設(shè)計要求而變化,通常建議最小厚度為 50uin (1.25um),以提供上面列出的一些優(yōu)點(diǎn)。
2、高金厚度的可焊性注意事項:
值得注意的是,當(dāng)鍍金厚度增加超過50μin時,由于金擴(kuò)散到焊點(diǎn)中,焊點(diǎn)可能會脆化。當(dāng)與焊接中常用的錫合金接觸時,金是一種非常容易移動的金屬,在低含量的情況下,黃金不會對接頭的強(qiáng)度產(chǎn)生有害影響。
然而,當(dāng)金的厚度較高時,存在足夠的金會導(dǎo)致焊點(diǎn)脆化,3%通常被認(rèn)為是發(fā)生顯著脆化之前焊點(diǎn)內(nèi)允許的最大金含量1。因此,在指定鍍金觸點(diǎn)或連接器的厚度時,應(yīng)考慮金的厚度以及焊接的數(shù)量和類型,對于將焊點(diǎn)振動作為設(shè)計考慮因素的應(yīng)用來說,這是一個高度關(guān)注的問題。
當(dāng)鍍在連接器和觸點(diǎn)上時,金具有多種理想的特性,包括低接觸電阻、長期穩(wěn)定的導(dǎo)電性、防腐蝕和可焊性。鍍金的厚度是一個關(guān)鍵的設(shè)計考慮因素,因為厚度會影響金沉積的性能和耐用性。
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