以創(chuàng)新技術(shù)推動射孔行業(yè)智能化升級
讓射孔變得更安全、更簡單、更便捷
連接器鍍層是涂覆在接觸表面上的一層薄薄的金屬層，用于提高導(dǎo)電性、耐腐蝕性和耐用性。制造商使用各種鍍層來優(yōu)化各種應(yīng)用的電氣性能、機(jī)械可靠性和成本。
本文回顧了連接器電鍍中常用的貴金屬，并探討了鎳基鍍層如何提高耐磨性和可靠性。此外，本文還重點(diǎn)介紹了利用青銅、錫和鎘鍍層最大程度提高連接器耐用性的方法，并探討了電鍍技術(shù)的新興創(chuàng)新。
通過鍍金實現(xiàn)關(guān)鍵任務(wù)應(yīng)用
金、銀、鈀、銠和鉑具有極強(qiáng)的抗氧化和抗腐蝕性能。這些貴金屬常用于高性能連接器，在關(guān)鍵應(yīng)用、精密儀器和嚴(yán)苛環(huán)境中確保穩(wěn)定的導(dǎo)電性和可靠的信號傳輸。
圖 1. 鍍金 Deutsch 連接器插針和插座專為汽車和工業(yè)應(yīng)用中的高可靠性電力傳輸而設(shè)計。
金仍然是連接器的首選鍍層，因為它需要卓越的導(dǎo)電性和長期可靠性。如圖1所示，鍍金層（通常厚度為10-50微英寸）可防止氧化，并在數(shù)千次插拔后保持低接觸電阻。其可靠性使其在汽車、工業(yè)、航空航天、國防和醫(yī)療應(yīng)用的惡劣條件下也能保持始終如一的性能。
為了降低成本，鍍金通常僅限于關(guān)鍵接觸區(qū)域，而錫則通常用于可焊接部分。值得注意的是，鈷硬化鍍金技術(shù)的進(jìn)步不斷提高其耐磨性，加速了其在高振動環(huán)境中的應(yīng)用。
適用于高功率和高頻應(yīng)用的鍍銀
圖 2. 用于電動汽車電源應(yīng)用的鍍銀端子觸點(diǎn)。
銀是貴金屬中電導(dǎo)率最高的金屬（6.3 × 10? S/m）。如圖2所示，銀廣泛應(yīng)用于高功率應(yīng)用的連接器電鍍，包括電動汽車（EV）充電系統(tǒng)、工業(yè)配電、可再生能源逆變器和航空航天電力系統(tǒng)。
雖然銀在螺紋和滑動接觸方面表現(xiàn)出色，但在潮濕環(huán)境中，由于硫化物的形成，銀容易失去光澤，從而增加接觸電阻。銀鈀復(fù)合材料可有效減輕銀的失去光澤，同時保留85%的銀導(dǎo)電性，確保5G射頻連接器等高頻應(yīng)用中的信號完整性和耐用性。
鈀、銠和鉑：鍍金的耐用替代品
鈀具有高硬度（200-300 HV）和耐腐蝕性。如圖3所示，制造商在音頻視頻、汽車、電信、航空航天、國防以及工業(yè)4.0等各種應(yīng)用的連接器電鍍中，使用鈀作為比金更具成本效益的替代品。
圖 3. Oyaide C-004 IEC 連接器采用鈀和鉑鍍層，可減少高性能音頻應(yīng)用中的信號損失和失真。
銠具有極高的硬度（800-1,000 HV）和耐酸性，是海上鉆井和制藥等惡劣環(huán)境的理想選擇。雖然銠的價格通常比鈀高，且與黃金價格相近，但它在濃硫酸中仍能保持亞毫歐姆接觸電阻，這使其在特殊工業(yè)應(yīng)用中擁有良好的應(yīng)用前景。此外，將鈀與 20-30% 的鎳合金化可顯著提高熱穩(wěn)定性，使連接器在高達(dá) 150°C 的溫度下也能保持接觸完整性。
鉑鍍層用于高可靠性連接器，具有出色的抗氧化性能，即使在惡劣環(huán)境下也能保持穩(wěn)定的電接觸。其努普硬度高達(dá) 280-300，是航空航天、國防、電信、視聽和精密儀器應(yīng)用的理想選擇。
利用鎳基鍍層優(yōu)化耐磨性和可靠性
如圖 4所示，鎳基鍍層是一種耐用且經(jīng)濟(jì)高效的全貴金屬鍍層的替代品。
圖 4. SOURIAU 8D 系列鋁材符合 MIL-DTL-38999 系列 III、EN3645 和 BACC63 標(biāo)準(zhǔn)，并采用鍍鎳處理，可在惡劣環(huán)境下提供高可靠性能。
鎳鍍層可增強(qiáng)耐磨性、提高熱穩(wěn)定性，并為高速數(shù)據(jù)連接器、航空航天和汽車系統(tǒng)提供關(guān)鍵的底鍍層——尤其是與貴金屬或賤金屬合金化時。常見的變化包括：
鈀鎳鍍金：將鈀鎳的耐用性與 0.1–0.3 μm 的鍍金相結(jié)合，為高速連接器提供高配配周期可靠性，同時降低接觸電阻并提高耐磨性。
化學(xué)鍍鎳浸金 (ENIG)：為 BGA 連接器提供平整、可焊接的表面，鎳層中含有 6-9% 的磷，可降低焊點(diǎn)在 -55°C 至 125°C 熱循環(huán)環(huán)境下的脆性。采用鎳擴(kuò)散阻擋層和薄金層的雙層鍍層可防止氧化。
化學(xué)鍍鎳：為高密度互連的復(fù)雜幾何形狀提供均勻的覆蓋，經(jīng)熱處理的納米顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料硬度可達(dá) 800-1000 HV，可與貴金屬涂層媲美?；瘜W(xué)鍍鎳也適用于鋁基材，可提高航空航天和汽車連接器的可焊性和耐腐蝕性。
電解鎳：作為貴金屬底板確保耐磨性，高磷變體可承受海上應(yīng)用中 500 小時以上的鹽霧暴露。
鋅鎳合金：提供 500 小時耐鹽霧性能和高延展性，適用于壓接端接。鋅鎳合金是領(lǐng)先的鎘合金替代品，可保護(hù)鋼和銅基材，同時與鋁母線具有良好的電化學(xué)兼容性。這種鎳基鍍層廣泛應(yīng)用于汽車電池互連。
利用青銅、錫和鎘最大程度提高耐用性
無論是單獨(dú)使用還是組合使用，貴金屬和鎳基鍍層都能提供卓越的導(dǎo)電性和耐腐蝕性。相比之下，對于對導(dǎo)電性要求不高的應(yīng)用，替代涂層則具有經(jīng)濟(jì)高效的耐用性、耐環(huán)境性和機(jī)械強(qiáng)度。常見的涂層種類包括：
白青銅：與FR-4基材匹配，白青銅是一種非磁性銅錫鋅合金，導(dǎo)電率為65% IACS，耐腐蝕性強(qiáng)?？?/p>
降低焊點(diǎn)應(yīng)力，用于植入式醫(yī)療器械。
錫及錫合金：錫及錫合金支持啞光錫表面的低配接次數(shù)應(yīng)用，對于消費(fèi)電子產(chǎn)品而言具有成本效益。錫鉛 (SnPb) 合金和回流焊工藝可降低錫晶須風(fēng)險，而符合 RoHS 標(biāo)準(zhǔn)的錫鉍合金可提供與錫鉛合金類似的性能，且無環(huán)境問題。
鎘：鎘在鹽霧和除冰液環(huán)境中具有出色的耐腐蝕性，并能防止易振動環(huán)境（例如航空電子設(shè)備艙連接器）中的微動腐蝕。雖然一些符合北約標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)使用了錫鋅J合金，但鎘仍然是航空航天和國防領(lǐng)域耐鹽霧1000小時以上的標(biāo)準(zhǔn)。
鉻鍍層：三價鉻工藝已取代六價鉻，應(yīng)用于鋅或鋁表面，可提高耐腐蝕性，同時保持電磁屏蔽性能。三價鉻還能有效解決毒性問題，且不影響性能。
連接器電鍍領(lǐng)域的新興創(chuàng)新
連接器電鍍技術(shù)的進(jìn)步提高了性能、耐用性和效率。例如，在金基質(zhì)中加入碳納米管 (CNT) 的納米復(fù)合涂層，可提高耐磨性、導(dǎo)熱性和界面結(jié)合力，同時在高溫下保持穩(wěn)定的電接觸。
微尺度選擇性激光燒結(jié) (μ-SLS) 是一種增材制造技術(shù)，能夠在單個連接器上實現(xiàn)異種金屬微米級圖案化。μ-SLS 使用干燥后分層激光燒結(jié)的金屬納米顆粒墨水，可實現(xiàn)超過 50 層，分辨率低于 5 微米，疊層精度優(yōu)于 1 微米。該技術(shù)的吞吐量超過 60 立方毫米/小時，可在所需位置精確沉積材料，從而優(yōu)化高精度電子產(chǎn)品的成本和性能。
結(jié)論
金、銀、鈀、銠和鉑具有抗氧化和腐蝕的特性，可確保高性能連接器的穩(wěn)定電氣性能。鎳基鍍層是貴金屬的耐用且經(jīng)濟(jì)高效的替代品，而其他鍍層則具有耐環(huán)境性和機(jī)械強(qiáng)度，適用于對精確電導(dǎo)率控制要求不高的應(yīng)用。
