射频同轴连接器厂家 中国Low PIM射频连接器优质品牌

全国免费服务热线

13149939394

新闻中心

您现在的位置:首页 > 天科乐新闻 > 连接器退化机制-腐蚀第二部分

连接器退化机制-腐蚀第二部分

发布日期:2019-10-21   作者:小天   来源:www.twl-link.cn   编辑:天科乐   访问量:361

锡对锡的接触界面和微动腐蚀是此类系统中的主要降解机理,是前一篇文章的重点。现在,我们将解决腐蚀对贵金属接触系统(特别是镀金界面)的接触电阻的影响。本文的重点是金下面的镍底板的重要性及其在提高镀金连接器抗腐蚀性能方面的优势。为了方便起见,以下段落重复了上一篇文章,因为它提供了必要的背景来理解与腐蚀有关的降解动力学。

第一篇文章中,介绍了接触界面的粗糙或斑点模型。为了方便起见,在下面的讨论中显示了第一篇文章的图1和图2。粗糙模型的关键在于,粗糙接触点非常小,直径约为微米,并且分布在视在接触区域上,该视在接触区域由接触弹簧在界面处的几何形状以及施加的接触力决定弹簧由于其在配合时的挠曲而受阻。接触界面上的电流必须流过粗糙接触点,从而产生称为收缩电阻的电阻。缩颈电阻的大小取决于界面上的粗糙触点的数量,大小和分布,因为所有粗糙触点都是电并联的。

即使在所有粗糙接触界面都是金属对金属(例如金对金或锡对锡)的理想情况下,也存在压缩电阻。如果任何粗糙界面受到腐蚀膜或污染物的损害,则抗缩缩性将增加。这就是为什么腐蚀是连接器的降解机制的原因。由于腐蚀或污染而导致的粗糙接触面积或粗糙接触的损失,可能导致触点界面电阻增加到足以导致连接器故障的程度。这就是为什么腐蚀是连接器的降解机制的原因。由于腐蚀或污染而导致的粗糙接触面积或粗糙接触的损失,可能导致触点界面电阻增加到足以导致连接器故障的程度。这就是为什么腐蚀是连接器的降解机制的原因。由于腐蚀或污染而导致的粗糙接触面积或粗糙接触的损失,可能导致触点界面电阻增加到足以导致连接器故障的程度。


现在,让我们进入镀金连接器的腐蚀退化。众所周知,金是贵金属。也就是说,一种不会腐蚀的金属,是导致黄金在珠宝中广泛使用的一种特征。尽管这是正确的说法,但这并不意味着镀金连接器不易腐蚀。连接器是机电系统。它们执行电气功能,以通过机械弹簧系统在两个子系统之间提供电气连续性,从而提供所需的配合和接触力特性。


对于镀金连接器,该系统由镀金表面镀层和铜合金弹簧材料上方的镍底板(用于优化接触表面)组成。铜合金弹簧材料可在连接器配合时提供必要的弹簧特性。该系统中的腐蚀源是铜合金弹簧材料。铜会与氧气,硫和氯发生反应,这是使用连接器的应用环境中的常见组件。因此,考虑到腐蚀敏感性,连接器设计必须解决如何消除或减少铜腐蚀的问题,并确保形成的任何腐蚀产物都无法到达连接器的接触界面。正如我们将看到的那样,这在原则上很容易,但在实践中却是一个挑战。连接器的设计必须解决如何消除或减少铜腐蚀的问题,并确保形成的任何腐蚀产物都无法到达连接器的触点接口。

正如我们将看到的那样,这在原则上很容易,但在实践中却是一个挑战。连接器的设计必须解决如何消除或减少铜腐蚀的问题,并确保形成的任何腐蚀产物都无法到达连接器的触点接口。正如我们将看到的那样,这在原则上很容易,但在实践中却是一个挑战。


如果连接器制造商可以奢侈地用5微米的金完全电镀接触弹簧,那么腐蚀就不会成为连接器的问题。然而,成本效益要求镀层要薄得多-典型的镀层厚度为0.250.75微米,而镀层仅应用于接触界面本身,即选择性镀层。满足此经济要求会引入两种潜在的裸露铜弹簧材料来源。选择性电镀以及其他制造工艺可能会导致裸铜和裸铜边缘。薄的镀层会导致潜在的铜暴露,其中金镀层中存在缺陷。除了这些固有的腐蚀源外,还必须考虑在连接器配合周期中镀金的磨损或在使用过程中接触界面的干扰。


首先考虑固有问题,从镀层厚度开始。图2示意性地示出了具有和不具有镍底板的镀金表面。纯金镀层中的任何缺陷都将导致铜合金弹簧材料暴露。电镀缺陷包括孔隙,划痕和由于电镀前母材上的污染物引起的不完全表面覆盖等。随着镀层厚度的减小,所有这些缺陷的可能性都会增加。如果存在此类镀层缺陷,则任何裸露的铜合金都会与应用环境发生反应,并且形成的腐蚀产物会进入镀层表面。出于讨论的目的,我将仅指出,已知铜硫腐蚀产物会迁移或蠕变,如图23所示。


2示意性地表明腐蚀产物沿孔部位的壁向上迁移到表面。图3是镀金铜合金试样表面腐蚀腐蚀环的显微照片。如果接触界面结合了图3中所示的任何腐蚀产物环,则界面电阻极有可能在某种程度上受到损害。但是,使用镍底板可抑制腐蚀并减少腐蚀蠕变。镍形成非常薄的自限和钝化氧化物,不会迁移。实际上,镍钝化了缺陷部位的底部,因此没有腐蚀产物能够迁移到表面。图2示意性地示出了腐蚀产物沿孔部位壁向表面的迁移。


3是镀金铜合金试样表面腐蚀腐蚀环的显微照片。如果接触界面结合了图3中所示的任何腐蚀产物环,则界面电阻极有可能在某种程度上受到损害。但是,使用镍底板可抑制腐蚀并减少腐蚀蠕变。镍形成非常薄的自限和钝化氧化物,不会迁移。实际上,镍钝化了缺陷部位的底部,因此没有腐蚀产物能够迁移到表面。图2示意性地示出了腐蚀产物沿孔部位壁向表面的迁移。


3是镀金铜合金试样表面腐蚀腐蚀环的显微照片。如果接触界面结合了图3中所示的任何腐蚀产物环,则界面电阻极有可能在某种程度上受到损害。但是,使用镍底板可抑制腐蚀并减少腐蚀蠕变。镍形成非常薄的自限和钝化氧化物,不会迁移。实际上,镍钝化了缺陷部位的底部,因此没有腐蚀产物能够迁移到表面。如果接触界面结合了图3中所示的任何腐蚀产物环,则界面电阻极有可能在某种程度上受到损害。但是,使用镍底板可抑制腐蚀并减少腐蚀蠕变。镍形成非常薄的自限和钝化氧化物,不会迁移。实际上,镍钝化了缺陷部位的底部,因此没有腐蚀产物能够迁移到表面。如果接触界面结合了图3中所示的任何腐蚀产物环,则界面电阻极有可能在某种程度上受到损害。


但是,使用镍底板可抑制腐蚀并减少腐蚀蠕变。镍形成非常薄的自限和钝化氧化物,不会迁移。实际上,镍钝化了缺陷部位的底部,因此没有腐蚀产物能够迁移到表面。


镍底板的另一个与厚度有关的好处是作为扩散阻挡层。铜很容易通过金扩散,如果扩散的铜到达镀金的表面,它将在表面上形成腐蚀膜,这可能会阻碍金表面打算提供的所需金属与金属的接触界面。铜穿过镍底板的扩散速率要慢得多,并且镍底板的厚度通常比镀金要厚得多,因此,铜扩散到金表面的速率会大大降低。由于扩散速率随温度增加,因此,如果将连接器用于更高温度的应用,那么镍的好处就更为重要。


镍的钝化和迁移抑制特性对于选择性镀覆也是有益的。如果将铜合金弹簧材料整体镀镍,则在对接触界面进行选择性镀金之前,将使表面和边缘腐蚀(以及相关的腐蚀蔓延至接触界面)降至最低。


除这些固有问题外,镍底板的特性也减轻了磨损对镀层的潜在腐蚀影响。如所提到的,由于连接器的配合循环或由于机械或热膨胀驱动力引起的接触界面的微动,会发生磨损。镍有两个好处,可以最大程度地减少磨损,这是一种潜在的降解机理。首先是如前所述的镍的钝化和迁移抑制特性。金的磨损和镍底板的暴露不会导致与腐蚀有关的退化。然而,可能的是,暴露的镍可能不如金对金有效,金属对金属的接触界面,因此可能导致接触电阻增加。这种增加的幅度将远小于由于腐蚀作用而发生的幅度。镍底板在磨损方面的第二个好处是提高了接触镀层的耐磨性。磨损性能将在本系列的下一部分中进行详细讨论,因此,到目前为止,足以注意到镍底板会增加接触镀层的有效硬度。连接器上使用的镀金通常是所谓的硬金,努氏硬度约为200。镀镍的底板硬度通常为400努努或更高。因此,随着表面硬度的增加,镀层的有效硬度增加并且磨损率趋于降低。镍底板在磨损方面的第二个好处是提高了接触镀层的耐磨性。


磨损性能将在本系列的下一部分中进行详细讨论,因此,到目前为止,足以注意到镍底板会增加接触镀层的有效硬度。连接器上使用的镀金通常是所谓的硬金,努氏硬度约为200。镀镍的底板硬度通常为400努努或更高。因此,随着表面硬度的增加,镀层的有效硬度增加并且磨损率趋于降低。镍底板在磨损方面的第二个好处是提高了接触镀层的耐磨性。磨损性能将在本系列的下一部分中进行详细讨论,因此,到目前为止,足以注意到镍底板会增加接触镀层的有效硬度。连接器上使用的镀金通常是所谓的硬金,努氏硬度约为200。镀镍的底板硬度通常为400努努或更高。因此,随着表面硬度的增加,镀层的有效硬度增加并且磨损率趋于降低。因此,就目前而言,足以说明镍底板会增加接触镀层的有效硬度。连接器上使用的镀金通常是所谓的硬金,努氏硬度约为200。镀镍的底板硬度通常为400努努或更高。因此,随着表面硬度的增加,镀层的有效硬度增加并且磨损率趋于降低。因此,就目前而言,足以说明镍底板会增加接触镀层的有效硬度。连接器上使用的镀金通常是所谓的硬金,努氏硬度约为200。镀镍的底板硬度通常为400努努或更高。因此,随着表面硬度的增加,镀层的有效硬度增加并且磨损率趋于降低。


考虑到镍底板的优点对连接器性能的重要性,需要多少镍厚度?镀金连接器中镍的典型厚度范围是1.254.0微米。下限是确保足够的厚度以提供所述的基本优点。上限由成本效益和机械因素共同决定。成本效益问题是显而易见的,更多的镍意味着更多的电镀时间和材料成本。机械方面的考虑更为复杂。随着镍镀层厚度的增加,镍的延展性趋于降低并且镀层的粗糙度趋于增大。延展性降低会导致镀层开裂,而粗糙度增加则会损害孔隙率和磨损性能。


总而言之,镍底板在镀金连接器系统中的重要性不可过分强调。镍的钝化特性在抑制由接触弹簧上任何裸露的铜表面引起的腐蚀产物的形成和迁移方面具有重要意义。另外,镍提供了一个抵御接触弹簧的贱金属成分的扩散屏障。镍的硬度对于提高镀金触点系统的耐磨性,同时提高连接器的配合循环寿命和抗微动磨损性能至关重要。鉴于这些优点,对于任何镀金的连接器系统,都应始终指定镍底板。


文章来源于https://www.twl-link.cn/news_Info-12-1069.html,如需转载学习请注明出处!

备案号:【粤ICP备17068191号】 spider map 射频同轴连接器制造商 © Copyright 2007-2019 | 网站版权归(射频连接器厂家)深圳市天科乐通讯科技有限公司所有

网站首页

在线咨询

拨打电话

产品中心

联系我们