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連接器觸點鍍金與鍍銀的區(qū)別
電鍍是當(dāng)今現(xiàn)代制造中使用的最關(guān)鍵的工藝之一。隨著物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 的發(fā)展，越來越多的設(shè)備被連接起來，以提供對信息和數(shù)據(jù)的即時訪問。然而，任何電氣設(shè)備的有效性和可靠性在很大程度上取決于連接的質(zhì)量，特別是連接器或觸點上使用的鍍層。正確的電鍍是確保設(shè)備可靠運行的關(guān)鍵，而電鍍不當(dāng)會對電氣設(shè)備的性能、實用性和耐用性產(chǎn)生負(fù)面影響。
在電鍍連接器和觸點等電氣元件時，金和銀是兩種常見的電鍍工藝，兩者都可產(chǎn)生高度可靠和導(dǎo)電的連接。但是，鍍銀和鍍金各有利弊。金和銀都具有高導(dǎo)電性和耐腐蝕性;但是，銀 會形成硫化物(失去光澤)，而金可能是一種昂貴的選擇。在本文中，我們將討論 金連接器和銀連接器之間的區(qū)別，以及何時一種涂層可能優(yōu)于另一種涂層。
鍍金連接器的好處
金是一種昂貴(非反應(yīng)性)金屬，可以提高連接器在各種電氣應(yīng)用中的性能。使用鍍金的好處包括：
1、卓越的耐腐蝕性
與其他金屬相比，黃金的抗氧化或抗腐蝕能力非常高。在連接器的觸點可能暴露于腐蝕性物質(zhì)或條件的情況下，鍍金可以作為有效的氧化和腐蝕屏障。因此，鍍金連接器是連接器或觸點可能暴露在腐蝕性更強(qiáng)的應(yīng)用中的絕佳選擇。
鍍金連接器的應(yīng)用包括高濕度環(huán)境或頻繁熱循環(huán)以及暴露于腐蝕性鹽或酸的應(yīng)用。在更苛刻的應(yīng)用中，可能需要較重的金沉積物甚至雙相金沉積物，以確保有足夠的金來消除沉積物中的任何孔隙，從而形成有效的腐蝕屏障。
2、高導(dǎo)電性
除銅和銀外，金是世界上第三大導(dǎo)電金屬。然而，金不會產(chǎn)生任何氧化物或其他化合物，因此即使在高溫或暴露于腐蝕性環(huán)境中也能保持其高導(dǎo)電性。金的高一致電導(dǎo)率即使在非常低的電壓下也能確保穩(wěn)定的電流流動，這使得金成為毫伏傳輸毫安的電子應(yīng)用的絕佳選擇。
3、增強(qiáng)耐用性
電鍍金可以與少量的鎳或鈷制成合金，以將硬度從純金(< 90 Knoop)提高到高達(dá) 200 Knoop。這種硬化的金礦通常被稱為硬金。當(dāng)在電解或化學(xué)鍍鎳基底上，鍍上足夠的厚度 (> 50uin) 時，硬金可以為重復(fù)的連接循環(huán)提供耐用的涂層。由于其天然潤滑性，硬金不易磨損或磨損。
4、延展性
因為黃金是一種具有延展性的金屬，所以它適用于柔性連接和彈簧。黃金的延展性使得鍍層更有可能承受多次接觸循環(huán)。但是，鍍金電連接器或彈簧需要合適的底板材料，以保證表面處理符合設(shè)計要求。在對柔性觸點或彈簧進(jìn)行電鍍時，通常建議使用工程鎳(例如氨基磺酸鎳)作為鍍金的底板。
5、可焊層
鍍金是形成可靠焊點的極佳表面處理，只需使用溫和的松香助焊劑，無需酸活化即可始終均勻地潤濕。幾乎可以在任何基材上鍍金，包括不銹鋼端子或連接器，以便隨后通過焊接進(jìn)行連接。通常，只需要每邊 0.00001 英寸的薄軟金沉積物，即可形成可靠的可焊接金觸點，但也可以焊接較重的金沉積物。
當(dāng)焊接到金電沉積層時，鍍金通過一種稱為固態(tài)擴(kuò)散的機(jī)制擴(kuò)散到焊點中。由于這種現(xiàn)象，應(yīng)注意焊點中金的重量不超過 3%，因為這會導(dǎo)致焊點本身脆化。作為一般規(guī)則，每邊小于 0.00005 英寸的沉積物將導(dǎo)致焊點中的黃金重量低于 3%
6、非磁性
最后一點，黃金沒有磁性。這在電磁場可以產(chǎn)生干擾的情況下是有利的。例如，鍍金可能適用于磁共振成像 (MRI) 掃描儀等醫(yī)療設(shè)備中使用的連接器。
鍍金連接器或觸點的行業(yè)應(yīng)用
我們每天依賴的大多數(shù)電子設(shè)備都使用鍍金觸點或端子。除了黃金有吸引力的增值外觀外，這種貴金屬還具有幾個關(guān)鍵特性，使其成為許多行業(yè)的寶貴材料。然而，電子和互連行業(yè)是黃金的主要用戶。它在保持電子元件隨著時間的推移有效工作方面發(fā)揮著重要作用。
黃金可以在各種電子設(shè)備中找到，包括手機(jī)、臺式機(jī)和筆記本電腦。每 10,000 部智能手機(jī)中約有10 金衡盎司(或 3/5 磅)黃金。200 臺計算機(jī)中大約有 5 金衡盎司、價值超過 9,000 美元的黃金。
由于其保持電氣連接的能力，黃金非常適合用于廣泛的電子應(yīng)用。它可以應(yīng)用于需要可靠電氣連接的設(shè)備的任何部分。諸如電連接器之類的外部組件最常見的是鍍金。然而，金主要用于電子設(shè)備的電路板。
任何設(shè)備的可靠性都取決于其電路板連接的完整性。因此，電子制造商在其電路板上鍍金，以提高導(dǎo)電性并防止腐蝕。99.9% 純金鍍層或所謂的軟金，通常用于焊盤連接或需要引線鍵合的地方。
鍍銀連接器或觸點的好處
與金類似，銀是一種貴金屬，可提供非常導(dǎo)電的表面，同時形成有效的腐蝕屏障。銀提供的主要優(yōu)勢是它的成本約為金的百分之一，與金相比，它的使用范圍更廣，鍍層更厚。銀的主要缺點是銀是一種半貴金屬，會形成硫化合物，如硫化銀或失去光澤，隨著時間的推移會影響銀電沉積物的導(dǎo)電性。
1、最高的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性
由于其高導(dǎo)電性和低成本，銀可能是設(shè)計要求高功率傳輸?shù)膽?yīng)用的理想貴金屬。示例包括電流交換體、熔斷器、插片、端子匯流條或其他大功率連接器的電鍍。由于成本較低，用銀電鍍較大的銅或鋁導(dǎo)體的成本并不高，并且提供了一種非常可靠的貴金屬涂層，該涂層抗氧化并產(chǎn)生低接觸電阻。
除了電之外，銀還是一種出色的熱導(dǎo)體，它允許連接傳輸大量電力以自然調(diào)節(jié)熱點，防止基板材料氧化。
2、防腐蝕保護(hù)
與黃金一樣，銀是一種貴金屬，可以形成有效的腐蝕屏障。由于成本較低，銀通�？梢藻兊矫總�(cè)超過 0.001 英寸的厚度，形成非常無孔的貴金屬腐蝕屏障。銀通常鍍在電解或化學(xué)鍍鎳屏障上，進(jìn)一步提高了整體腐蝕保護(hù)。
當(dāng)鍍在銅或鋁導(dǎo)體上時，銀形成有效的屏障，以防止基板材料形成化合物或氧化物。這消除了隨著時間的推移導(dǎo)體中接觸電阻或熱點的增加。
3、卓越的潤滑性
銀是一種天然金屬潤滑劑，即使在極端溫度下也能提供出色的潤滑性。銀是高溫螺紋或滑動觸點等應(yīng)用的絕佳選擇，其中磨損可能是設(shè)計問題。銀通常用于不銹鋼和其他高溫合金的電鍍，以防止溫度可能超過 1250°F 的渦輪發(fā)動機(jī)或渦輪增壓器內(nèi)的運動或螺紋部件卡住。
銀在高接觸壓力開關(guān)或觸點(包括熔斷器墊或刺式連接器或高壓插座連接器)上提供出色的滑動潤滑性。使用諸如化學(xué)鍍鎳之類的潤滑鎳底板可以進(jìn)一步提高連接器或觸點上電鍍銀的潤滑性和耐磨性。
鍍銀連接器或觸點的行業(yè)應(yīng)用
在工業(yè)環(huán)境中，鍍銀出色的電氣和潤滑性能通常用于開關(guān)電源應(yīng)用。由于其成本相對較低，導(dǎo)電性好，潤滑性和耐腐蝕性好，鍍銀適用于廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。電鍍銀的應(yīng)用比任何其他電鍍貴金屬都要多。這主要是由于白銀相對于其他貴金屬(如金、鉑、鈀或銠)的成本較低。
鍍銀廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)以及廣泛的電氣產(chǎn)品和應(yīng)用，包括：
● 電力傳輸和分配：母線、繼電器、電流交換器、重合器、保險絲片、刺式連接器、電源連接器、斷開器
● 電動汽車市場：固定和可移動連接器、繼電器、功率逆變器、匯流條、便于超聲波焊接的焊盤、充電連接器引腳和插座
● 電子： 端子引腳和插座、焊盤、電源接線片
● 軸承和傳動： 渦輪發(fā)動機(jī)和渦輪增壓器的止推墊圈和高溫軸承、耐腐蝕緊固件和鎖緊螺母
電動汽車和電子產(chǎn)品等應(yīng)用中越來越多地使用電力，使得未來對白銀的需求非常高。預(yù)計未來幾年對鍍銀的需求將繼續(xù)呈指數(shù)增長。
什么底板用于鍍金和鍍銀連接器或觸點?
在鍍銀或鍍金之前，通常使用另一種金屬的底板。底板可以提供更好的耐腐蝕性，為隨后的貴金屬沉積創(chuàng)造結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，提高整體導(dǎo)電性，并有助于防止鋅等元素從基材擴(kuò)散到最終的貴金屬沉積中。在鍍金或鍍銀之前用作底板的一些金屬示例包括：
● 銅： 鍍銅是一種優(yōu)良的底板金屬，可有效密封基底，提高附著力、導(dǎo)電性和防腐蝕能力。由于其基于氰化物的配方，它可用于涂覆多種金屬并促進(jìn)基板在電鍍時的清潔。作為出色的電導(dǎo)體和熱導(dǎo)體，銅可以幫助提高導(dǎo)體的載流能力并減輕連接中的熱點。銅也是一種非常易延展的底板，使其適用于彈簧或壓接式連接器。
● 電解鎳： 金或銀鍍銅或黃銅等銅合金時，包括銅和鋅在內(nèi)的基底元素會隨著時間的推移遷移到金或銀沉積物中，形成中間共晶層。這種共晶降低了金或銀層的附著力、導(dǎo)電性和可焊性。電解鎳底板在基板和金或銀最終層之間形成有效的擴(kuò)散屏障。
此外，電解鍍鎳為隨后的鍍金或鍍銀提供了堅固的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，以提高耐磨性并有助于提供更高的腐蝕屏障。某些電解鎳(如氨基磺酸鎳)具有良好的延展性，可用于彈簧觸點或壓接應(yīng)用。最后，電解鎳具有超過 2000°F 的非常高的熔點，使其成為高溫應(yīng)用的良好底板選擇。
● 化學(xué)鍍鎳： 化學(xué)鍍鎳提供了電解鎳的許多上述優(yōu)點，包括擴(kuò)散屏障、結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)和提高耐腐蝕性。然而，化學(xué)鍍鎳具有極其均勻的額外好處，因此可以鍍到高厚度而不會對零件的尺寸公差產(chǎn)生負(fù)面影響。
與傳統(tǒng)的電解鎳相比，化學(xué)鍍鎳還具有改進(jìn)的潤滑性和硬度，高磷化學(xué)鍍鎳是為數(shù)不多的用作底板的非磁性鎳之一�；瘜W(xué)鍍鎳確實具有顯著抑制的 1500°F 熔點，因此不應(yīng)在極端高溫應(yīng)用中使用。最后，化學(xué)鍍鎳的延展性不如氨基磺酸鎳等電解鎳，因此不推薦用于壓接應(yīng)用。
金與銀連接器或觸點：有什么區(qū)別?
金和銀是各行業(yè)連接器和觸點最常用的兩種貴金屬。每種都有優(yōu)點，但這兩種流行的飾面之間也有缺點和差異。以下是金和銀電鍍之間的一些主要區(qū)別。
1、成本——鍍金的缺點
全球工業(yè)需求、政治和經(jīng)濟(jì)不確定性以及貨幣貶值都在推高金價。許多國家和人民在經(jīng)濟(jì)不穩(wěn)定時期轉(zhuǎn)向黃金，因為它具有全球公認(rèn)的貨幣替代價值。然而，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，是黃金現(xiàn)在成為被尋求更多的工業(yè)原因，而不僅僅是作為投資或裝飾性珠寶：黃金確實是現(xiàn)代電氣和電子設(shè)備生產(chǎn)中必不可少的金屬。
黃金價格上漲會大幅影響鍍金部件的制造，尤其是對于使用重金礦床的應(yīng)用。盡管沒有其他材料可以與黃金的所有特性相媲美，但銀具有許多相似的特性，而且價格大幅降低。銀可以鍍得更重，成本更低，沉積物產(chǎn)生許多類似的特性。然而，硫化物或銀失去光澤的形成，是銀在對接觸電阻增加非常敏感的應(yīng)用中的限制因素之一。
2、銀銹——鍍銀的缺點
銀在正常條件下不與氧形成氧化物或化合物;但是，鍍銀確實會形成各種硫化合物，例如硫化銀。盡管硫化銀化合物相對導(dǎo)電，但它們確實增加了鍍銀層的接觸電阻，超過了純銀單獨的接觸電阻。在許多開關(guān)應(yīng)用中，任何銀銹都被有效地從滑動接觸區(qū)內(nèi)的表面擦去。然而，在靜態(tài)應(yīng)用中，硫化銀或失去光澤會增加接觸電阻，足以改變極低電壓應(yīng)用的信號路徑。
有多種抗變色抑制劑，例如 Enthone 的 Evabrite 產(chǎn)品，或 Technic 的 Tarniban 產(chǎn)品;然而，所有這些抗變色化合物都會在表面上添加一層有機(jī)或金屬膜，從而改變銀電沉積物的特性，使其與純銀不同。
與銀相比，金在任何正常條件下都不會形成硫化物或失去光澤。對于接觸電阻的微小變化會影響產(chǎn)品性能的低壓信號傳輸應(yīng)用，這使得黃金成為更可行的選擇。生命安全傳感器或自動駕駛汽車應(yīng)用等關(guān)鍵應(yīng)用需要極其可靠的實時信號傳輸，而只有鍍金才能提供這種傳輸。
3、電導(dǎo)率——銀與金電鍍
銀比金更具導(dǎo)電性。然而，黃金不形成任何電阻化合物的能力使其成為毫安數(shù)據(jù)應(yīng)用的理想選擇。對于低壓應(yīng)用和腐蝕性條件，它也是一個不錯的選擇。另一方面，銀具有出色的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性，并且能夠以成本有效地電鍍到更高的厚度，使其成為首選材料或高壓和大電流電力傳輸應(yīng)用。
為什么要為連接器使用鍍金?
雖然黃金具有使其適用于電子元件的多種品質(zhì)，但在為連接器或觸點應(yīng)用指定鍍金時需要考慮幾個關(guān)鍵屬性。在為新應(yīng)用指定鍍金服務(wù)時，需要考慮以下幾個關(guān)鍵因素：
1 、鍍金服務(wù)——確保適當(dāng)?shù)腻儗雍穸?/strong>
在指定鍍金時，重要的是標(biāo)注足夠的金厚度，以確保正常功能而不需要過多的金。下表為大多數(shù)連接器和觸點的適當(dāng)鍍金厚度提供了一些基本指導(dǎo)。
作為一般規(guī)則，功能性黃金從大約 0.25 微米或 0.00001 英寸開始，然后增加到每邊 2.5 微米或 0.0001 英寸。與單獨使用單層相比，使用雙相金或兩層軟后硬金可以提供更有效的每密耳厚度的金阻擋層沉積。
表 1：功能性金使用的常見鍍金厚度
2、鍍金服務(wù)——指定合適的底板
如上所述，鍍金通常由銅和/或銅和鎳的底板進(jìn)行。底板的選擇和厚度與最終的金厚度一樣重要，以確保沉積物具有足夠的耐用性、耐腐蝕性、延展性和可焊性。鍍銅有助于提高附著力并提供更好的耐腐蝕性和導(dǎo)電性。而鎳底板提供了極好的擴(kuò)散屏障，以防止銅或鋅等合金元素的固態(tài)擴(kuò)散在金和基板之間形成共晶。
鍍鎳還通過提供可隨后鍍金的堅硬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，來提高金的耐腐蝕性能和耐磨性。
3、電鍍金——硬金與軟金
鍍金 99.9% 最低鍍金是一種軟沉積物，最大硬度為 90 Knoop 25。這種沉積物最適合靜態(tài)、低壓觸點(50 克負(fù)載或更少)或?qū)⑦M(jìn)行引線鍵合或焊接的應(yīng)用。通過將少量鎳或鈷與金合金化，硬度可以增加到高達(dá) 200 Knoop 25，從而大大改善了耐磨性能。這些硬金沉積物通常推薦用于接觸壓力較高的應(yīng)用(大于 50 克負(fù)載)或具有滑動磨損的應(yīng)用，例如陰/陽接觸銷。
4、底線
為連接器和觸點選擇合適的鍍層是制造可靠產(chǎn)品的關(guān)鍵部分。使用的電沉積類型會影響產(chǎn)品的質(zhì)量、性能、壽命和成本。金和銀都是優(yōu)質(zhì)貴金屬礦床，但它們具有不同的獨特優(yōu)點和缺點，在指定特定表面處理之前應(yīng)考慮這些優(yōu)點和缺點。本文介紹了鍍金和鍍銀之間要考慮的基本原則。
在考慮連接器或觸點應(yīng)用的鍍銀與鍍金時，上述信息作為一般指南提供。對于每種設(shè)計，還有許多其他注意事項超出了本文的范圍。先進(jìn)的電鍍技術(shù)為鍍金和鍍銀服務(wù)提供廣泛的表面工程支持。
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