從字面上理解,貴金屬鍍層可能就是價格貴的意思。其實不然。貴金屬鍍層的意思是這種金屬在空氣中不容易被氧化。相對應的非貴金屬鍍層材料就是在空氣中容易被氧化,錫、鎳、銀等在空氣中都容易被氧化或硫化,所以它們都是非貴金屬材料。
在電子連接器的應用中,錫是一種常見的、應用很廣的非貴金屬鍍層材料,其在空氣中是很容易被氧化的。當然,氧化錫是不導電的。
如果電子連接器表面鍍了一層錫,並且錫的表面被氧化了,這個氧化層又是不導電的,那麼連接器還能正常工作嗎?當然能正常工作。
連接器產品進行鍍錫的主要目的包括兩個方面:1) 可焊性;2) 優化接觸界面。
---對於可焊性,我這裏不做更多的說明,讀者可以找到很多相關資料。
---對於優化接觸界面,其原理是由於金屬端子的基材銅合金是一種活潑金屬,在空氣中會被氧化,那麼在公母端子配合時,會由於氧化銅的存在而無法在公母端子間達到良好的配合。電鍍錫的目的就是爲了優化接觸界面。錫也是一種活潑金屬(錫比銅更活潑),在空氣中錫也容易被氧化。氧化錫也是不導電的。但是,
氧化錫有二個特點:
a) 氧化錫具有自封閉性能,表層的氧化錫會把內部的純錫遮蔽起來,從而使內部的純錫不被氧化。
b )表層的氧化錫又脆又易破壞,在公母端子配合時,公母端子間的摩擦力會把表層的氧化錫破壞掉,從而與內部的純錫相接觸。這樣才能保證一個純錫的接觸界面。這也是使用錫電鍍的理由。需要說明的是,錫的電阻率是比黃銅高的,錫鍍層過厚,會由於錫電阻率過高的原因使接觸電阻下降。
當公母端子(連接器配合後)端子間的正壓力或摩擦力會保證一個純錫的接觸界面產生。那麼對於連接器來講,在它的一生中,就要確保這個純錫的接觸界面不能被二次氧化,如果發生了二次氧化,那麼將會發生接觸電阻升高、接觸不良、開路等失效問題發生。
在連接器的服務期內,如果發生熱脹冷縮現象,或者振動等情況,就會引起公母配合的端子間的微動,這個微動就有可能引發接觸界面間的二次氧化。這種失效在行業內稱爲微動腐蝕。
所以,對於鍍錫產品:
公母端子在配合時要有一定的配合力(正壓力)還要有一定的插入滑移距離才能把端子表面的氧化錫推走;
在端子的長期工作中,要有足夠大的正壓力和保護措施(比如防微動腐蝕油)來保證產品的長期連接可靠。
工作環境和端子原材料的選擇對微動腐蝕的發生會起到重要的作用。
鍍錫產品的可靠性評估也是以揭露是否會發生微動腐蝕來評估的,比如讓材料老化失去正壓力;比如用振動來加速端子間的相對微動等。而鹽霧測試是一種靜態的氧化測試,其是不可能評估出錫鍍層的可靠性的,特別是不能評估出微動腐蝕失效。
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