
電連接器上使用的電鍍材料對(duì)于連接器在整個(gè)使用壽命期間的可維護(hù)性和可靠性至關(guān)重要。本文討論了金和鎳作為電鍍金屬的用途以及它們一起使用時(shí)的有效性。
鍍鎳
鎳是一種非常有支撐性的底鍍金屬,通常因其硬度、耐磨性以及高導(dǎo)電性而受到青睞。鍍鎳有幾種變體(厚度、合金等),但這些都保持了高導(dǎo)電性(見(jiàn)表)。SAE-AMS-QQ-N-290 是專門涵蓋電鍍鎳的標(biāo)準(zhǔn),已被用作 MIL-STD-1353 的參考;導(dǎo)體上的所有鍍鎳必須符合 SAE-AMS-QQ-N-290 中的準(zhǔn)則。
表 1 詳細(xì)說(shuō)明了 MIL-STD-1353 中涵蓋的各種電鍍金屬的特性(直接來(lái)自標(biāo)準(zhǔn))
MIL-STD-1353 明確推薦符合 SAE-AMS-QQ-N-290 的低應(yīng)力氨基磺酸鎳,因?yàn)樗档土艘虮┞队诶旎驂嚎s應(yīng)力而導(dǎo)致機(jī)械應(yīng)力松弛的可能性。
鍍金
黃金是電鍍電子金屬的非常有益的選擇。由于其高抗氧化和耐腐蝕性,金比容易形成表面氧化物的金屬(如鐵或銅)更能隨著時(shí)間的推移保持導(dǎo)電性。金的高延展性使其可以在鎳底板上鍍薄金;鍍金觸點(diǎn)的制造已經(jīng)發(fā)展到可以非常嚴(yán)格地控制電鍍厚度的程度。
黃金的熔點(diǎn)接近 2,000oF (~1100oC),遠(yuǎn)高于大多數(shù)航空航天應(yīng)用中預(yù)期會(huì)遇到的任何溫度。這使得鍍金連接器在高溫環(huán)境中非常可靠。金還具有相對(duì)較低的摩擦系數(shù),使金連接器能夠承受大量的插拔循環(huán)而不會(huì)退化。承受這些循環(huán)的能力對(duì)于任何依賴連接器的系統(tǒng)或組件的可維護(hù)性至關(guān)重要。
圖 1.MIL-HDBK-522 提供的一套關(guān)于鍍金連接器可接受和不可接受條件的視覺(jué)指南。
黃金使用的最大障礙就是成本。黃金是一種非常昂貴的材料,在設(shè)計(jì)大型電子系統(tǒng)時(shí)并不總是最經(jīng)濟(jì)可行的選擇。
鎳和金組合
電連接器電鍍中的鎳和金組合非常有效,是使用中最常見(jiàn)的電鍍組合之一。當(dāng)一起使用時(shí),這兩種金屬相互支持彼此的有益品質(zhì),而對(duì)另一種功能的損害可以忽略不計(jì)。
連接器結(jié)構(gòu)中的常識(shí)是,異種金屬確實(shí)存在功能問(wèn)題的可能性。例如,當(dāng)銅和金直接相互電鍍時(shí),銅往往會(huì)通過(guò)可延展的金迅速擴(kuò)散,從而降低了使金如此有用的硬度和非氧化特性。
另一方面,鎳保持了自身的有益特性,同時(shí)也將它們借給了金的外層。鎳底鍍?cè)跈C(jī)械上支撐著金的外層,因?yàn)樗黾恿苏麄€(gè)板的硬度和耐磨性。鎳還可以形成有效的擴(kuò)散屏障,抑制因孔隙率引起的腐蝕。事實(shí)上,MIL-STD-1353 標(biāo)準(zhǔn)要求在將金用作電鍍金屬時(shí)使用鎳底板。
當(dāng)鎳和金一起使用時(shí),鍍層厚度至關(guān)重要。MIL-STD-1353 標(biāo)準(zhǔn)要求鎳底板的厚度在 50 到 150 μ 英寸(1.27-2.54 μm)之間;低于此閾值的厚度可能會(huì)剝落,高于此閾值的厚度容易開(kāi)裂。金層的厚度取決于 MIL-DTL-45204 定義的所用金的類型和等級(jí);連接器上的所有鍍金必須符合 MIL-DTL-45204 標(biāo)準(zhǔn)。連接器上允許的鍍金最小厚度為 20 μ 英寸。
結(jié)論
金和鎳是導(dǎo)體電鍍的絕 佳選擇,前提是它們的使用遵循 MIL-STD-1353 中規(guī)定的準(zhǔn)則。盡管黃金通常是更昂貴的材料選擇之一,但在權(quán)衡長(zhǎng)期成本時(shí),當(dāng)然應(yīng)考慮其使用在功能、壽命和可靠性方面的好處。