连接器技术之 3.3选择可分离接触界面的接触镀层的考虑（上）

基於鍍層材料性能總的簡要看法，本討論選擇性考慮電連接器上的貴金屬鍍層與普通金屬鍍層。膜處理，配合時表面膜的破壞以及避免以後膜的形成，對兩種不同鍍層的要**不同的。對貴金屬而言，保持其貴金屬性以防止裸露的基材金屬受到腐蝕正是我們所需要的。從這個目的上來說作為底層的鎳的作用十分重要。而對錫鍍層而言，防止磨損腐蝕則是首要的。

连接器技术之 3.3选择可分离接触界面的接触镀层的考虑（上）
3.3.1 貴金屬接觸鍍層系統的設計考慮

接觸表面被履貴金屬的存在，本身並不能保証a film-free表面。為防止能夠達到接觸表面的接觸彈片基材金屬的蔓延，金屬鍍層必須連續並且有足夠的厚度。貴金屬鍍層的中斷能導致基材金屬裸露部位的腐蝕。鍍層中斷可因整個制造和鍍層過程的不同原因而產生。多孔性（porosity）已經提到，接觸鍍層磨損是基材金屬裸露的另一原因。當然，多孔性與磨損非常不同，多孔性是制造問題而磨損則涉及到運用。無論是多孔性還是磨損原因，基材金

屬的裸露是令人擔憂的（ofconcern），因為裸露的基材金屬在典型電連接器的工作環境中可能受到腐蝕。接觸彈片材料的基材金屬成份蔓延到金接觸表面能產生表面膜。正如將討論到的，減少基材金屬腐蝕的可能性是鎳底層的功能之一。

進一步詳細考慮多孔性。在電鍍過程的討論中，多孔性被描述為產生於電鍍金屬的運動（kinetics）。對金鍍層而言，典型的多孔性對鍍層厚度的曲線如圖3.5所示。當然，這些曲線的形狀及厚度同電鍍金屬特性及運用一樣依賴於端子加工過程。圖3.5說明了為什麼電鍍貴金屬接觸鍍層厚度一般從0.4到1.0微米的一個原因，鍍層厚度小於0.4微米，孔數增加很快。而鍍層厚度大於1微米，孔數很少，從運用觀點來看，其降低比率是微不足道的。不必擔心孔隙的存在，因為孔隙的位置不會實質性影響金屬對金屬接觸面的產生。擔心的是如果孔隙暴露了基材金屬可能在孔的位置產生腐蝕。圖3.6對該腐蝕機理作了闡明。腐蝕物可充滿整個孔隙而且，更重要的是，如圖示的那樣，腐蝕物可從孔隙的位置移到鍍層的表面。隨著腐蝕物延伸到鍍層表面，如果端子接近另一端子，例如相互摩擦，很可能干擾接觸界面的形成或減少既定接觸界面的接觸面積。

多孔性對電連接器性能的影響是有爭論的。根據剛才所述的機理，孔隙腐蝕可導致接觸阻抗的升高，但多孔標準及其工作環境的相互作用決定該性能的退化速度和退化程度。鎳底層對減少孔隙腐蝕可能性的作用將在後節討論。正如所預料的那樣，對處於混合流動氣體環境中小體系電連接器的重要研究顯示了電連接器性能隨多孔性的退化趨勢。但是並沒有一個臨界孔數標准。有許多高多孔性產品在預測*容易退化的環境里表現出良好的性能。後面將研究的電連接器中孔隙位置及其基座的屏蔽效果可以解釋這種現象。

接觸鍍層的磨損，如所提到的，也可能導致基材金屬的裸露。接觸鍍層的抵抗力，或耐久性決定於許多因素。包括：

．接觸正壓力

．配合間距

．接觸幾何形狀

．磨損機理

．接觸鍍層

為了本討論，我們僅考慮接觸鍍層的影響。其它因素對電連接器耐久性的影響將在第六章討論。

影響接觸磨損或耐久性的三個鍍層特性是：

（1）鍍層材料的硬度；

（2）鍍層材料的摩擦系數；

（3）鍍層厚度。

隨硬度的增大和摩擦系數的減少，在其它所列因素的聯合作用下鍍層的耐久性將會提高。耐久性也會因鍍層厚度的增加而提高。同厚度對多孔性的影響一樣，為既定的運用選擇適當的鍍層厚度也會影響接觸磨損或耐久性。至於材料的特性，須首先考慮硬度的影響。

電鍍的接觸金鍍層通常是硬金（hardgold），即金鍍層包含有硬化劑（hardeningagent）。從根據Antler 改編的圖3.7，可以看出與軟金（soft gold）或純金相比，硬金耐久性有了提高。但是，通過使用鎳底層，電連接器的耐久性有了更大提高。

鈷是*普通的硬化劑，但鎳也是很有效的。正如前面所討論的，硬化劑的可能負面影響包括提高了腐蝕敏感性，降低了導電性與導熱性及鍍層的延展性。

因硬化劑導致的延展性的降低也能影響電連接器耐久性能。兩種影響應同時加以考慮。延展性的降低能減少在既定壓力下接觸面積的增加，從而減少了粘附性磨損。但延展性降低能通過提高鍍層破碎及促進研磨性磨損而增加磨損。

鍍層的缺點，無論是多孔性還是磨損，因為它們位於可能發生腐蝕的裸露基材金屬上，是令人擔憂（ofconcern）的。如所提到的，鎳底層對減少這些腐蝕非常重要，下面將要討論到。

貴金屬鍍層中鎳底層的功能˙ 貴金屬接觸鍍層系統中鎳具有以下幾方面優點：

．減少孔隙及缺陷位置的腐蝕（pore and defectsites）

．阻止腐蝕的移動

．減少基材金屬成份的蔓延

．增加延展性

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