电子电镀年会论文集电连接器的镀金工艺河北东普电子有限公司池建明Ｋ摘要对电连接器牡的儿种常用工艺的特点做了比较，对被金工艺的发展情况、生产应用也作了介绍．关健词 校金电连接器硬金１前言金具有优良的耐腐蚀性，电阻串低，表面不易 受环境影响而变化，焊接性好，接触电阻低且稳定，耐高温，质软、耐磨，Ｈｖ２５左右（镀态纯金Ｈｖｎ．，，，７０－１００），金与其他金属如Ｃｏ． Ｎｉ． Ｆｅ． Ｉｎ． Ｃｄ． Ａｇ．Ｃｕ． Ｓｄ． Ｐｄ等很容易合金化，合金化后硬度提高，耐磨性更佳。电连接器接触镶层普遍采用合金化的耐磨硬金饭层，高开金的Ａｕ－Ｃｏ． Ａｕ－Ｎｉ． Ａｕ－Ｆｅ合金镀层占优势。２镀金工艺分类按普追采用的分类方法，镀金目前采用的有孩 性佩化物（ＰＨ９Ａ３）镀金和酸性（ＰＨ３－６）一中性（ＰＨ６－８）缓冲体系徽帆铰金，无帆的亚硫酸盐镀金。碱性氛化物镀金是经典的镀金方法，镀液稳定， 对杂质金属离子容忍度高，结晶细致，易添加某些可使镀金层硬化的金属离子实现合金化，镀液电流效率较高接近１００％，但镀层孔隙率较高。酸性一中性缓冲体系徽佩镀金工艺主要采用柠 像酸一柠棣酸钾或柠棣酸二氢钾缓冲系统（（ＰＨ３－６）及磷酸二氢钾一磷酸氢二钾缓冲系统（（ＰＨ６－８）稳定镀液ＰＨ值，同时也兼做镀液导电成分，加入在弱酸性中性条件下稳定的佩化亚金钾为主盐，属徽佩工艺．焦碑酸盐及其他形式的磷酸盐也用做缓冲系统及导电成分。添加各种金属离子做硬化剂很易得到电连接器所需要的合金化硬金铰层。这类工艺由于含佩低、毒性小，而镀液稳定，控制容易，是目前镀金Ｓ艺的主流。但这类镀液电流效率低，在３０６０％．亚硫酸盐被金是目前最有前途的无佩镀金工 艺，镀层质量和镀液性能都很好，电流效率接近１００％．它利用４Ｆ硫酸根做络合剂稳定Ａｕ（１ ），也用柠橄酸一柠橄酸钾或朽银酸二氢钾缓冲系统及磷酸盐缓冲系统稳定镀液ＰＨ值，同时也兼做镀液导电成分，柠棣酸盐也兼起辅助络合作用。镀液中也可添加其他金属离子做硬化剂得到硬金镀层，操作得当镀液相当稳定。因为毒性、腐蚀性小，在某些特定场合有优势。３几种常用镀金工艺３．１种椒酸体系金－钻硬金柠裸酸体系金钻硬金可能是目前应用最广泛的 硬金体系。Ｃｏ（ｎ）随金共沉积，可以提高镀层硬度、耐磨性，也起光亮剂和调整镀层色调的作用。其含量对镀层硬度、色泽、阴极电流效率影响很大。含量低，不足以充当硬化剂的角色，含量太高，会造成镶层接触电阻升高、耐高温性能下降。一般采用含０００．０８－０．３％的金钻硬金镀层，其Ｈｖｏ．．，，１６０－２２０．镀液中的金常用佩化亚金钾形式加入，含量依 使用场合、条件而异，原则＿Ｌ取效率与经济性的平衡点。如滚镀，带出损耗较大，常用４－ ８ｇ／１金浓度．而高速镀液要求镀速高（Ｄ，，，几‘均较高）金含量８－１２ｇ／Ｉ甚至更高。溶液钻含量与金含量相刘应，如Ａｕ４－８ｇ／Ｉ，相应的Ｃ。含量在０．９－１．１创，依金的补充相应补充钻含量。溶液中粉红色的Ｃｏ（１ １）很容易在电铰条件下（如阳极氧化、空气搅拌），被氧化为绿色的Ｃｏ（ＩＩ），Ｃｏ（１１１）在镀液中活性低，不与Ａｕ共沉积，且引起镀金层硬度、耐磨性下降，孔隙率上升，这对镀金层的质量是不利的。镀金前 般常用钗镍做中间层，带入Ｎｉ（ＩＩ）势在难免。Ｎｉ（１１）． Ｃｏ（ＩＩ）在铰金溶液中均可充当光亮电子电艘年会论文集荆和硬化剂与＾ｕ共沉积，过商的Ｎｉ（Ｈ）会造成艘层性能恶化，斋仔细加以控制。坡金溶液因使用而逐渐老化的过程是不可进免的。这一方面缘于摘洗不彻底带入有机成无机杂质，也有置换产生的Ｎｉ及基材金属离子，彼金溶液本身因补充消耗、自身氧化分解也产生一定的有机或无机杂质。常规的做法是在便用一定期限后废弃镀滚回收金。有些厂家也提供专用的重金属沉淀剂，如Ｃｕ＂， Ｐｂ＂， Ｚｎ＂， Ｎｉ＂的沉降剂供选择性挣化艘金液。醉从硬比‘，电谈密吸Ｋ东．一分一一州卜一一￣－，￣‘到卜￣‘￣￣￣￣￣￣ ￣一￣又火、比‘七几厂ｄ．Ｚｔ图Ｌ被金层硬度与电流密度的关系３，２金－翔硬金衷１ Ａｕ－－Ｃｏ和Ａｕ－－１ ｉ及＾Ａｕ－Ｆｅ硬金的一些性能Ａｕ％Ｈｖ抗Ｈ２５Ｓ％试验接触电阻Ａｕ－Ｃｏ９９．７１５０－２２０好４－７Ａ朋一Ｎｉ９９．８１５０－１８０好４－７Ｌ冉二〔．９９．７１７０４９０好金一 镍硬金在连接器接触艘层电债中应用也较多。有一种意见认为俊金一般都用镶层做阻挡层，少蚤镶的带入在所难免，采用金一镍合金似可解决镀裸液的少盈带入问题，看法有点似是而非。银在镇金液中的存在方式不一定是简单Ｎｉｘ．，一般是某种络合状态，且镀滚中Ｎｉ含盘有一定要求，故带入的镍离子是不希望的。镶离子的积解会打破Ａｕ－Ｎｉ浓度比例，造成镀层质盘异常，如镀层内应力上升、孔晾本增高，同时可造成镀液电流效率下降。这种情形时要添加所需的络合剂以络合裸离子，保证钱液正常．３３金一铁硬金含Ｆｅ ０．３％的金铁硬金钱层性能类似于含Ｃｏ０．３％的金一钻硬金Ｈｖ ｏ＂，１７０－１９０．但它具有一个最明显的优点，即用高价位Ｆｅ（Ｍ）做硬化剂，不象Ｃｏ（１１）会被氧化为更高价位，镀液的抗氧化性较好，且镀层硬度随操作条件（如阴极电流密度）变化较小。而＾ｕ－ Ｃｏ， Ａｕ－Ｎｉ随Ｄｋ上升Ｈｖ下降较快，这种变化趋势可能与金合金般层含ｔ和组织致密程度有关。４筱金工艺的几个问题４．１饭金层的阻档层９＾．含‘阵写电流ｘ＇瓜 －１Ｗ成哥把３｛一洲曰翻黔＼一尸扮以￣丫匕犷灭！￣、、了泛、Ｉ￣、「一‘‘、、、￣＼、￣、、ＣＬ－－、又｛￣、、、￣￣、｛｛洲｛图２，金合金簇层含量与电流密度的关系彼金采用瓦特镍或低应力镍做镀金阻挡层几乎 己成常识。实际上铜合金上致密、平整光滑、延展性好的镶层起着表层耐磨金层的支撑作用，对坡金层耐磨性作用很大．铰镶层本身较硬，一定厚度的镀镍层对提高硬金层抗康擦磨损效果显著：延展性好的艘镶层可避免接触雄擦中的被层开裂；平整光滑，最好是经过研磨再镀裸的平滑表面摩攘力小，对降低硬金磨损效果明显，且能减少镀层孔隙率，提高镶层的耐蚀性。４２嫂金层的耐蚀性金具有良好的抗蚀性，饭金层的抗蚀性主要取 决于彼金层和中间层的孔膝率及底材处理的好坏，彼金层的孔稼率与傲金层厚度存在如一「近似关系：（纵轴为对数坐标，孔隙奉为两线中的区域）电子电镀年会论文集镀金层的孔隙率与镀念层厚度关系ｕ ｒｉ．ａｕ，＂｝ ＋ｎ金层厚１｝（ｕ０ ０．４ ０．８ Ｉ．２ Ｉ．６ ２ ２．４图３镀金层的孔隙率与镀金层厚度的关系 可见，要得到基本无孔的艘金层，镀金要有较高厚度，应用中就有了可靠性与经济性的矛盾。实际上许多可靠性要求不很高的场合采用相对较薄镀金厚度加封孔或屏蔽（在不影响电接触的前提下）的办法，也能取得较好的防护效果。极端的例子可推只要求几一几十次插拔寿命的接触件只被镍加闪镶金（ｆｌａｓｈｅｄ）。尽管金层厚度仅０． ０２－０． １ Ｐ，但金本身具有的良好抗蚀性也能保证一定的使用寿命。主要参考文献．弗利德里克Ａ．洛沮海姆现代电锁机械工业出版社１９８２．９． ２７１－－２９４２屠振密主编，电镀合金原理与工艺国防工业出版社，１９９３０３丸山清毛利秀明，功能电镀上海科学技术文献出版社，１９８８， ７． １８１－－２３４４ Ｒｏｎａｌｄ Ｊ． Ｍｏｒｒｉｓｓｅｙ ，Ｓｔｕｄｉｅｓ ｏｎ ｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｂｒｉｇｈｔ ｇｏｌｄ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｐｏｓｉｔｓ，Ｐ＆ＳＦ， ＡＰＲＩＬ １９９１ ７９－８３５ Ｍｏｒｔｏｎ Ａｎｔｉｅｒ，Ｔｈｅ ｔｒｉｂｏｌｏｇｙ ｏｆ ｃｏｎｔａｃｔｆｉｎｉｓｈｅｓ ｆｏｒ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｃｏｎｎｅｃｔｏｒｓ：Ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ采用脉冲镀金可得到比直流被密实性更好的镀 金层，且镇层均一性更好．４．３谊金层的外观尽管是工业铰金，现场实践中对铰金的色泽、 亮度等外观要求很重视。赏心悦目的金层外观是镀金质ａ良好的一个基本表征，也常常是客户接收产品的一个重要指标。影响彼金层色泽、亮度的因素比较多，与现场 操作关系很大。如铰液比重、金含量、金钻比例（钻含￥）． ＰＨ值，操作时的电流密度、电压，及底材前处理光泽度、镀镶层亮度、均一性，都是饺金层外观的重要影响因素。建立标准色标可做为日常生产监控和交脸的一个相对客观的依据，色标要定期更换并妥善保存。ｏｆ ｆｒｉｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｖｅａｒ，Ｐ＆ＳＦ，Ｏｃｔ， １９８８ ４６－５３６ Ｍｏｒｔｏｎ Ａｎｔｉｅｒ，Ｔｈｅ ｔｒｉｂｏｌｏｇｙ ｏｆ ｃｏｎｔａｃｔｆｉｎｉｓｈｅｓ ｆｏｒ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｃｏｎｎｅｃｔｏｒｓ：Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓｏｆ ｕｎｄｅｒｐｌａｔｅ， ｔｏｐｏｇｒａｐｈｙ ａｎｄ ｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ，Ｐ＆ＳＦ， Ｎｏｖ， １９８８ ２８－３２７ Ｈｉｓａｏ ＫＵＭＡＫＵＲＡ ａｎｄ Ｍａｋｏｔｏ ＳＥＫＩＧＵＣＨＩ，Ｉｎｃｒｅａｓｅ ｉｎ ｃｏｎｔａｃｔ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ｈａｒｄ ｇｏｌｄｐｌａｔｉｎｇ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅｒｍａｌ ａｇｉｎｇ ｎｉｃｋｅｌ ｈａｒｄｅｎｅｄｇｏｌｄ ａｎｄ ｃｏｂａｌｔ ｈａｒｄｅｎｅｄｇｏｌｄ，ＩＥＩＣＥ ＴＲＡＮＳ．ＥＬＥＣＴＲＯＮ．． ＶＯＬ． Ｅ８２－Ｃ， ＮＯ． １ ＪＡＮ． １９９９ １１－１８８郑关林，艘金层盐雾试验机理及方法探讨，电被与精饰Ｖｏ１２ｌ Ｎｏ６ １１－１４．２９‘
