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铜或铜he金的镀银-银性能
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铜或铜he金的镀银-银性能

2020-05-21 15:14:37 来yuan:Advanced Plate Technologies公司 zuo者:Dominic Scardino

【dabi特导读】Advanced Plate Technologies公司估算gong程shiDominic Scardino简要分xi了镀银dui连接器性能的改进,并cong不同cailiao及gong艺组hechu发,分xi了它men不同的镀银特衴ue笆视梅段АⅫ/p>

铜或铜he金的镀银是一种非常实用的表面处理剂,ke用yu跨领域广泛转yi热量和电。自1800年代末以来,zai电气kai关设备簍ui渌鹝e通过电liu的组件shang已应用了银。jin年来,zai电子、汽车和电动汽车(EV)shichang中,包kuo连接器和duan子zai内的铜电子组件的镀银xun速增长。镀银具you许多du特的特性,使其cheng为这xie应用的理xiang之选。主要原因是,银具yousuoyou金属中最高的电导率和导热率,这youzhuyuyou效地传输电能和热量。ling外,银是xiangdui较软的金属,其詓hi硪粱飠ai配dui的连接器zhou围压缩并形cheng,cong而tian充小縵hang逗臀⒋植诙取U鈟angke以增加you效接触面积,cong而降低整体连接器电阻。

镀银导电率

图1:与铜簍ui渌鹗魓iangbi,银的电导率情况

银具youchu色的润滑性,并且zaikai关、滑动或xuan转应用中具youkang磨sun衴uan是,刀pianshi防ci连接器等高压磨sun表面ke能容易磨sun银。zai此类应用中,jian议使用更高的银沉积厚度,襶ue笆褂媚騢ua学镀镍基ban。没you镍衬ban的较bo镀银层最适he用yuxiangduihen少偶he簍ong粁iang配的jing态接头或低占空bi连接器。

zao期的镀银是硫hua银huahe物的形cheng,通常称为银锈油。银的褪色主要是chuyuhua妆品方面的考虑,因为它只会使导电聅hi档蛒iangdui较小。dan是,duiyu微电子和低压连接器,应通过适当选择防锈yi制剂来考虑锈shi的ke能衴ue以使用许多不同的kangbian色yi制剂来避免银bian色,其中包kuoyou机,硫醇基和锡浸没xi统的效果duhen好。

铜的性能

超过一ge世纪以来,铜cailiao一直是电气和电子gong业中的zhong要cailiao。这是因为与银一yang,铜也具you许多理xiang的特性,例如chu色的导电性和导热性,这使其非常适簒i砀哐gou蚫a电liu。铜也是一种xiangdui贵zhong的金属,当与诸如锡、镍或银的金属接触时,铜会降低腐shi的ke能衴uⅫ/p>

由yu这xie原因,铜镀银具you许多设计优势,因为两种金属的特性xiang互补充。如今,行业ke提供多种机械和电气性能的多种铜he金。制造中常用等级的铜包kuoC101(无yang)、C110(ETP–电jie强韧沥qing)、C145(含碲)、C147(含硫)、C172(含pi)和C182(含ge)。suoyou这xie不同等级的铜duke以镀银,以提高其指定应用中的电气性能。

使用镍底ban的好处

zai镀银铜之前使用镍底banke以通过多种方shi改善整体沉积的性能。镍底ban的一xie好处总结如下:

扩散阻挡层:当将银镀zai铜shang时,随着时间的tuiyi,铜会自rangu态扩散到银中。zai高温下,扩散速度dada加快。当铜扩散到银中时,会形cheng铜/银低筩ai刍靐e物层,这会duifu着力、ke焊性和电气性能产生负面影响。镍形chengyou效的扩散阻挡层,以防止这种铜/银迁yi发生。强liejian议zaida多shu规范中使用镍中间层,甚至zaiASTM B700(第6.3.4jie)和QQ-S-365(第3.3.5jie)中也you此要求。

腐shi性能:银通过zai环境和铜基ban之间形cheng阻挡层来保护铜免受yanghua;这种类型的腐shi防护通常称为屏zhang腐shi防护。zai镀银之前添加镍底banyouzhuyuzai铜基cai和环境之间形cheng更you效的屏zhang,因为它会xian制总体沉积孔隙率。由yu镍是一种bi银便yi的金属,与单du增加银的厚度xiangbi,da量的镍沉积ke用yu改善腐shi性能,而duicheng本的影响则小得多。

负载/承载耐久性:镍底ban的使用youzhuyu提供kezai其shang沉积银层的gang性结构。这youzhuyu减少银zai高接触压力kai关和磨sun应用(例如保险丝ci或高压kai关装zhi)中的磨sun。

易yu焊锡:zai镀银之前使用适当的镍底banke以bangzhu改善铜组件的ke焊性;如果篺u油環e金,则尤其如此。ling外,由yu镍youzhuyu减少铜xiang银中的扩散,因此镍底banke以延长ke篺uyou缘谋4嫫趚ian,并减少chenggong镀fu铜组件suo需电镀的银总量。

用zuo银底ban的最常jian的镍是电jie癰ei鵫uang酸镍或hua学镍。镍底ban的类型选择取决yu许多因素,包kuo零件的ji何形状、设计腐shi性能、cheng本、ke焊性,甚至涉及磁衴udvanced Plate Technologiesgong程或技shu销售人员的cheng员ke以bangzhu您选择最佳的镍底ban襶ue癹ian议的镀层厚度。

镀覆zhou期和预处理注yi事项

zai铜he金的银电镀中,he金cheng分的微小差异会dui镀覆zhou期产生henda影响,以确保高质量的最zhong银沉积。ji使da多shu铜he金的da部分cheng分du是由铜制cheng的,dan少量he金元素仍ke能需要进行特定的预处理或chong击层,以确保最zhong的银层zhanfu。下面列chu了许多常jian的铜和铜he金中其中一xie因素的简要gai述。

1.C101(无yang)和C110(ETP)铜的镀银

C101铜压接连接器

图2:C101铜压接连接器通常镀银

铜he金C101和C110是最直接的,其纯度为99.9%或更高。duiyu这两种he金,jian议dui它mendu进行碱清洁预处理以清洁零件,并进行酸xi以qu除铜表面的任何yanghua物。这yangjiu形cheng了一ge“活性”铜表面,ke以接受hou续的电镀步骤。ranhou,铜ke以接受镍底ban(如果指定),ranhou进行银触击,最hou镀银。duiyu获得fu着的银层,并避免如果将铜立ji镀银而没you触击,会导致的银沉浸,因此银触击层非常zhong要。

shang面的步骤将bei称为标准方法,因为通常仅需duigai方法进行一xie改动jike适应其他铜he金。

2.C145(碲)铜镀银

碲铜是具you优良电性能的高度ke加gong的铜he金。因此,zai通过车削或铣削祌an导觛ong制造部件时,碲铜是最常用的铜he金之一。碲中的铜含量为0.5%,因此需要进行du特的预处理。由yu碲,gaicailiao不能bao露yu氰hua物镀液中。如果发生这种情况,将导致不rong的碲/氰hua物huahe物不能接受hou续的电镀。由yuda多shu触击镀银yu和镀银yudu是氰hua物配方;碲铜必须shou先用非氰hua物gong艺(例如镍,酸性铜或锡)进行镀底。一旦以这种方shi进行电镀,其余的预处理过程与标准方法xiang同。

由yuzai镀银之前需要进行基yu酸的打击,因此zai某xie应用中,ke替代的ke机加gong铜(例如C147硫铜)ke能会biC145碲铜更好。这xie将特bie包kuo具youshen内径特征的应用,这xie特征ke能hen难zai不影响零件尺寸和公差的情况下完全bei酸基chong击腐shi。Advanced Plate Technologies的销售和gong程人员ke以提供yijian,以协zhu设计ke制造性,以确保cong精加gong的角度选择最佳cailiao。

3.C147(硫)铜的镀银

C147铜指形触点

图3:镀银加gong的C147铜指形触点

C147铜实质shang是由纯铜添加了yue0.4%硫制cheng。硫的少量添加使C147的ke切削性dada优yuC101或C110铜。实际shang,C147铜的ke加gong性等级与C145碲铜(易切削黄铜的85%)2xiang同。cong电镀的角度来看,C147铜biC145铜更ke取,因为he金中没you碲。由yuC147不含碲,因此ke以进行预处理和电镀,而无需进行与shang述标准方法一致的酸xi。因此,与镀银的C145碲铜xiangbi,C147ke以jie省da量cheng本。如果零件具you复za的ji何形状,则尤其如此。

4.C172和C173(pi)铜的镀银

pi铜与碲铜一yang,由yu含you1.9%的pi,因此需要特殊的预处理。由yupi的含量,gai铜he金的表面往往带youyanghuapi,必须zai电镀零件之前将其除qu。ling外,C172和C173铜通常zai镀覆之前进行热处理,导致产生的yanghua皮必须zai镀覆之前除qu。qu除yanghua物/水垢层的最常jian方法是guang亮浸渍gong艺(ji种酸的混he物)。适当的guang亮浸涂将qu除yanghua层和富pi区域,并留下活性铜表面。pi铜guang亮浸渍hou,通常ke以使用标准电镀方法。由yu亮浸操zuo通常是离线进行的,而不是与dian型的电镀过程同时进行;pi铜he金的镀银ke能bi其他铜he金贵。

5.C182(ge)铜的镀银

ge铜与少量ge(?0.8%)形chenghe金。ge的添加量似乎hen小,使得gai铜he金能够进行热处理并提高强度和硬度。zai最初的清洁和酸xi之hou,添加ge需要使用特定的电jie镍活hua剂。ji活cailiaohou,遵循标准的镀铜方法。使用的镍活hua剂效率hen低,无法hen好地da到零件的小内径特征。因此,具you复zaji何形状的C182ge铜零件zai镀银之前ji活ke能会面临du特的挑zhan。

6.C260(mo盒)黄铜镀银

C260弹yaotong黄铜ke视为黄铜的基本形shi,因为它仅是铜和锌的组he。锌通常占cailiaocheng分的30%,其余为铜。C260黄铜非常受huan迎,因为它具you良好的耐腐shi性和黄色黄铜的最高延展衴u260黄铜通常用yu制造chong压或拉制的组件。ji使这种he金的cheng分差异henda,danduiC260黄铜的预处理与duiC102和C110铜的处理非常xiang似。dan是,zaiji活he金时必须注yi不要过度清洁cailiao,因为he金中的锌会发生穋ongΑ3诵薷耐猓颈曜嫉缍品椒╠uiC260黄铜的镀银效果hen好。

7.C360(讂a杉觛ong)黄铜的镀银

C360黄铜连接器

图4:镀银加gong的C360黄铜连接器

C360黄铜与C260不同,youjige原因。第一ge是锌含量较高(yue37%),第erge是它也含铅(yue3%)。铅的添加youzhuyu使C360黄铜cheng为最易加gong的铜he金之一,通常用yu车削和铣削应用。添加铅的fuzuo用是,它需要duigaihe金的预处理进行修改。必须使用双xiang酸xi,其中第一酸cong表面qu除标准的铜/锌yanghua物,第erhe金qu除表面蓌i鎧ai的任何铅夹za物。与C260黄铜一yang,必须注yi不要过度清洁黄铜,因为基体中的锌使he金bi纯铜he金更易碎。除了这xie修改之外,标准方法还适用yu镀银的C360黄铜。

铜或铜he金的镀银层–镀银层的厚度

铜或铜he金的镀银通常属yu以下四ge厚度范围之一:飞边、商业、中等、严zhong或zhou承应用。这xie不同类bie中的每一gedu使用不同的厚度范围,这duiyu零件的镀覆以满足设计要求是必需的。

镀银厚度表

滚镀与机jia镀层方法

镀银桶

图5:通常用yu电镀电子铜组件的小型镀银桶

影响镀银cheng本的最da因素之一是组件必须是滚镀还是挂镀。这两种方法是电镀“松散”铜零件的最常用方法。zai滚镀中,零件beida量装载到容器中,gai容器zai加gong过程中xuan转,同时将电liu传di到负载中。zai机jia加gong中,将组件分biegu定zai将电liu传di到零件的框jiashang。滚镀kejie省da量劳动力,因为零件ke以批量处理,这使这种电镀方法cheng为dui较小的铜组件进行银镀的更具cheng本效益的方shi。dan是,零件必须更小且易yu翻倒,cong而xian制了ke以滚镀的零件的尺寸和类型。

滚镀ke襷a酶髦殖叽绾凸乖斓墓龆平小P⊥暗闹本秌e以为2英寸,长为4英寸,而da桶的直径ke以为14英寸,长为48英寸。机tong的选择取决yu零件尺寸/构造襶ue耙缍贫嗌俨贰=龅蹦鷜ou足够的零件量以tian充yue30-50%的容器时,滚镀才you效。因此,如果零件cai用滚镀方法报价,通常会列chuMOQ(最小订gou量)以chenggong滚镀。

机jiashi镀银零件

图6:机jiashi镀银零件

dui铜组件镀银的能力取决yu三ge主要bian量:零件的尺寸、零件的zhong量和表面guang洁度要求。通常,零件的任何尺寸du必须小yu3英寸,直径通常小yu0.75英寸。最常jian的是,铜部件与桶ban的距离必须小yu0.1bang。

dan是,零件的ji何形状也henzhong要。例如,zai滚镀过程中,外螺wen裸露的软铜部件ke能会sun坏。此外,zai翻滚过程中ke能互锁,zhanzai一起或嵌套的零件通常无法进行滚镀。最hou要考虑的是零件的表面guang洁度。由yuzai滚镀过程中零件会翻滚,因此通过滚镀的翻滚zuo用ke以提高高秗an觛ong的表面guang洁度(<30uin)。同yang,zai检查表面guang洁度时,还必须考虑零件尺寸/zhong量,因为具you絰i捅砻鎔uang洁度的较小零件bi较da的铜零件更容易chenggong地滚镀。

duiyu无法进行滚镀的铜零件,ke行的方法是使用挂镀。零件通常zai机jiashang进行电镀,因为它men太da而无法进行滚镀,或者零件zai翻滚时ke能会嵌套/互锁或sun坏。进行机jia电镀时的一ge考虑因素是,zai电镀夹具接触零件的地方会产生机jia痕迹或缺乏完整的电镀覆盖。you多种方法ke以最小hua此接触点。dan是,这需要zai新应用kai发阶段进行讨论。尽guan机jia电镀bi滚镀的cheng本更高,danke襷a脃uchenggong电镀ji乎任何ji何形状的da型零件。

结论

铜和铜he金的银镀层ke产生高导电衴u⑷蠡院湍透痵hi性涂层,ke广泛应用yu各ge行业。铜蓌i囊坎愕淖閔e提供了既具you高导热衵a志遹ou高导电性的表面,使gai组hecheng为传di萺an虻绲牧慵木蜒≡瘛M環e金的多yang性提供了广泛的机械性能,cong而增加了ke利用铜的应用范围。铜he金必须以du特的方shi进行预处理和活hua,这ke能会影响镀银的方法和cheng本。正确选择底ban和银厚度duiyu镀银铜组件的gong能至关zhong要,以确保应用满足预期的使用寿命。最hou,铜组件的尺寸,ji何形状和表面guang洁度要求ke能会影响其镀银或桶装镀银。

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