Otimização de blocos terminais
Caixa de distribuição : É um tipo de processo de eletrodeposição de metais, que se refere ao processo no qual íons metálicos simples ou complexos são descarregados e reduzidos a átomos metálicos na superfície de um sólido (condutor ou semicondutor) por métodos eletroquímicos e fixados à superfície do eletrodo para obter uma camada metálica. Objetivo: A galvanoplastia altera as características da superfície do sólido para alterar a aparência, melhorar a resistência à corrosão, a resistência ao desgaste, aumentar a dureza e fornecer propriedades ópticas, elétricas, magnéticas, térmicas e outras propriedades superficiais especiais. Introdução ao conhecimento de galvanoplastia de terminais
A maioria dos conectores eletrônicos requer tratamento de superfície dos terminais, que geralmente se refere à galvanoplastia. Há dois motivos principais para proteger o substrato do terminal da corrosão: o segundo é otimizar o desempenho da superfície do terminal, estabelecer e manter a interface de contato entre os terminais, especialmente o controle da camada de filme. Em outras palavras, facilita o contato metal-metal. Previna a corrosão:
A maioria dos pentes de conexão é feita de ligas de cobre, que geralmente sofrem corrosão no ambiente de uso, como oxidação, sulfeto, etc. A galvanoplastia do terminal serve para isolar o pente do ambiente para evitar corrosão. O material galvanizado, é claro, não deve sofrer corrosão, pelo menos no ambiente de aplicação.
Otimização da superfície: A otimização do desempenho da superfície do terminal pode ser alcançada de duas maneiras. A primeira é estabelecer e manter uma interface de contato terminal estável no projeto do conector. A segunda é estabelecer contato metálico, o que requer que qualquer película superficial não exista ou se rompa ao ser inserida. A diferença entre as duas formas, sem película e com ruptura de película, é a diferença entre o revestimento de metais preciosos e o revestimento de metais não preciosos. O revestimento de metais preciosos, como ouro, paládio e suas ligas, é inerte e não possui película própria. Portanto, para esses tratamentos de superfície, o contato metálico é "automático". O que precisamos considerar é como manter a superfície "nobre" do terminal livre de fatores externos, como poluição, difusão do substrato, corrosão do terminal, etc.
Revestimentos não metálicos, especialmente estanho, chumbo e suas ligas, são cobertos com uma película de óxido, mas quando inseridos, a película de óxido é facilmente quebrada e uma área de contato metálica é estabelecida.
(1). Revestimento de terminais de metais preciosos
O revestimento de terminais de metal precioso refere-se ao metal precioso que cobre a superfície inferior, que geralmente é níquel. A espessura geral do revestimento do conector: 15 ~ 50u ouro, 50 ~ 100u níquel. Os revestimentos de metais preciosos mais comumente usados são ouro, paládio e suas ligas. O ouro é o material de galvanoplastia mais ideal, com excelente condutividade elétrica e térmica. Na verdade, é resistente à corrosão em qualquer ambiente. Devido a essas vantagens, o principal material de galvanoplastia em conectores para aplicações que exigem alta confiabilidade é o ouro, mas o custo do ouro é muito alto. O paládio também é um metal precioso, mas tem alta resistência, baixa transferência de calor e baixa resistência à corrosão em comparação com o ouro, mas tem vantagens na resistência ao atrito. Geralmente, a liga de paládio-níquel (80 ~ 20) é usada no terminal do conector. Os seguintes itens precisam ser considerados ao projetar o revestimento de metais preciosos: Porosidade: Durante o processo de galvanoplastia, o ouro nuclea em muitas manchas expostas na superfície. Esses núcleos continuam a crescer e se espalhar na superfície e, finalmente, essas ilhas (objetos isolados) colidem entre si e cobrem completamente a superfície, formando uma superfície eletrodepositada porosa. A porosidade da camada de revestimento de ouro tem uma certa relação com a espessura da camada de revestimento. Abaixo de 15u, a porosidade aumenta rapidamente e, acima de 50u, a porosidade é muito baixa e a taxa real de redução pode ser ignorada. É por isso que a espessura do metal precioso eletrodepositado geralmente está na faixa de 15 a 50u. A porosidade e os defeitos do substrato, como inclusões, laminações, marcas de estampagem, limpeza inadequada da estampagem e lubrificação inadequada, também têm uma certa relação. O desgaste da superfície eletrodepositada terminal também pode fazer com que o substrato fique exposto. O desgaste ou a vida útil da superfície eletrodepositada dependem de duas características do tratamento de superfície: coeficiente de atrito e dureza. À medida que a dureza aumenta e o coeficiente de atrito diminui, a vida útil do tratamento de superfície aumenta. O ouro galvanizado é geralmente ouro duro e contém um ativador de endurecimento, sendo o Co (cobalto) o endurecedor mais comum, que pode aumentar a resistência ao desgaste do ouro. A escolha da galvanoplastia com paládio e níquel pode aumentar significativamente a resistência ao desgaste e a vida útil do revestimento de metal precioso. Geralmente, uma camada de ouro 3U é revestida com uma liga de paládio e níquel de 20 a 30U, que possui boa condutividade e alta resistência ao desgaste. Além disso, uma camada de base de níquel é geralmente utilizada para aumentar ainda mais a vida útil.
Camada de base de níquel A camada de base de níquel é o primeiro fator a ser considerado na galvanoplastia de metais preciosos. Ela desempenha diversas funções importantes para garantir a integridade da interface de contato do terminal.
Através da superfície de óxido positivo, o níquel fornece uma camada isolante eficaz, bloqueando o substrato e os furos, reduzindo assim a possibilidade potencial de corrosão por furos; e fornece uma camada de suporte rígida sob a camada de galvanoplastia de metal precioso, aumentando assim a vida útil da camada de revestimento. Qual espessura é apropriada? Quanto mais espessa a camada de base de níquel, menor o desgaste, mas considerando o custo e controlando a rugosidade da superfície, a espessura de 50~100u é geralmente selecionada.
(2) Galvanoplastia de metais não preciosos A galvanoplastia de metais não preciosos difere da galvanoplastia de metais preciosos, pois sempre apresenta um certo número de camadas de película superficial. Como o objetivo do conector é fornecer e manter uma interface de contato metálica, a existência dessas camadas de película deve ser considerada. De modo geral, para a galvanoplastia de metais não preciosos, a força positiva necessária é alta o suficiente para destruir a camada de película, mantendo assim a integridade da interface de contato do terminal. O efeito de esfregar também é muito importante para a superfície do terminal que contém a camada de película. Existem três tratamentos de superfície não metálicos na galvanoplastia de terminais: estanho (liga de estanho-chumbo), prata e níquel. O estanho é o mais comumente usado, a prata tem vantagens para altas correntes e o níquel é limitado a aplicações de alta temperatura.
Tratamento de superfície de estanho O estanho também se refere a ligas de estanho-chumbo, especialmente ligas de estanho-93-chumbo-3. O uso de tratamentos de superfície de estanho é proposto com base no fato de que a película de óxido de estanho é facilmente danificada. A superfície do revestimento de estanho é coberta com uma película de óxido dura, fina e quebradiça. Sob a película de óxido está o estanho macio. Quando uma força normal atua sobre a película, o óxido de estanho, sendo fino, não consegue suportar a carga e, por ser quebradiço e quebradiço, racha. Nessas condições, a carga é transferida para a camada de estanho, que é macia e flexível e flui facilmente sob a carga. Devido ao fluxo de estanho, as rachaduras no óxido são mais amplas. Através das rachaduras e espaçadores, o estanho é comprimido na superfície para fornecer contato metálico. O papel do chumbo nas ligas de estanho-chumbo é reduzir a geração de whiskers de estanho. Whiskers de estanho são uma camada de monocristais (widsers de estanho) formada na superfície do estanho galvanizado sob tensão. Whiskers de estanho formam curtos-circuitos entre os terminais. Adicionar 2% ou mais de chumbo pode reduzir as fibras de estanho. Existe outro tipo de liga de estanho-chumbo com uma proporção de estanho:chumbo = 60:40, que se aproxima da proporção de composição da nossa soldagem (63:37), e é usada principalmente em conectores a serem soldados. No entanto, recentemente, cada vez mais leis têm exigido a redução do teor de chumbo em produtos eletrônicos e elétricos. Muitos terminais galvanizados requerem galvanoplastia sem chumbo, principalmente estanho puro, estanho/cobre e estanho/prata. A geração de fibras de estanho pode ser retardada pela aplicação de uma camada de níquel entre as camadas de cobre e estanho ou pelo uso de uma superfície de estanho áspera e fosca.
Galvanoplastia de superfície de prata
A prata é considerada um tratamento de superfície terminal de metal não precioso, pois reage com enxofre e cloro para formar uma película de sulfeto. A película de sulfeto é um semicondutor e formará as características de um "diodo".
A prata também é macia, semelhante ao ouro. Como os sulfetos não são facilmente destruídos, não há corrosão por atrito na prata. A prata possui excelente condutividade elétrica e térmica, não derrete sob altas correntes e é um excelente material para tratamento de superfícies de terminais de alta corrente.
(3) Lubrificação do terminal. O papel da lubrificação varia de acordo com o tratamento da superfície do terminal. Existem duas funções principais: reduzir o coeficiente de atrito e proporcionar isolamento ambiental. A redução do coeficiente de atrito tem dois efeitos:
Primeiro, reduzindo a força de inserção do conector
Em segundo lugar, aumentando a vida útil do conector, reduzindo o desgaste. A lubrificação dos terminais pode proporcionar isolamento ambiental, formando uma "camada selada" para prevenir ou retardar o contato do ambiente com a interface de contato. Em geral, para tratamentos de superfície de metais preciosos, a lubrificação dos terminais é usada para reduzir o coeficiente de atrito e aumentar a vida útil do conector. Para tratamentos de superfície de estanho, a lubrificação dos terminais visa proporcionar isolamento ambiental para evitar a corrosão por atrito. Embora lubrificantes possam ser adicionados no próximo processo de galvanoplastia, trata-se apenas de uma operação complementar. Para conectores que precisam ser soldados a placas de circuito impresso (PCB), a limpeza da solda pode causar perda de lubrificantes. Os lubrificantes aderem à poeira. Se usados em um ambiente empoeirado, aumentam a resistência e reduzem a vida útil. Por fim, a resistência à temperatura dos lubrificantes também pode limitar sua aplicação.
(4) Resumo do tratamento de superfície terminal Revestimento de metal precioso, assumindo cobertura em uma camada de base de níquel 50u, o ouro é o material mais comumente usado, a espessura depende dos requisitos de vida, mas pode ser afetada pela porosidade.
