铜或铜合金的镀银

铜或铜合金的镀银。银的性能

镀银铜或铜合金是一种功能性很强的表面处理材料,可用于多种工业领域的热和电力传输。自19世纪末以来,银就被应用于电气开关设备和其他通过电流的元件。近年来,在电子、汽车和电动汽车(EV)市场上,包括连接器和端子在内的铜电子元件镀银发展迅速。镀银有许多独特之处性能这使它成为这些应用程序所需要的。最主要的原因是银的导电性和热导率是所有金属中最高的,这有助于电和热的有效传输。此外,银是一种相对较软的金属,它可以使银矿床压缩并在一个配套的连接件周围形成,以填充微小的空隙和微粗糙度。这增加了有效接触面积,从而减少了连接器的总电阻。

银的电导率与铜和其他金属的电导率相比

图1:银的导电性比铜和其他金属

银具有优异的润滑性和抗蚀剂在开关擦伤,滑动或旋转应用。然而,高压磨损表面诸如刀片式连接器刺可能易受silverwear。在诸如此,银的沉积厚度更高建议以及使用镍或电镀镍托板的。较薄的银镀层无镍托板最好静态接头或配合和未配合相对不频繁地低的占空比的连接器使用。

镀银的历史问题之一是形成硫化银化合物,通常称为银变色。银的变色主要是表面现象,因为它只产生相对较小的电导率降低。然而,对于微电子和低压连接器,潜在的变色应该考虑到适当的选择抗变色抑制。有许多不同的抗晦暗抑制剂可用避免银变色包括有机,硫醇和锡浸泡系统。

铜的性质

一个多世纪以来,铜材料一直是电力和电子行业的主要材料。这是因为,像银一样,铜也有许多可取之处性能如优良的导电性和导热性,这使得它非常适合处理高压和大电流。铜也是一种相对贵重的金属,与锡、镍或银等金属接触时,可以降低腐蚀的可能性。因此,镀银的铜提供了许多设计上的好处,因为这两种金属的性能互补。今天有许多铜合金可以提供一系列的机械和电气性能。如今,许多常用的铜牌号包括C101(无氧)、C110 (ETP -电解坚韧沥青)、C145(碲)、C147(含硫)、C172(铍)和C182(铬)。所有这些不同等级的铜都可以镀银,以增加其在指定应用中的电气性能。

镀镍的好处

在使用之前,镀银铜镍托板可提高整体的存在几个方面的性能。少数的镍托板的好处归纳如下:

  • 扩散阻挡层:当银上镀铜铜的天然固态扩散到银会随时间发生。扩散的速率是在升高的温度大大加快。作为铜扩散到银形成杂交体铜/银共晶层,其不利地影响粘合性,可焊性和电性能。镍形成一种有效的扩散阻挡层,以防止发生这种铜/银的迁移。该中间镍层强烈建议在大多数的规格,并且在一些诸如甚至需要ASTM B700(6.3.4节)qq - s - 365(第3.3.5节)。
  • 腐蚀性能:银通过在环境和铜基体之间形成阻挡层来保护铜不被氧化;这种类型的腐蚀保护通常被称为屏障腐蚀保护。在镀银之前加入镍基板有助于在铜基和环境之间形成更有效的屏障,因为它限制了整个矿床的孔隙度。由于镍是一种比银更便宜的金属,大量的镍镀层可以用来改善腐蚀性能,并且比单独增加银的厚度带来的成本影响要小得多。
  • 负载/轴承寿命:镍底板的使用有助于提供一种坚硬的结构,在这种结构上可以沉积银层。这有助于减少银在高接触压力开关和磨损应用,如保险丝刺或高压开关齿轮。
  • 焊接基础:在使用之前镀银适当镍托板可以帮助提高铜部件的可焊性的;这是,如果钎焊铜合金,尤其如此。另外,由于镍有助于减少铜扩散到银,镍托板可以延长焊的保质期和减少需要被镀成功焊料铜成分的银的总量。

最常见的镍用作银的底板是电解液氨基磺酸盐镀镍要么化学镀镍。镍托板的类型的选择取决于许多因素,包括零件的几何形状,设计防腐性能,成本,可焊性和均匀磁场的担忧。先进的电镀技术的工程或技电子游艺棋牌术销售人员的成员可以帮助选择最佳的镍托板以及推荐的沉积厚度协助。

铜或铜合金的镀银。电镀周期和预处理注意事项

C101铜卷曲连接器一般镀银

图2:C101铜挤压连接器常用镀银

在银电镀铜合金,在合金成分的微小差别会具有很大的影响电镀周期,以确保高质量的最终银沉积。即使大多数铜合金具有多数由铜制成的组合物的,合金元素的小百分比可需要特定的治疗前或撞击层,以确保最终的银层是粘附。的一些因素的简要总结在下面列出了许多常见的铜和铜合金。

镀银的C101(无氧)和C110 (ETP)铜

铜合金C101和C110是最直接的铜牌号,其镀铜纯度可达99.9%或更高。对于这两种合金,建议它们都接受碱性清洗预处理以清洗零件,以及酸洗以去除铜表面的任何氧化物。这样就形成了一个“活动”的铜表面,可以接收后续的电镀步骤。然后,铜可以得到一个镍底版(如果指定),接着是一个镀银,最后是镀银。镀银层对于获得附着的银层非常重要,并且避免在没有镀银层的情况下立即镀银会导致银浸泡。

上述步骤将被称为标准方法,因为这种方法通常只需要稍加改变,以适应其他铜合金。

镀银的C145(碲)铜

碲铜为铜的具有优良的电特性的高度可加工合金。出于这个原因,碲铜是当该组件通过机械加工操作,如车削或铣削制造中最常用的铜合金中的一个。碲铜需要一个唯一的预处理,由于在合金中的0.5%的碲。因为碲这种材料不能暴露于氰电镀溶液。如果发生这种情况的不溶性碲/氰化合物的结果,将不会接受随后的镀覆。由于大多数银触击银电镀浴是氰化物配制剂;碲铜必须首先用一个非氰化物处理侵如镍,铜酸或锡。一旦以这种方式侵,预处理工艺的其余部分是相同的标准方法。

由于在镀银之前需要先进行酸浸处理,在某些应用中,可切削铜(如C147硫铜)可能比C145碲铜更受青睐。这将包括具有深度、ID特性的特殊应用,在不影响零件尺寸和公差的情况下,使用基于acid的冲击进行全面电镀可能比较困难。电子游艺棋牌先进电镀技术的销售和工程人员可以帮助提供输入,以协助设计的可制造性,以确保最好的材料是选择从整理的立场。

C147的镀银(硫)铜

明亮镀银机加工C147铜手指接触

图3:明亮的镀银C147铜手指接触

C147铜本质上是纯铜,只添加了0.4%的硫。然而,与C101或C110铜相比,硫的少量添加使C147的可加工性大大提高。事实上,C147铜具有与C145碲铜(85%的易切削黄铜)相同的可加工性评级。2。从电镀的角度来看,C147铜比C145铜更受欢迎,因为合金中没有碲。由于C147是无碲的,它可以进行预处理和电镀,而不需要与上述标准方法一致的酸击。因此,与用于镀银的C145碲铜相比,C147可以节省大量成本;当零件具有复杂的几何形状时尤其如此。

镀银C172和C173(铍)铜

铍铜,很像碲铜,经过特殊的预处理,因为它含有1.9%的铍。由于铍的含量,这种铜合金的表面往往有氧化铍,必须在电镀前去除。此外,C172和C173铜经常在电镀前进行热处理,导致在电镀前必须去除热处理垢。最常用的去除氧化层/氧化皮的方法是光亮浸渍法(几种酸的混合物)。适当的光亮浸镀将去除氧化层和富铍区域,留下活性的铜表面。经光亮浸镀铍铜后,一般可采用标准电镀方法。由于明亮的浸镀操作通常是离线进行的,而不是与典型的电镀工艺相一致;铍铜合金镀银可能比其他铜合金更昂贵。

镀银的C182(铬)铜

铬铜合金化与铬的小百分比(〜0.8%)。这看似很小加入铬使这种铜合金能够被热处理,并同时提高强度和硬度。添加铬的必要的初始清洁和酸洗之后使用特定的电解镍活化。激活材料后,将标准镀铜方法得到遵守。所使用的镍催化剂是一种非常低效的过程,不需要内的部分的小ID特征达到良好。这样,具有复杂几何形状C182铬铜部件可能带来独特的挑战之前镀银来激活。

C260的镀银(盒)黄铜

镀银机加工C360黄铜连接器

图4:镀银机械加工C360黄铜连接器

C260墨盒黄铜可以被认为是黄铜的基本形式,因为它是铜和锌的唯一组合。锌通常占材料成分的30%,其余部分为铜。C260黄铜是非常受欢迎的,因为它提供良好的耐腐蚀性和最高的延展性的黄色黄铜。C260黄铜通常用于制造冲压或拉伸的部件。尽管这种合金在成分上有显著差异,但C260黄铜的预处理与C102和C110铜非常相似。然而,在合金活化时必须小心,不要过度清洗材料,因为合金中的锌会发生反应。除了这个修改,基本的标准电镀方法适用于C260黄铜的镀银。

C360的镀银(免费加工)黄铜

C360黄铜不同于C260有几个原因。第一个是锌含量较高(约为37%),第二个是它还含有铅(约为3%)。加入铅有助于使C360黄铜成为最可切削的铜合金之一,通常用于车削和铣削应用。添加铅的一个副作用是,它需要对这种合金的预处理进行修改。必须使用双酸酸洗,其中第一个酸从表面去除标准的铜/锌氧化物,第二个合金去除表面存在的任何铅夹杂物。与C260黄铜一样,必须注意不要过度清洗黄铜,因为基材中的锌使合金比纯铜合金更脆弱。除了这些修改,标准方法适用于镀银C360黄铜。

铜或铜合金的电镀银 - 银镀层厚度

镀银的铜或铜合金通常在四种厚度范围内:闪光,商业,中度,严重或轴承应用。每个不同的类别使用不同的厚度范围,这是满足设计要求的电镀部分所必需的。

银色的类别 银色的厚度 描述
0.00005英寸(1.25微米) 非常轻的负荷,没有磨损或腐蚀问题
广告 0.0001-0.0003英寸(2.5-7.5um) 轻负荷连接器和接触具有有限的磨损和耐腐蚀性,只适用于温和的内部应用
中等 0.0003 - -0.0008英寸(7.5 -20印尼) 中等负荷连接器具有更高的切换和接触载荷;中度外部腐蚀应用
严重 0.0008 - -0.002英寸(20-50um) 高耐磨重型接触载荷;高腐蚀环境,包括暴露于化学侵蚀
轴承 > 0.002英寸(> 50um) 高压/负载轴承在石油化工,重型设备或航空航天应用

铜或铜合金的电镀银 - 桶VS挂镀方法

小银镀覆滚筒常用于电镀铜电子元器件

图5:小电镀银桶常用于电镀铜电子元器件

影响镀银成本的最大因素之一是一个组件是否必须是桶镀或架镀。这两种方法是目前最常用的镀“松件”铜构件的方法。在桶中,电镀部件被大量装入容器中,容器在加工过程中旋转,同时将电流传入负载。在机架处理过程中,组件分别固定在一个框架上,该框架将电流传递到各个部件。桶镀提供了相当大的人力节省,因为零件可以大量处理,这使得这种电镀方法是一个更经济有效的方式来镀银较小的铜组件。然而,零件必须更小,并可修正的翻滚,这限制了大小和类型的组件,可以桶镀。

滚镀可与各种桶尺寸和配置来进行。小桶可以是2” 的直径和4” 长而较大的桶可以是一样大的直径和48” 14” 长。桶的选择将取决于零件尺寸/配置是多少产品被镀。如果你有零件的体积足以填补约30%-50%的容器滚镀才有效。出于这个原因,如果部件用筒镀方法引用,它是典型的,以列出MOQ(最小订单数量)成功地筒身板。

镀银绞合件

图6:镀银部件

的能力桶银板铜成分取决于三个主要变量:该部分的大小,部分和表面光洁度要求的重量。通常,部件必须在直径小于3” 的任何尺寸和小于0.75” 作为一个非常一般规则。最常见地,铜部件必须小于约0.1lbs到筒身板;然而,零件的几何形状重要的为好。例如,对于暴露的阳螺纹软铜部分可以滚镀过程中被损坏。此外,可以互锁,粘在一起或嵌套翻滚过程中往往部分不能镀桶。最后考虑的是该部分的表面光洁度。由于部分被滚镀期间翻滚,高度加工表面光洁度(<30uin)可以通过滚镀的翻滚作用增加。再次,部分尺寸/重量也必须审查的表面光洁度时为具有低的表面光洁度小的部分更容易被成功桶大于铜镀份考虑。

对于不能桶镀的铜件,架镀是一个可行的选择。部分通常是架镀因为它们要么滚镀或部分可能巢/联锁过大或滚转的同时以其他方式被损坏。当挂镀的是,将导致架标签或缺乏充分的镀层覆盖,其中一部分是由电镀夹具接触的一个考虑因素。有办法这个接触点减少;然而,这需要在新的应用程序开发阶段进行讨论。虽然挂镀是更高的成本比过程滚镀,它可以被用于成功地板构造的几乎任何几何形状的非常大的部分

铜及铜合金镀银 - 结论

镀银的铜和铜合金产生高传导性,色和耐腐蚀的涂层使用的一系列工业。镀银层与铜层的结合提供了一个高导热和高导电性的表面,使得这种结合成为传热或导电部件的最佳选择。铜合金的多样性提供了广泛的机械性能,增加了铜的应用,可以利用。铜合金必须以独特的方式进行预处理和活化,这可能对镀银的方法和成本产生影响。正确选择垫板和镀银厚度对于镀银铜组件的功能至关重要,以确保应用符合预期的使用寿命。最后,铜构件的尺寸、几何形状和表面光洁度要求会影响其是否能够镀银。

如需更多关于镀银铜或其他应用的信息,请联系我们联系高级电镀技术工程或技术销电子游艺棋牌售人员。

博客作者:Dominic Scardino,估算工程师

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参考文献:

  • 马利奥内,格雷戈里奥。探索电导率的境界。数字图像。https://ysjournal.com/exploring-the-realm-of-conductivity/青年科学家杂志。2017年4月22日发布。2020年4月28日访问时间。
  • 奥伯格、琼斯、霍顿和瑞弗尔。机械手册,第26版,纽约。工业出版社,2000年。页533 - 534。
  • 通过的Burndy压接连接器。数字图像。https://www.farwestcorrosion.com/crimp-connector.html远西防腐蚀公司2020年4月28日
  • 斯特林系统产品为盘片,第7页。数字图像。http://www.sterlingsystems.com/sterling.pdf斯特林系统。2020年4月28日访问