關于連(lian)接器退(tui)化機理，我們(men)將繼(ji)續研究討(tao)論(lun)。此篇我們(men)將重點討(tao)論(lun)在貴金屬接觸系(xi)統中腐蝕對接觸電阻的(de)影響，特別是鍍(du)金界面(mian)。關鍵討(tao)論(lun)鍍(du)金層(ceng)下鎳(nie)底層(ceng)的(de)重要(yao)性及其對提高鍍(du)金連(lian)接器性能的(de)好處。

在第1篇文章中(zhong)，介紹了接觸界面的凹凸模型.為了方便起見，再(zai)回顧第1篇(pian)文(wen)章中的圖1和圖2。凹凸不平模型的關鍵點是，接觸點很小，直(zhi)徑大約(yue)為(wei)微米級，分(fen)(fen)布(bu)在界面(mian)(mian)接觸(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)區域(yu)，以及(ji)在咬(yao)合(he)時變形所產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)接觸(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)區域(yu)。穿過(guo)接觸(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)界面(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)流必須通過(guo)凹(ao)凸(tu)(tu)不(bu)平(ping)的(de)(de)(de)(de)接觸(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)點(dian)(dian)(dian)，從而(er)產生(sheng)稱(cheng)為(wei)收(shou)縮電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)。收(shou)縮電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)的(de)(de)(de)(de)大小取決(jue)于凹(ao)凸(tu)(tu)觸(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)點(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)數目、大小和(he)分(fen)(fen)布(bu)等(deng)，因為(wei)所有的(de)(de)(de)(de)凹(ao)凸(tu)(tu)接觸(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)都(dou)是(shi)(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)平(ping)行的(de)(de)(de)(de)。當所有的(de)(de)(de)(de)凹(ao)凸(tu)(tu)不(bu)平(ping)的(de)(de)(de)(de)接觸(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)界面(mian)(mian)都(dou)是(shi)(shi)(shi)金(jin)(jin)屬(shu)對金(jin)(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)(de)，例如(ru)金(jin)(jin)對金(jin)(jin)或(huo)錫(xi)對錫(xi)時，即(ji)使在理(li)想的(de)(de)(de)(de)情況下(xia)，收(shou)縮電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)也是(shi)(shi)(shi)存在的(de)(de)(de)(de)。如(ru)果任何一個凹(ao)凸(tu)(tu)不(bu)平(ping)的(de)(de)(de)(de)界面(mian)(mian)覆蓋腐蝕層或(huo)污(wu)染物，收(shou)縮電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)就(jiu)(jiu)會(hui)增加。這(zhe)就(jiu)(jiu)是(shi)(shi)(shi)為(wei)什(shen)么腐蝕是(shi)(shi)(shi)連接器退(tui)化的(de)(de)(de)(de)重要原因。由于腐蝕或(huo)污(wu)染而(er)失(shi)去凹(ao)凸(tu)(tu)不(bu)平(ping)的(de)(de)(de)(de)接觸(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)面(mian)(mian)或(huo)凹(ao)凸(tu)(tu)不(bu)平(ping)的(de)(de)(de)(de)觸(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)點(dian)(dian)(dian)，可能導致接觸(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)界面(mian)(mian)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)增加，這(zhe)足以導致連接器失(shi)效(xiao)。

現(xian)在(zai)，讓我們討論鍍金(jin)(jin)連(lian)(lian)(lian)(lian)(lian)接(jie)(jie)(jie)器的(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。眾所周知(zhi)，黃金(jin)(jin)是(shi)(shi)貴金(jin)(jin)屬，換句(ju)話說，它是(shi)(shi)一種不腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)金(jin)(jin)屬；由于(yu)這(zhe)(zhe)種特性(xing)(xing)，黃金(jin)(jin)在(zai)珠寶中廣泛使(shi)用。雖(sui)然(ran)有這(zhe)(zhe)特性(xing)(xing)，但這(zhe)(zhe)并不意味(wei)著(zhu)鍍金(jin)(jin)連(lian)(lian)(lian)(lian)(lian)接(jie)(jie)(jie)器不易受到(dao)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。連(lian)(lian)(lian)(lian)(lian)接(jie)(jie)(jie)器是(shi)(shi)一個(ge)機電系(xi)(xi)統(tong)(tong)， 連(lian)(lian)(lian)(lian)(lian)接(jie)(jie)(jie)器通過機械系(xi)(xi)統(tong)(tong)提供(gong)電氣性(xing)(xing)能。機械系(xi)(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)兩個(ge)分離系(xi)(xi)統(tong)(tong)需(xu)要配合(he)和(he)(he)接(jie)(jie)(jie)觸等(deng)。鍍金(jin)(jin)連(lian)(lian)(lian)(lian)(lian)接(jie)(jie)(jie)器由鍍金(jin)(jin)表面(mian)(mian)(mian)和(he)(he)銅(tong)(tong)合(he)金(jin)(jin)材(cai)料上的(de)(de)(de)(de)鎳底層（ 為(wei)優(you)化(hua)接(jie)(jie)(jie)觸表面(mian)(mian)(mian)）等(deng)組成(cheng)。銅(tong)(tong)合(he)金(jin)(jin)材(cai)料為(wei)連(lian)(lian)(lian)(lian)(lian)接(jie)(jie)(jie)器配合(he)提供(gong)了必(bi)要的(de)(de)(de)(de)彈性(xing)(xing)。系(xi)(xi)統(tong)(tong)中的(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)源為(wei)銅(tong)(tong)合(he)金(jin)(jin)材(cai)料。 銅(tong)(tong)與氧(yang)氣、硫和(he)(he)氯(lv)等(deng)都(dou)會產生(sheng)化(hua)學反應(ying)，這(zhe)(zhe)都(dou)是(shi)(shi)連(lian)(lian)(lian)(lian)(lian)接(jie)(jie)(jie)器應(ying)用環境中常見的(de)(de)(de)(de)現(xian)象(xiang)。因此，關于(yu)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)敏感性(xing)(xing)，連(lian)(lian)(lian)(lian)(lian)接(jie)(jie)(jie)器設計必(bi)須解決如何消除或減少(shao)銅(tong)(tong)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)，并確保任何形成(cheng)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)物質不能置于(yu)連(lian)(lian)(lian)(lian)(lian)接(jie)(jie)(jie)器接(jie)(jie)(jie)觸界面(mian)(mian)(mian)。這(zhe)(zhe)在(zai)理(li)論上是(shi)(shi)容易的(de)(de)(de)(de)，但在(zai)實踐中是(shi)(shi)一個(ge)挑戰。

如果連(lian)接(jie)器(qi)制造商將連(lian)接(jie)器(qi)完全(quan)鍍上(shang)5微米(mi)的(de)(de)(de)(de)金(jin)，那么在連(lian)接(jie)器(qi)中(zhong)就不會有腐(fu)蝕(shi)問(wen)題。然而，由于成(cheng)本的(de)(de)(de)(de)原因(yin)，大多數(shu)鍍層(ceng)在0.25到(dao)0.75微米(mi)之(zhi)間，而且通(tong)常只是接(jie)觸(chu)界(jie)面上(shang)進行電鍍。考(kao)慮到(dao)成(cheng)本因(yin)數(shu)，選(xuan)擇(ze)銅材作為連(lian)接(jie)器(qi)材料比較普(pu)遍(bian)。選(xuan)擇(ze)性電鍍，以(yi)及其他制造工藝，可(ke)能導致銅裸露或者邊沿銅裸露。當鍍金(jin)中(zhong)存在缺陷時，薄(bo)鍍層(ceng)會導致潛(qian)在的(de)(de)(de)(de)銅暴露。除了這些(xie)腐(fu)蝕(shi)源外(wai)，還必須考(kao)慮到(dao)在連(lian)接(jie)器(qi)的(de)(de)(de)(de)連(lian)接(jie)使用(yong)周期中(zhong)鍍金(jin)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)磨損，或者在使用(yong)過程中(zhong)接(jie)觸(chu)界(jie)面的(de)(de)(de)(de)擾動(dong)等。所(suo)有這些(xie)問(wen)題通(tong)常被忽視，鎳底層(ceng)的(de)(de)(de)(de)鍍金(jin)連(lian)接(jie)器(qi)需要(yao)得到(dao)正確的(de)(de)(de)(de)評(ping)估。

連接器內部問題首先來自電(dian)鍍(du)層厚度。圖(tu)(tu)(tu)2簡要描述了(le)有無(wu)鎳底層的(de)(de)(de)(de)(de)鍍(du)金(jin)(jin)表(biao)(biao)(biao)面的(de)(de)(de)(de)(de)情(qing)況變化。鍍(du)金(jin)(jin)過程中的(de)(de)(de)(de)(de)任何(he)缺陷(xian)都(dou)會導致銅(tong)(tong)(tong)合(he)金(jin)(jin)材料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)暴露(lu)。電(dian)鍍(du)缺陷(xian)包(bao)括孔(kong)隙(xi)，劃痕，和(he)(he)電(dian)鍍(du)前的(de)(de)(de)(de)(de)污染導致電(dian)鍍(du)不完整等等。隨著鍍(du)層厚度的(de)(de)(de)(de)(de)減小，所(suo)有這些缺陷(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)潛(qian)在性(xing)都(dou)會增加。考慮到這些鍍(du)層缺陷(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)存在，任何(he)暴露(lu)的(de)(de)(de)(de)(de)銅(tong)(tong)(tong)合(he)金(jin)(jin)都(dou)會與應用環(huan)(huan)境發生反應，形成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)產(chan)(chan)物(wu)可以進入鍍(du)層表(biao)(biao)(biao)面。簡單舉例來說明，如(ru)圖(tu)(tu)(tu)2和(he)(he)圖(tu)(tu)(tu)3所(suo)示的(de)(de)(de)(de)(de)銅(tong)(tong)(tong)硫腐(fu)(fu)蝕(shi)產(chan)(chan)品在金(jin)(jin)屬表(biao)(biao)(biao)面上(shang)遷移(yi)，或蠕變。圖(tu)(tu)(tu)2顯(xian)示腐(fu)(fu)蝕(shi)產(chan)(chan)物(wu)沿孔(kong)隙(xi)部位(wei)的(de)(de)(de)(de)(de)墻(qiang)壁向表(biao)(biao)(biao)面遷移(yi)。圖(tu)(tu)(tu)3是鍍(du)金(jin)(jin)銅(tong)(tong)(tong)合(he)金(jin)(jin)表(biao)(biao)(biao)面腐(fu)(fu)蝕(shi)遷移(yi)環(huan)(huan)的(de)(de)(de)(de)(de)顯(xian)微照片(pian)。如(ru)果接觸(chu)界(jie)面包(bao)含圖(tu)(tu)(tu)3所(suo)示的(de)(de)(de)(de)(de)任何(he)腐(fu)(fu)蝕(shi)產(chan)(chan)物(wu)環(huan)(huan)，界(jie)面電(dian)阻很可能(neng)會在某種(zhong)程度上(shang)發生變化。然而，鎳底層的(de)(de)(de)(de)(de)使(shi)用既能(neng)抑制腐(fu)(fu)蝕(shi)，又能(neng)減少(shao)腐(fu)(fu)蝕(shi)蠕變。鎳形成(cheng)一(yi)種(zhong)非常薄的(de)(de)(de)(de)(de)不遷移(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)惰性(xing)和(he)(he)鈍(dun)化氧(yang)化物(wu)。實(shi)際上(shang)，鎳鈍(dun)化了(le)缺陷(xian)部位(wei)的(de)(de)(de)(de)(de)底層，所(suo)以沒有腐(fu)(fu)蝕(shi)物(wu)遷移(yi)到表(biao)(biao)(biao)面。

相關(guan)厚度(du)(du)的(de)(de)鎳(nie)底(di)層還有另外一個好(hao)處是作為防擴散(san)屏障。銅(tong)很(hen)容易通過(guo)金擴散(san)，如(ru)果擴散(san)的(de)(de)銅(tong)到達鍍(du)(du)金表面(mian)(mian)，它將在表面(mian)(mian)形成腐蝕膜，這可能會(hui)阻(zu)礙鍍(du)(du)金金屬(shu)表面(mian)(mian)的(de)(de)接觸。含有鎳(nie)底(di)層的(de)(de)銅(tong)擴散(san)速(su)度(du)(du)要慢(man)得多，而且鎳(nie)底(di)層通常比(bi)鍍(du)(du)金層要厚，因此(ci)銅(tong)擴散(san)到金表面(mian)(mian)的(de)(de)速(su)度(du)(du)明顯降低。由(you)于擴散(san)速(su)率隨著溫度(du)(du)的(de)(de)增(zeng)加(jia)而增(zeng)加(jia)，如(ru)果連接器(qi)是用于較高溫度(du)(du)的(de)(de)應(ying)用環境，鎳(nie)的(de)(de)好(hao)處更為明顯。

鎳的(de)鈍化和遷移抑制(zhi)特性對于(yu)選擇(ze)性電鍍也是有益的(de)。如果銅(tong)合金材料在接觸界(jie)面的(de)選擇(ze)性鍍金之前被整體鍍覆鎳，則表(biao)面和邊緣(yuan)腐蝕(以及與接觸界(jie)面的(de)相關腐蝕蠕變)將被最 小化。

除了(le)這些(xie)問題外，磨(mo)損對鍍(du)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)潛在腐蝕(shi)效應也受到鎳(nie)底層(ceng)(ceng)特性(xing)的(de)(de)(de)影響。如(ru)前(qian)所(suo)述，由于(yu)(yu)連接(jie)器(qi)的(de)(de)(de)配合使用周期內由于(yu)(yu)機(ji)械(xie)或(huo)熱膨脹(zhang)驅(qu)動力等原因使接(jie)觸(chu)界(jie)面(mian)發生(sheng)微動，使接(jie)觸(chu)界(jie)面(mian)受損。而鎳(nie)作為(wei)(wei)減少磨(mo)損的(de)(de)(de)因數有兩個(ge)好處。第1個(ge)好處是(shi)我(wo)們前(qian)面(mian)討(tao)論的(de)(de)(de)鎳(nie)的(de)(de)(de)鈍(dun)化和遷移抑制(zhi)特性(xing)。黃(huang)金(jin)的(de)(de)(de)磨(mo)損和鎳(nie)底層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)暴(bao)露(lu)不會導(dao)致有關(guan)腐蝕(shi)的(de)(de)(de)減弱；暴(bao)露(lu)的(de)(de)(de)鎳(nie)可能會導(dao)致接(jie)觸(chu)電阻(zu)的(de)(de)(de)增(zeng)加，但(dan)這種(zhong)增(zeng)加的(de)(de)(de)幅度(du)將遠(yuan)(yuan)遠(yuan)(yuan)小(xiao)于(yu)(yu)由于(yu)(yu)腐蝕(shi)效應而發生(sheng)的(de)(de)(de)情況。第二個(ge)好處是(shi)提高(gao)了(le)接(jie)觸(chu)電鍍(du)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)耐磨(mo)性(xing)。磨(mo)損的(de)(de)(de)影響將在后面(mian)的(de)(de)(de)文章(zhang)中(zhong)更詳(xiang)細地討(tao)論。在這我(wo)們明白鎳(nie)底層(ceng)(ceng)將提高(gao)接(jie)觸(chu)鍍(du)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)有效硬度(du)就足夠了(le)。連接(jie)器(qi)上(shang)使用的(de)(de)(de)鍍(du)金(jin)層(ceng)(ceng)通常稱為(wei)(wei)硬金(jin)，硬度(du)約為(wei)(wei)200努普(pu)。鎳(nie)底層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)硬度(du)一般(ban)為(wei)(wei)400努普(pu)或(huo)更高(gao)。因此，隨著表面(mian)硬度(du)的(de)(de)(de)增(zeng)加，鍍(du)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)有效硬度(du)增(zeng)加，磨(mo)損率趨于(yu)(yu)降低。

考(kao)(kao)慮到鎳底(di)層(ceng)對連接器性能的重(zhong)要(yao)性，需要(yao)什么鎳厚(hou)度(du)呢(ni)？鍍(du)(du)金連接器中的典型鎳厚(hou)度(du)范(fan)圍在1.25到4.0微(wei)米的范(fan)圍內。下限(xian)是確保足夠的厚(hou)度(du)滿足要(yao)求，上限(xian)則考(kao)(kao)慮成本(ben)(ben)和機械因素等。成本(ben)(ben)問題(ti)是由于(yu)更(geng)多的鎳意味著(zhu)更(geng)多的電鍍(du)(du)時間和材料成本(ben)(ben)。機械方面的考(kao)(kao)慮更(geng)復雜。隨著(zhu)鍍(du)(du)鎳厚(hou)度(du)的增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia)，鎳的延展(zhan)性趨(qu)于(yu)減小，鍍(du)(du)層(ceng)的粗糙度(du)趨(qu)于(yu)增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia)。降(jiang)低的延展(zhan)性會導致鍍(du)(du)層(ceng)開裂(lie)，并(bing)增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia)粗糙度(du)，降(jiang)低孔隙度(du)和磨損(sun)性能等。

總(zong)之(zhi)，鍍(du)金(jin)連接(jie)器系統中(zhong)鎳(nie)底層的(de)(de)重(zhong)要(yao)性(xing)(xing)怎么強(qiang)調也不為過(guo)。鎳(nie)的(de)(de)鈍化特性(xing)(xing)對(dui)(dui)減緩接(jie)觸材料(liao)銅(tong)表面腐(fu)蝕產物的(de)(de)形成(cheng)和(he)遷移(yi)具有(you)重(zhong)要(yao)意(yi)義。此外，鎳(nie)還提供了防擴散(san)屏障，防止接(jie)觸界面底層金(jin)屬的(de)(de)遷移(yi)。鎳(nie)的(de)(de)硬度對(dui)(dui)提高鍍(du)金(jin)接(jie)觸系統的(de)(de)耐磨性(xing)(xing)，提高使(shi)用(yong)壽命和(he)抗(kang)微(wei)動磨損(sun)等都具有(you)非常重(zhong)要(yao)意(yi)義。鑒于這些優(you)點，任何(he)鍍(du)金(jin)連接(jie)器都應(ying)指定使(shi)用(yong)鍍(du)鎳(nie)底層.

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