之前的文章有涉及到镀锌、镀镍、镀铬,这些都是我们日常比较常会接触到的功能性电镀工艺,想必大家很少接触到镀银这个工艺。
最近设计一款产品的充电模块,电子要求插头的表面的接触阻抗要小于0.5mΩ,插头的底材最初选择紫铜,由于降本需要和强度需要,后面换成的H68黄铜,但是按照上面常规的表面处理方式,阻抗是不达标的,我这边求助了下Deep Seek。他给我了下面的建议:
根据他的推荐,结合我们产品的预算和可靠性要求,我们分别测试了镀锡和镀银,最终选择了镀银。
下面我们一起来展开谈谈镀银工艺。
1、概述
银镀层对于钢、铜及铜合金、铝及铝合金而言均为阴极性镀层。银镀层质地较软、能承受弯曲和冲击,其导电性、导热性、可焊性和抗氧化性良好,并且具有高的反光能力。银镀层主要用于要求较高导电性、稳定接触电阻或高反射率的场合,也可用于防止高温下工作的零件相互黏结。
银镀层的基本物理及化学性质
2、性能
a、外观
采取不同电镀或镀后处理工艺的银镀层外观呈现不同颜色。
不同处理工艺的银镀层外观
b、易变色性
银镀层在洁净的空气中很稳定,但在含硫化物(H2S、SO2等)、氨或氯的空气中,其表面易变为黄黑色,导致表面电阻增大,且会降低装饰性和反光性。通常,银镀层应进行铬酸盐钝化、涂覆防变色保护剂或镀钯等防变色处理。
c、可焊性
银镀层具有良好的可焊性。当银镀层发生变色或经铬酸盐钝化、涂覆防变色保护剂等处理后,可焊性变差。
d、耐蚀性
按GB/T 10125规定的中性盐雾试验方法检测,铜及铜合金上以厚度为10μm的镍作为底层的8μm的银镀层经96h试验后,按GB/T 6461的规定进行检查和评级,保护等级不低于9级。
3、生产工艺
生产中常用的电镀银工艺主要有氰化物镀液体系、硫代硫酸盐镀液体系、磺基水杨酸盐镀液体系等。
电镀银工艺流程主要包括除油、酸洗、电镀镍、电镀银、钝化(防变色处理)等工序,如图所示。根据零件种类、要求不同,工艺流程中的工序可删减。
电镀银工艺流程图
4、设计选用
1)选用原则零部件选用银镀层时,应遵循以下原则。
(1)银镀层主要用作提高导电性的功能性镀层。
(2)银镀层不建议用作大气环境下钢铁零件的防护层。
2)应用范围
(1)要求提高表面导电性的零件。
(2)要求高反射率的零件。
(3)需要高温焊接、高频焊接的零件。
(4)有高频导电要求的零件。
(5)防止高温黏结的零件。
3)下列情况不允许选用银镀层
(1)表面受摩擦的零件。
(2)与含硫的非金属材料相接触的零件。
(3)金镀层的底层。
(4)工作温度超过148℃的没有镍底层的铜及铜合金零件、以铜为底层的钢零件。
(5)工作温度超过400℃的零件。
4)电子设备常用的银镀层厚度系列
电子设备常用的银镀层厚度系列
镀银层厚度分级参数[日本工业标准(JIS)H0411]
5)特别说明
银在含有氯化物、硫化物的介质中,表面很快变色并失去反光能力,而且显著降低镀层的焊接性和导电性。所以,镀银后一般都要在后处理中进行防变色处理。而镀前为防止发生置换反应而形成结合力不牢固的置换银层,应进行预镀银或预浸银。银原子会沿材料表面滑移和向内部渗透扩散,会降低绝缘材料的性能。在潮湿大气中易产生“银须”。
再提一点关于接插头设计的冷知识:
1、接触压力优化:插针/插孔设计需保证 接触压力>100g,避免微动磨损导致阻抗升高。
2、表面粗糙度控制:镀层表面粗糙度 Ra<0.2μm,减少接触面微观电弧。
3、环境兼容性:高温高湿环境避免使用镀锡,优先镀金或镀钯镍。