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接触镀层其它设计考虑有两种,两种考虑在一定程度上已经讨论过,尤其是对优点的详细讨论。即底层与接触润滑的应用。
底层‧两种主要使用的电连接器底层材料是铜和镍。如所讨论过的,镍的主要作用是作为贵金属接触镀层的底层以保持表面镀层的贵金属特性。铜,作为贵金属镀层的底层不能提供相同的功能。如所讨论的,铜是一种腐蚀源,铜蔓延能导致接触表面的退化。铜在提高接触镀层耐久性方面也不如镍有效。尽管存在这些限制,在不可接受镍底层磁性的应用中铜仍然用作底层。
镍底层的第二个重要作用与永久性连接有关,保证可焊性--特别是为可软焊产品提供一种活性(a shelf life)。保持可焊性将详细讨论。
成功的焊接需要锡焊剂(tin of the solder)与基材金属衬底(base metal substrate)成份间产生金属间化合物。因为铜和镍与锡形成金属间化合物适合于焊接,因而作为底层以保持可焊性。保持可焊性的全部镀层系统包括底层和锡,金或钯表面涂层(coating)。不同系统分别有不同的保持可焊性机理。
涂锡或焊剂的表面是可熔的(fusible)。锡涂层在焊接过程中熔化并渗入到衬底表面产生的金属间化合物中。比较而言,金涂层表面是可溶解的(soluble),这意味着金完全溶解在焊剂里,金属间化合物在裸露的底层形成。金涂层实质是保护了底层的可焊性。钯在熔剂里溶解则慢得多,焊剂的结合通常是与钯形成。
焊剂(solder coatings)在保持其可焊性方面更加有效,就象其花费更少一样。因为它们是焊剂而没有引入新的退化机理。而另一方面,金则引入了新的退化机理,两种情况都是因为锡-金金属间化合物的形成。金-锡化合物易碎而降低了焊接的机械强度。熔化的金-锡化合物在焊液里的累积将最终降低焊接过程的有效性。因为这些原因,焊剂涂层是确保可焊性的更好方式。
焊接过程产生金属间化合物是必要的,但金属间化合物本身不是必须可焊的,且过量的金属间化合物会产生可焊性问题。室温下金属间化合物的增多可能导致可焊性降低并有可能提高接触电阻。铜-锡间化合物比锡-镍间化合物增加得更快。
许多铜合金是可焊的,且底层可以增强可焊性,尤其是镀在黄铜基材金属表面。黄铜表面需要底层以防止锌的蔓延,但这也可能降低了可焊性。
接触润滑‧接触润滑常完成两种不同的功能:
.减小摩擦系数
.提供环境保护
减小摩擦系数有两个益处。第一,它减小了连接器的配合力(mating forces)。第二,它通过减少磨损而提高了连接器的耐久性。
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