[發明專利]用于電觸點的腐蝕保護系統和方法

有效

• 申請號: 201780060328.4
• 申請日: 2017-10-02
• 公開（公告）號: CN109844180B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 羅德尼·伊凡·馬頓斯;馬丁·威廉·貝葉斯;文森特·科羅納·帕斯古奇;丹尼爾·布里涅耳·施萊弗勒;凱文·雷·萊博爾德
• 申請（專利權）人: 泰連公司
• 主分類號: C23F13/16
• 分類號: C23F13/16;H01R13/03
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 孫紀泉

一種用于抑制諸如電觸點的金屬部件中的腐蝕的方法，包括：提供部件(10)，其中部件包括第一金屬層、沉積在第一金屬層上的第二金屬層、沉積在第二金屬層上的至少一個附加金屬層，以及在所述至少一個附加金屬層的最上層上的電活性接觸區域(12)；以及在圍繞電活性接觸區域的至少一個預定位置中在部件中形成缺陷(20)，其中缺陷穿過所述至少一個附加金屬層以暴露第二金屬層、穿過所述至少一個附加金屬層和第二金屬層以暴露第一金屬層，或者其組合。

技術領域

所描述的發明總體上涉及腐蝕保護和抑制系統和方法，并且更具體地涉及用于為電觸點提供腐蝕保護的系統和方法，該電觸點特別是鍍有諸如金的貴金屬的電觸點。

背景技術

在電子行業中使用金和其他貴金屬一直是許多行業領域中復雜數字電子器件和設備的開發和擴展使用的持續方面。據估計，電子行業每年使用多達320噸的金用于計算機、移動電話、平板電腦和其他電子裝置。對于電子器件應用，金提供在高溫或低溫下的導電性、延展性和耐腐蝕性的綜合特性。就其在電子器件中的應用而言，耐腐蝕性是金的最重要特性之一。金的耐腐蝕性提供了原子清潔的金屬表面，所述金屬表面具有接近于零的電接觸電阻，而金的高導熱性確保當金用于電觸點時快速散熱。通過使用鍍金工藝將金包含在各種電子器件中，并且鍍金主要使用在開關、繼電器和連接器的電觸點上。

鍍金通常用于電子器件、特別是電連接器和印刷電路板中，用于在銅合金或其他基底金屬上提供耐腐蝕的導電層。通過直接鍍金的銅，銅原子趨于通過金層擴散，導致其表面失去光澤并形成氧化物和/或硫化物層。在鍍金之前，通常將一層合適的阻擋金屬(通常為鎳)沉積在基底上。該鎳層為金層提供機械背襯，由此改善其耐磨性并降低在金層中可能存在的孔處發生的腐蝕的嚴重性。鎳層和金層都可以通過電解或無電鍍工藝進行鍍覆。

對于需要可靠性的電子器件中的連接器應用，應該屏蔽任何可分離的接觸界面以免環境惡化。將金應用到可分離連接器的界面上為該部件提供了長的、穩定的且非常低的接觸電阻。諸如高濕度位置的腐蝕性環境或含有腐蝕性污染物(諸如氯，或硫或氮的氣態氧化物)的環境將侵蝕和降解諸如鎳和下面的銅合金基底的金屬，并且這種腐蝕將干擾電接觸。金在這些條件下不會分解；然而，如果鍍金太薄或多孔，則鎳和銅基腐蝕產物可能會從金層中的小的不連續處散發出來，因此在適當的厚度下應用鍍層以獲得完全保護并利用合適的下層金屬是很重要的。確定正確的鍍金厚度取決于電子部件的應用。通常，在最小1.3微米(50微英寸)的鎳上，0.8微米(micrometer)(也稱為micron)(30微英寸)的硬金涂層賦予了一定程度的耐久性，認為這對于大多數連接器應用是足夠的。增加金涂層的厚度趨于降低孔隙率，這降低了觸點對孔隙腐蝕的脆弱性。

為了避免銅或銅合金基底上特別是在腐蝕性環境中的鍍金劣化，應在下層的優質金屬(諸如鎳)上進行鍍金。對于鍍金表面，下層鎳將起到以下作用：(i)孔隙腐蝕抑制劑(例如，作為底板的鎳通過鍍金的薄區域中的孔隙抑制腐蝕)；(ii)腐蝕蠕變抑制劑(即，鎳提供阻止腐蝕遷移到金表面上的阻擋物)；(iii)擴散阻擋物(即，鎳防止其他金屬(如銅或鋅)擴散到金表面中)；和(iv)用于接觸表面的機械支撐下層(即，鎳增加鍍金的耐磨性)。孔隙腐蝕可以是固有的(即，電鍍或隨后的制造過程的作用)或外在的(使用環境的作用)。由于薄層貴金屬保護或由于插入周期導致的界面磨損，這種孔隙或缺陷是不可避免的。因此，一直需要一種用于防止鍍有金或其它貴金屬的電觸點中的孔隙腐蝕和腐蝕蠕變的系統和方法。

發明內容

以下提供了本發明的某些示例性實施例的概述。該概述不是全面綜述，并且不旨在表示本發明的關鍵或重要的方面或元素或闡明其范圍。

根據本發明的一個方面，提供了一種用于抑制諸如電觸點的金屬部件中的腐蝕的第一方法。該方法包括：提供部件，其中，該部件包括第一金屬層、沉積在第一金屬層上的第二金屬層、沉積在第二金屬層上的至少一個附加金屬層，以及在所述至少一個附加金屬層的最上層上的電活性接觸區域；以及在圍繞電活性接觸區域的至少一個預定位置中在部件中形成缺陷，其中，缺陷穿過所述至少一個附加金屬層以暴露第二金屬層、穿過所述至少一個附加金屬層和第二金屬層以暴露第一金屬層，或者其組合。