關于連接(jie)器(qi)退(tui)化機理，我們(men)(men)將繼續研究討(tao)論。此篇(pian)我們(men)(men)將重點討(tao)論在(zai)貴金(jin)屬接(jie)觸(chu)系統中腐蝕(shi)對接(jie)觸(chu)電阻的(de)影響，特別是鍍金(jin)界(jie)面。關鍵討(tao)論鍍金(jin)層下鎳(nie)底層的(de)重要性及其對提高鍍金(jin)連接(jie)器(qi)性能的(de)好處。

在第1篇(pian)文章中，介紹了(le)接觸界(jie)面(mian)的凹凸模型.為了方便起見，再回顧(gu)第1篇文章中(zhong)的圖1和圖2。凹凸不平模型的關鍵點是，接觸點很小，直徑大(da)約為(wei)微(wei)米級，分布(bu)在(zai)界(jie)(jie)面接(jie)(jie)觸區域，以及在(zai)咬合時(shi)(shi)變形所(suo)產生(sheng)的(de)接(jie)(jie)觸區域。穿過(guo)接(jie)(jie)觸界(jie)(jie)面的(de)電(dian)(dian)流必(bi)須通(tong)過(guo)凹(ao)凸不(bu)平(ping)(ping)的(de)接(jie)(jie)觸點，從(cong)而產生(sheng)稱為(wei)收(shou)縮電(dian)(dian)阻(zu)(zu)的(de)電(dian)(dian)阻(zu)(zu)。收(shou)縮電(dian)(dian)阻(zu)(zu)的(de)大(da)小(xiao)取決于凹(ao)凸觸點的(de)數目、大(da)小(xiao)和分布(bu)等，因為(wei)所(suo)有的(de)凹(ao)凸接(jie)(jie)觸都(dou)是(shi)電(dian)(dian)平(ping)(ping)行的(de)。當所(suo)有的(de)凹(ao)凸不(bu)平(ping)(ping)的(de)接(jie)(jie)觸界(jie)(jie)面都(dou)是(shi)金(jin)屬對(dui)(dui)金(jin)屬的(de)，例如金(jin)對(dui)(dui)金(jin)或(huo)錫(xi)對(dui)(dui)錫(xi)時(shi)(shi)，即使在(zai)理想的(de)情(qing)況下，收(shou)縮電(dian)(dian)阻(zu)(zu)也是(shi)存在(zai)的(de)。如果任何一個凹(ao)凸不(bu)平(ping)(ping)的(de)界(jie)(jie)面覆蓋腐(fu)蝕層或(huo)污染(ran)物，收(shou)縮電(dian)(dian)阻(zu)(zu)就會增加。這就是(shi)為(wei)什么(me)腐(fu)蝕是(shi)連(lian)接(jie)(jie)器退(tui)化的(de)重要原因。由于腐(fu)蝕或(huo)污染(ran)而失去凹(ao)凸不(bu)平(ping)(ping)的(de)接(jie)(jie)觸面或(huo)凹(ao)凸不(bu)平(ping)(ping)的(de)觸點，可能導(dao)(dao)致接(jie)(jie)觸界(jie)(jie)面電(dian)(dian)阻(zu)(zu)增加，這足以導(dao)(dao)致連(lian)接(jie)(jie)器失效。

現(xian)在，讓(rang)我們討論鍍(du)金(jin)(jin)(jin)連(lian)(lian)接(jie)(jie)器的腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)。眾所周(zhou)知，黃金(jin)(jin)(jin)是(shi)(shi)貴金(jin)(jin)(jin)屬(shu)，換句話(hua)說，它(ta)是(shi)(shi)一(yi)種(zhong)不腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)的金(jin)(jin)(jin)屬(shu)；由于(yu)(yu)這種(zhong)特(te)性(xing)(xing)，黃金(jin)(jin)(jin)在珠寶(bao)中廣泛(fan)使(shi)用。雖然有這特(te)性(xing)(xing)，但這并(bing)不意(yi)味著(zhu)鍍(du)金(jin)(jin)(jin)連(lian)(lian)接(jie)(jie)器不易受到腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)。連(lian)(lian)接(jie)(jie)器是(shi)(shi)一(yi)個機電系統， 連(lian)(lian)接(jie)(jie)器通過(guo)機械系統提供電氣性(xing)(xing)能(neng)。機械系統的兩個分離系統需要配合(he)(he)和(he)(he)接(jie)(jie)觸等。鍍(du)金(jin)(jin)(jin)連(lian)(lian)接(jie)(jie)器由鍍(du)金(jin)(jin)(jin)表面(mian)和(he)(he)銅(tong)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)材料(liao)上的鎳底層(ceng)（ 為優化接(jie)(jie)觸表面(mian)）等組成。銅(tong)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)材料(liao)為連(lian)(lian)接(jie)(jie)器配合(he)(he)提供了必要的彈性(xing)(xing)。系統中的腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)源為銅(tong)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)材料(liao)。 銅(tong)與氧氣、硫和(he)(he)氯等都(dou)會產(chan)生化學反(fan)應，這都(dou)是(shi)(shi)連(lian)(lian)接(jie)(jie)器應用環(huan)境中常(chang)見(jian)的現(xian)象。因(yin)此(ci)，關(guan)于(yu)(yu)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)敏(min)感(gan)性(xing)(xing)，連(lian)(lian)接(jie)(jie)器設計必須解決如(ru)何(he)消除或減少銅(tong)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)，并(bing)確保任何(he)形成腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)的物(wu)質(zhi)不能(neng)置于(yu)(yu)連(lian)(lian)接(jie)(jie)器接(jie)(jie)觸界(jie)面(mian)。這在理論上是(shi)(shi)容易的，但在實(shi)踐(jian)中是(shi)(shi)一(yi)個挑戰。

如(ru)果連(lian)(lian)(lian)(lian)(lian)接(jie)(jie)器(qi)制(zhi)(zhi)造商將連(lian)(lian)(lian)(lian)(lian)接(jie)(jie)器(qi)完全鍍(du)(du)上(shang)(shang)5微(wei)米的金(jin)(jin)，那么在(zai)(zai)連(lian)(lian)(lian)(lian)(lian)接(jie)(jie)器(qi)中就不會(hui)有腐蝕問題。然而，由(you)于成本的原因，大多數鍍(du)(du)層在(zai)(zai)0.25到0.75微(wei)米之間，而且通常只是接(jie)(jie)觸界(jie)面(mian)上(shang)(shang)進行電(dian)鍍(du)(du)。考慮到成本因數，選擇銅(tong)(tong)材作(zuo)為連(lian)(lian)(lian)(lian)(lian)接(jie)(jie)器(qi)材料比較普遍。選擇性電(dian)鍍(du)(du)，以及其(qi)他制(zhi)(zhi)造工藝(yi)，可能導(dao)致銅(tong)(tong)裸露(lu)或者邊沿銅(tong)(tong)裸露(lu)。當鍍(du)(du)金(jin)(jin)中存(cun)在(zai)(zai)缺陷時(shi)，薄鍍(du)(du)層會(hui)導(dao)致潛在(zai)(zai)的銅(tong)(tong)暴露(lu)。除了這些腐蝕源(yuan)外(wai)，還必(bi)須考慮到在(zai)(zai)連(lian)(lian)(lian)(lian)(lian)接(jie)(jie)器(qi)的連(lian)(lian)(lian)(lian)(lian)接(jie)(jie)使用(yong)(yong)周期(qi)中鍍(du)(du)金(jin)(jin)層的磨(mo)損，或者在(zai)(zai)使用(yong)(yong)過程中接(jie)(jie)觸界(jie)面(mian)的擾(rao)動等。所(suo)有這些問題通常被忽視，鎳底層的鍍(du)(du)金(jin)(jin)連(lian)(lian)(lian)(lian)(lian)接(jie)(jie)器(qi)需要得(de)到正確的評估。

連接器內部(bu)問題首先來(lai)自電鍍(du)(du)層厚度(du)。圖(tu)(tu)2簡要描述了有(you)無(wu)鎳底(di)(di)層的(de)(de)(de)(de)(de)鍍(du)(du)金(jin)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)情況變(bian)化(hua)。鍍(du)(du)金(jin)過程中的(de)(de)(de)(de)(de)任(ren)(ren)何缺陷(xian)都會導(dao)致銅合(he)金(jin)材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)暴露。電鍍(du)(du)缺陷(xian)包括孔隙(xi)，劃痕，和(he)電鍍(du)(du)前的(de)(de)(de)(de)(de)污染(ran)導(dao)致電鍍(du)(du)不完整等等。隨著鍍(du)(du)層厚度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)減(jian)小，所(suo)(suo)有(you)這(zhe)些缺陷(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)潛在(zai)性都會增加。考慮到(dao)這(zhe)些鍍(du)(du)層缺陷(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)存在(zai)，任(ren)(ren)何暴露的(de)(de)(de)(de)(de)銅合(he)金(jin)都會與應用環(huan)境發生反應，形成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)腐蝕(shi)(shi)產(chan)(chan)物可以進入鍍(du)(du)層表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)。簡單舉例來(lai)說明，如圖(tu)(tu)2和(he)圖(tu)(tu)3所(suo)(suo)示的(de)(de)(de)(de)(de)銅硫(liu)腐蝕(shi)(shi)產(chan)(chan)品在(zai)金(jin)屬(shu)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)上遷(qian)(qian)移(yi)，或(huo)蠕變(bian)。圖(tu)(tu)2顯(xian)(xian)示腐蝕(shi)(shi)產(chan)(chan)物沿孔隙(xi)部(bu)位的(de)(de)(de)(de)(de)墻(qiang)壁向(xiang)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)遷(qian)(qian)移(yi)。圖(tu)(tu)3是鍍(du)(du)金(jin)銅合(he)金(jin)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)腐蝕(shi)(shi)遷(qian)(qian)移(yi)環(huan)的(de)(de)(de)(de)(de)顯(xian)(xian)微照片。如果接觸界面(mian)(mian)(mian)(mian)包含(han)圖(tu)(tu)3所(suo)(suo)示的(de)(de)(de)(de)(de)任(ren)(ren)何腐蝕(shi)(shi)產(chan)(chan)物環(huan)，界面(mian)(mian)(mian)(mian)電阻很(hen)可能(neng)(neng)會在(zai)某種程度(du)上發生變(bian)化(hua)。然而，鎳底(di)(di)層的(de)(de)(de)(de)(de)使用既能(neng)(neng)抑制腐蝕(shi)(shi)，又(you)能(neng)(neng)減(jian)少(shao)腐蝕(shi)(shi)蠕變(bian)。鎳形成(cheng)(cheng)一(yi)種非常薄(bo)的(de)(de)(de)(de)(de)不遷(qian)(qian)移(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)惰(duo)性和(he)鈍(dun)化(hua)氧化(hua)物。實際上，鎳鈍(dun)化(hua)了缺陷(xian)部(bu)位的(de)(de)(de)(de)(de)底(di)(di)層，所(suo)(suo)以沒(mei)有(you)腐蝕(shi)(shi)物遷(qian)(qian)移(yi)到(dao)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)。

相關厚度的(de)鎳底(di)層(ceng)還有另外一個好處是作(zuo)為防擴(kuo)散(san)屏障。銅(tong)(tong)(tong)很容易通過金(jin)(jin)擴(kuo)散(san)，如(ru)果擴(kuo)散(san)的(de)銅(tong)(tong)(tong)到(dao)達(da)鍍金(jin)(jin)表(biao)面(mian)，它將(jiang)在表(biao)面(mian)形成腐(fu)蝕膜，這可能會阻礙鍍金(jin)(jin)金(jin)(jin)屬表(biao)面(mian)的(de)接觸(chu)。含有鎳底(di)層(ceng)的(de)銅(tong)(tong)(tong)擴(kuo)散(san)速度要慢得(de)多，而且鎳底(di)層(ceng)通常比(bi)鍍金(jin)(jin)層(ceng)要厚，因(yin)此銅(tong)(tong)(tong)擴(kuo)散(san)到(dao)金(jin)(jin)表(biao)面(mian)的(de)速度明(ming)顯(xian)降低(di)。由于擴(kuo)散(san)速率隨著溫度的(de)增加而增加，如(ru)果連接器是用于較高溫度的(de)應用環境，鎳的(de)好處更(geng)為明(ming)顯(xian)。

鎳的(de)鈍化和遷移抑制特性對于(yu)選(xuan)(xuan)擇性電鍍也(ye)是有益的(de)。如果銅(tong)合金(jin)材料在接觸(chu)界面的(de)選(xuan)(xuan)擇性鍍金(jin)之前(qian)被整體(ti)鍍覆(fu)鎳，則(ze)表面和邊緣(yuan)腐蝕(shi)(以及與接觸(chu)界面的(de)相關腐蝕(shi)蠕變)將被最(zui) 小(xiao)化。

除了(le)這些問題外，磨(mo)(mo)損對鍍(du)(du)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)潛在(zai)腐蝕(shi)效應也受到鎳(nie)(nie)(nie)(nie)底(di)(di)層(ceng)(ceng)特性的(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響。如前(qian)所(suo)述，由于(yu)連接(jie)(jie)(jie)器的(de)(de)(de)(de)配合使(shi)(shi)用周期內由于(yu)機械(xie)或熱膨脹驅動(dong)力等(deng)原因使(shi)(shi)接(jie)(jie)(jie)觸(chu)界(jie)面發生(sheng)微(wei)動(dong)，使(shi)(shi)接(jie)(jie)(jie)觸(chu)界(jie)面受損。而鎳(nie)(nie)(nie)(nie)作為(wei)減(jian)少磨(mo)(mo)損的(de)(de)(de)(de)因數有(you)(you)兩個(ge)好處(chu)。第1個(ge)好處(chu)是我(wo)們前(qian)面討論的(de)(de)(de)(de)鎳(nie)(nie)(nie)(nie)的(de)(de)(de)(de)鈍化和遷移抑制特性。黃(huang)金(jin)的(de)(de)(de)(de)磨(mo)(mo)損和鎳(nie)(nie)(nie)(nie)底(di)(di)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)暴(bao)露不會(hui)導(dao)致(zhi)有(you)(you)關腐蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)減(jian)弱；暴(bao)露的(de)(de)(de)(de)鎳(nie)(nie)(nie)(nie)可能會(hui)導(dao)致(zhi)接(jie)(jie)(jie)觸(chu)電(dian)阻的(de)(de)(de)(de)增加，但這種增加的(de)(de)(de)(de)幅度(du)將(jiang)遠遠小于(yu)由于(yu)腐蝕(shi)效應而發生(sheng)的(de)(de)(de)(de)情況。第二個(ge)好處(chu)是提高(gao)了(le)接(jie)(jie)(jie)觸(chu)電(dian)鍍(du)(du)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)耐磨(mo)(mo)性。磨(mo)(mo)損的(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響將(jiang)在(zai)后(hou)面的(de)(de)(de)(de)文章中更(geng)詳(xiang)細地(di)討論。在(zai)這我(wo)們明白鎳(nie)(nie)(nie)(nie)底(di)(di)層(ceng)(ceng)將(jiang)提高(gao)接(jie)(jie)(jie)觸(chu)鍍(du)(du)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)有(you)(you)效硬(ying)度(du)就足夠了(le)。連接(jie)(jie)(jie)器上使(shi)(shi)用的(de)(de)(de)(de)鍍(du)(du)金(jin)層(ceng)(ceng)通(tong)常稱為(wei)硬(ying)金(jin)，硬(ying)度(du)約(yue)為(wei)200努普。鎳(nie)(nie)(nie)(nie)底(di)(di)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)硬(ying)度(du)一般為(wei)400努普或更(geng)高(gao)。因此(ci)，隨著表面硬(ying)度(du)的(de)(de)(de)(de)增加，鍍(du)(du)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)有(you)(you)效硬(ying)度(du)增加，磨(mo)(mo)損率趨于(yu)降低。

考慮到鎳(nie)底層對連(lian)接器性(xing)能(neng)的(de)重要(yao)(yao)性(xing)，需(xu)要(yao)(yao)什么鎳(nie)厚(hou)(hou)度(du)呢(ni)？鍍(du)金連(lian)接器中的(de)典型鎳(nie)厚(hou)(hou)度(du)范圍在(zai)1.25到4.0微米的(de)范圍內。下限是確保足夠的(de)厚(hou)(hou)度(du)滿(man)足要(yao)(yao)求，上限則考慮成本(ben)(ben)和(he)機(ji)械因素等。成本(ben)(ben)問題是由(you)于更(geng)多的(de)鎳(nie)意味(wei)著更(geng)多的(de)電鍍(du)時(shi)間和(he)材(cai)料成本(ben)(ben)。機(ji)械方(fang)面的(de)考慮更(geng)復雜。隨著鍍(du)鎳(nie)厚(hou)(hou)度(du)的(de)增加(jia)，鎳(nie)的(de)延(yan)展性(xing)趨(qu)于減小(xiao)，鍍(du)層的(de)粗糙(cao)度(du)趨(qu)于增加(jia)。降低的(de)延(yan)展性(xing)會(hui)導致鍍(du)層開裂，并增加(jia)粗糙(cao)度(du)，降低孔隙(xi)度(du)和(he)磨(mo)損性(xing)能(neng)等。

總之，鍍金(jin)連(lian)接器系統(tong)中鎳(nie)底(di)層(ceng)(ceng)的(de)(de)重要性怎么強調也(ye)不為過。鎳(nie)的(de)(de)鈍(dun)化特性對(dui)減緩接觸(chu)材料銅表面腐蝕產物的(de)(de)形(xing)成和遷(qian)移具有(you)重要意義(yi)。此外，鎳(nie)還提(ti)供了防擴散屏障(zhang)，防止接觸(chu)界面底(di)層(ceng)(ceng)金(jin)屬的(de)(de)遷(qian)移。鎳(nie)的(de)(de)硬度對(dui)提(ti)高(gao)鍍金(jin)接觸(chu)系統(tong)的(de)(de)耐磨(mo)性，提(ti)高(gao)使用壽(shou)命和抗微動磨(mo)損等都具有(you)非常重要意義(yi)。鑒(jian)于這些優點，任何(he)鍍金(jin)連(lian)接器都應指定使用鍍鎳(nie)底(di)層(ceng)(ceng).

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