CN110739569A - 电接触端子及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电接触端子及其制备方法和应用。所述电接触端子的结构包括基底、层叠于所述基底上的镍层、层叠于所述镍层上的金合金层以及层叠于所述金合金层上的铂层；所述金合金层的厚度为0.01μm‑1μm，所述铂层的厚度为0.01μm‑1μm。本发明所述电接触端子可通过耐氯离子腐蚀测试实验，能根据实际需要，将所述电接触端子安装在各种连接器中，满足目前产业上的需求。

Description

电接触端子及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及一种电子元件，特别是涉及一种电接触端子及其制备方法和应用。

背景技术

目前，多种电子设备元器件上均需要设置电接触端子，以实现元器件与电路之间的电气互通。一般来说，电子设备上所使用到的电接触端子表面会进行金属化处理，以提高端子的耐腐蚀性能，但是，当电子设备运行时所处的环境为湿度较高或者盐度较高的环境时，现有的表面金属化处理未必能使得电接触端子具有足够的耐腐蚀性能，以防止其表面的金属产生裂痕或者脱落，保持电气连接的稳定性。因此，各领域的电子设备制造商正寻找一种具有高耐腐蚀性能的电接触电子。

高耐腐蚀性能的要求之一是耐氯离子腐蚀性。中国专利CN207638036U公开了一种连接器的触点，该触点包括在铜或铜合金基底上包覆金、锡-铜、镍、钯、银，还有铜、金、铑钌、金钯、深色钌、深色钯、金铜等多层金属层，所属金属层通过冲压或印压的方式与基底结合，然而，上述镀膜在耐氯离子腐蚀性测试中存在易溶解的问题，并且焊料润湿性较差、镀薄膜时也容易破裂，成本也高。

日本专利JP2005048201(A)中公开，在基层中存在铜，镍或银至少一种金属，然后在其上形成钌镀层，进一步形成铂镀层。然而，该结构镀膜形成较薄的金属层时，容易产生裂痕，若后续产生了腐蚀现象，则会造成钌和铂层的剥离，也无法通过耐氯离子腐蚀测试实验。

因此，产业上须寻找一种具有高耐腐蚀性的电接触端子。

发明内容

基于此，本发明提供一种具有高耐腐蚀性的电接触端子，可通过耐氯离子腐蚀测试实验，能根据实际需要，将所述电接触端子安装在各种连接器中，满足目前产业上的需求。

具体技术方案为：

一种电接触端子，所述电接触端子的结构包括基底、层叠于所述基底上的镍层、层叠于所述镍层上的金合金层以及层叠于所述金合金层上的铂层；

所述金合金层的厚度为0.01μm-1μm，所述铂层的厚度为0.01μm-1μm。

在其中一个实施例中，所述金合金层的厚度为0.01μm-0.4μm，所述铂层的厚度为0.6μm-1μm。

在其中一个实施例中，所述金合金层选自金钴合金层或金镍合金层。

在其中一个实施例中，所述镍层的厚度为1μm-5μm。

在其中一个实施例中，所述基底为铜合金。

在其中一个实施例中，所述镍层和金合金层之间还层叠有镍钨合金层或钯层。

在其中一个实施例中，所述镍钨合金层厚度为0.01μm-1μm；或，

所述钯层厚度为0.01μm-1μm。

本发明还提供上述电接触端子的制备方法。

具体技术方案为：

一种电接触端子的制备方法，包括以下步骤：

于基底上镀覆镍层；

于镍层上镀覆金合金层；

于金合金层上镀覆铂层；

控制所述金合金层和铂层的镀覆时间，使所述金合金的厚度为0.01μm-1μm，所述铂层的厚度为0.01μm-1μm。

在其中一个实施例中，所述制备方法还包括以下步骤：

于所述镍层上镀覆镍钨合金层或钯层；

于所述镍钨合金层或钯层上镀覆金合金层。

在其中一个实施例中，控制所述镍钨合金层的镀覆时间，使所述镍钨合金层的厚度为0.01μm-1μm；或，

控制所述钯层的镀覆时间，使所述钯层的厚度为0.01μm-1μm。

本发明还提供一种连接器。

具体技术方案为：

一种连接器，所述连接器设置有上述电接触端子。

与现有方案相比，本发明具有以下有益效果：

本发明中，镍金属作为直接镀覆在基底上的材料，能稳固地连接基底和金合金层，同时能阻挡基底和金合金层之间相互扩散。金合金层具有非常好的延展性和导电能力，在金合金层较薄的情况下，也能紧密地完整镀覆在端子的导电表面，不会产生裂缝，并能很好地与铂层结合。铂层作为表面层，其硬度高于金合金层，耐磨性优异。本申请发明人凭借其在本领域长期经验累积和大量创造性的实验发现，依次将镍金属层、金合金层和铂金属层层叠在电接触端子的基底表面，各金属层即使在厚度较薄的情况下，也均不会产生裂痕，通过各金属层之间的结合紧密，能够抵抗住更高强度的腐蚀。相对于已有技术在电接触端子上层叠其他结构的金属层，本发明所述的电接触端子，在赋予电接触端子更优良的导电性的同时，极大的提高了电接触端子的耐腐蚀性。同时，本发明所述的电接触端子还具有高插入性，高硬度，高耐热性的特性。

在上述结构的基础上，本申请的发明人还发现在镍层和金合金层之间层叠镍钨合金层或钯层后，能够进一步提高电接触电子的耐氯离子腐蚀性。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明公开内容理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

以下具体实施方式中，如无特殊说明，均为常规方法；以下具体实施方式所用的原料、试剂材料等，如无特殊说明，均为市售购买产品。

本发明所述的电接触端子可以是任何电子元器件所使用到的端子，为了方便说明本发明的技术方案，本发明实施例中的电接触端子是手机的耳机连接器端子。

需要说明的是，本发明所述的“层叠”，它可以指一个元件层A直接在元件层B之上，也可以指在元件层A和元件层B之间还存在其他居中的元件层。

本发明所述的“铜合金”基底是是以铜为基体，加入一种或多种其他元素的合金材料，基于各种电接触端子的性能要求，可以是铍铜合金、磷青铜或科森铜镍硅合金等等。

本发明所述的“镍层”、“金合金层”、“钯层”、“镍钨合金层”以及“铂层”可通过常规的电镀液实现镀覆。

本发明各实施例所使用的电镀镍液通过向“江东电气(唐山)有限公司”购买获得，电镀镍的工艺参数如下：电流密度20ASD，温度为50℃，pH值为4，电镀时间视乎所需镍层厚度而确定。

本发明所述的“金合金层”可根据电接触端子所需要的性能要求进行选择，例如可以是金钴合金，其中钴元素在合金中的含量范围优选0.01％～10％，或者是金镍合金，其中镍元素在合金中的含量范围优选0.1％～12％，可通过购买“东莞市麦特凯姆贵金属有限公司”的金合金电镀液进行镀覆，电流密度2ASD，温度50℃，pH值为4，电镀时间视乎所需金合金层厚度而确定。

本发明所述的“铂层”可通过购买“东莞市麦特凯姆贵金属有限公司”的电镀铂液进行镀覆，电流密度1.5ASD，温度50℃，pH值为2，电镀时间视乎所需铂层厚度而确定。

本发明所述的“镍钨合金层”优选含有镍、钨和磷的合金，其中钨含量范围优选20％～24％，磷含量范围优选在10％～20％，可通过购买“湖南纳菲尔新材料科技股份有限公司”的镍钨合金电镀液进行镀覆，电流密度5ASD，温度50℃，pH值为3，电镀时间视乎所需金属层厚度而且确定。

本发明所述的“钯层”可通过购买“东莞市麦特凯姆贵金属有限公司”的电镀钯液进行镀覆，电流密度1ASD，温度45℃，pH值为8，电镀时间视乎所需钯层厚度而确定。

本发明所述的“钌层”可通过购买“东莞市麦特凯姆贵金属有限公司”的电镀钌液进行镀覆，电流密度30ASD，温度60℃，pH值为1，电镀时间视乎所需钌层厚度而确定。

本发明所述的“耐氯离子腐蚀性测试”可以参考以下方法进行：把电接触端子作为阳极，然后放置在质量浓度为5％的氯化钠溶液中，2×5cm的铜板用作阴极，并在阳极侧设置5V电压进行电解，评估电接触端子的表面导电层耐腐蚀的持续时间，电接触端子在上述条件下能维持30分钟以上而无出现腐蚀现象才符合要求。

实施例1

取约9毫米长的常规手机耳机电接触端子镀件作为电镀样品，按照上述各金属层的电镀工艺，首先在端子镀件的表面电镀1μm厚的镍层，然后在镍层上电镀0.01μm的金钴合金层，最后在金钴合金层上镀覆1μm的铂层。

按照上述测试方法，将镀件放入300ml的5％的氯化钠溶液中进行耐氯离子腐蚀性测试，电解30分钟后，将镀件干燥，观察外观，测量电解试验前后的镀件重量，发现电解前后的外观和重量没有差异，即使通过显微镜观察也没有差异，电解1.5小时后，通过显微镜观察镀件表面轻微变黑。

实施例2

取约9毫米长的常规手机耳机电接触端子镀件作为电镀样品，按照上述各金属层的电镀工艺，首先在端子镀件的表面电镀1μm厚的镍层，然后在镍层上电镀1μm的金钴合金层，最后在金层上镀覆0.1μm的铂层。

按照上述测试方法，将镀件放入300ml的5％的氯化钠溶液中进行耐氯离子腐蚀性测试，电解30分钟后，将镀件干燥，观察外观，测量电解试验前后的镀件重量，发现电解前后的外观和重量没有差异，即使通过显微镜观察也没有差异，电解1小时后，通过显微镜观察镀件表面轻微变黑。

实施例3

取约9毫米长的常规手机耳机电接触端子镀件作为电镀样品，按照上述各金属层的电镀工艺，首先在端子镀件的表面电镀1μm厚的镍层，然后在镍层上电镀0.5μm的金钴合金层，最后在金层上镀覆0.5μm的铂层。

按照上述测试方法，将镀件放入300ml的5％的氯化钠溶液中进行耐氯离子腐蚀性测试，电解30分钟后，将镀件干燥，观察外观，测量电解试验前后的镀件重量，发现电解前后的外观和重量没有差异，即使通过显微镜观察也没有差异，电解1小时后，通过显微镜观察镀件表面轻微变黑。

实施例4

取约9毫米长的常规手机耳机电接触端子镀件作为电镀样品，按照上述各金属层的电镀工艺，首先在端子镀件的表面电镀5μm厚的镍层，然后在镍层上电镀1μm的金镍合金层，最后在金层上镀覆0.01μm的铂层。

按照上述测试方法，将镀件放入300ml的5％的氯化钠溶液中进行耐氯离子腐蚀性测试，电解30分钟后，将镀件干燥，观察外观，测量电解试验前后的镀件重量，发现电解前后的重量没有差异，但通过显微镜观察发现镀件的表面轻微变黑，由此可见，铂层厚度应至少是0.01μm。

实施例5

取约9毫米长的常规手机耳机电接触端子镀件作为电镀样品，按照上述各金属层的电镀工艺，首先在端子镀件的表面电镀1μm厚的镍层，然后在镍层上电镀0.01μm的镍钨合金层，接着在镍钨合金层上电镀0.01μm的金钴合金层，最后在金钴合金层上镀覆1μm的铂层。

按照上述测试方法，将镀件放入300ml的5％的氯化钠溶液中进行耐氯离子腐蚀性测试，电解30分钟后，将镀件干燥，观察外观，测量电解试验前后的镀件重量，发现电解前后的外观和重量没有差异，即使通过显微镜观察也没有差异，电解2小时后，镀件仍无变化。

实施例6

取约9毫米长的常规手机耳机电接触端子镀件作为电镀样品，按照上述各金属层的电镀工艺，首先在端子镀件的表面电镀1μm厚的镍层，然后在镍层上电镀0.01μm的钯层，接着在钯层上电镀0.01μm的金钴合金层，最后在金钴合金层上镀覆1μm的铂层。

按照上述测试方法，将镀件放入300ml的5％的氯化钠溶液中进行耐氯离子腐蚀性测试，电解30分钟后，将镀件干燥，观察外观，测量电解试验前后的镀件重量，发现电解前后的外观和重量没有差异，即使通过显微镜观察也没有差异，电解2小时后，通过显微镜观察镀件表面轻微变黑。

对比例1

取约9毫米长的常规手机耳机电接触端子镀件作为电镀样品，采用实施例1类似的处理方法，区别在于，镀件在经过镍层和金钴合金层电镀后，并不进行铂层电镀。

按照上述测试方法，将镀件放入300ml的5％的氯化钠溶液中进行耐氯离子腐蚀性测试，发现在开始电解测试1秒后，从阳极侧的电接触端子表面朝向阴极的方向观察到黄色液体流动，并且它在阴极和阳极的中间区域沉降到电解池的底部，这种现象持续5秒，电解1分钟后，电解液的颜色稍微变黑，3分钟后停止电解试验，观察镀件的表面，表面外观变黑，并且表面粗糙，当用手摩擦镀件表面时，镀膜发生剥离。镀件在试验后的重量比电解前减少0.03g，表明，仅仅在镀件表面电镀镍层和金合金层是无法通过耐氯离子测试的，无法保证连接器后续使用时的耐腐蚀性和稳定性。

对比例2

取约9毫米长的常规手机耳机电接触端子镀件作为电镀样品，采用对比例1类似的处理方法，区别在于金合金层厚度加厚至0.2μm。

按照上述测试方法，将镀件放入300ml的5％的氯化钠溶液中进行耐氯离子腐蚀性测试，电解池中出现与对比例1类似的现象，在开始电解测试2秒后，黄色液体从阳极流出，并且沉入电解池的中心区域，并且颜色是比对比例1更深的黄色，电解1分钟后，黑色溶液从阳极流出，电解液的颜色从无色透明变成黑色，3分钟后停止电解试验，观察镀件的表面，整个表面变黑，并且表面粗糙，当用手摩擦镀件表面时，镀膜发生剥离并露出基底铜层。镀件在试验后的重量比电解前减少0.07g，表明，在镀件表面仅仅电镀镍层后金层时，即使加厚金层厚度，镀件仍然无法通过耐氯离子测试的，同样也无法保证连接器后续使用时的耐腐蚀性和稳定性。

对比例3

取约9毫米长的常规手机耳机电接触端子镀件作为电镀样品，采用实施例1类似的处理方法，区别在于，镀件在经过镍层电镀后，进行镀钌，然后镀铂层。具体为：首先在端子镀件的表面电镀1μm厚的镍层，然后在镍层上电镀0.01μm的钌层，最后在钌层上镀覆1μm的铂层。

按照上述测试方法，将镀件放入300ml的5％的氯化钠溶液中进行耐氯离子腐蚀性测试，发现在开始电解测试约1分钟后，从阳极测的电接触端子朝向阴极的方向表面渗出棕黑色的液体，并且往阴极和阳极的中间区域流动并沉降到电解池底部，这种现象持续约10秒钟，电解液的颜色从无色透明变成了淡棕黑色，3分钟后停止电解试验，观察镀件表面，整个表面粗糙，部分区域变黑并有裂缝，当用手摩擦镀件表面时，镀膜发生剥离并露出基底铜层。其可能的原因为，膜厚度为0.01μm的钌层上，容易发生裂痕，在裂化的钌层上进行铂镀时，铂镀层不会在裂缝部分上沉淀，而是沉淀在裂缝下面的镍层上，铂不填补裂缝，若后续产生了腐蚀现象，则在后续会造成钌和铂层的剥离，无法通过耐氯离子测试，无法保证连接器后续使用时的耐腐蚀性和稳定性。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电接触端子，其特征在于，所述电接触端子的结构包括基底、层叠于所述基底上的镍层、层叠于所述镍层上的金合金层以及层叠于所述金合金层上的铂层；

所述金合金层的厚度为0.01μm-1μm，所述铂层的厚度为0.01μm-1μm。

2.根据权利要求1所述的电接触端子，其特征在于，所述金合金层的厚度为0.01μm-0.4μm，所述铂层的厚度为0.6μm-1μm。

3.根据权利要求1所述的电接触端子，其特征在于，所述镍层的厚度为1μm-5μm。

4.根据权利要求1所述的电接触端子，其特征在于，所述基底为铜合金。

5.根据权利要求1-4任一项所述的电接触端子，其特征在于，所述镍层和金合金层之间还层叠有镍钨合金层或钯层。

6.根据权利要求5所述的电接触端子，其特征在于，所述镍钨合金层厚度为0.01μm-1μm；或，

所述钯层厚度为0.01μm-1μm。

7.一种权利要求1-6任一项所述的电接触端子的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

于基底上镀覆镍层；

于镍层上镀覆金合金层；

于金合金层上镀覆铂层；

控制所述金合金层和铂层的镀覆时间，使所述金合金的厚度为0.01μm-1μm，所述铂层的厚度为0.01μm-1μm。

8.根据权利要求8所述的电接触端子的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

于所述镍层上镀覆镍钨合金层或钯层；

于所述镍钨合金层或钯层上镀覆金合金层。

9.根据权利要求8所述的电接触端子的制备方法，其特征在于，控制所述镍钨合金层的镀覆时间，使所述镍钨合金层的厚度为0.01μm-1μm；或，

控制所述钯层的镀覆时间，使所述钯层的厚度为0.01μm-1μm。

10.一种连接器，其特征在于，所述连接器设置有权利要求1-6任一项所述的电接触端子。