CN113215570A - 一种端子耐电解镀层设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种端子耐电解镀层设计方法,包括以下步骤：1)选择非钝化金属作为基材，并在基材上设置多层组合镀层来组构成耐电解的整体；2)从基材之上的阳极相镀层开始，各镀层之间按照金属电极标准电位正向递增排序；3)将阳极相的金属镀层作为基材的防护镀层；基材做为阴极，被电化学保护，该阳极相的金属镀层作为第一直接接触相覆盖在基材上；4)选择防电解的耐化学稳定性的金属形成最外层镀层；5)选择高化学稳定性的金属形成次外层镀层；6)把各阳极相镀层加厚。通过本发明设计出的组合镀层耐电解能力突出、优异，各镀层之间按照金属电极标准电位正向递增排序，将阳极相的金属镀层作为基材的防护镀层，可延缓电解时间。
Description
技术领域
本发明涉及材料科学的腐蚀与防护技术，应用于有电解需求的耐蚀功能端子及部器件领域，特别涉及一种端子耐电解镀层设计方法。
背景技术
随着市场发展和产品技术的升级，越来越多的消费者不仅仅只局限于产品的多功能，同样她们追求着时尚的外观和小而薄的外形，其中弹簧针作为连接器有明显的优势，而广泛应用，在弹簧针使用过程中会遭受使用场合的电解质液体+电解电流的联合攻击，迫切需求连接器的端子耐电解，为了保证端子镀层稳定可靠、耐电解，往往需要针对性的设计，而目前没有一种指导理论及设计方法(从选材到表面处理层制造)，并用设计出可靠的耐蚀电解部器件及特种电解端子产品。
对于用于各个镀层的金属材料中，不锈钢316L及钛材料的耐腐蚀性能很好，钛在氧化性、中性和弱还原性等介质中是耐腐蚀的，但是在电连接器领域需要关注电阻率，钛和氧有很大的亲和力，在空气中或含氧的介质中，钛表面生成一层致密的、附着力强、惰性大的氧化膜，虽然保护了钛基体不被腐蚀，但有氧化膜的钛不能胜任电传导的电阻率要求(50m欧姆)；而不锈钢裸露基底材料并置于在水中会在表面较快地产生氧化膜；所以不锈钢镀层、钛镀层需要在基材上进行镀覆其他合乎电阻率的金属，才能形成符合电阻率的电路端子。铑、铂、金、钯、银属贵金属，单一材料从阻抗及大气耐蚀度和硬度上，铑、铂、钯及它们与金的加硬微合金，可以胜任电连接器最外材料层的需要，但由于贵金属的成本原因，采用单一贵金属材料做电连接部器件，未能成为方向。
于是，我们设计及考虑的方向为复合材料，通过电镀镀层改性来达成电连接部器件的生产。这样就需要考虑二种或多种材料的独立稳定性及相互之间稳定性甚至相互间在“电解质液体+电解电流”下的稳定及可靠性。
弹簧针(Pogopin)回弹端的材料，出于机加工考虑：可以为铜合金、铁合金、不锈钢、镍基合金、钛合金的一种。这样就需要分析基体的稳定性并由此分析基体之上镀层的设置及厚度情况(结合腐蚀模型分析)。
如附图1所示，腐蚀模型分析：一种不锈钢301卷对卷连续镀镍1um并在功能区局部镀金0.1um的产品，进行48小时中性盐雾试验：金镀层起泡甚至脱落，镍层遭受腐蚀，其腐蚀模型为：不锈钢电位近似看做-0.037V(电极反应：Fe3++3e-＝Fe-0.037V)，镍相对底材，做阳极，镍相对外镀层金，做阳极；所以双阳极作用，加速镍被腐蚀，此为化学电偶腐蚀发生的电化学腐蚀情况；对于耐电解的端子来讲，要尽量避免双阳极现象发生。
钛电位ψ(Ti2+/Ti)＝-1.63V，清除钛表面氧化膜后可以外镀耐腐蚀镀层来改进钛耐磨差、接触电阻高、钎焊差；在某些介质或高温下耐蚀性变差的状况.....如镀铂。铂电位ψ(Pt2+/Pt)＝1.19V，铂相对于钛，做阴极镀层。为了保障钛基体与镀层之间的结合力，常用氢化钛膜做表调过渡(在基体Ti、TiH2和镀层金属铂中；各自形成的能带，由于其能量相近，发生了能量重叠，形成了准金属键，确保了结合力)。电化学腐蚀发生，阳极相发生腐蚀而阴极相得到电化学保护，但需要注意阴极的物理脱落。而由于铂的高化学稳定性及材料电阻率、硬度特性；加之其作为高耐腐蚀材料钛的外层阻挡；这样就提升了整体材料的功能及防蚀稳定性。一般而言：阴极镀层需要镀到一定厚度，方可达成孔隙率近0。孔隙率为0可以彻底隔阻外面腐蚀大气的侵入攻击底材；也可以延缓电化学腐蚀发生的时间(指阳极材料)。
为了经济性，某些镀层，如贵金属；在一定的镀层厚度下，为了减低镀层孔隙的影响，往往采用封闭剂处理，以延缓腐蚀。因为水汽+大气(CO2+H2O＝H2CO3/H2S/SO2)+电解质的腐蚀攻击；会优先从孔隙、断面等接触腐蚀介质的地方发生。在外电电解(电流)的状态下，则比常规化学电偶腐蚀加剧腐蚀程度。对于钛镀铂模型，因为钛的稳定性及铂的高端稳定性，完全无孔隙镀铂是没有必要，因为3um以上的铂厚，代价极大；实际需求度到约0.75um已经足够、甚至可以更低。
化学电偶腐蚀的发生具备动力因子。腐蚀原电池有三个必要条件：电位差、电解质及导体。导体方面：电子在金属中流动，离子在介质中流动，形成回路。电偶接触腐蚀的动力，来自电位差。金属电位差从高往下排序：ψ(Au+/Au)＝1.692V；ψ(Au3+/Au)＝1.498V；ψ(Pt2+/Pt)＝1.19V；ψ(Pd2+/Pd)＝0.951V；ψ(Rh3+/Rh)＝0.8～0.88V；ψ(Pt4+/Pt)＝0.86V；ψ(Ag+/Ag)＝0.7996V；ψ(Cu2+/Cu)＝0.3419V；ψ(Fe3+/Fe)＝-0.037V；ψ(Sn2+/Sn)＝-0.136V；ψ(Ni2+/Ni)＝-0.257V；ψ(Fe2+/Fe)＝-0.447V；ψ(Ti2+/Ti)＝-1.63V。两相金属之间可以通过电位关系确定阳阴极：正电位做阴极，负电位做阳极。另外一种公论：从标准电极电位表可以评判各金属的稳定性，电位越高越稳定(低电位者易于钝化倾向除外)。所以贵金属的稳定性都还好。如：铂高温下也不氧化；钯在高温、高湿或硫化氢的空气中性能稳定，可以长期保持色泽不变。
在酸性环境下，在氧化剂提供动力下，可以发生金的氧化：Au3++3e＝Au1.498V。氧化剂就是金原子实现跨越成高阶3价离子金的能量提供源，相当于此0～1.498V需求的电动势。如果还有络离子足以与金属配对，还会在足够酸度及温度共同作用下实现络合物的“化成”，如[AuCl4]-络离子，电极反应：[AuCl4]-+3e＝Au+4Cl-(1.002V)。对比此反应与Au3++3e＝Au1.498V，得出：酸性+络离子的加持，使得腐蚀发生的能量变低；将加剧金属的腐蚀。在无氯根+酸性、氧化剂下，金被腐蚀为三价离子金(有色)，在有氯根+酸洗、氧化剂下，金被腐蚀为络离子金(显黄色)，此为非电解状态下的分析。如果在电解状态(有外电流)：作为与电源+极端连接的阳极金金属，同样电极反应：[AuCl4]-+3e＝Au+4Cl-(1.002V)，故金遭受腐蚀，此时的动力能源，为电能提供。从此节的论述中,可推论：恶化趋向度大小//带电滴酸性PH4.7汗液电流电解测试>带电滴中性PH6.8汗液电流电解测试可≥酸性PH4.7汗液盐雾测试>中性盐雾NSS测试。所以：常把带电滴酸性PH4.7汗液电流电解测试，作为可靠度测试方法以评测模拟老化，钯、铂也会与氯络合：如[PtCl6]2-+2e＝[PtCl4]2-+2Cl-(0.68V)；[PtCl4]2-+2e＝Pt++4Cl-(0.755V)以此与ψ(Pt2+/Pt)＝1.19V电极对比；也可知道氧化剂+酸性+氯离子会加剧腐蚀/如同上面分析金一样。
直接电解测试是恶化程度最快最大的电解测试，有区别于带电滴酸性PH4.7汗液电流电解测试。即：直接电解测试>>带电滴酸性PH4.7汗液电流电解测试。其执行标准为：镀层抗电解能力Electrolysis Resistance：Electrolytic Corrosion Test(5V；PH4.7；pitch＝3～5mm)：5V；1mA；PH4.7,pitch＝3mm：大于等于(times)5min/或1min内样品镀层不得出现明显镀层脱落露底、腐蚀，同时测试的外观无破坏；测试方法&测试要求：1.酸性汗液；2.汗液要求：酸性/碱性；a.酸性汗液(PH＝4±0.5)，b.碱性汗液(PH＝10.0±0.2)；3.用导线焊接样品相邻的两pin，根据产品中电源PIN定义，并分别连接电源供应器的正负极,设定参数DC“5V,1mA”；4.将样品试样置于配置好的人工汗液中进行通电，放置时弹簧针连线方向平行容器底面，弹簧针针头(2/3)部位没入汗液；每1分钟观察一次样品外观，测试阻值变化，直至镀层出现露底停止并记录测试总耗时。
判断标准：在人工汗液中通电后，大于等于5min内样品镀层不得出现明显镀层脱落露底、腐蚀；同时测试端子&探针整体盐雾满足NSS Hrs。而带电滴酸性PH4.7汗液电流电解测试，其标准为：5V/0.4～0.47A；PH4.7；pitch＝11mm下连续1Hr一周期的(pad润湿)汗液电解；6To 30cycles/每10分钟pad润湿。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明提供一种端子耐电解镀层设计方法。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案为：一种端子耐电解镀层设计方法，包括以下步骤：
1)选择非钝化金属作为基材，并在基材上设置多层组合镀层来组构成耐电解的整体；其中，该整体的硬度大于168HV，基材的硬度不小于155HV，各镀层的硬度不小于120HV，最外层镀层硬度在400～1000HV；
2)设计提高组合镀层的层间结合力的镀层排序，从基材之上的阳极相镀层开始，各镀层之间按照金属电极标准电位正向递增排序；
3)设计保护基材的防护镀层，将阳极相的金属镀层作为基材的防护镀层；其中，基材做为阴极，被电化学保护，该阳极相的金属镀层作为第一直接接触相覆盖在基材上；
4)设计最外层镀层，选择防电解的耐化学稳定性的金属形成最外层镀层；防电解的耐化学稳定性的金属选用铂、易钝化铑、铑钌、钌金属中的一种；
5)设计次外层镀层，选择高化学稳定性的金属形成次外层镀层；高化学稳定性的金属选用铑、铂、金、钯金属中的一种；
6)设计组合镀层的厚度，把各阳极相镀层加厚，其中，铂镀层不小于40u＂，钯镀层不小于20u＂；
7)选择降低组合电镀层的孔隙率的方法，方法一：若镀层为镍、银，采用脉冲电镀时，单脉冲均值电流密度/常规直流为(1～1.2)/1，或采用精密电镀时，控制单个镀层的厚度不大于5um，以减低单个镍、银镀层的孔隙率；方法二，若金钴合金电镀，适度提高金药水浓度，通过降低电镀的电流来降低镀层的孔隙率，或增加单个镀层的厚度，以降低镀层孔隙率；方法三，在有伴生析氢的电镀阴极沉积的镀镍、镀钯、镀钯镍方面以及在有络合电镀副反应伴氢的镀铂方面，通过降低电流密度来降低镀层孔隙率。
在上述技术方案中，对于内腔体及盲腔件进行镀层设计时，设计的组合镀层方案为镍-化学钯-钯电镀-金-化学镀铂，或化学镍-化学钯-钯电镀-金-化学镀铂。
在上述技术方案中，当需要设计的镀层为钝态化的不锈钢时，不锈钢镀层替换成作为底镀层的镍层或锡铈层，设计的组合镀层方案为镍-白铜锡-钯-金-铂。
在上述技术方案中，当需要设计的镀层为钝态化的钛金属时，设计的组合镀层方案为钛-TiH2--钯--Acid Co-Au--铂。
在上述技术方案中，当镀层为银镀层时，与银镀层接触的上一镀层或下一镀层设置为白铜锡、化学镍、钯、钯镍镀层以防止银镀层的氧化，其中银镀层设计为组合镀层的倒数第四层及以下。
在上述技术方案中，当镀层为金镀层时，金镀层的上一镀层和下一镀层设置为钯镀层，设计的组合镀层方案为钯/钯镍-金-纯钯-铑。
在上述技术方案中，当镀层为钯镀层时，钯镀层的上一镀层和下一镀层设置为金镀层，设计的组合镀层方案为铜-化钯/白铜锡-银-金-钯-金-铂，其中下一镀层的金镀层的厚度不小于5u＂。
在上述技术方案中，当次外层镀层设计为纯钯层时，最外层镀层的金属选用铂金属或铑金属或铑钌金属，设计的组合镀层方案为钯/钯镍-金-纯钯-铂，铂镀层作为阴极相，或设计的组合镀层方案为钯/钯镍-金-纯钯-铑，铑镀层作为阳极相。
在上述技术方案中，当最外层镀层设计为阳极相时，作为最外层镀层的阳极相金属的标准电极电位要负于作为次外层镀层的金属的标准电极电位。
本发明有益效果在于，本发明设计出的组合镀层耐电解能力突出、优异，选择非钝化金属作为基材，各镀层之间按照金属电极标准电位正向递增排序，将阳极相的金属镀层作为基材的防护镀层，基材做为阴极，被电化学保护，可延缓电解时间。
附图说明
图1是本发明背景技术中的腐蚀模型示意图。
具体实施方式
介绍本发明的具体实施方式。
一种端子耐电解镀层设计方法，包括以下步骤：
1)选择非钝化金属作为基材，并在基材上设置多层组合镀层来组构成耐电解的整体；其中，该整体的硬度大于168HV，基材的硬度不小于155HV，各镀层的硬度不小于120HV，最外层镀层硬度在400～1000HV；
2)设计提高组合镀层的层间结合力的镀层排序，从基材之上的阳极相镀层开始，各镀层之间按照金属电极标准电位正向递增排序；
3)设计保护基材的防护镀层，将阳极相的金属镀层作为基材的防护镀层；其中，基材做为阴极，被电化学保护，该阳极相的金属镀层作为第一直接接触相覆盖在基材上；
4)设计最外层镀层，选择防电解的耐化学稳定性的金属形成最外层镀层；防电解的耐化学稳定性的金属选用铂、易钝化铑、铑钌、钌金属中的一种；可焊金属为铂；非焊接为銠、钌及銠钌。
5)设计次外层镀层，选择高化学稳定性的金属形成次外层镀层；高化学稳定性的金属选用铑、铂、金、钯金属中的一种；
6)设计组合镀层的厚度，把各阳极相镀层加厚，其中，铂镀层不小于40u＂，钯镀层不小于20u＂；
7)选择降低组合电镀层的孔隙率的方法，方法一：若镀层为镍、银，采用脉冲电镀时，单脉冲均值电流密度/常规直流为(1～1.2)/1，或采用精密电镀时，控制单个镀层的厚度不大于5um，以减低单个镍、银镀层的孔隙率；方法二，若金钴合金电镀，适度提高金药水浓度，通过降低电镀的电流来降低镀层的孔隙率，或增加单个镀层的厚度，以降低镀层孔隙率；方法三，在有伴生析氢的电镀阴极沉积的镀镍、镀钯、镀钯镍方面以及在有络合电镀副反应伴氢的镀铂方面，通过降低电流密度来降低镀层孔隙率。
在上述技术方案中，对于内腔体及盲腔件进行镀层设计时，设计的组合镀层方案为镍-化学钯-钯电镀-金-化学镀铂，或化学镍-化学钯-钯电镀-金-化学镀铂。
在上述技术方案中，当需要设计的镀层为钝态化的不锈钢时，不锈钢镀层替换成作为底镀层的镍层或锡铈层，设计的组合镀层方案为镍-白铜锡-钯-金-铂。
在上述技术方案中，当需要设计的镀层为钝态化的钛金属时，设计的组合镀层方案为钛-TiH2--钯--Acid Co-Au--铂。钛基础材料(钛基材)通过(1)HNO3-HF溶液清洗，(2)HCL-H2SO4溶液刻蚀表面；使得钛基材表面生成氢化膜TiH2。其中，(1)中的具体操作为钛基体经脱脂清洗(溶剂或碱)→化学侵蚀[60％(质量分数，以下出现的“％”均为溶质的质量分数)HF 10ml/L，69％HNO3 30ml/L，室温浸至红烟发生]→水洗，或经碱脱脂(60～70℃，10～30min)→化学侵蚀(70％HNO3，10％(质量分数)HF)。氢化膜TiH2具有金属性，其外层电子为自由电子，不仅能与基体金属钛形成金属键，而且也能与镀层金属形成金属键，这样TiH2具有双重作用，既能起到屏蔽作用以防止钛基体进一步氧化，又能作为镀层的过渡层，增加镀层的结合力。同时这种刻蚀作用还能使表面的粗糙度明显增大。Acid Co-Au为金钴合金镀层。
在上述技术方案中，当镀层为银镀层时，与银镀层接触的上一镀层或下一镀层设置为白铜锡、化学镍、钯、钯镍镀层以防止银镀层的氧化，其中银镀层设计为组合镀层的倒数第四层及以下。
在上述技术方案中，当镀层为金镀层时，金镀层的上一镀层和下一镀层设置为钯镀层，设计的组合镀层方案为钯/钯镍-金-纯钯-铑。
在上述技术方案中，当镀层为钯镀层时，钯镀层的上一镀层和下一镀层设置为金镀层，设计的组合镀层方案为铜-化钯/白铜锡-银-金-钯-金-铂，其中下一镀层的金镀层的厚度不小于5u＂。
在上述技术方案中，当最外层镀层设计为阳极相时，作为最外层镀层的阳极相金属的标准电极电位要负于作为次外层镀层的金属的标准电极电位。
在上述技术方案中，当次外层镀层设计为纯钯层时，最外层镀层的金属选用铂金属或铑金属或铑钌金属，设计的组合镀层方案为钯/钯镍-金-纯钯-铂，铂镀层作为阴极相。在金镀层与铂镀层之间设置钯层，可以拉近二者之间电位差，保障镀层之间的结合力，由于金镀层一般标准为10u＂，镀层较薄，金镀层的上一个和下一个镀层设置为钯/钯镍镀层和纯钯镀层，从而降低孔隙率。或设计的组合镀层方案为钯/钯镍-金-纯钯-铑，铑镀层作为阳极相，易钝铑镀层具备高化学稳定性，由于铑镀层极为贵重，铑镀层的厚度以5u＂作为标准。
通过以下试验来验证上述设计方法，
试验一：铜合金弹簧针针头镀层电解试验一(镀金后金封闭)，如下表1。
试验一的结论一：铜基材上镀层，Ni1.5um+Pd3u"+Au6u＂镀层接近耐电解(5V；1mA；PH4.7,pitch＝3mm)5分钟；而Cu 2um+Pd4u"+Au6u＂镀层只能耐电解2分钟。
试验一的结论二：基材底层电镀层设计为阳极相镀层，可延缓(耐)电解时间，视为有利。
试验一的结论三：铜基材上继续镀铜，电镀铜层的腐蚀就等同于底基材的腐蚀现象。一般机加工件可能会略镀铜来修饰伤纹，如果铁件预镀阴极相铜打底；则腐蚀对象变换为铜底镀层。
试验一的结论四：铜底镀Ni+Pd+Au镀层模型探析：按照金属电极电位正负排序所生成的阴阳相(极)关系；为：(铜)阴---(镍)阳；(镍)阳---(钯)阴；(钯)阳---(金)阴。
大的格局腐蚀关系为：外层金做阴极阻挡，第一腐蚀阳极相为钯金属；第二腐蚀阳极相为镍金属；总体阴极保护相为铜基材。对此模型；欲增加耐电解能力，可以适度增加钯及镍层的厚度；从经济度考虑及精密电镀膜厚均度性考虑，适宜电镀镍控制在3um以内(化学镍不受控)；钯、金等贵金属则根据品质需求适度调整分量。
表1
试验二：铜合金弹簧针针头镀层电解试验二，如下表2。
表2
试验二的结论一：在“铜材底上镀钯+金”模型之上；增加外层镀层铂；使得铂对于下面的金作为牺牲相(阳极)来保护本身就耐腐蚀较好的金层；可以增加耐电解能力。原来耐电解时间2分钟增加为近5分钟。金下钯层还降低了50％；具有很大的经济保障及可靠性程度(耐电解)增大。
试验二的结论二：分析“铜材底上镀钯+金”模型，其腐蚀格局为：外层金做阴极阻挡保护下面钯层，第一腐蚀阳极相为钯金属，第二腐蚀相为钯穿透后作为阳极腐蚀相的铜。
试验二的结论三：分析“铜材底上镀钯+金+铂”模型，其比“铜材底上镀钯+金”会更耐电解：这是因为外层铂做阳极相保护金层；金层先阻挡保护钯；金孔隙电解质通透后，金下钯层做为第二阳极相牺牲的同时，保护下面的阴极相铜层。
试验一&试验二之推论：Cu 1um+Ni1～3um+Pd 2u＂+Au 5u＂+Pt 4u＂镀层的耐电解能力大于Cu 2um+Pd 2u＂+Au 5u＂+Pt 4u＂镀层的耐电解能力。这是因为：铜、镍相对于钯，均为阳极相材料；增加镍层在铜金属与钯金属之间，会使得铜层多一道阳极相镍层的保护。所以：铜质基材；可以推荐耐电解的配搭模式为----镀层组合方案：镍-钯-金-铂。
试验三：铜合金弹簧针针头镀层电解试验三(Cu2um-Ag 2um-Au 1u＂-Pt2u＂)，如下表3。
表3
试验三的结论：镀铂厚度低于4u＂，难以覆盖完全；影响耐蚀程度。推荐镀铂必需≥4u＂。
试验四：铜合金针轴(实心件)镀层电解试验四(Cu 2um-Ag 2～3um-Pd 5～6u＂-Au4～5u＂-Pt5～6u＂)。
试验四的结论：镀层耐1小时的PH4.7汗液(滴汗10分钟每次/保证湿润)连续电解测试：测试电流0.47A。
试验一&试验二&试验三/四之推论总结：按照标准电极电位正增长模式，设计中间过渡镀层在相对标准电极电位较高(大于0.8V)贵金属之前，可以增加电解能力。如：
镀层组合方案：“镍-银-钯-金-铂”；其比“镍-钯-金-铂”的组合镀层，更耐电解。由于银与钯电位相近，可以近似认为镀层加厚；故”镍-钯-银-金-铂“；应该也比“镍-银-金-铂”或“镍-钯-金-铂”略为加强耐电解能力。
镀层组合方案：铜-(白铜锡)-锡/锡铈合金-钯-金-铂；其比“铜-(白铜锡)-钯-金-铂”的组合镀层，略更耐电解。(此为无镍释放方案！)
更多的组合也可以据此设计达成耐电解优良：如铜-锡铈-银-钯-金-铂/銠/銠钌；镍-锡铈/锡-(WCS白铜锡)-银-钯-金-铂/銠/銠钌。
对于不锈钢材料，可以设计镀层组合方案：“(镍-)锡铈-(WCS白铜锡)-钯-金-铂”。
对于钛材料，可以设计镀层组合方案：“TiH2-钯-Acid Co-Au-铂”。
对于内腔体及盲腔件，可以设计镀层组合方案：“镍-(化学钯)-钯电镀-金-(化学镀铂)”。“化学镍-(化学钯)-钯电镀-金-(化学镀铂)”。
试验五：铜合金弹簧针针头镀层电解试验五:(镀铜-WCS镀层-银镀层-钯镀层-金镀层-镀铂0.8微米)，如下表4。
表4
试验五的结论：此正态标准型的电解镀层，耐电解能力突出、优异；达成设计所需。随机样品5PCS；最低可耐85Min电解，其余的4枚超过120Min.这是外层阳极态铂不够丰满(小于1.2微米)下(钯、金厚度均在0.5um左右及以下)所取得的。其防蚀模型为：第一阳极相先阻挡；而后电化学保护金。第二阳极相钯；第三阳极相银；第四阳极相WCS层；被保护阴极相为电镀铜材料。
设计合理的具有经济性的镀层的厚度，来达到比较优异的电解能力：首先，电镀工艺需要在镀层的致密性(晶粒大小)上尽量减低单镀层孔隙。如金钴合金电镀：适度提高金药水浓度，可以使得电流降低以达到孔隙度降低。其次为单镀层的厚度达到一定指标，孔隙度就低了。对于有伴生析氢的电镀阴极沉积，略微降低电流密度对孔隙率降低视为有利；如镀镍、镀钯、镀钯镍；其他络合电镀副反应伴氢的，如镀铂。特别的：依托脉冲电镀法来获取更细晶粒；对于减低孔隙率视为极为有利且被大力推崇使用，其不仅仅可以节约贵金属的成本，更可以加强保障耐腐蚀能力的提升。采用脉冲电镀电镀基础相、过渡相镀层，对于整体物质的体芯硬度及平整光洁，视为有利。展望未来趋势，脉冲氨镍电镀；将此为高品质电子电镀的标准配置。由于金、钯、铂、钝化金属銠都为贵重物资，所以需要适度控制贵金属的代价，靠银、WCS、镍、锡、锡铈等的厚度换时间(空间)。
通过上述设计方法，设计出最优的镀层方案，弹簧针选用铜作为基材，设计的组合镀层方案为白铜锡120～160u＂-银120～150u＂-钯12～15u＂-金10～12u＂-钯15～18u＂-铂40～42u＂，组构成的整体胜任下述的人工汗液+电解测试共18Hrs。
测试方法：人工汗液+电解测试共18Hrs；①对镀层后的样品(弹簧针)加汗液(PH4.7)进行充电测试1小时，每10min涂抹汗液一次(保证样品被汗液湿润，但不会四处流动)；②步骤①完成后进行高温高湿2小时，测试条件为55℃，95％RH，共计3h此为一轮测试；③全部测试完成之后用清水清洗之后放置12小时以上观察结果，测试前后需要用显微镜拍照对比测试结果。
判断标准：每轮测试结束后要求样品(弹簧针)表面不能有镀层脱落、变色、腐蚀、析出铜绿等异常。重复上述三个步骤，大于等于6轮，共计18小时。
通过上述的设计方法，设计出的组合镀层耐电解能力突出、优异，选择非钝化金属作为基材，各镀层之间按照金属电极标准电位正向递增排序，将阳极相的金属镀层作为基材的防护镀层，基材做为阴极，被电化学保护，可延缓电解时间。
以上并非对本发明的技术范围作任何限制，凡依据本发明技术实质，对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (9)
1.一种端子耐电解镀层设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)选择非钝化金属作为基材，并在基材上设置多层组合镀层来组构成耐电解的整体；其中，该整体的硬度大于168HV，基材的硬度不小于155HV，各镀层的硬度不小于120HV，最外层镀层硬度在400～1000HV；
2)设计提高组合镀层的层间结合力的镀层排序，从基材之上的阳极相镀层开始，各镀层之间按照金属电极标准电位正向递增排序；
3)设计保护基材的防护镀层，将阳极相的金属镀层作为基材的防护镀层；其中，基材做为阴极，被电化学保护，该阳极相的金属镀层作为第一直接接触相覆盖在基材上；
4)设计最外层镀层，选择防电解的耐化学稳定性的金属形成最外层镀层；防电解的耐化学稳定性的金属选用铂、易钝化铑、铑钌、钌金属中的一种；
5)设计次外层镀层，选择高化学稳定性的金属形成次外层镀层；高化学稳定性的金属选用铑、铂、金、钯金属中的一种；
6)设计组合镀层的厚度，把各阳极相镀层加厚，其中，铂镀层不小于40u＂，钯镀层不小于20u＂；
7)选择降低组合电镀层的孔隙率的方法，方法一：若镀层为镍、银，采用脉冲电镀时，单脉冲均值电流密度/常规直流为(1～1.2)/1，或采用精密电镀时，控制单个镀层的厚度不大于5um，以减低单个镍、银镀层的孔隙率；方法二，若金钴合金电镀，适度提高金药水浓度，通过降低电镀的电流来降低镀层的孔隙率，或增加单个镀层的厚度，以降低镀层孔隙率；方法三，在有伴生析氢的电镀阴极沉积的镀镍、镀钯、镀钯镍方面以及在有络合电镀副反应伴氢的镀铂方面，通过降低电流密度来降低镀层孔隙率。
2.根据权利要求1所述的一种端子耐电解镀层设计方法，其特征在于，对于内腔体及盲腔件进行镀层设计时，设计的组合镀层方案为镍-化学钯-钯电镀-金-化学镀铂，或化学镍-化学钯-钯电镀-金-化学镀铂。
3.根据权利要求1所述的一种端子耐电解镀层设计方法，其特征在于，当设计的镀层为钝态化的不锈钢时，不锈钢镀层替换成作为底镀层的镍层或锡铈层，设计的组合镀层方案为镍-白铜锡-钯-金-铂。
4.根据权利要求1所述的一种端子耐电解镀层设计方法，其特征在于，当设计的镀层为钝态化的钛金属时，设计的组合镀层方案为钛-TiH2--钯--Acid Co-Au--铂。
5.根据权利要求1所述的一种端子耐电解镀层设计方法，其特征在于，当镀层为银镀层时，与银镀层接触的上一镀层或下一镀层设置为白铜锡、化学镍、钯、钯镍镀层以防止银镀层的氧化，其中银镀层设计为组合镀层的倒数第四层及以下。
6.根据权利要求1所述的一种端子耐电解镀层设计方法，其特征在于，当镀层为金镀层时，金镀层的上一镀层和下一镀层设置为钯镀层，设计的组合镀层方案为钯/钯镍-金-纯钯-铑。
7.根据权利要求1所述的一种端子耐电解镀层设计方法，其特征在于，当镀层为钯镀层时，钯镀层的上一镀层和下一镀层设置为金镀层，设计的组合镀层方案为铜-化钯/白铜锡-银-金-钯-金-铂，其中下一镀层的金镀层的厚度不小于5u＂。
8.根据权利要求1所述的一种端子耐电解镀层设计方法，其特征在于，当次外层镀层设计为纯钯层时，最外层镀层的金属选用铂金属或铑金属或铑钌金属，设计的组合镀层方案为钯/钯镍-金-纯钯-铂，铂镀层作为阴极相，或设计的组合镀层方案为钯/钯镍-金-纯钯-铑，铑镀层作为阳极相。
9.根据权利要求1所述的一种端子耐电解镀层设计方法，其特征在于，当最外层镀层设计为阳极相时，作为最外层镀层的阳极相金属的标准电极电位要负于作为次外层镀层的金属的标准电极电位。
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