[发明专利]高稳定性低阻抗弹簧针电连接器的制备及探针电镀工艺

说明书

本发明涉及电连接器Pogo Pin领域，公开了提供高稳定性低阻抗弹簧针电连接器的制备及探针电镀工艺，包括如下步骤：分立元件独立质量处理后总成组构，将针头采用高稳定性的电镀工艺制备；将SUS不锈钢配件滚电镀硬金，将针管采用化学抛光活化及无电沉积特种镀层的方法制备，采用化学面镀工艺，面层镀层硬度HV可超HV165。由此构成的电连接器Pogo Pin，具备高稳定性低阻抗的优良特质。对特种探针的制备将更加稳妥及有靶向性、且环保。

技术领域

本发明涉及电连接器Pogo Pin技术领域，具体为高稳定性低阻抗弹簧针电连接器的制备及探针电镀工艺。

背景技术

连接器为电气及信号传输中间的重要载体。新型、蓬勃发展的弹簧针连接器PogoPin，是连接器行业发展的一大部分。越来越多的3C电子产品采用磁吸充电；越来越多的特种稳态探针被要求硬核保障(如成品“光、声、电、传、感”测竿探针)。耐用、寿命长是PogoPin连接器区别于其它型连接器的优良特质。同时，Pogo Pin与探针同属一脉；是探针的部分发展方向(如精密电传感器探针...广泛应用在智能控制上。如汽车传感、AI遥感、红外传感等控制元件)。简单的比喻：Pogo Pin的针头元件，就是一个简单的探针。

Pogo Pin连接器是一种弹簧针连接器。其作为电器连接的部件，本身必须低的阻抗及高的稳定性。非工作态时，Pogo Pin处于松放自由平直状态。导通传输(工作)状态时，Pogo Pin收紧压缩(触滑)。

Pogo Pin由针头、针管及弹簧(可不备弹珠)构成。3个部件为了达成低的阻抗，一般都采用独自零件滚镀硬金办法。之后针头与针管相互铆合进行组配成为一个整体部件。针头及针管常用铜合金材质，弹簧(及弹珠)常用不锈钢或铍铜材质。弹珠作为弹簧与针头的触媒，并作为承受大电流设计的结构材料。工作状态时，针头与针管内桶壁相互间产生剪切型“正向力”。弹簧针连接器Pogo Pin自身的接触电阻要求很低：30～50毫欧姆内。正向力较小时，软金具有最小的接触电阻，其次是金钯，硬金，钯，钯镍。正向力较大时，里层的电阻率是接触电阻的主导因素；化学镀镍常因含夹杂及晶相粗大导致接触电阻不佳，远大于电解镀镍阻抗。正向力较小时，表层导电是瓶颈。正向力较大时，里层导电是瓶颈。由于采用触滑紧压弹放，故材料间的磨损控制也很重要。滚镀处理对于无内孔部件而言不会产生死角(缺陷)，都有镀敷层；但是滚镀对于需要保证内孔(壁里)里一定确保敷镀层的质量(强度、硬度、厚度)需求时，常被诟病、不能胜任。比如Pogo Pin内壁镀层要求：针管往里2.5mm内内壁的镀金0.75微米。实际外围超过1微米硬金都远不足要求。用于接插导电的硬金镀层，德国博世集团要求为≥HV140(金钴、金铁铟)或≥HV120(金镍)。提高金硬度可提高耐磨损性能；但提高金硬度也增加接触电阻。提高金硬度增加金的脆性，诱发磨料磨损机制，降低磨损性能。此外：硬金不适合运用在工作温度125°以上的场合。另外：在H2S气氛；高温高湿的场合；采用钯合金是胜任的。电镀PNP钯镍硬度多在450HV以上。PCP钯钴，硬度多在400～450HV。电镀纯钯PDP，250～350HV。镀钯常用于镀银层防变色，以及镀银后上金的中间阻隔镀层(防止银金间热扩散为合金)。钯属贵金属，可以直接镀在铜或银的表面。无电化学镀，钯金属具有一定的催化活性。钯镀层可以钎焊，接触电阻也很小。电子工业中为提高无线电元件及波导器件在工作中的耐磨性，提高滑动接触元件的接触可靠性，也广泛应用镀钯工艺。进10年，无氰环保化学沉金的研究与应用获得了丰硕成果；以其技术无电化学沉积晶相极其细小并且可控生长的化学沉金层，如是作为内腔镀层、匹配于钯金之上，将会使得部品运用更加稳定及可靠。电镀钯效率为70～90％；镀钯过程中伴有氢的析出。电镀薄钯时需要注意渗氢，防止镀件发生氢脆而影响力学性能。

用于Pogo Pin的铜合金硬度，需要大于400HV.这样。(电镀后)总成的部品：面心及体心硬度，均需求大于HV160。