PCB连接器的引脚镀层材料的耐用性

引脚排针是PCB中常见的组件之一，但它们有一个经常被忽视的规格：镀层材料。你在PCB引脚排针、连接器、弹簧针和通孔柱上看到的材料只是一个镀层，它被沉积在提供主要结构特性的基础金属上。虽然这看起来像是一个小细节，但引脚镀层是引脚连接可靠性的一个重要决定因素，就像它在PCB的表面层一样。

对于大多数应用，使用简单的锡镀层连接器引脚，这些从可靠性的角度来看是可以接受的。当需要更高的机械可靠性时，考虑下面显示的镀层选项。许多连接器制造商在其产品上提供这些镀层材料，包括现成的带罩连接器和用于电缆组件的压接触点。

电连接器的镀层材料

连接器引脚倾向于有5种不同的镀层选项：锡、锡铅、金、银或黄铜。还有一些连接器使用特殊的镀层材料，例如含有镍或钯的合金，类似于ENIG/ENEPIG。

对于基础材料，常见选项是黄铜或磷青铜，尽管当需要更高强度连接时，更坚固的连接器基础材料是不锈钢。

现在我们已经介绍了材料选项，让我们更深入地了解镀层材料。

锡镀层

这是最常见且成本效益最高的镀层选项，通常用于引脚排针和连接器引脚，典型的基础材料是黄铜。锡在暴露于空气时会形成氧化层，并且在暴露于腐蚀剂时会进一步腐蚀。锡镀层的一些好处：

• 它易于与基于锡的焊膏或焊线焊接
• 镀层厚（数百微米），允许多次插拔
• 锡是成本最低的镀层选项之一

虽然锡连接器引脚可以有高插拔次数评级，但由于摩擦，镀层仍然可能磨损，这是镀层沉积可能非常厚的原因之一。锡还有可能经历晶须形成，就像你会在PCB上的锡镀层中发现的那样。除非引脚非常密集，否则连接器引脚上的晶须问题不那么重要。

金镀层

金镀层是一个更昂贵的选项，提供了一些比其他镀层更耐用的好处。金镀层用于引脚排针、连接器引脚和插座，以及弹簧针/插座对。尽管金是一种软金属，但它也是一种贵金属，这使得它比锡更能抵抗腐蚀。

• 插接区域的接触电阻低
• 在镍种子层上的薄镀层（数十微米）
• 低摩擦克服了金的低硬度，确保多次插拔
• 比锡具有更高的耐腐蚀性

您可能已经使用过像这样的Harwin镀金针脚排针。[Octopart上的产品链接]

钯有时被用作金的替代品，尽管它在商业产品中并不常见。一些提供电镀服务的公司会提供钯作为一个选项，它比金更耐用，而成本增加不多。

锡铅电镀

因为无铅电镀不符合航空航天或其他高可靠性要求，锡铅通常被用作PCB电镀、元件引脚电镀和焊接。锡铅可以形成更强的焊点，且铅的存在抑制了电镀和焊点中的须状晶生长。

• 高可靠性，易于焊接
• 厚电镀（数百微米）和高硬度，允许多次插拔
• 对许多基材（黄铜、不锈钢等）来说是低成本的电镀选项
• 比无铅电镀更好的耐腐蚀性

尽管无法符合RoHS指令，但在航空航天等高可靠性应用中，直到无铅电镀选项能够被证明符合性能和资格标准之前，仍将需要锡铅电镀。

银电镀

银虽然不常见，但它确实提供了与镀银焊料更好的兼容性，在焊接过程中形成类似的金属间化合物。它还提供了原生金属电镀中最低的接触电阻，因此可以在需要更高可靠性的高电流密度应用中使用。

• 在接触区域内可能的最低接触电阻
• 在基材或种子层上的薄电镀（数十微米）
• 低摩擦克服了银的低硬度，确保多次插拔

就像PCB上的银表面电镀一样，银电镀的连接器引脚随时间积累会变色。如果需要焊接镀银组件，则必须在收到板/组件的几个月内完成，否则变色会降低焊点的强度。

示例银化压接触点，用于线缆连接，可从Jameco购买。

选择性电镀

一些针脚头和穿孔安装的针脚可能会进行选择性电镀，其中两种不同的电镀用于连接器引脚的不同部分。例如，在针脚头中，一些产品可能只在连接器引脚的尖端进行金电镀，而焊接点可能是锡或锡铅电镀。这将在连接器基座提供锡铅焊接的可靠性，同时在暴露的导电引脚上提供金电镀的抗腐蚀性。

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