连接器端子镀层

来源：线束世界•作者：线束世界-Jimmy•2022-04-24 09:20

今天聊聊汽车插件的电接触，主要是弹性元件的镀层；这个话题在之前的文章里也陆陆续续的聊过，之所以再次单开一篇文章来l聊聊，是因为在我看来，随着整车的更高的智能化、更大的功率的应用，对连接器，尤其连接的稳定性和可靠性要求越来越高，我们看之前很多次的汽车召回也经常看见因为连接器的接触的问题，连接器的厂商应多在这方便做更深层次的基础研究；

接触系统一般由与公端子、母端子、弹性元件构成，一般公母端子为黄材料，而弹性元件需要具有更大的弹性，一般为弹性更好的铍青铜一类合金铜材料，具有比较低的松弛，这个能确保整个使用周期内能够提供稳定的接触法向力。

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对于汽车连接器而言，要能满足苛刻的复杂应用环境同时要保持良好的性能，对于连接器厂商而言，需要关注很多方面，比如连接器最核心的电接触系统；而端子的稳定性直接决定了连接器的可靠性和耐久性，对于接触端子，我们需要考虑很多方面，比如其接触的形状结构，比如圆形的还是矩形片式的，比如有效的接触点的数量，比如插拔的法向力确定，以及接触端子的材料选择，弹性件材料的选择，它的机械热松弛等。

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端子结构的类型各家都有自己的代表技术，对于越来越大的电流，比如高达500A的充电电流，就需要充电插口和连接器有更大的载流能力，同样端子也需要更大的载流能力，对于充电口，受标准的外形限制，目前大家主流上采用双曲线绕组的形式较多，重要的原因还是因为双曲线的结构可以提高较多的电触点以及较稳定的触点接触力，最早的这种双曲线的形式要追溯到1950年的法国人Francois Bonhomme发明的一种用于铁路电源的连接器，当时主要是为了解决端子在轨交的冲击和振动下不能保持稳定的电气接触，当然当时的绕组是以线网形式呈现，它的两端设计结构还是比较复杂的，这就是我们后来所说的线簧，后来这种技术在上个世纪六七十年代被广泛用于医疗、军事等领域，美国当年的航空技术上同样也采用了该技术，后来这种双曲线的设计思路被广泛的应用和改造，就包括我们现在大量用在直流充电口里双曲线的端子设计结构，当然这个不是我们今天主要话题，不同的结构设计还是需要从自身的需求出发。

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对于电接触而言，除了关于弹性件而言，我们也关注容易被忽视的一个点，那就是镀层

接触端子会被应用在更高的电流更复杂的环境下，比如更高的湿热环境，所以电接触需要非常好的导电性和导热性，当然在插拔的过程中也需要更低的摩擦和磨损，因为高摩擦磨损会增加其薄膜电阻，所以一般我们需要在基材上增加金属镀层来降低这种影响，提高更好的接触；

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目前各种连接器表面的镀层的类型非常多，当然其成本和应用有所不同，一般来说贵金属的，比如镀金、镀银等被用于更大功率更重要的电接触场合，而镀锡等则被用于一些较小功率及一些消费类连接器中，比如在高压连接器里往往是铜基材上会进行裸铜、镀镍、镀银等用于保证更好的导电性能时还能提供更高的耐磨性；相比金钯的昂贵，镀银是很多大电流的连接器的镀层最理想的选择，因为它具有所有金属中最高的导电性和导热性，当然银对含硫物质比较敏感，会形成硫化银，而这种硫化银形成的表层在高压高流下是会被击穿掉的，（大电流不仅会击穿硫离子，一些其它灰尘下的离子也会被击穿，较大的电流是具有“自清洁功能”的，所以我们经常说连接器上有“灰”那是一种不太专业的说法）但是当电流电压较小时则不会，会影响接触的可靠性，所以镀银一般都是用在较大电流的接触中，所以这个地方对于很多镀银的大电流连接器的应用储层要尽量避免含硫较多的环境（比如一些硫化橡胶件）

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常见的接触镀层

Contact plating material options for electronic connectors A comparison of hard gold and hard gold flashed palladium-nickel (80/20)

其实针对越来越大电流的充电口端子，目前插拔次数是要求不低于10000次其实这种插拔次数最直接的影响就是镀层及基材的磨损，而这种磨损更大的程度是镀层的磨损损坏的影响，其实在导体通过很大电流时，产生的焦耳热对磨损本身不会造成实质性的破坏，更多的还是无电流下的磨损影响比较大，目前很多连接器同行开始把银石墨烯合成材料用于银镀层的使用，利用石墨烯的导电性和导热性和银进行结合使用，它们结合了银的导电性能和石墨的自润滑优势，石墨的加入可作为润滑剂，将配合期间接触区任何部分的磨损降至很常低的程度，这种新的镀层的应用可以大大提高其耐磨性，可以把大电流端子的插拔次数做到20000~50000次，同时在不增加端子的尺寸前提下，最大程度的带走热量提供更大的载流能力；

Tribology of Metal-Graphite Composites

TENDUR is TE Connectivity(TE)'s new surface plating developed

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