CN215856392U - 一种耐腐蚀钯镍组合镀层 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种耐腐蚀钯镍组合镀层，包括底层、中间层和表层，所述中间层设置于底层的上表面，所述表层设置于中间层的上表面，所述底层为镍底层，所述中间层为铂金镀层，所述表层包括钯镍镀层以及设置于钯镍镀层上表面的硬金层，所述钯镍镀层的下表面与铂金镀层贴合。本实用新型的钯镍组合镀层结构简单，只用镍层作为底层，且不使用复杂的组合中间层，只使用单一铂金作为中间层，并且不需要使用昂贵的銠钌镀层，其工业化实施容易，电镀成本降低，且有良好的耐阳极电解腐蚀能力和耐磨损性能。

Description

一种耐腐蚀钯镍组合镀层

技术领域

本实用新型涉及电镀技术领域，尤其公开了一种的耐腐蚀钯镍组合镀层。

背景技术

在电子工业，特别是手机行业，Type C和Micro-USB充电口连接器的充电应用中，因为水分，汗液或盐水等液态腐蚀介质进入而阳极信号针端子发生非常明显的阳极电解腐蚀，直至镍底层和铜合金基材被严重腐蚀而影响充电功能的应用失效问题，近年来是业界关注的重点。

从2016年起，銠钌镀层(RhRu)被引入Type C和Micro-USB充电口连接器的端子电镀工艺中，并非常显著地改善了盐水阳极电解腐蚀耐蚀性能。但銠(Rh)的价格持续攀升，从2016年的均价USD663/Ounce增高到2021年的均价USD2066/Ounce，涨幅超过300％，因而极大程度影响了电镀成本。为降低电镀成本并维持盐水阳极电解腐蚀耐蚀性能不变，手机行业又引入铂金(Pt)镀层，使用铂金组合镀层，或铂金(Pt)与銠钌(RhRu)的组合镀层来降低电镀成本，采用的组合镀层复杂，一般超过5种镀层，一些现有技术完全不使用銠钌合金，而采用铜(Cu)，镍(Ni)，镍钨(NiW)，金(Au)，银(Ag)，钯镍(PdNi)与铂金(Pt)或铂钌(PtRu)合金镀层的不同组成而实现降低成本并维持很好的盐水阳极电解腐蚀耐蚀性能，采用的组合镀层复杂，一般超过5种镀层，甚至采用超过7个镀层的多层铂金的复杂工艺，这样电镀生产线设计复杂，工艺流程非常长，工业化实施很困难。

虽然镍底层在电子业界是最便宜和最简单的底镀层，但因为普遍使用的半光亮镍孔隙率很高而无法确保上面的銠钌，铂金或铂钌合金镀层无孔隙，进而显著影响盐水阳极电解腐蚀耐蚀性能。因此现有技术中，采用非常复杂的底层组合如NiW，Cu+NiW，或Cu+Ni+NiW作为底层。NiW是非晶态无孔隙镀层，但需要使用美国Xtalic Corporation公司的专利NiW电镀液药水及添加剂，双脉冲技术及相应的双脉冲整流器，成本高昂。在现有技术中，也采用了Au，Ag，PdNi等或其不同组合作为中间镀层，然而这些中间镀层中除PdNi外，其它镀层均完全不耐盐水阳极电解腐蚀。而电子工业使用的PdNi镀层中钯含量只有70％～90％wt，一般控制在75％～85％wt，其耐受盐水阳极电解腐蚀的能力也很有局限。因此从成本控制和工艺简化的角度来看，这些专利技术及其镀层组合规格太过复杂，有待进一步改善。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本实用新型的目的在于提供一种耐腐蚀钯镍组合镀层，该钯镍组合镀层结构简单，可用于附着于产品的基材表面，具有良好的盐水阳极电解腐蚀耐蚀性能，其工业化可实施性高，显著降低电镀成本。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种耐腐蚀钯镍组合镀层，包括底层、中间层和表层，所述中间层设置于底层的上表面，所述表层设置于中间层的上表面，所述底层为镍底层，所述中间层为铂金镀层，所述表层包括钯镍镀层以及设置于钯镍镀层上表面的硬金层，所述钯镍镀层的下表面与铂金镀层贴合。

进一步的，所述表层还包括设置于硬金层上表面的润滑涂层。

进一步的，所述镍底层为无孔镍底层。

进一步的，所述无孔镍底层的厚度为1.0～10.0μm。更进一步的，所述无孔镍底层的厚度为2.0～5.0μm。

进一步的，所述铂金镀层的厚度为0.25～0.5μm。

进一步的，所述钯镍合金镀层的厚度为0.8～3μm。

进一步的，所述硬金层的厚度为0.025～0.25μm。更进一步的，所述硬金层的厚度为0.05～0.08μm。

进一步的，所述耐腐蚀钯镍组合镀层还包括连接层，所述连接层的下表面用于与基材贴合，所述连接层的上表面与底层贴合。

进一步的，所述连接层为镍连接层、锌连接层或氰化碱铜连接层。

本实用新型的有益效果：本实用新型的钯镍组合镀层结构简单，只用镍层作为底层，且不使用复杂的组合中间层，只使用单一铂金作为中间层，并且不需要使用昂贵的銠钌镀层，其工业化实施容易，电镀成本降低，且有良好的耐阳极电解腐蚀能力和耐磨损性能。

附图说明

图1为实施例1的耐腐蚀钯镍组合镀层的结构示意图。

图2为实施例2的耐腐蚀钯镍组合镀层的结构示意图。

图3为实施例3的耐腐蚀钯镍组合镀层的结构示意图。

附图标记为：1-基材层、2-镍底层、3-铂金镀层、4-钯镍镀层、5-硬金层、6-润滑涂层、7-连接层。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本实用新型的限定。

实施例1

如图1所示，一种耐腐蚀钯镍组合镀层，包括底层、中间层和表层，所述中间层设置于底层的上表面，所述表层设置于中间层的上表面，所述底层为镍底层2，所述中间层为铂金镀层3，所述表层包括钯镍镀层4以及设置于钯镍镀层4上表面的硬金层5，所述钯镍镀层4的下表面与铂金镀层3贴合。所述底层用于贴合于基材层。

本实用新型的钯镍组合镀层，简化底层和组合底层，只用镍层作为底层，且不使用复杂的组合中间层，只使用单一铂金作为中间层，并且完全不使用昂贵的銠钌镀层，这样规格简化，工业化实施容易，电镀成本降低；本实施例的钯镍组合镀层具有良好的耐阳极电解腐蚀能力和耐磨损性能，可设置于电子产品或者其他产品的基材表面，提高产品的耐腐蚀性，延长其使用寿命。

本实用新型底层为无孔镍底层2，因为无孔隙镍耐蚀性优异，无孔镍层有助于完全消除其上的中间镀层-铂金镀层4的孔隙，进而显著提升盐水阳极电解腐蚀耐蚀性能。无孔镍底层2的厚度范围为1.0～10.0μm，优选为2.0～5.0μm。更进一步的，所述无孔镍底层2为无硫无孔镍底层2。

本实用新型仅使用单一铂金镀层3作为中间镀层，其厚度范围可以很薄，优选为0.25～0.5μm。因为使用无孔底镍，所以即使铂金镀层3仅为0.25μm，也可以做到完全无孔隙，进而提供非常优异的盐水阳极电解腐蚀耐蚀性能。以手机行业的TypeC和Micro-USB充电口的端子为例：对于在手机行业的TypeC和Micro-USB充电口的端子连续高速电镀应用，铂金层3厚度建议越低越好，最好<＝0.5μm，否则需要设计超过15m有效长度的铂金电镀子槽(铂金电镀工站总长度将达到26m)来获得需要的高厚度，比如0.8～1.2μm。这样使得整条连续镀产线非常长，需要的场地也非常长，产品在电镀行走过程中需要的拉力大，承受的张力也大，容易变形，不利于后续的自动化注塑和组装。本实用新型仅使用<＝0.5μm的低厚度铂金作为中间镀层，既可以获得较长的盐水阳极电解腐蚀高耐受性能，又可以将铂金电镀子槽的有效长度降低到7.5m(铂金电镀工站总长度13m)而避免场地局限和高张力易变型等缺点，不会影响后续自动化注塑和组装制程，同时也显著降低了电镀成本。

本实用新型使用高耐蚀钯镍合金作为表层。钯镍镀层4具有良好的盐水阳极电解腐蚀耐蚀能力。钯镍镀层4的厚度范围为0.8～3μm，厚度越厚，盐水阳极电解腐蚀耐蚀能力越强，但厚度过大易造成成本过高，且产品尺寸过大。

本实用新型通过在钯镍镀层4的表面镀一层硬金层5来改善和保持应用过程中需要的电性能。因为钯和钯镍镀层均为高催化活性的金属，在电子连接器的应用中，在连接器的高次数滑动磨插和微动磨插的使用过程中，会因为钯镍镀层的强催化活性而快速产生有机聚合物使电性能逐渐衰竭，进而最终导致开路等应用失效，本实施例通过将硬金层5附着于钯镍镀层4的表面，使得镍镀层4不作为最外层电接触直接使用。硬金层5的厚度为0.025～0.25μm，优选为0.05～0.08μm。本实施例通过采用上述结构，其主要作用如下：防止高温应用环境下钯镍的钝化，并保持与传统硬金电镀一样的低和稳定的接触电阻；作为固体润滑剂附着在钯镍镀层表面，降低磨插系数，并获得优异的耐磨性能；避免钯镍镀层直接暴露给磨插界面，可以最小化滑动磨插和微动磨插过程中有机聚合物的产生，并维持在长时间应用过程中的良好的电性能。

实施例2

如图2所示，一种耐腐蚀钯镍组合镀层，包括底层、中间层和表层，所述中间层设置于底层的上表面，所述表层设置于中间层的上表面，所述底层为镍底层2，所述中间层为铂金镀层3，所述表层包括钯镍镀层4以及设置于钯镍镀层4上表面的硬金层5，所述钯镍镀层4的下表面与铂金镀层3贴合。

进一步的，所述镍底层为无孔镍底层2。进一步的，所述无孔镍底层2的厚度为1.0～10.0μm。优选为2.0～5.0μm。无孔隙镍耐蚀性优异，可显著提升盐水阳极电解腐蚀耐蚀性能。

进一步的，所述铂金镀层3厚度为0.25～0.5μm。其厚度范围可以很薄，既可以获得较长的盐水阳极电解腐蚀高耐受性能，同时也显著降低了电镀成本。

进一步的，所述钯镍合金镀层4的厚度为0.8～3μm。钯镍镀层4具有良好的盐水阳极电解腐蚀耐蚀能力，厚度越厚，盐水阳极电解腐蚀耐蚀能力越强。

进一步的，所述硬金层5的厚度为0.025～0.25μm。优选为0.05～0.08μm。硬金层5可以防止高温应用环境下钯镍的钝化；并获得优异的耐磨性能；避免钯镍镀层直接暴露给磨插界面，可以最小化滑动磨插和微动磨插过程中有机聚合物的产生，并维持在长时间应用过程中的良好的电性能。

进一步的，所述表层还包括设置于硬金层上表面的润滑涂层6。润滑涂层6涂覆于硬金层5的表面，可进一步提升和改善耐磨性能和防止微动磨插腐蚀。所述润滑涂层6采用润滑油可以为全氟聚醚类(PFPE)、聚苯醚类(PPE)、长链碳氢油，氟碳醚类(FCE)等。所述全氟聚醚类(PFPE)、聚苯醚类(PPE)、长链碳氢油，氟碳醚类(FCE)为现有技术中存在的材料，这里作为应用。涂覆润滑油后，因明显改善耐磨性能以及对功能区的磨损和破坏程度较少，进而能较好地保持了插拔后的盐水阳极电解腐蚀耐蚀能力。

实施例3

如图3所示，一种耐腐蚀钯镍组合镀层，包括底层、中间层和表层，所述中间层设置于底层的上表面，所述表层设置于中间层的上表面，所述底层为镍底层2，所述中间层为铂金镀层3，所述表层包括钯镍镀层4以及设置于钯镍镀层4上表面的硬金层5，所述钯镍镀层4的下表面与铂金镀层3贴合。

进一步的，所述镍底层为无孔镍底层2。进一步的，所述无孔镍底层2的厚度为1.0～10.0μm。优选为2.0～5.0μm。无孔隙镍耐蚀性优异，可显著提升盐水阳极电解腐蚀耐蚀性能。

进一步的，所述铂金镀层3厚度为0.25～0.5μm。其厚度范围可以很薄，既可以获得较长的盐水阳极电解腐蚀高耐受性能，同时也显著降低了电镀成本。

进一步的，所述钯镍合金镀层4的厚度为0.8～3μm。钯镍镀层4具有良好的盐水阳极电解腐蚀耐蚀能力，厚度越厚，盐水阳极电解腐蚀耐蚀能力越强。

进一步的，所述硬金层5的厚度为0.025～0.25μm。优选为0.05～0.08μm。硬金层5可以防止高温应用环境下钯镍的钝化；并获得优异的耐磨性能；避免钯镍镀层直接暴露给磨插界面，可以最小化滑动磨插和微动磨插过程中有机聚合物的产生，并维持在长时间应用过程中的良好的电性能。

进一步的，所述表层还包括设置于硬金层上表面的润滑涂层6。润滑涂层6涂覆于硬金层5的表面，可进一步提升和改善耐磨性能和防止微动磨插腐蚀。

进一步的，所述耐腐蚀钯镍组合镀层还包括连接层7，所述连接层7的下表面与基材贴合，所述连接层7的上表面与底层贴合。

本实施例中，采用的基材为不锈钢或钨合金基材，所述连接层7为镍连接层。在基材上预镀镍连接层再镀镍底层2，可确保基材层1与镍底层2具有良好的结合力。

实施例4

一种耐腐蚀钯镍组合镀层，包括底层、中间层和表层，所述中间层设置于底层的上表面，所述表层设置于中间层的上表面，所述底层为镍底层2，所述中间层为铂金镀层3，所述表层包括钯镍镀层4以及设置于钯镍镀层4上表面的硬金层5，所述钯镍镀层4的下表面与铂金镀层3贴合。

进一步的，所述镍底层为无孔镍底层2。进一步的，所述无孔镍底层2的厚度为1.0～10.0μm。优选为2.0～5.0μm。无孔镍底层采用无孔隙镍层，耐蚀性优异，可显著提升盐水阳极电解腐蚀耐蚀性能。

进一步的，所述铂金镀层3厚度为0.25～0.5μm。其厚度范围较薄，既可以获得较长的盐水阳极电解腐蚀高耐受性能，同时也显著降低了电镀成本。

进一步的，所述钯镍合金镀层4的厚度为0.8～3μm。钯镍镀层4具有良好的盐水阳极电解腐蚀耐蚀能力，厚度越厚，盐水阳极电解腐蚀耐蚀能力越强。

进一步的，所述硬金层5的厚度为0.025～0.25μm。优选为0.05～0.08μm。硬金层5可以防止高温应用环境下钯镍的钝化；并获得优异的耐磨性能；避免钯镍镀层直接暴露给磨插界面，可以最小化滑动磨插和微动磨插过程中有机聚合物的产生，并维持在长时间应用过程中的良好的电性能。

进一步的，所述表层还包括设置于硬金层上表面的润滑涂层6。润滑涂层6涂覆于硬金层5的表面，可进一步提升和改善耐磨性能和防止微动磨插腐蚀。

进一步的，所述耐腐蚀钯镍组合镀层还包括连接层7，所述连接层7的下表面与基材贴合，所述连接层7的上表面与底层贴合。

本实施例中，采用的基材为镁合金或铝合金基材，所述连接层7为锌连接层。制备时，在基材上预先进行浸锌处理，基材的表面预先形成锌连接层，再镀镍底层2可确保基材层1与镍底层2具有良好的结合力。

实施例5

一种耐腐蚀钯镍组合镀层，包括底层、中间层和表层，所述中间层设置于底层的上表面，所述表层设置于中间层的上表面，所述底层为镍底层2，所述中间层为铂金镀层3，所述表层包括钯镍镀层4以及设置于钯镍镀层4上表面的硬金层5，所述钯镍镀层4的下表面与铂金镀层3贴合。

进一步的，所述镍底层为无孔镍底层2。进一步的，所述无孔镍底层2的厚度为1.0～10.0μm。优选为2.0～5.0μm。无孔隙镍耐蚀性优异，可显著提升盐水阳极电解腐蚀耐蚀性能。

进一步的，所述铂金镀层3厚度为0.25～0.5μm。其厚度范围较薄，既可以获得较长的盐水阳极电解腐蚀高耐受性能，同时也显著降低了电镀成本。

进一步的，所述钯镍合金镀层4的厚度为0.8～3μm。钯镍镀层4具有良好的盐水阳极电解腐蚀耐蚀能力，厚度越厚，盐水阳极电解腐蚀耐蚀能力越强。

进一步的，所述硬金层5的厚度为0.025～0.25μm。优选为0.05～0.08μm。硬金层5可以防止高温应用环境下钯镍的钝化；并获得优异的耐磨性能；避免钯镍镀层直接暴露给磨插界面，可以最小化滑动磨插和微动磨插过程中有机聚合物的产生，并维持在长时间应用过程中的良好的电性能。

进一步的，所述表层还包括设置于硬金层上表面的润滑涂层6。润滑涂层6涂覆于硬金层5的表面，可进一步提升和改善耐磨性能和防止微动磨插腐蚀。

进一步的，所述耐腐蚀钯镍组合镀层还包括连接层7，所述连接层7的下表面与基材贴合，所述连接层7的上表面与底层贴合。

本实施例中，采用的基材为锌或锌合金压铸基材，所述连接层7为氰化碱铜连接层。制备时，在基材上预镀氰化碱铜，基材的表面预先形成氰化碱铜连接层，再镀镍底层2可确保基材层1与镍底层2具有良好的结合力。

以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种耐腐蚀钯镍组合镀层，其特征在于：包括底层、中间层和表层，所述中间层设置于底层的上表面，所述表层设置于中间层的上表面，所述底层为镍底层，所述中间层为铂金镀层，所述表层包括钯镍镀层以及设置于钯镍镀层上表面的硬金层，所述钯镍镀层的下表面与铂金镀层贴合。

2.根据权利要求1所述的耐腐蚀钯镍组合镀层，其特征在于：所述表层还包括设置于硬金层上表面的润滑涂层。

3.根据权利要求1所述的耐腐蚀钯镍组合镀层，其特征在于：所述镍底层为无孔镍底层。

4.根据权利要求3所述的耐腐蚀钯镍组合镀层，其特征在于：所述镍底层的厚度为1.0～10.0μm。

5.根据权利要求3所述的耐腐蚀钯镍组合镀层，其特征在于：所述镍底层的厚度为2.0～5.0μm。

6.根据权利要求1所述的耐腐蚀钯镍组合镀层，其特征在于：所述铂金镀层的厚度为0.25～0.5μm。

7.根据权利要求1所述的耐腐蚀钯镍组合镀层，其特征在于：所述钯镍镀层的厚度为0.8～3μm。

8.根据权利要求1所述的耐腐蚀钯镍组合镀层，其特征在于：所述硬金层的厚度为0.025～0.25μm。

9.根据权利要求1所述的耐腐蚀钯镍组合镀层，其特征在于：还包括连接层，所述连接层的下表面用于与基材贴合，所述连接层的上表面与底层贴合。

10.根据权利要求9所述的耐腐蚀钯镍组合镀层，其特征在于：所述连接层为镍连接层、锌连接层或氰化碱铜连接层。

Images