[发明专利]用于电触点的腐蚀保护系统和方法

说明书

一种用于抑制诸如电触点的金属部件中的腐蚀的方法，包括：提供部件(10)，其中部件包括第一金属层、沉积在第一金属层上的第二金属层、沉积在第二金属层上的至少一个附加金属层，以及在所述至少一个附加金属层的最上层上的电活性接触区域(12)；以及在围绕电活性接触区域的至少一个预定位置中在部件中形成缺陷(20)，其中缺陷穿过所述至少一个附加金属层以暴露第二金属层、穿过所述至少一个附加金属层和第二金属层以暴露第一金属层，或者其组合。

技术领域

所描述的发明总体上涉及腐蚀保护和抑制系统和方法，并且更具体地涉及用于为电触点提供腐蚀保护的系统和方法，该电触点特别是镀有诸如金的贵金属的电触点。

背景技术

在电子行业中使用金和其他贵金属一直是许多行业领域中复杂数字电子器件和设备的开发和扩展使用的持续方面。据估计，电子行业每年使用多达320吨的金用于计算机、移动电话、平板电脑和其他电子装置。对于电子器件应用，金提供在高温或低温下的导电性、延展性和耐腐蚀性的综合特性。就其在电子器件中的应用而言，耐腐蚀性是金的最重要特性之一。金的耐腐蚀性提供了原子清洁的金属表面，所述金属表面具有接近于零的电接触电阻，而金的高导热性确保当金用于电触点时快速散热。通过使用镀金工艺将金包含在各种电子器件中，并且镀金主要使用在开关、继电器和连接器的电触点上。

镀金通常用于电子器件、特别是电连接器和印刷电路板中，用于在铜合金或其他基底金属上提供耐腐蚀的导电层。通过直接镀金的铜，铜原子趋于通过金层扩散，导致其表面失去光泽并形成氧化物和/或硫化物层。在镀金之前，通常将一层合适的阻挡金属(通常为镍)沉积在基底上。该镍层为金层提供机械背衬，由此改善其耐磨性并降低在金层中可能存在的孔处发生的腐蚀的严重性。镍层和金层都可以通过电解或无电镀工艺进行镀覆。

对于需要可靠性的电子器件中的连接器应用，应该屏蔽任何可分离的接触界面以免环境恶化。将金应用到可分离连接器的界面上为该部件提供了长的、稳定的且非常低的接触电阻。诸如高湿度位置的腐蚀性环境或含有腐蚀性污染物(诸如氯，或硫或氮的气态氧化物)的环境将侵蚀和降解诸如镍和下面的铜合金基底的金属，并且这种腐蚀将干扰电接触。金在这些条件下不会分解；然而，如果镀金太薄或多孔，则镍和铜基腐蚀产物可能会从金层中的小的不连续处散发出来，因此在适当的厚度下应用镀层以获得完全保护并利用合适的下层金属是很重要的。确定正确的镀金厚度取决于电子部件的应用。通常，在最小1.3微米(50微英寸)的镍上，0.8微米(micrometer)(也称为micron)(30微英寸)的硬金涂层赋予了一定程度的耐久性，认为这对于大多数连接器应用是足够的。增加金涂层的厚度趋于降低孔隙率，这降低了触点对孔隙腐蚀的脆弱性。

为了避免铜或铜合金基底上特别是在腐蚀性环境中的镀金劣化，应在下层的优质金属(诸如镍)上进行镀金。对于镀金表面，下层镍将起到以下作用：(i)孔隙腐蚀抑制剂(例如，作为底板的镍通过镀金的薄区域中的孔隙抑制腐蚀)；(ii)腐蚀蠕变抑制剂(即，镍提供阻止腐蚀迁移到金表面上的阻挡物)；(iii)扩散阻挡物(即，镍防止其他金属(如铜或锌)扩散到金表面中)；和(iv)用于接触表面的机械支撑下层(即，镍增加镀金的耐磨性)。孔隙腐蚀可以是固有的(即，电镀或随后的制造过程的作用)或外在的(使用环境的作用)。由于薄层贵金属保护或由于插入周期导致的界面磨损，这种孔隙或缺陷是不可避免的。因此，一直需要一种用于防止镀有金或其它贵金属的电触点中的孔隙腐蚀和腐蚀蠕变的系统和方法。

发明内容

以下提供了本发明的某些示例性实施例的概述。该概述不是全面综述，并且不旨在表示本发明的关键或重要的方面或元素或阐明其范围。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于抑制诸如电触点的金属部件中的腐蚀的第一方法。该方法包括：提供部件，其中，该部件包括第一金属层、沉积在第一金属层上的第二金属层、沉积在第二金属层上的至少一个附加金属层，以及在所述至少一个附加金属层的最上层上的电活性接触区域；以及在围绕电活性接触区域的至少一个预定位置中在部件中形成缺陷，其中，缺陷穿过所述至少一个附加金属层以暴露第二金属层、穿过所述至少一个附加金属层和第二金属层以暴露第一金属层，或者其组合。