說說BMS裡聯結器的電鍍與微動腐蝕

鋅合金導電嗎

近來連續寫了四篇關於高壓方面的總結，想來大家都有些內容疲倦，所以就插入一些別的內容，其實我查標準查的也有點暈。

之前寫過一篇關於聯結器選型需求的，這次就再深入一些，集中一點，聊聊聯結器的電鍍與微動腐蝕。

聯結器大家都接觸過，BMS單板上的聯結器基本類似下圖這種（圖片來源於JST官網）。

按照實際的安裝方式，又可以分為以下幾種型別（圖片來源於住友官網）。

這些聯結器可以分為線端和板端兩個部分（也叫公端和母端），其中板端聯結器內部整合金屬PIN針；線端聯結器需要外部插入金屬接線端子後，再與板端聯結器對插，實現電氣連線；實際的接觸點就是PIN針與金屬接線端子相接觸（圖片來源於網路，圖中實際為線對線的接線端子，只是用做示意）；PIN針的另外一頭用於與PCB的固定。

PIN針或金屬接線端子，其本體材料一般為銅合金，例如銅鋅合金：導電性好，延展性佳，可塑性高；其他還有磷青銅、鐵、不鏽鋼等。本體材料的選取主要考慮彈性、導電性、耐疲勞性、抗腐蝕性等等因素。

電鍍：

實際上，一種金屬往往不能滿足聯結器的所有機械效能、電效能要求，所以在端子的本體上會再進行電鍍上另外一層金屬薄膜。

電鍍是利用電解原理在金屬表面附著上其他金屬材料薄層的過程，可以防止氧化、提高耐磨性、導電性、抗腐蝕、可焊性等作用。

聯結器端子、插針常用的金屬鍍層分為貴金屬鍍層和非貴金屬鍍層。

貴金屬鍍層例如金、鈀，它們在空氣中不容易被氧化；非貴金屬鍍層例如錫、銀、鎳等，它們在空氣中容易被氧化。

下圖為表面鍍金的端子示意圖（來源於https：//zhuanlan。zhihu。com/p/30266978）：端子除了本體銅合金外，上面又鍍了鎳，而鎳上又鍍了金；實際上，鎳通常作為貴金屬電鍍的打底材料，由於鎳具有很好的化學穩定性，為貴金屬鍍層下面提供了一層堅硬的支撐層，並保護端子基材與貴金屬層的遷移等。

鍍金是非常理想的設計方案，但由於成本問題，BMS上面聯結器很少選用，而用的更多的是鍍錫的聯結器（如下圖），它們外觀呈銀白色，可焊性和導電性好、成本低而被廣泛使用。

微動腐蝕：

微動腐蝕是鍍錫聯結器的一種很典型的失效模式，前面提到過，錫在空氣中很容易被氧化，而且氧化層還不導電，然而卻不影響正常使用，好神奇。

這是因為氧化層很脆，很容易被破壞；當線端聯結器插入板端時，由於端子間的摩擦力，很容易把接觸面上的氧化層破壞掉，漏出了錫層，進而可以正常導電。

然而，不幸的是，當完成互插後，由於振動或溫度導致的熱脹冷縮，端子的接觸面會發生微動的位移，錫接觸到了空氣，造成了接觸點的錫二次氧化，而這個氧化層是不容易被破壞掉的，這就會造成接觸面阻抗變大，造成連線不良，這個就叫做微動腐蝕；下面的動圖是其詳細的形成過程（來源於https：//www。te。com。cn/chn-zh/videos/industrial/the-micro-match-contact-system。html）。

總結：

這回是第一次認真瞭解並總結聯結器的工藝知識，感覺寫的很粗淺，一些拿不準的地方還是沒敢提（例如鍍錫的聯結器是否需要鎳打底），希望我自己繼續保持努力；最近要忙著除錯單板，我會盡量保證更新的質量與穩定；以上所有，僅供參考。