Разработчики разъемов имеют широкий выбор покрытий для сильноточных применений, как из благородных, так и из неблагородных металлов. Важно оценить производительность, а также стоимостные аспекты. Отказы сильноточных контактов несколько отличаются от отказов сигнальных контактов, которые в данном случае связаны в первую очередь с потерей информации. Напротив, выход из строя сильноточного контакта может привести к таким катастрофическим последствиям, как пожар.
Серебро имеет самый высокий показатель электропроводности среди всех материалов, очевидно, что это важный фактор при рассмотрении способности контакта проводить ток. Серебро является «полублагородным» в том смысле, что, хотя образование оксидов и уменьшено, оно подвержено образованию потускневших пленок. Как и благородные металлы, серебро не разрушается в результате фреттинг-коррозии. Для электрических контактов можно ожидать успешной работы (несмотря на образование потускнения) при использовании рекомендованных нормальных сил и толщины покрытия.
Контактная площадка сильноточного контакта должна оставаться относительно холодной, определенно ниже температуры размягчения/плавления металла контакта, такого как серебро. Серебро размягчается при температуре около 180°С и плавится при температуре около 960°С. Важный параметр I2/F связывает требуемую нормальную силу с током так, что ни температура размягчения, ни температура плавления на границе раздела не будут достигнуты. По сути, значение I2/F становится мерой способности поверхности контакта выдерживать нагрев, где I – ток в амперах, а F – сила в ньютонах. Чем больше это значение, тем лучше качество контакта выдерживает ток. В следующей таблице представлена информация о ряде материалов контактного покрытия. Очевидно, что серебро – безусловно лучший выбор.
Как упоминалось ранее, пленки потускнения, вероятно, будут основным механизмом разрушения посеребренных контактов. При наличии сигнальных контактов и их, как правило, более низких значений нормальной силы по сравнению с сильноточными контактами, успешная работа может вызывать определенные опасения. Пленки потускнения на серебре легко разрушаются при умеренном контактном нормальном усилии. Эти потускневшие пленки несколько мягкие и проникают/смещаются с разумными значениями нормальной силы. Исследования контактов, проведенные Bell Telephone Laboratories, пришли к следующему выводу: сила от 1 до 2 Н обеспечит низкое и стабильное контактное сопротивление, несмотря на сульфидирование. Поэтому мы рекомендуем, чтобы нормальные силы для сильноточных посеребренных контактов составляли порядка нескольких сотен граммов.
Еще одним дополнительным свойством серебра является его способность к самовосстановлению, это означает, что серебро обладает способностью изменять контактный интерфейс и улучшать характеристики по мере деградации. По мере ухудшения качества контакта его контактное сопротивление увеличивается; при прохождении тока температура контактного интерфейса будет увеличиваться. В какой-то момент температура интерфейса достигнет точки размягчения серебра, при использовании рекомендованных нормальных сил неровности на контактном интерфейсе схлопываются сами по себе, тем самым увеличивая размер контактного интерфейса. Это приведет к уменьшению контактного сопротивления. Тот же механизм с неблагородным контактным покрытием, например оловом, может привести к дополнительной деградации и возможности термического выхода из-под контроля.
Рекомендуемая толщина покрытия серебра обычно составляет 125 микродюймов или более. Это обеспечивает достаточную толщину серебра для самовосстановления и устраняет проблему, связанную с тем, что долговечность серебра несколько ограничена. Чтобы процесс самовосстановления был эффективным, необходимо, чтобы потускнение не занимало всю толщину пластины. Можно рассмотреть возможность использования смазки, которая обеспечит повышенную долговечность и предотвращение потускнения.
Как правило, серебро совместимо с большинством контактных покрытий, и совместимость не должна быть проблемой – конечно, хорошо известное предупреждение и проблемы, связанные с соединением золота с оловом, не применимы. Среди материалов, выбранных для контактного покрытия, серебро считается несколько чувствительным к электромиграции. При определенных условиях результатом может стать образование металлической перемычки между соседними контактами, что приведет к чрезмерному сопротивлению утечки и/или потенциальному короткому замыканию.
Эксплуатация в условиях высокой влажности/конденсации влаги может стать проблемой. Условия, способствующие такому сбою, включают близко расположенные контакты (несколько десятков миллиметров или меньше) с материальным путем между ними (например, печатная плата), разность потенциалов постоянного тока между контактами около 1 В и необходимые условия высокой влажности. Рассмотрение параметров конструкции и применения должно указать, является ли электромиграция возможным механизмом сбоя – если это считается оправданным, следует провести правильно разработанное проверочное испытание.
© digitrode.ru