微电流镀金技术：继电器触点接触面处理的核心工艺

2025/08/29企业新闻新闻中心行业新闻 70

在现代电气系统中，继电器作为关键控制元件，其可靠性直接影响整个系统的性能。微电流环境下，继电器触点接触面的镀金处理技术更是确保长期稳定运行的核心工艺。

继电器是电气系统中最常见也是最重要的控制元件之一，其性能可靠性直接影响整个电路的正常运行。特别是在微电流应用场景中，如通信设备、医疗仪器和精密测量设备，对继电器触点的要求更为苛刻。

镀金技术作为继电器触点表面处理的核心工艺，通过在接触表面沉积一层微米级的金或金合金，能显著降低接触电阻，抑制氧化腐蚀，提高电接触的可靠性和使用寿命。

一、微电流环境下触点故障的机理与挑战

在微电流条件下，继电器触点面临的挑战与传统大功率应用有显著差异。微动磨损是导致电接触不可靠的主要原因之一。

根据研究，镀金接触对的微动磨损过程可划分为三个明显阶段：

金的完全保护阶段：接触电阻值在微动初期呈下降趋势，随后上升，但电阻值不高于初始电阻值，没有磨屑产生；
金的部分保护阶段：接触电阻高于初始接触电阻值并缓慢升高，微动区域的磨屑逐渐开始增多，成分主要为金；
金的保护失效阶段：包括接触电阻迅速上升和接触电阻振荡两个阶段。这时接触对中间充斥着大量氧化物，并出现大量磨屑，磨屑主要成分为金属氧化物以及少量金。

微电流环境下，即使微小的表面变化也可能导致信号传输失败。研究表明，镀金层厚度为0.2µm时，样片对金触头具有持续良好的微动性能，并能有效节省生产成本。

二、微电流触点镀金关键技术

1. 镀金工艺配方创新

传统的氰化镀金工艺因环境问题逐渐被淘汰，新型无氰镀金技术不仅环保，更能提高镀层性能。一种微型继电器触点、簧片镀金工艺方法采用了如下配方：

以金含量计6-14g/L的三氯化金；无水亚硝酸钠100-200g/L；柠檬酸钾30-100g/L；氯化钾30-90g/L；乙二胺四乙酸5-15g/L；七水硫酸钴0.5-5g/L；硝酸银0.01-0.3g/L。

这一配方获得的镀层致密度比原氰化镀金钴合金镀金高，镀层金的纯度达到99.99%，硬度在（110～120）HV之间。应用此工艺的产品接触电阻失效率下降95%，粘接失效率下降70%，镀层质量一致性提升80%。

2. 复合镀层技术

为进一步提高镀金层的耐磨性和使用寿命，复合镀层技术应运而生。金-碳化硅复合镀层是用电镀方法沉积在铜合金或其他金属基体上，复合镀层中弥散有占镀层体积0.1～10%、粒径小于0.5微米的SiC微粒。

这种金基复合镀层具有比纯金高的显微硬度，低的摩擦系数，接触电阻略大于金，但低于金合金，并且耐电浸蚀性、抗腐蚀及抗变色能力强。

3. 精密抛光预处理技术

镀金前的基底处理至关重要。黄梅县明瑞电子有限责任公司开发的继电器触点抛光机专利，通过电动辊带动砂带对金属片上的触点进行打磨，有效去除触点上的氧化层，使触点在镀银时的导电效果更好。

适当的预处理能为电镀提供更好的基底，提高镀层结合力和均匀性。

三、微电流触点镀金设备与工艺创新

专业的镀金设备是保证镀层质量的关键。一种双片状平行电极继电器接插件导电平面微镀修复装置展示了专业设备的设计思路。

该装置包括底座，底座上设置有一个托架，托架的顶面上开有通孔，通孔一侧固定有定位块，另一侧设有夹紧装置。通孔下方的底座上设置有镀液溢流收集杯、弹性导流组件和一对弹性顶杆组件。

这种设计通过双片状平行电极、弹性导流组件和微型电镀仪形成电镀回路，使电极与被电镀的表面间距易控制，确保了所镀银膜的厚度具有很好的一致性，而且电镀时间短，显著提高了修复效率。

四、镀金工艺的质量控制与性能评估

1. 镀层厚度控制

镀金层厚度直接影响触点的性能和使用寿命。过薄会导致保护不足，过厚则增加成本。研究表明，镀金层厚度为0.2µm时，既能保证持续良好的微动性能，又能有效控制生产成本。

2. 硬度与耐磨性

镀金层的硬度是衡量其耐磨性的重要指标。新型无氰镀金工艺获得的镀层硬度在（110～120）HV之间，介于传统氰化镀金钴合金（85～100）HV和氰化镀金镍合金（180～220）HV之间，提供了更好的综合性能。

3. 接触电阻稳定性

接触电阻的稳定性是评估微电流触点性能的关键指标。优质镀金触点应在整个使用寿命期间保持接触电阻的稳定。采用Au-SiC复合镀层的触点，在接触压力为10克，电流10-40毫安条件下，接触电阻≤5mΩ，在同样条件下，金的接触电阻为3.5mΩ，金-钴合金为7mΩ。

五、镀金触点的润滑保护技术

即使完成了优质的镀金处理，适当的润滑保护也能进一步延长触点寿命。微电流触点润滑脂以皂基稠化剂稠化合成油，并加有抗氧化、防锈蚀等多种添加剂精制而成，专为电子零件、通信器材、电器开关的电接触表面的润滑、抗磨损、防氧化而设计。

这种专用润滑脂具有多项优点：优异的润滑性和极低的摩擦系数，有效抑制电接触面的磨损；优良的抗氧化性和防电化学腐蚀，显著的防潮、防盐雾性能；对多种金属表面有保护作用，与大多数塑胶和弹胶体良好相容；良好的热稳定性，高温下不积炭，能降低电火花的产生。

六、先进镀金技术与未来发展趋势

1. 镀铂金技术

随着应用要求的提高，镀铂金技术在高端领域逐渐应用。镀铂金层能够形成致密的金属防护屏障，有效抑制基体金属的氧化腐蚀。在模拟太空辐射环境（剂量率100rad/h）下持续工作500小时，镀铂金处理的端子接触电阻波动小于5%，而传统镀金工艺产品的接触电阻波动则超过15%。

铂金的抗电弧侵蚀能力是银镀层的3～5倍，在继电器触点等需要频繁通断电流的场景中，镀铂金工艺可将触点寿命延长至10^7次以上，大幅提升设备的可靠性和使用寿命。

2. 纳米复合材料镀层

纳米技术的引入为电接触材料带来了新的可能性。使用镀金碳纳米管复合材料作为微机电系统（MEMS）开关的接触材料，显示出卓越的性能。

这些开关触点在MEMS继电器应用的典型条件下测试：负载电压为4V，接触力为1mN，负载电流在20-200mA之间变化。结果表明，接触电阻可在高达120亿次开关周期内保持稳定，比最先进的纯金触点高106个数量级。

3. 环保型镀金工艺

环保是现代电镀工艺不可忽视的要求。先进的镀铂金工艺研发严格遵循RoHS、REACH等国际环保标准，采用无氰化物的环保型镀液体系。通过优化电镀参数（如电流密度控制在2～5A/dm²，温度维持在40～60℃），实现铂金的高效沉积，镀层厚度均匀性控制在±5%以内，同时镀液回用率可达95%以上，明显降低了重金属排放和环境污染风险。

七、微电流触点镀金技术的应用案例

1. 5G通信模块领域

在5G基站的射频连接器中，镀铂金工艺被广泛应用于中心针和腔体表面处理。某通信设备厂商采用镀铂金工艺后，其28GHz频段连接器的驻波比从1.3降低至1.15，信号传输损耗降低了20%，同时在85℃/85% RH湿热环境下测试1000小时，镀层无起皮、变色现象，完全满足5G通信设备对高可靠性和高稳定性的要求。

2. 精密医疗器械领域

在心脏起搏器等植入式医疗设备中，电极触点的长期生物相容性和可靠性至关重要。铂金因其优异的生物惰性，成为该领域的优先镀层材料。定制的镀铂金电极，经体外细胞毒性试验（ISO 10993-5）验证，细胞存活率达98%以上，且在模拟体液（37℃，pH=7.4）中浸泡1年，腐蚀速率小于0.001mm/a。