为了正确指定哪种类型的金电沉积对于特定应用更好，应该考虑五个关键的设计考虑因素。

电镀
 

硬镀金与软镀金的争论是镀金应用的常见设计主题。

   硬金镀层是一种金电沉积物，与另一种元素形成合金，改变金的晶粒结构。软镀金是最高纯度的金电沉积; 它基本上是纯金，没有添加任何合金元素。

为了正确指定应用的金电沉积，应该考虑五个关键的设计考虑因素：

   耐磨性和接触力。我的应用是否存在循环滑动或开关磨损考虑因素，设计接触力是什么？
   结合。我的应用是否有敏感的粘接或可焊性要求？
   腐蚀或生物相容性。我的应用有哪些腐蚀或生物相容性要求？
   温度与接触电阻。我的申请的运作温度是多少？
   出现。我的申请是否有外观问题？
这里解决了这些原理设计中的每一个问题，特别是选择硬镀金和软镀金。

耐磨性和接触力

    如上所述，当非贵金属元素（通常为钴，镍或铁）与金沉积物合金化时，形成硬质金镀层。这些元素改变了沉积物的晶粒结构，产生更细的晶粒结构，更有光泽，更耐滑动磨损。硬金矿床的晶粒尺寸约为20-30μm，而软金镀层的典型晶粒尺寸为1-2μm。硬金的硬度通常为130-200 HK25（努氏硬度），而软金的硬度通常为20-90 HK25，因此非常容易受到滑动磨损或接触开关的磨损。

    在指定硬镀层和软镀层时应考虑正常的接触力。通常，对于软金应用，建议使用小于50克的接触力，而在施加50克或更多的正常接触力时，硬金镀层表现良好。由于缺少绝缘氧化物或化合物形成，可以使用软金触点，接触压力小至10克，擦拭距离小至0.010英寸，但建议接触力在15至35克之间。

    如果应用需要反复滑动磨损或制造/断开切换事件，则应指定硬金。生命周期的数量与金的厚度成正比; 较厚的金沉积物将能够承受更多的循环。功能性硬金沉积物的常见厚度范围从非常低循环应用的0.000015英寸到非常高循环应用的0.0001英寸，最常见的厚度范围在0.000035英寸0.000075英寸之间。

    总结了在0.00005英寸镍底板上磨损硬金沉积物的实验室测试结果。该测试使用0.250英寸直径的球在每循环100克的法向力下擦拭0.500英寸的距离。

    除了正确选择金触点或互连的硬金和金厚度外，还应考虑正确选择底板以提高金的耐磨性。常见的底板包括高纯度氨基磺酸镍，光亮电解镍和化学镀镍。硬镀层或软镀层之前的镍底板具有许多功能，包括：

    扩散屏障。在硬质或软质镀金之前的镍底板为铜基金属和合金金属（例如黄铜中的锌）之间的固态金属扩散提供了屏障。该扩散阻挡层确保在基底金属和金之间不形成弱结合的金属间化合物层，从而随时间保护金沉积物的完整性。这对于较高温度的应用尤其重要。
 

    缓蚀剂。硬镀层或软镀层之前的镍底板有助于提高耐腐蚀性。金层中的任何孔将导致镍衬底代替衬底。这通常导致在孔基处形成被动氧化物，条件是该气氛不含有高度的酸性腐蚀物。镍底板防止氧化铜或变色膜生长到金层表面，从而保护无氧化物的接触表面。
调平层。增亮的镍底板可用于改善接触表面的表面光洁度，从而降低摩擦系数，从而减少金沉积物的滑动磨损。
  

    承重底层。镍底板有助于承受硬质或软质镀金元件的接触负载。这降低了硬质镀金触点开裂的可能性并提高了整体耐磨性。
粘合注意事项
    在硬金电沉积物（例如钴，镍和铁）中存在“非贵重”元素可使焊接比在软金沉积物上更难。这些共沉积的金属会在焊接温度下氧化，从而降低焊点的完整性。对于非常灵敏的连接应用，例如热超声波焊接或超声波焊线连接，只应考虑软金。此外，高纯度的III型软金镀层非常适用于金的热扩散发生的应用，例如热压粘合。

    当在金矿床上使用锡铅焊料时，也应考虑金的厚度。已经证明，超过3重量％金的锡铅焊点会导致脆化。因此，对于普通的锡铅焊料应用，建议使用 30微英寸（0.75 m m）或更小的金厚度。

    最后，除了为粘接应用选择适当的硬质或软质镀层外，还应考虑再次正确选择底板。当焊接到金沉积物时，初始润湿和焊接接头形成到金层。然而，金快速溶解到焊点中导致最终的焊料结合到下面的层。因此，底层必须是坚固的，可焊接的表面，或者可能发生焊点的去湿。强烈建议使用不含有机共沉积物的高纯度镍，例如氨基磺酸镍，以确保最稳固的焊点。

耐腐蚀性和生物相容性
 

    如上所述，软金镀层由几乎纯金矿床组成，不含任何有意共沉积元素。适当保持的软金镀浴将导致金沉积物纯度为99.9％或更高，总元素杂质仅为10ppm或更低（通常为碳）。相比之下，硬质镀金有意添加非贵金属元素，这些元素可以产生低至99.0％的纯度，杂质含有多达2,800ppm的元素，包括碳，氢，氧，氮和钾。

    由于软金镀层保持了元素金的真正高贵特性，因此它具有优异的耐腐蚀性和优异的抗酸侵蚀性或任何元素暴露形成的化合物。共沉积的硬金杂质降低了其整体耐腐蚀性。此外，添加诸如钴的元素导致氧化和其他化合物的形成，尤其是在升高的温度下。

    由于这些原因，软金电镀对于需要生物相容性的医疗应用来说是优越的。纯软金矿床的高贵特性导致被动涂层不会与生物体内的生物化学反应。此外，如果镀到足够的厚度，高纯度的软金镀层可以产生无孔层。最后，柔软镀金的光致不透明性使其成为导管等设备的理想选择，导管需要在医疗过程中观察组件。

温度与接触电阻

    由于上述高纯度的软金镀层，软金的接触电阻低于硬镀金。ASTM B4882规定，硬质金电镀的接触电阻是软金电镀的三倍，硬金电镀的欧姆每平方读数为0.10，而软金电镀的读数为0.03。

    对于高温应用，由于氧化物和其他化合物的加速形成，硬镀金会增加接触电阻。Yutaka Okinaka和Masao Hoshino在1998年发表的一篇论文中指出，钴和镍硬金镀层的接触电阻随温度和时间的变化而增加。他们的研究发现，在125°C下1000小时（41天）后，接触电阻会显着增加。如果使用温度升至300°C，此时间范围将缩短至仅一分钟。

   出现较硬和较精细的硬质金镀层结构使得表面光洁度比柔软镀金更光亮或“更亮”。此外，由于其硬度降低，柔软的镀金更容易因抛光或与其他表面接触而在抛光中产生刮擦和/或不一致。软镀金的最大硬度为90 HK 25，与人类指甲的硬度一致。由于这些原因，通常建议在需要更具美观吸引力的金触点的应用中进行硬镀金，例如可见互连应用。

    再次，除了正确选择镀金外，还应考虑底板。如上所述，未明亮的氨基磺酸镍镀层在功能上优于粘接和焊接应用。然而，这种不明亮的镍沉积物通常会产生更无光泽的金色表面，而不是美观的。在硬镀金之前沉积的光亮电解硫酸镍或光亮介质磷无电底板将产生明亮的金沉积物，消费者通常将其与质量或优异功能相关联。然而，重要的是要注意，尽管明亮的金沉积物在美观上更令人愉悦，但它们通常在功能上并不优越，特别是在粘合或弯曲应用中。在这些情况下。