Étude de l'inter-compatibilité des différents systèmes de dépôts électrolytiques dans la connectique

par Ana Torrealba

Projet de thèse en Génie électrique

Sous la direction de Sophie Noël et de Damien Comte.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de École doctorale Electrical, optical, bio-physics and engineering (Orsay, Essonne) , en partenariat avec Génie électrique et électronique de Paris (laboratoire) et de Université Paris-Sud (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-11-2018 .


  • Résumé

    Historiquement, le métal le plus utilisé pour revêtir les connecteurs est l'or ; c'est en effet un métal noble donc très résistant à la corrosion. De plus, ses propriétés électriques et tribologiques sont très attractives pour l'industrie de la connectique. Cependant, en raison de son coût, l'industrie de la connectique réserve aujourd'hui ce système aux applications les plus sensibles au niveau électrique. Afin de diminuer le coût des connecteurs, d'autres systèmes de revêtements ont vu le jour pour remplacer l'or épais, notamment des dépôts avec une couche de PdNi recouverte d'une très fine couche d'or (de 50 à 100 nm), réduisant considérablement la quantité d'or déposée. D'autres systèmes ont été développés avec différentes couches barrière recouvertes d'une couche d'or réduite. Finalement, l'argent étant le meilleur conducteur électrique des matériaux métalliques, des études sur ce métal ont eu lieues afin de développer des connecteurs pour l'industrie automobile (véhicules électriques). L'usage de l'argent pur présente cependant divers inconvénients qui ont poussé les recherches vers des solutions à base d'alliage d'argent, en plein essor actuellement. Parmi ces alliages on retrouve l'argent-antimoine, l'argent-sélénium et l'argent-palladium. Tous ces systèmes multicouches métalliques possèdent des propriétés différentes, ce qui va avoir un impact direct sur leurs inter-compatibilités. Or très peu d'études fondamentales apportent aujourd'hui des informations sur la compatibilité de ces multicouches lors du branchement des connecteurs mâles et femelles. Dans ce cas les mécanismes d'usures et de vieillissement sont encore largement méconnus. Ce projet de recherche vise à étudier les phénomènes physiques et électrochimiques impliqués lorsque que l'on utilise des contacts ayant des systèmes de revêtements différents. Il a aussi pour but de déterminer les conditions d'utilisation et établir des guides de choix pour déterminer les domaines d'utilisation par type de revêtements ainsi que les domaines de compatibilité.

  • Titre traduit

    Study of the inter-compatibility of various electroplated systems in the connector industry


  • Résumé

    Connectors are components that convey electrical current through two mechanically dissociable elements. They are conventionally manufactured by plating different metals on a base substrate, most often cuprous. This improves the properties of the raw material. Historically, the most used metal for connectors plating is gold; it is indeed a noble metal so very resistant to corrosion. In addition, its electrical and tribological properties are very attractive for the connector industry. However, because of its price, the connector industry today reserves this system to the most sensitive applications at the electrical level. To reduce the cost of connectors, other coating systems have emerged to replace thick gold, including deposits with a layer of PdNi coated with a very thin layer of gold (50 to 100 nm) , significantly reducing the amount of plated gold. Other systems have been developed with different barrier layers coated with a reduced gold layer. Finally, silver being the best electrical conductor among metallic materials, studies on this metal have taken place to develop connectors for the automotive industry (electrical vehicles). The use of pure silver, however, has various disadvantages that have driven research into solutions based on silver alloys, currently booming. Among these alloys are silver-antimony, silver-selenium and silver-palladium. All these metal multilayer systems have different properties, which will have a direct impact on their inter-compatibilities. However, very few basic studies provide information on the compatibility of these multilayers when connecting male and female connectors. In this case the mechanisms of wear and aging are still largely unknown. This research project aims to study the physical and electrochemical phenomena involved when using contacts with different coating systems. It also aims to determine the conditions of use and establish guides of choice to determine the areas of use by type of coatings and areas of compatibility.