Kovakultapinnoitusprosessia käytetään laajasti painettujen piirilevyjen keskeisissä osissa, kuten kultasormissa ja elektronisissa liittimissä sen erinomaisen kulutuskestävyyden, hyvän johtavuuden ja korroosionkestävyyden ansiosta. Nämä osat altistuvat usein toistuville mekaanisille vaikutuksille, kuten työntö ja ulosveto, kitka jne. tuotteen käytön aikana, joten galvanoidun kovakultakerroksen kulutuskestävyydelle asetetaan erittäin korkeat vaatimukset. Tuotteiden laadun ja luotettavuuden varmistamiseksi on erityisen tärkeää kehittää tieteellisiä ja kohtuullisia testausstandardeja sähköpinnoitetun kovan kullan kulutuskestävyydelle.
1, Päätekijät, jotka vaikuttavat galvanoidun kovan kullan kulutuskestävyyteen
(1) Pinnoitteen paksuus
Pinnoitteen paksuus on keskeinen kulutuskestävyyteen vaikuttava tekijä. Yleisesti ottaen paksummat kovakultaiset pinnoitteet kestävät enemmän kitkaa ja niillä on parempi kulutuskestävyys. Esimerkiksi joissakin ilmailu- ja avaruusalan elektronisissa laitteissa, jotka vaativat erittäin korkeaa kulutuskestävyyttä, galvanoidun kovakultakerroksen paksuutta ohjataan yleensä suhteellisen korkealla tasolla. Pinnoitteen paksuus ei kuitenkaan ole rajoittamaton. Liian paksut pinnoitteet eivät ainoastaan lisää merkittävästi tuotantokustannuksia, vaan voivat myös johtaa pinnoitteen ja alustan välisen adheesion vähenemiseen, mikä johtaa ongelmiin, kuten kuoriutumiseen ja hilseilyyn. Siksi on tarpeen kohtuullisesti kontrolloida pinnoitteen paksuutta ja samalla täyttää kulutuskestävyyden vaatimukset.
(2) Pinnoitteen kovuus
Kovakultapinnoitteen kovuus riippuu pääasiassa sen metalliseoksen koostumuksesta ja galvanointiprosessin parametreista. Lisäämällä seosaineita, kuten kobolttia ja nikkeliä puhtaaseen kultaan, voidaan muodostaa kovempi seospinnoite. Esimerkiksi kobolttia sisältävät kovakultaiset pinnoitteet voivat saavuttaa kovuuden 150-200HV, mikä parantaa merkittävästi niiden kulutuskestävyyttä verrattuna puhtaaseen kultapinnoitteisiin, joiden kovuus on 50-90HV. Lisäksi parametrit, kuten virrantiheys, pinnoitusliuoksen lämpötila ja pH-arvo galvanointiprosessin aikana, voivat myös vaikuttaa pinnoitteen kiderakenteeseen ja kovuuteen. Asianmukaiset prosessiparametrit voivat saada pinnoitteen kiteytymään hienoksi ja tiiviiksi, mikä parantaa kovuutta ja kulutuskestävyyttä.
(3) Alustan pinnan kunto
Alustan pinnan tasaisuus, karheus ja puhtaus vaikuttavat merkittävästi galvanoidun kovakultakerroksen kulutuskestävyyteen. Jos alustan pinnassa on selviä naarmuja, kuoppia ja muita vikoja tai jos karheus on suuri, kovakultapinnoitteen on vaikea peittyä tasaisesti galvanoinnissa. Nämä heikot alueet ovat alttiita vaurioitumaan ensin kitkan aikana, mikä johtaa pinnoitteen yleisen kulutuskestävyyden heikkenemiseen. Samaan aikaan, jos alustan pinnalla on jäännösöljytahroja, epäpuhtauksia jne., se vaikuttaa pinnoitteen ja alustan väliseen tarttumiseen, mikä vähentää pinnoitteen kulutuskestävyyttä. Siksi alustan tiukka pinnan esikäsittely ennen galvanointia, kuten hionta, kiillotus, puhdistus jne., on keskeinen vaihe pinnoitteen laadun ja kulutuskestävyyden varmistamiseksi.
(4) Käyttöympäristö
Monet tekijät todellisissa käyttöympäristöissä, kuten lämpötila, kosteus, syövyttävät kaasut, pölyhiukkaset jne., voivat vaikuttaa galvanoitujen kovakultakerrosten kulutuskestävyyteen. Korkean lämpötilan ympäristöissä pinnoitteen kovuus voi laskea, mikä johtaa kulumiskestävyyden heikkenemiseen; Korkean kosteuden ympäristöt voivat helposti aiheuttaa pinnoitteiden korroosiota ja heikentää niiden kulutuskestävyyttä; Syövyttävät kaasut, kuten rikkidioksidi ja rikkivety, voivat reagoida kemiallisesti kovakultaisten pinnoitteiden kanssa ja vahingoittaa pinnoiterakennetta; Pölyhiukkaset voivat toimia hankaavina aineina kitkan aikana, mikä pahentaa pinnoitteen kulumista. Siksi galvanoidun kovan kullan kulutuskestävyyttä arvioitaessa on otettava täysin huomioon tuotteen todellisen käyttöympäristön ominaisuudet.
2, Yleiset kulutuskestävyystestausmenetelmät ja -standardit
(1) Kitka- ja kulumistesti
Periaate ja laitteet: Kitka- ja kulumistesti on kulutustesti, joka suoritetaan galvanoiduille kovakultanäytteille simuloimalla kitkaolosuhteita todellisessa käytössä. Yleisiin varusteisiin kuuluu Taber-hankaustesti. Tämä laite simuloi todellista kitka- ja kulumisprosessia kohdistamalla tietyn paineen näytteen pintaan ja pyörittämällä hiomalaikkaa tietyllä nopeudella kitkan muodostamiseksi näytteen pinnan kanssa. Kokeen aikana hiomalaikan materiaalia, nopeutta, kuormituspainetta ja kitka-aikaa voidaan ohjata tarkasti.
Testausstandardit: Erityiset parametrit ja arviointiindikaattorit kitka- ja kulumistestausta varten on määritelty selvästi asiaankuuluvissa alan standardeissa. Esimerkiksi tietyt standardit edellyttävät tiettyjen hiomalaikkojen mallien käyttöä, jotka on kuormitettu tietyllä paineella (kuten 1000 g) ja joille on suoritettu kitkatestit näytteille tietyllä nopeudella (kuten 60 r/min). Arviointiindikaattoreita ovat yleensä kulumisen määrä tietyn kitkajaksojen jälkeen tai kitkajaksojen lukumäärä, kun tietty kulumisaste saavutetaan. Joissakin elektroniikkaliittimien testausstandardeissa vaaditaan, että näytteen pinnoitteen kuluminen 5000–10000 kitkajakson jälkeen ei saa ylittää määritettyä arvoa, eikä paljastuneita substraattiilmiöitä saa esiintyä.
(2) Kytke ja irrota käyttöiän testi
Periaate ja laitteet: Pistoke{0}}käyttöikätesti on suunnattu pääasiassa elektronisille liittimille ja muille tuotteille, simuloimalla niiden pistoke-prosessissa todellisessa käytössä ja testaamalla galvanoidun kovakultakerroksen kulumiskestävyyttä toistuvien kytkentäprosessien aikana. Testauslaitteet pystyvät yleensä ohjaamaan tarkasti parametreja, kuten nopeutta, voimaa, kulmaa ja asennusten ja poistojen määrää. Esimerkiksi jotkin korkean-tarkkuuden kytkemisen ja irrotuksen käyttöiän testauskoneet pystyvät hallitsemaan kytkentä- ja irrotusnopeutta 1–5 kertaa sekunnissa ja kytkemis- ja irrotusvoimavirhettä hyvin pienellä alueella.
Testausstandardit: Asiaankuuluvissa standardeissa on yksityiskohtaiset määräykset ympäristöolosuhteista, testausmenetelmistä ja pätevyyskriteereistä pistoke{0}}käyttöikätestauksessa. Esimerkiksi MIL-STD-202-standardi määrittää ympäristön lämpötilan, kosteuden ja muut olosuhteet plug-inin käyttöiän testaukselle, mikä yleensä edellyttää testauksen suorittamista normaalissa lämpötila- ja kosteusympäristössä. Kokeellisten menetelmien osalta määritellään parametrit, kuten isku, nopeus ja sisäänvientikulma kullekin asetukselle ja irrotukselle. Pätevyyskriteerit määräytyvät yleensä tuotteen erityisten käyttöskenaarioiden perusteella. Esimerkiksi laiteliittimillä, kuten palvelimilla, jotka vaativat toistuvaa kytkemistä ja irrottamista, voidaan vaatia, että kosketinvastuksen muutos pysyy sallitulla alueella kymmenien tuhansien kytkemis- ja irrotuskertojen jälkeen, eikä pinnoitteessa ole ilmeistä kulumista tai irtoamista; Kulutuselektroniikkatuotteiden liittimissä tarvittava asennus- ja poistomäärä voi olla suhteellisen pieni, mutta niiden on myös täytettävä tietyt luotettavuusvaatimukset.
(3) Naarmuuntumistesti
Periaate ja laitteet: Naarmuuntumistestaus suoritetaan kohdistamalla asteittain kasvavia kuormituksia galvanoitujen kovien kultanäytteiden pintaan, käyttämällä timanttiraaputusneulaa raaputtamaan näytteen pintaa, tarkkailemalla pinnoitteen naarmuuntumista eri kuormituksissa sekä arvioimalla pinnoitteen kulutuskestävyyttä ja tarttuvuutta. Testauslaitteisto koostuu pääosin lastausjärjestelmästä, neulamerkintälaitteesta sekä havainto- ja mittausjärjestelmästä. Latausjärjestelmä voi tarkasti ohjata raaputusneulaan kohdistuvaa kuormitusta, ja raaputusneulalaite varmistaa, että raaputusneula kulkee näytteen pinnan yli vakaassa nopeudessa ja kulmassa. Havainto- ja mittausjärjestelmää käytetään naarmun morfologian, leveyden, syvyyden ja muiden tietojen tallentamiseen.
Testausstandardit: Naarmutestauksen standardit vaihtelevat eri toimialoilla ja sovellusalueilla. Yleisesti ottaen standardit määrittelevät merkintäneulan materiaalin, muodon ja koon, kuten yleisesti käytetyn timanttimerkintäneulan, jolla on tiukat vaatimukset kärjen säteelle ja kulmille. Latausmenetelmä käyttää yleensä jatkuvaa kuormitusta tai porrastettua kuormitusta ja kirjaa kriittisen kuormituksen, kun pinnoitteessa ilmenee vikailmiöitä, kuten halkeilua ja irtoamista. Esimerkiksi joissakin ilmailu- ja avaruusteollisuuden elektroniikkakomponenttien testausstandardeissa naarmutestauksen kriittisen kuormituksen on oltava tietyn arvon yläpuolella, jotta pinnoitteen kulutuskestävyys ja sidosominaisuudet ovat hyvät monimutkaisissa jännitysympäristöissä.