Elektropläteringsprocessen för hårt guld används ofta i viktiga delar av kretskort som guldfingrar och elektroniska kontakter på grund av dess utmärkta slitstyrka, goda ledningsförmåga och korrosionsbeständighet. Dessa delar utsätts ofta för frekventa mekaniska effekter såsom införing och utdragning, friktion etc. under användningen av produkten, så det ställs extremt höga krav på slitstyrkan hos det elektropläterade hårdguldlagret. För att säkerställa produktkvalitet och tillförlitlighet är det särskilt viktigt att utveckla vetenskapliga och rimliga teststandarder för slitstyrkan hos elektropläterat hårt guld.
1, Nyckelfaktorer som påverkar slitstyrkan hos elektropläterat hårt guld
(1) Beläggningstjocklek
Beläggningens tjocklek är den grundläggande faktorn som påverkar slitstyrkan. Generellt sett kan tjockare hårdguldbeläggningar tåla mer friktion och ha bättre slitstyrka. Till exempel, i en del elektronisk rymdutrustning som kräver extremt hög slitstyrka, kontrolleras vanligtvis tjockleken på det elektropläterade hårdguldlagret på en relativt hög nivå. Tjockleken på beläggningen är dock inte obegränsad. Alltför tjocka beläggningar ökar inte bara produktionskostnaderna avsevärt, utan kan också leda till en minskning av vidhäftningen mellan beläggningen och substratet, vilket resulterar i problem som avskalning och flagning. Därför är det nödvändigt att rimligen kontrollera beläggningens tjocklek samtidigt som kraven på slitstyrka uppfylls.
(2) Beläggningshårdhet
Hårdheten hos hårdguldbeläggning beror huvudsakligen på dess legeringssammansättning och galvaniseringsprocessparametrar. Genom att tillsätta legeringselement som kobolt och nickel till rent guld kan en hårdare legeringsbeläggning bildas. Till exempel kan hårdguldbeläggningar som innehåller kobolt uppnå en hårdhet på 150-200HV, vilket avsevärt förbättrar deras slitstyrka jämfört med rena guldbeläggningar med en hårdhet på 50-90HV. Dessutom kan parametrar som strömtäthet, pläteringslösningens temperatur och pH-värde under galvaniseringsprocessen också påverka beläggningens kristallina struktur och hårdhet. Lämpliga processparametrar kan få beläggningen att kristallisera fint och tätt, och därigenom förbättra hårdheten och slitstyrkan.
(3) Yttillstånd på substratet
Substratytans planhet, grovhet och renhet har en betydande inverkan på slitstyrkan hos det elektropläterade hårdguldskiktet. Om det finns uppenbara repor, gropar och andra defekter på underlagets yta, eller om grovheten är hög, är det svårt för den hårda guldbeläggningen att täcka jämnt under galvaniseringen. Dessa svaga områden är benägna att förstöras först under friktion, vilket resulterar i en minskning av beläggningens totala slitstyrka. Under tiden, om det finns kvarvarande oljefläckar, föroreningar etc. på ytan av substratet, kommer det att påverka vidhäftningen mellan beläggningen och substratet och därigenom minska beläggningens slitstyrka. Därför är strikt ytförbehandling av substratet före galvanisering, såsom slipning, polering, rengöring, etc., ett nyckelsteg för att säkerställa beläggningens kvalitet och slitstyrka.
(4) Användningsmiljö
Många faktorer i faktiska användningsmiljöer, såsom temperatur, luftfuktighet, korrosiva gaser, dammpartiklar, etc., kan påverka slitstyrkan hos elektropläterade hårdguldskikt. I miljöer med hög temperatur kan beläggningens hårdhet minska, vilket leder till en minskning av slitstyrkan; Miljöer med hög luftfuktighet kan lätt orsaka korrosion av beläggningar, vilket försvagar deras slitstyrka; Frätande gaser som svaveldioxid och vätesulfid kan reagera kemiskt med hårda guldbeläggningar och skada beläggningsstrukturen; Dammpartiklar kan fungera som slipmedel under friktion, vilket förvärrar slitaget på beläggningen. Därför, när man utvärderar slitstyrkan hos elektropläterat hårt guld, är det nödvändigt att fullt ut överväga egenskaperna hos produktens faktiska användningsmiljö.
2, Vanliga testmetoder och standarder för slitstyrka
(1) Friktions- och slitagetest
Princip och utrustning: Friktions- och slitagetestning är ett slitagetest utfört på elektropläterade hårdguldprover genom att simulera friktionsförhållandena vid faktisk användning. Vanlig utrustning inkluderar nötningstestaren Taber. Denna anordning simulerar den faktiska friktionen och slitageprocessen genom att applicera ett visst tryck på ytan av provet och rotera slipskivan med en specifik hastighet för att generera friktion med provets yta. Under experimentet kan slipskivans material, hastighet, belastningstryck och friktionstid kontrolleras exakt.
Teststandarder: Specifika parametrar och utvärderingsindikatorer för friktions- och slitagetestning är tydligt definierade i relevanta industristandarder. Till exempel kräver vissa standarder användning av specifika modeller av slipskivor, belastade med ett visst tryck (som 1000g), och utsatta för friktionstest på prover vid en viss hastighet (som 60r/min). Utvärderingsindikatorerna inkluderar vanligtvis mängden slitage efter ett specificerat antal friktionscykler eller antalet friktionscykler när en viss grad av slitage uppnås. I vissa teststandarder för elektroniska kontakter krävs det att slitaget av beläggningen på provet efter 5000-10000 friktionscykler inte får överstiga det angivna värdet, och det bör inte förekomma något exponerat substratfenomen.
(2) Koppla in och ur kontaktens livslängdstest
Princip och utrustning: Testet för plugg-in livslängd är huvudsakligen inriktat på elektroniska kontakter och andra produkter, simulerar deras plugg-i processen vid faktisk användning, och testar slitstyrkan hos det elektropläterade hårdguldlagret under upprepade pluggningsprocesser-. Testutrustning kan vanligtvis exakt styra parametrar som hastighet, kraft, vinkel och antal insättningar och borttagningar. Till exempel kan vissa maskiner med hög-precisionstestning av inkopplings- och urkopplingslivslängden kontrollera inkopplings- och urkopplingshastigheten inom 1-5 gånger per sekund, och kraftfelet för inkoppling och urkoppling inom ett mycket litet område.
Teststandarder: Relevanta standarder har detaljerade bestämmelser om miljöförhållanden, testmetoder och kvalificeringskriterier för plugg-livstestning. Till exempel anger MIL-STD-202-standarden miljötemperatur, luftfuktighet och andra villkor för testning av plug-in-livslängd, vilket vanligtvis kräver att testning utförs i en normal temperatur- och fuktighetsmiljö. När det gäller experimentella metoder specificeras parametrar som slag, hastighet och insättningsvinkel för varje insättning och extraktion. Kvalifikationskriterierna bestäms i allmänhet baserat på produktens specifika tillämpningsscenarier. Till exempel, för utrustningsanslutningar såsom servrar som kräver frekvent in- och urkoppling, kan det krävas att kontaktresistansändringen förblir inom det tillåtna intervallet efter tiotusentals in- och urkopplingar, och beläggningen har inget uppenbart nötnings- eller flagningsfenomen; För kontakter för konsumentelektronikprodukter kan det erforderliga antalet insättningar och borttagningar vara relativt lågt, men de måste också uppfylla vissa tillförlitlighetskrav.
(3) Skraptest
Princip och utrustning: Reptestning utförs genom att applicera gradvis ökande belastningar på ytan av elektropläterade hårdguldprover, använda en diamantskrapnål för att repa provytan, observera beläggningens reptillstånd under olika belastningar och utvärdera beläggningens slitstyrka och vidhäftning. Provningsutrustningen består huvudsakligen av ett laddningssystem, en nålmärkningsanordning och ett observations- och mätsystem. Laddningssystemet kan noggrant kontrollera belastningen som appliceras på skrapnålen, och skrapnålsanordningen säkerställer att skrapnålen passerar över provytan med en stabil hastighet och vinkel. Observations- och mätsystemet används för att registrera morfologi, bredd, djup och annan information om repan.
Teststandarder: Standarderna för reptestning varierar mellan olika branscher och applikationsområden. Generellt sett anger standarder märkningsnålens material, form och storlek, till exempel den vanliga diamantmarkeringsnålen, som har strikta krav på spetsradie och vinkel. Belastningsmetoden använder vanligtvis kontinuerlig belastning eller graderad belastning och registrerar den kritiska belastningen när beläggningen upplever felfenomen som sprickbildning och flagning. Till exempel, i vissa teststandarder för flygelektronikkomponenter, krävs att den kritiska belastningen för reptestning är över ett visst värde för att säkerställa att beläggningen har god slitstyrka och vidhäftningsprestanda i komplexa stressmiljöer.