Proses pelapisan emas keras banyak digunakan pada bagian-bagian penting papan sirkuit tercetak seperti jari emas dan konektor elektronik karena ketahanan ausnya yang sangat baik, konduktivitas yang baik, dan ketahanan terhadap korosi. Bagian-bagian ini sering kali mengalami efek mekanis seperti penyisipan dan ekstraksi, gesekan, dll. selama penggunaan produk, sehingga terdapat persyaratan yang sangat tinggi untuk ketahanan aus lapisan emas keras yang dilapisi. Untuk memastikan kualitas dan keandalan produk, sangat penting untuk mengembangkan standar pengujian yang ilmiah dan masuk akal untuk ketahanan aus emas keras yang dilapisi.
1, Faktor kunci yang mempengaruhi ketahanan aus emas keras yang dilapisi
(1) Ketebalan lapisan
Ketebalan lapisan merupakan faktor mendasar yang mempengaruhi ketahanan aus. Secara umum, lapisan emas keras yang lebih tebal dapat menahan lebih banyak gesekan dan memiliki ketahanan aus yang lebih baik. Misalnya, pada beberapa peralatan elektronik dirgantara yang memerlukan ketahanan aus yang sangat tinggi, ketebalan lapisan emas keras yang dilapisi biasanya dikontrol pada tingkat yang relatif tinggi. Namun, ketebalan lapisannya tidak terbatas. Lapisan yang terlalu tebal tidak hanya meningkatkan biaya produksi secara signifikan, namun juga dapat menyebabkan penurunan daya rekat antara lapisan dan substrat, yang mengakibatkan masalah seperti terkelupas dan mengelupas. Oleh karena itu, ketebalan lapisan perlu dikontrol secara wajar sambil memenuhi persyaratan ketahanan aus.
(2) Kekerasan lapisan
Kekerasan lapisan emas keras terutama bergantung pada komposisi paduan dan parameter proses pelapisan listrik. Dengan menambahkan unsur paduan seperti kobalt dan nikel ke emas murni, lapisan paduan yang lebih keras dapat terbentuk. Misalnya, lapisan emas keras yang mengandung kobalt dapat mencapai kekerasan 150-200HV, yang secara signifikan meningkatkan ketahanan ausnya dibandingkan lapisan emas murni dengan kekerasan 50-90HV. Selain itu, parameter seperti rapat arus, suhu larutan pelapisan, dan nilai pH selama proses pelapisan listrik juga dapat mempengaruhi struktur kristal dan kekerasan lapisan. Parameter proses yang tepat dapat membuat lapisan mengkristal dengan halus dan rapat, sehingga meningkatkan kekerasan dan ketahanan aus.
(3) Kondisi permukaan substrat
Kerataan, kekasaran, dan kebersihan permukaan substrat mempunyai pengaruh yang signifikan terhadap ketahanan aus lapisan emas keras yang dilapisi. Jika terdapat goresan, lubang, dan cacat lain yang terlihat jelas pada permukaan media, atau jika kekasarannya tinggi, lapisan emas keras akan sulit menutupi secara merata selama pelapisan listrik. Area lemah ini rentan rusak terlebih dahulu selama gesekan, yang mengakibatkan penurunan ketahanan aus lapisan secara keseluruhan. Sedangkan jika terdapat sisa noda minyak, kotoran, dan lain-lain pada permukaan substrat akan mempengaruhi daya rekat antara lapisan dengan substrat sehingga mengurangi ketahanan aus lapisan tersebut. Oleh karena itu, perlakuan awal permukaan yang ketat pada substrat sebelum pelapisan listrik, seperti penggilingan, pemolesan, pembersihan, dll., merupakan langkah penting untuk memastikan kualitas dan ketahanan aus lapisan.
(4) Lingkungan penggunaan
Banyak faktor dalam lingkungan penggunaan sebenarnya, seperti suhu, kelembapan, gas korosif, partikel debu, dll., dapat memengaruhi ketahanan aus lapisan emas keras yang dilapisi. Di lingkungan bersuhu tinggi, kekerasan lapisan dapat menurun, menyebabkan penurunan ketahanan aus; Lingkungan dengan kelembapan tinggi dapat dengan mudah menyebabkan korosi pada lapisan, melemahkan ketahanan ausnya; Gas korosif seperti sulfur dioksida dan hidrogen sulfida dapat bereaksi secara kimia dengan lapisan emas keras, sehingga merusak struktur lapisan; Partikel debu dapat bertindak sebagai bahan abrasif selama gesekan, sehingga memperparah keausan lapisan. Oleh karena itu, ketika mengevaluasi ketahanan aus emas keras yang dilapisi, perlu untuk sepenuhnya mempertimbangkan karakteristik lingkungan penggunaan produk yang sebenarnya.
2, Metode dan standar pengujian ketahanan aus yang umum
(1) Uji Gesekan dan Keausan
Prinsip dan Peralatan: Uji Gesekan dan Keausan adalah uji keausan yang dilakukan pada sampel emas keras berlapis listrik dengan mensimulasikan kondisi gesekan pada penggunaan sebenarnya. Peralatan umum termasuk penguji abrasi Taber. Alat ini mensimulasikan proses gesekan dan keausan sebenarnya dengan memberikan tekanan tertentu pada permukaan sampel dan memutar roda gerinda dengan kecepatan tertentu untuk menghasilkan gesekan dengan permukaan sampel. Selama percobaan, material, kecepatan, tekanan pembebanan, dan waktu gesekan roda gerinda dapat dikontrol secara tepat.
Standar pengujian: Parameter khusus dan indikator evaluasi untuk pengujian gesekan dan keausan didefinisikan dengan jelas dalam standar industri yang relevan. Misalnya, standar tertentu memerlukan penggunaan model roda gerinda tertentu, dibebani dengan tekanan tertentu (seperti 1000g), dan dilakukan uji gesekan pada sampel pada kecepatan tertentu (seperti 60r/mnt). Indikator evaluasi biasanya mencakup jumlah keausan setelah sejumlah siklus gesekan tertentu atau jumlah siklus gesekan ketika tingkat keausan tertentu tercapai. Dalam beberapa standar pengujian untuk konektor elektronik, keausan lapisan pada sampel setelah 5000-10000 siklus gesekan tidak boleh melebihi nilai yang ditentukan, dan tidak boleh ada fenomena substrat yang terbuka.
(2) Uji umur pasang dan cabut
Prinsip dan Peralatan: Uji-masa pakai plug-in terutama ditujukan pada konektor elektronik dan produk lainnya, menyimulasikan proses plug-in dalam penggunaan aktual, dan menguji ketahanan aus lapisan emas keras berlapis listrik selama proses plug-in berulang. Peralatan pengujian biasanya mampu mengontrol parameter secara tepat seperti kecepatan, gaya, sudut, dan jumlah penyisipan dan pelepasan. Misalnya, beberapa mesin penguji umur pemasangan dan pencabutan dengan presisi tinggi dapat mengontrol kecepatan pemasangan dan pencabutan dalam 1-5 kali per detik, dan kesalahan gaya pemasangan dan pencabutan dalam rentang yang sangat kecil.
Standar pengujian: Standar yang relevan memiliki ketentuan terperinci mengenai kondisi lingkungan, metode pengujian, dan kriteria kualifikasi untuk pengujian masa pakai plug-in. Misalnya, standar MIL-STD-202 menentukan suhu lingkungan, kelembapan, dan kondisi lain untuk pengujian masa pakai plug-in, biasanya mengharuskan pengujian dilakukan di lingkungan suhu dan kelembapan normal. Dalam metode eksperimental, parameter seperti langkah, kecepatan, dan sudut penyisipan untuk setiap penyisipan dan ekstraksi ditentukan. Kriteria kualifikasi umumnya ditentukan berdasarkan skenario penerapan spesifik produk. Misalnya, untuk konektor peralatan seperti server yang memerlukan pemasangan dan pencabutan yang sering, mungkin diperlukan bahwa perubahan resistansi kontak tetap dalam kisaran yang diijinkan setelah puluhan ribu pemasangan dan pencabutan, dan lapisan tidak memiliki fenomena keausan atau pengelupasan yang jelas; Untuk konektor produk elektronik konsumen, jumlah penyisipan dan pelepasan yang diperlukan mungkin relatif rendah, namun juga harus memenuhi persyaratan keandalan tertentu.
(3) Uji gores
Prinsip dan Peralatan: Pengujian gores dilakukan dengan menerapkan beban yang meningkat secara bertahap pada permukaan sampel emas keras yang dilapisi, menggunakan jarum gores berlian untuk menggores permukaan sampel, mengamati kondisi goresan lapisan pada beban yang berbeda, dan mengevaluasi ketahanan aus dan daya rekat lapisan. Peralatan pengujian terutama terdiri dari sistem pemuatan, alat penanda jarum, dan sistem observasi dan pengukuran. Sistem pemuatan dapat secara akurat mengontrol beban yang diterapkan pada jarum gores, dan perangkat jarum gores memastikan bahwa jarum gores melewati permukaan sampel dengan kecepatan dan sudut yang stabil. Sistem observasi dan pengukuran digunakan untuk mencatat morfologi, lebar, kedalaman, dan informasi goresan lainnya.
Standar pengujian: Standar pengujian awal bervariasi antar industri dan area aplikasi. Secara umum, standar menentukan bahan, bentuk, dan ukuran jarum penanda, seperti jarum penanda berlian yang umum digunakan, yang memiliki persyaratan ketat untuk radius dan sudut ujungnya. Metode pembebanan biasanya menggunakan pembebanan kontinyu atau pembebanan bertahap, dan mencatat beban kritis ketika lapisan mengalami fenomena kegagalan seperti retak dan terkelupas. Misalnya, dalam beberapa standar pengujian untuk komponen elektronik dirgantara, beban kritis untuk pengujian gores harus berada di atas nilai tertentu untuk memastikan bahwa lapisan tersebut memiliki ketahanan aus dan kinerja ikatan yang baik di lingkungan dengan tekanan yang kompleks.