Le procédé de galvanoplastie de l'or dur est largement utilisé dans les parties clés des cartes de circuits imprimés telles que les doigts en or et les connecteurs électroniques en raison de son excellente résistance à l'usure, de sa bonne conductivité et de sa résistance à la corrosion. Ces pièces sont souvent soumises à des effets mécaniques fréquents tels que l'insertion et l'extraction, le frottement, etc. lors de l'utilisation du produit, de sorte qu'il existe des exigences extrêmement élevées en matière de résistance à l'usure de la couche d'or dur électrolytique. Afin de garantir la qualité et la fiabilité des produits, il est particulièrement important de développer des normes de test scientifiques et raisonnables pour la résistance à l'usure de l'or dur galvanisé.
1, Facteurs clés affectant la résistance à l’usure de l’or dur galvanisé
(1) Épaisseur du revêtement
L'épaisseur du revêtement est le facteur fondamental affectant la résistance à l'usure. D’une manière générale, les revêtements d’or dur plus épais peuvent résister à plus de friction et avoir une meilleure résistance à l’usure. Par exemple, dans certains équipements électroniques aérospatiaux qui nécessitent une résistance à l’usure extrêmement élevée, l’épaisseur de la couche d’or dur électrolytique est généralement contrôlée à un niveau relativement élevé. Toutefois, l’épaisseur du revêtement n’est pas illimitée. Les revêtements trop épais augmentent non seulement considérablement les coûts de production, mais peuvent également entraîner une diminution de l'adhérence entre le revêtement et le substrat, entraînant des problèmes tels que le pelage et l'écaillage. Il est donc nécessaire de contrôler raisonnablement l’épaisseur du revêtement tout en répondant aux exigences de résistance à l’usure.
(2) Dureté du revêtement
La dureté du revêtement en or dur dépend principalement de la composition de son alliage et des paramètres du processus de galvanoplastie. En ajoutant des éléments d’alliage tels que le cobalt et le nickel à l’or pur, un revêtement d’alliage plus dur peut être formé. Par exemple, les revêtements d'or dur contenant du cobalt peuvent atteindre une dureté de 150 à 200 HV, ce qui améliore considérablement leur résistance à l'usure par rapport aux revêtements d'or pur d'une dureté de 50 à 90 HV. De plus, des paramètres tels que la densité de courant, la température de la solution de placage et la valeur du pH pendant le processus de galvanoplastie peuvent également affecter la structure cristalline et la dureté du revêtement. Des paramètres de processus appropriés peuvent faire cristalliser le revêtement finement et étroitement, améliorant ainsi la dureté et la résistance à l'usure.
(3) État de surface du substrat
La planéité, la rugosité et la propreté de la surface du substrat ont un impact significatif sur la résistance à l'usure de la couche d'or dur galvanisée. S'il y a des rayures, des piqûres et d'autres défauts évidents sur la surface du substrat, ou si la rugosité est élevée, il est difficile pour le revêtement d'or dur de se recouvrir uniformément pendant la galvanoplastie. Ces zones faibles sont susceptibles d’être endommagées en premier lors du frottement, ce qui entraîne une diminution de la résistance globale à l’usure du revêtement. Pendant ce temps, s'il y a des taches d'huile résiduelles, des impuretés, etc. sur la surface du substrat, cela affectera l'adhérence entre le revêtement et le substrat, réduisant ainsi la résistance à l'usure du revêtement. Par conséquent, un prétraitement strict de la surface du substrat avant la galvanoplastie, tel que le meulage, le polissage, le nettoyage, etc., est une étape clé pour garantir la qualité et la résistance à l'usure du revêtement.
(4) Environnement d'utilisation
De nombreux facteurs liés aux environnements d'utilisation réels, tels que la température, l'humidité, les gaz corrosifs, les particules de poussière, etc., peuvent affecter la résistance à l'usure des couches d'or dur galvanisées. Dans des environnements à haute température, la dureté du revêtement peut diminuer, entraînant une diminution de la résistance à l'usure ; Les environnements très humides peuvent facilement provoquer la corrosion des revêtements, affaiblissant leur résistance à l'usure ; Les gaz corrosifs tels que le dioxyde de soufre et le sulfure d'hydrogène peuvent réagir chimiquement avec les revêtements en or dur, endommageant la structure du revêtement ; Les particules de poussière peuvent agir comme des abrasifs lors du frottement, exacerbant ainsi l'usure du revêtement. Par conséquent, lors de l’évaluation de la résistance à l’usure de l’or dur galvanisé, il est nécessaire de prendre pleinement en compte les caractéristiques de l’environnement d’utilisation réel du produit.
2, méthodes et normes communes de test de résistance à l'usure
(1) Test de friction et d'usure
Principe et équipement : Les tests de friction et d'usure sont un test d'usure effectué sur des échantillons d'or dur galvanisés en simulant les conditions de friction en utilisation réelle. L'équipement commun comprend le testeur d'abrasion Taber. Cet appareil simule le processus réel de friction et d'usure en appliquant une certaine pression sur la surface de l'échantillon et en faisant tourner la meule à une vitesse spécifique pour générer une friction avec la surface de l'échantillon. Au cours de l'expérience, le matériau, la vitesse, la pression de chargement et le temps de frottement de la meule peuvent être contrôlés avec précision.
Normes de test : les paramètres spécifiques et les indicateurs d'évaluation pour les tests de friction et d'usure sont clairement définis dans les normes industrielles pertinentes. Par exemple, certaines normes imposent l'utilisation de modèles spécifiques de meules, chargées d'une certaine pression (comme 1000g), et soumises à des tests de frottement sur échantillons à une certaine vitesse (comme 60r/min). Les indicateurs d'évaluation incluent généralement le degré d'usure après un nombre spécifié de cycles de friction ou le nombre de cycles de friction lorsqu'un certain degré d'usure est atteint. Dans certaines normes de test pour les connecteurs électroniques, il est requis que l'usure du revêtement sur l'échantillon après 5 000 à 10 000 cycles de friction ne dépasse pas la valeur spécifiée et qu'il ne devrait y avoir aucun phénomène de substrat exposé.
(2) Test de durée de vie de branchement et débranchement
Principe et équipement : le test de durée de vie du branchement-est principalement destiné aux connecteurs électroniques et autres produits, simulant leur processus de branchement-en utilisation réelle et testant la résistance à l'usure de la couche d'or dur galvanisée lors de processus de branchement répétés-. L'équipement de test est généralement capable de contrôler avec précision des paramètres tels que la vitesse, la force, l'angle et le nombre d'insertions et de retraits. Par exemple, certaines machines de test de durée de vie de branchement et de débranchement de haute précision peuvent contrôler la vitesse de branchement et de débranchement dans un délai de 1 à 5 fois par seconde, ainsi que l'erreur de force de branchement et de débranchement dans une très petite plage.
Normes de test : les normes pertinentes contiennent des dispositions détaillées sur les conditions environnementales, les méthodes de test et les critères de qualification pour les tests de durée de vie des plug-ins. Par exemple, la norme MIL-STD-202 spécifie la température, l'humidité et d'autres conditions environnementales pour les tests de durée de vie des plug-ins, exigeant généralement que les tests soient effectués dans un environnement de température et d'humidité normales. En termes de méthodes expérimentales, des paramètres tels que la course, la vitesse et l’angle d’insertion pour chaque insertion et extraction sont spécifiés. Les critères de qualification sont généralement déterminés en fonction des scénarios d'application spécifiques du produit. Par exemple, pour les connecteurs d'équipement tels que les serveurs qui nécessitent des branchements et débranchements fréquents, il peut être nécessaire que le changement de résistance de contact reste dans la plage autorisée après des dizaines de milliers de branchements et débranchements, et que le revêtement ne présente aucun phénomène d'usure ou de pelage évident ; Pour les connecteurs de produits électroniques grand public, le nombre requis d'insertions et de retraits peut être relativement faible, mais ils doivent également répondre à certaines exigences de fiabilité.
(3) Test de rayures
Principe et équipement : Les tests de rayure sont effectués en appliquant des charges progressivement croissantes sur la surface d'échantillons d'or dur électrolytiques, en utilisant une aiguille à gratter en diamant pour rayer la surface de l'échantillon, en observant l'état de rayure du revêtement sous différentes charges et en évaluant la résistance à l'usure et l'adhérence du revêtement. L'équipement de test se compose principalement d'un système de chargement, d'un dispositif de marquage d'aiguille et d'un système d'observation et de mesure. Le système de chargement peut contrôler avec précision la charge appliquée à l'aiguille à gratter, et le dispositif à aiguille à gratter garantit que l'aiguille à gratter passe sur la surface de l'échantillon à une vitesse et un angle stables. Le système d'observation et de mesure est utilisé pour enregistrer la morphologie, la largeur, la profondeur et d'autres informations de la rayure.
Normes de test : les normes relatives aux tests de rayures varient selon les industries et les domaines d'application. D'une manière générale, les normes précisent le matériau, la forme et la taille de l'aiguille de marquage, comme l'aiguille de marquage diamantée couramment utilisée, qui a des exigences strictes concernant le rayon et l'angle de sa pointe. La méthode de chargement adopte généralement un chargement continu ou un chargement progressif et enregistre la charge critique lorsque le revêtement subit des phénomènes de défaillance tels que la fissuration et le pelage. Par exemple, dans certaines normes de test pour les composants électroniques aérospatiaux, la charge critique pour les tests de rayures doit être supérieure à une certaine valeur pour garantir que le revêtement présente une bonne résistance à l'usure et de bonnes performances de liaison dans des environnements de contraintes complexes.