Elektrinių kontaktų galvanizavimo standartai: aukso, sidabro ir alavo dengimo paaiškinimai

Elektrinis kontaktinis padengimas kontroliuoja paviršiaus oksidaciją, atsparumą kontaktui, nusidėvėjimą ir ilgalaikį jungties stabilumą. Aukso, sidabro ir alavo dengimas atitinka skirtingus elektros ir mechaninius reikalavimus; Renkantis dangą reikia atsižvelgti į srovę, kontaktinę jėgą, perjungimo dažnį, sujungimo ciklus, netauriųjų metalų suderinamumą ir darbo aplinką. Elektros kontaktų gamintojams ir OĮG pirkimo komandoms dangos storis, sukibimas, poringumas ir patikros metodai turėtų būti nurodyti prieš išleidžiant produkciją.

Galvanizuojant ant laidžiojo pagrindo nusodinamas kontroliuojamas metalinis sluoksnis, kad būtų pakeistos jo paviršiaus savybės, nekeičiant visos sudedamosios dalies medžiagos. Relės kontaktuose, variniuose gnybtuose, štampuotose jungtyse ir sidabrinių kontaktų kniedėse danga turi įtakos ir elektros laidumui sąsajoje, ir paviršiaus degradavimo greičiui.

Atsparumas kontaktui ir paviršiaus plėvelės susidarymas

Kontaktinė varža priklauso nuo tikrojo metalinio kontakto ploto, kontaktinės jėgos, paviršiaus šiurkštumo, užterštumo ir paviršiaus plėvelės savybių. Nors kontaktas gali turėti didelį matomą plotą, elektros srovė praeina per daug mažesnį skaičių mikroskopinių kontaktinių dėmių.

Sidabras užtikrina didelį elektros laidumą, tačiau sidabro sulfidas gali susidaryti atmosferoje, kurioje yra sieros. Auksas atsparus oksidacijai ir tinka žemo lygio signalo kontaktams, o alavas yra praktiškas paviršius daugeliui atskiriamų varinių jungčių, tačiau tam tikromis sąlygomis gali susidaryti oksido plėvelės ir atsparumas dilimui.

Oksidacijos, sieros poveikio ir korozijos bandymai

Dangos veiksmingumas priklauso nuo cheminių medžiagų, esančių naudojimo aplinkoje. Sidabras gali sutepti atmosferoje, kurioje yra sieros; alavo oksidas gali padidinti atsparumą esant mažoms kontaktinėms jėgoms; ir aukso atsparumą korozijai gali pažeisti poros, atidengiančios pagrindinį pagrindą.

Druskos purškimo bandymas pagal ASTM B117 įvertina korozijos elgesį kontroliuojamoje druskos rūko aplinkoje. Tačiau jis tiesiogiai nenumato našumo pramoninėje atmosferoje, kurioje gausu sieros, mišriose tekančiose dujose ar tikrosios elektros perjungimo pareigos. Todėl bandymo metodai turi atitikti gedimo mechanizmą, kurio tikimasi naudojant.

Elektrinio kontaktinio dengimo tiekėjų kvalifikacija turėtų skirti kosmetinį spalvos pasikeitimą nuo išmatuojamo kontaktinio atsparumo padidėjimo, korozijos per dangą ir mechaninio vientisumo praradimo.

Atsparumas dilimui ir poravimosi ciklo reikalavimai

Dengimo storis turi būti parinktas atsižvelgiant į numatomas mechanines ir elektrines apkrovas, o ne pagal bendrąsias dangos specifikacijas.

• Paauksuoti signalo kontaktai: apibrėžkite minimalų vietinį aukso storį, sujungimo ciklo tikslą ir leistiną pasipriešinimo pokytį.
• Sidabruoti perjungimo kontaktai: įvertinkite lanko eroziją, medžiagos perkėlimą tarp kontaktų, šiluminę apkrovą ir kontaktinę jėgą.
• Alavo dengto vario štampavimas: įvertinkite įkišimo jėgą, įtempimo poveikį, oksido plėvelės elgesį ir numatytą sujungimo sistemą.

Storesnė danga automatiškai neužtikrina ilgesnio tarnavimo laiko. Sukibimas, poringumas, nuosėdų kietumas, paviršiaus šiurkštumas ir kontaktinio slėgio pasiskirstymas gali būti vienodai svarbūs.

Tinkama danga priklauso nuo elektrinės galios, kontaktinės geometrijos, pagrindo, aplinkos sąlygų ir tikslinės tarnavimo trukmės. Auksas paprastai pasirenkamas stabilioms žemo lygio signalų sąsajoms, sidabras – laidžios galios keliams, o alavas – daugeliui ekonomiškai jautrių varinių jungčių sistemų.

Auksinis padengimas žemo lygio signalams ir tikslioms jungtims

Auksas yra naudingas, kai kontaktas turi išlaikyti žemą ir stabilią sąsajos varžą žemos įtampos ir žemos srovės sąlygomis. Jis lengvai nesudaro tvirtų izoliacinių oksidų plėvelių, susijusių su daugeliu netauriųjų metalų.

Aukso dengimo specifikacijose turėtų būti atskirtos kietojo aukso lydinio nuosėdos ir minkštesnės, labai grynos aukso nuosėdos. Kietasis auksas, dažnai legiruotas su nedideliu kiekiu kitų metalų, dažniausiai naudojamas pakartotiniam poravimuisi. Minkštesnis auksas gali būti tinkamas naudojant ribotą mechaninį susidėvėjimą.

Pagrindiniai specifikacijos kintamieji apima:

• Mažiausias vietinis aukso storis, matuojamas mikrometrais (μm).
• Aukso sudėtis ir nuosėdų kietumas.
• Jei reikia, nikelio ar kito tinkamo barjerinio sluoksnio storio.
• Akytumo ir atviro pagrindo priimtinumo kriterijai.
• Poravimosi ciklai, kontaktinė jėga ir leistinas kontaktinės varžos pokytis.

Vien vardinis vidutinis storis gali neapsaugoti kraštų, įspaustų kampų ar labai susidėvėjusių vietų. Brėžinyje turi būti nurodytos matavimo vietos ir minimalaus storio priėmimo kriterijai.

Relės kontaktų ir maitinimo gnybtų sidabravimas

Sidabras plačiai naudojamas ten, kur pirmenybė teikiama mažai elektrinei varžai ir srovei. Sidabruotos kontaktinės kniedės, variniai gnybtai ir relės komponentai gali užtikrinti laidų paviršių išlaikant vario pagrindą.

Dengimo specifikacijoje turi būti atsižvelgta į skirtumą tarp sidabruoto paviršiaus ir tvirto sidabro kontakto. Padengta vario dalis turi funkcinę paviršiaus dangą virš laidžio netauriojo metalo; Vietoj to bimetalinėje kontaktinėje kniedėje gali būti naudojamas sidabrinis kontaktinis sluoksnis, sujungtas su vario koteliu formavimo arba klijavimo būdu.

Perjungimo įtaisams sidabravimas neturėtų būti traktuojamas kaip tinkamos kontaktinės medžiagos pakaitalas. Lanko energijai, perjungimo srovei, apkrovos induktyvumui, atidarymo greičiui ir kontaktų geometrijai gali prireikti sidabro lydinio, pvz., AgSnO₂ arba AgNi, o ne gryno sidabro dangos.

Skardos dengimas vario štampavimui ir elektros gnybtams

Skardos dengimas plačiai taikomas vario ir vario lydinio štampuotoms dalims, nes palaiko praktinį elektrinį sujungimą ir yra suderinamas su daugeliu litavimo ir gnybtų sujungimo procesų.

Tačiau alavas nėra universalus tinkamas žemo lygio signalo kontaktams. Alavo oksidas gali paveikti sąsajos atsparumą, ypač kai kontaktinės jėgos nepakanka, kad suardytų paviršiaus plėvelę. Vibracijos ar šiluminio judėjimo sukeltas įtrūkimas taip pat gali sukelti susidėvėjimo nuolaužas ir nestabilų pasipriešinimą.

Alavuoto vario štampavimo specifikacijose turėtų būti apibrėžta:

• Skardos nuosėdų storis ir tai, ar apdaila yra matinė ar ryški.
• Vario pagrindo klasė ir temperamentas.
• Reikalavimai perdangai arba barjeriniam sluoksniui, jei taikoma.
• Numatytos jungties litavimo arba užspaudimo reikalavimai.
• Ūsų rizikos įvertinimas jautrioms geometrijoms ir eksploatavimo sąlygoms.

Skardinių ūsų valdymui reikia skirti ypatingą dėmesį glaudžiai išdėstytiems laidininkams ir jautriems elektroniniams mazgams. Taikomos mažinimo priemonės turėtų būti parenkamos peržiūrint projektą ir atliekant kvalifikacijos bandymus, o ne darant prielaidą, kad tam tikras vardinis storis pašalina riziką.

Medžiagos pasirinkimas pagal eksploatavimo sąlygas

Tai yra pradinės atrankos gairės, o ne universalūs receptai. Galutinis pasirinkimas turi būti patvirtintas atsižvelgiant į gaminio elektrinį įvertinimą, taikomus IEC reikalavimus ir faktinę veikimo aplinką.

Dangos storis ir sukibimas yra atskiros kokybės charakteristikos. Danga gali atitikti vardinio storio reikalavimą, bet sugenda dėl prasto paviršiaus paruošimo, per didelio vidinio įtempio, netinkamo aktyvavimo arba dangos ir pagrindo nesuderinamumo.

Dangos storio ir matavimo vietų nustatymas

Inžineriniame brėžinyje turi būti nurodyta dangos medžiaga, minimalus vietinis storis, matavimo metodas ir funkcinės matavimo vietos. Kai naudojamas barjerinis sluoksnis, jo storis turi būti kontroliuojamas atskirai nuo funkcinės išorinės dangos.

Nė vienas standartas neapima kiekvienos dengimo sistemos ir komponentų geometrijos. Brėžinio ir tikrinimo plane turėtų būti nurodytas taikomas leidimas, bandymo sąlygos, mėginio dydis ir priimtinumo ribos.

XRF storio matavimas ir skerspjūvio analizė

XRF tinka įprastiniam daugelio metalinių dangų patikrinimui, kai dangos sudėtis, pagrindas ir matavimo geometrija palaikomi instrumento kalibravimu. Daugiasluoksnėms sistemoms matavimo metodas turi skirti atskirus sluoksnius arba naudoti patvirtintą modelį.

Skerspjūvio mikroskopija suteikia tiesioginį dangos storio, sluoksnio tęstinumo ir dangos bei pagrindo sąsajos įrodymą. Tai ypač naudinga atliekant proceso patvirtinimą, gedimų analizę ir kraštų dangos ar lokalizuotos delaminacijos tyrimą.

Gamybos patikrinimo plane turėtų būti nurodyta:

• Matavimo vietos, įskaitant kraštus arba kontaktines zonas, jei jos veikia.
• Minimalus vietinis storis ir leistinas pokytis.
• Kalibravimo standartai ir matavimo dažnis.
• Prireikus skerspjūvio paruošimo ir vertinimo kriterijai.
• Patikrinimo rezultatų ir gamybos partijos atsekamumas.

Sukibimo testai ir lenkimo bandymo apribojimai

Sukibimo sutrikimas gali atsirasti dėl netinkamo valymo, nepilno aktyvavimo, užteršimo, per didelio nuosėdų įtempio arba blogo gretimų sluoksnių suderinamumo.

Lenkimo bandymas gali būti naudingas tinkamiems lakštinio metalo bandiniams, tačiau tai nėra universalus dengtų elektrinių kontaktų priėmimo metodas. Lenkimo spindulys, pagrindo storis, plastiškumas ir dangos storis turi įtakos rezultatui. Mažoms antspauduotoms dalims gali reikėti kliento patvirtinto bandymo metodo arba reprezentatyvaus proceso kupono.

Priėmimo kriterijai turėtų apibrėžti leistinas sąlygas po bandymo, pvz., nėra matomų pleiskanų ar atsiskyrimo pagal nurodytą tikrinimo metodą. Jei reikalaujama, kad funkcinė danga deformacijos metu liktų nepažeista, šis reikalavimas turi būti aiškus.

ASTM B117 druskos purškimo ir aptarnavimo-aplinkos kvalifikacija

ASTM B117 apibrėžia kontroliuojamą druskos rūko poveikio procedūrą. Tai naudinga lyginant korozijos elgesį tam tikromis sąlygomis, bet nenustato universalios visų auksu, sidabru arba alavu dengtų komponentų praėjimo/nepatikimo trukmės.

Pavyzdžiui, druskos rūko bandymas negali atkurti sidabro sulfidacijos, mišrių dujų poveikio, kondensacijos ciklų ar elektros lanko. Jei tie mechanizmai reguliuoja eksploatavimo trukmę, į kvalifikaciją turėtų būti įtrauktas atitinkamas aplinkosaugos bandymas ir, jei reikia, atsparumo sąlyčiui matavimai prieš ir po poveikio.

Galvanizacijos chemija turi įtakos darbuotojų saugai, nuotekų valymui, procesų kontrolei ir aplinkosaugos reikalavimams. Procesai be cianido gali sumažinti konkrečius su cianidu susijusius pavojus, tačiau terminas nereiškia, kad visa dengimo operacija yra nekenksminga aplinkai arba automatiškai atitinka visus galiojančius reglamentus.

Sidabravimas be cianido: proceso kvalifikacija

Įprastiniuose sidabravimo procesuose gali būti naudojami cianido pagrindu pagaminti elektrolitai. Yra alternatyvių cheminių medžiagų, tačiau jų tinkamumas priklauso nuo substrato, nuosėdų savybių, komponentų geometrijos ir gamybos reikalavimų.

Procesas be cianido turėtų būti kvalifikuojamas pagal tuos pačius funkcinius kriterijus kaip ir bet kuri kita dengimo sistema:

• Dangos storis ir vienodumas funkciniuose paviršiuose.
• Sukibimas ir atsparumas pleiskanojimui.
• Paviršiaus išvaizda ir nuosėdų sudėtis.
• Elektrinio kontakto varža ir aplinkos stabilumas.
• Vonios stabilumas, nuotekų kontrolė ir proceso pakartojamumas.

Chemijos pokytis gali turėti įtakos nuosėdų morfologijai, išmetimo galiai, poringumui ir proceso lango stabilumui. Nereikėtų manyti, kad esami proceso parametrai pasikeis, kai pakeičiama dengimo chemija.

RoHS, REACH ir cheminių medžiagų deklaracijos

RoHS ir REACH reglamentuoja skirtingus reguliavimo reikalavimus. RoHS apriboja konkrečias pavojingas medžiagas elektros ir elektroninėje įrangoje, o REACH reglamentuoja chemines medžiagas ir su jais susijusius įsipareigojimus, įskaitant taikomus apribojimus ir informacijos apie medžiagas reikalavimus.

Teiginys „atitinka RoHS“ arba „atitinka REACH“ turėtų būti paremtas atitinkamomis deklaracijomis ir atitinkamo produkto ir rinkos medžiaga. Teiginys neturėtų būti pagrįstas vien tik tuo, kad dengimo vonioje nėra cianido.

OĮG tiekėjo kvalifikacijai į dokumentų paketą gali būti įtraukta:

• Dengimo chemija ir atitinkamos proceso deklaracijos.
• Pagrindo ir dangos medžiagų deklaracijos.
• Taikomi RoHS ir REACH dokumentai.
• Informacija apie ribotas medžiagas iš tiekėjų.
• Partijos identifikavimo ir atsekamumo įrašai.
• Pranešimo apie pasikeitimus proceso ir perkvalifikavimo reikalavimai.

Gamybos kontrolė ir tiekėjų audito taškai

Elektrinio kontaktinio dengimo tiekėjas turėtų įrodyti, kad kontroliuoja procesą nuo pagrindo paruošimo iki galutinio patikrinimo. Auditas turėtų būti sutelktas į dokumentais pagrįstą procesą ir faktinius gamybos įrašus, o ne tik į sertifikatus.

ISO 9001 ir IATF 16949 gali palaikyti dokumentuotą kokybės valdymą, atsižvelgiant į tiekėjo sertifikavimo sritį. Nė vienas sertifikatas neįrodo, kad buvo laikomasi konkretaus dangos storio, sukibimo rezultato ar aplinkosaugos bandymo reikalavimų.

Kaip matuojamas elektros kontaktų aukso, sidabro ar alavo storis?

Rentgeno spindulių fluorescencija (XRF) dažniausiai naudojama neardomam storio matavimui, kai tinka dangos sistema ir geometrija. Skerspjūvio mikroskopija gali patikrinti sluoksnio storį ir sąsajas.

Kokius dengimo bandymus elektrinių kontaktų gamintojas turėtų atlikti OĮG kvalifikacijai gauti?

Bandymo planas priklauso nuo programos. Įprasti įrodymai apima dangos storio matavimus, sukibimo bandymus, korozijos bandymus ir taikomas medžiagų deklaracijas.

Ar Kinijos elektros kontaktų dengimo tiekėjas gali pateikti RoHS/REACH dokumentus ir gamybos atsekamumą?

Kvalifikuotas tiekėjas turėtų galėti pateikti tinkamas medžiagų deklaracijas ir partijos gamybos įrašus, kai jie įtraukti į jo kokybės sistemą ir tiekimo sutartį.

Pateikite savoAuksinės dangos elektriniai kontaktaibrėžinys, pagrindo klasė, reikalingas dangos metalas, minimalus storis ir eksploatavimo sąlygos techninei peržiūrai. Prieš užbaigdami kitą elektros kontaktų užsakymą, paprašykite kainos pasiūlymo, apimančio dengimo galimybes, tikrinimo metodus, pavyzdžių patvirtinimą ir gamybos pajėgumus.