Измерение гальванопокрытия Sn и подслоя поверх сплавов Cu

Использование олова человеком насчитывает тысячелетия с тех пор, как мы начали сплавлять его с медью для получения бронзы.

Сегодня олово имеет широкий спектр важных применений благодаря своим физическим свойствам. Почти половина всего производимого олова используется только для припоя, в то время как луженая сталь обычно используется для контактирующих с пищевыми продуктами применений, поскольку олово нетоксично, неканцерогенно и устойчиво к коррозии.

Олово также обычно используется для гальванического покрытия компонентов из меди и медных сплавов, таких как клеммные штыри, провода и шины. Его проводимость и устойчивость к коррозии и окислению делают его идеальным для защиты электрических компонентов, которые будут подвергаться воздействию атмосферы. Медь склонна к окислению, что приводит к быстрому увеличению ее сопротивления. Хотя олово все еще окисляется, его оксид относительно тонкий и сохраняет его проводимость высокой.

Стандарт ASTM B545 устанавливает технические характеристики электроосажденных оловянных покрытий. Как блестящее, так и матовое олово используется для гальванопокрытий меди и медных сплавов. Блестящее олово имеет гладкую, блестящую поверхность, что делает его популярным выбором для покрытия проводов и электрических контактов. Однако его не следует использовать для пайки, так как органические осветляющие добавки могут гореть при воздействии температур пайки, что может нарушить целостность паяного соединения. Матовое олово не содержит осветляющих веществ и лучше подходит для пайки, но имеет более грубую структуру зерна, что приводит к большему усилию вставки.

Толщина электролитического покрытия имеет решающее значение для эффективности гальванопокрытия. С уменьшением толщины увеличивается пористость, что может существенно повлиять на защитную функцию покрытия. Для таких изделий, как электрические пружинные контакты, слишком толстое покрытие может негативно повлиять на механическую работу.

B545 определяет минимальную толщину гальванопокрытий олова определенных классификаций. Например, класс обслуживания A, предназначенный для обслуживания электрических контактов в мягких условиях окружающей среды, требует минимум 2.5 мкм (100 мкдюймов) гальванического покрытия оловом. Кроме того, в некоторых случаях требуется промежуточный слой между оловом и подложкой, называемый подложкой. Для покрытия оловом поверх латуни требуется подложка из меди толщиной не менее 2.5 мкм (100 мкдюймов) или никеля толщиной не менее 1.3 мкдюймов (50 мкдюймов), чтобы предотвратить диффузию цинка в олово и ухудшение покрытия. Производители могут иметь собственные спецификации толщины для своих гальванических оловянных компонентов.

Для контроля толщины оловянных гальванических покрытий и подложек многие производители на каждом этапе процесса прибегают к рентгенофлуоресцентной (РФ) спектрометрии, позволяющей быстро и надежно измерить толщину каждого слоя покрытия одновременно. XRF работает, возбуждая элементы на поверхности компонента так, что они испускают свои собственные характерные (уникальные для каждого элемента) рентгеновские лучи. Интенсивность этих рентгеновских лучей может быть использована для расчета толщины покрытия.

Инструменты старого поколения часто испытывали трудности с элементами, общими для каждого слоя, такими как медная подложка поверх латунного (медно-цинкового) сплава или олово, нанесенное на бронзу (медно-олово). Аппаратное обеспечение нового поколения эффективно решает эту проблему.

Узнайте больше о том, как с помощью рентгенофлуоресцентного анализа можно измерить электроосаждение олова на медных сплавах, в нашей последней заметке по применению!