连接器镀金层附着力检测方法的研究.pdf

第6期
机电元件
Vol 31 No 6
2011年12月
ELECTROMECHANICAL COMPONENTS
Dee.2011
试验与检测
连接器镀金层附着力检测方法的研究
张凡,许良军
(北京邮电大学自动化学院,北京100876)
摘要;表面镀金可有效提高连接件可靠性,镀金层附着强度是评价镀金质量好坏的一个重要指标。本文调
研了国内评价镀金层附着强度的相关标准并对其中的部分实验进行了实验验证和分析。分析出划刻试验的主要
参数,并对该方法进行改进,使其更加规范化
关键词:镀金层;附着强度;检测方法
Doi:10.3969/j.is.1000-6133.2011.06.007
中图分类号:TN784
文献标识码:A文章编号:1000-6133(2011)06-0030-03
锉刀、锯、凿子、划刻、弯曲、缠绕和拉力等试验。我
们依据试验原理及操作方法,经对比和分析,主要选
表面镀金的连接器和开关元件大量存在于电子择了有代表性的弯曲、锉刀、打磨和划刻等强度试
设备中,以提高接触对可靠性,减少由于接触失效造验。
成的电子设备故障。镀金层质量的好坏直接影2.2相关标准中试验方法的验证和结果定性分析
响连接件的接触性能,使用镀金质量较差的连接件2.2.1弯曲试验
制造的电子设备其可靠性大大降低,严重时甚至造
选取尺寸为15mm×1mmx1mm的镀金插针作
成重大生命和财产损失2。因此,有效评估金镀层为试验对象,依照标准中的试验规定”用手或夹钳
质量好坏是一个不容忽视的问题。
把试样尽可能快地弯曲,先向一边弯曲,然后再向另
质量好坏的一个重要指一边弯曲,直到把试样弯断为止",观察插针的断口
标,附着强度低的镀金连接件很容易产生金镀层开(图1),并以”剥离、碎屑剥离或片状剥离的任何迹
裂、剥落等现象,导致接触可靠性降低。评价镀金层象都可作为其附着强度差的象征"作为判断依据。
附着强度方法的相关标准虽然存在,但其检测效果
适用范围等都没有给出。所以本论文主要讨论几种
典型检测方法的试验效果和适用范围,并将一种方
法进行了优化。
2现有标准中试验方法的对比验证
2.1现有标准试验方法的概述
(a)弯曲试验前
(b)弯曲试验后
图1弯曲试验验证:
在相关的国家标准”?中描述了多种用于检测
插针样品在弯曲过程中,其镀金层交替受压应
镀金层附着强度的试验,包括抛光打磨、喷丸、剥离、力与拉应力,儿个周期后插针断裂。由于所检测样
收稿日期:2011-11-12
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张凡等:连接器镀金层附着力检测方法的研究
品的镀金层附着力较小,在断裂边缘观察到一些掉宽度方向划刻。观察划刻部分的镀金样片表面形貌
皮现象。
(图4)。可以观察到划痕边缘处镀金层产生起皮或
2.2.2锉刀试验
脱落。
选取尺寸为15mmx1mmx1mm的镀金插针作
为试验对象,依照标准中的试验规定”用一种粗的
研磨锉沿从基体金属到覆盖层的方向与镀覆表面约
呈45°的夹角进行锉削”。观察锉刀实验后的插针
(图2)。
可以观察到在锉刀边缘镀金层产生了起皮脱
落
(a)划刻试验前
(b)刘刻试验后
图4划刻试验验证
2.3试验结果对比分析
参照标准要求,从试验结果可以看出,弯曲试验
和划刻试验效果是最理想的。
弯曲试验简单方便。在弯曲过程中,样品一侧
施加应力,几个周期后会疲劳断裂。所以,影响弯曲
(a)锉刀试验前
(b)锉刀试验后
试验效果的因素主要是弯曲的角度和周期。试验过
图2锉刀试验验证
程中,弯曲角度和周期是容易控制的。因此,弯曲试
2.2.3打磨实验
验具有很强的可重复性。但是,其最大的缺点是适
选取尺寸为长度为25mm,宽度为10mm的镀金
用范围非常有限,受零件形状的限制,不适用于结构
样片作为试验对象,用玛瑙刀”快速平稳地摩擦复杂不易弯曲的零件。
15s",观察打磨区镀金样片表面形貌(图3)。
打磨试验操作简单,但试验效果不是很理想。
在打磨过程中,镀层会加工硬化并吸收摩擦热。如
果镀层和基底间含有气泡,气体吸热膨胀,会有鼓
泡。但是,并不是所有质量不好的镀层都是由于其
中还有气体引起的。所以,该方法有局限性,再加上
影响其的主要因素打磨压力不易控制,可重复性不
强
锉刀试验操作简单,同样受样品形状和结构的
(a)打磨试验前
(b)打磨试验后
影响很大。且其试验过程中压力同样是个重要的因
图3打磨试验验证
素,也不易控制,可重复性不强。刘刻试验简单易行
可以观察到打磨前后没有明显变化,并没有出
且效果明显,主要优点是几乎不受零件形状的限制。
现标准中提到的鼓泡和起皮的现象。推测是因为金在划刻过程中,镀层受到一个与划刻方向平行的切
为软金属,具有很好的延展性。打磨实验更适用于应力。如果镀层附着力不强,在此切应力作用下,便
较硬镀层(镍和铬等)。
会剥落起皮。划刻时,划刻压力越大,划刻深度越
2.2.4划刻试验
深,镀层受到的切应力也就越大。该方法的主要缺
选取尺寸为15mmx1 mm x I mm的镀金插针作点是划刻时作用于样品上的正压力是不易控制的,
为试验对象,"采用30°锐角的硬质钢刀",沿插针的
所以,可重复性也不理想。
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