SJ 20818-2002 电子设备的金属镀覆与化学处理.pdf
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1、.f.也. I -FL 0180 共和SJ 20818 2002 Metal plating and chemical treatment for electronic equipment 2002-01-31发布2002-05-01实施中华人民共和国信息产业部批1 2 3 4 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 5 5.1 5.2 5.3 目、企霄o、范围. . . .1 引用文件. .,.1 定义. . .3 一般要求.3 金属镀覆和化学处理选择应考虑的主要因素. .3 基体材料的性质.川.u.u.山.3 使用环挠与工作条件.3 金属镀覆和化学覆盖层的性质. .
2、 .4 镀覆件设计的工艺性-. ,. . .7 镀覆件镀覆前的质量要求. .B 金属接触偶的选择. ._. .9 镀覆后的处理条件. . . . ,. .14 详细要求. . .14 电子设备H型表团(室内)金属镀覆和化学处理的选择与标记.14电子设备I型表面(室外)金属镀覆和化学处理的选择与标记.() 金属镀覆层、化学处理层的技术条件和检验方法.()附录A金属镀覆和化学处理表示方法(补充件).28 A1 表示方法.-.国28A2 表示符号.29A3 颜色表示符号.32A4 独立加工工序名称符号.33 附录B电连接器与电子电路的金属镀覆和化学处理的选择与标记参考件.35 B1 电接触层选择设计
3、要素.35B2 电子设备常用电接触层的选择与标记.35 B3 电接触层可配合性导则.36附录C常用新i日涂覆标记对照表(参考件).38 ) 化学镀、化学处镀层厚度测定环境试验孔隙率的电图金含量的试验结合强度测定残留盐的测定2002-05-01实施1 镀层厚度的测定结合强度试验SJ 20818-2002 斗标示方法。第一部分g第二部分:第三部分z第四部分z第五部分g第六部分z第一部分2第二部分g同方法金和金合金电镀层的试验方法金和金合金电镀层的试验方法用标准金属金属覆盖层金属覆盖层像试验金属覆盖层金和金合金电镀层的试验方法金属覆盖层金和金合金电镀层的试验方法金属覆盖层金和金含金由镀层的试验方法金
4、属覆盖层工程用银和银合金电镀层GB厅12307.1-1990金属覆盖层银和银合金电镀层试验方法GBfT 12307.2一1990金属覆盖层银和银合金电镀层试验方法MetaI plating and chemica1 treatment for electronic eq时pment与化学处理级铮、曙噜垃均有关过程术语电镀铺层的铭酸盐转化膜化膜中华人民共和国电子行业的电子2002-01-31发布电子设备的金1. 1 主题内容本标准规定了电子设适用范围本标准适用于理和电化学处理GB厅12305.3-1990GBrr 12305.1一1990GB厅12305.2-1990GBfT 12305.4一-
5、1990GBfT 12305.5 1990 GBfT 12305.6一-1997GBfT 12304-1990 GBfT 12306-1990 GBfT 11379-1989 GBfT 9800-1 GBfT 313 引用文件GBrr 11 GBfT GBfT GBfT GBfT GBrr GBrr GBfT 范围1. 2 2 1 2 SJ 20818-2002 GBfT 12307.3一1997金属覆盖层银和银合金电镀层试验方法GB厅12333-1990金属覆盖层工程用铜电镀层GB厅12599-1990GBfT 12600-1990 GBfT 12607-1990 GBfT 12610一19
6、90GBfT 12611一1990GBfT 12612-1990 GBfT 13912一-1992GBfT 13913-1992 GBfT 17461-1998 GJB 150.11一1986金属覆盖层锡电镀层金属覆盖层塑料上铜+镇+络电镀层热喷涂涂层设计命名方法塑料上电镀层热循环试验金属零(部)件镀覆前质量控制技术要求多功能钢铁表面处理液通用技术条件金属覆盖层钢铁制品热镀铐层技术要求自催化镇一磷镀层技术要求和试验方法金属覆盖层锡铅合金电镀层军用设备环挠试验方法盐雾试验GJB 1720一1993异种金属的腐蚀与防护SJ 20146-1992 银电镀层总规范QJ 1824-1989 绊综合金镀层
7、技术条件QJ 2855一1996锡悴合金镀层技术条件JB厅507命一1991热喷涂常用术语IS02179 86 MIL-C一-5541锡银合金电镀层规范和试验方法铝和铝合金的化学转化膜MIL-A-8625 铝和铝合金阳极氧化膜MIL-A-I0727B MIL-C-14550 MIL-C-26074 MIL-G-45204 MIL-P 450209 MIL-R-46085 MIL-P 81728 镀锡工程用铜电镀层化学镀银层技术要求金电镀层组电镀层佬电镀层镀锡一铅合金MIL-C-87115 浸镀铮铭膜军用规范镇电镀层联邦规范2电镀银层的一般要求第三部分z残留盐的测定QQ-N-290 QQ-S-3
8、65 ASTMA380 96 ASMB607-91 不锈钢零件、组件和系统清洗、去锈和钝化的标准实践工程应用自催化镇砌层标准规范ASTM B733-90 金属上的自催化娱磷层标准规范ASTM B679-98 工程用电镀钮标准规范ASTM B841-94 绊一综合金电镀层标准规范ASTM B867-95 工程用电镀铠一镇合金标准规范ASTM B904-00 用于电磁干扰屏蔽的自催化镀铜上自催化镀银标准规范ASTM F1941M-00 在螺纹紧固件(公制上电镀层标准规范AMS 2413D 镀银一姥SJ 20818-2002 AMS2422D 镀金3 定义3. 1 金属覆盖层metallic coa
9、ting 是指用化学或电化学以及物理的方法在金属或非金属工的金属层。 I IX回1回,.,.11画.镀覆用作防护、装饰或功能性是指用化学或电化学的方法在金属表面形成的含有该金属化合物的表面防护、装饰或功能性膜层,它包括化学转化膜、化学氧化层、铝的阳极化膜、磷化膜、钝化膜等。3.3 主要表面significant surface 零件电镀前后的规定表面,3.4 平均厚度采用称average 面进行测量,由最3.5 1量:值的算术平均值。plating thickness 在制件的主4 -般要求4. 1 金属金概括。镀覆特性材料和性质镀覆件设计的工艺性镀覆的目的和要求飞、3整小值。多,相互使用环境
10、与工作条件金属镀覆和化学处理的选择金属电化偶和配合公差注图中双向箭头表示相互依存,互为制约的关系.(或)使用性能是很重要的。的基本测量图1加以表示和镀覆后处理条件镀覆的种类、厚度和镀覆标记零件镀覆前质量要求图1金属镀层和化学覆盖层选择应考虑的因素4.2 基体材料的性质要依据选用材料的本性而合理地选择镀覆层,如铝和铝合金要进行装饰防护性镀覆,选用铝的装饰性化学砂面处理、阳极氧化镀覆体系就比电镀装饰性铜/镖/铭体系的防护性能和综合经济指标等方面好得多,这是由铝材的可镀覆特性决定的。3 一一一一4.3 使用环境与工作条件4. 3. 1 被保护表面的分类-对于地面、舰船和机载电子设备的镀层系统而言,按
11、照暴露条件的差异,可将被保护表面划分为以下两种类型:I型(暴露表面I型表面是指当设备处于工作或行进状态时暴露于自然环境的表面,或虽然未暴露于自然环境,但能够受各种气候因素直接作用的表面.气候因素包括g极端温度、极端湿度、雨、冰雹、雪、雨雪、含盐大气、工业大气、日光直接照射、尘埃、风砂等。例如,电子设备方舱的外表面属于I型表面。II型(遮蔽)表面一一II型表面是指设备工作时不暴露于自然环境,并且不会受到雨、冰雹、雪、雨雪的直接作用及日光直接照射和风砂直接作用的表面。例如,电子设备方舱的内表面,以及电子设备方舱内电子设备的表面属于II型表面。一般地说,1型表面的暴露条件与室外环撞相当;II型表面的
12、暴露条件与室内环境相当。任何I型表面的涂覆与精饰都可以满足II型表面的防护要求。4.3.2 工作温度被镀件与电子线路随着工作温度或中间加工温度的升高,会加速基休金属中间层及面镀层之间的金属扩散,对铜银、银一金、铜金、铜-锡等等互溶性易扩散金属,热对扩散的加速作用更大:扩散的结果会改变元器件和(或)电路的本性,造成腐蚀。必要时应采用扩散阻挡层。4.3.3 电磁环境电场会加速金属的腐蚀。如在塑封的集成电路内,间距为12.7m(0.5 miD的两条金属导线,在5V100 V的电位差范围内,腐蚀速度会随着两导线间的电位差的增加而线性地增长。要根据被镀件与线路的电磁环境的要求合理地选择镀覆体系及镀层厚度
13、.4.3.4环境的机械性能要求紧固件用的镀覆层应具有低的转矩张力,不然,要使用其它辅助措施(如使用润滑剂)改善转矩/张力关系,以满足紧固件可靠机械装配的性能的要求。4.3.5 密闭环境下的有机物气氛商蚀在电子设各的某些密封结构中的有机材料如塑料、橡胶、有机涂层、粘合剂等可能会释放出有机物气氛,如甲酸、乙酸等对多数金属和镀层有危害,在选材与结构设计上要事先加以考虑。4.4 金属镀覆和化学覆盖层的性质4. 4. 1 阳极镀层和阴极镀层若镀层比基休金属活泼,其电位较基体金属负,就是阳极性镀层。阳极性镀层对基休金属起电化学保护作用,其保护特性及耐久性主要取决于镀层的厚度。者基体金属比镀层活泼,亦即镀层
14、电位比基休金属正,这时镀覆层就是阴极性镀层,当镀层具有孔隙或局部损坏时,就会通过腐蚀电池的作用,加速基体金属的腐蚀。二者电位差越大,腐蚀损坏就越大。只有镀层完好无孔隙,才能对基体起保护作用。因此,阴极镀层的保护特性,取决于镀层的孔隙率和厚度。由此可见,阳极性镀层的保护特性优于阴极性镀层,所以,在确定的介质环境条件下,应尽量地选择阳极性防护层a在实际防腐设计时,如何判断阳极性镀层还是阴极性镀层,实践证明,电镀零件在大多数实际使用条件下腐蚀情况与金属在海水的腐蚀电位序有联系。表1给出了在海水条件下金属镀覆层类别,可参考选用:也可依据表5a、表5b金属在海水中的电位序的定量数据来判断阳极镀层和阴极镀
15、层。4 SJ 20818-2002 金属镀覆层类别(在海水条件下表1阴极性镀层阳极性镀层基休金属Cu、Ni.Cr、Ag、Snll、Au、Pb、Pt.Pb-Sn、Zn、Cd、Zn-Ni.Zn-Ti. Zn-Fe、Sn-Zn(Zn 25%)、钢Pb-In、黄铜ZnCr膜Sn、Cu、Ni.Cr. Ag Zn、Cd铝及铝合金Au、Ag、Pd、Rh、PtZn、Cd、Zn-Ni(Ni 109毛)、Sn-Zn(Zn 25%) 铜及铜合金注,1)在有机股介质中为阳极性镀层。4.4.2 常用金属镀覆的基本性质常用金属镀覆合金以及化、接地要求零件z护,样铭腹一浸溃镑,有耐热要求(如工作但对导电性和延展良好的防铭酸
16、盐钝化膜良的影响g镀钵在,镀层柔软,具防护能力,可金属(如的工艺和wt) 镀覆层(Ni 6%15%wt)合金、镀锡绊.其中,假铸成本最低,在牛可焊:的自锈,类别镀铮、膜是常护性:护低防有用防护性镀覆层镀辑、防护装饰性镀层一般是指多层装饰镀铭。在钢和铝上传统的铜/镇/络镀层是阴极性防护层,在I型表面,只有当镀层很厚去50m)时,才有较好的保护作用.半光亮媒/光亮银/装饰铭是具有电化学防护特性的镀层体系,可以减薄镀层总厚度,而获得较好的防护性能.底层半光亮镇占镇层总厚度约2月,镀层韧性好,整平性好,不含硫或硫量很低C0.04%和1800 注21MPa=1 N/mm. 热处理应在所有镀前准备之前进行
17、:附着油污过多的零件,热处理之前应进行必要的脱脂处理.4. 6. 11 经磨削加工的或经探伤检查的零(部件及弹簧等,应无剩磁、磁粉及荧光粉等。4. 6. 12 待镀件必须装箱或采用专门的工件器具进行工序问周转。表面粗糙度值Ra:;:;O.8m的和精密的零件应分别包装在专门包装箱内,以免在搬运过程中受损和发生锈蚀。4. 7 金属接触偶的选择4. 7. 1 金属接触偶的选择金属相接触的保护是一个特殊的精饰问题,镀层与基体金属之间,或者两种不同金属偶合(机械连接或组合时,在一定的腐蚀介质中,如酸、碱、盐、潮气、工业气体、盐雾等,就会在金属表面形成电解质液膜,构成腐蚀电池。若金属电化偶选择不当,偶合金
18、属所形成的腐蚀电池电动势很大,就会造成强烈的接触腐蚀,使金属零件之间或镀层与基体之间加速损坏。可以按以下原则处9 lili-llili-一一一L一二SJ 20818-2002 理不同金属接触偶的关系.a)军用电子设备的零(部件按表5a和表5b选用零件之间的允许接触偶。其中表先是表旬的附加说明。在表5a、表5b中金属和合金(或镀层是分组列出的:每一组中的成员,在室温下海水中相对于饱和甘电极测得的电动势(EMF)很接近,相互间电动势之差在0.05V以内。所以,每一组中的所有金属不管它们的金相组织是否相似,都被看成是相容电化偶。表中不同组之间的相容电化偶其电位差最大不得超过0.25V;在隔离环境中,
19、金属偶不暴露到大气或含盐大气中,只是受到温度和湿度变化时,则相容电化偶的电位差最大不超过O.5V。在表5a中允许电偶序用右边的图线来表示。直线连接起来的各组成员就构成允许电化偶,0指示每个系列中EMF值最大的阴极金属,.指示阳极金属,箭头指向阳极方向。表中除给出了对甘示电极的电动势外,还给出了一个推导出的阳极指数。第1组(金,等的阳极指数为0,第18组(侯,等为175,由一组的阳极指数减去另一组的阳极指数,乘以0.01就得出两组之间的电位差(V)。在考虑两种金属零件接触是否相容时应考虑它们的镀层是否相容,而不是考虑基休金属是否相容g在镀层上还有钝化膜(如镀铮钝化膜贝IJ只考虑镀层是否相容而不必
20、考虑钝化膜。b)在零件的金属镀覆体系设计时,也可以参照表5a、表5b选择金属镀层的类别,对阴极性镀层尽量使相邻金属镀层的最大电位差不超过0.25V。c)在海水、海洋大气和工业大气中,以上a)和b)尚未涉及的异种金肩接触的腐蚀与防护问题可以进一步参考表6和GJB1720, 4.7.2 双金属电偶蔚蚀的控制发生双金属腐蚀必须同时具备三个条件:一是存在腐蚀电解液:二是存在电位更正的金属或能导电的非金属,如石墨、碳纤维复合材料:三是两种金属接触将腐蚀电池导通。只要隔离消弱其中一个条件,就能消除或减轻双金属腐蚀,故减少双金属接触腐蚀的具体措施为:a)当两种不允许接触的金属必须导电连接时见表5a、5b),
21、除可以采用加入金属垫片的方法,进行调整、过渡、减少电位差之外,还可以采用金属镀层实现调整过渡。即将不允许电化偶中的一种金属,镀覆适当的金属镀层,使其与另一种金属构成允许的电化偶。例如:铝合金导电氧化零件与钢、铜零件接触时,钢,铜零件可以镀绊-镇合金。应该强调:不论不允许接触电化偶在何种环挠条件下使用,其镀层厚度都应按I型表面要求进行选择。b)采用小阴极,大阳极结构:电偶腐蚀速度随阴/阳极面积比值增大而增大。减小阴极面积可以减少阳极腐蚀量。例如:不锈钢与铝是不允许的电化偶。不锈钢是阴极,在实际使用中,可以用不锈钢螺钉、螺栓、哪钉紧固铝合金零件,但绝不能相反。由于不锈钢和铝合金连接易遭受缝隙腐蚀,
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