48A端子金属镀层厚度测试技术

EIA STANDARD

EIA-364-48A

端子金屬鍍層厚度測試技術

電子工業協會工程部

NO.48測試技術

金屬鍍層厚度測試技術

(出自NO.1494標準建議,在EIA P-5.1連接器分部委員會監視下形成的)。

1. 范圍:

此測試技術包括單個規范所要求的几種測試方法,他們都可以用來測量端子表面拋光厚度。

2. 目的:

2.1 此測試的目的是闡述端子表面電鍍層厚度的標準測量方法。

2.2 此測試可能涉及危險性的所用有關的所有安全問題以及其應用所規定的

所有條件。因此,在應用此測試之前,建立正確的安全和健康拒以及決定此測試應用的有關限制是用戶自己的責任。

3. 方法:

3.1 方法A-金相學剖面圖

3.1.1 應用:

此方法是在準備要測物的金相學剖面圖上進行直接測取讀數的技術。當端子鍍層厚度為100微英寸(2.6mm微米)或更大時可以應用金相顯微鏡或光學顯微鏡,若當厚度小于N100微英寸時(2.6微米),對金相切片的光學測量則認為不怎么精確,故建議用電子掃描顯微器(3EM)。此技術應用于任何被測鍍層能夠裝配或和拋光面垂直的表面。

3.1.2 優點:

1. 精確(在規定的厚度范圍內);

2. 觀察的范圍不限為一點;

3. 直接讀數系統。

3.1.3 存在不足:

1. 精確(在規定的厚度范圍內);

2. 觀察的范圍不限為一點;

3. 直接讀數系統。

3.1.4 存在不足:

1. 樣品準備存在很大程度困難;

2. 破坏性的測試方法;

3. 過多依賴操作者;

4. SEM系統价格昂貴;

5. 技術非常低。

3.2 方法B-Beta粒子散射測試法

3.2.1 應用:

此方法應用于當要測的鍍層合層平均原子數明顯不同于(+20%)鍍層基礎或被鍍材料層的原子數。相對所用beta粒子的能量來說鍍層基礎或被鍍材料的厚度應為無穹大。對全金屬鍍層來說,實際上可測量的最小厚度為20微英寸(0.5微米)。然而通過正確地選用同位素或標準,10微英寸(0.25微米)以下的讀數也可以測取到,可測取的最大厚度為2000微英寸(51微米)。若鍍銀層厚度不為測試設備制造廠商所特指的數值,此測試不能用于測試中間鍍層金屬為銀的金金屬鍍層。

3.2.2 優點:

1. 已破坏性的測試方法;

2. 不需要準備測試樣品,零件可用來直接測試;

3. 測試時間很短。

3.2.3 不足之處:

1. 此方法提供的是一個比較的方法,不是通過直接測量來取得數值,它測量的是單位面積內的物質。

2. 此方法對几何形狀非常敏感,它不能精確地那些表面許多彎曲面的圓柱形端子。

3. 為使較小直徑的端子精確地測量,耐磨金屬導板,同位素以及蓋革氏負反饋管和標準磨損量必須嚴格控制。

4. 依賴于操作者水平。

3.3 X-射線熒光測試:

3.3.1 應用:此方法可以用來測量端子厚度小于320微英寸(8.1微米)

金屬鍍層以及其他電鍍面。

3.3.2 優點:

1. 對導電鍍層的高精度測量;

2. 無破坏性測試方法;

3. 不需準備樣品,零部件可以直接測試;

4. 測試速度快。

3.3.3 不足之處:

1. 此方法測試的為一比較性結果,而不為直接測試結果;

2. 此方法對几何形狀非常敏感,對於那曲承半徑小于0.010英寸(0.25mm)圓柱形表面的凹面或击面,都不能精確地測量;

3. 設備昂貴。

3.4 方法D-磁埸或雜散電流(電磁)測試方法:

3.4.1 應用:

3.4.1.1 磁埸測試方法

磁埸測試儀器可以用于以下厚度的測試:

a. 一個有磁性基層上的無磁性電鍍層;

b. 無磁性或基層上的鎳鍍層(注:此測試不能用于鎳一磷合金鍍層

厚度),對銅或銅合金的基礎上的鎳鍍層,有效的測試范圍能達

1000微英寸(25微米)。

3.4.1.2 雜散電流測試方法:

僅當鍍層金屬和基層金屬的導電性能顯著不同時,才能應用雜散電

流型式的厚度測試儀。

3.4.2 優點:

1. 已損坏性的測試方法;

2. 不需準備樣品零部件可以直接用來測試;

3.4.3 不足之處:

1. 限于那些磁性鍍層或無磁性基礎或正好相反的組件的測試。

2. 若測試儀刻度的有效性末被驗證,從試樣品邊部開始測試讀數,不能小于0.5inch(13mm)。

3. 測試結果取決于測試者的技術;

4. 厚度測試對樣品的彎曲部份敏感;

5. 基礎材料的剩磁或漏磁埸合對讀數產生影響;

6. 溫度變化會影響雜散電流測試儀;

7. 間接的測量方法。

3.5 方法E-庫侖分析法:

3.5.1 應用:

此方法可用於決定50微英寸(1.3微米)或更厚的鍍層厚度。

3.5.2 優點:

1. 快速;

2. 易于操作。

3.5.3 不足之處:

1. 對几何外形敏感;

2. 小于50微英寸(1.3微米)的鍍層厚度不能精確測量;

3. 為有損坏性測試。

4. 測試位置:

4.1 測試厚度位置應在端子被有效圖紙或規范規定的范圍,如果預測實際端子

上鍍層厚度的相應研究已進行,則可以在外表面測試鍍層厚度。

4.2 測試范圍不應為零部件邊角處,為測得最佳結果,被測零部件表面積中中

心部位的2/3應被選用。對某些測量技術的精確性來說,測量位置的規定非常重要。

5. 測試過程:

5.1 方法A-金相學剖面圖:

此方法通過對一橫截面的顯微測試包含了所有金屬鍍層的測量,由於通電元件尺寸很小,試樣應裝配于一塑料包裝材料中,試樣必須以一種鍍層不改變的方式插入,此測試的精確和可靠性很大程度上決定于測試技術,因

此,有經驗的操作者以及高質量的設備對測量精度很有必要。

5.1.1 鍍層邊部保護:

在塑料包裝之前,試樣應用鎳、銅和很多鍍一層最小厚度為0.0004英寸(10微米)的金屬。這樣做是為保護電鍍層和防止弄反方向。旭果用光學顯微鏡測量,多鍍金屬層應注上一種可和被測鍍層區分的顏色,試樣應清洗干淨但不能改變鍍層厚度以此來提供一個能精讀多鍍金屬層產生良好粘附力的表面且又能清除了那些可能影響鍍層測試(使其變暗)的雜物。

5.1.2 裝夾:

在用塑料裝配過程中,試樣須保持一種能保證切下的橫截面和測試面軸線豎直的狀態,偏离垂直狀態+10∘將產生一個明顯比實際厚度厚

1.5%的厚度,試樣應插在一熱熔塑膠或熱固性塑膠中。

5.1.3 研磨及拋光:

若去除過多的材料,試樣應通過切割或機械加工除去多余量,然而,要被測試面不能用此粗加工法損傷,所以試樣然后應用研磨器具研磨以顯示欲側面,然后此面應被拋光。研磨器具應為120到600砂粒的研磨砂且為拋光而留下的最大研磨尺寸應為6微米,拋光面應用酸蝕來刻划邊界且除去所有機械變形邊緣。如ASTM 13487里所注明的酸蝕法對此測試技術也有效。對高度放大的SEM測試,建議不用酸蝕法。

5.1.4 測試:

測試結果通過較大1000倍的顯微測試得到,用于放大的物鏡特別建議其數值孔經不能小于1.25,光學系統應裝備一個用以校準目鏡的校準絲或其他等效物,通過放大3000-20000倍的電子掃描顯微鏡也可以得到測試值。對此兩種測試方法都應定期地重校儀器。

5.1.5 精度:

如此測試由有經驗和技術的人員完成,則所得結果的精度應為0實際厚度+10%之內,若無其他注明,記錄的數值為同一樣品所有測試中5次隨機抽樣值的平均值。

5.2 方法B.Beta粒子散射測試法:

通過計量到達指定樣品表面且反射到一個記數裝置(通常為蓋革一彌勒計數管)的Beta粒子數量(高速電子),我們可以用些Beta反射技術無損傷地測量鍍層厚度,此和放射性同位素用法結合的方法,必須豎持一種和應用機構規定相一致的用法。為精確測量,一個有技術的操作有執行正確操作順序對其很有必要,既然Beta一反射單位為每一單位時間總數的比測值,對一給定厚度的測量定義又一個給定標準需要提供已知厚度,密度和組成物的參考標準。

5.2.1 安全警告:

5.2.1.1 所有電极台板-同位素系統應被保存在一個被認為能保護同

位素和電极台板的容器中。

5.2.1.2 在任何情況之下,手指都不能觸及同位素。

5.2.1.3 蓋革彌勒記數管的窗口很容易破碎,故除了已用此設備的廠商

注明之外,都不得融及和清洗它。

5.2.2 校準和統一標準:

5.2.2.1 頻率:

1. 每一次測試轉換都應進行2到3次給定孔徑的標準校驗。在一個

校驗總至少一個小時內對標準進行一次校驗。

2. 進行校準之時。

a. 當安裝了一種新的同位素;

b. 進行遺漏測試之后;

c. 當同位素從電极電台移走或電极台板移動;

d. 若電极台板-同位素系統摔落到地上;

e. 當標準校驗需要時;

f. 當工作地區環境溫度改變5℃(或3℃)(僅僅對模擬電路有

些必要);

5.2.2.2 方法:

1. 和設備生產廠家年校一樣進行標準;

2. 通過用源于國家標準技術研究所的基本標準以及用和要測的樣

品一樣的用同樣鍍層和基層組成的試樣進行校準。此基本標準僅

用于電极台板-同位素系統的校準和工作標準的驗證。既然標準

容易破坏,所以必進行定期校準。

3. 進行校準時必須用和實際測試一樣測試條件,包括這些將在測試

樣品時將用到的指定孔徑尺寸。

5.2.3 測量:

按廠商指示進行每次操作,注意5.2.4所列的各種因素。

5.2.4 精度:

5.2.4.1 許多不同的因素都將會影響測量精度。然而,如果使用正確的操作技藝測試精度應在實際厚度的+10%之內。

5.2.4.2 影響蚜精度之因素:

1. 計數統計和測試時間:統計數目錯誤可以通過使用有足夠長時間

中斷計數來積佶積累充足的數目來減少,增大測試時間也可以提

高精度。

2. 鍍層/基層組合:隨著鍍層和基層原子不同數目的增多,測量變

得更加可重复的。

3. 鍍層密鍍,厚度和組成物。通過用和標準一樣的組成物,厚度和

密鍍將降低測量誤差。

4. 基層校正:這是一個由設備生產廠商提供的一個未鍍樣品和標準

基層之間的比較,在待測樣品和用于校驗的標準樣品之間有組成

物的不同和几何外形上的差異時,此比較可以提高測量精度。

5. 表面粗糙度和純度:粗糙和不純的鍍層表面將導致測量數值不精

確。

6. 試樣曲率。測試裝置的几何尺寸,如同徑素在電极台板上的位置

以及所适用的孔徑尺寸,當測量圖柱形試樣時非常關鍵,且對試

樣測試過程和標準校驗其必須保持恆定,其最佳位置為在該處對

平面和曲面試樣測量值的差別可以忽略不計。通過基層校正可以

減少在同徑素測度范圍之內的由試樣和標準樣品之間產生的外

校差異產生的測量誤差。一個設計用于減少曲面影響的孔徑應被

用到。源于NIST的球形標準試樣能用于消除由几何外形而不

同而產生的誤差,然而,他們比平的標準試樣更容易破坏和更快

磨損,因此球形標準試樣的鍍層厚度應比平直形的標準試樣更頻

繁地校準。

7. 電极台板磨損:

電极台板沷銳的邊緣很容易磨損且在200~300次測試后便可清楚

地看到一個磨損的電极台板將使端子深陷于定位槽,產生不正確

的讀數。

5.3 方法C-X射線熒光測試

用X-射線熒光測試法可以無破坏性地測量鍍層厚度,其所測鍍層的最大厚度應是在其第二次輻射不能發生聯系的厚度之外(無窮厚度)比較于beta反射法,此方法和零部件几何外形沒什么關聯,為取得此法的最佳結果,鍍層材料和基層材料最小應相差兩個原子數,一個按照正常順序操作的有技術的操作者對精確的測一很有必要,既然X射線熒光測試法是一個比較的測試技術其中有一個關系存在于鍍層厚度和第二次輻射強度之間,測試是基于已知數鍍層厚度的菲酌標準樣品之上進行的。此標準試樣的作用是使輻射強度,鍍層厚度和密度之間有數量上的聯系。

5.3.1

5.3.2 安全預防:必須按應用單位規章進行人身避免X-射線。 校準:

頻率:

1. 每次應用此設備時都須進行儀器校準;

2. 儀器應進行定期檢查以進行正確校驗。

5.3.2.2 方法:

1. 此設備應按生產廠商的年檢進行校準;

2. 通過應用源于國家標準技術研究所的基本標準以及用和要測的

樣品一樣的用同樣鍍層和基層組成的試樣進行校準。他們必須有

相同的密度。如果密度根本不同,在厚度測量時須引秒密度修正

因素。

3. 在鍍層范圍之內的至少三個標準應被用于校準。不能用校準范圍

之外的推斷,因為它會產生嚴重錯誤。

5.3.2.1

5.3.3 測量:

測試須按設備生產廠商已用的測試來進行。

5.3.4 精度:

5.3.4.1 如果應用正確的操作技術通過X-射線法測得的數值精度應有實際厚度的+5%之內。

5.3.4.2 影響精度因素:

1. 密度:NIST對金的厚度標準中校正其密度為19.3g/cm3,因此測

量數值的數學修正對校正標準密度和所用設備密度之間的差異

很有必要。

2. 表面純度:外來物質如粉塵,油污或腐蝕產品會導致測量數值不

精確。

3. 樣品外形:由樣品外形引起的測量誤差可以通過使用一個比測試

設備1/2直徑更小的準直儀來消除。

4. 樣品移動:通過堅持所用設備和標準設備一樣的焦距可以降低誤

差。

5. 計數統計和測試時間:計數時間根据所需精度要求。通過增加計

數量和時間有提高精度。十個標準偏差為0.8或更小的讀數為推

荐標準。

5.4 方法D:磁埸或雜散電流(電磁)測試方法。

此方法包括所有用于無損傷鍍層厚度測試的電磁儀器的應用。

5.4.1 校準:

5.4.1.1 頻率:

在每次用之前都必須對儀器進行校準且在應用時的一定時間間隔時

須進行標準檢驗。

5.4.1.2 方法:

應按生產廠家所示對每個儀器進行校正。

5.4.2 測試:

測試技術應為已用此設備的生產廠家所指定的。

5.4.3 精度:

5.4.3.1 用此方法所測得的數值之精度在實際厚度的之內。

5.4.3.2 影響精度因素:

1. 厚度組成、結構、磁性和電性特征:為減少誤差,標準檢

區試須和測試樣品一樣的特征且標準正試樣之厚度應固

定且應盡可能接近于所測鍍層厚度。

2. 邊緣影響:此方法對測試樣品外形的突變非常敏感,如果

設備特指用于此種測試的校正,太靠近一個邊緣

(13mm,1/2in)或在一個角內的測量值將不會精確。

3. 曲度影響:測試樣品的曲度將影響測量,曲度影響隨儀器

的製造和型號不同而言異,但總是隨著曲率半徑的降低而

變得更明顯,通過用和試樣曲率半徑一樣的標準可以減少

誤差。

4. 鍍層和基層的表面外形:一個粗糙或刮傷的表面將使測試

儀器產生各點均不相同的讀數,因此,為取得一個能代表

平均鍍層厚度的均值,將有必要對不同的點測取許多的讀

數。

5. 表面純度:外來物質和粉塵,油脂及腐蝕物質將影響測試

結果且這些物須通過清洗去除而不能去除任何鍍層物質。

6. 操作者技術:測試結將依賴於操作者之水平,當校準儀器

和操作測試為同一個時便可減少這些誤差。

7. 測試位置,為減少誤差,樣品測試位置應和校準位置應一

致。

5.5 方法E-庫倉分析法:

此方法包括所有通過測量從一個已知且已精確測定的地方而來的陽极溶解電鍍層所需要電子的數量(庫倉)來決定電鍍層厚度的方法,厚度可以從所用電子數,區域,鍍層金屬的機電等价值,陽极電流有效承認及電鍍層密度等方面來求得。

5.5.1 精度:

通過此方法測得的精度應在實際厚度的+10%之內。

5.6 方法F:

此方法用制作基本厚度標準,通過已知區域上鍍層的重時和他的密度可 以決定其厚度。

5.6.1 精度

當一均勻厚度存在于一可精確測量的區域之上時,質量/面積測 量方法是一最精確的厚度測試方法。

6.0 仲裁技術

當在決定鍍層厚度時存在分岐時,推荐使用以下的方法。

6.1 確定以下并提供所有細節:

a. 推荐用于鍍層厚度測試之技術已被用到;

b. 標準精度;

c. 密度校準參數(若用Beta一反射法或X-射線熒光法);

d. 當對樣品進行第二次測試時得到同樣結果;

e. 所用設備按正確順序操作;

6.2 若6.1未能解決分岐,用一仲裁法測量厚度。

6.3 局部拋光而言,把端子圖上尺寸和測量位置,孔徑尺寸X射線束尺寸等

之進行比較。

7. 須注明細節:

當此測試為單個規范所要求時,以下細節必須指明。

7.1 測試位置;

7.2 鍍層型號,鍍層下的物質及端子材料種類;

7.3 要測試之樣品數;

7.5 所用測試方法;

7.6 記錄之數据應含以下之內容:

a. 測試日期;

b. 所測厚度范圍和平均測量厚度;

c. 設備校準日期和所用校準樣品;

d. 所用修正參數;

e. 操作者姓名

8. 注意

8.1 X-射線熒光法通常作為測試電子端子拋光面厚度的仲裁方法。

EIA STANDARD

EIA-364-48A

端子金屬鍍層厚度測試技術

電子工業協會工程部

NO.48測試技術

金屬鍍層厚度測試技術

(出自NO.1494標準建議,在EIA P-5.1連接器分部委員會監視下形成的)。

1. 范圍:

此測試技術包括單個規范所要求的几種測試方法,他們都可以用來測量端子表面拋光厚度。

2. 目的:

2.1 此測試的目的是闡述端子表面電鍍層厚度的標準測量方法。

2.2 此測試可能涉及危險性的所用有關的所有安全問題以及其應用所規定的

所有條件。因此,在應用此測試之前,建立正確的安全和健康拒以及決定此測試應用的有關限制是用戶自己的責任。

3. 方法:

3.1 方法A-金相學剖面圖

3.1.1 應用:

此方法是在準備要測物的金相學剖面圖上進行直接測取讀數的技術。當端子鍍層厚度為100微英寸(2.6mm微米)或更大時可以應用金相顯微鏡或光學顯微鏡,若當厚度小于N100微英寸時(2.6微米),對金相切片的光學測量則認為不怎么精確,故建議用電子掃描顯微器(3EM)。此技術應用于任何被測鍍層能夠裝配或和拋光面垂直的表面。

3.1.2 優點:

1. 精確(在規定的厚度范圍內);

2. 觀察的范圍不限為一點;

3. 直接讀數系統。

3.1.3 存在不足:

1. 精確(在規定的厚度范圍內);

2. 觀察的范圍不限為一點;

3. 直接讀數系統。

3.1.4 存在不足:

1. 樣品準備存在很大程度困難;

2. 破坏性的測試方法;

3. 過多依賴操作者;

4. SEM系統价格昂貴;

5. 技術非常低。

3.2 方法B-Beta粒子散射測試法

3.2.1 應用:

此方法應用于當要測的鍍層合層平均原子數明顯不同于(+20%)鍍層基礎或被鍍材料層的原子數。相對所用beta粒子的能量來說鍍層基礎或被鍍材料的厚度應為無穹大。對全金屬鍍層來說,實際上可測量的最小厚度為20微英寸(0.5微米)。然而通過正確地選用同位素或標準,10微英寸(0.25微米)以下的讀數也可以測取到,可測取的最大厚度為2000微英寸(51微米)。若鍍銀層厚度不為測試設備制造廠商所特指的數值,此測試不能用于測試中間鍍層金屬為銀的金金屬鍍層。

3.2.2 優點:

1. 已破坏性的測試方法;

2. 不需要準備測試樣品,零件可用來直接測試;

3. 測試時間很短。

3.2.3 不足之處:

1. 此方法提供的是一個比較的方法,不是通過直接測量來取得數值,它測量的是單位面積內的物質。

2. 此方法對几何形狀非常敏感,它不能精確地那些表面許多彎曲面的圓柱形端子。

3. 為使較小直徑的端子精確地測量,耐磨金屬導板,同位素以及蓋革氏負反饋管和標準磨損量必須嚴格控制。

4. 依賴于操作者水平。

3.3 X-射線熒光測試:

3.3.1 應用:此方法可以用來測量端子厚度小于320微英寸(8.1微米)

金屬鍍層以及其他電鍍面。

3.3.2 優點:

1. 對導電鍍層的高精度測量;

2. 無破坏性測試方法;

3. 不需準備樣品,零部件可以直接測試;

4. 測試速度快。

3.3.3 不足之處:

1. 此方法測試的為一比較性結果,而不為直接測試結果;

2. 此方法對几何形狀非常敏感,對於那曲承半徑小于0.010英寸(0.25mm)圓柱形表面的凹面或击面,都不能精確地測量;

3. 設備昂貴。

3.4 方法D-磁埸或雜散電流(電磁)測試方法:

3.4.1 應用:

3.4.1.1 磁埸測試方法

磁埸測試儀器可以用于以下厚度的測試:

a. 一個有磁性基層上的無磁性電鍍層;

b. 無磁性或基層上的鎳鍍層(注:此測試不能用于鎳一磷合金鍍層

厚度),對銅或銅合金的基礎上的鎳鍍層,有效的測試范圍能達

1000微英寸(25微米)。

3.4.1.2 雜散電流測試方法:

僅當鍍層金屬和基層金屬的導電性能顯著不同時,才能應用雜散電

流型式的厚度測試儀。

3.4.2 優點:

1. 已損坏性的測試方法;

2. 不需準備樣品零部件可以直接用來測試;

3.4.3 不足之處:

1. 限于那些磁性鍍層或無磁性基礎或正好相反的組件的測試。

2. 若測試儀刻度的有效性末被驗證,從試樣品邊部開始測試讀數,不能小于0.5inch(13mm)。

3. 測試結果取決于測試者的技術;

4. 厚度測試對樣品的彎曲部份敏感;

5. 基礎材料的剩磁或漏磁埸合對讀數產生影響;

6. 溫度變化會影響雜散電流測試儀;

7. 間接的測量方法。

3.5 方法E-庫侖分析法:

3.5.1 應用:

此方法可用於決定50微英寸(1.3微米)或更厚的鍍層厚度。

3.5.2 優點:

1. 快速;

2. 易于操作。

3.5.3 不足之處:

1. 對几何外形敏感;

2. 小于50微英寸(1.3微米)的鍍層厚度不能精確測量;

3. 為有損坏性測試。

4. 測試位置:

4.1 測試厚度位置應在端子被有效圖紙或規范規定的范圍,如果預測實際端子

上鍍層厚度的相應研究已進行,則可以在外表面測試鍍層厚度。

4.2 測試范圍不應為零部件邊角處,為測得最佳結果,被測零部件表面積中中

心部位的2/3應被選用。對某些測量技術的精確性來說,測量位置的規定非常重要。

5. 測試過程:

5.1 方法A-金相學剖面圖:

此方法通過對一橫截面的顯微測試包含了所有金屬鍍層的測量,由於通電元件尺寸很小,試樣應裝配于一塑料包裝材料中,試樣必須以一種鍍層不改變的方式插入,此測試的精確和可靠性很大程度上決定于測試技術,因

此,有經驗的操作者以及高質量的設備對測量精度很有必要。

5.1.1 鍍層邊部保護:

在塑料包裝之前,試樣應用鎳、銅和很多鍍一層最小厚度為0.0004英寸(10微米)的金屬。這樣做是為保護電鍍層和防止弄反方向。旭果用光學顯微鏡測量,多鍍金屬層應注上一種可和被測鍍層區分的顏色,試樣應清洗干淨但不能改變鍍層厚度以此來提供一個能精讀多鍍金屬層產生良好粘附力的表面且又能清除了那些可能影響鍍層測試(使其變暗)的雜物。

5.1.2 裝夾:

在用塑料裝配過程中,試樣須保持一種能保證切下的橫截面和測試面軸線豎直的狀態,偏离垂直狀態+10∘將產生一個明顯比實際厚度厚

1.5%的厚度,試樣應插在一熱熔塑膠或熱固性塑膠中。

5.1.3 研磨及拋光:

若去除過多的材料,試樣應通過切割或機械加工除去多余量,然而,要被測試面不能用此粗加工法損傷,所以試樣然后應用研磨器具研磨以顯示欲側面,然后此面應被拋光。研磨器具應為120到600砂粒的研磨砂且為拋光而留下的最大研磨尺寸應為6微米,拋光面應用酸蝕來刻划邊界且除去所有機械變形邊緣。如ASTM 13487里所注明的酸蝕法對此測試技術也有效。對高度放大的SEM測試,建議不用酸蝕法。

5.1.4 測試:

測試結果通過較大1000倍的顯微測試得到,用于放大的物鏡特別建議其數值孔經不能小于1.25,光學系統應裝備一個用以校準目鏡的校準絲或其他等效物,通過放大3000-20000倍的電子掃描顯微鏡也可以得到測試值。對此兩種測試方法都應定期地重校儀器。

5.1.5 精度:

如此測試由有經驗和技術的人員完成,則所得結果的精度應為0實際厚度+10%之內,若無其他注明,記錄的數值為同一樣品所有測試中5次隨機抽樣值的平均值。

5.2 方法B.Beta粒子散射測試法:

通過計量到達指定樣品表面且反射到一個記數裝置(通常為蓋革一彌勒計數管)的Beta粒子數量(高速電子),我們可以用些Beta反射技術無損傷地測量鍍層厚度,此和放射性同位素用法結合的方法,必須豎持一種和應用機構規定相一致的用法。為精確測量,一個有技術的操作有執行正確操作順序對其很有必要,既然Beta一反射單位為每一單位時間總數的比測值,對一給定厚度的測量定義又一個給定標準需要提供已知厚度,密度和組成物的參考標準。

5.2.1 安全警告:

5.2.1.1 所有電极台板-同位素系統應被保存在一個被認為能保護同

位素和電极台板的容器中。

5.2.1.2 在任何情況之下,手指都不能觸及同位素。

5.2.1.3 蓋革彌勒記數管的窗口很容易破碎,故除了已用此設備的廠商

注明之外,都不得融及和清洗它。

5.2.2 校準和統一標準:

5.2.2.1 頻率:

1. 每一次測試轉換都應進行2到3次給定孔徑的標準校驗。在一個

校驗總至少一個小時內對標準進行一次校驗。

2. 進行校準之時。

a. 當安裝了一種新的同位素;

b. 進行遺漏測試之后;

c. 當同位素從電极電台移走或電极台板移動;

d. 若電极台板-同位素系統摔落到地上;

e. 當標準校驗需要時;

f. 當工作地區環境溫度改變5℃(或3℃)(僅僅對模擬電路有

些必要);

5.2.2.2 方法:

1. 和設備生產廠家年校一樣進行標準;

2. 通過用源于國家標準技術研究所的基本標準以及用和要測的樣

品一樣的用同樣鍍層和基層組成的試樣進行校準。此基本標準僅

用于電极台板-同位素系統的校準和工作標準的驗證。既然標準

容易破坏,所以必進行定期校準。

3. 進行校準時必須用和實際測試一樣測試條件,包括這些將在測試

樣品時將用到的指定孔徑尺寸。

5.2.3 測量:

按廠商指示進行每次操作,注意5.2.4所列的各種因素。

5.2.4 精度:

5.2.4.1 許多不同的因素都將會影響測量精度。然而,如果使用正確的操作技藝測試精度應在實際厚度的+10%之內。

5.2.4.2 影響蚜精度之因素:

1. 計數統計和測試時間:統計數目錯誤可以通過使用有足夠長時間

中斷計數來積佶積累充足的數目來減少,增大測試時間也可以提

高精度。

2. 鍍層/基層組合:隨著鍍層和基層原子不同數目的增多,測量變

得更加可重复的。

3. 鍍層密鍍,厚度和組成物。通過用和標準一樣的組成物,厚度和

密鍍將降低測量誤差。

4. 基層校正:這是一個由設備生產廠商提供的一個未鍍樣品和標準

基層之間的比較,在待測樣品和用于校驗的標準樣品之間有組成

物的不同和几何外形上的差異時,此比較可以提高測量精度。

5. 表面粗糙度和純度:粗糙和不純的鍍層表面將導致測量數值不精

確。

6. 試樣曲率。測試裝置的几何尺寸,如同徑素在電极台板上的位置

以及所适用的孔徑尺寸,當測量圖柱形試樣時非常關鍵,且對試

樣測試過程和標準校驗其必須保持恆定,其最佳位置為在該處對

平面和曲面試樣測量值的差別可以忽略不計。通過基層校正可以

減少在同徑素測度范圍之內的由試樣和標準樣品之間產生的外

校差異產生的測量誤差。一個設計用于減少曲面影響的孔徑應被

用到。源于NIST的球形標準試樣能用于消除由几何外形而不

同而產生的誤差,然而,他們比平的標準試樣更容易破坏和更快

磨損,因此球形標準試樣的鍍層厚度應比平直形的標準試樣更頻

繁地校準。

7. 電极台板磨損:

電极台板沷銳的邊緣很容易磨損且在200~300次測試后便可清楚

地看到一個磨損的電极台板將使端子深陷于定位槽,產生不正確

的讀數。

5.3 方法C-X射線熒光測試

用X-射線熒光測試法可以無破坏性地測量鍍層厚度,其所測鍍層的最大厚度應是在其第二次輻射不能發生聯系的厚度之外(無窮厚度)比較于beta反射法,此方法和零部件几何外形沒什么關聯,為取得此法的最佳結果,鍍層材料和基層材料最小應相差兩個原子數,一個按照正常順序操作的有技術的操作者對精確的測一很有必要,既然X射線熒光測試法是一個比較的測試技術其中有一個關系存在于鍍層厚度和第二次輻射強度之間,測試是基于已知數鍍層厚度的菲酌標準樣品之上進行的。此標準試樣的作用是使輻射強度,鍍層厚度和密度之間有數量上的聯系。

5.3.1

5.3.2 安全預防:必須按應用單位規章進行人身避免X-射線。 校準:

頻率:

1. 每次應用此設備時都須進行儀器校準;

2. 儀器應進行定期檢查以進行正確校驗。

5.3.2.2 方法:

1. 此設備應按生產廠商的年檢進行校準;

2. 通過應用源于國家標準技術研究所的基本標準以及用和要測的

樣品一樣的用同樣鍍層和基層組成的試樣進行校準。他們必須有

相同的密度。如果密度根本不同,在厚度測量時須引秒密度修正

因素。

3. 在鍍層范圍之內的至少三個標準應被用于校準。不能用校準范圍

之外的推斷,因為它會產生嚴重錯誤。

5.3.2.1

5.3.3 測量:

測試須按設備生產廠商已用的測試來進行。

5.3.4 精度:

5.3.4.1 如果應用正確的操作技術通過X-射線法測得的數值精度應有實際厚度的+5%之內。

5.3.4.2 影響精度因素:

1. 密度:NIST對金的厚度標準中校正其密度為19.3g/cm3,因此測

量數值的數學修正對校正標準密度和所用設備密度之間的差異

很有必要。

2. 表面純度:外來物質如粉塵,油污或腐蝕產品會導致測量數值不

精確。

3. 樣品外形:由樣品外形引起的測量誤差可以通過使用一個比測試

設備1/2直徑更小的準直儀來消除。

4. 樣品移動:通過堅持所用設備和標準設備一樣的焦距可以降低誤

差。

5. 計數統計和測試時間:計數時間根据所需精度要求。通過增加計

數量和時間有提高精度。十個標準偏差為0.8或更小的讀數為推

荐標準。

5.4 方法D:磁埸或雜散電流(電磁)測試方法。

此方法包括所有用于無損傷鍍層厚度測試的電磁儀器的應用。

5.4.1 校準:

5.4.1.1 頻率:

在每次用之前都必須對儀器進行校準且在應用時的一定時間間隔時

須進行標準檢驗。

5.4.1.2 方法:

應按生產廠家所示對每個儀器進行校正。

5.4.2 測試:

測試技術應為已用此設備的生產廠家所指定的。

5.4.3 精度:

5.4.3.1 用此方法所測得的數值之精度在實際厚度的之內。

5.4.3.2 影響精度因素:

1. 厚度組成、結構、磁性和電性特征:為減少誤差,標準檢

區試須和測試樣品一樣的特征且標準正試樣之厚度應固

定且應盡可能接近于所測鍍層厚度。

2. 邊緣影響:此方法對測試樣品外形的突變非常敏感,如果

設備特指用于此種測試的校正,太靠近一個邊緣

(13mm,1/2in)或在一個角內的測量值將不會精確。

3. 曲度影響:測試樣品的曲度將影響測量,曲度影響隨儀器

的製造和型號不同而言異,但總是隨著曲率半徑的降低而

變得更明顯,通過用和試樣曲率半徑一樣的標準可以減少

誤差。

4. 鍍層和基層的表面外形:一個粗糙或刮傷的表面將使測試

儀器產生各點均不相同的讀數,因此,為取得一個能代表

平均鍍層厚度的均值,將有必要對不同的點測取許多的讀

數。

5. 表面純度:外來物質和粉塵,油脂及腐蝕物質將影響測試

結果且這些物須通過清洗去除而不能去除任何鍍層物質。

6. 操作者技術:測試結將依賴於操作者之水平,當校準儀器

和操作測試為同一個時便可減少這些誤差。

7. 測試位置,為減少誤差,樣品測試位置應和校準位置應一

致。

5.5 方法E-庫倉分析法:

此方法包括所有通過測量從一個已知且已精確測定的地方而來的陽极溶解電鍍層所需要電子的數量(庫倉)來決定電鍍層厚度的方法,厚度可以從所用電子數,區域,鍍層金屬的機電等价值,陽极電流有效承認及電鍍層密度等方面來求得。

5.5.1 精度:

通過此方法測得的精度應在實際厚度的+10%之內。

5.6 方法F:

此方法用制作基本厚度標準,通過已知區域上鍍層的重時和他的密度可 以決定其厚度。

5.6.1 精度

當一均勻厚度存在于一可精確測量的區域之上時,質量/面積測 量方法是一最精確的厚度測試方法。

6.0 仲裁技術

當在決定鍍層厚度時存在分岐時,推荐使用以下的方法。

6.1 確定以下并提供所有細節:

a. 推荐用于鍍層厚度測試之技術已被用到;

b. 標準精度;

c. 密度校準參數(若用Beta一反射法或X-射線熒光法);

d. 當對樣品進行第二次測試時得到同樣結果;

e. 所用設備按正確順序操作;

6.2 若6.1未能解決分岐,用一仲裁法測量厚度。

6.3 局部拋光而言,把端子圖上尺寸和測量位置,孔徑尺寸X射線束尺寸等

之進行比較。

7. 須注明細節:

當此測試為單個規范所要求時,以下細節必須指明。

7.1 測試位置;

7.2 鍍層型號,鍍層下的物質及端子材料種類;

7.3 要測試之樣品數;

7.5 所用測試方法;

7.6 記錄之數据應含以下之內容:

a. 測試日期;

b. 所測厚度范圍和平均測量厚度;

c. 設備校準日期和所用校準樣品;

d. 所用修正參數;

e. 操作者姓名

8. 注意

8.1 X-射線熒光法通常作為測試電子端子拋光面厚度的仲裁方法。


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