ציפוי אלקטרו הוא אחד התהליכים הקריטיים ביותר בשימוש בייצור מודרני. עם התפתחות האינטרנט של הדברים (IoT), יותר ויותר מכשירים מחוברים כדי לספק גישה מיידית למידע ונתונים. עם זאת, היעילות והאמינות של כל ציוד חשמלי תלויות במידה רבה באיכות החיבור, במיוחד הציפוי המשמש עלמחבר או אנשי קשר. ציפוי נכון הוא המפתח להבטיח את פעולתו האמינה של הציוד, וציפוי לא תקין יכול להשפיע לרעה על הביצועים, המעשיות והעמידות של ציוד חשמלי.
בציפוי אלקטרונירכיבים חשמלייםכגון מחברים ומגעים, זהב וכסף הם שני תהליכי ציפוי נפוצים, שניהם מייצרים חיבורים אמינים ומוליכים ביותר. עם זאת, גם לציפוי כסף וגם לציפוי זהב יש יתרונות וחסרונות. גם לזהב וגם לכסף יש מוליכות חשמלית גבוהה ועמידות בפני קורוזיה; אבל כסף יוצר סולפיד (מכתים), וזהב יכול להיות אופציה יקרה. במאמר זה, אנו דנים בהבדלים בין מחברי זהב וכסף, ומתי ציפוי אחד עשוי להיות עדיף על אחר.
היתרונות של מחברים מצופים זהב:
זהב הוא מתכת יקרה (לא מגיבה) המשפרת את הביצועים של מחברים במגוון יישומים חשמליים. היתרונות של שימוש בציפוי זהב כוללים:
1, עמידות בפני קורוזיה מעולה
זהב עמיד מאוד בפני חמצון או קורוזיה בהשוואה למתכות אחרות. במקרים בהם מגעי מחבר עלולים להיות חשופים לחומרים או תנאים קורוזיביים, ציפוי זהב יכול לשמש מחסום חמצון וקורוזיה יעיל. לכן, מחברים מצופים זהב הם בחירה מצוינת עבור מחברים או מגעים שעלולים להיות חשופים ליישומים קורוזיביים יותר.
יישומים עבור מחברים מצופים זהב כוללים לחות גבוהה או רכיבה תרמית תכופה וחשיפה למלחים או חומצות קורוזיביות. ביישומים תובעניים יותר, ייתכן שיידרשו מרבצי זהב כבדים יותר או אפילו מרבצי זהב דו-פאזיים כדי להבטיח שיש מספיק זהב כדי לחסל את כל הנקבוביות במשקעים ובכך ליצור מחסום קורוזיה יעיל.
2, מוליכות חשמלית גבוהה
אחרי נחושת וכסף, זהב הוא המתכת השלישית הכי מוליכה בעולם. עם זאת, זהב אינו מייצר תחמוצות או תרכובות אחרות ולכן שומר על המוליכות הגבוהה שלו גם בטמפרטורות גבוהות או כשהוא חשוף לסביבות קורוזיביות. המוליכות האחידה הגבוהה של זהב מבטיחה זרימת זרם יציבה גם במתחים נמוכים מאוד, מה שהופך את הזהב לבחירה מצוינת עבור יישומים אלקטרוניים של שידור מילי-וולט במיליאמפר.
3, עמידות משופרת
ניתן לסגגת אלקטרו בכמויות קטנות של ניקל או קובלט כדי להגביר את הקשיות מזהב טהור (< 90="" knoop)="" to="" as="" much="" as="" 200="" knoop.="" this="" hardened="" gold="" is="" often="" called="" hard="" gold.="" when="" plated="" in="" sufficient="" thickness="" (="">50uin) על מצעי ניקל אלקטרוליטי או נטולי חשמל, זהב קשיח מספק ציפוי עמיד למחזורי חיבור חוזרים. בגלל הסיכה הטבעית שלו, זהב קשה אינו נשחק או נשחק בקלות.
4. גמישות
מכיוון שזהב הוא מתכת ניתנת לעיבוד, הוא טוב למפרקים ולקפיצים גמישים. הגמישות של הזהב גורמת לציפוי לעמוד במחזורי מגע מרובים יותר. עם זאת, מחברים או קפיצים חשמליים מצופים זהב דורשים חומר בסיס מתאים כדי להבטיח שהגימור עומד בדרישות העיצוב. בעת ציפוי מגעים או קפיצים גמישים, מומלץ לעתים קרובות ניקל הנדסי (למשל, ניקל סולפאמט) כלוח בסיס מצופה זהב.
5, שכבה ניתנת לריתוך
ציפוי זהב הוא טיפול משטח מצוין ליצירת חיבורי הלחמה אמינים הנרטבים באופן אחיד כל הזמן ללא הפעלת חומצה באמצעות שטף רוזין עדין בלבד. ניתן להזהיב כמעט על כל מצע, כולל מסופי נירוסטה או מחברים, להדבקה לאחר מכן באמצעות ריתוך. בדרך כלל, נדרשים רק 0.00001 אינצ'ים של מרבצי זהב דקים ורכים בכל צד כדי ליצור מגע זהב שניתן לריתוך אמין, אך ניתן לרתך גם מרבצי זהב כבדים יותר.
כאשר הוא מרותך לשכבה מופקדת באלקטרודה, הזהב מתפזר לתוך מפרק ההלחמה על ידי מנגנון הנקרא דיפוזיה במצב מוצק. עקב תופעה זו, יש להקפיד שמשקל הזהב במפרק ההלחמה לא יעלה על 3 אחוזים, שכן הדבר עלול לגרום לשבירת מפרק ההלחמה עצמו. ככלל, הפקדות של פחות מ-0.00005 אינצ'ים בכל צד יגרמו לפחות מ-3% משקל זהב במפרק ההלחמה
6. לא מגנטי
לבסוף, זהב אינו מגנטי. זה יתרון במקרים שבהם שדות אלקטרומגנטיים יכולים לייצר הפרעות. לדוגמה, ציפוי זהב עשוי להתאים למחברים המשמשים במכשירים רפואיים כגון סורקי תהודה מגנטית (MRI).
היתרונות של מחברים או מגעים מצופים כסף:
בדומה לזהב, כסף הוא מתכת יקרה המספקת משטח מוליך מאוד תוך יצירת מחסום קורוזיה יעיל. היתרון העיקרי שהכסף מציע הוא שהוא עולה כמאית מזהב ויש לו מגוון רחב יותר של שימושים וציפוי עבה יותר מזהב. החיסרון העיקרי של כסף הוא בכך שהוא מתכת חצי יקרה ועלולה ליצור תרכובות גופרית כמו כסף גופרתי או הכתמה, אשר לאורך זמן עלולות להשפיע על המוליכות של משקעי כסף-חשמליים.
1, מוליכות החשמל והמוליכות התרמית הגבוהים ביותר
בשל המוליכות החשמלית הגבוהה והעלות הנמוכה שלו, כסף עשוי להיות מתכת יקרה אידיאלית עבור יישומים הדורשים העברת כוח גבוהה. דוגמאות כוללות מחליפי זרם, נתיכים, תוספות, פסי חיבור מסוף או ציפוי אלקטרוני של מחברים בעלי הספק גבוה אחרים. בשל העלות הנמוכה יותר, ציפוי מוליכי נחושת או אלומיניום גדולים יותר בכסף אינו יקר ומספק ציפוי מתכת יקר אמין מאוד העמיד בפני חמצון ומייצר עמידות נמוכה במגע.
בנוסף לחשמל, כסף הוא מוליך תרמי מצוין, המאפשר לחיבורים להעביר כמויות גדולות של חשמל כדי לווסת נקודות חמות באופן טבעי ולמנוע חמצון של חומר המצע.
2, הגנה מפני קורוזיה
כמו זהב, כסף הוא מתכת יקרה המהווה מחסום יעיל בפני קורוזיה. בשל העלות הנמוכה שלו, כסף יכול להיות בדרך כלל מצופה בציפוי של יותר מ-0.001 אינץ' בכל צד, ויוצר מחסום קורוזיה של מתכת יקרה מאוד לא נקבובי. כסף מצופה בדרך כלל על מחסומי ניקל אלקטרוליטיים או חסרי חשמל כדי לשפר עוד יותר את ההגנה הכוללת מפני קורוזיה.
כאשר מצופה על מוליכי נחושת או אלומיניום, כסף מהווה מחסום יעיל למניעת יצירת תרכובות או תחמוצות מחומר המצע. זה מבטל את העלייה בהתנגדות למגע או בנקודות חמות במוליך לאורך זמן.
3, סיכה מעולה
כסף הוא חומר סיכה מתכתי טבעי המספק סיכה מעולה גם בטמפרטורות קיצוניות. כסף הוא בחירה מצוינת עבור יישומים כגון חוטים בטמפרטורה גבוהה או מגעים הזזה שבהם בלאי יכול להיות בעיה עיצובית. כסף משמש בדרך כלל בציפוי נירוסטה וסגסוגות-על אחרות כדי למנוע הידבקות של חלקים נעים או מושחלים במנועי טורבינה או במגדשי טורבו שבהם הטמפרטורות יכולות לעלות על 1250 מעלות F.
כסף מספק סיכה מצוינת על מתגי לחץ או מגעים במגע גבוה, כולל רפידות נתיכים או מחברי ספייק או מחברי שקעי מתח גבוה. מצעי ניקל משומנים כגון ציפוי ניקל ללא חשמל יכולים לשפר עוד יותר את הסיכה ועמידות הבלאי של ציפוי כסף על מחברים או מגעים.
