High Performance Electroplating Systems

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Le cuivre et les alliages de cuivre pour conducteurs sont souvent revêtus de purs métaux tels que l’étain, l’argent et le nickel. Dans certains cas spéciaux les revêtements en des alliages tels qu’étain-plomb (revêtement à la brasure) ou les revêtements composites tels que argent sur nickel, etc., appliqués en couches multiples, peuvent être indiqués. Les revêtements sont appliqués de manière à améliorer les performances du conducteur.

Revêtement d’étain

L’étain appliqué comme revêtement de métal pur est généralement reconnu pour augmenter la température d’utilisation à 150°C et améliorer l’aptitude au soudage. Le revêtement d’étain est relativement bon marché pour l’augmentation des performances qu’il permet. Le revêtement d’étain est d’abord utilisé pour ses caractéristiques de température et de soudage. Les paramètres pour le cuivre revêtu d’étain sont spécifiés par l’ASTM B 33.

En raison du point de fusion relativement bas de l’étain, le revêtement d’étain est seulement employé sur des matériaux de base non exposés à de hautes températures de fabrication après application de l’étain. Certains alliages de cuivre à haute résistance ou d’autres matériaux de base nécessitent un traîtement ou une recuisson pendant la fabrication qui pourraient fondre le revêtement d’étain.

Le cuivre revêtu d’étain a une durée de vie limitée pour l’aptitude au soudage. Après une certaine période de temps et selon un taux déterminé par la température, l’étain et le cuivre interagissent pour former un composé intermétallique. Cette réaction apparaît à température ambiante et ne peut être prévenue par un emballage quelconque. Lorsque tout l’étain de la surface a été consommé (en alliage Avec le cuivre du métal de base), le conducteur perd son aptitude au soudage. L’oxydation de surface dégrade elle aussi l’aptitude au soudage ; ainsi, le conducteur doit être protégé de l’exposition à l’air et à l’humidité par un emballage. La durée de vie peut être optimisée par un emballage approprié et un stockage à température contrôlée.

Revêtement d’argent

Le revêtement d’argent est généralement reconnu pour augmenter la température de fonctionnement du cuivre et des alliages de cuivre à 200°C. Le revêtement d’argent donne aussi au conducteur d’excellentes caractéristiques de soudage. L’argent conserve son aptitude au soudage lorsque des techniques standardisées d’emballage sont utilisées afin de protéger la surface de l’oxydation. Son aptitude au soudage ne diminue pas au cours du temps du fait de la diffusion.

L’argent pur est doté de la meilleure conductivité électrique de tous les métaux purs. Revêtir un conducteur d’argent améliore aussi la transmission des hautes fréquences du fil. Les signaux à haute fréquence circulent au long de la surface d’un conducteur, ce qui est connu sous le terme d' »effet de peau » et l’utilisation d’argent pour cette fonction augmente les performances de ce conducteur. 

L’argent est un métal relativement mou, son Oxyde est un bon conducteur électrique et il a une Faible résistance de contact. Ainsi les conducteurs revêtus par l’argent ont de nombreux avantages par rapport à d’autres revêtements pour les terminaisons serties. Les conducteurs revêtus par l’argent ont une épaisseur minimale de revêtement de 40 micro-inches (0.000040 inches) (équivalent à 1 micron) comme il est spécifié dans l’ASTM B 298. Les variations d’épaisseur peuvent être acceptées en fonction de l’application.

Revêtement de nickel

Le revêtement par le nickel est généralement reconnu pour accroîre les températures de fonctionnement du cuivre et des alliages de cuivre à 260°C et le nickel a de plus une particulièrement bonne résistance aux environnements corrosifs. Cependant le nickel nécessite l’usage d’un flux d’activation pour bien souder et en raison de sa dureté le nickel est susceptible de montrer une fiabilité légèrement plus variable dans les terminaisons serties que d’autres revêtements.

Les conducteurs revêtus au nickel standards ont une épaisseur minimum de revêtement de 50 micro-inches (1,25 microns) comme le spécifie l’ASTM B 355.

Il existe une classe spéciale de revêtement nickelé dite Class 27 dans l’ASTM B 355. Cette classe de conducteurs contient un Minimum de 27% (de la masse) en revêtement de nickel. Ces conducteurs spécialisés sont généralement utilisés dans les conditions de températures extrêmement hautes.

Revêtement multicouche

Le revêtement séquentiel de différents métaux sur un métal de base permet de créer une barrière entre la surface et le métal de base. Ceci peut réduire l’interaction intermétallique en maintenant les propriétés favorables du revêtement de surface.

Techniques de mesure de l’épaisseur

La méthode standardisée de mesure de l’épaisseur de revêtement des torons utilise des moyens électrochimiques. L’ASTM (B 33, B 298, and B 355) reconnaît un testeur d’épaisseur employant une technique de décapage électrochimique (communément appelée méthode « Kocour » du nom d’un fabricant d’équipement). Cette méthode colorimétrique fait usage d’un courant contrôlé de décapage, du temps requis pour enlever le plaquage et du diamètre et de la longueur de l’échantillon pour déterminer l’épaisseur du revêtement.

Intégrité du revêtement

L’intégrité du revêtement peut être caractérisée en termes de continuité et d’adhérence du revêtement sur le métal de base.

Continuité du revêtement

Les directives stipulent que le matériau de revêtement doit intégralwement couvrir la surface du fil. Les affleurements de métal de base avant toronnage sont inacceptables lorsqu’ils sont visibles à l’œil nu. Afin de faciliter l’examen, les échantillons sont soumis à une solution de polysufure de sodium (ASTM B 33, B 298, and B 355) qui noircit tout affleurement de cuivre.

Adhérence du revêtement

La couche de revêtement doit adhérer au métal de base. Les tests d’adhérence appliquent d’abord une contrainte sur l’interface de placage. Enrouler quelques longueurs de conducteur ou envelopper le conducteur autour de son propre diamètre provoquent une contrainte suffisante pour qu’apparaisse toute surface de faible adhérence en glissant ou craquant dans la couche de revêtement. Les échantillons sont ensuite soumis au test de polysulfure de sodium. Le cuivre exposé noirci met en évidence le défaut d’adhérence.