Цветы серных тестов
Колпак вакуумного эксикатора с древовидной решеткой из нержавеющей стали марки 316, чашками с цветками серы и насыщенным раствором нитрата калия на дне.

Тестирование «цветов серы» (FOS) было разработано для определения пористости металлических покрытий, подверженных коррозии, вызванной серой [см. ниже ASTM B809-95(2018)]. Применимыми подложками являются серебро, медь, медные сплавы и любой другой металл или металлический сплав, с которым будет реагировать сера. Для тестирования пористости покрытия могут быть однослойными или многослойными из любого металла, который не подвергается коррозии и герметизирован самоограничивающейся реакцией в восстановительной серной среде теста FOS. Самый простой рекомендуемый метод — определить любую пористость покрытия, которая обнаруживается по наличию поверхностных пятен. Эти поверхностные пятна образуются там, где сера из окружающей среды проникла и вступила в реакцию с основным металлом, образуя сульфид металла . Халькозин , сульфид меди (I), имеет цвет от темно-серого до черного. Сульфид серебра (I) также имеет серо-черный цвет.

Внедрение бессвинцовых припоев и бессвинцовой пайки побудило к дальнейшему развитию и применению иммерсионного серебрения. Иммерсионное серебро улучшает смачиваемость и паяемость. [1] Испытания в смешанном потоке газа не смогли предупредить электронную промышленность о недостатках иммерсионного серебрения (например, см. ссылку 7). Это способствовало применению FOS. В частности, было установлено, что влажные среды с высоким содержанием серы способствуют ползучей коррозии. [2] Разработка испытаний FOS на ползучую коррозию была продолжена усилиями под эгидой Международной инициативы по производству электроники (INEMI) и Ассоциации технологий поверхностного монтажа (SMTA) Хейли Фу и др. [3] [4] и Прабджита Сингха и др. [5] [6] Испытания MFG также оказались ненадежными для испытаний чип-резисторов в среде с высоким содержанием серы и их сертификации как стойких к сере. Недавно были разработаны испытания FOS на пористость конформных покрытий. [7]

Номинально серебряный купон площадью 1 квадратный сантиметр очищается в соответствии с ASTM B810-01a (повторно одобрен в 2017 году), метод очистки I

Испытуемый материал подвешивается внутри контейнера над источником порошкообразной серы. Порошкообразная сера помещается в чашку. Температура и внутренняя влажность контейнера регулируются. Температура обычно контролируется путем помещения контейнера в печь с постоянной температурой. Влажность внутри контейнера обычно контролируется насыщенным солевым раствором, давление паров которого хорошо охарактеризовано при температуре испытания. [8] Насыщенный раствор нитрата калия является стандартной практикой для контроля влажности при испытании паров влажной серы. Насыщенный солевой раствор физически помещается снаружи чаши, содержащей серу. Чаша, содержащая серу, может «плавать» в насыщенном солевом растворе. Чашка должна обеспечивать достаточную, доступную поверхность порошкообразной серы.

Рекомендуемые материалы для испытательной камеры: стекло и акрил. Испытуемые материалы должны быть подвешены или поддерживаться над насыщенным солевым раствором. Подвесные материалы также рекомендуется изготавливать из стекла или пластика. Рамы, изготовленные из нержавеющей стали 316, использовались для подвешивания образцов. Для подвешивания испытуемых объектов использовалась мононить. Рекомендуемое размещение образцов — не менее 75 мм от поверхностей серы и насыщенных солевых растворов, не менее 25 мм от всех внутренних поверхностей сосуда и не менее 10 мм расстояния между образцами.

Стандартные процедуры испытаний требуют проведения экспозиции образца при температуре 50 °C в течение как минимум 24 часов. Активность серы и ее продуктов во влажном воздухе увеличивается с температурой. Периоды экспозиции могут быть продлены до недельного диапазона. Решения о продолжительности экспозиции обычно мотивируются наблюдениями из более краткосрочных испытаний. Стандартная процедура требует уравновешивания испытательной камеры при температуре и относительной влажности перед вставкой испытуемых образцов.

Результаты пористости определяются распределением, количеством и размерами темных пятен на испытываемых материалах. Опять же, темные пятна возникают из-за реакции влажных паров серы с лежащим под ними серебряным или медным материалом. Можно включить серебряные или как серебряные, так и медные контрольные купоны в испытание на влажную серу. Накопление отложений сульфата меди (I) и сульфата серебра (I) на купонах, определяемое по изменению веса, позволяет проводить сравнения с уровнями жесткости ISA 71.04 для испытания смешанного потока газа. [9]

Очищенный серебряный купон подвергался воздействию серных цветов в течение пяти дней при температуре 50 °C над насыщенным раствором нитрата калия (с выгравированным номером образца).

Отраслевые спецификации

  • ASTM B374-06(2011) — Стандартная терминология, относящаяся к гальванопокрытию
  • ASTM B542-13 — Стандартная терминология, касающаяся электрических контактов и их использования
  • ASTM B735-16 — Стандартный метод испытания пористости золотых покрытий на металлических подложках с использованием паров азотной кислоты
  • ASTM B765-03(2018) — Стандартное руководство по выбору испытаний пористости и грубых дефектов для гальванических покрытий и связанных с ними металлических покрытий
  • ASTM B798-95(2014) — Стандартный метод испытания пористости в золотых или палладиевых покрытиях на металлических подложках с помощью гель-объемной электрографии
  • ASTM B799-95(2014) — Стандартный метод испытания пористости покрытий из золота и палладия с помощью паров сернистой кислоты/диоксида серы
  • ASTM B809-95(2018) — Стандартный метод испытания пористости металлических покрытий влажными парами серы («цветы серы»)
  • ASTM B810-01a (повторно утвержден в 2017 г.) — Стандартный метод калибровки испытательных камер для атмосферной коррозии путем изменения массы медных образцов
  • ANSI/ISA-71.04-2013 Условия окружающей среды для систем измерения и управления технологическими процессами: загрязняющие вещества в воздухе, Международное общество автоматизации, Research Triangle Park, Северная Каролина.

Ссылки

  1. ^ Ван, Вэйцян, Анупам Чоубей, Майкл Х. Азарян и Майкл Пехт, (2009). Оценка иммерсионного серебряного покрытия поверхности для бессвинцовой электроники, Журнал электронных материалов, том 38(6), 815-827
  2. ^ Шуэллер, Рэнди, (2008). Коррозия ползучести на печатных платах без свинца в средах с высоким содержанием серы, Журнал SMTA, т. 21(1), стр. 21-29
  3. ^ Фу, Хейли, Прабджит Сингх и Цзин Чжан, (2014). Тестирование печатных плат на ползучесть коррозии в камерах серы, IPC APEX EXPO 2014
  4. ^ Фу, Хейли, Прабджит Сингх, Аамир Кази, Уоллес Эйблс, Дем Ли, Джеффри Ли, Карлос Го, Джейн Ли, Саймон Ли и Джеффри Тонг, (2015). Тестирование печатных плат на ползучесть коррозии в камерах с серой: Фаза 2, Труды международной конференции SMTA
  5. ^ Сингх, Прабджит, Дем Ли, Джеффри Ли, Карлос Го, Джули Лю, Саймон Ли, Джеффри Тонг, Чэнь Сюй и Хейли Фу, (2017). Квалификационный тест на ползучесть коррозии с использованием камеры Flower of Sulfur, Труды конференции SMTA China
  6. ^ Сингх, Прабджит, Ларри Палмер, Хейли Фу, Дем Ли, Джеффри Ли, Карлос Го, Джейн Ли, Саймон Ли, Джеффри Тонг и Чэнь Сюй, (2018). Цветы серной коррозионной камеры для тестирования электронного оборудования, Труды Пантихоокеанской конференции SMTA
  7. ^ Хиндин, Барри и Хосе Фернандес, (2019). Тестирование конформных покрытий с использованием теста «Цветы серы», www.researchgate.net/publication/242097164
  8. ^ Гринспен, Льюис, (1977). Фиксированные точки влажности бинарных насыщенных водных растворов, Журнал исследований Национального бюро стандартов - A. Physics and Chemistry, т. 81(1), стр. 89-96
  9. ^ ANSI/ISA-71.04-2013 Условия окружающей среды для систем измерения и управления технологическими процессами: загрязняющие вещества в воздухе, Международное общество автоматизации, Research Triangle Park, NC
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Flowers_of_sulfur_tests&oldid=904275615"