Electroplated coatings of tin Specification and test methods

Transkript

1 Oorganiska ytbeläggningar Elektrolytiska tennbeläggningar Specifikationer och provningsmetoder Electroplated coatings of tin Specification and test methods Denna standard utgörs av den engelska versionen av den internationell standarden ISO med svensk översättning. Vid tolkningstvister gäller den engelska texten. Denna utgåva är helt omarbetad i förlhållande till utgåva 1. Av de ISO-standarder som åberopas i standarden är följande överförda till svenska standarder: E betecknar engelsk text, Sv svensk. ISO 1463 = ISO 2064 = ISO 2177 = ISO 2819 = ISO 2859 = ISO 3543 = ISO 3768 = ISO 4519 = This Swedish standard consists of the English version of the International Standard ISO with a Swedish translation. In case of interpretation disputes the English text applies. This edition is a complete revision of edition 1, Of the ISO standards referred to in this standard the following are adopted in Swedish standards: SS-ISO 1463 (SMS reg ), Oorganiska ytbeläggningar Bestämning av skikttjocklek med mikroskop, E + Sv SS-ISO 2064 (SMS reg 6.601), Oorganiska ytbeläggningar Bestämning av skikttjocklek Terminology och allmänna riktlinjer, E + Sv SS-ISO 2177 (SMS reg 6.618), Oorganiska ytbeläggningar Bestämning av skiktjocklek Coulometrisk metod genom anodisk upplösning, E + Sv SS-ISO 2819 (SMS reg 6.730), Oorganiska ytbeläggningar Metallbeläggningar på metall Elektrolytiska och kemiska beläggningar Översikt över tillgängliga metoder för vidhäftningsprovning, E + Sv SS , Statistisk acceptanskontroll enligt attributmetoden Provtagningsplaner för enstaka partier och med gränskvalitet (LQ) som ingångsvärde SS-ISO 3543 (SMS reg ), Oorganiska ytbeläggningar Mätning av skikttjocklek Betaåterspridningsmetod, E SS-ISO 3768 (SMS reg 6.633), Oorganiska ytbeläggningar Korrosionsprovning i neutral saltdimma (NSS-provning), E + Sv SS-ISO 4519 (SMS reg 6.913), Oorganiska ytbeläggningar Provtagning för attributkontroll, E + Sv E indicates English text, Sv Swedish text.

2

3 0 Orientering Denna internationella standard anger krav på elektrolytiska tennbeläggningar som applicerats på tillverkade metallföremål för att skydda dem mot korrosion och för att underlätta lödning. De krav som lagstiftningen i många länder föreskriver för tennbeläggningar som används inom livsmedelsindustrin skall beaktas. Bilaga C ger ytterligare information som vägledning för användaren. Det är nödvändigt att beställaren anger informationen enligt 4.1 och, om tillämpligt, även enligt 4.2. Att ange ISO 2093 utan att tillägga denna information är otillräckligt. 0 Introduction This International Standard specifies requirements for electroplated coatings of tin on fabricated metal articles to protect them from corrosion and to facilitate soldering. Attention is drawn to legislative requirements that exist in many countries for tin coatings used in the food industry. Annex C gives additional information as guidance to the user. It is essential that the purchaser should state the information itemized in 4.1 and, if appropriate, 4.2. Specifying ISO 2093 without this information is insufficient. 1 Omfattning och tillämpning Denna internationella standard anger krav på elektrolytiska beläggningar av nominellt rent tenn på tillverkade metallföremål. Beläggningarna kan vara matta eller blanka som ett resultat av den elektrolytiska utfällningen, eller omsmälta efter utfällningen. Standarden gäller dock inte för a) gängade föremål; b) tennbelagd koppartråd; c) beläggningar på plåt, band eller tråd i obearbetad form, eller på föremål tillverkade av dessa material; d) beläggningar på spiralfjädrar; e) kemiska beläggningar (dopputfällning, autokatalytisk eller strömlös utfällning); f) beläggningar på stål med högre brottgräns än 1000 MPa 1) (eller motsvarande hårdhet) eftersom väteförsprödning kan befaras i dessa stål (se 8.2). 1 Scope and field of application This International Standard specifies requirements for electroplated coatings of nominally pure tin on fabricated metal articles. The coatings may be dull or bright as electroplated or may be flow-melted by fusion after electroplating. it does not apply to a) threaded components; b) tin-coated copper wire; c) coatings on sheet, strip or wire in unfabricated form, or on articles made from them; d) coatings on coil springs; e) coatings applied by chemical means (immersion, autocatalytic or electroless ); f) electroplating of steels with tensile strength greater than MPa 1) (or of corresponding hardness), because such steels are subject to hydrogen embrittlement (see 8.2). 2 Referenser (De ISO-standarder som är överförda till svenska standarder anges även på sida 1.) 2 References (The ISO standards adopted given on page 1.) ISO 1463, Metallic and oxide coatings Measurement of coating thickness Microscopical method. ISO 2064, Metallic and other non-organic coatings Definitions and conventions concerning the measurement of thickness, ISO 2177, Metallic coatings Measurement of coating thickness Coulometric method by anodic dissolution. ISO 2819, Metallic coatings on metallic substrates Electrodeposited and chemically deposited coatings Review of methods available for testing adhesion. ISO 2859, Sampling procedures and tables for inspection by attributes. 2) 1) 1 MPa = 1 N/mm 2 1) 1 MPa = 1 N/mm 2 in Swedish standards are also 2) För närvarande som förslag. (Revidering av ISO ) 2) At present at the stage of draft. (Revision of ISO )

4 ISO 3497, Metallic coatings Measurements of coating thickness X-ray spectrometric methods. ISO 3543, Metallic and non-metaliic coatings Measurements of thickness Beta backscatter method. ISO 3768, test). Metallic coatings Neutral salt spray test (NSS ISO 4519, Electrodeposited metallic coatings and related finishes Sampling procedures for inspection by attributes. ISO 6988, Metallic and other non-organic coatings Sulfur dioxide test with general condensation of moisture. IEC Publication , Basic environmental testing procedures Test T: Soldering. 3 Definitioner Vid tillämpning av denna internationella standard gäller följande definitioner. 3.1 kravyta: del av föremålet som är täckt eller skall täckas av beläggningen och för vilken beläggningen är nödvändig med tanke på användbarhet och(eller) utseende (Definition enligt ISO 2064.) 3.2 glanssmältning: operation vid vilken beläggning smälts för att erhålla önskade egenskaper såsom glans eller förbättrad lödbarhet (se avsnitt C.4) 3 Definitions For the purpose of this International Standard, the following definitions apply. 3.1 significant surface: The part of the article covered or to be covered by the coating and for which the coating is essential for serviceability and/or appearance. (Definition taken from ISO ) 3.2 flow-melting; fusing; flow-brightening; reflowing: A process by which a coating is melted in order to impart desirable properties such as brightness or improved solderability (see clause C.4). 4 Information som beställaren skall delge ytbehandlaren 4.1 Nödvändig information Följande information skall beställaren delge ytbehandlaren: a) beteckningen på denna internationella standard dvs ISO 2093; b) basmaterialets beskaffenhet (se avsnitt 5); c) miljöförhållanden (se 7.1) eller beteckning för önskad beläggning (se 7.2); d) angivelse av kravyta. Detta kan ske exempelvis på ritning eller genom att man tillhandahåller på lämpligt sätt markerade provföremål; e) godkänd metod för provuttag (se avsnitt 6); f) områden där oundvikliga kontaktmärken och andra defekter kan accepteras (se 10.1); g) metod som skall användas vid kontroll av vidhäftning (se 10.3). 4 Information to be supplied by the purchaser to the electroplate 4.1 Essential information The following information shall be supplied by the purchaser to the electroplater: a) the number of this international Standard i.e. ISO 2093; b) the nature of the basis material (see clause 5); c) the service condition number (see 7.1) or the classification code of the coating required (see 7.2); d) the significant surface of the article to be electroplated indicated, for example, by drawings or by the provision of suitably marked samples; e) the sampling procedure to be adopted (see clause 6); f) the positions where unavoidable contact marks and other defects are acceptable (see 10. 1); g) the method of adhesion testing to be used (see 10.3).

5 4.2 Tilläggsinformation Följande tilläggsinformation kan krävas och skall, om så är fallet, anges av beställaren: a) krav på värmebehandling (se avsnitt 8); b) krav på porositetskontroll (se 10.4); c) krav på lödbarhetsprovning och de provningsmetoder och förhållanden som skall gälla (se 10.5); d) särskilda krav på underbeläggning (se avsnitt 9); e) provexemplar som visar krav på utseendet (se 10.1); f) krav på särskild förbehandling; g) särskilda krav på beläggningens renhet (se avsnitt 0 och C.5); h) särskilda krav på emballering av belagda föremål; i) särskild efterbehandling. 4.2 Additional information The following additional information may be required and, if so, shall be specified by the purchaser: a) any heat treatment required (see clause 8); b) any requirements for porosity testing (see 10.4); c) any requirement for solderability testing and the test methods and conditions to be applied (see 10.5); d) any special requirements for undercoats (see clause 9); e) a sample showing the required finish (see 10.1); f) any special pretreatment required; g) any specific requirements for the purity of the coating (see clauses 0 and C.5); h) any special packaging requirements for plated components; i) any special post-plating treatment. 5 Basmaterial I denna internationella standard anges inga fordringar på tillstånd, utseende eller ytjämnhet på basmaterialet före ytbehandling (se C.2.1). 5 Basis material This International Standard specifies no requirements for the condition, finish or surface roughness of the basis material prior to electroplating (see C.2.1). 6 Provuttag Provuttag skall ske enligt ISO 2859 och ISO Metod för provuttag och godkännandenivåer skall överenskommas mellan beställare och leverantör. 6 Sampling Sampling procedures are specified in ISO 2859 and ISO The method of sampling and acceptance levels shall be agreed between purchaser and supplier. 7 Klassificering 7.1 Miljöförhållande Siffran för miljöförhållanden anger påfrestningens svårigi utomhusmiljö under hetsgrad enligt följande skala: 4: extremt svår exempelvis svåra korrosionsförhållanden eller i kontakt med matvaror eller drycker där en fullständigt täckande beläggning fordras som skydd mot korrosion och nötning (se C.1.1) 3: svår exempelvis utomhus under normala klimatförhållanden 2: måttlig exempelvis inomhusmiljö med viss kondensation 1: ringa exempelvis inomhusmiljö med torr atmosfär eller användningsområden där lödbarhet är det huvudsakliga kravet ANM Se 10.2 som ger vägledning om sambandet mellan miljöförhållande och minimitjocklek. När miljöförhållande eller beläggningsbeteckning skall anges bör man observera att tenn är känsligt för skada i nötande miljöer eller i miljöer som innehåller vissa organiska ångor. Se även C Classification 7.1 Service condition number The service condition number indicates the severity of the service conditions in accordance with the following scale: 4: exceptionally severe for example service outdoors in severe corrosive conditions or contact with food or drink where a complete cover of tin has to be maintained against corrosion and abrasion (see C. 1.1 ). 3: severe for example service outdoors in typical temperate conditions 2: moderate for example service indoors with some condensation 1: mild for example service indoors in dry atmospheres or applications where solderability is the primary requirement NOTE See 10.2, which gives guidance on the relation between service condition number and minimum thickness. When specifying the service condition number or coating classification code, it should be noted that tin is susceptible to damage in abrasive environments or in those containing certain organic vapours. See also C.1.1.

6 7.2 Beteckning Beteckningen skall bestå av fyra delar, av vilka de två första skall vara skilda genom ett snedstreck enligt följande: a/b c d där a anger den kemiska beteckningen för basmetallen (eller för huvudbeståndsdelen om det är en legering); b anger den kemiska beteckningen för underbeläggningens metall (eller för huvudbeståndsdelen om den utgörs av en legering) efterföljd av en siffra för dess minimitjocklek i mikrometer. Uppgifterna utlämnas när ingen underbeläggning fordras [se 4.2 d)]; c anger den kemiska beteckningen för term, Sn, efterföljt av siffra för minimitjockleken i mikrometer; d anger ytbeskaffenheten, med symbolen m när beläggningen är matt, b när den är utfälld blank eller f när den är glanssmält. Exempel Fe/Ni 2,5 Sn 5 f vilket betecknar ett basmaterial av järn eller stål, med en underbeläggning av 2,5 µm nickel, med elektrolytisk beläggning av 5 µm tenn som glanssmälts. 7.2 Coating classification code The coating classification code shall consist of four parts, the first two of which shall be separated by an oblique stroke, as follows : a/b c d where a indicates the chemical symbol for the basis metal (or for the main constituent if an alloy); b indicates the chemical symbol for the undercoat metal (or for the main constituent if an alloy) followed by a figure for its minimum coating thickness, in micrometres, and is omitted if no undercoat is required [see 4.2 d)]; c indicates the chemical symbol for tin, Sn, followed by a figure for its minimum thickness, in micrometres; d indicates the surface finish, by the symbol m if the coating is matt, or b if it is bright electroplated or f if it is flow-melted. An example is Fe/Ni 2,5 Sn 5 f which represents an iron or steel basis metal, with a 2,5 µm nickel undercoat, tin electroplated to a coating thickness of 5 µm and flow-melted. 8 Värmebehandling av stål 8.1 Avspänningsbehandiing före ytbeläggning Kraftigt kallbearbetade föremål av stål skall avspänningsbehandlas före elektrolytisk beläggning genom värmebehandling under 1 timme vid 190 till 220 C. Egenskapema hos vissa stål som har uppkolats, flamhärdats eller induktionshärdats och därefter slipats kan försämras genom denna värmebehandling och skall i stället avspänningsbehandlas vid lägre temperature, till exempel vid 130 till 150 C under minst 5 timmar. 8.2 Väteutdrivning efter ytbeläggning Eftersom väte diffunderar mycket långsamt genom tenn är en värmebehandling för väteutdrivning efter ytbeläggning inte praktiskt genomförbar. 8 Heat treatment of steel 8.1 Stress relief before electroplating Severely cold-worked steel parts shall be stress relieved before electroplating by heating for 1 h at 190 to 220 C. The properties of some steels which have been carburized, flame-hardened or induction-hardened and subsequently ground would be impaired by this treatment and shall instead be stress relieved at a lower temperature, for example at 130 to 150 C for not less than 5 h. 8.2 Hydrogen embrittlement relief after electroplating Because diffusion of hydrogen through tin is very slow, heat treatment for hydrogen embrittlement relief after electroplating is impractical.

7 9 Krav på underbeläggningar Underbeläggningar kan vara nödvändiga på vissa basmaterial av något av följande skal: a) för att förhindra diffusion (se C.2.2 och C.2.3); b) för att bibehålla lödbarhet (se C.2.2, C.2.3 och C.2.4); c) för att säkerställa vidhäftning (se C.2.4 och C.2.5); d) för att förbättra korrosionsskyddet. Hänsyn bör tas vid val av underbeläggning eller underbeläggningssystem så att inte oönskade egenskaper tillförs såsom förspridning av basmaterialet eller det färdiga föremålet. Till exempel bör användning av nickel med hög inre spänning undvikas. Om basmaterialet är en kopparlegering som innehåller zink som legeringsbeståndsdel, och lödbarhetsegenskaper krävs, är det nödvändigt att lägga till en underbeläggning av nickel eller koppar med lokal minimitjocklek 2,5 µm till angiven tjocklek av tennbeläggning (se C.2.3). Sådana beläggningar kan också vara nödvändiga för att bibehålla gott utseende och god vidhäftning. Omen underbeläggning önskas, skall dess art (se bilaga C) och lokala minimitjocklek (se 10.2) anges av beställaren. Underbeläggningens eller underbeläggningarnas tjocklek skall mätas med lämplig metod som finns beskriven i bilaga A. 9 Requirements for undercoats Undercoats may be necessary on certain basis materials for any of the following reasons: a) to prevent diffusion (see C.2.2 and C.2.3); b) to retain solderability (see C.2.2, C.2.3 and C.2.4); c) to ensure adhesion (see C.2.4 and C.2.5); d) to improve protection against corrosion. Care should be taken to select an undercoat or undercoat system that will not confer undesirable properties such as embrittlement of the basis material or finished article, For example the use of highly stressed nickel should be avoided. If the basis material is a copper alloy containing zinc as an alloying constituent, and solderable properties are required, a nickel or copper undercoat of minimum local thickness 2,5 µm is essential in addition to the specified coating thickness of tin (see C.2.3) ; such coatings may also be necessary to retain good appearance and adhesion. If an undercoat is specified, its nature (see annex C) and minimum local thickness (see 10.2) shall be specified by the purchaser. The thickness of the undercoat or undercoats shall be measured by the appropriate method specified in annex A. 10 Krav på beläggningar 10.1 Utseende Vid visuell kontroll med normal eller vid behov korrigerad syn skall kravytorna på det belagda föremålet vara fria från synliga defekter såsom blåsor, kratrar, grov yta, sprickor eller obelagda områden. Ytorna får dessutom inte vara fläckiga eller missfärgade. De oundvikliga kontakmärkernas och defekternas godtagbara omfattning och lägen skall anges av beställaren. Det färdiga föremålet skall vara rent och fritt från skador. Ytan skall ha en mjuk profil, fri från knottror. När ytan är omsmält skall den vara fri från obelagda områden. Om behov föreligger skall ett provexemplar med det utseende som krävs tillhandahållas eller godkännas av beställaren Skikttjocklek Tennbeläggningar indelas efter tjocklek. För varje miljöförhållande (se 7.1) anges minimitjocklek i tabellen (se även C.3.2). 10 Requirements for coatings 10.1 Appearance When examined by the unaided eye or corrected vision the significant surfaces of the electroplated article shall be free from any visible defects such as blisters, pits, roughness, cracks or unelectroplated areas, and shall not be stained or discolored. The acceptability and positions of unavoidable contact marks and defects on non-significant surfaces shall be specified by the purchaser. The finished article shall be clean and free from damage. The surface shall be of a smooth texture, free from nodules and, where fused, shall be free from dewetted areas. if necessary, a sample showing the required finish shall be supplied or approved by the purchaser Thickness Tin coatings are classified by thickness and for each service condition (see 7.1), minimum values are specified in the table (see also C.3.2).

8 Tabell - Beläggningstjocklek Table - Coating thicknesses Beläggningens tjocklek skall mätas på ett provningsområde (se ISO 2064) med lämplig metod enligt bilaga A, på varje del av kravytan som kan vidröras av en kula med 20 mm diameter. Om föremålet har en kravyta av 100 mm 2 eller större, skall minimitjockleken betraktas som det minsta värdet för den lokala skikttjockleken. Om föremålet har en kravyta mindre än 100 mm 2, skall minimitjockleken betraktas som det minsta värdet för medelskikttjockleken. Vid tryckta kretskort med elektrolytiskt belagda genomgående hål, skall kraven också tillämpas på ytor inuti hålen och inte enbart på ytor som kan vidröras av en kula med 20 mm diameter. Vid glanssmälta beläggningar tillämpas tjocklekskraven hos det utfällda skiktet, före glanssmältning (se C.3.2, C.4 och bilaga A). Vid tvist skall referensmetoder angivna i A.0.2 användas Vidhäftning Då kontroll utförts med en av metoderna som beskrivs i bilaga B, enligt beställarens specifikation, får beläggningen inte visa tecken på dålig vidhäftning. The thickness of the coating shall be measured over a reference area (see ISO 2064) by the appropriate method given in annex A on any part of the significant surface that can be touched with a 20 mm diameter ball. In the case of articles having a significant surface area of 100 mm 2 or greater, the minimum thickness shall be regarded as the minimum value of local thickness. In the case of articles having a significant surface area of less than 100 mm 2, the minimum thickness shall be regarded as the minimum value of average thickness. In the case of printed circuit boards with electroplated-through holes, the requirements shall apply to the surfaces within the holes, as well as to the areas that can be touched with a 20 mm diameter ball. In the case of flow-melted coatings, the thickness requirements apply to the as-electroplated condition, prior to flow-melting. (See C.3.2., clause C.4 and annex A.) In case of dispute r the referee methods are as given in A Adhesion When tested by one of the methods described in annex B, as specified by the purchaser, the coating shall not show signs of detachment.