ISO 27874:2008
(Main)Metallic and other inorganic coatings — Electrodeposited gold and gold alloy coatings for electrical, electronic and engineering purposes — Specification and test methods
Metallic and other inorganic coatings — Electrodeposited gold and gold alloy coatings for electrical, electronic and engineering purposes — Specification and test methods
ISO 27874:2008 specifies the requirements for electrodeposited gold and gold alloy coatings for electrical, electronic and other engineering applications on metallic and non-metallic substrates. It also specifies test methods for measuring the properties of the coatings. Although this International Standard does not specify the condition, finish or surface roughness of the basis material prior to electroplating, the appearance and serviceability of electroplated gold or gold alloy coatings depends on the condition of the basis material. It is essential that the purchaser specify the surface finish and roughness of the basis material in order to conform to the product requirements. This International Standard does not apply to coatings on threaded articles or to coatings on sheet or strip in non-fabricated form.
Revêtements métalliques et autres revêtements inorganiques — Dépôts électrolytiques d'or et d'alliages d'or pour usages électrique, électronique et industriels — Spécification et méthodes d'essai
L'ISO 27874:2008 spécifie les exigences relatives aux dépôts électrolytiques d'or et d'alliages d'or destinés à des applications électriques, électroniques et d'autres applications industrielles sur des substrats métalliques et non métalliques. Elle spécifie également les méthodes d'essai permettant de mesurer les propriétés des revêtements. Bien que l'ISO 27874:2008 ne spécifie pas l'état initial, la finition ou la rugosité de surface du matériau de base avant le dépôt électrolytique, l'aspect et l'aptitude à l'usage des dépôts électrolytiques d'or ou d'alliages d'or dépendent de l'état du matériau de base. Il est essentiel que le client spécifie la finition de surface et la rugosité du matériau de base afin de se conformer aux exigences du produit. L'ISO 27874:2008 ne s'applique ni aux revêtements déposés sur des éléments filetés, ni aux dépôts appliqués sur des tôles ou des bandes à l'état non usiné.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 27874
First edition
2008-09-15
Metallic and other inorganic coatings —
Electrodeposited gold and gold alloy
coatings for electrical, electronic and
engineering purposes — Specification
and test methods
Revêtements métalliques et autres revêtements inorganiques — Dépôts
électrolytiques d'or et d'alliages d'or pour usages électrique,
électronique et industriels — Spécification et méthodes d'essai
Reference number
©
ISO 2008
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Contents Page
Foreword. iv
Introduction . v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions. 2
4 Information to be supplied to the electroplater .3
5 Designation . 4
6 Requirements and test methods. 6
7 Sampling. 9
Annex A (normative) Requirements for undercoats. 10
Annex B (normative) Methods of measuring the thickness of gold and gold alloy coatings . 12
Annex C (normative) Adhesion tests . 20
Annex D (normative) Determination of gold content. 22
Bibliography . 24
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 27874 was prepared by Technical Committee ISO/TC 107, Metallic and other inorganic coatings,
Subcommittee SC 3, Electrodeposited coatings and related finishes.
This first edition of ISO 27874 cancels and replaces ISO 4523:1985, ISO 4524-1:1985, ISO 4524-4:1985 and
ISO 4524-5:1985, of which it constitutes a technical revision.
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Introduction
The engineering uses of electrodeposited gold and gold alloy coatings have expanded with the growth of the
electrical and electronic industries. Low voltages and currents, dry circuits and microwave frequencies require
low-resistance interconnection systems, connectors and waveguides. Non-tarnishing, low-resistance gold
coatings were the logical choice for connectors where the stability of contact surfaces was critical. The need to
improve the wear resistance of gold coatings led to the development of new electroplating solutions containing
controlled amounts of metallic and non-metallic additives that either changed the composition or altered the
crystal structure of the coating. The special needs of the printed-circuit industry led to the development of acid
gold electroplating solutions that contained no free cyanide, yielding coatings that are hard, bright and
solderable. Formulations for high-speed electroplating up to current densities of 200 A/dm were introduced
for continuous strip, stripe or spot gold and gold alloy coatings.
The high cost of gold metal has led to the development of selective and thickness profile plating techniques to
limit the use of the metal to the active areas only of the components, where the gold is required. Designers will
therefore often specify the area requiring gold electroplating as well as the thickness profile, if required, by
reference to suitably marked drawings.
With the introduction of many new gold electroplating formulations and the proliferation of engineering
applications, the need for technical standards that specify the requirements of electrodeposited gold and gold
alloy coatings, as well as the test methods to ensure that the specified requirements are met, is critical.
Composition, appearance, hardness, thickness, purity, porosity, wear resistance, solderability, electrical
contact resistance, infrared reflectivity and other properties must be controlled to produce high-quality gold
and gold alloy coatings for engineering purposes.
INTERNATIONAL STANDARD ISO 27874:2008(E)
Metallic and other inorganic coatings — Electrodeposited gold
and gold alloy coatings for electrical, electronic and
engineering purposes — Specification and test methods
WARNING — This International Standard may not be compliant with some countries’ health, safety
and environmental legislations. It calls for the use of substances and/or procedures that may be
injurious to health if adequate safety measures are not taken. This International Standard does not
address any health hazards, safety or environmental matters, or legislation associated with its use. It
is the responsibility of the user of this International Standard to establish appropriate health, safety
and environmentally acceptable practices and take appropriate action to comply with any national,
regional and/or international regulations. Compliance with this International Standard does not, of
itself, confer immunity from legal obligations.
1 Scope
This International Standard specifies the requirements for electrodeposited gold and gold alloy coatings for
electrical, electronic and other engineering applications on metallic and non-metallic substrates. It also
specifies test methods for measuring the properties of the coatings.
Although this International Standard does not specify the condition, finish or surface roughness of the basis
material prior to electroplating, the appearance and serviceability of electroplated gold or gold alloy coatings
depends on the condition of the basis material. It is essential that the purchaser specify the surface finish and
roughness of the basis material in order to conform to the product requirements.
This International Standard does not apply to coatings on threaded articles or to coatings on sheet or strip in
non-fabricated form.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 1463, Metallic and oxide coatings — Measurement of coating thickness — Microscopical method
ISO 2064, Metallic and other inorganic coatings — Definitions and conventions concerning the measurement of
thickness
ISO 2080, Metallic and other inorganic coatings — Surface treatment, metallic and other inorganic coatings —
Vocabulary
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 3497, Metallic coatings — Measurement of coating thickness — X-ray spectrometric methods
ISO 3543, Metallic and non-metallic coatings — Measurement of thickness — Beta backscatter method
ISO 3868, Metallic and other non-organic coatings — Measurement of coating thicknesses — Fizeau multiple-
beam interferometry method
ISO 3882, Metallic and other inorganic coatings — Review of methods of measurement of thickness
ISO 4516, Metallic and other inorganic coatings — Vickers and Knoop microhardness tests
ISO 4518, Metallic coatings — Measurement of coating thickness — Profilometric method
ISO 4519, Electrodeposited metallic coatings and related finishes — Sampling procedures for inspection by
attributes
ISO 4524-2, Metallic coatings — Test methods for electrodeposited gold and gold alloy coatings — Part 2: Mixed
flowing gas (MFG) environmental tests
ISO 4524-3:1985, Metallic coatings — Test methods for electrodeposited gold and gold alloy coatings — Part 3:
Electrographic tests for porosity
ISO 4524-6, Metallic coatings — Test methods for electrodeposited gold and gold alloy coatings — Part 6:
Determination of the presence of residual salts
ISO 9587, Metallic and other inorganic coatings — Pretreatment of iron or steel to reduce the risk of hydrogen
embrittlement
ISO 9588, Metallic and other inorganic coatings — Post-coating treatments of iron or steel to reduce the risk of
hydrogen embrittlement
ISO 10289, Methods for corrosion testing of metallic and other inorganic coatings on metallic substrates —
Rating of test specimens and manufactured articles subjected to corrosion tests
ISO 10308, Metallic coatings — Review of porosity tests
ISO 12687, Metallic coatings — Porosity tests — Humid sulfur (flowers of sulfur) test
ISO 14647, Metallic coatings — Determination of porosity in gold coatings on metal substrates — Nitric acid
vapour test
IEC 60068-2-20, Environmental testing — Part 2-20: Tests — Test T: Test methods for solderability and
resistance to soldering heat of devices with leads
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 2064 and ISO 2080 and the
following apply.
3.1
gold or gold alloy coating
electrodeposited gold or gold alloy having intentional alloying elements in its composition
3.2
double-layer gold or gold alloy coating
gold or gold alloy coating consisting of two discrete layers of differing gold contents
3.3
multilayer gold or gold alloy coating
gold or gold alloy coating consisting of more than two discrete layers of differing gold contents
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4 Information to be supplied to the electroplater
4.1 Essential information
The following information shall be supplied by the purchaser to the electroplater in writing in the purchase
order or contract, or on engineering drawings:
a) the designation (see Clause 5);
b) the significant surface of the article, indicated, for example, as dimensioned areas on drawings or by the
provision of suitably marked samples;
c) the nature, condition and finish of the basis metal if they are likely to affect the serviceability and/or the
appearance of the coating (see Clause 1);
d) the position on the surface of any unavoidable defects, such as rack marks (see 6.2);
e) the finish required, for example bright, dull or another type, preferably accompanied by approved samples
of the finish (see 6.2);
f) the method of porosity testing to be used and the permitted number and location of acceptable pores
(see 6.4);
g) the tensile strength of the part and the requirements for any heat treatment prior to, or after, electroplating
(see 6.7 and 6.8);
h) sampling methods, acceptance levels and any other inspection requirements if different from those
specified in ISO 4519 (see Clause 7);
i) the requirements for coating thickness, including positions of measurement as indicated on dimensioned
drawings (see 6.3);
j) the requirements for adhesion testing (see 6.9).
4.2 Additional information
The following additional information may be required and, if so, shall be specified by the purchaser in writing,
for example in the contract or purchase order, or on drawings:
a) the composition of the coating and details of intentional alloying elements and undesirable impurities
(see 6.6);
b) any special cleaning procedures to be used;
c) any special requirements for undercoats (see 6.15 and Annex A);
d) any requirements for the composition and thickness of each layer in double or multilayer coatings
(see Clause 3);
e) the electrical properties of the coating and the methods of test to be used (see 6.10);
f) the microhardness of the coating and the test method to be used (see 6.11);
g) any requirements for solderability and the test method to be used (see 6.12);
h) any requirements for wear resistance and the test method to be used (see 6.13);
i) the ductility of the coating and the method of test to be used (see 6.14);
j) any requirements for the freedom from surface contamination of the finished articles (see 6.16);
k) the agreed mean density of a gold alloy coating if the thickness measurement method requires a density
correction (see Annex B);
l) any requirements for accelerated-corrosion testing (see 6.5);
m) any other requirements, such as a residual-salts test, (see 6.16).
5 Designation
5.1 General
The designation shall appear on engineering drawings, in the purchase order, in the contract or in the detailed
product specification.
The designation specifies, in the following order, the basis metal, the specific alloy (optional), stress relief
requirements, the type(s) and thickness(s) of undercoats (when present), the thickness and composition of the
gold or gold alloy coating or coatings (when double or multilayer coatings are specified), and supplementary
treatments such as heat treatment to reduce susceptibility to hydrogen embrittlement.
5.2 Designation specifications
The designation shall comprise the following:
a) the term, “electrodeposited coating”;
b) the number of this International Standard (ISO 27874);
c) a hyphen;
d) the chemical symbol of the basis metal (see 5.3);
e) a solidus (/);
f) if appropriate, the chemical symbol for an undercoat metal followed, if necessary, by a number giving the
thickness of the undercoat in micrometres (see 6.15 and Annex A);
g) a solidus (/);
h) the chemical symbol for gold, Au, or the standard designation for a gold alloy, including the symbol of the
alloying element and a figure in parentheses giving the mean content of that element expressed as a mass
fraction in percent to one decimal place;
i) a number giving the minimum local thickness requirement for the gold or gold alloy coating in
micrometres;
j) for double and multilayer gold coatings, repeat h) and i), followed by a solidus (/), for each subsequent
gold or gold alloy coating required.
5.3 Designating the basis material
The basis material shall be designated by its chemical symbol or the chemical symbol of its principal
constituent if an alloy, for example:
Fe for iron and steel;
Zn for zinc alloys;
4 © ISO 2008 – All rights reserved
Cu for copper and copper alloys;
Al for aluminium and aluminium alloys.
In the case of non-metallic materials, the letters NM shall be used.
A specific alloy shall be identified by its standard designation, for example its UNS number or the local,
national, equivalent placed between the symbols < >.
For example, Fe is the UNS designation for a particular high-strength steel (see Reference [5] in
the Bibliography).
5.4 Designation of heat treatment requirements
The heat treatment requirements shall be in brackets and designated as follows:
a) the letters SR for stress relief heat treatment prior to electroplating, the letters ER for hydrogen
embrittlement relief heat treatment after electroplating, and the letters HT for heat treatment for other
purposes;
b) in parentheses, the minimum temperature, in °C;
c) the duration of the heat treatment in hours, for example SR(210)1 designates stress relief heat treatment
at 210 °C for 1 h.
When heat treatment prior to or after electrodeposition is specified, the requirements shall be included in the
designation as shown in the examples (see 5.5).
The structure and composition of gold and gold alloy coatings may be modified and the coating properties
substantially altered by heat treatment. Designers should be aware of these effects before specifying gold
coatings on high-tensile-strength basis material.
5.5 Examples
A pure gold coating, Au, with a minimum thickness of 5 µm on nickel-electroplated steel, Fe/Ni, will have the
following designation:
Electrodeposited coating ISO 27874 – Fe/Ni/Au5
An alloy coating containing 98,0 % gold and 2 % silver, AuAg(2,0), with a minimum thickness of 5 µm on a zinc
alloy, Zn, with copper and nickel undercoats will have the following designation:
Electrodeposited coating ISO 27874 – Zn/Cu/Ni/AuAg(2,0)5
An alloy coating containing 99,5 % gold and 0,2 % nickel, AuNi(0,2), with a minimum thickness of 0,5 µm
deposited over a pure-gold coating, Au, with a minimum thickness of 1 µm on a Cu alloy will have the
following designation:
Electrodeposited coating ISO 27874 – Cu/Au1/AuNi(0,2)0,5
A pure-gold coating with a minimum thickness of 5 µm, Au5, deposited over a copper undercoat that is 5 µm
thick, Cu5, on a steel that has an ultimate tensile strength of 1 200 MPa and is heat-treated prior to electroplating
for stress relief at 200 °C for 3 h, SR(200)3, and after electroplating to reduce the risk of hydrogen
embrittlement at 190 °C for 12 h, ER(190)12, will have the following designation:
Electrodeposited coating ISO 27874 – Fe/SR(200)3/Cu5/Au5ER(190)12
The designation describes the heat treatment and electroplating steps in the order in which they are
performed. The standard designation of the basis material could be placed after the chemical symbol, Fe, in
the above example. It is especially important to know the standard designation of a metal or alloy that is
difficult to prepare for electroplating and that is susceptible to hydrogen embrittlement.
6 Requirements and test methods
6.1 General
Gold and gold alloy coatings normally consist of a single layer of gold metal, usually with a strike undercoat of
unspecified thickness, but double or multilayer coatings may be specified by the purchaser [see 4.2 c)].
6.2 Appearance
Although this International Standard does not specify the condition, finish or surface roughness of the basis
material prior to electroplating, the appearance of electroplated gold and gold alloy coatings depends on the
condition of the basis material (see the Bibliography for surface preparation methods). Over the significant
surface, the electroplated article shall be free from clearly visible blisters, pits, roughness, cracks and
uncoated areas other than those that arise from defects in the basis material. The electroplated article shall be
free from extraneous soil and mechanical damage. On articles where a contact mark is unavoidable, its
position and extent shall be specified by the purchaser [see 4.1 d)].
In the case of selectively plated articles, the degree and extent of discoloration at the boundary between the
areas that have been electroplated and those that are not electroplated shall be specified on the product
drawing.
If required, a preliminary sample with the required standard of finish shall be supplied or approved by the
purchaser [see 4.1 e)].
The types of article which are selectively electroplated with gold are commonly also selectively electroplated
with other metals, such as a nickel undercoat or solderable tin alloy coating. Agreements on visual standards
will thus extend to all such areas and boundaries. It is therefore essential that such parameters be specified
on the product drawing.
6.3 Thickness
The thickness of the coating specified in the designation shall be the minimum local thickness. The minimum
local thickness of the coating shall be measured within the reference area or at a site specified on the
component drawing. The minimum thickness of the gold or gold alloy coating shall be that specified by the
purchaser.
One or more of the methods given in Annex B shall be used to measure the thickness of the gold or gold alloy
coating.
A profile of the minimum-thickness distribution may alternatively be specified on suitably prepared drawings.
Thicknesses of gold and gold alloy coatings commonly specified for electrical, electronic or engineering
applications are given in Table 1.
Table 1 — Examples of commonly specified thicknesses of gold and gold alloy coatings
for various applications
Minimum thickness
Application
µm
Solderability retention, low-reliability electrical contacts 0,1
Medium-reliability electrical connector and switch contacts 0,25
(electroplated acid gold alloy)
Semiconductor bonding (pure gold) 0,5
High-reliability consumer electrical contacts 0,75
High-frequency devices and waveguides (pure gold) 1,0
High-reliability electrical contacts for safety-critical applications 2,5 or 5,0
6 © ISO 2008 – All rights reserved
The thickness values given are approximate only. The thickness which a designer specifies for an application
will be the minimum necessary for satisfactory performance in porosity and/or wear tests.
6.4 Porosity
When specified by the purchaser, the parts shall be subjected to one or more of the environmental and
porosity tests given in ISO 4524-3, ISO 10308, ISO 12687 or ISO 14647. The method to be used and the
acceptable number and location of pores shall be specified by the purchaser.
The electrographic tests given in ISO 4524-3:1985, Clauses 2 to 5, can be used for articles with flat surfaces.
The tests given in ISO 12687 and ISO 14647 involving gas exposure and the electrographic test given in
ISO 4524-3:1985, Clause 6, can be used for articles with curved surfaces.
6.5 Accelerated-corrosion testing
Where the corrosion resistance of the coated articles is important and accelerated-corrosion testing is specified,
one of the tests given in ISO 4524-2 shall be used. The acceptable corrosion rating after testing shall be
specified by the purchaser in accordance with ISO 10289.
The duration and results of accelerated-corrosion tests may bear little relationship to the service life of the
coated article and, therefore, the results obtained are not to be regarded as a direct guide to the corrosion
resistance of the tested coatings in all environments where these coatings may be used.
Accelerated-corrosion tests are frequently used as part of the qualification testing of electrical subassemblies
containing gold or gold alloy electroplated components. Such operational tests typically involve multiple
operations of the assembly followed by exposure to a corrosive atmosphere. Qualification depends upon the
satisfactory results of electrical tests, such as contact resistance measurements, conducted before and after
the operational tests. Corrosion testing on its own is not to be used as a guide to performance in qualification
tests.
6.6 Composition
When required, the minimum gold content of the coating shall be specified by the purchaser in the designation.
Where alloy coatings are required, the gold and alloyed-metal contents shall be specified. The nature and
amount of non-metallic inclusions may be specified, especially in the case of electrical and electronic
applications. The properties of the coating may be significantly affected by the presence of non-metallic
inclusions.
If specified by the purchaser, the gold content of the coating shall be determined by the method given in
Annex D.
Pure-gold coatings or gold alloy coatings electroplated from sulfite-containing solutions produce deposits with
a tendency to cold welding. They are not recommended for use as finishes for connector or switch contacts.
6.7 Stress relief heat treatment prior to electroplating
When specified by the purchaser, steel parts that have an ultimate tensile strength equal to or greater than
1 000 MPa and that contain tensile stresses caused by machining, grinding, straightening or coil-forming
operations shall be given a stress relief heat treatment prior to cleaning and metal deposition. The procedures
and classes for stress relief heat treatment shall be as specified by the purchaser or the purchaser shall
specify appropriate procedures and classes from ISO 9587 [see 4.1 g)].
Steels with oxide or scale shall be cleaned before application of the coatings. For high-strength steels
(strength equal to or greater than 1 000 MPa), non-electrolytic alkaline and anodic alkaline cleaners as well as
mechanical cleaning procedures are preferred to avoid the risk of inducing hydrogen embrittlement during
cleaning.
6.8 Hydrogen embrittlement relief heat treatment after electroplating
Steel parts having an ultimate tensile strength equal to or greater than 1 000 MPa as well as surface-hardened
parts shall receive hydrogen embrittlement heat treatment in accordance with the procedures and classes of
ISO 9588 or as specified by the purchaser.
The effectiveness of the hydrogen embrittlement relief heat treatment may be determined by test methods
specified by the purchaser or by test methods described in International Standards (see the Bibliography).
The properties of some gold alloy coatings may be changed by heat treatment procedures. It is, however,
unlikely that high-strength steels of strength equal to or greater than 1 000 MPa will be used for any such
application.
6.9 Adhesion
Coatings shall pass one or more of the adhesion tests (see ISO 2819) given in Annex C, as specified by the
purchaser. The individual layers shall not separate when tested by the methods given in this International
Standard.
Aluminium alloys may be given a post-plating heat treatment at 130 °C to improve the adhesion of the coating.
This treatment is not recommended for alloys which could suffer deterioration at or above this temperature.
The preparation of sectioned metallographic specimens for the microscopical determination of thickness may
give an indication of poor adhesion because grinding and polishing of the specimen may cause separation of
the coating from the substrate which can be observed in the microscope. Misleading results may also be
obtained if grinding or polishing are not properly carried out during metallographic preparation.
6.10 Electrical properties
If the electrical properties are important to the function of the coating, those properties shall be specified by
the purchaser, along with the methods of assessing the properties [see 4.2 e)].
6.11 Microhardness
If the microhardness of the coating is specified, it shall be measured by one of the methods given in ISO 4516.
Typical microhardness ranges for gold and gold alloy coatings are given in Table 2.
Table 2 — Microhardness ranges for gold and gold alloy coatings for various uses
Knoop microhardness range
Type of coating and typical applications
HK25
90 maximum Pure gold for semiconductor bonding and microwave applications
91 to 130 Alloyed acid gold coatings for sliding contacts and connectors
91 to 200 Alloyed-gold coatings from neutral or alkaline plating solutions for
switches or heavy-duty connectors
> 200 Other applications requiring wear resistance
The microhardness of electroplated gold and gold alloy coatings is dependent on the solution formulation and
how the process is controlled and operated. In general, variation in microhardness is achieved by the addition
of alloying elements and organic additives.
8 © ISO 2008 – All rights reserved
6.12 Solderability
If specified, the solderability of the gold or gold alloy coating shall be measured by the method described in
IEC 60068-2-20, or by an alternative test method specified by the purchaser. The type of test and any
artificial-ageing treatment carried out before testing shall be specified [see 4.2 g)].
The formation of brittle joints and the loss of solderability of thin, porous gold coatings during storage is
possible. Soft-soldered joints on gold coatings may contain intermetallic compounds that are hard and brittle
and may lower shear, fatigue and impact resistance. The risk of developing brittleness becomes greater with
increase in soldering temperature or gold thickness and may be greater with some alloy coatings. If the
thickness exceeds 1,5 µm, special soldering techniques will need to be used. When thin coatings are
specified, the loss of solderability that may occur in storage may be avoided by specifying a suitable
undercoat.
6.13 Wear resistance
If the wear resistance of the coating is important to the function of the component, the purchaser shall specify
the wear resistance and its method of measurement [see 4.2 h)].
6.14 Ductility
When ductility is important, the ductility required, and its method of test, shall be specified by the purchaser
[see 4.2 i)].
6.15 Undercoats
Undercoats applied prior to electroplating with gold or gold alloy coatings may be specified to improve
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 27874
Première édition
2008-09-15
Revêtements métalliques et autres
revêtements inorganiques — Dépôts
électrolytiques d'or et d'alliages d'or pour
usages électrique, électronique et
industriels — Spécification et méthodes
d'essai
Metallic and other inorganic coatings — Electrodeposited gold and gold
alloy coatings for electrical, electronic and engineering purposes —
Specification and test methods
Numéro de référence
©
ISO 2008
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Avant-propos. iv
Introduction . v
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions. 2
4 Informations à fournir à l'électroplaste . 3
5 Désignation . 4
6 Exigences et méthodes d'essai. 6
7 Échantillonnage . 10
Annexe A (normative) Exigences relatives aux sous-couches. 11
Annexe B (normative) Méthodes de mesurage de l'épaisseur des dépôts d'or et d'alliages d'or. 13
Annexe C (normative) Essais d'adhérence . 21
Annexe D (normative) Détermination de la teneur en or. 23
Bibliographie . 25
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 27874 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 107, Revêtements métalliques et autres
revêtements inorganiques, sous-comité SC 3, Dépôts électrolytiques et finitions apparentées.
Cette première édition annule et remplace l'ISO 4523:1985, ainsi que l'ISO 4524-1:1985, l'ISO 4524-4:1985 et
l'ISO 4524-5:1985, dont elle constitue une révision technique.
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Introduction
Les applications industrielles des dépôts électrolytiques d'or et d'alliages d'or se sont étendues avec le
développement des industries électriques et électroniques. Les tensions et courants faibles, les circuits secs
et les hyperfréquences nécessitent des systèmes d'interconnexion, des connecteurs et des guides d'ondes de
faible résistance. Le choix de dépôts d'or ayant une faible résistance électrique et une résistance au
ternissement était logique pour les connecteurs au niveau desquels la stabilité des surfaces en contact est
critique. La nécessité d'améliorer la résistance à l'usure des dépôts d'or a conduit au développement de
nouvelles solutions électrolytiques contenant des quantités contrôlées d'additifs métalliques et non
métalliques qui modifient soit la composition soit la structure cristalline du dépôt. Les besoins particuliers de
l'industrie des circuits imprimés ont conduit au développement de solutions électrolytiques acides d'or ne
contenant pas de cyanure libre et produisant des revêtements durs, brillants et soudables. Des formules
permettant un dépôt électrolytique à grande vitesse jusqu'à des densités de courant de 200 A/dm ont été
introduites pour les dépôts en continu ou localisés d'or et d'alliages d'or.
Le coût élevé de l'or a conduit au développement de techniques de dépôt sélectif selon des profils d'épaisseur
afin de limiter l'utilisation du métal aux seules zones actives des composants où l'or est requis. De ce fait, les
concepteurs spécifieront souvent la zone nécessitant un dépôt électrolytique d'or et, si nécessaire, le profil
d'épaisseur par référence à des schémas marqués de manière adéquate.
Avec l'introduction d'un grand nombre de nouvelles formules de dépôt électrolytique d'or et la prolifération des
applications industrielles, il est indispensable de disposer de normes techniques spécifiant les exigences
relatives aux dépôts électrolytiques d'or et d'alliages d'or ainsi que les méthodes d'essai permettant de
s'assurer que les exigences spécifiées sont satisfaites. La composition, l'aspect, la dureté, l'épaisseur, la
pureté, la porosité, la résistance à l'usure, l'aptitude au brasage, la résistance de contact électrique, la
réflectivité dans l'infrarouge et d'autres propriétés doivent être contrôlées afin de produire des dépôts d'or et
d'alliages d'or de haute qualité à des fins industrielles.
NORME INTERNATIONALE ISO 27874:2008(F)
Revêtements métalliques et autres revêtements inorganiques —
Dépôts électrolytiques d'or et d'alliages d'or pour usages
électrique, électronique et industriels — Spécification et
méthodes d'essai
AVERTISSEMENT — La présente Norme internationale peut ne pas être conforme à la réglementation
de certains pays en matière de santé, de sécurité et d'environnement, et implique l'utilisation de
substances et/ou de modes opératoires qui peuvent être préjudiciables à la santé si les précautions
appropriées ne sont pas prises. La présente Norme internationale n'aborde pas les éventuels risques
pour la santé, les problèmes de sécurité et d'environnement ou la réglementation liés à son utilisation.
Il est de la responsabilité de l'utilisateur de la présente Norme internationale d'établir des pratiques
appropriées et acceptables en matière d'hygiène, de sécurité et d'environnement et de prendre toutes
les mesures nécessaires pour satisfaire aux réglementations nationales, régionales et/ou
internationales. La conformité à la présente Norme internationale ne décharge en aucun cas
l'utilisateur de ses obligations légales.
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale spécifie les exigences relatives aux dépôts électrolytiques d'or et d'alliages
d'or destinés à des applications électriques, électroniques et d'autres applications industrielles sur des
substrats métalliques et non métalliques. Elle spécifie également les méthodes d'essai permettant de mesurer
les propriétés des revêtements.
Bien que la présente Norme internationale ne spécifie pas l'état initial, la finition ou la rugosité de surface du
matériau de base avant le dépôt électrolytique, l'aspect et l'aptitude à l'usage des dépôts électrolytiques d'or
ou d'alliages d'or dépendent de l'état du matériau de base. Il est essentiel que le client spécifie la finition de
surface et la rugosité du matériau de base afin de se conformer aux exigences du produit.
La présente Norme internationale ne s'applique ni aux revêtements déposés sur des éléments filetés, ni aux
dépôts appliqués sur des tôles ou des bandes à l'état non usiné.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 1463, Revêtements métalliques et couches d'oxyde — Mesurage de l'épaisseur de revêtement —
Méthode par coupe micrographique
ISO 2064, Revêtements métalliques et autres revêtements inorganiques — Définitions et principes
concernant le mesurage de l'épaisseur
ISO 2080, Revêtements métalliques et autres revêtements inorganiques — Traitement de surface,
revêtements métalliques et autres revêtements inorganiques — Vocabulaire
ISO 2177, Revêtements métalliques — Mesurage de l'épaisseur — Méthode coulométrique par dissolution
anodique
ISO 2819, Revêtements métalliques sur bases métalliques — Dépôts électrolytiques et dépôts par voie
chimique — Liste des différentes méthodes d'essai d'adhérence
ISO 3497, Revêtements métalliques — Mesurage de l'épaisseur du revêtement — Méthodes par
spectrométrie de rayons X
ISO 3543, Revêtements métalliques et non métalliques — Mesurage de l'épaisseur — Méthode par
rétrodiffusion des rayons bêta
ISO 3868, Revêtements métalliques et autres revêtements non organiques — Mesurage de l'épaisseur —
Méthode basée sur le principe de Fizeau d'interférométrie à faisceaux multiples
ISO 3882, Revêtements métalliques et autres revêtements inorganiques — Vue d'ensemble sur les méthodes
de mesurage de l'épaisseur
ISO 4516, Revêtements métalliques et autres revêtements inorganiques — Essais de microdureté Vickers et
Knoop
ISO 4518, Revêtements métalliques — Mesurage de l'épaisseur — Méthode profilométrique
ISO 4519, Dépôts électrolytiques et finitions apparentées — Méthodes d'échantillonnage pour le contrôle par
attributs
ISO 4524-2, Revêtements métalliques — Méthodes d'essai des dépôts électrolytiques d'or et d'alliages d'or —
Partie 2: Essais climatiques aux gaz mixtes à écoulement (MFG)
ISO 4524-3:1985, Revêtements métalliques — Méthodes d'essai des dépôts électrolytiques d'or et d'alliages
d'or — Partie 3: Détermination électrographique de la porosité
ISO 4524-6, Revêtements métalliques — Méthodes d'essai des dépôts électrolytiques d'or et d'alliages d'or —
Partie 6: Recherche des sels résiduels
ISO 9587, Revêtements métalliques et autres revêtements inorganiques — Prétraitements du fer ou de l'acier
visant à réduire le risque de fragilisation par l'hydrogène
ISO 9588, Revêtements métalliques et autres revêtements inorganiques — Traitements après revêtement sur
fer ou acier pour diminuer le risque de fragilisation par l'hydrogène
ISO 10289, Méthodes d'essai de corrosion des revêtements métalliques et inorganiques sur substrats
métalliques — Cotation des éprouvettes et des articles manufacturés soumis aux essais de corrosion
ISO 10308, Revêtements métalliques — Passage en revue des essais de porosité
ISO 12687, Revêtements métalliques — Essais de porosité — Essai à la fleur de soufre par voie humide
ISO 14647, Revêtements métalliques — Détermination de la porosité des revêtements d'or sur les substrats
de métal — Essai à la vapeur d'acide nitrique
CEI 60068-2-20, Essais fondamentaux climatiques et de robustesse mécanique — Partie 2-20: Essais —
Essai T: Soudure
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l'ISO 2064 et l'ISO 2080 ainsi
que les suivants s'appliquent.
3.1
dépôt d'or ou d'alliages d'or
or ou alliage d'or déposé électrolytiquement dont la composition contient des éléments d'alliage ajoutés
intentionnellement
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3.2
dépôt d'or ou d'alliages d'or à double couche
dépôt d'or ou d'alliages d'or comprenant deux couches distinctes de teneur en or différente
3.3
dépôt d'or ou d'alliages d'or à couches multiples
dépôt d'or ou d'alliages d'or comprenant plus de deux couches distinctes de teneur en or différente
4 Informations à fournir à l'électroplaste
4.1 Informations essentielles
Les informations suivantes doivent être fournies par le client à l'électroplaste par écrit, par exemple dans le
bon de commande, dans le contrat, ou sur les dessins techniques:
a) la désignation (voir Article 5);
b) la surface significative de la pièce indiquée, par exemple, sous forme de surfaces cotées sur les schémas
ou sur des échantillons fournis et marqués de façon appropriée;
c) la nature, l'état de surface et la finition du matériau de base, s'ils sont susceptibles d'affecter l'aptitude à
l'usage et/ou l'aspect du revêtement (voir Article 1);
d) la localisation sur la surface de tous les défauts inévitables, tels que marques de contact (voir 6.2);
e) la finition demandée, par exemple brillante, mate ou d'un autre type, accompagnée de préférence
d'échantillons approuvés de la finition (voir 6.2);
f) la méthode à utiliser pour les essais de porosité ainsi que le nombre admissible et la localisation des
pores acceptables (voir 6.4);
g) la résistance à la traction de la pièce et les exigences relatives à tout traitement thermique avant ou après
le dépôt électrolytique (voir 6.7 et 6.8);
h) les méthodes d'échantillonnage, les niveaux d'acceptation ou toute autre exigence de contrôle s'ils
diffèrent de ceux spécifiés dans l'ISO 4519 (voir Article 7);
i) les exigences relatives à l'épaisseur du dépôt, y compris les positions de mesure telles qu'indiquées sur
les schémas cotés (voir 6.3);
j) les exigences relatives aux essais d'adhérence (voir 6.9).
4.2 Informations complémentaires
Il peut s'avérer nécessaire de fournir les informations suivantes en complément; dans ce cas, ces
informations doivent être spécifiées par écrit par le client, par exemple dans le contrat, le bon de commande
ou sur les schémas:
a) la composition du dépôt et les détails relatifs aux éléments d'alliage ajoutés intentionnellement et aux
impuretés indésirables (voir 6.6);
b) tout mode opératoire de nettoyage particulier à utiliser;
c) toute exigence particulière relative aux sous-couches (voir 6.15 et Annexe A);
d) toute exigence relative à la composition et à l'épaisseur de chaque couche dans les dépôts à couche
double ou à couches multiples (voir Article 3);
e) les propriétés électriques du revêtement et les méthodes d'essai à utiliser (voir 6.10);
f) la microdureté du revêtement et la méthode d'essai à utiliser (voir 6.11);
g) les exigences relatives à l'aptitude au brasage et la méthode d'essai à utiliser (voir 6.12);
h) les exigences relatives à la résistance à l'usure et la méthode d'essai à utiliser (voir 6.13);
i) la ductilité du revêtement et la méthode d'essai à utiliser (voir 6.14);
j) toute exigence relative à l'absence de contamination de surface des produits finis (voir 6.16);
k) la masse volumique moyenne convenue d'un dépôt d'alliage d'or si la méthode de mesurage de
l'épaisseur nécessite une correction de la masse volumique (voir Annexe B);
l) toute exigence relative aux essais accélérés de corrosion (voir 6.5);
m) toute autre exigence, telle que l'essai de sels résiduels (voir 6.16).
5 Désignation
5.1 Généralités
La désignation doit apparaître sur les dessins techniques, dans le bon de commande, dans le contrat ou dans
la spécification détaillée du produit.
La désignation spécifie, dans l'ordre suivant, le matériau de base, l'alliage spécifique (facultatif), les exigences
relatives à la relaxation des contraintes, le type et l'épaisseur des sous-couches (lorsqu'elles sont présentes),
l'épaisseur et la composition du ou des dépôts d'or ou d'alliages d'or (lorsque des dépôts à couche double ou
à couches multiples sont spécifiés) et les traitements supplémentaires tels qu'un traitement thermique pour
réduire la susceptibilité à la fragilisation par l'hydrogène.
5.2 Spécifications relatives à la désignation
La désignation doit comprendre ce qui suit:
a) le terme «dépôt électrolytique»;
b) la référence de la présente Norme internationale, ISO 27874;
c) un trait d'union;
d) le symbole chimique du matériau de base (voir 5.3);
e) une barre oblique (/);
f) le cas échéant, le symbole chimique du métal d'une sous-couche suivi, si nécessaire, d'un nombre
indiquant l'épaisseur de la sous-couche en micromètres (voir 6.15 et Annexe A);
g) une barre oblique (/);
h) le symbole chimique de l'or, Au, ou une désignation normalisée d'un alliage d'or comprenant le symbole
de l'élément d'alliage et un chiffre entre parenthèses indiquant la teneur moyenne de cet élément
exprimée en pourcentage en masse, arrondi à la première décimale;
i) un nombre indiquant les exigences d'épaisseur locale minimale du dépôt d'or ou d'alliages d'or, en
micromètres;
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j) pour les dépôts à couche double et à couches multiples, répéter les points h) et i), suivis d'une barre
oblique (/) pour chaque dépôt subséquent d'or ou d'alliages d'or requis.
5.3 Désignation du matériau de base
Le matériau de base doit être désigné par son symbole chimique ou le symbole chimique de son principal
constituant en cas d'alliage, par exemple:
Fe pour le fer et l'acier;
Zn pour les alliages de zinc;
Cu pour le cuivre et les alliages de cuivre;
Al pour l'aluminium et les alliages d'aluminium.
En cas de matériaux non métalliques, les lettres NM doivent être utilisées.
Un alliage spécifique doit être identifié par sa désignation normalisée, par exemple son numéro UNS ou
l'équivalent local ou national indiqué entre les symboles < >.
Par exemple, Fe est la désignation UNS d'un acier à haute résistance (voir la Référence [5] dans la
Bibliographie).
5.4 Désignation des exigences de traitement thermique
Les exigences de traitement thermique doivent être indiquées entre crochets et désignées comme suit:
a) les lettres SR pour traitement thermique de relaxation des contraintes avant dépôt électrolytique, les
lettres ER pour traitement thermique de réduction de la fragilisation par l'hydrogène après dépôt
électrolytique, et les lettres HT pour traitement thermique destiné à d'autres fins;
b) entre parenthèses, la température minimale, en °C;
c) la durée du traitement thermique en heures; par exemple, SR(210)1 désigne un traitement thermique de
relaxation des contraintes à 210 °C pendant 1 h.
Lorsqu'un traitement thermique est spécifié avant ou après le dépôt électrolytique, les exigences doivent être
incluses dans la désignation, comme indiqué dans les exemples (voir 5.5).
La structure et la composition des dépôts d'or ou d'alliages d'or peuvent être modifiées et les propriétés
sensiblement altérées par le traitement thermique. Il convient que les concepteurs soient conscients de ces
effets avant de spécifier des dépôts d'or sur un matériau de base à haute résistance à la traction.
5.5 Exemples
Un dépôt d'or pur, Au, d'une épaisseur minimale de 5 µm sur une tôle d'acier nickelé, Fe/Ni, aura la
désignation suivante:
Dépôt électrolytique ISO 27874 – Fe/Ni/Au5
Un dépôt d'alliage contenant 98,0 % d'or et 2 % d'argent, AuAg(2,0), d'une épaisseur minimale de 5 µm, sur
un alliage de zinc (Zn) avec des sous-couches de cuivre et de nickel aura la désignation suivante:
Dépôt électrolytique ISO 27874 – Zn/Cu/Ni/AuAg(2,0)5
Un dépôt d'alliage contenant 99,5 % d'or et 0,2 % de nickel, AuNi(0,2), d'une épaisseur minimale de 0,5 µm,
déposé sur un revêtement d'or pur, Au, d'une épaisseur minimale de 1 µm, sur un alliage de cuivre, Cu, aura
la désignation suivante:
Dépôt électrolytique ISO 27874 – Cu/Au1/AuNi(0,2)0,5
Un dépôt d'or pur d'une épaisseur minimale de 5 µm, Au5, déposé sur une sous-couche de cuivre de 5 µm
d'épaisseur, Cu5, appliquée sur un acier ayant une résistance à la traction de 1 200 MPa ayant subi, avant le
dépôt électrolytique, un traitement thermique de relaxation des contraintes à 200 °C pendant 3 h, SR(200)3,
et, après le dépôt électrolytique, un traitement contre la fragilisation par l'hydrogène à 190 °C pendant au
moins 12 h, ER(190)12, aura la désignation suivante:
Dépôt électrolytique ISO 27874 – Fe/SR(200)3/Cu5/Au5ER(190)12
La désignation décrit les étapes de traitement thermique et de dépôt électrolytique dans l'ordre où elles sont
exécutées. Dans l'exemple ci-dessus, la désignation normalisée du matériau de base pourrait être placée
après le symbole chimique Fe. Il est particulièrement important de connaître la désignation normalisée d'un
métal ou d'un alliage qui s'avère difficile à préparer pour le dépôt électrolytique et qui est susceptible à la
fragilisation par l'hydrogène.
6 Exigences et méthodes d'essai
6.1 Généralités
Les dépôts d'or et d'alliages d'or comportent généralement une seule couche d'or métallique, habituellement
associée à un dépôt amorce d'épaisseur non spécifiée, mais des dépôts à couche double ou à couches
multiples peuvent être spécifiés par le client [voir 4.2 c)].
6.2 Aspect
Bien que la présente Norme internationale ne spécifie pas l'état initial, la finition ou la rugosité de surface du
matériau de base avant le dépôt électrolytique, l'aspect des dépôts électrolytiques d'or ou d'alliages d'or
dépend de l'état du matériau de base (voir la Bibliographie pour la préparation des surfaces). Sur sa surface
significative, la pièce revêtue ne doit pas présenter de cloques, piqûres, rugosités, fissures ou surfaces non
revêtues clairement visibles, autres que celles engendrées par des défauts dans le matériau de base. La
pièce revêtue doit être propre et ne présenter aucun dommage mécanique. Sur les pièces où une marque de
contact est inévitable, la position et l'étendue de celle-ci doivent être spécifiées par le client [voir 4.1 d)].
Dans le cas de pièces ayant reçu un dépôt sélectif, le degré et l'étendue de la décoloration à la limite des
zones revêtues et des zones non revêtues doivent être spécifiés sur le schéma du produit.
Si nécessaire, un échantillon préliminaire ayant la qualité de finition exigée doit être fourni ou approuvé par le
client [voir 4.1 e)].
Le type de pièces faisant l'objet d'un dépôt sélectif d'or reçoit aussi couramment un dépôt sélectif d'autres
métaux, tels qu'une sous-couche de nickel ou un dépôt d'alliage d'étain soudable. Les accords sur la qualité
de l'aspect visuel s'étendront donc à toutes ces zones et limites. Il est donc essentiel que ces paramètres
soient spécifiés sur le schéma du produit.
6.3 Épaisseur
L'épaisseur du dépôt spécifiée dans la désignation doit être l'épaisseur locale minimale. L'épaisseur locale
minimale du dépôt doit être mesurée sur la surface de référence ou sur une zone spécifiée sur le schéma du
composant. L'épaisseur minimale du dépôt d'or ou d'alliages d'or doit être celle spécifiée par le client.
Une ou plusieurs des méthodes indiquées à l'Annexe B doivent être utilisées pour mesurer l'épaisseur des
dépôts d'or ou d'alliages d'or.
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Un profil de distribution de l'épaisseur minimale peut également être spécifié sur des schémas préparés de
manière appropriée.
Les épaisseurs de dépôts d'or et d'alliages d'or couramment spécifiées pour des applications électriques,
électroniques ou industrielles sont indiquées dans le Tableau 1.
Tableau 1 — Exemples d'épaisseurs de dépôts d'or et d'alliages d'or
couramment spécifiées pour diverses applications
Épaisseur minimale
Application
µm
Contacts électriques à faible fiabilité et maintien de l'aptitude
0,1
au brasage
Contacts de connexion et d'interruption à fiabilité moyenne
0,25
(dépôt électrolytique d'alliages d'or acide)
Métallisation des semi-conducteurs (or pur) 0,5
Contacts électriques grand public à haute fiabilité 0,75
Dispositifs et guides d'ondes à haute fréquence (or pur) 1,0
Contacts électriques à haute fiabilité pour applications
2,5 ou 5,0
critiques pour la sécurité
Les valeurs d'épaisseur indiquées ne sont qu'approximatives. L'épaisseur spécifiée par un concepteur pour
une application sera l'épaisseur minimale requise pour obtenir des performances satisfaisantes lors des
essais de porosité et/ou d'usure.
6.4 Porosité
Lorsque cela est spécifié par le client, les pièces doivent être soumises à un ou plusieurs des essais
d'environnement et de porosité spécifiés dans l'ISO 4524-3, l'ISO 10308, l'ISO 12687 ou l'ISO 14647. La
méthode à utiliser ainsi que le nombre et la localisation acceptables des pores doivent être spécifiés par le
client.
Les essais électrographiques spécifiés dans l'ISO 4524-3:1985, Articles 2 à 5, peuvent être utilisés pour des
pièces ayant des surfaces planes. Les essais spécifiés dans l'ISO 12687 et l'ISO 14647 impliquant une
exposition aux gaz, et l'essai électrographique spécifié dans l'ISO 4524-3:1985, Article 6, peuvent être utilisés
pour des pièces ayant des surfaces courbes.
6.5 Essais accélérés de corrosion
Lorsque la résistance à la corrosion des pièces revêtues est importante et que des essais accélérés de
corrosion sont spécifiés, un des essais décrits dans l'ISO 4524-2 doit être utilisé. L'estimation de la corrosion
acceptable après essai doit être spécifiée par le client conformément à l'ISO 10289.
La durée et les résultats des essais accélérés de corrosion peuvent n'avoir qu'un faible rapport avec la durée
de vie de la pièce revêtue et, par conséquent, les résultats obtenus ne sont pas considérés comme une
indication directe de la résistance à la corrosion des revêtements soumis à essai dans tous les
environnements où ces revêtements peuvent être utilisés.
Les essais accélérés de corrosion sont souvent utilisés dans le cadre des essais de qualification de
sous-ensembles électriques contenant des composants revêtus d'un dépôt électrolytique d'or ou d'alliages
d'or. Ces essais de fonctionnement impliquent généralement de multiples utilisations de l'ensemble suivies
d'une exposition à une atmosphère corrosive. La qualification dépend de l'obtention de résultats satisfaisants
lors des essais électriques, tels que les mesures de la résistance de contact, effectués avant et après les
essais de fonctionnement. Les essais de corrosion seuls ne constituent pas une indication de performance à
utiliser lors des essais de qualification.
6.6 Composition
La teneur minimale en or du dépôt doit, si nécessaire, être spécifiée par le client dans la désignation. Lorsque
des dépôts d'alliages sont exigés, les teneurs en or et en métaux alliés doivent être spécifiées. La nature et
l'importance des inclusions non métalliques peuvent être spécifiées, notamment dans le cas d'applications
électriques et électroniques. Les propriétés du dépôt peuvent être affectées de manière significative par la
présence d'inclusions non métalliques.
La teneur en or du dépôt doit, sur demande du client, être déterminée par la méthode décrite dans l'Annexe D.
Les dépôts électrolytiques d'or pur ou d'alliages d'or effectués par des solutions à base de sulfites produisent
des sédiments ayant tendance à se souder à froid. Ils ne sont pas recommandés comme finitions pour les
contacts de connexion ou d'interruption.
6.7 Traitement de relaxation des contraintes avant dépôt électrolytique
Lorsque cela est spécifié par le client, les pièces en acier ayant une résistance ultime à la traction supérieure
ou égale à 1 000 MPa et présentant des contraintes internes dues à des opérations d'usinage, de rectification,
d'équerrage ou de formage à froid doivent être soumises à un traitement thermique de relaxation des
contraintes avant nettoyage et dépôt de métal. Les modes opératoires et les classes de traitement thermique
de relaxation des contraintes doivent être spécifiés par le client ou celui-ci doit spécifier des modes
opératoires et des classes appropriés tirés de l'ISO 9587 [voir 4.1 g)].
Les aciers présentant des oxydes ou de la calamine doivent être nettoyés avant l'application des revêtements.
Pour les aciers à haute résistance (supérieure ou égale à 1 000 MPa), des épurateurs alcalins non
électrolytiques et alcalins anodiques ainsi que des modes opératoires de nettoyage mécaniques sont
préférables afin d'éviter le risque de fragilisation par l'hydrogène lors du nettoyage.
6.8 Traitement thermique contre la fragilisation par l'hydrogène après dépôt électrolytique
Les pièces en acier ayant une résistance ultime à la traction supérieure ou égale à 1 000 MPa ainsi que les
pièces à trempe superficielle doivent recevoir un traitement thermique contre la fragilisation par l'hydrogène
selon les modes opératoires et les classes de l'ISO 9588 ou spécifiés par le client.
Il est possible de déterminer l'efficacité d'un traitement contre la fragilisation par l'hydrogène par des
méthodes d'essai spécifiées par le client ou par des méthodes d'essai décrites dans les Normes
internationales (voir Bibliographie).
Les propriétés de certains dépôts d'alliages d'or peuvent être modifiées par les modes opératoires de
traitement thermique. Il est toutefois peu probable que les aciers à haute résistance, supérieure ou égale
à 1 000 Mpa, soient utilisés pour une telle application.
6.9 Adhérence
Les dépôts doivent satisfaire à un ou plusieurs des essais d'adhérence (voir l'ISO 2819) spécifiés à
l'Annexe C, selon les exigences du client. Les couches individuelles ne doivent pas se séparer lorsqu'elles
sont soumises à essai par les méthodes indiquées dans la présente Norme internationale.
Les alliages d'aluminium peuvent bénéficier d'un traitement thermique à 130 °C après le dépôt électrolytique
afin d'améliorer l'adhérence du revêtement. Ce traitement n'est pas recommandé pour les alliages
susceptibles de subir une détérioration à des températures supérieures ou égales à cette valeur.
La préparation d'éprouvettes métallographiques sectionnées pour la détermination au microscope de
l'épaisseur peut révéler une mauvaise adhérence, car le meulage et le polissage de l'éprouvette peuvent
provoquer un décollement du dépôt du substrat qui peut être observé au microscope. Des résultats trompeurs
peuvent également être obtenus si le meulage ou le polissage n'est pas réalisé convenablement pendant la
préparation métallographique.
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6.10 Propriétés électriques
Si les propriétés électriques sont importantes pour la fonction du dépôt, elles doivent être spécifiées par le
client en même temps que les méthodes d'évaluation de ces propriétés [voir 4.2 e)].
6.11 Microdureté
Lorsque la microdureté du dépôt est spécifiée, elle doit être mesurée par l'une des méthodes spécifiées
dans l'ISO 4516. Les plages types de microdureté des dépôts d'or et d'alliages d'or sont indiquées dans le
Tableau 2.
Tableau 2 — Plages de microdureté des dépôts d'or et d'alliages d'or destinés à divers usages
Plage de microdureté Knoop
Dépôts et applications types
HK25
Or pur pour métallisation des semi-conducteurs et applications à
90 au maximum
micro-ondes
91 à 130 Dépôts d'or allié acide pour contacts et connecteurs glissants
Dépôts d'or allié à partir de bains neutres ou alcalins de dépôt
91 à 200 électrolytique pour interrupteurs ou connecteurs pour service
intensif
> 200 Autres applications résistantes à l'usure
La microdureté des dépôts électrolytiques d'or et d'alliages d'or dépend de la formule de la solution et de la
manière dont le procédé est contrôlé et exécuté. En général, une variation de la microdureté est obtenue par
l'addition d'éléments d'alliage et d'additifs organiques.
6.12 Aptitude au brasage
Si spécifiée, l'aptitude au brasage du dépôt d'or ou d'alliages d'or doit être mesurée par la méthode décrite
dans la CEI 60068-2-20, ou par une autre méthode d'essai spécifiée par le client. Le type d'essai et tout
traitement de vieillissement artificiel réalisé avant l'essai doivent être spécifiés [voir 4.2 g)].
La formation de joints fragiles et une diminution de l'aptitude au brasage des dépôts d'or minces et poreux
sont possibles pendant le stockage. Des soudures par brasage tendre sur dépôts d'or peuvent contenir des
composés intermétalliques qui sont durs, cassants et peuvent diminuer la résistance au cisaillement, à la
fatigue et au choc. Le risque de fragilisation augmente avec la température de soudage ou avec l'épaisseur
du dépôt d'or et peut être encore plus élevé avec certains dépôts d'alliages. Lorsque l'épaisseur est
supérieure à 1,5 µm, on aura recours à des techniques de brasage spéciales. Lorsque des dépôts minces
sont spécifiés, la diminution de l'aptitude au brasage susceptible de se produire pendant le stockage peut être
évitée en spécifiant une sous-couche appropriée.
6.13 Résistance à l'usure
Si la résistance à l'usure du dépôt est importante pour la fonction du composant, elle doit être spécifiée par le
client ainsi que la méthode de mesure correspondante [voir 4.2 h)].
6.14 Ductilité
Si la ductilité revêt une certaine importance, elle doit être spécifiée par le client ainsi que la méthode d'essai
correspondante [voir 4.2 i)].
6.15 Sous-couches
Des sous-couches appliquées avant les dépôts électrolytiques d'or ou d'alliages d'or peuvent être spécifiées
pour améliorer la résistance à la corrosion, l'adhérence et l'aptitude au brasage; pour empêcher la diffusion
entre le matériau de base et le dépôt; pour empêcher la contamination des solutions électrolytiques; ou pour
réduire la rugosité de surface ou la porosité. Les sous-couches types contiennent du cuivre, du nickel, du
palladium, du palladium-nickel, du palladium-cobalt ou des combinaisons de ces sous-couches. Lorsque des
sous-couches sont spécifiées, elles doivent satisfaire aux exigences spécifiées à l'Annexe A.
6.16 Absence de contamination
Si spécifié par le client, les pièces doivent être soumises à l'essai de sels résiduels spécifié dans l'ISO 4524-6.
Une augmentation de la conductivité inférieure ou égale à 150 µS/m, mesurée par cet essai, doit être
acceptable.
Les pièces revêtues de dépôts électrolytiques d'or ou d'alliages d'or doivent être soigneusement rincées après
chaque procédé de dépôt électrolytique. Il est préférable d'employer une eau déionisée pour chaque rinçage
et de sécher soigneusement les pièces revêtues après le rinçage final.
7 Échantillonnage
Un échantillon, de la taille spécifiée dans l'ISO 4519, doit être choisi dans le lot à inspecter. Les pièces de
l'échantillon doivent être examinées pour vérifier leur conformité aux exigences de la présente Norme
internationale. Pour chaque exigence, le lot doit être considéré conforme ou non conforme selon les plans
d'échantillonnage de l'ISO 4519 [voir 4.1 h)].
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Annexe A
(normative)
Exigences relatives aux sous-couches
A.1 Exigences et mesurage de l'épaisseur
L'exigence relative à l'épaisseur minimale d'une sous-couche déposée électrolytiquement avant le dépôt
électrolytique d'or ou d'alliages d'or est indiquée dans le Tableau A.1 pour différents matériaux de base.
L'épaisseur minimale de la sous-couche doit être celle indiquée dans le Tableau A.1. L'épaisseur de toute
sous-couche, lorsqu'elle est spécifiée, doit être déterminée par la méthode par coupe micrographique
(ISO 1463) ou la méthode coulométrique (ISO 2177), ou par la méthode par spectrométrie de rayons X
(ISO 3497) lorsqu'une détermination de l'épaisseur locale est exigée sur des pièces ayant reçu un dépôt
sélectif.
Tableau A.1 — Exigences relatives à l'épaisseur des sous-couches
pour différents matériaux de base et applications
Épaisseur minimale
Matériau de base Application Sous-couches
µm
Cuivre Nickel 2
Prévention de la diffusion
Alliages de cuivre (notamment Cuivre ou nickel Spécifiée par le client
ceux contenant du plomb)
a
Nickel 10
Métaux ferreux (autres que
Prévention de la corrosion
10 de Cu plus 5 de Ni
l'acier inoxydable austénitique) a
Cuivre plus nickel
(c'est-à-dire Cu10/Ni5)
Normalement, dépôt amorce Couche mince,
c
Acier inoxydable austénitique Adhérence de nickel acide (bain de généralement non
b
Woods) exigé spécifiée
Adhérence, protection 8 de Cu plus 10 de Ni
a
Zinc et ses alliages Cuivre plus nickel
contre la corrosion (c'est-à-dire Cu8/Ni10)
Adhérence, protection
a,d
Aluminium et ses alliages Nickel 20
contre la corrosion
Autres matériaux de base avec Adhérence, prévention de
Si nécessaire, nickel ou cuivre Spécifiée par le client
joints soudés ou brasés la diffusion
Matériaux de base non Adhérence, résistance, Cuivre et/ou nickel
Spécifiée par le client
métalliques conductivité sont nécessaires
a
Des sous-couches de nickel ductile ayant un faible niveau de contrainte peuvent être essentielles.
b
Lorsqu'un acier inoxydable austénitique revêtu d'un dépôt électrolytique d'or est à utiliser dans un milieu contenant des chlorures, il
est nécessaire de prévoir une sous-couche de nickel épaisse dont l'épaisseur doit être spécifiée.
c
Un premier revêtement de cuivre peut être appliqué sous le revêtement de nickel, mais l'épaisseur de nickel ne doit pas être
réduite.
d
Les alliages d'aluminium sont soumis à un traitement thermique à 130 °C afin d'améliorer l'adhérence du revêtement. Ce traitement
n'est pas recommandé pour les alliages qui pourraient subir une détérioration à une température supérieure ou égale à cette valeur.
A.2 Symboles chimiques des sous-couches courantes
Les symboles chimiques indiqués dans le Tableau A.2 pour les sous-couches courantes doivent, si
nécessaire, être utilisés dans la désignation du revêtement.
Tableau A.2 — Symboles chimiques des sous-couches courantes appliquées avant dépôt
électrolytique d'or
Symbole chimique Sous-couche
Ni Nickel
Cu Cuivre
Cu/Ni Nickel appliqué sur du cuivre
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Annexe B
(normative)
Méthodes de mesurage de l'épaisseur des dépôts d'or et d'alliages d'or
B.1 Incertitude des mesures d'épaisseur
Les méthodes données ci-après ont la précision requise, c'est-à-dire que l'incertitude de mesure est inférieure
à 10 %, lorsqu'elles sont appliquées correctement avec des matériaux de référence d'épaisseur normalisée.
Si une méthode de référence est exigée, elle doit être spécifiée par le client et doit être choisie parmi les
méthodes d'essai décrites à l'Article B.3, B.4 ou B.5. La méthode la plus fiable (voir l'ISO 3882) doit être
choisie en tenant compte de l'épaisseur prévue du revêtement, de la forme et des dimensions des
composants, de la nature du matériau de revêtement et de la nature du matériau de base.
B.2 Calculs de la masse volumique et de l'épaisseur
Pour les méthodes d'essai relatives à l'épaisseur dans lesquelles une valeur de la masse volumique du dépôt
est requise, il convient d'utiliser la valeur réelle de la masse volumique du dépôt d'or ou d'alliages d'or. Si la
masse volumique réelle n'est pas connue, utiliser une valeur arithmétique calculée appropriée. Par exemple,
un dépôt d'alliage contenant 60 % d'or (en masse) et 40 % d'argent (en masse) aura la masse volumique
calculée suivante, en g/cm :
ρ = 100/(60/19,3 + 40/10,5) = 14,5
où
ρ est la masse volumique calculée du dépôt d'alliage, en g/cm ;
19,3 est la masse volumique de l'or pur, en g/cm ;
10,5 est la masse volumique de l'argent pur, en g/cm .
Il est nécessaire de disposer d'une valeur de la masse volumique pour les méthodes par rétrodiffusion des
rayons bêta, spectrométrie de rayons X, coulométrie, gravimétrie et d'analyse chimique, décrites dans les
Articles B.3, B.4 et B.5. Si une masse volumique est calculée ou estimée, il est probable que l'incertitude de
mesure soit supérieure à 10 %.
Les fournisseurs de solutions brevetées de dépôt électrolytique d'or peuvent être capables d'estimer la masse
volumique du dépôt électrolytique d'or à partir de leurs solutions particulières, mais des variations peuvent
apparaître du fait des conditions opératoires différentes, du vieillissement de la solution, d'une mauvaise
maintenance du bain ou de l'inclusion de matières organiques.
Les valeurs réelles de la masse volumique des dépôts électrolytiques d'or obtenus à partir de différentes
solutions sont comparées aux valeurs calculées à partir de la pureté du dépôt dans le Tableau B.1. Le
Tableau B.1 illustre le fait que les valeurs calculées de la masse volumique peuvent introduire des erreurs
importantes.
Ces valeurs de masse volumique réelle ne sont qu'indicatives et n'ont pas à être utilisées comme masses
volumiques pour calculer l'épaisseur du dépôt à partir de la masse par unité de surface.
Tab
...
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