پوشش‌های روی هادی
محمد باقر پورعبداله
پوشش‌های فلزی روی هادی‌ها اغلب برای بهبود لحیم پذیری، کاهش اکسید شدن (خوردگی) یا بهبود خواص الکتریکی در فرکانس‌های بالا به سطح هر یک از رشته‌های هادی الکتریکی اعمال می‌شود. سه پوشش پر کاربرد (آبکاری) عموماً از یکی از فلزات قلع ، نقره و نیکل بر روی هادی مسی به کار می‌رود.
طی دهه‌های پیشین، از پوشش‌های فلزی به منظور جداسازی آسان عایق، یعنی نچسبیدن عایق به هادی استفاده می‌شد. امروزه، با بهبود جنس مواد عایق دیگر نیازی به پوشش دهی هادی برای جداسازی راحت‌تر عایق وجود ندارد.
مواد پوشش روی هادی
قلع پرکاربردترین ماده برای پوشش دهی بر روی هادی است. هادی‌های پوشش داده شده با قلع عموماً با عنوان هادی‌های “قلع اندود” (tin plated) یا به طور خلاصه “قلع دار” (tinned) نامیده می‌شوند. قلع به طور مؤثری از اکسید شدن هادی مسی در دمای تا حدود 150 درجه سانتیگراد ممانعت می‌کند، ولی هدایت الکتریکی آن به‌خوبی هدایت الکتریکی مس نمی‌باشد.
در دمای بالاتر، علی رقم قیمت بالای نقره از این فلز برای به حداقل رساندن احتمال اکسید شدن مس استفاده می‌گردد. نقره همچنین در کاربردهای فرکانس بالا نیز به کار می‌رود زیرا هدایت الکتریکی عالی نقره و اثر پوستی (skin effect) به طور همزمان نقش کاهش امپدانس و تضعیف را ایفا می‌کنند.
در دماهای بالاتر از 250 درجه سانتیگراد نیکل برای پوشش دهی مس استفاده می‌شود. هر چند که نیکل از نظر خواص الکتریکی و هدایت ، فلزی نسبتاً ضعیف است ولی با این وجود تا دمای حدود 450 درجه سانتیگراد حفاظت مؤثری را در برابر اکسیداسیون فراهم می‌سازد. در جدول زیر به طور خلاصه ویژگی‌های مواد مخصوص پوشش دهی را ملاحظه می‌کنید.
نیکل نقره قلع مواد پوشش دهی
روش‌های کاربردی
دو روش عمومی برای اعمال پوشش‌های فلزی به رشته‌های هادی مسی وجود دارد. روش اول، تحت عنوان روش غوطه‌وری داغ (hot dip) فرآیندی است که در آن یک رشته مس لخت از درون یک وان حاوی فلز مذاب عبور می‌کند. در روش دوم، یعنی آبکاری الکتریکی (electroplating) فلز پوشش به هر یک از رشته‌های هادی از طریق فرایند الکترولیتی اعمال می‌گردد، که در این روش جریان الکتریکی باعث نشستن فلز پوشش بر روی مس می‌شود.
ضخامت پوشش
تعیین ضخامت پوشش به طور مستقیم در استانداردهای صنعت متداول نیست. در عوض ضخامت پوشش به طور غیرمستقیم با الزامات متعدد دیگری نظیر پیوستگی پوشش، چسبندگی پوشش به هادی، مقاومت الکتریکی و وزن تحت کنترل قرار می‌گیرد. این الزامات را می‌توان به طور دقیق‌تر در استانداردهای ASTM ملاحظه کرد. هادی‌های پوشش‌دارد دارای ضخامت پوششی در محدوده 1 تا 50 میکرون یا بیشتر می‌باشند که این ضخامت به نوع پوشش و مشخصات سیم مربوط بستگی دارد.
انواع دیگر پوشش‌ها
برای کاهش احتمال اتصال کوتاه از رشته‌های کج شده حین اتصال هادی‌ها، هادی‌های تابیده را پس از جداسازی عایق از دو سر سیم گاهی درون قلع مذاب فرو می‌برند. برای جلوگیری از نیاز به این مرحله اضافی توسط کاربران، کابل ، تولید کننده کابل می‌تواند به یکی از چندین روش متداول در محل کارخانه رشته‌های هادی را به هم متصل کند.
یکی از این روش‌ها موسوم به پیش اتصال (pre bonding) است. در مورد هادی‌های پیش متصل شده، رشته‌های قلع اندود را پس از تابیدن آن‌ها تا دمای ذوب قلع گرم می‌کنند و به‌این‌ترتیب در سرتاسر مسیر هادی، رشته‌ها به هم لحیم‌کاری می‌شوند. روش پیش اتصال در مورد هادی‌های بانچ شده یعنی هادی‌های انعطاف‌پذیر که در آن‌ها رشته‌ها به طور تصادفی در کنار هم قرار می‌گیرند، قابل به‌کارگیری نیست. روش دیگر پوشش دهی بیرونی (over coating) نامیده می‌شود.
یک هادی با پوشش دهی بیرونی، به هادی اطلاق می‌شود که شامل رشته‌های تابیده اندود شده است و پس از تابیدن رشته‌ها مجدداً آن‌ها را از حوضچه قلع مذاب عبور می‌دهد. روش پوشش دهی بیرونی برای هر دو نوع هادی استرند شده و یا بانچ شده قابل به‌کارگیری است. روش سوم تحت عنوان پوشش دهی فوقانی (top coating) است.
هادی‌های پوشش‌دار فوقانی شبیه به هادی‌های پوشش‌دار بیرونی می‌باشند با این تفاوت که در این روش پوشش دهی کلی بجای اینکه به رشته‌های تابیده قلع اندود اعمال شود به رشته‌های تابیده بدون اندود انجام می‌شود. یکی از معایب هر سه روش فوق، این است که در مقایسه با هادی‌های معمولی انعطاف کمتری دارند و در اثر خمش مکرر از دوام کمتری برخوردارند. به همین سبب این نوع هادی‌ها را اغلب در سایزهای کوچک می‌سازند و برای کاربردهای پر خمش مناسب نمی‌باشند.
بدون دیدگاه