连接器金属件电镀

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1、連接器金屬件電鍍 Prepareby 蔣昌 大綱 電鍍原理 鍍層品質檢驗 常用電鍍技巧 改善案例 將直流電源的正 負極連接到鍍槽的陽 陰極上 則電鍍溶液中的陰離子在陽極失去電子進行氧化反應 陰離子在陰極獲得電子進行還原反應 電解液 陽極 陰極 電鍍原理 電鍍原理 脫脂 目的 去除金屬表面油脂 活化金屬基体原理 利用電極的極化作用 降低了油漬溶液表面張力 電極上所析出的氫和氧氣泡對油膜具強烈的撕裂作用 能使油膜迅速轉變成細小的細珠 氣泡上升時机械攪攔作用 進一步強化了除油過程H 2e H24OH 4e 2H2O O2 電鍍原理 前處理工站解析 酸洗 目的 去除金屬表面氧化膜 活化金屬基体原理 把

2、50 的硫酸稀釋到20 左右使用 用于去除基体表面的氧化物CuO Cu2O以及中和前面工站帶入的殲 CuO H2SO4 CuSO4 H2OCuO 3H2SO4 2CuSO4 3H2O SO2 電鍍原理 前處理工站解析 電鍍前處理不徹底 易導致鍍后密著性欠佳 起泡等不良 零件深凹區易藏污納垢 不易去除 電鍍原理 前處理工站解析 鍍鎳 目的 1 打底 增強鍍層的附著力 2 裝飾性鍍層 原理 Ni2 2e Ni 1 鎳層結晶細小 容易拋光 2 鎳硬度高 耐強鹼 易溶于硝酸 3 減少鍍層針孔 可采用多層電鍍法 4 鍍層表面存在一層鈍化膜 不易焊接 電鍍原理 電鍍工站解析 鍍金 目的 增強耐磨性 導電性

3、 降低接觸電阻原理 Au e Au 1 具有美麗的金黃色外觀 可作裝飾性鍍層 2 化學穩定性高 僅溶于王水 3 鍍層延展性好 導電性優 易焊接 電鍍原理 電鍍工站解析 鍍錫鉛 目的 增強焊錫性原理 Sn2 2e SnPb2 2e Pb 1 錫鉛層延展性 可焊性良好 2 具較高的化學穩定性 電鍍原理 電鍍工站解析 水洗 分為冷水洗 熱水洗 回收水洗 純水洗 目的 去除零件表面殘余鍍液及不良雜物冷水洗 熱水洗 於冷水洗前加熱水洗有助增加水洗活性及取得一定的封孔效果 回收水洗 純水洗 為加強純水洗的效率及成本考量 常在純水洗前加回收水洗工站 電鍍原理 后處理工站解析 風干 目的 以強風將零件表面之大

4、部分水份去掉 避免因水過多在后工站 烘干 中與金屬發生反應 通過強風將零件表面之雜質去除 電鍍原理 烘干 目的 將殘留在零件表面及孔隙中的少量水份以加熱變為水蒸氣的方式去除 后處理工站解析 鍍層品質檢驗 檢測項目 外觀檢測 鍍層膜厚 焊錫性 密著性 耐蝕性 膜厚測試 測試工具 X RAY測試机 測試方法 在特定測點量測鍍層之膜厚值 判定標準 膜厚需在規格內 密著性 測試工具 尖嘴鉗 無牙平面型 測試方法 以尖嘴鉗夾緊端子旋轉180 或折彎90 以上后 以3COM膠帶貼上旋轉 折彎 部位后再拉下 觀察是否有鍍層剝落現象 測試目的 衡量電鍍層與其下層金屬附著力的強弱 判定標準 鍍層不可有剝落之現象

5、 蒸氣老化 測試工具 蒸氣老化設備 測試方法 將零件置於充滿持續蒸氣之容器中 測試目的 模擬零件置於倉儲內數月之久的環境后 其零件或材料是否符合其規格 主要針對Sn Pb鍍層 測試時間 8h 15m 約等於倉儲在自然狀態下六個月 判定標準 a 其外觀是否符合規格b 是否影響其它特性 如 焊錫性 焊錫性 簡易作法 測試工具 焊錫爐 測試方法 將鍍件浸於245 5 之焊錫爐5 0 5秒觀察其沾錫程度 測試目的 衡量鍍件表面沾錫的能力 判定標準 沾錫面積 95 判定焊錫性O K若 95 可依其實際用途判定允收 焊錫性 標準作法 測試工具 蒸氣老化設備 沾錫設備 焊錫爐 顯微鏡 測試方法 a 依需求

6、可對試樣進行脫脂 清洗等前處理 試樣不可有折彎 磨耗等現象 b 蒸氣老化8h 15m 加速試樣之老化 試樣以懸掛 傾斜方式置於容器內 高於液面38mm c 烘烤 105 5 1 2h 后冷卻至室溫 需去除水氣及其它揮發物 d 浸泡助焊劑 RTYPEORRAMTYPE 需完全浸入停留5 10s后 取出直立滴流約60s 使其流盡 e 以沾錫設備夾持試樣浸入焊錫爐 將試樣浸於245 5 之焊錫爐7 0 5秒 f 沾過之試樣以異丙醇將殘留FLUX洗淨 測試目的 衡量鍍件表面沾錫的能力 判定標準 沾錫面積 95 判定焊錫性O K若 95 可依其實際用途判定允收 鍍層品質檢驗焊錫性 鹽霧測試 測試工具 鹽

7、水噴霧試驗机 測試方法 使用鹽水噴霧机將NaCl溶液 濃度5 的試驗液 以霧狀噴於鍍層 a 試樣需作適當清洗b 試樣切口及露底材部分 需以記號識別 或以相關絕緣物予以保護 c 試樣於清潔后不可有任何手紋的污染 d 試樣之測試表面需與垂線成15 至30 之傾斜 與噴霧之主要流動方向平行 e 試樣不可互相接觸 鹽水勿從一個試樣滴流至其它試樣 F 測完之試樣 以流動溫水 37 8 洗滌5s 以對流風 38 3 吹干 鹽份沉積物以毛刷刷靜 測試目的 評估鍍層對鹽水噴霧的耐蝕程度 主要針對GoldFlash鍍層 鍍層品質檢驗鹽霧測試 鹽霧測試 測試時間 測試條件測試時間A96hB48hC500hD100

8、0ha 為自噴霧開始至終了之連續時間 除非已有明確不良品被發現 否則中途不得因調整設備或檢查測試品而使机器停止 b 依據產品需求確定具體測試時間 判定標準 a 經測試后 其接觸阻抗等電氣特性需在規格內 b 腐蝕程度可依等級號碼標準圖表判定之 鍍層品質檢驗鹽霧測試 POROSITY測試目的 驗證連接器在惡劣環境下適應狀況 此測試是采用硝酸蒸氣試驗來模擬連接器在惡劣環境 看硝酸通過鍍金層針孔滲透到底材 而底層金屬被腐蝕的狀況 PorosityTest流程 超音波清洗滌5 10min 烘干 三氯乙烷蒸汽除油30sec 三氯乙烷噴洗10sec 噴洗10sec 烘干 異丙醇噴洗10sec 冷風烘干 硝酸

9、氣蒸發75 10分鐘 50度烘干1小時 125度 5烘干10 15分鐘 1小時內用10倍放大鏡判定完畢 POROSITY測試實驗 判斷標準 1 測試步驟 1 樣品測試前清潔2 材料及設備的准備3 樣品測試環境准備 23 2度 相對濕度60 4 在干燥器皿中放入70 1 的HNO3 并密閉30 5分鐘5 快速將測試樣品放入干燥皿內 曝露酸氣75 5分鐘6 將測試樣品放在125 5 有流通空氣的烤箱中10 15分鐘7 將樣品移出冷卻到室溫 并在1小時內完成檢查 POROSITY測試實驗判斷標準 2 測試區域 Line接觸點接觸面接觸 POROSITY測試實驗判斷標準 3 判斷標准 3 1腐蝕點的判

10、斷 a 通常為圓凸的外型 座力在電鍍表面上被擠出來b 在電鍍層的表面上如果有水泡顯露出來 將列入腐蝕產物的計算總數中 c 當腐蝕產物在指定測量區域邊緣 但腐蝕區的部位至少有3 4部位落在測試區域中時將列入腐蝕產物的計算總數中 POROSITY測試實驗判斷標準 3 判斷標准 3 2腐蝕點的計算 POROSITY測試實驗 判斷標準 3 判斷標准 3 2允收的標准 除非有特別的規定 不然推荐的允收標准為全部的樣品腐蝕點數除去其全部的樣品總數 計算值為1 0或更低才允收 Porosity制程簡介 Porosity測試Contact電鍍控制制程 1 contact來料品質控制2 拋光3 鍍鎳4 鍍金5

11、降低走速 制程 脫脂 酸洗 拋光 打Ni底 80 120u 5 7u 浸鍍 新開缸 10 13u 刷鍍 新開缸 Porosity制程簡介 1 contact來料品質控制金屬底材平整度越好 電鍍品質越好 故針對contact來料降低其衝速 以防止其表面划傷 2 拋光作用 利用強酸使底材表面更平整 拋光須根據底材原料而決定是否需要 磷青銅拋光后 表面會更平整 stol92拋光后 表面會出現較大的針孔 Porosity制程簡介 3 鍍鎳增加鍍鎳厚度 可減少表面針孔 4 鍍金 1 降低電流 2 增大鍍金面積 保証功能區均勻3 除掉雜質 防止雜質沉積鍍面 4 控制溫度升高 5 降低走速1 達到需要的模厚

12、 2 使電鍍表面更均勻 貴金屬電鍍製程 設備 高速鍍鎳製程 鍍鎳高速治具 鍍錫鉛製程改善 研制鍍錫鉛治具 常用電鍍技巧 浸鍍V S 刷鍍 浸鍍 刷鍍 鍍液濃度控制 提高鍍液濃度可提高電鍍效率 但1 鍍層表面較粗糙2 厚度較不均勻 損耗高 方法 以治具引導鍍液由二邊六孔直接噴向端子 傳統式 高速式 鍍鎳高速治具 鍍錫鉛治具 無治具 第一代治具 第二代治具 電流分布不均 問題點 高低針膜厚差 原因 對策 平衡高低針區電流密度 方法 利用PP遮蔽治具阻隔高針區電流 平衡高針低針區的電流密度 效果 高低針的膜厚差降為 方法 效果 利用鉑金鈮網加強低針區電流進一步平衡高低針區的電流密度 高低針的膜厚差更

13、低 PP治具 鉑金鈮網 錫鉛治具實例 第一代 第二代 鍍層均一性提高50 鉑金鈮網 鍍鎳和錫鉛子槽有效長度 加裝子槽延長有效長度 提高電鍍效率 機台長度增加料帶阻力增加 空間不夠導致放料區沒空間 機台常見問題 料帶 公母導輪 導電桿 不銹鋼墊板 料帶 三隻腳導輪 傳統導輪 無齒導輪 無齒導輪 耐磨材料 銅套 塑膠材質墊板 解決跟接頭問題磨出凹槽產生歪針成本較高 造价低歪針不良降低 料帶阻力大 易變形料帶接頭易脫落 立式放料 立式放料 傳統放料 緩衝接料槽 收 放料在機台同一側 節省人力 空間 必須跟接頭 不必跟接頭 跟接頭 料帶接合時 以鉚釘鉚合PilotHole 而電鍍導輪亦以齒輪驅動Pil

14、otHole 故鉚釘在通過導輪時需人手扶住料帶 以免與導輪脫離 此謂 跟接頭 公母導輪 料帶 傳統導輪 無齒導輪 耐磨材料 塑膠材質墊板 ShieldPlate外觀不良改善 改善案例 溢錫不良改善 錫渣不良改善 GroundPlate外觀不良改善 不良現象 變色黑點流錫 ShieldPlate外觀不良 原因分析 Ni底 IR后化學變化造成變色全Sn 不良化學成份易滲透 造成黑點底材鈍化 Sn鍍層與底材附著性差 造成流錫 改善對策 取消Ni底 避免IR后變色鍍全Sn改為Sn Pb 90 10 阻隔不良成份滲透 避免黑點制程活化處理 增加底材與Sn Pb附著性 減少流錫 效果 過IR后無變色 流錫

15、 黑點 客戶廣達認可 焊錫在IR時熔融后上爬 污染鍍金區 不良率以上 1 5 溢錫不良 不良現象 利用Ni在IR過程中較易鈍化的原理在端子鍍Ag與Sn Pb區域之間產生阻絕層使熔融的Sn Pb 錫膏成分 不易往上爬升 註 依活性表 Ni Sn Pb Ag在應用策略上 1 露Ni區愈大愈好 其發生溢錫機率相對愈低 2 客戶段SMT製程中 IR爐N2含量控制也是影響因素之一 因N2含量高將影響Ni鈍化效果 3 對於Low profile產品 端子露Ni空間遭限制 可採用Insert molding之製程設計克服 露Ni區原理簡述 溢錫不良 露Ni區控制不良易被Sn Pb污染 原因 對策一 端子Ta

16、il由90度設成36度 增加露Ni區 對策二 減小浸鍍深度 減少Sn Pb對Ni區污染 對策三 裝配用壓平治具使端子Tail恢復90度 廠內小量驗証O K 客戶使用16KPCS未發現溢錫 結果O K 效果 溢錫不良改善對策 原因分析 沿邊料Sn Pb鍍層經裁切產生錫屑飛濺 對策 電鍍采用遮蔽治具Carrier不鍍錫鉛 不良現象 過IR前 過IR后 錫渣不良 鍍金面殘留錫屑 IR后熔融成錫渣 不良率3 2 不良現象 過IR后變黑 GroundPlate外觀不良 原因分析 Ni底鍍Sn Pb IR后化學變化造成變色 Sn Pb鍍層邊緣氧化發黑 改善對策 取消鍍Sn Pb 避免IR后變色 僅鍍全Ni 客戶抱怨發黑部位 效果驗證 過IR后無變色現象 焊接制程良好