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1、電 鍍 基 礎講 解 ： 劉 名 科 日 期 ： 2006.11.22. 地 點 : 慶 虹,教育訓練培訓教材,不同的族群，不同的境地， 不同的年齡，不同的際遇， 不同的夢想，不同的追求緣份- 我們在此萍聚!我們不約而同的感知：世界變得太快，社會需求更多，生活要求更高!知識變得貧乏和落伍，生存面臨壓力和困境 於是我們發現：學習是人生的挑戰!,前言,Maker.Liu NOV22.2006,目 錄一、電鍍常用術語二、電鍍基礎與實務三、刷鍍簡介四、常見電鍍異常分析五、沖壓對電鍍之影響六、電鍍不良實例七、電鍍檢品質檢驗標准八、STW電鍍檢品質檢驗和判定九、電鍍鍍層人工加速腐蝕實驗,電 鍍 基 礎,1
2、.陰極(Cathode)：電化學上析出金屬或氫氣的電極，發生還原反應。 2.陽極(Anode)：電化學上發生溶解反應或析出氧氣的電極，發生氧化反應。 3.均一電著性(Throwing Power)：能使鍍層膜厚均一的電鍍能力。,一、電鍍常用術語,一、電鍍常用術語,4.電流效率(Current Efficiency)：實際析出量與理論析出量之百分比。 5.電流密度(Current Density)：電極之單位面積上通過電流。6.密著性(Adhesion)：鍍層與基體或下層金屬鍍層之附著力(結合力)之強弱。,一、電鍍常用術語,7. 被覆力(Covering power)：可以在低電流密度之電鍍能力
3、。 8.前處理(Pretreatment)：電鍍工程上被鍍物件進入鍍槽前之所有工序。 9.活化性(Activation)：為了破壞表面動態而實施之處理，如前處理之酸洗等。,一、電鍍常用術語,10.帶出(Drag out): 電鍍槽內溶液附著鍍件上而被帶出鍍槽之現象。 11.脫皮(Peeling)：鍍層與基體或下層鍍層由於附著力差在外力作用下之剝層現象。 12.針孔(Pores)：鍍層細孔深達基體之孔隙。,一、電鍍常用術語,13.起泡(Pinhole)：鍍層之一部份沒有與基體或下層鍍層密著結合而形成氣泡狀突起現象。 14.變色(Tarnishing)：由於環境之因素而使鍍層面失去原來之色澤的現象
4、。,二.電鍍基礎與實務,2.1 電鍍定義:電鍍是表面處理的一種.在外加直流電源的作用下,電極被迫發生氧化還原反應,從而使金屬或非金屬工件表面沉積上一層金屬之工藝過程。.,+,Mn+,陽極,Anode,陰極(工件),Cathod,基 本 原 理 圖,電解液,Electroplating,+,一,二、電鍍基礎與實務,2.2.电镀的基本五要素： 1.阴极：被镀物，如各种接插件端子。 2.阳极：若是可溶性阳极，则为欲镀金属。若是不可溶性阳极，大部分为贵金属（白金，氧化铱）. 3.电镀药水：含有欲镀金属离子的电镀药水。 4.电镀槽：可承受，储存电镀药水的槽体， 一般考虑强度，耐蚀，耐温等因素。 5.整流
5、器：提供直流电源的设备。,二、電鍍基礎與實務,2.3.電镀的目的：电镀除了要求美观外，依各种電镀需求而有不同 的目的。主要有：增強抗蝕性、耐磨性、導電性、制品之強度、焊錫性。增加鍍件之硬度；提高制品之耐候耐熱等物理特性。 1.镀铜：打底用，增进电镀层附着能力， 及抗蚀能力。 2.镀镍：打底用，增进抗蚀能力。 3.镀金：改善导电接触阻抗，增进信号传输。 4.镀钯镍：改善导电接触阻抗，增进信号传输， 耐磨性比金佳。 5.镀锡：增进焊接能力，快被其他替物取代。,二、電鍍基礎與實務,2.4.電鍍流程：放料熱脱脂超音波脫脂水洗 电解脱脂（阴或阳）水洗酸活化水洗預鍍鎳水洗镀半光镍水洗鍍高溫鎳镀钯镍水洗镀硬
6、金水洗浸薄金水洗镀锡(錫銅或純錫)水洗中和水洗超音波 熱浸洗熱浸洗烘干封孔烘干收料。 (注：以上電鍍流程需要依客戶產品要求，選擇相應之 電鍍制程。),二、電鍍基礎與實務,2.5.电镀厚度計量單位：电镀厚度的表示法有：A. ” (微英寸- micorinch)，B. m (微米-micron), 二者之轉換關系為：1 m = 39.37 ”(约等于40”)1 ” = 2.54 * 10-2 m = 2.54 * 10-5 mm1 m = 10-3 mm = 10-6 m1 micorinch = 10-6 inch (1 foot =12 inches =0.3048 metre),二、電鍍基礎
7、與實務,2.7.镀层检验: 1.外观检验:目视法,放大镜(410倍) 2.膜厚测试:X-RAY荧光膜厚仪(也有用電解測膜法). 3.密着实验:折弯法,胶带法或两者并用. 4.焊锡实验:沾锡法,一般95%以上沾锡面积均匀平滑即可. 5.水蒸气老化实验:测试是否变色或腐蚀斑点,及后续的可焊性. 6.抗变色实验:使用烤箱烘烤法,是否变色或者脱皮. 7.耐腐蚀实验:盐水喷雾实验,硝酸实验,二氧化硫实验,硫化氢实验等； 8.必要時可對鍍層進行金相分析。,二、電鍍基礎與實務,2.8.電鍍素材材質： 材质有铜合金（黄铜，磷青铜，铍铜，钛铜，银铜，铁铜等）及铁合金（spcc，42合金、SUS等），而一般最常用
8、的材料为黄铜（brass）、磷青铜（phosbronze)、冷軋鋼(一般用於鈇殼)、SUS。 1. 黄铜是铜和锌的合金，一般锌含量在30-40%之间，黄铜的颜色随锌含量的增加从暗红色-红黄色、-淡橙黄色-黄色。其机械性质优良； 2. 磷青铜（phosphorbronze）：磷青铜为铜，锡，磷的合金。一般锡含量在411%之间，磷含量在0.030.35之间，在青铜中加磷是为了除去内部的氧化物，而改良其弹性及耐蚀性，磷青铜的耐蚀性远比黄铜优良,二、電鍍基礎與實務,2.9.電鍍說明：2.9.1、電鍍制程之選擇：根據產品之電鍍規格和功能之要求，選擇相應之電鍍制程：如鍍銅、鍍鎳、鍍鈀鎳、鍍銀、鍍金、鍍錫鉛
9、、鍍錫、鍍錫銅等之一種或幾種、各種不同之制程之電鍍藥水需依實際情況作選用。,二、電鍍基礎與實務,2.9.2. 鍍鎳 1、電鍍鎳：常用作打底鍍層，分無光澤鎳，半光澤鎳，光澤鎳。打底鎳常用半光澤鎳。若底鎳鍍層上鍍金，且客户要求光泽度之下，可考慮用到光泽镍打底。但鍍成品需做折弯等二次加工， 建议使用半光泽镍，并严格控管镍层厚度。光澤鎳鍍層因含硫量和有機物相對於半光澤鎳要高，其脆性和硬度大，二次加工時易發生脆裂現象。光亮鍍層較半光澤鍍層之耐蝕性要差。,二、電鍍基礎與實務,2.9.2. 鍍鎳：1)、鍍鎳層硬度：鍍鎳層之硬度在：HV180250。2)、連續電鍍之鍍鎳一般采用氨基磺酸鎳系統，具有電沉積速度快
10、，鍍層內應力小，制程穩定之特點。3)、一般打底鎳采用半光鎳，但如客戶要求光亮之鍍層外觀(尤其鍍金層，可采用光亮鎳打底)。4)、注意事項：為改善鍍層在SMT產品過回流焊高溫時變色，可在半光鎳上加鍍一層0.31um高溫鎳鍍層.,2.9.3. 鍍金： 1. 镀金：一般為选擇性電镀，若金只镀FLASH，可镀纯金流程，連接器端子一般為Au-Co合金 。 2.镀金方法：浸镀法，刷镀法，遮镀法，點鍍、噴鍍、輪鍍等，须视端子形状，电镀规格作選擇。 3.作用：硬度大-耐插拔；導電良降低接觸阻抗； 物理和化學性能穩定耐蝕性好。,二、電鍍基礎與實務,二、電鍍基礎與實務,2.9.4. 鍍錫或錫合金1. 镀錫(霧純錫、
11、亮純錫、錫銅錫鉛合金)：一般除不易氧化的底材可不必进行镍打底外，通常需先镀镍后再镀锡铅。而金镀层与锡铅镀层是不能重叠互镀，原因一是在高温下锡铅会扩散到金层之上，使金层外观变暗，加速腐蚀。现一般镀的锡铅合金是90%锡，10%铅，一般客户可允许锡铅比为905%，主要是考虑到后加工焊接熔点的问题。 2.作用：增強焊接性能。,二、電鍍基礎與實務,2.9.5.電鍍後處理 1.水洗：洗去帶出之槽液中化學藥水，后處理段加超音波熱水洗，能使清洗更徹底 2.中和： 因锡铅电镀液为强酸，若水洗不良而残留余酸在锡铅层表面，会导致日后加速腐蚀 3.封孔：在电镀层表面涂上一层透明的有机膜或鈍化膜(不可增加电接触阻抗)。
12、作用为延长镀层寿命 （增加抗蚀能力），稳定电接触阻抗，降低拔插力， 防止锡铅界线發黑，封孔剂分水溶性与油溶性。 4.烘干(烘烤)：将镀件表面水分吹掉，再用热循环将镀件风干。温度在70150 。目的是防止鍍層水斑和後續變色。,3.1、Brushing Tooling,Anode 陽極刷台,Cathode 陰極導台,Degussa Tooling一般用於貴金屬電鍍如鍍金、鍍鈀或鈀鎳，對於平面、凸面之單面選擇性電鍍，能有效控制電鍍面積。 特點：選擇性強，易操作，並能有效節省貴金屬之電鍍成本。,三、鍍金方式簡介,罩頭不溶性陽極外包刷鍍布,槽液經流量管,在五角罩頭頂端流出,刷鍍布浸潤電鍍液,被鍍件(端子
13、料帶)于刷鍍布上作相對運動,電解液中金屬離子在電場作用下,沉積于所需電鍍之表面上.,五角罩頭,十,一,直流電源,料帶,3.2、刷鍍原理: 刷鍍是利用與陽極接觸的刷鍍布提供電鍍所需的電解液的電鍍方法,電鍍時被鍍陰極與Brush罩頭作相對移動.,三、鍍金方式簡介,3.3.噴鍍Masking Tooling,3.4.輪鍍點鍍,四、常見電鍍異常原因分析,4.1、鍍層脫層(脫皮)： A、鎳層脫皮(密著性不良)：原因：a、前處理不良，脫脂溫度、濃度失調，或槽液太髒久用失效未及時更換；酸度不夠或髒污；b、鎳層在空氣易氧化生成一層致密之氧化膜，造成後續鍍層之間之結合力不良；C、因人為或機台故障，端子在機台內停
14、置時間過長，致使鍍鎳表層氧化或鍍層反蝕；d、電鍍制程中由於導電不良，端子與導電治具間產生火花造成鍍層表面氧化等。e、重鍍或退鍍過程中造成鍍層或基體腐蝕損傷。,四、常見電鍍異常原因分析,4.1、鍍層脫層(脫皮)：常用膠布或拆彎方法檢驗。 A、鎳層脫皮：f、鎳槽槽液被污染，金屬雜質含量偏高， 有機物污染造成鍍層結合力較差；g、電流密度太高或槽液中主鹽離子含量偏低， 造成鍍層燒焦；h、槽液中各成份比例失調；I、設備故障如整流器、溫控系統等導致制程條件設定誤導實際制程。,四、常見電鍍異常原因分析,B、鍍金層脫層(脫皮)：原因：a、一般是由以上鎳層脫皮或其密著性不良原因所引起；b、鍍鎳層出槽後在空氣中呆
15、留時間達長，造成鎳層表面氧化，或水洗不良有髒物粘附於鍍鎳層表面；c、鎳層有氫脆或鍍層中含硫量偏高，尤其是光澤鎳鍍層、硫酸鎳鍍層上鍍金；d、金槽鍍液被有機雜質和金屬雜質離子污染；e、多槽鍍金，前段電極線有錯接現象； f、重鍍或反鍍品因前置處理不當。,四、常見電鍍異常原因分析,C、錫層脫皮：原因：a、打底鍍層之密著性不良是引起後續主 鍍層密著性不良之主因；b、鍍金槽液對底鎳層之反蝕作用(鎳置換金造成底鎳層腐蝕)；c、多槽鍍錫或錫鉛之前槽鍍層被鈍化或燒焦，引起後面鍍層之密著性不良；d、導電部位因磨損發熱嚴重或產生電火花造成鍍層之鈍化；e、槽液被污染(有機雜質或金屬雜質離子)。f、葯水比例失調或人為因素藥水加錯。,四、常見電鍍異常及處理,D、鍍鎳層發花發白：原因： a、素材來料氧化、沖切油粘稠固化，除油去除不完全，素材材質低劣含雜質量高； b、前處理除油不徹底，酸洗不良；或酸洗濃度太高，素材因酸蝕而被損傷； c、鎳槽液有機雜質和金屬雜質含量偏高； d、槽液被污染，有機雜質和金屬雜質偏高。 e、有機添加劑過量，均一電著性變差。 f、硼酸之含量不足或偏高，破壞了槽液之平衡和穩定。g、被鍍端子因停機，在鍍液中停留時間過長。,
