电镀基础

電鍍基礎
前言
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Maker.Liu NOV22.2006
電 鍍基 礎 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
一、電鍍常用術語
1.陰極(Cathode)：電▪ 化學上析出金屬 或氫氣的電極，發生還原反應。
十一
直流電源
料帶
五角罩頭
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.
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)：
▪ 二者之轉換關系為：
▪ 1 µm = 39.37 µ”(约等于40µ”)
▪ 1 µ” = 2.54 * 10-2 µm
▪
= 2.54 * 10-5 mm
▪ 1 µm = 10-3 mm = 10-6 m
▪ 1 micorinch = 10-6 inch
▪ (1 foot =12 inches =0.3048 metre)
▪
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。
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。
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）， 而一般最常用的材料为黄铜（brass）、磷青铜 （phos—bronze)、冷軋鋼(一般用於鈇殼)、SUS。
二、電鍍基礎與實務
2.9.4. 鍍錫或錫合金
1. 镀錫(霧純錫、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90±5%，主要是考虑到后加工焊接熔点 的问题。
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、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，
▪ 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)。作用为延长镀层寿命
▪ 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。
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。
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。.
+一
基
本
原
Anode
電解液
Cathod
理
+
陽極
陰極(工件)
▪ 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→
（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，再用热循环的是防止鍍層水斑和後續變色。
三、鍍金方式簡介
▪ 3.1、Brushing Tooling
Anode 陽極刷台
Cathode 陰極導台
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。
可在半光鎳上加鍍一層0.3~1um高溫鎳鍍層.
二、電鍍基礎與實務
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。
圖
Mn+
Electroplating
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.整流器：提供直流电源的设备。
▪ 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
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
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.
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；
▪ 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（phosphor—bronze）：磷青铜为铜， 锡，磷的合金。一般锡含量在4~11%之间，磷含量 在0.03~0.35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
▪ 2.7.镀层检验:
▪ 1.外观检验:目视法,放大镜(4~10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