连续电镀技术培训教材

连续电镀技术教材

第一章. 电镀概论

第二章.电流密度

第三章.电镀计算

第四章.电镀实务

第五章.电镀不良对策

第六章.镀层检验

第七章.电镀药水管理

第八章.电镀技术策略

第九章.镀层的腐蚀与防腐

第一章．电镀概论

电镀定义：电镀为电解镀金属法的简称。电镀是将镀件（制品），浸于含有欲镀上金属离子的药水中并接通阴极，药水的另一端放置适当阳极（可溶性或不可溶性），通以直流电后，镀件的表面即析出一层金属薄膜的方法。

电镀的基本五要素：

1.阴极：被镀物，指各种接插件端子。

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。

电镀目的：电镀除了要求美观外，依各种电镀需求而有不同的目的。

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.镀锡铅：增进焊接能力，快被其他替物取代。

电镀流程：一般铜合金底材如下（未含水洗工程）

1.脱脂：通常同时使用碱性预备脱脂及电解脱脂。

2.活化：使用稀硫酸或相关的混合酸。

3.镀镍：使用硫酸镍系及氨基磺酸镍系。

4.镀钯镍：目前皆为氨系。

5.镀金：有金钴，金镍，金铁，一般使用金钴系最多。

6.镀锡铅：烷基磺酸系。

7.干燥：使用热风循环烘干。

8.封孔处理：有使用水溶型及溶剂型两种。

电镀药水组成；

1.纯水：总不纯物至少要低于5ppm。

2.金属盐：提供欲镀金属离子。

3.阳极解离助剂：增进及平衡阳极解离速率。

4.导电盐：增进药水导电度。

5.添加剂：缓冲剂，光泽剂，平滑剂，柔软剂，湿润剂，抑制剂。

电镀条件：

1.电流密度：单位电镀面积下所承受的电流，通常电流密度越高膜厚越厚，但是过高时镀层会烧焦粗燥。

2.电镀位置：镀件在药水中位置，与阳极相对位置，会影响膜厚分布。

3.搅拌状况：搅拌效果越好，电镀效率越高，有空气，水流，阴极摆动等搅拌方式。

4.电流波形：通常滤波度越好，镀层组织越均一。

5.镀液温度：镀金约50~60，镀镍约50~60，镀锡铅约18~22，镀钯镍约45~55。6镀液PH值：镀金约4.0~4.8 ，镀镍约3.8~4.4，镀钯镍约8.0~8.5，

7.镀液比重：基本上比重低，药水导电差，电镀效率差。

电镀厚度：在现在电子连接器端子的电镀厚度的表示法有a .µ``.微英寸，b.µm,微米, 1 µm约等于40µ``.

1.Tin—Lead Alloy Plating :锡铅合金电镀

作为焊接用途,一般膜厚在100~150µ``最多.

2.Nickel Plating镍电镀

现在电子连接器皆以打底(underplating)，故在５０µ``以上为一般规格，较低的规格为３０µ``，(可能考虑到折弯或者成本)

3.Gold Plating 金电镀

为昂贵的电镀加工,故一般电子业在选用规格时,考虑到其实用环境、使用对象,制造成本,若需通过一般强腐蚀实验必须在50µ``以上.

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.

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.

第二章电流密度

电流密度的定义:

即电极单位面积所通过的安培数,一般以A/dm3 表示.电流密度在电镀操作上是很重要的参数,如镀层的性质,镀层的分布,电流效率等,都有很大的关系.电流密度有分为阳极电流密度和阴极电流密度,一般计算阴极电流密度比较多.

电流密度的计算:

平均电流密度(ASD)===电镀槽通电的安培数(Amp)/电镀面积(dm2)

在连续电镀端子中,计算阴极电流密度时,必须先知道电镀槽长及单支端子电镀面积,然后再算出渡槽中的总电镀面积.

例:有一连续端子电镀机,镍槽槽长1.5米,欲镀一种端子,端子之间距为2.54毫米,每支端子电镀面积为50mm2,今开电流50 Amp,请问平均电流密度为多少?

1.电镀槽中端子数量==1.5×1000/

2.54==590支

2.电镀槽中电镀面积==590×50==29500 mm2==2.95dm3

3.平均电流密度==50/2.95==16.95ASD

电流密度与电镀面积:

相同(或同成分)的电流下,电镀面积越小,其电流密度越大,电镀面积越大,其电流密度越小.如下图,若开100安培电流,A区所承受的电流密度可能会是B区的两倍.

电流密度与阴阳极距离:

由于端子外表结构不一规则状,在共同的电流下,端子离阳极距离较近的部位称为局部高电流区(b),离阳极距离较远的部位称为局部低电流区(a).

电流密度与哈氏槽试验:

每一种电镀药水都有一定的电流密度操作范围,大致上可以从哈氏槽试验结果看出来,因为哈氏槽的阳极面与阴极面之间并非平行面,离阳极面较近的阴极端其电流密度比离阳极面远者大,因此,可以比较高电流密度部分与低电流密度部分的电镀状况.

电流密度与电镀子槽:

端子在浸镀时,由于端子导电处是在电镀子槽两端外部,所以阴极(端子)电子流是从子槽两端往槽中传输的,而造成在电镀子槽内两端的端子所承受的电流(高电流区),远大于子槽中间处端子所承受的电流(低电流区).