电镀知识培训教材.ppt

2019/6/16,1,Kortak,歡迎您的參加,相信自己，你是最,此間請注意以下兩點： 1.請將自己的手機關掉或調振動； 2.請自覺準時到場，勿喧嘩；,2019/6/16,2,Kortak,電鍍知識,電鍍為電解鍍金屬法之簡稱。乃是將鍍件(製品)，浸於含有欲 鍍上金屬離子的藥水中並接通陰極，藥水的另一端放置適當陽 極(可溶性或不可溶性)，通以直流電後，鍍件的表現即析出一 層金屬薄膜的一種方法。,2019/6/16,3,产品掠影,2019/6/16,4,可概分為三種:挂鍍/滾鍍/連續鍍. 挂鍍:將被鍍物件置於挂勾上, 將挂勾放入鍍槽中,進行電鍍. 優點:鍍件可直接面對陽极, 鍍層均勻,且不易因碰撞而產生刮痕. 缺點:上下挂勾很費人工,成本較高.且一個挂架不可挂太多的鍍件,否則會因為高低之電流之差異,而造成每個鍍件之厚薄差異.,Kortak,電鍍之方式,2019/6/16,5,可概分為三種:挂鍍/滾鍍/連續鍍. 滾鍍:是將被鍍物件批量性放於滾桶中,再將滾桶置於鍍浴,滾動滾桶而電鍍. 優點:一次可鍍較多鍍件.成本較低. 缺點:易被遮敝,而造成電鍍不良,鍍件之厚度均一性很差,產生附著不良,容易因碰撞而產生刮痕.,Kortak,電鍍之方式,2019/6/16,6,可概分為三種:挂鍍/滾鍍/連續鍍. 連續電鍍: 被鍍物被一料帶串聯成一長條(成卷),此連續物經連續電鍍設備後即電鍍完成. 優點:方便後續加工之自動化,可選擇電鍍,降低成本,每個被鍍物經過電鍍條件相同,故品質相當穩定. 缺點:外觀性不如滾鍍來得漂亮,制程可變性小.,Kortak,電鍍之方式,2019/6/16,7,电镀基本五要素 1.陰極：被鍍物，指各種接插件端子。 2.陽極：若是可溶性陽極，則為欲鍍金屬。若是不可溶性陽極，大部份為貴金屬 ( 如白金、氧化銥等 ) 。 3.電鍍藥水：含有欲鍍金屬離子之電鍍藥水。 4.電鍍槽：可承受、儲存電鍍藥水之槽體，一般考慮強度、耐蝕、耐溫等因素。 5.整流器：提供直流電源之設備。,Kortak,電鍍概念,8,電鍍除了要求美觀外，依各種電鍍需求而有不同的目的。 1.鍍銅：打底用，增進電鍍層附著能力及抗蝕能力。 2.鍍鎳：打底用，增進抗蝕能力。 3.鍍金：改善導電接觸阻抗，增進訊號傳輸。 5.鍍錫：增進焊接能力，快被其他替物取代。,Kortak,電鍍目的,2019/6/16,9,一般銅合金底材如下 ( 未含水洗工程 ) 。 1.脫脂：通常同時使用鹼性預備脫脂及電解脫脂 (脫脂後的 金屬表面，仍然殘存有很薄的氧化膜、鈍態膜)。 2.活化：使用稀硫酸或相關之混合酸。 3.電鍍液：鍍銅.鍍鎳.鍍鈀鎳.鍍金.鍍鉛錫。 4.中和：因錫鉛電鍍液為強酸，若水洗不良而殘留餘酸在錫鉛層表面，會 導致日後 加速腐蝕，故用磷酸三鈉或磷酸二鈉來中和。操作溫度在60 左右，濃度約 10 g/l 。現階段有些設計考量在強力水洗部分，故能清洗乾 淨時，不必中和也是可行的。 5.乾燥：使用熱風循環烘乾。 6.封孔處理：主要是在電鍍完成後，在電鍍層表面塗上薄薄一層透 明有機膜，而該膜不 可以增加電接觸阻抗。其優點為延長鍍層壽命 增加抗蝕能力 、穩定電接觸阻 抗、降低插拔力量、防止錫鉛界面線 再惡化、提升電鍍重工良率等。封孔劑有分 為水溶性與油溶性，其中 以後者效果較佳。,Kortak,電鍍流程,2019/6/16,10,電鍍藥水組成,1.純水：總不純物至少要低於5ppm。 2.金屬鹽：提供欲鍍金屬離子。 3.陽極解離助劑：增進及平衡陽極解離速率。 4.導電鹽：增進藥水導電度。 5.添加劑 ( 如緩衝劑、光澤劑、平滑劑、柔 軟劑、濕潤劑、抑制劑等 ) 。,Kortak,2019/6/16,11,電鍍條件,1.電流密度：單位電鍍面積下所承受之電流。通常電流密度越高膜厚越厚，但是過 高時鍍層會燒焦粗糙。 2.電鍍位置：鍍件在藥水中位置或與陽極相對應位置，會影響膜厚分布。 3.攪拌狀況：攪拌效果越好，電鍍效率越好。有空氣、水流、陰極等攪拌方式。 4.電流波形：通常濾波度越好，鍍層組織越均一。 5.鍍液溫度：鍍金約 5060 ，鍍鎳約 5060 ，鍍錫約 1723 ，鍍鈀鎳約45 55 。 6.鍍液pH值：鍍金約 4.04.8 ，鍍鎳約 3.84.4 ，鍍鈀鎳約 8.08.5 。 7.鍍液比重：基本上比重低，藥水導電差，電鍍效率差。,Kortak,2019/6/16,12,電鍍厚度,在現今電子連接器端子之電鍍厚度的表示法有二： 其一： ( micro inch ) 微英吋，即是10 -6 inch。 其二： m ( micro meter ) 微米，即是10 -6 M 。 一米(1M) 等於 39.37inch ( 英吋 ) ，所以1m相當於 39.37，為了方 便記憶，一般以40計算，即假設電鍍錫鉛3m 應大約為 340=120 。 1.TIN-LEAD ALLOY PLATING ( 錫鉛合金電鍍 ) ：作為焊接用途，一般膜厚在 100150 最多。 2.NICKEL PLATING ( 鎳電鍍 ) ：現在市場上 ( 電子連接器端子 ) 皆以其為 Under-plating (打底) ，故在 50 以上為一般普遍之規格，較低的規格為 30 ( 可 能考慮到折彎或成本 ) 。 3.GOLD PLATING ( 黃金電鍍 ) ：為昂貴之電鍍加工，故一般電子業在選用規格時， 皆考慮其使用環境、使用對象、製造成本，若需通過一般強腐蝕試驗必須在 50 以上。,Kortak,2019/6/16,13,鍍層檢驗,1.外觀檢驗：目視法、放大鏡 ( 410倍 ) 。 2.膜厚測試：X-RAY 螢光膜厚儀。 3.密著試驗：折彎法、膠帶法或並用法。 4.焊錫試驗：沾錫法，一般 95% 以上沾錫面積均勻平滑即可。 5.水蒸氣老化試驗：測試是否變色或腐蝕斑點及後續之可焊性。 6.抗變色試驗：使用烤箱烘烤法，是否變色或脫皮。 7.耐腐蝕試驗：鹽水噴霧試驗、硝酸試驗、二氧化硫試驗、硫化氫試驗。,Kortak,2019/6/16,14,1.取樣品放在深色之背景下，用標準白色光源以垂直方向照射。 2.在45度方向距樣品一定之目視距離檢查。 3.若在目視下無法判定外觀不良屬何種不良現象時。,Kortak,鍍層外觀檢驗,2019/6/16,15,密著能力試驗,Kortak,一. 折彎試驗法： 以 1.24.0mm 之折彎器或相當於試樣厚度之彎曲半徑，將試樣彎曲至 90 以上，再以50倍放大鏡觀察彎曲部之表面，若無剝離、起皮等現象，即判定為合格。 二. 膠帶試驗法： 使用 Scotch cellophane tape no.600 或其他相當粘性膠帶粘貼試樣表面，粘貼後以垂直方向迅速撕開，並以目視觀察膠帶上有無剝落金屬，若無任何鍍層剝離現象 ，即判定為合格。,2019/6/16,16,鹽水噴霧試驗,Kortak,鹽水噴霧腐蝕試驗乃測試薄金、鎳鍍層之封孔能力及錫鉛抗蝕能力，氯化鈉濃度 5%， 試驗溫度35，試驗時間有24小時、48小時、72小時等。試驗後鍍層表面不可有腐蝕 點及錫鉛層變黑現象。,2019/6/16,17,沾錫試驗,Kortak,1.試驗前先將錫爐預熱至 250 或規定溫度 ( 5 ) 。 2.浸入錫爐 3-5秒 ( 沾錫前需確定錫爐溫度無誤及錫面無氧化渣 ) ，樣品浸入 之 深度必須覆蓋至測試部位。 3.試驗後樣品在20倍放大鏡下觀察，若 95% 以上之面積有沾上錫鉛，且無不平整、針孔、破損情形即判定為合格。,2019/6/16,18,電鍍底材 (素材 ),Kortak,2019/6/16,19,電鍍底材 (素材 ),Kortak,2019/6/16,20,電鍍底材 (素材 ),Kortak,2019/6/16,21,電鍍底材 (素材 ),Kortak,2019/6/16,22,電鍍底材 (素材 ),2019/6/16,23,常見電鍍規格,在連接器的電鍍經常見到的電鍍規格有： 1.銅合金 ( 黃銅、磷青銅 ) 鍍鎳。 2.銅合金 ( 黃銅、磷青銅 ) 鍍鎳鍍金。 3.銅合金 ( 黃銅、磷青銅 ) 鍍鎳鍍錫。 4.鐵材鍍銅鍍鎳。 5.鐵材鍍銅鍍錫。,Kortak,2019/6/16,24,電鍍前處理,在實施電鍍作業前一般皆要將鍍件表面清除乾淨，方可得到密著性良好之鍍層。現 就一般鍍件表面結構作剖析：通常在銅合金沖壓 ( stamping ) 加工、搬運、儲存期間，表面會附著一些塵埃、汙垢、油脂及生成氧化物等，而我們可在素材表面這些污物予以分層說明處理方法 。,Kortak,2019/6/16,25,電鍍前處理,Kortak,2019/6/16,26,常見電鍍不良解析,鍍層品質不良的發生多半為電鍍條件、電鍍設備或電鍍藥水異常及人為疏件所造成 。通常在現埸發生不良時比較容易找出原因予以克服，但電鍍後經過一段時間才發生不 良就比較棘手。然而日後與環境中之酸氣、氧氣、水分等接觸，加速氧化腐蝕作用也是必需注意。以下將對電鍍不良之發生原因以及改善之對策加以探討說明,Kortak,2019/6/16,27,常見電鍍不良解析,鍍層暗紅：通常指金色澤偏暗偏紅 1.可能發生的原因：鍍金藥水偏離。 鎳層粗糙、燒白再覆蓋金層即變紅 。 水洗水不淨，造成紅斑。 鍍件未完全乾燥，日後氧化發紅。 2.改善對策： 重新調整電鍍藥水。 改善鎳層不良 。 更換水洗水。 檢查乾燥系統，確定鍍件乾燥。已發紅之端子，可以稀氰化物清洗。,Kortak,2019/6/16,28,常見電鍍不良解析,密著不良：指鍍層有剝落、起皮、起泡等現象 1.可能發生的原因： 前處理不良，如剝鎳。 陰極接觸不良放電，如剝鎳、鎳剝 鎳、鎳剝金、鎳剝錫鉛。 鍍液受到嚴重污染。 產速太慢，底層再次氧化，如鎳層在金槽氧化 ( 或金還原 ) ，剝錫鉛 水洗不乾淨。 素材氧化嚴重，如氧化斑、熱處理後氧化膜。 停機化學置換反應造成。 操作電壓太高，陰極導電頭及鍍件 發熱、造成鍍層氧化。 底層電鍍不良 ( 如燒焦 ) ，造下一 層剝落。 嚴重燒焦所形成剝落。,Kortak,2019/6/16,29,常見電鍍不良解析,密著不良：指鍍層有剝落、起皮、起泡等現象 2.改善對策： 加強前處理。 檢查陰極是否接觸不良，適時調整。 更換藥水。 電鍍前須再次活化。 更換新水，必要時清洗水槽。 必需先做除銹及去氧化膜處理，一般使用化學拋光或電解拋光。 避免停機。 降低操作電壓或檢查導線接觸狀況。 改善底層電鍍品質。,Kortak,2019/6/16,30,常見電鍍不良解析,刮傷：指水平線條狀，一般在錫鉛鍍層比較容易發生 1.可能發生的原因：素材本身在沖床時，即造成刮傷。 被電鍍設備中之金屬治具刮傷，如 陰極頭、烤箱定位器、導輪等。 被電鍍結晶物刮傷。 2.改善對策： 檢查電鍍流程，適時調整設備及製具。 停止生產，立即去除結晶物。,Kortak,2019/6/16,31,常見電鍍不良解析,電鍍厚度不足：指實際鍍出膜厚低於預計之厚度 1.可能發生的原因： 傳動速度變快、不準或速度不穩定。 電流太低、不準或電流不穩定。 選鍍位置變異。 藥水金屬濃度降低或藥水被稀釋。 螢光膜厚測試儀偏離或測試方法錯 誤。 藥水pH值偏低。 浴溫偏低。 鍍槽機構中有黃金析出，消耗掉部份電流。 電鍍藥水攪拌、循環不圴或金屬補 充不及消耗。,Kortak,2019/6/16,32,常見電鍍不良解析,電鍍厚度不足：指實際鍍出膜厚低於預計之厚度 2.改善對策： 檢查傳動系統，校正產速。 檢查整流器與陰陽極，適時予以修正。 檢查電鍍位置是否偏離，重新調整。 調整電流或傳動速度。 校正儀器或確定測試方法。 調整pH至標準範圍。 檢查溫控系統。 去除黃金析出物或更換治具。 改善藥水循環或補充狀況。,Kortak,2019/6/16,33,常見電鍍不良,1.發黑:電流過高產生放電 PH值過高 2.白霧:水洗不凈,錫鉛白霧 3.彎刀:收放料速度不均恆,來料不良 4.水紋:風刀偏移,烘烤不足 5.歪針:pin針在傳動中受碰撞 6.錫腳內扒:錫腳在傳動中受擠壓 7.沾錫不良:錫鉛液受污染 電鍍后處理不 良 膜厚不足,Kortak,2019/6/16,34,Kortak,我們一直提到的 pH 值，或許有人會一頭霧水，pH 值是什麼呢？pH值就是酸鹼值，用來判斷液體為酸性或鹼性的單位。它和水中所含之氫離子濃度