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電鍍知識培訓(講義)一、 電鍍定議: 電鍍爲電解鍍金屬法的簡稱。電鍍是將鍍件(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的陽極(可溶性或不可溶性),通以直流電後,鍍件表面即析出一層金屬薄膜的方法。二、 電鍍的五要素:1. 陰極:被鍍物,指各種接插件端子;2. 陽極:若是可溶性陽極,即爲欲鍍金屬,若是不可溶性陽極,大部分爲貴金屬(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:提供直流電源的設備。三、 電鍍目的:1. 金屬美觀(金、銀、鎳) 2. 防銹(鎳、鉻、鋅) 3. 防止磨耗(鉻、鈀鎳、鎳)4. 增強導電度(金、銀)5. 提高焊錫性(錫、金)6. 提高耐熱性/耐候性(鎳、金)7. 增加電鍍附著性(銅)a、 鍍銅:打底用,增進電鍍層附著能力及抗蝕能力;b、 鍍鎳:打底用,增進抗蝕能力;c、 鍍金:改善導電接觸阻抗,增進信號傳輸;d、 鍍鈀鎳:改善導電接觸阻抗,增進信號傳輸,耐磨性比金好;e、 鍍錫鉛:增進焊接能力;f、 鍍錫銅/全錫:增進焊接能力,屬無鉛電鍍.四、 電鍍流程:1. 脫脂:主要爲去除素材表面的油脂,通常同時使用鹹性預備脫脂及電鍍脫脂;2. 活化:主要爲去除素材表面殘存的氧化膜、鈍化膜,增加電鍍層的密著性,一般使用稀硫酸或相關之混合酸;3. 拋光:主要爲去除素材表面的毛邊及加工紋路,一般使用化學拋光法及電解拋光法;4. 水洗:主要爲清除電鍍品表面的殘留物質(雜質、藥水),一般用浸洗、噴洗或並用清洗;5. 鍍鎳:有使用硫酸鎳系及氨基磺酸鎳系;6. 鍍鈀鎳:目前皆爲氨系;7. 鍍金:有金鈷、金鎳、金鐵,一般爲金鈷;8. 鍍錫鉛:目前爲烷基磺酸系;9. 中和:主要爲清除電鍍品表面殘留的酸,一般用磷酸三鈉來中和;10. 乾燥:主要爲將電鍍品表面的水份去除,一般使用熱風迴圈烘乾;11. 封孔處理:主要爲減小電鍍層表面的孔隙,一般使用水溶性及油泩溶劑兩種.以銅底合金底材爲例:放料預備脫脂水洗電解脫脂水洗活性化水洗鍍鎳水洗鍍金(錫鉛/鈀鎳)水洗 中和水洗乾燥收料以鍍金鐵殼爲例:分裝冷脫清洗冷脫清洗熱脫清洗 中和清洗鍍銅回收清洗中和清洗 鍍鎳回收清洗洗硫酸清洗純水脫水鍍金回收清洗封孔清洗熱水脫水 烘烤散熱包裝五、 電鍍藥水組成:1. 純水:總不純物至少要少於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:緩衝劑、光澤劑、平滑劑、柔軟劑、濕潤劑、抑制劑六、 電鍍底材及常見電鍍規格:常見電鍍底材:純銅、黃銅、磷青銅、鈹銅、鐵材、不銹鋼常見電鍍規格:a、 銅及銅合金:銅底+鎳 鎳底+金 鎳底+錫鉛/全錫 銅底+鎳+金b、 鐵材:銅底+鎳 銅底+錫鉛/全錫 銅底+鎳+金七、 電鍍方式:端子的常見電鍍方式:1. 浸鍍:適用於形狀複雜、要求電鍍的面較多的産品;2. 刷鍍:適用于形狀單一(一般爲平面或圓弧狀),只要求電鍍單面的産品;3. 噴鍍:適用于形狀簡單且有高精度要求的電鍍品;4. 點鍍:適用于形狀複雜且有高精度要求的電鍍品;鐵殼的常見電鍍方式:1. 滾鍍:適用於結構簡單,材質較硬的産品;2. 連續鍍:適用於結構複雜,材質較軟有料帶連接的産品(目前僅用於錫鉛電鍍,電鍍品質較好);3. 挂鍍:適用於結構複雜,材質較軟有料帶連接的産品(可鍍全錫/錫鉛/霧錫等,但不良較高).八、 電鍍品檢驗:1. 外觀檢驗:(常見外觀不良)a、 色澤不均勻、深淺色、異色(如變黑、發紅、發黃、白霧等)b、 光澤度不均勻、明亮度不一、暗淡粗糙c、 沾附異物(如水分、毛屑、土灰、油污、結晶物、纖維等)d、 不平滑、有凹洞、針孔、顆粒物等e、 壓傷、刮傷、磨痕、刮歪、變形等各種鍍件受損不良f、 電鍍位置不齊、不足、過多、過寬等g、 裸露下(底)層金屬現象h、 有起泡、剝落、掉金屬屑等2. 膜厚測試:測試方法:顯微鏡(切片)測試法、電解測試法、X光螢光測試法、射線測試法、渦流測試法、滴下測試法ACON目前用的是X-RAY螢光膜厚儀,測試時須注意選擇a.正確的測試頻道;b.正確的測試點;c.正確定位3. 附著能力測試:(密著性測試)測試方法:彎曲法(折彎測試)、膠帶法、急冷法、切割法、滾壓法、刮磨法。常用的爲彎曲法及膠帶法並用測試,測試方法如下:a、 先用折彎工具(尖嘴鉗)將端子彎曲至90以上,觀察彎曲面是否有鍍層起皮、剝落等現象;b、 再將端子折回原來水平角度, 觀察彎曲面是否有鍍層起皮、剝落等現象;c、 然後再用規定粘性膠帶(3M、賽路凡膠及粘性相等的膠帶)緊貼在端子折彎表面,並在垂直方向迅速撕開膠帶,觀察膠帶上是否有剝落金屬層.4. 焊錫能力測試:一般只針對鍍錫或鍍金産品的電鍍品才要求測試焊錫性,一般要求吃錫面在95%以上.5. 抗腐蝕能力測試:a、 硝酸蒸汽腐蝕試驗:測試厚金(25以上)鍍層之封孔能力,硝酸濃度701%,溫度233,濕度60%,時間60分鐘;試驗後鍍層表面不可有深藍色、黑色腐蝕點及鍍層破裂;b、 二氧化硫蒸汽腐蝕試驗:測試厚金及鈀鎳鍍層之封孔能力,根據AT&T鈀鎳測試時間爲30分鐘,根據ASTM厚金(30以上)試驗時間爲231小時;試驗後鍍層表面不可有深藍色、黑色腐蝕點及鍍層破裂;c、 鹽水噴霧試驗:測試薄金及鎳鍍層之封孔能力及錫鉛抗腐蝕能力,氯化鈉濃度5%,試驗溫度35,試驗時間有8H、16H、24H、48H、72H等;試驗後鍍層表面不可有綠色、白色、黑色腐蝕點,生銹及錫鉛層變黑等現象;d、 硫化氫蒸汽腐蝕試驗:測試金鍍層之封孔能力,試驗後鍍層表面不可有綠色、白色腐蝕點現象;e、 水蒸汽老化試驗:測試金鍍層之封孔能力,試驗時間爲8H、16H;時間後鍍層表面不可有白色腐蝕點現象.6. 抗老化能力測試:測試文法:a、 水蒸汽老化試驗:利用沸騰的純水來蒸烤鍍層;b、 高溫烘烤老化試驗:利用IR高溫烤箱來烘烤鍍層.測試條件:鍍層溫度時間後續試驗金250530分鐘阻抗測試錫鉛150560分鐘焊錫測試九、 腐蝕与防蝕:1. 腐蝕的分類:a、 均勻腐蝕:這是一種簡單的腐蝕,金屬表面出現一層均勻的腐蝕產物,一般鋼鐵在大氣中產生的生銹均屬均勻腐蝕;b、 伽凡尼腐蝕:或稱為異種金屬腐蝕,兩種不同金屬偶和接觸時,化學性質活潑的金屬會加速腐蝕,惰性比較大的金屬則減慢腐蝕,電鍍層所產生的腐蝕均是屬此類;c、 間隙腐蝕:金屬的縫隙處因滯流不通,缺少氧气,形成氧濃度差電池,造成腐蝕;d、 孔穴腐蝕:簡稱孔蝕,它發生在鈍化金屬(如不銹鋼),在氯離子溶液中(海上或海邊)由于氯離子的半徑很小,很容易穿過保護膜(氧化膜)造成腐蝕,且氯離子的水和能很小,容易被金屬吸著,阻礙金屬與氧化劑的作用,使金屬產生极度集中的腐蝕,在表面形成四處散佈的孔穴;e、 晶界腐蝕:金屬晶界附近的化學活性比較強,從而易發生腐蝕;f、 選擇性侵蝕:合金中的某一元素被選擇性的侵蝕,通常是化學性活潑的成分被分離出來,造成的腐蝕;g、 沖磨腐蝕:金屬在流動的腐蝕環境中,因為衝擊而產生的加速腐蝕,如水管的轉彎處;h、 應力腐蝕:當應力與腐蝕環境同時存在,金屬將會逐漸在達到斷裂前因腐蝕提早破裂,.2. 腐蝕的因素:目前電鍍層的腐蝕大部份為伽凡尼腐蝕效應所致,然而在電鍍層的抗腐蝕之高低則決定下列四項因素:a、 鍍層本身的化學性質,鍍層的活性比底層大,則鍍層本身易遭受腐蝕;b、 鍍層的厚度,鍍層厚度越厚,抗蝕性越強;c、 鍍層的孔隙度,鍍層的孔隙度越小,抗蝕性越強;d、 鍍層所處的環境,環境越好,腐蝕越緩慢.3. 如何防蝕:由于電鍍規格為無法改變的事實,我們就針對制程上及環境上進行改善:a、 降低孔隙度:1) 降低電流密度,使電鍍結晶更細膩;2) 增加電鍍時的攪拌能力,降低針孔發生率;3) 使用