电镀基本知识

1、电 镀 基 本 知 识一.基本概念1 .电镀：电镀是一种电化学过程，也是一种氧化还原过程。它是将零件浸在金 属盐溶液中作为阴极，金属作为阳极，接通直流电源后零件后，在零件上就 会沉积出金属镀层。例如：在硫酸锲溶液中镀锲零件为阴极，锲板为阳极。在阴极上发生还原反应：Ni2+2e-Ni J金属锲副反应：2H+2c H2 T在阳极上发生氧化反应Ni+2e-Ni2+副反应：4OH- 4ef2H2O+O2T这样,锲金属不断在阳极溶解成锲离子，而溶液中的Ni2+不断地在零件上还原成金属锲覆盖在零件上成为镀锲层。2 .分散能力和覆盖能力镀层在阴极表面分布均匀性和完整性，是决定镀层质量的一个重要因素。在电镀中

2、常用分散能力和覆盖能力来分别评定金属镀层在阴极分布的均匀性和完整性。电镀液的分散能力，是指在特定条件下，一定溶液使阴极镀层分布比初次 电流分布所获得的结果更为均匀的能力。初次电流分布是仅考虑阴极不同表面到阳极的几何距离不同时的阴极电流分布情况。镀层在零件上均匀分布能力越高该电镀液的分散能力就越好。整平能力，是指在底层（素材）上形成镀层时，镀液所具有的能使镀层的微观轮廓比底层更平滑的能力。电镀液和覆盖能力，是指在特定条件下凹槽或深孔中沉积金属镀层的能力。覆盖能力越高，镀及越深。覆盖能力差，在零件凹处就镀不上金属镀层。电镀工作条件是指电镀时的操作变化因素，包括镀液成份含量，电流密 度、操作温度、溶

3、液搅拌及电流波形。3 .对电渡的基本要求1 .与基本金属结合力牢固，附着力好2 .镀层完整，结晶细致紧密，孔隙力小3 .具有良好的物理、化学及机械性能4 .具有符合标准规定的镀层厚度，而且镀层分布要均匀4.析氢对镀层的影响在电镀过程中，大多数镀液的阴极反应，除了金属离子的沉积外，还伴随眷有 氢气的析出，在有些情况下，阴极上析出氢气会使镀层出现以下几种庇病： I. 针孔或麻点：氢气呈气泡形式在阴极零件表面上，阻止金属在这些部位沉积，它只能在气泡的周围，如果氢气泡在整个电镀过程中一直停留在阴极 零件表面，则镀好的镀层会有空洞或贯穿的缝隙，若氢气泡在电镀过程中 粘附得不牢固，而是间歇交替地逸出和粘附

4、，那么这些部位将形成浅坑和 点穴，通常称为针孔和麻点。II .鼓泡：电镀以后，当周围介质的温度升高时，聚集在基体金属内的吸附氢 气会膨胀而使镀层产生小气泡，严重影响着镀层的质量。III .氢脆：氢离子在阴极还原后，一部分形成氢气逸出，一部分以原子氢的状 态渗入基本金属及镀层中，使基本金属及镀层的韧性下降而变脆，这种现 象叫氢脆。二.电镀工艺流程（以铜合金为基材为例）镀前检验一化学脱脂一水洗二次一馈刻一水洗二次一电解脱脂一水洗二次一活化一 水洗一镀锲一回收一水洗一活化之水洗一 DI水洗一镀金一回收一 DI水洗一干燥 镀Sn/Bb回收一 DI水洗二次一钝化一 DI水洗一干燥1 .镀前检验就是将不良

5、素材挑出2 .化学脱脂：电解脱脂弱歼性：大都由磷酸三钠、纯歼、三聚磷酸钠、焦磷酸钠、乳化剂、表面活性剂等 组成，脱脂效果比较好，目前有厂商出售配制好的铜及合金化学脱脂粉（剂）。化学不良可能造成以下不良：镀层与素材的结合力不好，脱皮，起泡，花斑。3 .水洗水洗不干净会造成镀层表面发花，白斑，发雾，甚至结合力不好4 .蚀亥1J主要成份：硫酸，过硫酸钠，纯水。目前有配制好的蚀刻水出售。蚀刻的作用是除 去铜片上很厚的氧化层，操作中蚀刻时间过久会使铜合金片过腐蚀，造成光亮下 降，表面粗糙。时间过短铜片上的氧化膜未除干净，会造成结合力不良，脱壳，起 泡，白斑等。5 .活化主要成份：稀硫酸510%其作用是除

6、去铜片上氧化膜，使之提高与镀层的结合力，若活化不好，镀层与素材 的结合力不牢固，容易产生脱壳，起泡，白斑等现象。6 .纯水洗此道纯水洗，必须水质干净，否则直接影响到镀层的结合力和表面状态，如脱壳， 起泡，发花，白雾等。7镀锲主要成份：硫酸锲（250300 ,氯化锲（406。，砒S酸（45）PH 值 3.8-4.6温度 50-60C电流密度14A/dm2操作过程中可能会产生以下质量故障A.镀层发脆，起泡，形变，可能由于i. 镀层中光亮剂过多ii. 有机杂质和金属杂质过多iii. PH值过高B. 零件凹处光亮度差或发黑，由于i. 电流密度太低ii. 铜锌杂质多，有机杂质多C. 镀层有孔针i. 添加

7、剂中润湿剂少ii. 搅拌不充分iii. 有机杂质和铁杂质多D. 镀层粗糙、烧焦1. 由于电流大，温度低E. 光亮剂不足i. 电流密度过少ii. 光亮剂不足F. 镀层发花i. 添加剂太多ii. 清洗不干净若镀镍层作为外层，为避免镍层氧化变色，可进行镀后钝化处理，配方：K2Cr2O710g/l,K2CO320g/g温 1-2min清洗干7争,用 DI 清洗烘干。G. 活化成份 HCl镍层表面容易钝化，产生结合力不好，为了提高镍层与外层镀金层的结合力，必须进行活化处理。H. 镀金镀金有浸镀金和刷镀金，用得比较多的有氰化镀金和中性柠檬盐镀金，目前，浸镀用柠檬酸盐镀硬金，其大致成分为：金盐( KAu(C

8、N)2),柠檬酸钾，柠檬酸，钻盐，目前有市售金水。氰化镀金：氰化金钾，氰化钠，碳酸钾，钴氯化钾等成份。端子镀金一般是镀硬金，在溶液中加入少量钻盐或锲盐，可以增加镀金层的硬度，可达HV140190,可焊性好，接触电子小，耐磨，颜色鲜艳。镀金常出现的质量问题：I. 镀层颜色浅淡原因：i. 镀液中金的含量太低ii. 阴极电流密度太低J. 镀层发红原因：i. 金含量过高ii. 镀液温度太高iii. 镀液中含铜杂质太高iv. 阴极电流太低K. 镀层粗糙 原因：i. 金含量过高ii. 电流密度过高iii. 温度过高L. 镀层发暗疏松原因：i. 盐浓度太高ii. 阴极电流太高iii. 温度太低iv. 络合剂

9、少S. 镀层结合力不良原因：i. 前处理不良ii. 镍底层钝化T. 镀金表面氧化，花斑原因：i. 清洗不良ii. 清洗纯水不干净I. 镀锡和镀锡铅全金锡镀层具有银的色镀层，熔点232，具有抗腐蚀性，耐变色,无毒,易纤焊,柔软和延展性好，常用在电子组件上引线，印制板上镀锡。但镀锡层在高温潮湿和密闭条件下能长成“晶须”，这是镀层存在内应力所致。这样在小型化电子组件中容易造成短路。另外，锡还有结构变异，在低温下（-13开始结晶变异，到-30将完全转变为一种非晶型的同素异构体（又锡或灰锡），俗称“锡瘟”，因此，电子工业上为防止锡产生“晶须 ” 和“锡瘟”，常常采用镀锡铅合金来提高它的纤焊性。纤焊性：光

10、亮锡铅光亮酸性锡一般酸性锡碱性锡镀光亮酸性锡成份：硫酸亚锡 2040 g/lH2SO490110m咻力齐1J T540c镀锡铅合金氯化亚锡19g/l柠檬酸60 g/l氢化铅9 g/lEDTA=钠20 g/lM-1添加剂8 g/l （北京师港大学）PH: 58T: 1525c Dk: 11.5阴极移动镀锡铅合金黄铜镀锡铅合金前，必须先镀镍以防止黄铜中的锌扩散导致斑点和灰暗的表面。为了提高镀层在空气中的稳定性减少触摸过程中镀层表面的手印，提高镀层的纤焊性，镀层的清洗和钝化处理极为重要。对焊接性和抗氧化性有很大影响。清洗钝化（K2Cr2O710 g/l,Na2CO320 g/l室温1min）-热水洗干净烘干（120c 20min）常出现的质量问题：1. 镀层发雾，灰暗原因：i. 回价锡过多ii. 杂质多iii. 光亮剂分解产物多iv. 电流过低2 .镀层粗糙原因：i. 电流密度过高ii. 杂质多iii. 主要浓度高3 .镀层有针孔，麻点原因：i. 阴极移动慢ii. 电流密度太高iii. 光亮剂过多iv. 有机杂质多4 .镀层发脆，脱落原因：i. 光亮剂过多ii. 电流过高iii. 前处理不良5 .镀层光亮不足原因：i. 光亮剂少ii. 温度过高iii. 主要浓度过高6 .镀层发黄原因：i. 镀后清