连接器金属件电镀.ppt

1、連接器金屬件電鍍,Prepare by: 蔣 昌,大綱,電鍍原理,鍍層品質檢驗,常用電鍍技巧,改善案例,將直流電源的正.負極連接到鍍槽的陽、陰極上,則電鍍溶液中的陰離子在陽極失去電 子進行氧化反應;陰離子在陰極獲得電子進行 還原反應.,電解液,+,_,陽極,陰極,電鍍原理,電鍍原理,脫脂: 目的-去除金屬表面油脂,活化金屬基体 原理- 利用電極的極化作用,降低了油漬溶液表面 張力,電極上所析出的氫和氧氣泡對油膜具 強烈的撕裂作用,能使油膜迅速轉變成細小 的細珠,氣泡上升時机械攪攔作用,進一步強 化了除油過程 H+ + 2e H2 4OH- - 4e 2H2O + O2,電鍍原理,前處理工站解析

2、,酸洗: 目的-去除金屬表面氧化膜,活化金屬基体 原理-把50%的硫酸稀釋到20%左右使用,用于去除基体 表面的氧化物CuO.Cu2O以及中和前面工站帶入的殲: CuO + H2SO4 CuSO4 + H2O CuO + 3H2SO4 2CuSO4 + 3H2O + SO2,電鍍原理,前處理工站解析,電鍍前處理不徹底,易導致鍍后密著性欠佳,起泡等不 良.零件深凹區易藏污納垢,不易去除.,電鍍原理,前處理工站解析,鍍鎳:目的-1.打底,增強鍍層的附著力. 2.裝飾性鍍層. 原理: Ni2+ - 2e = Ni *. 1). 鎳層結晶細小,容易拋光. 2). 鎳硬度高,耐強鹼,易溶于硝酸. 3).

3、 減少鍍層針孔,可采用多層電鍍法. 4). 鍍層表面存在一層鈍化膜,不易焊接.,電鍍原理,電鍍工站解析,鍍金: 目的-增強耐磨性,導電性,降低接觸電阻 原理- Au+ + e = Au *. 1).具有美麗的金黃色外觀,可作裝飾性鍍層. 2).化學穩定性高,僅溶于王水. 3).鍍層延展性好,導電性優,易焊接.,電鍍原理,電鍍工站解析,鍍錫鉛: 目的- 增強焊錫性 原理- Sn2+ -2e Sn Pb2+ -2e Pb *. 1).錫鉛層延展性,可焊性良好. 2).具較高的化學穩定性.,電鍍原理,電鍍工站解析,水洗:(分為冷水洗&熱水洗,回收水洗&純水洗) 目的- 去除零件表面殘余鍍液及不良雜物

4、 冷水洗&熱水洗-於冷水洗前加熱水洗有助增加水洗 活性及取得一定的封孔效果. 回收水洗&純水洗-為加強純水洗的效率及成本考量, 常在純水洗前加回收水洗工站.,電鍍原理,后處理工站解析:,風干: 目的- 以強風將零件表面之大部分水份去掉,避免 因水過多在后工站(烘干)中與金屬發生反應 - 通過強風將零件表面之雜質去除.,電鍍原理,烘干: 目的- 將殘留在零件表面及孔隙中的少量水份以加 熱變為水蒸氣的方式去除.,后處理工站解析:,鍍層品質檢驗,檢測項目,外觀檢測,鍍層膜厚,焊錫性,密著性,耐蝕性,膜厚測試:,測試工具: X-RAY測試机,測試方法: 在特定測點量測鍍層之膜厚值,判定標準: 膜厚需在

5、規格內,密著性:,測試工具: 尖嘴鉗(無牙平面型),測試方法: 以尖嘴鉗夾緊端子旋轉180或折彎90 以上后,以 3COM 膠帶貼上旋轉(折彎)部 位后再拉下,觀察是否有鍍層剝落現象.,測試目的: 衡量電鍍層與其下層金屬附著力的強弱,判定標準: 鍍層不可有剝落之現象,* 蒸氣老化:,測試工具: 蒸氣老化設備,測試方法: 將零件置於充滿持續蒸氣之容器中.,測試目的: 模擬零件置於倉儲內數月之久的環境后, 其零件或材料是否符合其規格. (主要針對Sn/Pb鍍層),測試時間: 8h+/-15m (約等於倉儲在自然狀態下六個月),判定標準: a.其外觀是否符合規格 b.是否影響其它特性.如:焊錫性,焊

6、錫性(簡易作法):,測試工具: 焊錫爐,測試方法: 將鍍件浸於245+/-5之焊錫爐5+/-0.5秒 觀察其沾錫程度.,測試目的: 衡量鍍件表面沾錫的能力,判定標準: 沾錫面積 95%,判定焊錫性O.K 若 95%,可依其實際用途判定允收,焊錫性(標準作法):,測試工具: 蒸氣老化設備,沾錫設備,焊錫爐,顯微鏡,測試方法: a.依需求,可對試樣進行脫脂,清洗等前處理 (試樣不可有折彎,磨耗等現象) b.蒸氣老化 8h+/-15m,加速試樣之老化 (試樣以懸掛,傾斜方式置於容器內,高於液面38mm) c.烘烤(105+/-5 12h)后冷卻至室溫 (需去除水氣及其它揮發物) d.浸泡助焊劑(R

7、TYPE OR RAM TYPE) (需完全浸入停留510s后,取出直立滴流約60s,使其流盡) e.以沾錫設備夾持試樣浸入焊錫爐 (將試樣浸於245+/-5之焊錫爐7+/-0.5秒) f.沾過之試樣以異丙醇將殘留FLUX洗淨,測試目的: 衡量鍍件表面沾錫的能力,判定標準: 沾錫面積 95%,判定焊錫性O.K 若 95%,可依其實際用途判定允收,鍍層品質檢驗 焊錫性,鹽霧測試:,測試工具: 鹽水噴霧試驗机,測試方法: 使用鹽水噴霧机將NaCl溶液(濃度5%)的試驗液, 以霧狀噴於鍍層. a.試樣需作適當清洗 b.試樣切口及露底材部分,需以記號識別, 或以相關絕緣物予以保護. c.試樣於清潔后不

8、可有任何手紋的污染. d.試樣之測試表面需與垂線成15 至30 之傾斜,與噴霧之主要流動方向平行. e.試樣不可互相接觸,鹽水勿從一個試樣滴 流至其它試樣. F.測完之試樣,以流動溫水(37.8 )洗滌5s, 以對流風(38+/-3)吹干.鹽份沉積物以毛 刷刷靜.,測試目的: 評估鍍層對鹽水噴霧的耐蝕程度 (主要針對Gold Flash鍍層),鍍層品質檢驗 鹽霧測試,鹽霧測試:,測試時間: 測試條件 測試時間 A 96h B 48h C 500h D 1000h a.為自噴霧開始至終了之連續時間,除非已有明確不良品被 發現,否則中途不得因調整設備或檢查測試品而使机器停止. b.依據產品需求確定

9、具體測試時間.,判定標準: a.經測試后,其接觸阻抗等電氣特性需在規格內. b.腐蝕程度可依等級號碼標準圖表判定之.,鍍層品質檢驗 鹽霧測試,POROSITY 測試目的:,驗證連接器在惡劣環境下適應狀況,此測試是采用硝酸蒸氣 試驗來模擬連接器在惡劣環境,看硝酸通過鍍金層針孔滲透 到底材,而底層金屬被腐蝕的狀況,Porosity Test 流程:,超音波清洗滌5-10min,烘干,三氯乙烷蒸汽除油30sec,三氯乙烷噴洗10sec,噴洗10sec,烘干,異丙醇噴洗10sec,冷風 烘干,硝酸氣蒸發75+/-10分鐘,50度烘干1小時,125度+/-5烘干10-15分鐘,1小時內用10倍放大鏡判定

10、完畢,POROSITY測試實驗&判斷標準,1.測試步驟: 1).樣品測試前清潔 2).材料及設備的准備 3).樣品測試環境准備(23 2度,相對濕度 60%) 4).在干燥器皿中放入701%的HNO3,并密閉305分鐘 5).快速將測試樣品放入干燥皿內,曝露酸氣75 5分鐘 6).將測試樣品放在125 5有流通空氣的烤箱中1015分鐘 7).將樣品移出冷卻到室溫,并在1小時內完成檢查,POROSITY測試實驗判斷標準:,2.測試區域:,Line接觸 點接觸 面接觸,POROSITY測試實驗判斷標準,3.判斷標准: 3.1 腐蝕點的判斷: a.通常為圓凸的外型,座力在電鍍表面上被擠出來 b.在電

11、鍍層的表面上如果有水泡顯露出來,將列入 腐蝕產物的計算總數中. c.當腐蝕產物在指定測量區域邊緣,但腐蝕區的 部位至少有3/4部位落在測試區域中時將列入腐 蝕產物的計算總數中.,POROSITY測試實驗判斷標準,3.判斷標准: 3.2 腐蝕點的計算:,POROSITY測試實驗&判斷標準,3.判斷標准: 3.2 允收的標准: 除非有特別的規定,不然推荐的允收標准 為全部的樣品腐蝕點數除去其全部的樣品總數, 計算值為1.0 或更低才允收.,Porosity制程簡介:,Porosity 測試Contact電鍍控制制程: 1. contact來料品質控制 2. 拋 光 3. 鍍 鎳 4. 鍍 金 5.

12、 降低走速,制程:脫脂-酸洗/拋光-打Ni底(80-120u”)-5-7u”浸鍍(新開缸) -10-13u”刷鍍(新開缸),Porosity制程簡介:,1. contact來料品質控制 金屬底材平整度越好,電鍍品質越好. 故針對contact來料降低其衝速,以防止其表面划傷. 2. 拋 光 作用- 利用強酸使底材表面更平整. *. 拋光須根據底材原料而決定是否需要.磷青銅拋光后,表面會更平整.stol 92拋光后,表面會出現較大的針孔.,Porosity制程簡介:,3. 鍍 鎳 增加鍍鎳厚度,可減少表面針孔. 4.鍍金: 1).降低電流: 2).增大鍍金面積: 保証功能區均勻 3).除掉雜質:

13、 防止雜質沉積鍍面. 4).控制溫度升高. 5. 降低走速 1).達到需要的模厚. 2).使電鍍表面更均勻.,貴金屬電鍍製程,設備,高速鍍鎳製程,鍍鎳高速治具,鍍錫鉛製程改善,研制鍍錫鉛治具,常用電鍍技巧,浸鍍 V.S. 刷鍍,浸鍍,刷鍍,鍍液濃度控制,提高鍍液濃度可提高電鍍效率, 但 1. 鍍層表面較粗糙 2. 厚度較不均勻, 損耗高,方法:,以治具引導鍍液由二邊六孔直接噴向端子,傳統式,高速式,鍍鎳高速治具,鍍錫鉛治具,無治具,第一代治具,第二代治具,電流分布不均,問題點:,高低針膜厚差,原 因:,對 策:,平衡高低針區電流密度,方 法:,利用PP遮蔽治具阻隔高針區電流,平衡高針低針區的電

14、流密度,效 果:,高低針的膜厚差降為,方 法:,效 果:,利用鉑金鈮網加強低針區電流進一步平衡高低針區的電流密度,高低針的膜厚差更低,PP治具,鉑金鈮網,錫鉛治具實例,(第一代),(第二代),鍍層均一性提高 50%,鉑金鈮網,鍍鎳和錫鉛子槽有效長度,加裝子槽延長有效長度, 提高電鍍效率,機台長度增加 料帶阻力增加,空間不夠導致 放料區沒空間,機台常見問題,料帶,公母導輪,導電桿,不銹鋼墊板,料帶,三隻腳導輪,傳統導輪,無齒導輪,無齒導輪,耐磨材料,銅套,塑膠材質墊板,解決跟接頭問題 磨出凹槽產生歪針 成本較高,造价低 歪針不良降低,料帶阻力大,易變形 料帶接頭易脫落,立式放料,立式放料,傳統放

15、料,緩衝接料槽,收, 放料在機台同一側, 節省人力&空間,必須跟接頭,不必跟接頭,跟接頭 : 料帶接合時, 以鉚釘鉚合Pilot Hole, 而電 鍍導輪亦以齒輪驅動Pilot Hole, 故鉚釘在通過導輪 時需人手扶住料帶, 以免與導輪脫離, 此謂 “跟接頭”,公母導輪,料帶,傳統導輪,無齒導輪,耐磨材料,塑膠材質墊板,Shield Plate 外觀不良改善,改善案例,溢錫不良改善,錫渣不良改善,Ground Plate外觀不良改善,不良現象:變色 黑點 流錫,Shield Plate 外觀不良,原因分析: Ni底: IR后化學變化造成變色 全Sn: 不良化學成份易滲透, 造成黑點 底材鈍化

16、:Sn鍍層與底材附著 性差,造成流錫,改善對策: 取消Ni底- 避免IR后變色 鍍全Sn改為Sn/Pb=90/10 - 阻隔不良成份滲透,避免黑點 制程活化處理 - 增加底材與Sn/Pb附著性,減少流錫,效果:過IR后無變色,流錫,黑點,客戶廣達認可.,焊錫在IR時熔融后上爬,污染鍍金區, 不良率 以上.,1.5%,溢 錫 不 良,不良現象:,利用 Ni 在 IR 過程中較易鈍化的原理 在端子鍍 Ag 與 Sn/Pb 區域之間產生阻絕層 使熔融的 Sn/Pb(錫膏成分) 不易往上爬升. 註: 依活性表: Ni Sn Pb Ag 在應用策略上: (1)露 Ni 區愈大愈好,其發生溢錫機率相對愈低! (2)客戶段SMT製程中, IR 爐 N2 含量控制也是 影響因素之一,因 N2 含量高將影響 Ni 鈍化效果! (3)對於Low-profile產品,端子露Ni空間遭限制, 可採用Insert-molding 之製程設計克服.,露 Ni 區原理簡述:,溢 錫 不 良,露Ni區控制不良 易被Sn/Pb污染,原因:,對策一,端子Tail由90度設成36度 -增加露Ni區,對策二,減小浸鍍深度 -減少Sn/Pb對Ni區污染,對策三,裝配用壓平治具使端子Tail恢復90度,廠內小量驗証 O.K,客戶使用16KPCS未發現溢錫.結果