电镀常用知识

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：阴极：被镀物，指各种接插件端子。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）.电镀药水：含有欲镀金属离子的电镀药水。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。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。镀铜：打底用，增进电镀层附着能力，及抗蚀能力。镀镍：打底用，增进抗蚀能力。镀金：改善导电接触阻抗，增进信号传输。镀钯镍：改善导电接触阻抗，增进信号传输，耐磨性比金佳。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）脱脂：通常同时使用碱性预备脱脂及电解脱脂。活化：使用稀硫酸或相关的混合酸。镀镍：使用硫酸镍系及氨基磺酸镍系。镀钯镍：目前皆为氨系。镀金：有金钻，金镍，金铁，一般使用金钻系最多。镀锡铅：烷基磺酸系。干燥：使用热风循环烘干。封孔处理：有使用水溶型及溶剂型两种。电镀药水组成；纯水：总不纯物至少要低于5ppm。金属盐：提供欲镀金属离子。阳极解离助剂：增进及平衡阳极解离速率。导电盐：增进药水导电度。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：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。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。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。电流波形：通常滤波度越好，镀层组织越均一。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aU'.微英寸，b.|im,微米,1|im约等于40『.Tin—LeadAlloyPlating锡铅合金电镀作为焊接用途，一般膜厚在100~150|T、最多.NickelPlating镍电镀现在电子连接器皆以打底（underplating）,故在50r'、以上为一般规格，较低的规格为30r'',（可能考虑到折弯或者成本）GoldPlating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50r''以上.镀层检验：外观检验:目视法，放大镜（4~10倍）膜厚测试:X-RAY荧光膜厚仪.密着实验:折弯法，胶带法或两者并用.焊锡实验:沾锡法，一般95%以上沾锡面积均匀平滑即可.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.抗变色实验:使用烤箱烘烤法,是否变色或者脱皮.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.镀金封孔剂：电子触点润滑防锈剂特力SJ-9400（NO.4）（对于镀金效果相当好!）特点1）因是水性，不受氟里昂、有机溶剂规定限制；2） 防止镀金层的表面氧化、腐蚀；3） 能满足各种环境试验的要求；4） 有良好的润滑效果；5） 减小摩擦系数，稳定接触电阻，改善插拔性能；6） 降低镀层的厚度，减少贵金属的消耗，延长产品的使用寿命；7） 能在常温下、短时间内浸涂，使用方便。用 途电子镀金产品表面的防腐、润滑。外观黄色透明液体比重1.01（15/4°C）凝固点0C以下引火点无PH值8.30溶解性水溶性形成膜厚@20C 约0.5叩涂敷温度常温使用方法稀释浓度： 用5倍去离子水稀释涂抹方法： 常温浸涂浸涂时间： 2-3秒干燥方法： 110C以下的热风干燥注意事项1）不要在0C以下处保存；2） 涂抹后不要水洗；3） 要完全干燥；4） 浓度变高时，用去离子水稀释。主要成份应用表面活性剂安全性法规毒物及剧毒物取缔法 不属劳动安全卫生法不属消防法（危险物） 不属包装1Kg、17Kg/桶特力SJ-9201R（EM-2000R）（对于半金锡，或半金镍上效果相当好!）特点1）因是水性，不受氟里昂、有机溶剂规定限制；2） 防止镀金层的表面氧化、腐蚀；3） 能满足各种环境试验的要求；4） 有良好的润滑效果；5） 减小摩擦系数，稳定接触电阻，改善插拔性能；6） 降低镀层的厚度，减少贵金属的消耗，延长产品的使用寿命;7） 能在常温下、短时间内浸涂，使用方便。用途电子镀金产品表面的防腐、润滑。外观白色乳液比重1.00（15/4°C）凝固点0C以下引火点无PH值8.9溶解性水溶性形成膜厚@20C 约0.5叩涂敷温度常温使用方法稀释浓度 用5倍去离子水稀释涂抹方法 常温浸涂浸涂时间 2-3秒干燥方法 110C以下的热风干燥注意事项1）不要在0C以下处保存；2） 涂抹后不要水洗；3） 要完全干燥；4） 浓度变高时，用去离子水稀释。主要成份（基油） 石蜡系碳化水素油（添加剂） 酯、复素环状化合物、界面活性剂安全性法规毒物及剧毒物取缔法不属劳动安全卫生法不属消防法（危险物）不属包装1Kg、17Kg/桶电子触点润滑防锈剂特力SJ-9700（EM-7000）特点1）耐高温型的水性封孔剂;2） 因是水性，不受氟里昂、有机溶剂规定限制；3） 防止镀金层的表面氧化、腐蚀；4） 能满足各种环境试验的要求；5） 有良好的润滑效果；6） 减小摩擦系数，稳定接触电阻，改善插拔性能；7） 降低镀层的厚度，减少贵金属的消耗，延长产品的使用寿命;8） 能在常温下、短时间内浸涂，使用方便。用途电子镀金产品表面的防腐、润滑。外观白色乳液比重0.98（15/4°C）凝固点0C以下引火点无PH值8.84溶解性水溶性形成膜厚@20C 约0.5叩涂敷温度常温使用方法稀释浓度： 用5倍去离子水稀释涂抹方法： 常温浸涂浸涂时间： 2-3秒干燥方法： 110C以下的热风干燥注意事项1）不要在0C以下处保存；2） 涂抹后不要水洗；3） 要完全干燥；4） 浓度变高时，用去离子水稀释。主要成份应用表面活性剂安全性法规毒物及剧毒物取缔法 不属劳动安全卫生法 不属消防法（危险物）不属包装1Kg、17Kg/桶溶剂型产品特力YJ-9201（C-2000）特点1）显著的防潮、防腐蚀及防盐雾功能；2） 能满足各种不同的环境试验要求；3） 有良好的润滑效果；4） 减小摩擦系数，稳定接触电阻，改善插拔性能；5） 降低镀层的厚度，减少贵金属的消耗，延长产品的使用寿命；6） 涂覆工艺简单、使用成本低。用途电子镀金产品表面的防腐、润滑。外观黄色液体比重0.925（15/4C）粘度@0C 980cst@40C 60cst@100°C 8cst流动点-25C引火点220C溶解性酒精类 不溶氯化溶剂类 可溶氟素溶剂类 可溶芳香族溶剂类 可溶形成膜厚@20C 约0.5叩工作温度（-80〜+100）C短时间容许最高温度+125（小于10小时）涂敷温度室温使用方法可用毛笔或毛刷等工具直接均匀涂敷或用溶剂稀释后涂敷。（建议稀释浓度为1.5%）主要成份（基油） 石蜡系碳化水素油（添加剂） 酯、复素环状化合物安全性法规毒物及剧毒物取缔法不属劳动安全卫生法 不属消防法（危险物） 第四类第四石油类包装1L、17L/桶特力YJ-9501（C-9030）特点1）显著的防潮、防腐蚀及防盐雾功能；2） 能满足各种不同的环境试验要求；3） 有良好的润滑效果；4） 减小摩擦系数，稳定接触电阻，减小插拔力；5） 降低镀层的厚度，减少贵金属的消耗，延长产品的使用寿命；6） 涂覆工艺简单、使用成本低。用途电子镀金产品表面的防腐、润滑。外观淡黄色液体比重0.848（15/4C）粘度@0C 7000cst@40C 395cst@100C 33cst流动点-40C引火点272C溶解性酒精类 不溶氯化溶剂类 可溶氟素溶剂类 可溶芳香族溶剂类可溶形成膜厚@20C 约0.5叩工作温度（-60〜+100）C涂敷温度室温使用方法可用毛笔或毛刷等工具直接均匀涂敷或稀释后涂敷。（建议稀释浓度为1.5%）主要成份（基油）聚a烯烃（添加剂） 防锈剂、油性向上剂、酸化防止剂、界面活性剂安全性法规毒物及剧毒物取缔法不属劳动安全卫生法 不属消防法（危险物） 不属包装1L、17L/桶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，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50Amp,请问平均电流密度为多少？电镀槽中端子数量==1.5x1000/2.54==590支电镀槽中电镀面积==590x50==29500mm2==2.95dm3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）.电流密度与端子在电镀槽中的位置：由于在电镀槽子槽中的阳极是固定的,且阳极高度远大于端子高度，所以阴极（端子）在镀槽中经常会有局部位置承受高电流群.第三章，电镀计算产能计算：产能=产速/端子间距产能（KPCS/HR）=60L/P（L：产速（米/分），P：端子间距MM）举例：生产某一种端子。端子间距为5。0MM，产速为20米/分，请问产能？产能（KPCS/Hr）=60x20/5=240KPCS/Hr耗金计算：黄金电镀（或钯电镀）因使用不溶解性阳极（如白金太纳），故渡液中消耗只金属离子无法自行补给。需依赖添加方式袖充。一般黄金是以金盐（金氰化钾）PGC来补充，而钯金属是以钯盐（如氯化铵钯。硝酸铵钯或氯化钯）来补充。本段将添加量计算公式简化为：金属消耗量（g）=0.000254AZD（D：为金属密度g/cm3）黄金消耗量（g）=0.049AZ（黄金密度19.3g/cm3）PGC消耗量（g）=0.0072AZ钯金属消耗量（g）=0.00305AZ（钯金属密度为12.0g/cm3）银金属消耗量（g）=0.02667AZ（银金属密度为10.5g/cm3）A：为电镀面积Z：为电镀厚度理论上1PGC含金量为0.6837g，但实际上制造出1Gpgc，含金量约在0.682g之谱。举例：有一连续端子电镀机，欲生产一种端子10000支，电镀黄金全面3|T'，每支端子电镀面积为50mm2,实际电镀出平均厚度为3.5『，请问需补充多少gPGC？10000支总面积=10000x50=500000mm2=50dm2耗纯金量=0.0049AZ==0.0049x50x3.5==0.8575g耗PGC量==0.8575/0.682==1.26g或耗PGC量==0.0072AZ==0.0072x50x3.5==1.26g阴极电镀效率计算：一般计算阴极电镀效率（指平均效率）的方法有两种，如下：阴极电镀效率E==实际平均电镀厚度Z'/理论电镀厚度Z举例：假设电镀镍金属，理论电镀厚度为162|T'，而实际所测厚度为150R''，请问阴极电镀效率？E==Z'/Z==150/162==92.6%一般镍的阴极电镀效率都在90%以上，90/10锡铅的阴极电镀效率约在80%以上，黄金电镀则视药水金属离子含量多寡而有很大的差异。若无法达到应有的阴极电镀效率，则可以从搅拌能力的提升或检查电镀药水的组成。电镀时间的计算：电镀时间（分）==电镀子槽总长度（米）/产速（米/分）例：某一连续电镀设备，每一个镀镍子槽长为1.0米，共有五个，生产速度为10米/分，请问电镀时间为多少？电镀时间（分）==1.0x5/10==0.5（分）理论厚度的计算：由法拉第两大定律导出下列公式：理论厚度Z（『）==2.448CTM/ND（Z厚度，T时间，M原子量，N电荷数，D密度，C电流密度）举例：镍密度8.9g/cm3，电荷数2,原子量58.69，试问镍电镀理论厚度？Z==2.448CTM/ND==2.448CTx58.69/2x8.9==8.07CT若电流密度为1Amp/dm2（1ASD），电镀时间为一分钟，则理论厚度Z==8.07x1x1==8.07|i''金理论厚度==24.98CT（密度19.3，分子量196.9665，电荷数1）铜理论厚度==8.74CT（密度8.9，分子量63.546，电荷数2）银理论厚度==25.15CT（密度10.5，分子量107.868,电荷数1）钯理论厚度==10.85CT（密度12.00，分子量106.42，电荷数2）80/20钯镍理论厚度==10.42CT（密度11.38，分子量96.874,电荷数2）90/10锡铅理论厚度==20.28CT（密度7.713，分子量127.8，电荷数2）综合计算A：假设电镀一批D-25P-10SnPb端子，数量为20万支，生产速度为20M/分，每个镍槽镍电流为50Amp，金电流为4Amp，锡铅电流为40Amp，实际电镀所测出厚度镍为43『，金为11.5『，锡铅为150『，每个电镀槽长皆为2米，镍槽3个，金槽2个，锡铅槽3个，每支端子镀镍面积为82平方毫米，镀金面积为20平方毫米，镀锡铅面积为46平方毫米，每支端子间距为0.6毫米，请问：1.20万只端子，须多久可以完成？2.总耗金量为多少g？，换算PGC为多少g？，3.每个镍，金，锡铅槽电流密度各为多少？4.每个镍，金，锡铅电镀效率为多少？解答：1.20万支端子总长度==200000x6==1200000==1200M20万支端子耗时==1200/20==60分==1Hr20万支端子总面积==200000x20==4000000mm2==400dm220万支端子耗纯金量==0.0049AZ==0.0049x400x11.5==22.54g20万支端子耗PGC量==22.54/0.681==33.1g每个镍槽电镀面积==2x1000x82/6==27333.33mm2==2.73dm2每个镍槽电流密度==50/2.73==18.32ASD每个金槽电镀面积==2x1000x20/6==6666.667mm2==0.67dm2每个镍槽电流密度==4/0.67==5.97ASD每个锡铅槽电镀面积==2x1000x46/6==15333.33mm2==1.53dm2每个镍槽电流密度==40/1.53==26.14ASD镍电镀时间==3x2/20==0.3分镍理论厚度==8.07CT==8.07x18.32x0.3==44.35镍电镀效率==43/44.35==97%金电镀时间==2x2/20==0.2分金理论厚度==24.98CT==24.98x5.97x0.2==29.83金电镀效率==11.5/29.83==38.6%锡铅电镀时间==3x2/20==0.3分锡铅理论厚度==20.28CT==20.28x26.14x0.3==159锡铅电镀效率==150/159==94.3%综合计算B：今有一客户委托电镀加工一端子，数量总为5000K，其电镀规格为镍50|T'，金GF，锡铅为100R、'。设定厚度各为：镍60『，金1.3『，锡铅120『。假设效率各为：镍90%，金20%，锡铅80%。可使用电流密度范围各为：镍设定15ASD，金0~10ASD，锡铅2~30ASD。电镀槽长各为：镍6米，金2米，锡铅6米。端子间距为2.54mm。单支电镀面积各为：金15mm2，镍54mm2，锡铅29mm2。请问：1.产速为多少？需要多少时间才能生产完毕？（不包含开关机时间）镍电流各为多少安培？金，锡铅电流密度及电流各为多少？解答：镍效率==镍设定膜厚/镍理论膜厚0.9==60/ZZ=67『（镍理论膜厚）镍理论膜厚==8.074CT67==8.074x15xTT==0.553分（电镀时间）镍电镀时间==镍电镀槽长/产速0.553=6/VV=10.85米/分（产速）完成时间==总量x0.001x端子间距/产速t==5000000x0.001x2.54/10.85==1170.5分1170.5/60==19.5Hr（完成时间）镍电镀总面积==镍电镀槽长/端子间距x单支镍电镀面积M=6x1000/2.54x54==127559mm2==12.7559dm2镍电流密度==镍电流/镍电镀总面积15==A/12.7559A==191安培金效率==金设定膜厚/金理论膜厚0.2==1.3/ZZ=6.5『（金理论膜厚）金电镀时间==金电镀槽长/产速 T=2/10.85==0.1843分金理论膜厚==24.98CT 6.5==24.98xCx0.1843C==1.412ASD（电流密度）金电镀总面积==金电镀槽长/端子间距x单支金电镀面积M=2x1000/2.54x15==11811mm2==1.1811dm2金电流密度==金电流/金电镀总面积1.412==A/1.1811A==1.67安培锡铅效率==锡铅设定膜厚/锡铅理论膜厚0.8==120/ZZ==150|T'（锡铅理论膜厚）锡铅电镀时间==锡铅电镀槽长/产速 T=6/10.85==0.553分锡铅理论膜厚==20.28CT 150==20.28xCx0.553C==13.38ASD（电流密度）锡铅电镀总面积==锡铅电镀槽长/端子间距x单支锡铅电镀面积M=6x1000/2.54x==锡铅电流/锡铅电镀总面积13.38==A/6.8504A==91.7安培第四章 电镀实务电镀配方大全电镀就是通过化学置换反应或电化学反应在镀件表面沉积一层金属镀层，通过氧化反应也可在金属制品表面形成一层氧化膜，从面改变镀件或金属制品表面的性能状态，使其满足使用者对制品性能的要求。电镀制品得到的金属镀层化学纯度高、结晶细致、结合力强，可获得多方面的使用性能。根据实际要求，电镀主要目的有：（1）获得金属保护层，提高金属的耐蚀性；（2）改变金属表面的硬度，提高金属表面的韧性或耐磨性能;（3） 提高金属表面的导电性能，降低表面接触电阻，提高金属的焊接能力；（4） 增强金属表面的导致密性，防止局部渗碳和渗氮；（5） 改变金属表面色调，使装饰品更加美观，更有欣赏性、时代感；（6） 提高金属的导磁性能，如铁镍镀层是很好的磁性镀层，在电子工业有特殊用途；（7） 提高金属表面的光亮度，改善表面的光反射能力，在光学仪器中有广泛的应用；（8） 修复金属零件的尺寸；（9） 使非金属表面金属化。根据电镀工艺的目的要求不同，电镀化学品包括电镀预处理液、单金属镀液、合金镀液。特种镀液、金属氧化液、磷化液和着色液等。镀件预处理液镀件表面的状态和净洁程度是获得优质镀层的根本保障，粗糙、油污的表面不可能得到平滑、光亮、结合力好、抗蚀性强的镀层。实践证明，镀层出现剥落、起泡、花斑、抗蚀性差等往往都是镀件预处理不当造成的。预处理工艺包括抛光、除油、浸蚀和预镀等工序。（1）脱脂液脱脂液能够除去镀件表面的油脂，使镀件表面与镀液具有良好的浸湿性。脱脂液就是金属就是金属清洗洗衣剂，主要是由NaOH、Na2CO3、Na3PO4、Na2SiO3和乳化剂等组成。（2）浸蚀液浸蚀液能够除去镀件表面的氧化皮和钝化膜，使镀件表面活化。浸蚀液有酸性浸蚀液和碱性浸蚀液，酸性浸蚀液应用广泛，由酸、缓蚀剂、表面活性剂组成。（3） 抛光液抛光液能使镀件表面平整产生光泽，分化学抛光液和电化学抛光液两种。化学抛光液由多种酸、乳化剂和缓蚀剂组成，电化学抛光液由酸、缓蚀剂、乳化剂、氧化剂（CrCO3）等组成。（4） 预镀液能够防止镀件在浸入某些电镀液时，基体被溶解而置换出附着力不佳的镀层。为同的金属预镀液组成不同。使用最多的是预镀镍、预镀铜、预镀铬等溶液。铝及其合金、镁及其合金在预镀前还要浸重金属等。钢铁镀件预处理脱脂液化学脱脂液配方1组分g/L组分g/LNaOH60-100Na3PO4.12H2O15-30NaCO2320-60Na2SiO35-10温度为80-90r；时间以除尽为止。配方2组分g/L组分g/LNaOH20-40Na3PO4.12H2O5-10NaCO2320-30Na2SiO35-15温度为80-90r；时间以除尽为止。配方3组分g/L组分g/LNaOH30Na3PO4.12H2O70

NaCO2350OP-乳化剂3-5温度为80-90C；时间以除尽为止。电化学脱脂液配方1组分w/%组分w/%NaOH10-30Na2SiO330-50温度为80C；电流密度为10A/dm2；时间为.5-1min。配方2组分g/L组分g/LNaOH20-30Na2SiO330-50NaCO10-20OP-101-22 3温度为60°C；电流密度为10A/dm2；时间为.1-2min。浸蚀液化学浸蚀液普通化学浸蚀液配方1组分 g/L 组分 g/L98%H2SO4 120-250 若丁 0.3-0.5温度为50-75C；时间为60min。配方2

组分g/L组分g/L98%HSO2 4200-250CS(NH2)22-3温度为30-50°C；时间以至氧化皮除尽。配方3组分 g/L组分g/L98%H2SO4 120-250NaCl100-200温度为40-60C；时间为5-20min。光亮浸蚀液配方1组分浓HNO3g/L800-1200温度为45C；时间为3-10min。配方2组分g/L组分g/L98%HSO600-800浓HNO400-60024337%HCl5-15温度为50C；时间为3-10s。除接触铜的浸蚀液配方g/L150-250组分 g/L g/L150-25098%H2SO4 30-50 CrO3温度为室温。

不锈钢和耐热钢浸蚀液配方1组分g/L组分g/L37%HCl300-500乌洛托品1-3温度为室温；时间为20-40min。配方2组分g/L组分g/L98%HSO2 440-60乌洛托品1-337%HCl130-150温度为室温；时间为30-40min。配方3组分g/L组分g/L98%HSO24250-30037%HCl120-150电化学酸洗液阳极电化学浸液配方1组分g/L组分g/L98%HSO24150-250NaCl50温度为20-30r；电流密度为2-6A/dm2；时间为.10-20min。配方2组分g/L组分g/L37%HCl 100 FeCl2 150NaCl 50温度为20-60^；电流密度为2-6A/dm2；时间为.1-2min。配方3一、端子电镀基本知识定义电镀：是金属电沉积过程的一种，指简单金属离子或络离子通过电化学方法在固体（导体或半导体）表面上放电还原为金属原子附着于电极表面，从而获得一金属层的过程。目的电镀由改变固体表面特性从而改变外观，提高耐蚀性，抗磨性，增强硬度，提供特殊的光、电、磁、热等表面性质。端子电镀知识简介大多数的电子连接器，端子都要作表面处理，一般即指电镀。有两个主要原因：一是保护端子簧片基材不受腐蚀；二是优化端子表面的性能，建立和保持端子间的接触界面，特别是膜层控制。换句话说，使之更容易实现金属对金属的接触。防止腐蚀：多数连接器簧片是铜合金制作的，通常会在使用环境中腐蚀，如氧化、硫化等。端子电镀就是让簧片与环境隔离，防止腐蚀的发生。电镀的材料，当然要是不会腐蚀的，至少在应用环境中如此。表面优化：端子表面性能的优化可以通过两种方式实现。一是在于连接器的设计，建立和保持一个稳定的端子接触界面。二是建立金属性的接触，要求在插入时，任何表面膜层是不存在的或会破裂。没有膜层和膜层破裂这两种形式的区别也就是贵金属电镀和非贵金属电镀的区别。贵金属电镀，如金、钯、及其合金，是惰性的，本身没有膜层。因此，对于这些表面处理，金属性的接触是“自动的”。我们要考虑的是如何保持端子表面的'高贵”，不受外来因素，如污染、基材扩散、端子腐蚀等的影响。非金属电镀，特别是锡和铅及其合金，覆盖了一层氧化膜，但在插入时，氧化膜很容易破裂，而建立了金属性的接触区域。(1)贵金属端子电镀贵金属端子电镀是指贵金属覆盖在底层表面，底层通常为镍。一般的连接器镀层厚度：15〜50u金，50〜100u镍。最常用的贵金属电镀有金、钯及其合金。金是最理想的电镀材料，有优异的导电及导热性能。事实上在任何环境中都防腐蚀。由于这些优点，在要求高可靠性的应用场合的连接器中，主要的电镀是金，但金的成本很高。钯也是贵金属，但与金相比有高的电阻、低的热传递和差的防腐蚀性，可是耐摩擦性有优势。一般采用钯镍合金(80〜20)应用于连接器的接线柱中(POST)。设计贵金属电镀时需要考虑以下事项：多孔性在电镀工艺中，金在众多暴露在表面的污点上成核。这些核继续增大而在表面展开，最后这些岛状物(孤立的物体)互相冲撞而完全覆盖了表面，形成多孔性的电镀表面。金镀层的多孔性与镀层厚度有一定的关系。在15u以下，多孔性迅速增加，50u以上，多孔性很低，实际降低的速率可以忽略。这就是为什么电镀的贵金属厚度通常在15〜50u范围内的原因。多孔性和基材的缺陷，如包含物、叠层、冲压痕迹、冲压不正确的清洗、不正确的润滑等也有一定的关系。磨损端子电镀表面的磨损，也会造成基材暴露。电镀表面的磨损或寿命取决于表面处理的两种特性：摩擦系数和硬度。硬度增加，摩擦系数减少，表面处理的寿命会提高。电镀金通常为硬金，含有变硬的活化剂，其中Co(钻)是最常见的硬化剂，能提高金的耐磨损性。钯镍电镀的选择可大大提高贵金属镀层的耐摩性和寿命。一般在20〜30u的钯镍合金上再覆盖3u的金镀层，既有良好的导电性，又有很高的耐磨性。另外，通常便用镍底层来进一步提高寿命。c.镍底层镍底层是贵金属电镀要考虑的首要因素，它提供了几项重要功能，确保端子接触界面的完整性。通过正面性的氧化物表面，镍提供了一层有效的隔离层，阻隔了基材和小孔，从而减少了小孔腐蚀的潜在的可能；并提供了位于贵金属电镀层之下的一层硬的支撑层，从而提高了镀层寿命。什么样的厚度合适呢？镍底层越厚，磨损越低，但从成本及控制表面的粗造度考虑，一般是择50〜100u的厚度。（2） 非贵金属电镀非贵金属电镀不同于贵金属之处在于它们总是有一定数量表面膜层。由于连接器的目的是提供和保持一个金属性的接触界面，这些膜层的存在必须要考虑到.一般来讲，对于非贵金属的电镀，正向力要求很高足以破坏膜层，进而保持端子接触界面的完整。擦洗作用对于含有膜层的端子表面显得也很重要。端子电镀中有三种非金属表面处理：锡（锡铅合金）、银和镍。锡是最常用的，银对高电流有优越性，镍只限于应用于高温场合。锡表面处理锡也指锡铅合金，特别是锡93-铅3的合金。我们是从锡的氧化物膜层很容易被破坏的事实而提出使用锡的表面处理。锡镀层表面会覆盖一层硬的、薄的、易碎的氧化物膜。氧化膜下面是柔软的锡。当某种正向力作用于膜层时，锡的氧化物，由于很薄，不能承受这种负荷，而又因为它很脆，易碎而开裂。在这样的条件下，负载转移至锡层，由于又软又柔顺，在负载作下很容易流动。因为锡的流动，氧化物的开裂更宽了。通过裂缝和间隔层。锡挤压至表面提供金属接触。锡铅合金中铅的作用是减少锡须的产生。锡须是在应力作用下，锡的电镀物表面形成一层单晶体（锡须）。锡须会在端子间形成短路。增加2%或更多的铅即能减少锡须。还有一类比例的锡铅合金是锡：铅=60：40，接近于我们焊接的成份比例（63：37），主要用于要焊接的连接器中。但是最近有越来越多的法律要求在电子及电气产品中减少铅的含量，很多的电镀端子要求无铅电镀，主要有纯锡、锡/铜和锡/银电镀，可以通过在铜与锡层之间镀一层镍或使用不光滑的无光泽的锡表面减缓锡须的产生。银表面电镀银认为是非贵金属端子表面处理，因为它与硫、氯发生反应形成硫化膜。硫化膜是半导体，会形成“二极管”的特征。银也是软的，与软金差不多。因为硫化物不容易被破坏，所以银不存在摩擦腐蚀。银有优异的导电及热传导性，在高电流下不会熔解，是用在高电流端子表面处理的极好的材料。（3） 端子润滑对于不同的端子表面处理，润滑的作用是不同的，主要有两个功能：降低摩擦系数和提供环境隔离降低摩擦系数有两个效果：第一、降低连接器的插入力；第二、通过降低摩损提高连接器的寿命端子润滑能够通过形成“封闭层”阻止或延缓环境对接触界面的接触，而提供环境的隔离。一般来说，对于贵金属表面处理，端子润滑是用来降低摩擦系数，提高连接器的寿命。对于锡的表面处理，端子润滑是提供环境隔离，防止摩擦腐蚀。虽然在电镀的下一工序能够添加润滑剂，但它只是一种补充的操作。对于那些需要焊接到PCB板的连接器，焊接清洗可能失去了润滑剂。润滑剂粘灰尘，如果应用在有灰尘的环境中会导致电阻增大，寿命降低。最后，润滑剂的耐温度的能力也可能限制它的应用。（4）端子表面处理小结贵金属电镀，假定覆盖在50u的镍底层上- 金是最常用材料，厚度取决于寿命要求，但可能受到多孔性冲击。钯并不推荐使用于可焊接性保护场合银对生锈和迁移敏感，主要用于电源连接器，通过润滑，银的寿命可显著改善锡有好的环境稳定性，但必须保证机械稳定性.寿命值只是一个经验值，仅供参考电镀工艺流程U.SCleaning（超声波脱脂）ElectroCleaning（电解脱脂）Waterrinse/Blowoff（水洗/吹干）AcidEtching（活化）Waterrinse/Blowoff（水洗/吹干）Nickelplating（镀镍）Waterrinse/Blowoff（水洗/吹干）Activation（钯镍活化）Palladium/NickelPlating（电镀钯镍）Waterrinse/Blowoff（水洗/吹干）Goldplating（镀金）Waterrinse/Blowoff（水洗/吹干）Activation（锡铅前活化）Tin/Leadplating（电镀锡铅）连接器镀金层常见质量问题分析接插件镀金层常见质量问题分析摘要本文针对接插件的针孔散件电镀金中常见的镀层质量问题从产品设计和电镀工艺以及电镀设备等方面进行了原因分析，并提出了相应的解决方法.关键词镀金质量问题措施1刖言在接插件电镀中，由于接触对有着较高的电气性能要求，镀金工艺在接插件电镀中占有明显重要的地位.目前除部分的带料接插件采用选择性电镀金工艺外，其余大量的针孔散件的孔内镀金仍采用滚镀和振动镀来进行.近几年,接插件体积发展到越来越小型化,其针孔散件的孔内镀金质量问题日趋突出，用户对金层的质量要求也越来越高,一些用户对金层的外观质量甚至达到了十分挑剔的程度.为了保证接插件镀金层质量结合力这几类常见质量问题总是提高接插件镀金质量的关键.下面就这些质量问题产生的原因进行逐一分板提供大家探讨.2镀金层质量问题的产生原因2.1金层颜色不正常接插件镀金层的颜色与正常的金层颜色不一致,或同一配套产品中不同零件的金层颜色出现差异，出现这种问题的原因是：2.1.1镀金原材料杂质影响当加入镀液的化学材料带进的杂质超过镀金液的忍受程度后会很快影响金层的颜色和亮度.如果是有机杂质影响会出现金层发暗和发花的现象郝尔槽试片检查发暗和发花位置不固定.若是金属杂质干扰则会造成电流密度有效范围变窄,郝尔槽试验显示是试片电流密度低端不亮或是高端镀不亮低端镀不上.反映到镀件上是镀层发红甚至发黑,其孔内的颜色变化较明显.2.1.1镀金电流密度过大由于镀槽零件的总面积计算错误其数值大于实际表面积，使镀金电流量过大，或是采用振动电镀金时其振幅过小,这样槽中全部或部分镀件金镀层结晶粗糙,目视金层发红.2.1.3镀金液老化镀金液使用时间太长则镀液中杂质过度积累必然会造成金层颜色不正常2.1.4硬金镀层中合金含量发生变化为了提高接插件的硬度和耐磨程度，接插件镀金一般采用镀硬金工艺.其中使用较多的是金钻合金和金镍合金.当镀液中的钻和镍的含量发生变化时会引起金镀层颜色改变.若是镀液中钻含量过高金层颜色会偏红;若是镀液中这镍含量过高金属颜色会变浅;若是镀液中这种变化过大而同一配套产品的不同零件又不在同一槽镀金时，这样就会出现提供给用户的同一批次产品金层颜色不相同的现象.2.2孔内镀不上金接插件的插针或插孔镀金工序完成后镀件外表面厚度达到或超过规定厚度值时,其焊线孔或插孔的内孔镀层很薄甚至无金层.2.2.1镀金时镀件互相对插为了保证接插件的插孔在插孔在插拔使用时具有一定弹性，在产品设计时大多数种类的插孔都有是在口部设计一道劈槽.在电镀过程中镀件不断翻动部份插孔就在开口处互相插在一起致使对插部位电力线互相屏敝造成孔内电镀困难.2.2.2镀金时镀件首尾相接有些种类的接插件其插针在设计时其针杆的外径尺寸略小于焊线孔的孔径尺寸在电镀过程中部份插针就会形成首尾相接造成焊线孔内镀不进金.（见图示）以上两种现象在振动镀金时较容易发生.2.2.3盲孔部位浓度较大超过电镀工艺深镀能力由于在插孔的劈槽底部距孔底还有一段距离，这段距离客观上形成了一段盲孔.同样在插针和插孔的焊线孔里也有这样一段盲孔，它是提供导线焊接时的导向作用.当这些孔的孔径较小（往往低于1毫米甚至低于0.5毫米）而盲孔浓度超过孔径时镀液很难流进孔内，流进孔内的镀液又很难流出，所以孔内的金层质量很难保证.2.2.4镀金阳极面积太小当接插件体积较小时相对来说单槽镀件的总表面积就较大这样在镀小型针孔件时如果单槽镀件较多.原来的阳极面积就显得不够.特别是当伯钛网使用时间过长伯损耗太多时，阳极的有效面积就会减少，这样就会影响镀金的深镀能力，镀件的孔内就会镀不进.2.3镀层结合力差在镀后检验接插件的镀层结合力时，有时会遇到部份插针的针端前部在折弯时或针孔件的焊线孔在压扁时镀层有起皮现象，有时在高温（2001小时）检测试验发现金层有极细小的鼓泡现象发生.2.3.1镀前处理不彻底对于小型针孔件来说，如果在机加工序完毕后不能立即采用三氯乙烯超声波除油清洗那么接下来的常规镀前处理很难将孔内干涸的油污除净，这样孔内的镀层结合力就会大大降低.2.3.2基体镀前活化不完全在接插件基体材料中大量使用各类铜合金，这些铜合金中的铁铅锡铍等微量金属在一般的活化液中很难使其活化，如果不采用对应的酸将其活化,在进行电镀时，这些金属的氧化物跟镀层很难结合，于是就造成了镀层高温起泡的现象.2.2.3镀液浓度偏低在使用氨磺酸镍镀液镀镍时，当镍含量低于工艺范围时，小型针孔件的孔内镀层质量要受到影响.如果是预镀液的金含量过低，那么在镀金时孔内就有可能镀不上金,当镀件进入加厚金镀液时，孔内五金层的镀件孔内的镍层已钝化其结果是孔内的金层结合