电镀原理及流程介绍

第一页，共三十四页，编辑于2023年，星期一報告大綱◆電鍍原理介紹◆電鍍技朮介紹◆電鍍流程介紹◆附件第二页，共三十四页，编辑于2023年，星期一◆電鍍原理介紹1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;陽離子在陰極獲得電子進行還原反應.電鍍三要件:1.直流電源.2.陰陽電極.3.含欲鍍金屬離子之電解液.-->>電鍍基本原理陽極:M-e-→M+陰極:M++e-→M陽極溶解進入溶液,溶液中離子形成金屬析出于陰極(端子)上.下頁第三页，共三十四页，编辑于2023年，星期一-->>電鍍結晶過程從圖示中可看出:1.在一定的條件下,電流越高,鍍層膜厚越大.但電流達到一定極限,膜厚不再隨電流增大而增大.(如圖1)2.在同等條件下,電流越高,電鍍結晶顆粒越大,針孔度(porosity)越大(硝酸試驗NG),耐腐蝕性差.(如圖2)3.在極限電流下電鍍,鍍層不但結晶顆粒大,而且結晶顆粒排列無規則,無光澤(即燒焦),SEM狀況不好,對LLCR,BAKE測試勻有影響.-----以上總結參考<<電鍍手冊>>.◆電鍍原理介紹2膜厚電流極限電流密度圖1鍍件(端子)鍍層鍍層膜厚膜厚高電流區低電流區高電流區低電流區圖2第四页，共三十四页，编辑于2023年，星期一◆電鍍技朮介紹>目前廠內電鍍技朮有浸鍍、刷鍍、噴鍍、挂鍍、滾鍍、點鍍、垂直電鍍,鐳射電鍍(昆山已在量試中,寶源預計12月份會進行量試驗証的動作)等.>目前廠內電鍍工藝有鍍鎳、鍍金、鍍鈀鎳、鍍錫鉛、鍍純錫、鍍錫銅、鍍錫鎳,鍍鋅等.第五页，共三十四页，编辑于2023年，星期一◆電鍍流程介紹脫脂CLEAN收料REELING選鍍金SELECTGOLDPLATE噴洗SPRAYRINSE熱水洗HOTRINSE烘干HOTAIRDRY

放料

DEREELING噴洗SPRAYRINSE鍍鎳

NICKELPLATE噴洗SPRAYRINSE酸洗ACTIVATE噴洗SPRAYRINSE浸洗RINSEWASHING-->>電鍍一般流程介紹選鍍錫SELECTSnPLATE前處理小結后處理小結第六页，共三十四页，编辑于2023年，星期一鍍金故障分析及排除方法電鍍常見單位及計算方法鍍鎳故障分析及排除方法◆附件第七页，共三十四页，编辑于2023年，星期一Thisistheend,thankyou!第八页，共三十四页，编辑于2023年，星期一放料放料時注意事項:放料前確認料號/數量/包裝方向/來料是否氧化、歪缺針等,并且留樣.人工放料自動放料第九页，共三十四页，编辑于2023年，星期一1.超聲波脫脂廠內使用方式2.電化學（電解）脫脂廠內使用方式3.有机溶劑脫脂4.化學脫脂5.擦拭脫脂6.滾筒脫脂7.相互組合為復合式脫脂方式脫脂方式主要有以下幾種：脫脂工站第十页，共三十四页，编辑于2023年，星期一脫脂方法特點適用范圍超聲波脫脂對基体腐蝕小,效率高,淨化效果好,對深孔等除油徹底復雜形狀零件脫脂電化學脫脂脫脂效率高,可除浮灰,但陰極易滲氫,深孔除油慢,需直流電源一般零件或陽極去除殘渣化學脫脂方法和設備簡單﹐成本低,但時間長一般零件擦拭脫脂操作靈活方便,不受零件限制,勞動強度大,工效低大中型或不宜其它方法脫脂之零件滾筒脫脂工效高,質量好,但不適於大零件和易變形之零件精度不高小形零件有机溶劑脫脂皂化油脫與非皂化油脫均能溶解,快﹐但易燃,有毒,成本高,除油不徹底對形狀復雜小零件,有色金屬等以及易被鹼性溶液腐蝕的零件作初步脫脂各種不同脫脂方式的特點：第十一页，共三十四页，编辑于2023年，星期一脫脂劑的主要成份：

Na2CO3,Na3PO4,Na2SiO3,等鹼性物質

，

以及與之相配伍的以陰離子表面活性劑為主，含有分散劑，乳化劑，潤濕劑等各種表面活性劑。脫脂劑所應具備的條件：1.能降低溶液與金屬的界面張力，增加溶液對金屬的潤濕。2.具有強烈的乳化和皂化作用促使油脂溶解。3.對各種金屬離子及金屬皂化物有絡合和分散能力以及較高的載油污能力和水洗能力。4.使油脂通過分散，乳化，皂化和懸浮的作用從表面上徹底清除。第十二页，共三十四页，编辑于2023年，星期一原理:超音波振蕩的机械能可使溶液內產生許多真空的空穴.這些空穴在形成和閉合時產生強烈的振蕩,對工件表面的油污產生強大的衝擊作用,有助于油污脫離工件表面,加強皂化和乳化作用,從而加速除油過程并使除油更為徹底.現NHK使用的超音波有8個振蕩子,電流表中的電流(2.00±0.20A)反映8個振蕩子功率總和,也就是說,如果電流不再范圍之內,可能原因為某個或多個振子損坏.條件設定:電流:2.00±0.20A,CP-100S:120

±15g/L溫度:70±2ºC作用:其對處理形狀復雜,有細孔,盲孔和除油要求高的除油制品更為有效.注意事項:液體未打到子槽不可打開超波電源.不能從子槽中加入脫脂劑.凹部分也能除油干淨工件超聲波(脫脂)清洗第十三页，共三十四页，编辑于2023年，星期一風刀&噴洗作用:1.利用水刀的沖擊力將料帶上的葯液沖洗掉,避免葯液隨料帶進入下一站,導致上一工站減弱藥性或將雜質帶入下一工站使藥水成分改變.

2.以強風將零件表面之大部分水份去掉,增強烘干效果3.通過強風將零件表面之雜質去除.注意事項:風刀風力及角度,水刀大小及位置,風刀有無葯垢,水刀有無堵塞.空壓氣輸入孔純水輸入孔霧化器噴洗水刀噴洗風刀風干第十四页，共三十四页，编辑于2023年，星期一酸洗工站酸洗目的：經過脫脂后因材料表面會含有氧化物以及殘留的脫脂液,或材料本身的氧化物未去除幹凈用酸洗液來浸蝕,使材料露出潔淨的基材。常用的酸洗液：.在酸洗中應用最多的是硫酸,硝酸，磷酸,鹽酸等也有使用少量的有機酸。電鍍使用的酸洗液：在工業生產中因硫酸對材料的腐蝕性較小,與氧化物作用強烈,故常常用在電鍍行業的酸洗液中。第十五页，共三十四页，编辑于2023年，星期一前處理不良之影響：

來料(銅材)素材的表面狀況,如表面度(凹凸不平),油脂過多,表面氧化等都會影響電鍍的前處理.而電鍍前處理不徹底,易導致鍍后密著性欠佳,起泡等不良.會影響鍍層之結晶狀況.零件深凹區易藏污納垢,不易去除。前處理不良之影響第十六页，共三十四页，编辑于2023年，星期一1.鎳是一種銀白略帶黃色的金屬。2.鎳具有很高的化學穩定性，在常溫下能很好的抵抗水，大氣和鹼的浸蝕。3.鎳具有強烈的鈍化作用，能很好的保護鐵基材。4.鎳孔隙率較高，故鎳鍍層不能單獨作為鐵的防護層，一般作為中間層或底鍍層。5.鎳鍍層易在大氣中失去光澤，常在鎳鍍層上再套一層鉻。6.1916年瓦特鎳問世，經過改進，目前鍍鎳工藝已越來越完美。7.鎳鍍種有瓦特鎳，半光亮鎳，光亮鎳，多層鎳，鍛面鎳，黑鎳，霧鎳等。鍍鎳下頁第十七页，共三十四页，编辑于2023年，星期一鍍鎳鎳特性:

鍍鎳的應用面很廣,可分為防護裝飾性和功能性兩方面.現NHK鍍鎳為防護裝飾性多層鍍鎳,多層鎳鎳并不能對基体有整平作用(如圖1),但對鍍層針孔試驗,見銅改善有很大的幫助.作用:1.打底,增加硬度2.延緩基体金屬向表層金屬層擴散成分作用:

氨基磺酸鎳:主鹽

氯化鎳:陽極活化劑,增加導電性能硼酸:pH緩衝劑

氨基磺酸:降低pH

鹼式碳酸鎳:提升pH

MP-200:半光亮劑,其能降低了鍍液表面張力,增強了鍍液對鍍件表面的潤濕作用,清除氫氣,避免針孔的產生。

圖1鍍鎳層銅材下頁第十八页，共三十四页，编辑于2023年，星期一垂直電鍍鎳作用:提高機台走速,在原有机台長度不變情況下,由水平電鍍改為垂直環繞電鍍,以達到走速由80>>>100>>120ft/min之目的.第十九页，共三十四页，编辑于2023年，星期一浸洗作用:料帶浸泡在水槽中,將料帶上殘留的葯液清洗更加完全.第二十页，共三十四页，编辑于2023年，星期一1.鈀的硬度，延展性，熱力學穩定性等都非常優秀。2.鈀鎳合金可降低成本，提高鍍層的延展性，耐磨性，和光澤度，可減少氫脆等。3.鈀鎳以80\20之比例之合金鍍層性能最為優秀，可優於硬金。4.於鈀鎳鍍層上再閃鍍一層硬金，可減少鍍層孔隙，改進耐磨及接觸電阻，減緩了鍍層的變色，可滿足接插件觸點的要求。5.鈀鎳鍍層上閃鍍金後表現出良好的可焊性。6.非直流電鍍具有使鍍層結晶細小，減少孔隙，提高鍍層耐蝕性等優點。鍍鈀鎳第二十一页，共三十四页，编辑于2023年，星期一原理:電鍍鈀鎳合金是一種光亮,銀白色,硬度較高的鍍層.可用於裝飾性方面,如眼鏡架,工藝品上,又可用於功能性方面如電子工業上,一般采用不溶性陽極,用刷鍍或浸鍍或噴鍍等方式.

陽极反應:40H--4E→O2↑+2H2O

陰极反應:Pd2++2e=PdNi2++2e=Ni

其析出為Pd/Ni合金鍍液成份及工藝條件:Pd2+17~22g/LNi2+10~17g/LNH3．H2O適量（pH7.5~8.5)溫度45~55°C電流密度<25A/dm2鍍鈀鎳第二十二页，共三十四页，编辑于2023年，星期一常見故障分析及排方法:序號故障現象產生原因排除方法1脫皮A:除油未盡,油污與溶液接觸形成憎水區鍍層金屬離子難於接近,產生疏鬆鍍B:Cu2+污染C:前處理過度,導致應力過大D:活化不良,有機氧化膜阻礙了反應的進行E:有機物過多,易形成憎水電極F:固華雜質,當NH3．H2O濃度低或ＰＨ值過低時,鎳、鹽鈀不能很好溶解而水解產生氫氧化物沉澱,導致脫皮G:氫脆H：鈀與鎳結合力差A:檢查原因,排除除油徹底B:弱電解去除C:檢查.調整E:活性炭處理F:加強控制PH值隨時補充NH3．H2OG:增加攪拌或表面活性劑,使H2↑易逸出H：在鈀鎳工站前增加預金工站2Pd/Ni燒焦A:電流過大B:流量太小C:溫度太大A:調低]B:調整C:檢查溫控器,維修3膜厚不足A:電流太小B:流量太大C:罩頭未調好,不平D:羊毛氈未包好E:抽真空漏氣A:調整B:調整流量C:調整D:重新包扎E:檢查,更換第二十三页，共三十四页，编辑于2023年，星期一1.金是金黃色的貴金屬，延展性好，易於拋光。2.金的化學穩定性好，不溶於普通酸，隻溶於王水。3.金鍍層耐蝕性強，具良好的抗變色能力。4.金鍍層有多種色調，故常用於名貴的裝飾性鍍層。5.金具有較低的接觸電阻，導電性好。6.金鍍層易於焊接，耐溫性好，並有一定的耐磨性能。7.目前一般使用金鎳合金，或金鈷合金。鍍金第二十四页，共三十四页，编辑于2023年，星期一鍍金成分作用:

KAu(CN)2:主鹽

檸檬酸:緩衝劑,控制鍍液的pH值,對導電性有貢獻

導電鹽:增加鍍液的導電性能

平衡鹽:草酸鹽類還原劑.用于抑制Au+氧化成Au3+(無效金)及Co2+氧化成Co3+(無效鈷).是導電鹽中的一種成分.

Additive(2010):改善鍍膜分布,增加光澤范圍

Brightener:Co鹽,過渡金屬光澤劑,增加鍍膜硬度&耐磨性,亦有調整鍍膜分布的功能第二十五页，共三十四页，编辑于2023年，星期一1.錫具有銀白色的外觀。2.錫具抗腐蝕，耐變色，無毒，易焊，延展性好。3.錫鍍層化學穩定性高。4.錫鍍層導電性好，易焊，常以錫代銀。5.錫鍍層具錫瘟現象，但與鉍，銻合金無此現象。6.錫鍍層在高溫，潮濕，密封狀態下會產生錫須。鍍錫第二十六页，共三十四页，编辑于2023年，星期一鍍錫鉛錫鉛特性:錫鉛合金的熔點比純鉛和純錫還低,它的孔隙率,可焊性比單金屬好.純錫鍍長期放置,表面長出針孔狀結晶(錫須),能引起短路;在低溫還可產生“錫瘟”.在純錫中只要加入2~3%以上的鉛,這種現象就不易發生.因此該鍍層是電子元,器件中最受重視的可焊性鍍層.作用:降低焊接溫度,增強焊接性成分作用:

錫濃縮液:主鹽鉛濃縮液:主鹽錫鉛酸:促進陽極溶解,提升導電能力,光亮整平

BTDCarrier:輔助劑,Additive的載体

BTDAdditive:次級光亮劑,其能使鍍層晶粒細化,并可提高鍍液的分散能力.

BT-64:初級光亮劑,提高溶液的穩定性,防止錫的氧化.第二十七页，共三十四页，编辑于2023年，星期一熱水洗設定條件:溫度:50±5ºC.作用:熱水洗有助增加水洗活性及取得一定的封孔效果.第二十八页，共三十四页，编辑于2023年，星期一烘乾設定條件:溫度:95±20°C作用: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.第二十九页，共三十四页，编辑于2023年，星期一收料1.收料前確認料帶的外觀有無變形、是否黑針、白針、錫鉛白霧等品質不良,料帶有無烘干等,并且留樣.2