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电镀实务,须斤斤计较。

发布日期:2016-04-12  来源:辰镀电源
现代电镀网4月12日讯:

电镀底材(素材):一般在电镀之前,最好先对底材进行了解,这有助于有效的电镀加工。如材质,端子结构,表面状况(如油份,氧化情形,加工外观等)。
而在电脑端子零件的电镀加工中,所使用的材质有铜合金(黄铜,磷青铜,铍铜,钛铜,银铜,铁铜等)及铁合金(spcc,42合金等),而一般最常用的材料为黄铜(brass)及磷青铜(phos—bronze),以下就对纯铜及此两种金属加以说明。
1.纯铜(copper):铜的特点是导电度和导热度大,所以多半用为电器材料或传热材料,象导电率即是以铜作为基准,是以韧炼铜(Electrolytic Tough Pitch)的电阻系数1.724µΩ.cm为100%IACS(International Annealed Copper Standard),其他金属导电率的计算即是: 1.7241 /金属电阻系数 === % (如表一及表二)。铜在干燥空气中及清水中是不易起变化的,但和海水便会起作用。若在空气中有湿气和二氧化碳时,铜表面会生成绿色碱性碳酸铜(俗称铜绿)
2.黄铜(Brass):黄铜是铜和锌的合金,一般锌含量在30~40%之间,黄铜的颜色随锌含量的增加从暗红色。红黄色,淡橙黄色渐渐变为黄色。其机械性质优良,制造和加工都很容易,价格又便宜,所以多半用来做端子材料。但其耐腐蚀性较差,故须镀一层铜或镀一定厚度以上的镍,作为打底(Underplating)防腐蚀用,若在黄铜中加少量的锡时,会增加其耐蚀性,特别对海水。
3.磷青铜(phos—bronze):磷青铜为铜,锡,磷的合金。一般锡含量在4~11%之间,磷含量在0.03~0.35之间,在青铜中加磷是为了除去内部的氧化物,而改良其弹性及耐蚀性,磷青铜的耐蚀性远比黄铜优良,但价格较贵。通常皆用在母端或弹片接点,有时在磷青铜中加其他金属更增大其耐蚀性,可不必镀镍打底,而直接镀锡铅合金,如加镍为CA-725。
表(1)
金属名称 银 无氧铜 韧炼铜 脱氧铜 黄金 铬 铝 锌
密度(g/cm3) 10.5 8.91 8.91 8.89 19.3 7.1 2.7 7.14
导电率% 106.0 102.0 100.0 98.0 74.9 66.5 63.1 29.2
金属名称 钴 铁 钯 白金 锡 镍 铅 钛
密度(g/cm3) 8.9 7.86 12.02 21.45 7.31 8.9 11.34 4.5
导电率% 17.8 17.3 16.0 15.7 15.8 14.7 8.4 2.1
表(2)
磷青铜名称 CA5100 CA5110 CA5190 CA5210 CA5240 CA1100韧炼铜
锡含量% 4.2~5.8 3.5~4.9 5.0~7.0 7.0~9.0 9.0~11.0 0
密度(g/cm3) 8.86 8.88 8.80 8.78 8.78 8.91
导电率% 25 27 20 18 11 100
黄铜名称 CA2100 CA2200 CA2260 CA2300 CA2400 CA2600 CA2700 CA2800
锌含量% 5 10 12.5 15 20 30 35 40
密度(g/cm3) 8.86 8.80 8.77 8.74 8.69 8.53 8.47 8.39
导电率% 58 46 40 37 34 29 28 27
电镀前处理:在实施电镀作业前一般都要将镀件表面清除干净,方可得到密着性良好的镀层。现就一般的镀件表面结构作剖析(如图一):通常在铜合金冲压(stamping)加工,搬运,储存期间,表面会附着一些尘埃,污垢,油脂,及生成氧化物等,而我们可以在素材表面这些污物予以分层说明处理方法(如表三)
图一
1.脱脂(Degreasing):一般脱脂方法有溶剂脱脂,碱剂脱脂,电解脱脂,乳剂脱脂,机械脱脂(端子电镀业通常不用)。在进行脱脂前必须先了解油脂种类及特性,方可有效的除去油脂,油脂一般分为植物性油脂,动物性油脂,矿物性油脂,合成油,混合油等(如表四);
金属表面油脂的脱除效用是由数种作用兼备而成的,如皂化作用,乳化作用,渗透作用,分散作用,剥离作用等。且脱脂时,除视何种脱脂剂外,象素材对碱的耐蚀程度(如黄铜在PH值11以上就会被侵蚀),端子的形状(如死角,低电流密度区),油脂分布不均,油脂凝固等,都会影响脱脂效果,须特别注意。所以脱脂的方法的选择相当重要。以端子业来说,一般所使用的油脂为矿物油,合成油,混合油,不可能用动植物油。以下就对溶剂脱脂法,乳化脱脂法,碱剂脱脂法,电解脱脂法做比较说明。
表三
层数 类别 处理方法 目的
第一层 污物 水,碱热脱脂剂 第一层至第三层处理完全后,基本上密着性已经很好
第二层 油脂 碱剂脱脂法,电解脱脂剂,溶剂等
第三层 氧化层 稀硫酸,稀盐酸,活化剂等
第四层 加工层 化学抛光,电解抛光 在处理表面加工纹路,毛边,较厚氧化膜
第五层 扩散层
表四
类别 性质 处理方法
植物性油脂 可被碱性脱脂剂皂化 碱性脱脂剂,电解脱脂剂,有机溶剂,乳化剂(冷脱)
动物性油脂
矿物性油脂 无法被碱性脱脂剂皂化,必须借乳化,渗透,分散作用 有机溶剂,乳化剂。
合成油 有机溶剂,乳化剂,电解脱脂剂,碱性脱脂剂,选择并用。
混合油
表五
方法 优点 缺点 使用药剂
溶剂脱脂法 脱脂速度快,不会腐蚀素材 对人体有害,易燃,价钱高。 石油系溶剂,氯化碳氢系列溶剂,如去渍油,三氯乙烷
乳剂脱脂法 脱脂速度快,不会腐蚀素材 废水处理困难,价钱高,对人体有害 非离子界面活性剂,溶剂,水混合。
碱性脱脂法 对人体较无害,便宜,使用方便 易起泡沫,需加热,只能当作预备脱脂 氢氧化钠,碳酸钠,磷酸钠,磷酸三钠等,界面活性剂
电解脱脂法 对人体较无害,使用方便,效果好 易起泡沫,需搭配预备脱脂,易氢 氢氧化钠,碳酸钠,磷酸钠,矽酸钠等,界面活性剂
2.活化(Activation):脱脂完全后的金属表面,仍然残存有很薄的氧化膜,钝态膜,会阻碍电镀层的密着性,故必须使用一些活化酸将金属表面活化,防止电镀层产生剥离(Peeling),起泡(Blister)等密着不良现象。一般铜合金所使用的活化酸为硫酸,盐酸,硝酸,磷酸等混合酸,其中也有加一些抑制剂。
3.抛光(polishing):由于端子在机械加工过程中,使金属表面产生加工纹路或毛边,电镀后会影响外观及功能,一般在客户要求下,都必须进行抛光作业,另外象素材氧化膜较厚,活性化作业无法处理(如热处理后)时,都必须依赖抛光作业,而端子的抛光,一般仅限于使用化学抛光法及电解抛光法,而上述两种方法都使用酸液,为达到细致抛光,在酸的浓度及种类就相当重要。通常使用稀酸,细部抛光效果较佳,但是费时。使用浓酸,处理速度快,但易伤素材而且对人体有害。故不管使用何种方式,搅拌效果要好,才可以得到较均匀的抛光表面。一般铜合金底材抛光的药水,强酸如硝酸,盐酸较佳,弱酸如磷酸,草酸,铬酸较佳,市售专利配方不外乎强酸搭配弱酸使用。使用电解抛光可以大大提升抛光速度,及产生较平滑细致的表面,目前连续电镀几乎都采用此方法。甚至最新使用的活化抛光液,可以在后续镀半光泽镍,一样可以得到全光泽镍效果,又可以得到低内应力的镀层,快速搅拌对抛光极为重要。(注意)
三.水洗工程:一般电镀业,常专注在电镀技术研究,和电镀药水的开发,却往往忽略了水洗的重要性。很多电镀不良,都来自水洗工程设计不良或水质不净,以下我们就水洗不良造成电镀缺陷的各种情形加以解说。
1.若脱脂剂的水质为硬水,则端子脱脂后金属表面残存的皂碱,和Ca Mg金属生成金属皂,固着于金属表面时,而产生镀层密着不良或光泽不良。一般改善的方法,可以将水质软化并于脱脂剂内加界面活性剂。
2.若水质为酸性时,与金属表面的残存皂碱作用,产生硬脂酸膜,而造成镀层密着不良或光泽不良。改善的方法为控制使用水质(调整PH值)。
3.若各工程药液带出严重并水洗不良,或水质不佳(即有不纯物),会污染下一道工程,造成电镀缺陷。改善方法为使用干净的纯水,避免带出(吹气对准)药液,修正水洗效果。
4.在电镀槽间的水洗,水中含镀液浓度若过高,会造成镀层间密着不良或产生结晶物。改善方法为避免带出(吹气对准)药液,经常更换水洗水或做连续式排放。
5.若在电镀完毕最后水洗不良时,会造成镀件外观不良(水斑),及镀件寿命减短(残留酸)。改善方法为使用干净的纯水,超纯水,经常更换水洗水或做连续式排放。
四.电镀药水:在端子电镀业,一般的电镀种类有金,钯,钯镍,铜,锡铅,镍,而目前使用比较多的有镍,锡铅合金及镀金(纯金以及硬金),以下就针对这几种电镀药水加以述序其基本理论。
1.镍镀液:目前电镀业界镀镍液,多采用氨基磺酸镍浴(也有少数仍使用硫酸镍浴)。此浴因不纯物含量极低,故所析出的电镀层内应力很低(在非全光泽下),镀液管理容易(不须时常提纯),但电镀成本较硫酸镍高。而目前镍液分为三种类别,第一种为无光泽镍(又称雾镍或暗镍),即是不添加任何光泽剂,其内应力属微张应力。第二种为半光泽镍(或称软镍)即是添加第一类光泽剂(又称柔软剂)随着添加量的增加,由微张应力渐渐下降为零应力,再变为压缩应力。第三种为全光泽镍(或称镜面镍),即是同时添加第一类光泽剂和第二类光泽剂,此时内应力属高张应力。无光泽,半光泽镍多半用在全面镀锡铅时(因锡铅镀层能将镍层全面覆盖,故无须用全光泽),或是用在电镀后须做二次加工(如折弯)而考虑内应力时,或是考虑低电流析出时。而全光泽镍则用在镀金且要求光泽度时,氨基磺酸镍浴在搅拌情况良好下,平均电流密度可以开到40ASD,,最佳操作温度是在50~60度,随着温度下降高电流密度区镀层由光泽度下降,到白雾粗糙,烧焦,至密着不良。随着温度的上升,氨镍开始起水解成硫酸镍,内应力也随之增加。PH值控制在3.8~4.8之间,PH值过高,镀层的光泽度会下降,逐渐变粗糙,甚至烧焦,PH值过低镀层会密着不良。比重控制在32~36Be,比重过高PH值会往下降(氢离子过多),比重过低PH值会往上升且电镀效率变差。电流需使用直流三相滤波3%以下(可提升操作电流密度)。此镍镀浴在制程中最容易污染的金属为铜,建议超过3~5ppm时,尽快做弱电解处理。
2.锡铅镀液:目前电镀业界镀锡铅液,多半采用烷基磺酸光泽浴(Bright)或无光泽浴(Mat)。市面上也分为低温型(约在18~23度之间)与常温型。其中以低温光泽浴使用最多,也较成熟。而常温型最好是要定温恒温操作,因为不同的浴温会影响电镀速率与锡铅析出比例。镀层锡铅比的要求多半为90%锡,10%铅,但实际镀液锡铅比约为10:1~12:1之间,而阳极锡铅比约为92:8(因阳极解离的部分锡氧化为四价锡沉淀,为平衡9:1的锡铅析出比)。烷基磺酸浴在搅拌情况良好下,平均电流密度可以开到40ASD,除组成分外最会影响镀层的就是光泽剂及温度。正常下光泽剂的量越多(有效范围内),其使用的电流密度范围就越宽,但若过量会影响其焊锡性,甚至造成有机污染,若量不足时,很明显光泽范围会缩小,不过控制得当的话,可得半光泽镀层有助于焊锡性。若温度过高,其使用的电流密度范围缩短,很明显怎么镀就是白雾不亮,而且药水浑浊速度会加快(因四价锡的产生),不过倒是会增加电镀效率。若温度过低则电镀效率会下降,另在搅拌不良的情况下,高电流密度区容易产生针孔现象。由于无光泽锡铅的焊锡性比光泽锡铅好(镀层含碳量较低),所以现阶段很多电镀厂在流程上,会设计先以无光泽锡铅打低后,再镀光泽锡铅。另外由于未来全球管制铅金属的使用,所以目前很多厂商在开发无铅制程,有纯锡,锡铜,锡铋,锡银,钯等,就功能,成本,安全,加工性等综合评比,以锡铜较具有取代性,也是目前较多电镀厂在试产。
3.硬金镀液:由于镀层是作为连接器的导电皮膜用,相对镀层的耐磨性及硬度就必须比较优良,因而使用硬金系统镀液(酸性金)。硬金系统有金钴合金,金镍合金及金铁合金。在台湾电镀业界多半采用金钴合金(药水控制较成熟),一般镀层的金含量在99.7~99.8%之间,硬度在160~210Hv之间。目前镀液系统多半属于柠檬酸系,磷酸系,有机磷酸系等,一般会影响镀层析出速率及使用电流密度范围的因素,有金含量,光泽剂,螯合剂,温度,PH值等,金含量的多少为取决效率的主要因素,但一般都考虑投资成本及带出的损失,所以业界是不会将金含量开得太高的,一般金含量约开在1~15g/l之间,(有生产速率及投资成本考量而不定)。因此金能使用的电流密度就无法象镍或锡铅一样可以达到40ASD,而仅限于15ASD(搅拌良好下)以下,而效率也仅限于60%以下。通常随着金含量的增加,电镀效率也随之上升,所需的各种添加剂也需增加,随着金含量递减则反之。随着温度的升高,电镀效率会提升,但色泽会渐渐偏红,若随着温度降低,则电镀效率会下降,而色泽会由较黄渐渐变暗,偏绿,一般建议温度控制在50~60℃。随着PH值的上升,电镀效率也随之上升,但过高即会造成烧焦(呈粗糙黑褐色),若随着PH值的下降,则电镀效率会下降,甚至过低时,黄金及盐类极易沉淀下来(PH值低于3以下),若注重效率则建议PH值控制在4.8左右,若注重金色泽较黄控制在4.0左右。光泽剂有分高电流及中低电流用,中低电流光泽剂是用钴(钴使用前必须先螯合),而高电流光泽剂则使用吡啶衍生物(多属专利)。此镀金溶液在制程中最易也最怕的金属为铅,建议在2~3ppm时,尽快做除铅处理。
4.纯金镀液:此电镀是做为电镀薄金用(FLASH)或覆盖厚金用(因纯金颜色较黄),但不能做电镀厚金用(因耐磨性较差)。一般多使用柠檬酸及磷酸混合浴等。此浴可操作的电流密度为30ASD,效率约在10~20之间。温度控制在50~60度,PH值控制在5~8之间,故此浴也称为中性金。由于此浴单纯,在未有其他金属污染下,是极容易操作使用,一般只要控制金含量不提高太多即可(勿超过2g/l),金含量高时,一旦电镀膜厚稍厚,会有严重发红现象。
5.钯镍镀液:目前此种镀液仍为氨系镀浴,由于组成分多为氨水,故在控制上,操作上并不是相当成熟。开缸总金属含量约在30~40g/l,电镀效率随着金属浓度成正比。一般PH值约在8~8.5之间,而电镀时随着氨水的挥发PH值也跟着下降。现阶段以80%钯20%镍合金为主,膜厚约从20~50µ“之间。当使用高电流密度时,操作条件必须控制的很苛刻,如PH值,金属含量,钯镍比,滤波度,铜污染,镍表面活化度等,稍有偏差马上发生密着不良现象。表六
电镀类别 镀层硬度(Hγ) 电流密度
ASD PH值 温度℃ 金属含量g/L
镍电镀 300~500 0~40 3.8~4.8 50~60 90~110
锡铅电镀 10~30 3~40 —- 18~25 30~70
硬金电镀 130~210 0~15 4.0~4.8 50~60 1~15
纯金电镀 90~120 0~30 5~8 50~60 0.3~1.0
钯镍电镀 500~600 0~15 7.5~8.5 50~60 30~40
五.电镀流程:连续端子电镀的规格,有全镀镍,全镀锡铅,全镀镍再镀锡铅,全镀镍再镀全镀金,全镀镍后再选镀金及锡铅,全镀镍后再选镀钯镍并覆盖金及选镀锡铅等。下列为一般连续端子电镀的基本流程。
放料→预备脱脂→水洗→电解脱脂(阴或阳)→水洗→活性化→水洗→镀镍→水洗→镀钯镍→水洗→镀硬金→水洗→镀纯金→水洗→镀锡铅→水洗→中和→水洗→干燥→封孔→收料
1. 放料;由于连续端子材料是一卷一卷的,所以放料是呈连续性的(不间断)。放料方式有水平式和垂直式。接线方式,一般有采用缓冲接线式,预先拉出接线式,停机接线式,连续接线式,而接点有使用捆线法,铆钉法,点焊法,熔接法,穿钉法,粘贴法等。放料张力须适中,过大易造成端子变形,如果采用被动放料,一般在放料盘会设有刹车,以调节放料张力,如果是自动放料,则张力是最小的,在放料过程中有一重要作业,是层间纸的卷收,若收纸不顺会造成放料紊乱搅杂,致端子变形,甚至带入脱脂槽而污染脱脂剂。
2. 预备脱脂:一般业界有使用碱性脱脂剂加热处理,溶剂处理,乳化剂处理,电解脱脂剂处理。其中含溶剂的脱脂药剂除油效果最好,但因环保问题,渐渐少人使用,现用碱性(含电解)脱脂剂较多,都为固体粉末状,色泽从白色到黄色到褐色不等,通常配制浓度约为50~100g/L之间。当药液呈浑浊液体状时,急需更换脱脂剂。液温控制在40~70度,理论上温度越高脱脂效果越好,但相对的缺点有耗电,蒸发快,槽体寿命缩短,对操作人员健康不良,增加管理负担。而为增加脱脂效果,可加强药液搅拌(如加大泵循环,鼓风,超音波等),或加强阴极的搅拌(如快速生产,阴极摆动)效果很好。最近有开发喷涂式蒸汽脱脂法,是将脱脂剂加热到沸腾,以蒸汽方式直接喷洗在端子表面,针对缝隙死角除油效果较传统方法好,而且也可以大大缩短流程长度。
3. 水洗:一般采用浸洗,喷洗及喷浸洗并用。采用喷洗者多半为现场空间不足而设计,其缺点为清洗时间严重不足(特别是用鸭嘴喷口),并且料带侧边处往往无法清洗干净。若现场空间够用下,建议尽量设计浸洗流程(水流搅拌良好),特别是包管式端子一定要用浸洗(如D-TYPE公母端),甚至各流程中应该多加使用热水洗。而水洗的时间,次数也因产速,端子结构,吹气能力而有不同的设计,基本上要达到清洗干净为原则,通常都有数道以上。水质一般有用自来水,纯水,超纯水,最好使用纯水或超纯水,主要还是考虑到电镀药水不被污染,及电镀完成品表面不残留水斑,水迹(大面积的端子可能要使用超纯水,如铜壳,铁壳)。水洗的更换频度依清洁度而异,一般采用连续排放式,分批式排放。连续式排放比较浪费水资源,但水洗水的干净一般不必要担心。分批式排放比较符合环保及水资源的利用,但在设计及管理上必须要花点心思,否则将来也容易造成清洗不干净及污染药水等问题。
4. 电解脱脂:此乃使用碱性脱脂剂加热及通以直流电处理。电镀业现使用电解脱脂剂都为固体粉末状,色泽从白色到黄色到褐色不等,通常配制浓度约为50~100g/L之间。当药液呈浑浊液体状时,急需更换脱脂剂。液温控制在40~70度,理论上温度越高脱脂效果越好,但相对的缺点有耗电,蒸发快,槽体寿命缩短,对操作人员健康不良,增加管理负担。而为增加脱脂效果,可加强药液搅拌(如加大泵循环,鼓风,超音波等),或加强阴极的搅拌(如快速生产,阴极摆动)效果很好,通常后者效果更佳。阴极电解法为一般最常用方法,而阳极电解法多半使用在较不处理的油脂及氧化膜场合,由于阳极电解腐蚀镀件速度快(特别是黄铜,产速偏低时应注意),故不易控制。通常多半采用阴极电解脱脂法,阳极板使用316不锈钢。
5. 活性化:在铜合金底材,通常使用稀硫酸,稀盐酸或市售专利的活化酸。一般配制稀盐酸及稀硫酸浓度约为5~10%,而市售活化酸多半为白色细小粉末状,配制浓度约为30~100g/L之间,处理时间为数秒。当药液污染或铜含量增高时(液体颜色由无色透明变为淡青色),必须更换。未活化前铜合金底材呈暗淡色泽,经活化后会有较光亮的色泽。特别注意,当进行重镀时,务必将活化酸更换新液,因为旧的活化酸内含有铜离子,一旦产速较慢时铜离子极容易还原到旧镀层上,造成外观不良或密着不良。
6. 镀镍:为打底用,有无光泽,半光泽,全光泽。若纯粹做全镀锡铅的打底,使用无光泽或半光泽即可。若做金电镀的打底,且客户要求光泽度之下,可能就必须用到全光泽镍。但是需要再做折弯等二次加工,建议必须使用半光泽镍,并严格控管镍层厚度。一般在流程上都会有数道镀镍,每个镀槽长度最好不要超过两米(最佳长度在一米左右)。镀槽间必须设有水洗,此水洗通常回收补回原镀液,建议水洗后可不必吹气,让回收水自然带入下一个镍槽,即可补水又可省气。在连续电镀流程中,由于时间甚短,故镍打底完毕是可以不必再做活化,但是如果流程设计过长,又产速太慢时,镍再活化就有必要。甚至不小心有金属还原时,还必须再做还原金工程(以稀氰化物洗除)。
7. 镀金:目前镀金多半为选镀规格,已经很少有全镀(大概只剩闪镀)。通常若金只镀FLASH,建议可使用镀纯金流程,若镀厚金则建议先使用镀硬金流程后再镀纯金流程。而厚金槽的长度或数量及金含量的多少,就依需要的厚度和产速而定。由于金的电极电位很大,很容易置换出来,故电镀在无通电流下,端子不要浸泡在金溶液中,会造成密着不良,由于金是很贵的原料,故需控制电镀厚度,电镀面积及避免损失,所以如何省金便是各家业者赚钱的技术了(前提保证品质)。目前金电镀法有浸镀法,刷镀法,遮镀法,必须视端子形状,电镀规格,而有其一定的电镀方法,并非都可以通用。
8. 镀锡铅:一般除不易氧化的底材可不必进行镍打底外,通常需先镀镍后再镀锡铅。而金镀层与锡铅镀层是不能重叠互镀,原因一是在高温下锡铅会扩散到金层之上,使金层外观变暗,导致伽凡尼的加速腐蚀。现一般镀的锡铅合金是90%锡,10%铅,一般客户可允许锡铅比为90±5%,主要是考虑到后加工焊接熔点的问题。目前锡铅大部分采用浸镀法,若欲镀全面或局部电镀,可调整定位器。有些少数特殊场合会使用刷镀或遮镀,但是成本很高(因设备贵,产速慢)。
9. 中和:因锡铅电镀液为强酸,若水洗不良而残留余酸在锡铅层表面,会导致日后加速腐蚀,故用磷酸三钠或磷酸二钠来中和。操作温度在601度左右。浓度约10g/L。现阶段有些设计考虑在强力水洗部分,故能清洗干净时,不必中和也是可行的。
10. 干燥:务必先使用吹气将镀件表面水分吹掉,再用热风循环将镀件风干。一般使用温度在70~100度之间。若镀件表面的水分没有吹掉,则不易风干或留有水斑。如果产速快,现场空间不足时,建议可以在最后一道水洗前设置切水流程,可以大大减轻吹气及风干的压力。
11. 封孔:主要是在电镀完成后,在电镀层表面涂上一层透明的有机膜,而该膜不可以增加电接触阻抗。其优点为延长镀层寿命(增加抗蚀能力),稳定电接触阻抗,降低拔插力量,防止锡铅界面线再恶化,提升电镀重工良率等。封孔剂分为水溶性与油溶性,其中以后者效果较佳。
12. 收料:由于连续端子材料是一卷一卷的,所以收料是成连续性9不间断),收料方式一般有水平式和垂直式。下线方式,一般采用缓冲轮式,落地式或瞬间停机式。收料可分为传动部分和卷料部分,生产速度完全靠传动来控制,而传动出来的镀件需靠卷料来包装。
六.电镀设备:一般连续端子电镀规格有全面电镀与局部电镀。全面电镀多半为低成本金属(如铜,镍,锡铅,薄金),高成本金属(贵金属)或多种规格电镀,则都以局部电镀加工。前者加工法多半为浸镀法,后者加工则有浸镀法,遮蔽法,刷镀法。
表七
电镀法 优点 缺点 适合产品
浸镀法 电镀设备简单,操作容易,造价便宜,电镀效率好 耗用金属成本较高,电镀膜厚不均,选择电镀位置误差较大。 全面电镀,构造复杂或结构较差的端子。
遮蔽法 电镀膜厚均匀,选择电镀位置误差较小,电镀效率好,耗用金属成本较低。 电镀设备复杂,操作困难,造价昂贵。 构造简单或结构较佳的端子,扁平料板或端子。
刷镀法 耗用金属成本最少 电镀效率差,电镀膜厚不均(扩散) 凸状端子,点状电镀,小面积电镀。
以下就是针对一般连续镀端子的电镀设备结构加以解说。
1. 药水槽体:一般使用的材料有PP,PVC,不锈钢。若不需要加热可使用PVC槽,温度在70℃以下可使用PP槽,若温度超过70℃时则需使用不锈钢槽,但是电镀槽是不可用不锈钢槽(金属槽0。在连续电镀中,有分母槽与子槽。母槽为装电镀药水用,而子槽为电镀用。目前子母槽分离,同体,共用三种方式。母槽结构的设计较单纯,只需考虑水流,搅拌,稳流,定位,阴阳极距离等因素。
2. 槽体基架:一般有塑胶药槽的衍生架,角铁,不锈钢方管,黑铁上漆等方式。为考虑强度及耐蚀问题,建议使用不锈钢方管。
3. 进水系统:一般有使用纯水与自来水。在每个药槽,水槽上都设有进水口,以补充水位及清槽之用。为避免水管破漏或人为疏忽,电镀槽是不设进水装置的。
4. 排水系统:一般排水需先行分类再设排水系统。以端子连续电镀的废水分类为,酸液,碱液,镍液,金液,锡铅液等。而各槽排水管建议用一英寸以上的管子。排水效果较良。一般水洗槽设单排水阀,而各个电镀药槽则设双排水阀,以避免人为疏忽将药水排掉。各水槽设溢流管,避免满水流到它槽。
5. 抽风系统:电镀设备需有密封(即有上盖),方有设抽风效果。在主要产生废气的药槽设立抽风口,并可以调节抽风量。因气体中含水量极高,故需设有排水装置。抽出的气体也必须作废气处理。
6. 电热系统:因药槽需加热,故加热系统很重要。一般加热系统组成有加热器,感温器,液位感应器,温度设定器,TIMER,警报器等。由于顾及安全问题,必须设有无水自动断电系统。浸泡在药水中的材质以钛金属最为长用,但在强碱药水槽中,则建议使用不锈钢或是铁氟龙等材质。
7. 冷却系统:一般有直接冷冻法和间接冷冻法。而直接冷冻法是将药水抽至冷冻机内冷却,此方法冷冻效果好。间接冷冻法则是在药水槽内排冷却水管间接冷冻药水,此法冷冻效果较差,清槽困难。冷冻机的散热方式有水冷法(须有冷却水塔)与气冷法(风扇)。锡铅药水若能保持24小时低温状态,药水比较不会造成浑浊情形。
8. 电控系统:除上述加热及冷却系统的电控之外,尚有泵,过滤机,震荡机,整流器,传动,烤箱,鼓风机等的电控,通常都以电源控制箱汇总控制。而整流器与传动是设定为连动装置。
9. 刮水设备:在连续电镀设备中,刮水方法有使用橡胶刮板,毛刷,吹气,吸水海绵等方法。其中以吹气法效果最佳,但成本最高,目前吹气产生方式有空压机生成式和鼓风机生成式。端子结构较差(易变形)的不适用毛刷和刮板,矽橡胶刮板适合扁平状的端子。
10. 干燥系统:在电镀结束后,端子表面水滴必须除去,否则干燥效果会很差。一般干燥的烤箱都用HEATER或IR,并且在热风循环下干燥。烤箱须有温度控制装置。
11. 放料系统:一般放料方式有水平式和垂直式。放料区设有卷纸装置,连动开关,定位导轮。若生产速度很快时,更要设有缓冲接线。
12. 收料系统:一般收料方式有水平式和垂直式。收料区须设有传动装置(有些特殊的传动装置不在收料系统内),记数装置,连动开关,收料装置,纸转盘,定位导轮,若生产速度很快时,更要设有缓冲接线。
13. 泵过滤机:一般分卧式泵和立式泵,其规格以HP马力来区分,马力越大,其流量也越大,过滤机滤心常用规格为1µ,5µ,10µ,µ数越小可过滤的颗粒越小,过滤的效果也就越好。一般建议金槽,钯镍槽使用1µ,而其他的使用5µ滤心,并且每周定期检查。过滤时间越长,效果越好,如能24小时过滤最佳。
14. 整流器:目前有可控制硅整流器,电晶整流器,变频式整流器,脉冲整流器等。因为直流电波度会影响电流密度范围,滤波度越小,可操作的电流密度也就越宽,通常滤波度须在3%以下。其中以变频整流器最佳,滤波度约在0.1%。
15. 定位器:一般使用在药槽内的方法有固定式(全面浸泡时使用)和调整式(选镀或考虑电流分布时使用),而使用材质有耐酸碱和耐热的塑胶,玻璃,陶瓷等。至于在药槽之外的定位器则多半使用不锈钢。
16. 阴阳极:阴(阳)极导电电线规格为==最大操作电流 /4 *(线数)。如电流为100安培,导线两条,则导线横截面至少需要12.5平方毫米以上。阳极有分溶解性阳极和不溶性阳极。溶解性阳极是用在补充(普通金属电镀常见),而不溶性阳极都做辅助阳极的用,如镀镍时,使用镍金属做溶解性阳极,钛篮为装镍金属用,故为不溶性阳极。贵金属电镀通常都使用不溶性阳极,且为导电良好,会使用贵金属不溶解性阳极(如白金)。阴极一般指的就是镀件,但此处所述的阴极为镀件导电用的阴极导电头,一般阴极导电头使用铜合金或不锈钢材料,必须考虑导电,耐蚀,作业,成本,方可定材料。而阴极导电头与镀件接触需良好,且摩擦越小越好。
17. 搅拌器:为促使电镀效率,增加电镀均匀度,提高电流密度,故必须加强搅拌效果。一般有用强水流搅拌,阴极震荡搅拌,超音波搅拌,空气搅拌等方式。
表九
搅拌方法 优点 缺点
强水流搅拌 无噪音,稳定性好 泵马力需很大,热损失大
阴极震荡搅拌 搅拌效果最好,无热损失 有噪音,稳定性不佳
超音波搅拌 泵马力很小,无热损失 成本高,寿命短,有噪音
空气搅拌 泵马力很小,稳定性好 热损失最大,有噪音 
 
关键词: 电镀底材
 
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