電鍍原理及不良分析

1、電鍍原理及不良分析第1頁，共55頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)37分，星期六大 綱一.電鍍目的二.電鍍原理三.鍍層品質(zhì)確認(rèn)方法四.電鍍設(shè)備分類五.設(shè)備組成六.端子連續(xù)電鍍流程介紹七.功能介紹八.電鍍外觀不良品介紹九.電鍍不良原因第2頁，共55頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)37分，星期六一.電鍍目的: 在金屬表面披覆一層或多層金屬披膜,使金屬表面形成保護(hù). 並依據(jù)金屬披膜的不同,可以增加焊接性,導(dǎo)電性及降低金屬表面磨耗,延長產(chǎn)品使用壽命,降低成本.二.電鍍原理: 利用直流電源的陰陽極反應(yīng),將電鍍槽液中的金屬離子披覆在被鍍物件的表面,形成金屬披膜.整流器陽極(+)陰極(-)陽極板電鍍反應(yīng)槽被鍍

2、物金屬披膜電鍍槽液第3頁，共55頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)37分，星期六鍍層重要性 1.密著性:鍍層和素材金屬之間的結(jié)合力,鍍層剝離是 密著性不佳的代表 2.致密性:鍍層本身金屬晶體間的結(jié)合力. 3.連續(xù)性:底材本身皆能被鍍層遮蔽,而不致發(fā)生孔隙, 或連續(xù)隱約可見底材表面未鍍到的情況. 4.均一性:高低電流區(qū)膜厚分布均勻. 5.被覆力:對于凹處和難鍍到的地方鍍層能涵蓋的能力 6.應(yīng) 力:鍍層內(nèi)應(yīng)力大易引起龜裂.起泡.剝離等不良 7.機(jī)械性:硬度.耐磨性.延展性等 8.化學(xué)安定性:鍍層不受環(huán)境影響之能力. 9.電氣性:電接觸阻抗等.注:上述第79項(xiàng)直接受16項(xiàng)和鍍層金屬之特性所影響 第4頁

3、，共55頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)37分，星期六良好的電鍍鍍層需具備: 1.密著性的確保 2.具備色澤、致密、連續(xù)性且美觀 3.均一電著性且被覆力優(yōu)良 4.無殘留應(yīng)力且機(jī)械強(qiáng)度高 5.化學(xué)性安定且耐葯品性高鍍層結(jié)晶連續(xù)性優(yōu)良第5頁，共55頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)37分，星期六三.鍍層品質(zhì)確認(rèn)方法: 連接器主要用於電訊信號的傳輸上,在運(yùn)輸,使用中可能面臨外在溫度急劇變化,溫濕度循環(huán)改變或空氣中彌漫鹽霧等侵蝕,而使其外觀異?；蛘邌适Чδ?且在重複使用後,仍需保持原來特性,故鍍層需經(jīng)過下述方法檢驗(yàn),以確保客戶使用無虞1.膜厚量測:依設(shè)計(jì)圖面2.硝酸試驗(yàn)(鍍層孔隙度): 確保鍍層的致密性

4、,致密性不良,會導(dǎo)致接觸導(dǎo)通不良 在硝酸氣體中置放75min,觀察孔隙度的產(chǎn)生.目前業(yè)界普遍 要求為0.1(在10個接觸區(qū)內(nèi),有一個孔隙);腐蝕孔的面積大 小不同,代表的孔隙值亦不同3.蒸氣老化試驗(yàn)(鍍層壽命): 在85C,85rh的環(huán)境中置放48Hr,觀察是否有腐蝕現(xiàn)象;經(jīng)過 蒸汽老化試驗(yàn)4-8hr,約等于零件或材料儲存在自然條件下六 個月一般,放置72小時後,仍沒有腐蝕時,可初步認(rèn)定鍍層壽 命有7年以上第6頁，共55頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)37分，星期六三.鍍層品質(zhì)確認(rèn)方法:4.鹽霧試驗(yàn)(鍍層壽命): 在鹽霧的環(huán)境中置放12Hr,觀察是否有腐蝕,變色現(xiàn)象;一般 放置48小時後,仍沒

5、有腐蝕變色時,可初步認(rèn)定鍍層壽命有7 年以上5.密著性試驗(yàn)(鍍層剝離): a.使用膠帶直接黏貼於鍍層表面,並迅速撕起 b.將端子折彎,查看鍍層是否剝離 c.熱衝擊試驗(yàn),在高溫,低溫的環(huán)境中,以衝擊的方式打擊鍍 層表面,驗(yàn)證鍍層是否剝離6.鍍層耐插拔磨耗試驗(yàn)7.鍍層阻抗(LLCR)8.焊錫性試驗(yàn): a.剪一截端子(約4CM)浸於245+5度之焊錫爐5秒,觀察其沾錫 面積是否達(dá)95% 以上.(使用10倍顯微鏡觀察) b.沾錫天秤第7頁，共55頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)37分，星期六三.鍍層品質(zhì)確認(rèn)方法:9.電子顯微鏡觀察露銅,露鎳,錫鬚 目前全世界都要求使用無鉛及無鎘製程,但電鍍中只要有使

6、用到錫,就避免不了錫鬚的產(chǎn)生,當(dāng)錫鬚大到會導(dǎo)致短路,基 本上那是後階段製程不良,不是電鍍造成;目前對於錫鬚的看 法是,定義一個可以接受的範(fàn)圍(如錫鬚長,寬及厚度在70” 以下或更低) 第8頁，共55頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)37分，星期六四.電鍍設(shè)備分類: 因應(yīng)不同的被鍍物,底材,不同的鍍層,不同的膜厚,不同的鍍層位置,及不同的藥水供應(yīng)商,電鍍設(shè)備組成均不相同,設(shè)備功能及操作也會有很大的差異目前市面上有三種電鍍方式: 1.水平連續(xù)式電鍍 2.滾鍍電鍍 3.掛鍍電鍍 無論是何種電鍍設(shè)備,均具備三種製程 1.前處理:將底材表面潔淨(jìng),活化,增進(jìn)電鍍效率,防止鍍層與底材結(jié)合不良 2.電鍍:底材表

7、面電鍍披膜 3.後處理:將電鍍殘留藥液去除,乾燥,防止鍍層變異,品質(zhì)不良第9頁，共55頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)37分，星期六五.設(shè)備組成: 電鍍設(shè)備主要由以下各項(xiàng)組合而成A.電控系統(tǒng):包含了所有電動原件,及線上即時資料的監(jiān)視及控制;如pump 溫控系統(tǒng),整流器,伺服馬達(dá)等的控制,生產(chǎn)速率,生產(chǎn)數(shù)量, 異常警報的即時資料,自動監(jiān)視槽液狀態(tài),即時補(bǔ)充消耗或損 失的槽液B.藥水系統(tǒng): 依據(jù)不同的電鍍處理需求,有:脫脂,微蝕,酸洗,拋光,銅,鎳, 鈀鎳,金,錫,錫鉛等藥水.每一種藥水的玻美度,濃度,溫 度,pH值及光澤劑含量均需控制在使用範(fàn)圍內(nèi),方能達(dá)到最佳 的反應(yīng)速率.C.機(jī)構(gòu)組件 包含機(jī)架

8、,整流器,pump,子母槽,管路,溫控系統(tǒng),陽極板(可 溶性及不可溶性),風(fēng)水刀,空氣壓縮機(jī)或鼓風(fēng)機(jī),伺服馬達(dá), 導(dǎo)輪組,及各項(xiàng)因應(yīng)生產(chǎn)用夾治具第10頁，共55頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)37分，星期六六.端子連續(xù)電鍍流程介紹:放料脫脂脫脂水洗酸洗酸洗水洗拋光水浸洗鍍金鍍鎳拋光水洗鎳回收金回收1金回收2翻轉(zhuǎn)錫鉛前噴洗水浸洗鍍錫鉛錫鉛後噴洗熱水浸洗輔助收料風(fēng)乾烘乾收料前處理電鍍後處理第11頁，共55頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)37分，星期六七.功能介紹:1.電解脫脂: 目的:去除基體表面的雜物及油污 原理:利用電極的極化作用,降低了油-溶液界面的表面張力, 電極上所析出的氫和氧氣泡對油膜

9、具強(qiáng)烈的撕裂作用, 能使油膜迅速轉(zhuǎn)變成細(xì)小的油珠,氣泡上升時機(jī)械攪拌 作用,進(jìn)一步強(qiáng)化了除油過程 電解脫脂有兩種方式: a.陰極脫脂: H+ + 2e H2 速度快,生成的H2對基體表面具還原作用,溶液中少量的Sn .Zn.Pb離子的存在會在料帶表面形成海綿狀析出,易形成 氫脆. b.陽極脫脂: 4OH- - 4e 2H2O + O2 速度慢,對基體有腐蝕作用,可以除去基體表面的異金屬薄 膜,生成的O2使基體表面生成CuO薄膜.第12頁，共55頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)37分，星期六2.酸洗: 目的:去除基體表面氧化膜,活化金屬基體.中和前工站帶入 的鹼 原理:把50%的硫酸稀釋到20%

10、左右使用,用于去除基體表面的 氧化物CuO.Cu2O以及中和前面工站帶入的鹼:CuO + H2SO4 CuSO4 + H2O CuO + 3H2SO4 2CuSO4 + 3H2O + SO2濃度太低,效果不足;太高,則對基體具腐蝕作用. 應(yīng)定期更換,生成的CuSO4對Beo有貢獻(xiàn),但對去除CuO無貢獻(xiàn),CuSO4含量若太高,溶液發(fā)藍(lán),必須更換.前處理不良之影響:電鍍前處理不徹底,易導(dǎo)致電鍍后密著性欠佳,起泡等不良.會影響鍍層之結(jié)晶狀況.零件深凹區(qū)易藏污納垢,不易去除.第13頁，共55頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)37分，星期六3.鍍鎳: 目的:1.打底,整平. 2.延緩基體金屬向表層金屬層擴(kuò)

11、散. 原理: Ni2+ + 2e Nia.鎳層結(jié)晶細(xì)小,容易拋光.b.鎳硬度高,耐強(qiáng)鹼,易溶于硝酸.c.減少鍍層針孔,可采用多層電鍍法.d.鍍層表面存在一層鈍化膜,不易焊接鍍鎳不良之影響:造成鍍金層表面不平整,結(jié)晶粗糙,底材金屬擴(kuò)散等不良,化學(xué)安定性&耐葯品性能差.易氧化腐蝕.第14頁，共55頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)37分，星期六4.鍍鈀/鎳: 目的:增加端子的耐磨性,抗氧化耐腐蝕性 原理: Pd2+2ePd Ni2+2eNi a.硬度高,內(nèi)應(yīng)力低,耐磨性比金好 b.化學(xué)穩(wěn)定性高,溶于硝酸&王水.c.porosity(孔隙度)比金好5.鍍金: 目的:增加接觸點(diǎn)抗氧化腐蝕能力,穩(wěn)定電接觸

12、性能. 原理: Au+ + e Aua.具有美麗的金黃色外觀,可作裝飾性鍍層.b.化學(xué)穩(wěn)定性高,僅溶于王水.c.鍍層延展性好,導(dǎo)電性優(yōu),易焊接. 鍍金方式可分為:1.刷鍍2.皮帶遮蔽3.浸鍍4.輪鍍,點(diǎn)鍍第15頁，共55頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)37分，星期六6.鍍錫/鉛: 目的:降低焊接溫度,增強(qiáng)焊接性 原理: Sn2+ +2e Sn Pb2+ +2e Pba.錫鉛層延展性&可焊性良好.b.具較高的化學(xué)穩(wěn)定性.c.質(zhì)軟,易劃傷 光亮劑對鍍層的影響有利亦有弊,因?yàn)閰⑴c陽極反應(yīng)夾入等元素,對鍍層的抗蝕性、內(nèi)應(yīng)力、和硬度等化學(xué)物理性能會產(chǎn)生明顯的影響,所以取舍之間,應(yīng)衡量工藝間需求的程度而決

13、定. 初級光亮劑與次級光亮劑必須配合使用,否則應(yīng)力高,延展性差.輔助劑的適量應(yīng)用可提高次級光亮劑的效率,降低其消耗量第16頁，共55頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)37分，星期六7.水洗:分為冷水洗,熱水洗,自來水洗,循環(huán)水洗,純水洗,噴洗 ,浸洗 目的:去除零件表面殘餘藥水及不良雜質(zhì) 冷水洗&熱水洗:熱水洗有助增加水洗活性及取得一定的封孔效果. 自來水洗&循環(huán)水洗&純水洗:在前處理工站採用自來水洗,進(jìn)入電鍍槽前用純水噴洗,避免水中的雜質(zhì)帶入鍍槽中.為加強(qiáng)純水洗的效率及成本考量, 常在純水洗前加循環(huán)水洗工站. 噴洗&浸洗:噴洗具衝擊力,易受遮蔽影響,受零件結(jié)構(gòu)&水刀的結(jié)構(gòu)和角度影響大;浸洗缺衝

14、擊力,較全面第17頁，共55頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)37分，星期六8.風(fēng)干: 目的:a.以強(qiáng)風(fēng)將零件表面之大部分水份去掉,減少烘干時間b.通過強(qiáng)風(fēng)將零件表面之雜質(zhì)去除.避免水漬.9.烘乾: 目的:將殘留在零件表面及孔隙中的少量水份以熱風(fēng)加熱變 為水蒸氣的方式去除 后處理不良之影響:易造成零件污髒,腐蝕,耐久性能差,甚至直接影響接觸 性能第18頁，共55頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)37分，星期六八.不良品介紹:A.衝壓來料不良:1.正常來料2.銅材氧化第19頁，共55頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)37分，星期六3.來料扇形,弧形八.不良品介紹:A.衝壓來料不良:第20頁，共55頁，

15、2022年，5月20日，0點(diǎn)37分，星期六八.不良品介紹:A.衝壓來料不良:4.來料壓傷第21頁，共55頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)37分，星期六八.不良品介紹:A.衝壓來料不良:5.來料歪針,并針第22頁，共55頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)37分，星期六八.不良品介紹:B.電鍍不良:1.電鍍后正常端子第23頁，共55頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)37分，星期六八.不良品介紹:B.電鍍不良:2.鍍鎳層燒焦發(fā)生原因:1:電流過大2:光亮劑不足3:Cu污染4.槽液溫度低第24頁，共55頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)37分，星期六八.不良品介紹:B.電鍍不良:3.鍍金層燒焦發(fā)生原因:1:

16、電流過大2:流量不足3.金含量過低4.溫度低5.添加劑含量低第25頁，共55頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)37分，星期六八.不良品介紹:B.電鍍不良:4.鍍金層白針發(fā)生原因:1.整流器未開2.導(dǎo)線松脫3.長金導(dǎo)通4.料帶從導(dǎo)輪脫落5.鍍液未抽上來第26頁，共55頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)37分，星期六八.不良品介紹:B.電鍍不良:5.鍍金位置偏移或Sn覆蓋原因:1.皮帶開孔不夠或變形2.導(dǎo)輪高度發(fā)生變化3.料帶從導(dǎo)輪脫落第27頁，共55頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)37分，星期六八.不良品介紹:B.電鍍不良:6.錫鉛白霧原因:1.電流密度太低2.酸含量不足3.光亮劑不足4.陽極塊不足

17、5.陽極鈍化第28頁，共55頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)37分，星期六八.不良品介紹:B.電鍍不良:7.錫鉛鍍層燒焦原因:1:電流過大2:光亮劑不足3:主鹽濃度低4:陽極塊不足5.錫鉛酸濃度過高6.液位下降第29頁，共55頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)37分，星期六八.不良品介紹:B.電鍍不良:8.錫鉛覆蓋原因:1.錫鉛液位過高2.pump流量不穩(wěn)3.液面氣泡4.料帶從導(dǎo)輪掉落5.金傳動或輔助馬 達(dá)扭力不穩(wěn)第30頁，共55頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)37分，星期六九.電鍍異常原因:A.電鍍膜厚不足:1.電流密度過小2.主鹽濃度低3.電鍍位置偏移4.刷鍍時,導(dǎo)通5.多子槽浸鍍時,個別子

18、槽液位掉下,泵未打開,或整流器 未打開,或控制開關(guān)跳閘6.走速過快第31頁，共55頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)37分，星期六九.電鍍異常原因:B.電鍍鍍層脫皮:1.導(dǎo)輪磨損,冒火花2.導(dǎo)電線松脫3.鍍液溫度偏低4.不純物含量超標(biāo)5.前處理不良6.水洗水不干淨(jìng)7.料帶從導(dǎo)輪脫落第32頁，共55頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)37分，星期六九.電鍍異常原因:C.電鍍歪針:1.導(dǎo)輪磨損,刮歪2.料帶從導(dǎo)輪脫落,刮歪3.風(fēng),水刀,子堰口刮歪4.羊毛氈長金刮歪5.包裝不良產(chǎn)生1.導(dǎo)輪不水平2.料帶阻力過大D.端子扇形,弧形:第33頁，共55頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)37分，星期六九.電鍍異常原

19、因:E.錫渣: 1.鍍Sn/Pb段,被導(dǎo)輪刮下來的細(xì)小錫屑,積聚在導(dǎo)輪座上,未及 時清除,附著于料帶,產(chǎn)生錫渣 2.烘乾后一組導(dǎo)輪運(yùn)轉(zhuǎn)不暢,導(dǎo)輪磨損,被刮下的錫鉛粉屑,因摩 擦生熱,導(dǎo)輪擠壓,熔貼于料帶,產(chǎn)生錫渣F.鍍錫鉛發(fā)黃 1.表面殘留酸 2.溫濕環(huán)境存放 3.錫鍍槽添加劑失調(diào)G.錫鉛拒焊 1.錫鉛比例錯誤 2.光澤劑含量過多第34頁，共55頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)37分，星期六第35頁，共55頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)37分，星期六第36頁，共55頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)37分，星期六第37頁，共55頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)37分，星期六超音波脫脂電解脫脂超

20、音波震盪子子槽陽極桿陽極板(SUS304)子堰槽液擾流板電解脫脂工站第38頁，共55頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)37分，星期六電解脫脂工站pump不鏽鋼陽極板脫脂母槽加熱器水洗母槽整流器溫控器子槽風(fēng)刀水刀陽極桿機(jī)架第39頁，共55頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)37分，星期六子槽攪拌管擋板酸洗,拋光工站第40頁，共55頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)37分，星期六酸洗,拋光工站pump酸洗母槽水洗母槽子槽風(fēng)刀水刀機(jī)架攪拌管第41頁，共55頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)37分，星期六鍍鎳工站陽極桿陽極鈦籃陽極鎳珠攪拌管子槽擋板第42頁，共55頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)37分，星期六鍍鎳工站槽外過濾PUM