连续电镀技术教材doc35)-管理培训(编辑修改稿)

连续电镀技术教材doc35)-管理培训(编辑修改稿)内容摘要：

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 ~%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 左右，若注重金色泽较黄控制在 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。 ： 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。 ： 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~ 之间，而 12 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 20~50181。 ``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 ~ 50~60 90~110 锡铅电镀 10~30 3~40 18~25 30~70 硬金电镀 130~210 0~15 ~ 50~60 1~15 纯金电镀 90~120 0~30 5~8 50~60 ~ 钯镍电镀 500~600 0~15 ~ 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 DTYPE 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。 13 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 90177。 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。 ：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。 ：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。 ：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 14 电镀效率好，耗用金属成本较低。 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。