端子电镀基本知识
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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:1.阴极:被镀物,指各种接插件端子。
2.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).3.电镀药水:含有欲镀金属离子的电镀药水。
4.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。
5.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。
1.镀铜:打底用,增进电镀层附着能力,及抗蚀能力。
2.镀镍:打底用,增进抗蚀能力。
3.镀金:改善导电接触阻抗,增进信号传输。
4.镀钯镍:改善导电接触阻抗,增进信号传输,耐磨性比金佳。
5.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)1.脱脂:通常同时使用碱性预备脱脂及电解脱脂。
2.活化:使用稀硫酸或相关的混合酸。
3.镀镍:使用硫酸镍系及氨基磺酸镍系。
4.镀钯镍:目前皆为氨系。
5.镀金:有金钴,金镍,金铁,一般使用金钴系最多。
6.镀锡铅:烷基磺酸系。
7.干燥:使用热风循环烘干。
8.封孔处理:有使用水溶型及溶剂型两种。
电镀药水组成;1.纯水:总不纯物至少要低于5ppm。
2.金属盐:提供欲镀金属离子。
3.阳极解离助剂:增进及平衡阳极解离速率。
4.导电盐:增进药水导电度。
5.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:1.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。
2.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。
3.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。
4.电流波形:通常滤波度越好,镀层组织越均一。
端子电镀基本知识端子的电镀与检验一、端子电镀基本知识1.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。
2。
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。
3.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。
为什么接线端子需要电镀大多数的电子接线端子,端子都要作表面处理,一般即指电镀。
有两个主要原因:一、保护端子簧片基材不受腐蚀;二、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。
上海有乐工作人员,分析一下几点1.防止腐蚀:多数端子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。
2.表面优化:端子表面性能的优化可以通过两种方式实现。
一是在于接线端子的设计,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。
3、增加接线端子强电镀附着性(如铜)对于附着性较差的金属,电镀前通常要打铜底用以增强附着性。
4、增强接线端子的导电能力(如金,银)原素材如铁,磷铜的导电率通常都在20%以下,对于低阻抗要求的连接器无法满足要求,故在表层电镀金等高导电率金属后可降低其阻抗。
5、提高接线端子的焊锡性(如锡,金等)原因素材对于锡的附着力较差,表面电镀一定厚度的锡等物质后可改善零件的焊锡性。
三.端子日常保养而言1.作业人员每天必须清洁机器,除去机器表面的灰尘和杂物以及多余的油污2.端子机冲压导向轨必须1小时加一次机油润滑加油孔在端子机顶部,每次加油以2-3滴为宜不要过多。
3.端子机主速轴承必须每周加黄油,具体操作方法如下:打开端子机后盖→拆掉从动皮带轮卡簧→拆掉皮带轮→打黄油(均匀涂于高速轴承表面)→复原(注:拆卸皮带轮过程中,应注意轴承滚珠遗失)。
电镀件的知识点总结一、电镀原理1. 电镀的基本原理电镀是利用电解学原理,在适当的电解质溶液中,将一种金属沉积在另一种金属的表面上的方法。
电镀过程中,被镀件作为阴极,在外加电压作用下,阳极上的金属离子在电解液中获得电子并沉积到阴极表面上,从而形成一层金属膜。
2. 电镀的影响因素电镀过程中影响镀层质量的因素包括电镀液的成分、温度、PH值、电流密度、搅拌方式等,同时还受到被镀件的表面处理、预处理工艺、电镀设备和环境条件等多方面因素的影响。
3. 电镀层的性能电镀层主要有提高金属表面的光泽、提高耐腐蚀性、增强硬度和抗磨损性、提高导电性等功能。
不同的电镀层材料和工艺对镀层性能有不同的影响。
二、电镀工艺1. 预处理工艺预处理工艺是电镀过程中非常重要的一环,其目的是去除被镀件表面的油污、氧化膜和杂质,以保证镀层与被镀件的结合力和质量。
预处理工艺包括去油、除锈、酸洗、磷化等步骤。
2. 主要电镀工艺常见的电镀工艺包括镀铬、镀镍、镀铜、镀锌、镀镍铜合金等,不同的电镀工艺适用于不同的被镀件材料和要求。
3. 后处理工艺在电镀完成后,通常还需要进行后处理工艺,例如烘干、抛光、封孔处理等,以提升电镀件的表面质量和性能。
三、电镀件的应用领域电镀件广泛应用于汽车零部件、家用电器、机械设备、建筑材料等领域。
在汽车制造行业中,电镀件用于提升汽车外观质感和耐腐蚀性;在家电制造行业中,电镀件用于提升产品的外观光泽和抗腐蚀性能;在机械设备领域,电镀件用于提高零部件的表面硬度和耐磨损性能。
四、电镀件的环保技术随着环保意识的提升,电镀行业也在不断改进工艺,采用环保技术。
例如,采用无铬镀层技术、循环利用电镀废水等,以减少对环境的影响。
总之,电镀件作为一种常见的金属表面处理方法,其原理、工艺和应用领域都具有重要的意义。
在适当的工艺条件下,能够获得高质量的电镀件产品,满足不同领域的需求。
同时,随着环保技术的不断发展,电镀行业也在向着绿色、环保的方向不断努力前行。
端子电镀基本知识端子的电镀与检验一、端子电镀基本知识1.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。
2。
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。
3.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。
电镀基本知识电镀基本知识一.基本概念1.电镀:电镀是一种电化学过程,也是一种氧化还原过程。
它是将零件浸在金属盐溶液中作为阴极,金属作为阳极,接通直流电源后零件后,在零件上就会沉积出金属镀层。
例如:在硫酸镍溶液中镀镍零件为阴极,镍板为阳极。
在阴极上发生还原反应:Ni2++2e→Ni↓金属镍副反应:2H+2e→H2↑在阳极上发生氧化反应Ni+2e→Ni2+副反应:4OH--4e→2H2O+O2↑这样,镍金属不断在阳极溶解成镍离子,而溶液中的Ni2+不断地在零件上还原成金属镍覆盖在零件上成为镀镍层。
2.分散能力和覆盖能力镀层在阴极表面分布均匀性和完整性,是决定镀层质量的一个重要因素。
在电镀中常用分散能力和覆盖能力来分别评定金属镀层在阴极分布的均匀性和完整性。
●电镀液的分散能力,是指在特定条件下,一定溶液使阴极镀层分布比初次电流分布所获得的结果更为均匀的能力。
●初次电流分布是仅考虑阴极不同表面到阳极的几何距离不同时的阴极电流分布情况。
镀层在零件上均匀分布能力越高该电镀液的分散能力就越好。
●整平能力,是指在底层(素材)上形成镀层时,镀液所具有的能使镀层的微观轮廓比底层更平滑的能力。
●电镀液和覆盖能力,是指在特定条件下凹槽或深孔中沉积金属镀层的能力。
覆盖能力越高,镀及越深。
覆盖能力差,在零件凹处就镀不上金属镀层。
●电镀工作条件是指电镀时的操作变化因素,包括镀液成份含量,电流密度、操作温度、溶液搅拌及电流波形。
3. 对电渡的基本要求1.与基本金属结合力牢固,附着力好2.镀层完整,结晶细致紧密,孔隙力小3.具有良好的物理、化学及机械性能4.具有符合标准规定的镀层厚度,而且镀层分布要均匀4.析氢对镀层的影响在电镀过程中,大多数镀液的阴极反应,除了金属离子的沉积外,还伴随眷有氢气的析出,在有些情况下,阴极上析出氢气会使镀层出现以下几种庇病:I.针孔或麻点:氢气呈气泡形式在阴极零件表面上,阻止金属在这些部位沉积,它只能在气泡的周围,如果氢气泡在整个电镀过程中一直停留在阴极零件表面,则镀好的镀层会有空洞或贯穿的缝隙,若氢气泡在电镀过程中粘附得不牢固,而是间歇交替地逸出和粘附,那么这些部位将形成浅坑和点穴,通常称为针孔和麻点。
接线端⼦排电镀种类和作⽤接线端⼦电镀就是利⽤电解原理在某些⾦属表⾯上镀上⼀薄层其它⾦属或合⾦的过程,是利⽤电解作⽤使⾦属或其它材料制件的表⾯附着⼀层⾦属膜的⼯艺从⽽起到防⽌⾦属氧化。
不同的镀层具有不同的作⽤。
下⾯我们来介绍⼀下接线端⼦电镀的镀种以及做电镀的原因。
接线端⼦镀种1、镀锌锌易溶于酸,也能溶于碱,故称它为两性⾦属。
对钢铁来说,锌镀层属于阳极性镀层,它主要⽤于防⽌钢铁的腐蚀。
锌镀层经钝化处理、染⾊或涂覆护光剂后,能显著提⾼其防护性和装饰性。
如螺钉类,导轨类。
2、镀镍电镀镍层在空⽓中的稳定性很⾼,由于⾦属镍具有很强的钝化能⼒,在表⾯能迅速⽣成⼀层极薄的钝化膜,能抵抗⼤⽓、碱和某些酸的腐蚀。
电镀镍结晶极其细⼩,具有优良的抛光性能,在⼤⽓中可长期保持其光泽。
如螺钉、⽅块类、导电件;3、镀锡锡是⼀种银⽩⾊的⾦属,⽆毒,容易焊接,导电性良好,具有良好的焊接和延展性,锡镀层还具有耐腐蚀的作⽤。
如引脚类;镀锡有两种:镀亮锡与镀雾锡。
亮锡:外观亮发,⽐较好看、光滑,结晶细致,不容易留指纹,⼀般厚度在3um以上。
雾锡:可焊性以及耐锡须性能都较好,结晶⽐较粗糙,容易留指纹,⼀般厚度在5um,8um不等。
4、镀⾦镀⾦层外观为⾦黄⾊,具有很⾼的化学稳定性,只溶于王⽔及其他超强酸,不溶于其它酸。
延展性好、易抛光、耐⾼温,具有很好的抗变⾊性能。
具有较低的接触电阻、导电性能良好、易于焊接、耐腐蚀性强、并具有⼀定的耐磨性。
还可保证信号的完整性。
常⽤如压⽚类。
5.镀银镀银层很容易抛光,有很强的反光本领和良好的导热、导电、焊接性能,镀银层⽐镀⾦价格便宜得多,对有机酸和碱的化学稳定性也较强。
接线端⼦电镀原因1、美观(如镀⾦,银,镍等)电镀后接线端⼦⾦属通常较素材有更加光泽亮丽的外观。
2、防上腐蚀(如镀镍,铬,锌等)通常原素材如铜,铁等在空⽓中极易氧化,电镀⼀层抗氧化能⼒较强的⾦属后可以提⾼接线端⼦抗腐蚀能⼒。
3、强电镀附着性(如铜)对于附着性较差的⾦属,电镀前通常要打铜底⽤以增强附着性。
连续电镀基本知识第一章.电镀概论:一.电镀定义:电镀为电解镀金属法之简称.电镀乃是将镀件(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.二.电镀基本要素.1.阴极:被镀物,指各种接插件端子.2.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(如白金,氧化铱等).3.电镀药水:含有欲镀金属离子之电镀药水.4.电镀槽:可承受.储存电镀药水之槽体,一般考虑强度.耐蚀,耐温等因素.5.整流器:提供直流电源之设备.三.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.1.镀铜:打底用,增进电镀层附着能力,及抗蚀能力.2.镀镍:打底用,增进抗蚀能力.3.镀金:改善导电接触阻抗,增进讯号传输.4.镀钯镍:改善导电接触阻抗,增进讯号传输,耐磨性能比金佳.5.镀锡铅:增进焊接能力,快被其它替物取代.四.电镀流程:一般铜合金底材如下(未含水洗工程).1.脱脂: 通常同时使用碱性预备脱脂及电解脱脂.2.活化:使用稀硫酸或相关之混合酸.3.镀镍:有使用硫酸镍系及氨基磺酸镍系.4.镀钯镍:目前皆为氨系.5.镀金:有金钴,金镍.金铁,一般使用金钴系最多.6.镀锡铅:目前为烷基磺酸系.7.干燥:使用热风循环烘干.8.封孔处理:有使用水溶性及溶剂型两种.五.电镀药水组成:1.纯水:总不纯物至少要低于5PPM.2.金属盐:提供欲镀金属离子.3.阳极解离助剂:增进及平衡阳极解离速率.4.导电盐:增进药水导电度.5.添加剂(如缓冲剂,光泽剂,平滑剂,柔软剂.湿润剂,抑制剂等).六.电镀条件.1.电流密度:单位电镀面积下所承受之电流.通常电流密度越高膜厚越厚,但是过高时,镀层会烧焦粗糙.2.电镀位置:镀件在药水中位置.与阳极相对应位置,会影响膜厚分布.3.搅拌状况:搅拌状况越好,电镀效率越好.有空气.水流,阴极等搅拌方式.4.电流波形:通常泸波度越好,镀层组织越均一.5.镀液温度:镀金约50~60℃,镀镍约50~60℃,镀锡铅约17~23℃,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.七.电镀厚度.在现今电子连接器端子电镀厚度的表示法有u”(micro inch)微英寸,即是10-6inch,另一种是um(micro meter)微米,即是10-6 M.因一公尺等于39.37英寸,所以1um相当于39.37u”.为了方便记忆,一般以40计算..1.锡铅合金电镀,作为焊接用途,一般膜厚在100~150u”最多.2.镍电镀,现在市场上(电子连接器端子)皆以其为打底,故在50u”以上为一般普遍之规格,较低的规格为30u”(可能考虑到折弯或成本).3.黄金电镀,其为昂贵之电镀加工,故一般电子业在选用规格时,皆考虑其使用环境,使用对象,制造成本,若需通过一般强腐蚀试验必须在50u”以上.八.镀层检验.1.外观检验:目视法.放大镜(4~10倍)2.膜厚测试:X-RAY萤光膜厚仪.3.密着试验:折弯法,胶带法或并用法.4.焊锡试验:沾锡法,一般95%以上沾锡面积均匀平滑即可.5.水蒸气老化试验:测试是否变色或腐蚀斑点,及后续之可焊性.6.抗变色试验:使用烤箱烘烤法.是否变色或脱皮.7.耐腐蚀试验:盐水喷雾试验.硝酸试验.二氧化硫试验.硫化氢试验等.第四章.电镀实务表(2)一.电镀前处理:在实施电镀作业前一般皆要将镀件表面清除干净,方可得密着性良好之镀层.现就一般镀件表面结构作剖析(如图1):通常在铜合金冲压加工,搬运,储存期间,表面会附着一些尘埃,污垢,油脂及生成氧化等.而我们可以在素材一面这些污物予以分层说明处理方法(如表3)图(1)1.脱脂: 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.方可有效去除油脂.油脂一般可分为植物性油,动物性油,矿物性油,合成油,混合油等(如表4).金属表面油脂的脱除效用乃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,除视何种油脂须用何种脱脂剂外,像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.皆会影响脱脂效果.须特别注意.所以脱脂的方法的选择即相当重要.以端子业来说,一般所用的油脂为矿物油,合成油,混合油,不可能用动植物油.表(3)表(4)表(5)2.活化: 脱脂完后的金属表面,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,以防止电镀层产生剥离.起泡等之密着不良现象.一般铜合金所使用之活化酸为硫酸,盐酸,硝酸,磷酸等之混合酸,中也有加一些抑制剂.3.拋光:由于端子在机械加械过程中,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,皆必须进行拋光作业.另外像素材氧化膜较厚活性化作业无法处理(如热处理后)时,皆必需仰赖拋光作业.而端子的拋光,一般仅限于使用化学拋光及电解拋光法.而上述两种方法皆使用酸液.为达到细微拋光.在酸的浓度及种类就相当重要.通常使用稀酸,细部拋光效果较佳,但是费时.使用浓酸,处理速度快,但易伤素材且对人体有害.故不管使用何种方式,搅拌效果要好,才可以得到较均匀的拋光表面.一般铜合金底材拋光的药水,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弱酸使用.使用电解法拋光可以大大提升拋光速度,及产生较平滑细致之表面,目前连续电镀几乎皆采用此方法.甚至最新使用活化拋光液,可以在后续镀半光泽镍,一样可以得全光泽效果,又可以得到低内应力之镀层.快速搅拌对拋光极为重要.切记.二.水洗工程:一般电镀业,常专注在电镀技术研究,及电镀药水的开发,却往往忽略了水洗的重要性.很多电镀不良,皆来自水洗工程设计不良或水质不净.以下就水洗不良面造成电镀缺陷之各种情形加以解说.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.一般改善方法,可以将水质软化并于脱脂剂内加界面活化剂.2.若水质为酸性时,与金属表面残存的皂碱作用,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.在电镀槽间之水洗,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),及镀件寿命简短(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(纯金及硬金),以下就针对这几种电镀药水加以叙述其基本理论.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,故所析出之电镀层内应力很低(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浴高.而目前镀液分为三种类别,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),随着添加量之增加,由微张应力渐渐下降为零应力,再变为压缩压力.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及第二类光泽剂,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),或是用在电镀后须再做二次加工(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40 ASD.最佳操作温度是50~60℃,随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.随着温度上升,氨基磺酸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值过低层会密着不良.比重控制在32~36Be,比重过高PH会往下降(氢质子过多),比重过低PH值会上升且电镀效率变差.电流须使用直流三相滤波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(MA T).市面上也分为低温型(约18℃~23℃之间)与常温型.其中以低温光泽浴使用最多.也较成熟.而常温型最好还是要恒温恒湿操作.因为不同的浴温公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(因阳极解离之部分锡氧化为四价锡沉淀,为平衡9:1之锡铅析出比).烷基磺酸浴在搅拌情况良好下,平均电流密度是可以开到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,不过控制得宜的话,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会缩短,很明显怎幺镀就是白雾不亮,而且药水混浊速度会加快(因四价锡产生),不过倒是会增加电镀效率.若温度过低则电镀效率会下降,另在搅拌情况不良下,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的好(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底后,再镀光泽铅.另外由于未来全球管制锡铅金属之使用.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:由于镀层是做为连接器之导电皮膜用,相对镀层之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使用金钴合金(药水控制较成熟),一般镀层之金含量在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.一般会影镀层析出速率及使用电流密度范围之因素,有含量,光泽剂,整合剂,温度.PH值等.金含量之多少为取决效率之主要因素,但一般皆考虑投资成本及带出之损失,所以业者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(由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像镍或锡铅一样可以达40ASD.而仅限于15ASD(搅拌良好下)以下.而效率也仅限于60%以上.通常随着金含量增加,电镀效率也随着提升,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值上升,电镀效率也随着上升,但过高即会造成烧焦(呈粗糙黑褐色),若随着PH值下降,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,电低电流光剂是用钴,而高电流光泽剂则使用砒碇衍生物(多属专利).此镀金溶液在制程中最易也最怕之金属为铅.建议在2~3PPM时,尽快做除铅处理.4.纯金镀液:此电镀乃是做为电镀薄金用或覆盖厚金用(因纯金颜色较黄)但不能做电镀厚金用(因耐磨性差).一般多使用柠檬酸及磷酸混合浴等.此浴可操作之电流密度为30ASD,效率约在10~20之间.温度控制在50~60℃,PH值控制在5~8之间,故此浴也称为中性金.由于此浴单纯,在未有其它金属污染下,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.表(6)5.钯镍镀液:目前此种镀液仍为氨系镀浴.由于组成份多为氨水.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20~50u”之间.当使用高电流密度时,操作条件必须控的很严苛.如PH值,金属含量,钯镍比,滤波度,铜污染,镍表层活化度等.稍有偏差马上发生密着不良现象.五.电镀流程:连续端子电镀的规格,有全镀镍,全镀锡铅,全镀镍再全镀锡铅.全镀镍再全镀金,全镀镍后再选镀金及选镀锡铅.全镀镍后再选镀钯镍并复盖金及及选镀锡铅等.下列为一般连续端子电镀之基本流程.使用在较不处理之油脂及氧化膜场合.由于阳极电解腐饼镀件速度快(特别是黄铜产速偏低时应注意),故不易控制.通常多采用阳极电解脂法,阳极板使用316不锈钢.5.活性化:在铜合金底材,通常有使用稀硫酸.锋盐酸或市专利售活化酸(活性酸).。
端子电镀工艺一、引言电镀工艺在工业生产中具有重要的应用价值,其中端子电镀工艺是一种常见且关键的电镀工艺。
端子是指电子元器件中用于连接不同设备或部件的导电接头。
端子电镀工艺的目的是增强端子的导电性、耐腐蚀性和耐磨性,以提高整个电子设备的可靠性和使用寿命。
本文将深入探讨端子电镀工艺的原理、工艺流程、常见问题及解决方法。
二、端子电镀工艺的原理端子电镀工艺的原理主要基于电化学的反应原理。
电镀过程是通过在电解液中施加电流,通过阳极和阴极之间的化学反应,在阴极表面形成一层金属沉积层,从而实现电镀的目的。
端子电镀通常采用镀锡、镀金等工艺,不同的工艺有不同的反应机理和工艺参数。
三、端子电镀工艺流程端子电镀工艺的具体流程可以分为以下几个步骤:1. 清洗和除油在进行端子电镀之前,需要对端子进行清洗和除油处理。
清洗可以使用溶剂、碱洗或酸洗等方法,以去除表面的杂质和油污,保证后续的电镀质量。
2. 预处理预处理是指在端子表面形成一层适当的底层金属,以提高电镀层的附着性和均匀性。
预处理可以采用化学处理或电化学处理等方法,如化学镀铜、化学镀镍等。
3. 电镀电镀是端子电镀工艺的核心步骤,主要通过在电解槽中加入合适的电解液,并施加一定电压或电流,使金属阳离子在阴极上还原,并在阴极表面形成金属沉积层。
电镀液的选择和电镀参数的设置对电镀层的质量和性能具有重要影响。
4. 后处理后处理是指对电镀层进行清洗、干燥和检测等工序。
清洗可以去除电镀过程中产生的杂质和残留电解液,干燥可以防止电镀层上产生水珠或水痕,检测可以对电镀层的厚度、硬度、附着力等性能进行检验。
四、常见问题及解决方法在端子电镀过程中,可能会出现一些常见问题,下面列举几种常见问题及相应的解决方法:1. 电镀层厚度不均匀可能原因: - 电流密度分布不均匀 - 电解液流动不良 - 电解槽中阳极与阴极的距离不一致解决方法: - 调整电流分布,增加电流密度不均匀区域的电流 - 调整电解液流动方式,保证电解液能充分覆盖整个阴极表面 - 检查电解槽中阳极与阴极的距离,保证距离一致2. 电镀层出现气泡或孔洞可能原因: - 电解液中含有气体或杂质 - 电流密度过大 - 电解液中酸度或碱度不合适解决方法: - 微波炉加热电解液,去除气体 - 调整电流密度,减小电流密度 -调整电解液的酸碱度,保证合适的酸碱度3. 电镀层附着力不好可能原因: - 端子表面存在油污或脱脂不彻底 - 预处理工艺不当 - 电解液中添加剂浓度不适合解决方法: - 清洗端子表面,彻底除去油污 - 优化预处理工艺,提高底层金属的附着性 - 调整电解液中添加剂的浓度,控制好添加剂的配比五、结论端子电镀工艺是一种重要的电子元器件加工工艺,对于提高产品质量和性能具有重要意义。
电镀基础知识一﹕电镀的定义电镀为电解镀金属法的简称。
电镀是将镀件(制品)浸于含有金属离子的药水中并接通阴极﹐药水的另一端放置适当的阳极(可溶性或不可溶性)﹐通以直流电后﹐镀件表面即析出一层金属薄膜的方法-二﹕电镀的五要素﹕1.阴极﹕被镀物﹐指各种接插件端子或五金铁壳(铜壳)2.阳极﹕若是可溶性阳极﹐即为欲镀金属﹐若是不可溶性阳极﹐大部分为贵金属(如白金.氧化铱等)﹔3.电镀药水﹕含有欲镀金属离子之电镀药水﹔4.电镀槽﹕可承受﹑储存电镀药水之槽体﹐一般考虑强度﹑耐蚀﹑耐温等因素﹔5.整流器﹕提供直流电源的设备。
三﹑电镀目的﹕1﹑金属美观(金﹑银﹑镍……):2﹑防锈(镍﹑铬﹑锌……)3﹑防止磨耗(铬﹑钯镍﹑镍……)4﹑增强导电度(金﹑银……)5﹑提高焊锡性(锡﹑金……)6﹑提高耐燃性/耐候性(镍﹑金……)7﹑增加电镀附着性(铜……)a﹑镀铜﹕打底用﹐增进电镀层附着能力及抗蚀能力﹔b﹑镀镍﹕打底用﹐增进抗蚀能力﹔c﹑镀金:改善导电接触阻抗﹐增进信号传输d﹑镀钯镍﹕改善导电接触阻抗﹐增进信号传输﹐耐磨性比金好﹔e﹑镀锡铅﹕增进焊接能力﹔f﹑镀锡铜/全锡﹕增进焊接能力﹐属无铅电镀。
四﹑电镀流程﹕1﹐脱脂主要为去除素材表面油污﹐通常同时使用性预备脱脂及电镀脱脂。
2﹐活化主要为去除素材表面残存的氧化膜﹑钝化膜﹑增加电镀层的密着性﹐一般使用稀硫酸或相关之混合酸。
3﹐抛光主要为去除素材表面的毛边及加工纹路﹐一般使用化学抛光法及电解抛光法。
4﹐水洗,主要为清除电镀品表面的残留物质(杂质﹑药水)﹐一般用浸洗﹑喷洗或并用清洗。
5﹐镀镍﹕有使作硫酸镍系及氨基酸镍系。
6﹐镀钯镍﹕目前皆为氨系。
7﹐镀金﹕有金钴﹑金镍﹑金铁﹑一般为金钴。
8﹐镀锡铅﹕目前为烷基磺酸系。
9﹐中和:主要为清除电镀品表面残留的酸﹐一般用磷酸三钠来中和10﹐干燥:主要为将电镀品表面的水份去除﹐一般使用热风圈烘干。
11﹐封孔处理:主要为减小电镀层表面孔隙﹐一般使用水溶性及油性溶剂两种。
端子电镀基本知识端子电镀基本知识端子的电镀与检验一、端子电镀基本知识1.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。
2。
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。
3.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。
端子电镀基本知识端子的电镀与检验一、端子电镀基本知识1.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。
2。
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。
3.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。
端子的电镀与检验】一、端子电镀基本知识1.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。
2.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。
3.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。
4.我司电镀达到的标准:镀锡可焊性能达到2年,镀镍的盐雾实验时间为24小时以上,镀彩锌的盐雾实验时间为48小时以上,保证了广大客户的要求.应对电子行业绿色法令旨在减少电子产品中的卤化物添加剂,沙伯基础创新材料(SABICIP)公司在最近举行的2008中国国际塑料橡胶展览会(Chinaplas2008)上首次对外展示了该公司面向电子产品OEM厂商的非卤化阻燃薄膜产品EFR735。
据SABICIP亚太区技术项目经理RobertJohnson介绍,这是该公司首款在生产过程中没有溴化和氯化阻燃剂的热塑薄膜。
资料显示,EFR735不仅能够在152微米的厚度下提供VTM-0级别的阻燃性能,且在抗拉强度、防穿刺、抗收缩等方面的性能也远远优于阻燃聚丙烯(FRPP)。
SABICIP的前身为GE塑料集团(GEIP),2007年9月被沙特基础工业公司(SABIC)所收购,总部位于美国马萨诸塞州的Pittsfield市。
在满足UL认证要求的前提下,EFR735还将能够代替笨重的金属镀层、金属底盘、金属盒、导电涂料以及导电聚合物,为MI/RFI屏蔽提供低成本、轻质的解决方案。
将EFR735与导电材料粘附后,即使在距离干扰源非常近的地方也不必担心内部电弧的影响。
Johnson还借此机会发布了SABICIP扩展上海技术中心研发能力、旨在建成一个以笔记本电脑为研发对象的新的精研中心的计划。
端子电镀基本知识端子的电镀与检验一、端子电镀基本知识1.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。
2。
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。
3.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。
端子电镀基本知识-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN端子电镀基本知识端子的电镀与检验一、端子电镀基本知识1.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。
2。
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。
3.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。
端子电镀基本知识端子的电镀与检验一、端子电镀基本知识1.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。
2。
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。
3.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:a.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。
b.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(钴)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。
a. 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。
b.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a. 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b.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4.电镀工艺流程U.S Cleaning(超声波脱脂)Electro Cleaning(电解脱脂)Water rinse/ Blow off(水洗/吹干)Acid Etching(活化)Water rinse/ Blow off(水洗/吹干)Nickel plating(镀镍)Water rinse/ Blow off(水洗/吹干)Activation(钯镍活化)Palladium/Nickel Plating(电镀钯镍)Water rinse/ Blow off(水洗/吹干)Gold plating(镀金)Water rinse/ Blow off (水洗/吹干)Activation(锡铅前活化)Tin/Lead plating(电镀锡铅连接器的基本知识连接器的基本性能可分为三大类:即机械性能、电气性能和环境性能。
另一个重要的机械性能是连接器的机械寿命。
机械寿命实际上是一种耐久性(durability)指标,在国标GB5095中把它叫作机械操作。
它是以一次插入和一次拔出为一个循环,以在规定的插拔循环后连接器能否正常完成其连接功能(如接触电阻值)作为评判依据。
1.机械性能就连接功能而言,插拔力是重要地机械性能。
插拔力分为插入力和拔出力(拔出力亦称分离力),两者的要求是不同的。
在有关标准中有最大插入力和最小分离力规定,这表明,从使用角度来看,插入力要小(从而有低插入力LIF和无插入力ZIF的结构),而分离力若太小,则会影响接触的可靠性。
连接器的插拔力和机械寿命与接触件结构(正压力大小)接触部位镀层质量(滑动摩擦系数)以及接触件排列尺寸精度(对准度)有关。
2.电气性能连接器的主要电气性能包括接触电阻、绝缘电阻和抗电强度。
①接触电阻高质量的电连接器应当具有低而稳定的接触电阻。
连接器的接触电阻从几毫欧到数十毫欧不等。
②绝缘电阻衡量电连接器接触件之间和接触件与外壳之间绝缘性能的指标,其数量级为数百兆欧至数千兆欧不等。
③抗电强度或称耐电压、介质耐压,是表征连接器接触件之间或接触件与外壳之间耐受额定试验电压的能力。
④其它电气性能。
电磁干扰泄漏衰减是评价连接器的电磁干扰屏蔽效果,电磁干扰泄漏衰减是评价连接器的电磁干扰屏蔽效果,一般在100MHz~10GHz频率范围内测试。
对射频同轴连接器而言,还有特性阻抗、插入损耗、反射系数、电压驻波比(VSWR)等电气指标。
由于数字技术的发展,为了连接和传输高速数字脉冲信号,出现了一类新型的连接器即高速信号连接器,相应地,在电气性能方面,除特性阻抗外,还出现了一些新的电气指标,如串扰(crosstalk),传输延迟(delay)、时滞(skew)等。
3.环境性能常见的环境性能包括耐温、耐湿、耐盐雾、振动和冲击等。
①耐温目前连接器的最高工作温度为200℃(少数高温特种连接器除外),最低温度为-65℃。
由于连接器工作时,电流在接触点处产生热量,导致温升,因此一般认为工作温度应等于环境温度与接点温升之和。
在某些规范中,明确规定了连接器在额定工作电流下容许的最高温升。
②耐湿潮气的侵入会影响连接h绝缘性能,并锈蚀金属零件。
恒定湿热试验条件为相对湿度90%~95%(依据产品规范,可达98%)、温度+40±20℃,试验时间按产品规定,最少为96小时。
交变湿热试验则更严苛。
③耐盐雾连接器在含有潮气和盐分的环境中工作时,其金属结构件、接触件表面处理层有可能产生电化腐蚀,影响连接器的物理和电气性能。
为了评价电连接器耐受这种环境的能力,规定了盐雾试验。
它是将连接器悬挂在温度受控的试验箱内,用规定浓度的氯化钠溶液用压缩空气喷出,形成盐雾大气,其暴露时间由产品规范规定,至少为48小时。
④振动和冲击耐振动和冲击是电连接器的重要性能,在特殊的应用环境中如航空和航天、铁路和公路运输中尤为重要,它是检验电连接器机械结构的坚固性和电接触可靠性的重要指标。
在有关的试验方法中都有明确的规定。
冲击试验中应规定峰值加速度、持续时间和冲击脉冲波形,以及电气连续性中断的时间。