2010版 电镀溶液与镀层性能测试教学大纲

应发生明显的变化，可以此来指示溶解的终点。
溶解法
是将试样在适当的溶液中溶解，可以只溶解镀 层，对基体不浸蚀，对溶解前和溶解后的试样 分别称重，来确定镀层的质量；
也可以只溶解基体，对镀层不浸蚀，溶解后对 镀层称重。根据质量、密度和面积，计算出试 样上镀层的平均厚度。
金相显微镜法
按照金相制备试样的要求，制备镀层的横断面， 并对镀层进行必要的镶嵌、抛光和适当的浸蚀 ，利用金相显微镜，在放大了的镀层横断面图 像上测量镀层厚度。
涡流法主要用于铝、铜、黄铜、奥氏体不锈钢 等具有良好导电性的基体上绝缘的涂层、树脂 、氧化物等厚度的测定，也就是用于测量非磁 性金属上非导电层的厚度。
涡流法
涡流法是用高频交流电在金属表面产生涡流， 涡流的深度与电流频率的平方根成反比，与金 属的电阻率成正比。
涡流法
因此，在一定的频率下，表面层产生的涡流深 度只与有电流通过的表面层的电导率有关，即 涡流振幅和相位是导体(基体）与测量探头之间 非导电层厚度的函数，所以测定涡流的大小， 可间接地测定镀层的厚度，测量误差小于10% 。但厚度小于3μm时误差较大。
由于直接观察测量，
故精确度较高， 常用作为其他测量方法的仲裁。
基体
镀层
液流法
通过控制测试设备液柱高度和毛细管内径、毛 细管距试件的距离来控制测试溶液流速和流量 ，使镀层局部溶解，根据镀层溶解的时间，计 算溶解面镀层的平均厚度。溶解终点以金属颜 色的变化或电势变化作为指示。因终点难于判 断，测量误差较大，未列入国家标准。
1. 镀层的内应力
早在1858年，Gore已经发现镀层存在内应力。 镀层宏观内应力形成的机理 电沉积条件对镀层性能的影响 内应力的测量方法
内应力的测量方法
弯曲阴极法 螺旋收缩仪法 X射线应力测定法

第三章电镀溶液与镀液性能3.1 镀液的组成与类型3.1.1 镀液的类型图3-1 电解液分类3.1.2 镀液的组成图3-2 电解液中各种物质的关系3.2 影响镀层质量的因素3.2.1 镀液的组成及性能的影响镀液配方千差万别，但一般都是由主盐、导电盐(又称为支持电解质)、络合剂和一些添加剂等组成。

主盐：是指进行沉积的金属离子盐，主盐对镀层的影响体现在:主盐浓度高，镀层较粗糙，但允许的电流密度大；主盐浓度低，允许通过的电流密度小，影响沉积速度。

一般电镀过程要求在高的浓度下进行，考虑到溶解度等因素，常用的主盐是硫酸盐和氯化物。

影响镀层的质量因素主要有镀液的组成及性能、电镀工艺、阳极等因素的影响，其中电镀工艺中又包括如电流密度、温度、pH值、溶液的搅拌等。

导电盐(支持电解质)：作用是增加电镀液的导电能力，调节溶液的pH 值，提高镀液的分散能力。

外来离子的加入使溶液离子强度增加，主盐离子活度降低，增大极化。

络合剂：作用是提高金属离子的阴极极化，有利于得到细致、紧密、质量好的镀层，但成本较高。

对于Zn ，Cu ，Cd ，Ag ，Au 等的电镀，常见的络合剂是氰化物；但对于Ni ，Co ，Fe 等金属的电镀因这些元素的水合离子电沉积时极化较大，因而可不必添加络合剂。

游离酸度：在简单盐电解液中，常含有与主盐相对应的游离酸，主要作用为：强酸性电解液（含大量游离酸）：a 、提高溶液的电导率，降低槽电压；b 、在一定程度上提高阴极极化，获得较细致的镀层；c 、防止主盐水解生成沉淀，从而影响镀层质量。

弱酸性电镀液（含少量游离酸）：a 、防止水解；b 、一般在负电位下沉积（如：硫酸盐电镀锌、镍），易析氢，常需加入缓冲剂，保持pH 值稳定。

氟硼酸盐、硼酸、醋酸钠添加剂：在镀液中不能改变溶液性质，但却能显著地改善镀层的性能。

添加剂对镀层的影响体现在添加剂能吸附于电极表面，可改变电极-溶液界面双电层的结构。

有效增加阴极极化（特性吸附有一定的电位范围）。

具体方法可根据镀种和镀镀件选定： (一)弯曲试验; (二)锉刀试验; (三)划痕试验; (四)热震试验
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电镀层厚度的测量
电镀层的厚度及其均匀性是镀层质量的重要标志，它在很 大程度上影响产品的可靠性和使用寿命。电镀层的厚度测量 方法分破坏性测量和非破坏性测量两大类。属于破坏性测量 的方法有计时液流法，点滴测厚法，库仑法，金相法等，属 于非破坏性的测量方法有磁性法，涡流法，β射线反向散射 法，X-ray法，扫描电镜法等。
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电镀层外观检验
金属零件电镀层的外观检验是最基本、最常用的检验。 外观不合格的镀件就无需进行其它项目的测试。
检验时用目力观察，按照外观可将镀件分为合格的﹑有 缺陷的和废品三类。
外观不良包括有针孔，麻点，起瘤﹑起皮﹑起泡﹑脱落 ﹑阴阳面﹑斑点﹑烧焦﹑暗影﹑树枝状和海绵状江沉积层以及 应当镀覆而没有镀覆的部位等缺陷。
属离子通过镀层上的孔隙，电泳迁移到测试纸上。由于金属 离子和测试纸上的化学试剂会发生反应形成染色点，因此可 根据测试纸上染色点的多少来判定镀层孔隙的多少。
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4. 气体渗透法 气体渗透法是将试样暴露于腐蚀性气体环境中一定时间后，
通过显微镜观测锈斑个数合腐蚀程度来计算孔隙率。本方法 具有液体浸没试验没有的两个潜在优点：气体渗透入孔隙的 能力比液体强；许多气体孔隙率试验模拟了实际使用过程中 发生的孔隙发生机制。 本方法试验使用的气体主要有硝酸蒸气，二氧化硫，硫化氢， 氯气等。
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镀层焊接性能的测试
镀层焊接性是表示焊锡在欲焊在欲焊金属表面流动的难 易程度。评定镀层焊接性的方法有流布面积法﹑润湿时间法 和蒸汽考验法。

电镀溶液性能测试第一节 电镀溶液电导的测定电镀溶液作为一种电毹液存在着溶液的内部电阻。

利用交流电桥法可以方便地测定溶液的电阻Rx，然后求电阻的倒数即得电导Lx交流电桥法测定溶液电导的线路，如图10—4—1所示。

可变电阻R。

，尺：，尺，和电解池C组成了电桥的四个臂，当电桥平衡时，E、F间无电流通过，这时四臂之间有下列关系：R1、R2、R3数值可由实验测得，故可从上面关系式求出电镀溶液的电阻。

测出溶液的电阻后，要计算电导率还必须知道电导池中两极间距离1与电极面积s的比值(专)。

对于一个给定的电导池来说，两极间的距离及面积是固定的，因而比值舌是个常数，称为电导池常数而电导率日则为。

图10—4—1交流电桥线路电导池常数通常用一定浓度的氯化钾溶液作为标准溶液间接测量出来。

表10—4—1列出不同温度下，几种浓度的氯化钾溶液的电导率。

表10—4—1 不同浓度氯化钾溶液的电导率使用上海第二分析仪器厂和天津第二分析仪器厂生产的DDS-11型电导仪可以方便地测定溶液的电导及电导率。

仪器配有三种不同的电导电极，设有温度补偿，测量范围0Ixs／cm～104Ixs／cm，其相当的电阻率范围为∞Q．·l3／／l～10Q·em。

当配上适当的组合单元设备后，可达到自动记录的目的。

沈阳无线电八厂生产的DD-3型电镀参数测试仪也可以测量电镀溶液的电导。

第二节pH值的测定电镀溶液的pH值是一个常用的质量控制指标，经常正确的测定和调整溶液pH值，是确保电镀质量的关键之一。

用pH试纸测定电镀溶液的pH值是生产中最常用的方法。

测定时将试纸的一端浸入欲测溶液中，0．5s后取出与试纸所带的标准色版比较，即可测知溶液的pH值范围。

市售pH试纸分广泛试纸和精密试纸两种，如表10—4—2所列。

pH试纸使用方便，适用于现场监测，但准确性较差，还会因长期搁置或遇到酸碱气体而失效。

pH值的精确测定可选用pH值测定仪(pH计或酸度计)。

③电流效率对镀层均布的影响
ηk-Dk关系曲线
曲线I： 电流效率对分散能力没影响。
曲线II： 电流效率使镀层分布更不均匀。
曲线Ⅲ： 电流效率对镀层分布起“调节”作用。
小 结： 使电流和金属在阴极上分布均匀，采用的措施：
•选择适当的配位剂和添加剂，提高镀液的阴极极化度； •添加碱金属盐类或其他强电解质，提高镀液的电导率； •尽可能加大零件与阳极间的距离； •采用象形阳极、辅助阴极等使电流分布均匀； •在挂具设计时，使零件主要被镀面对着阳极并与之平行； •零件在电镀槽中应均匀排布,并充满整个镀槽。
,1－K
）
,2
＝K,2＋
＝K
,2＋I
I
K ,1
K,2
(D1
D2 )
D
式中：
I1、I2 ——近阴极和远阴极的电流强度； ρ ——电解液的电阻率；
l1——近阳极和阳极之间的距离。
△l ——远阴极和近阴极与阳极距离之差；
△φ/△D ——阴极极化度。
趋于0
措施：缩小远、近阴极与阳极之间的距离差（△l）； 尽可能增大零件和阳极之间的距离（l 1）；
一、镀液的分散能力 （1）镀液分散能力的数学表达式
总阻力：R电极；R电液；R极化
I=U/(R电液+R极化)
∴I1= U/(R电液1+R极化1)； I2= U/(R电液2+R极化2)
远、近阴极电解槽
l-近阴极；2-远阴极； 3-阳极；4-绝缘隔板
Dk1 Dk2
I1 I2
R电 液2＋R极 化2 R电 液1＋R极 化1
降低溶液的电阻率ρ，
提高阴极极化度（△φ/△D）。
1）几何因素 几何因素包括电解槽的形状、电极的形状、尺寸

电镀溶液与镀层性能测试1 前言一百多年来许多人对电镀层的内应力进行了研究，它是反应镀层质量的重要因素，可分为张应力和压应力，张应力过大会导致镀层裂纹，甚至剥落，压应力过大会导致镀层起泡，对于细、薄、软的零件容易变形，对机械性能有特殊要求的零件(如电子厂品、军工产品)镀层内应力越小越好，随着现代科学技术的发展，对产品的质量要求越来越高，控制镀层内应力显得十分重要。

本文介绍几种国内外常用的几种测量方法，以便对于点镀层内应力进行深入研究。

2 测量方法2.1薄片阴极弯曲法薄片阴极弯曲法是一种经典的内应力测量方法。

其基本形式是:采用一块狭长的金属薄片作阴极,背向阳极的一面绝缘;电镀时一端用夹具固定另一端可以自由活动;电镀后,镀层中产生的内应力会迫使薄片阴极弯曲。

其内应力计算公式为式中:P为镀层内应力,Pa;E为薄片阴极的弹性模量,Pa;T为薄片阴极的厚度,mm;R为薄片阴极的弯曲半径,mm;t为镀层的厚度, mm。

在实际测量中，薄片的弯曲度Z，阴极下端弯曲度Z′，弯曲L要比曲率半径R 更易测得，所以上式可变为或者测量方法的是：采用一长条薄金属片作为阴极，单面上图绝缘膜，装在一个特殊框架中，将其一端固定，另一端自由活动。

同时把另一条与拨片阴极大小相同的金属片作为阳极，固定在于阴极平行的一定距离上，电镀层内应力迫使阴极破片朝阳极或背阳极弯曲，弯曲量一般是以阴极端部的偏移量Z’来度量，Z’可用读数显微镜或光学投影灯方法来测定，还有用阴极活动端上的指针或光电在刻线尺上的移动来测量，用公式（3）计算镀层内应力。

应当注意，公式（1）（2）（3）是在T》t情况下推出。

如果t超过T的值5%，上述公式将不能使用。

第二种方法；用两条金属薄片叠合在一起，将其夹持在特制的框架内，两面上电沉积，由于薄片老虎被加紧着，在电镀过程中式不会变形的。

电镀完成后薄片从框架中取出，夹紧力消除，薄片就自由弯曲到平衡状态，然后测量薄片的曲率半径，按公式（4）计算这第二种方法只能测出最后的内应力平均值，不能测量瞬时内应力值。

4.2 表面显微硬度测试
硬度测试的基本原理是：在一 定时间间隔里，施加一定比例的负 荷，把一定形状的硬质压头压入所 测材料表面，然后，测量压痕的深 度或大小。如图所示，显微硬度是 指采用1Kgf(9.8N)或小于l Kgf(9.81 N)负荷进行的硬度试验。
图10.2 显微硬度测试原理
4.3 内应力测试
1.1 扫描电子显微镜
扫描电子显微镜是对纳米材料的表面形貌以及尺寸进 行表征的重要实验手段，它突破了光学显微镜由于可见光 波长造成的分辨率限制，放大的倍率大大提高，能够为涂 层的研究提供非常直接的证据，而且扫描电子显微镜的景 深比大，扫描出的图象富有立体感，提供的表面信息全面。
扫描电子显微镜的工作原理： 电子束从电子枪中发射出来，通过一个加速电场的作 用后在电磁透镜的作用下汇聚成一个直径5 nm的电子束， 然后在扫描线圈作用下在样品表面做光栅状扫描，被加速 的高能电子打在样品表面和样品作用后被检测器捕获，然 后检测器信号被送到显像管，在屏幕上显示出来。
2.3 破坏法 (1)阳极溶解法；
阳极溶解测量方法，是一种使用方便、准确度高、适用广泛 的测厚方法。本方法是电化学原理在电沉积领域中的一种具体应 用，它的工作原理是，配备必要的装置，以电沉积零件做阳极置 于适当的溶液中，对精确限定面积的涂层进行恒电流溶解。 (2)金相显微镜法，精确度较高，常作为其他测量方法的仲裁。 (3)涡流法；(4)液流法；(5)轮廓仪法；(6)多光束干涉仪法
a
b
图10.3 盐雾腐蚀一周后的宏观形貌分析图（a.普通镍镀层,b.纳米级镍镀层)
绝大多数腐蚀过程的本质是电化学性质的，
因此在腐蚀机理研究、腐蚀试工业腐蚀监控中， 广泛地利用金属/电解质溶液界面(双电层)的电 性质，所以化学测量技术己成为重要的腐蚀研 究方法。常用的电化学方法有Tafel直线外推法、 三点法、线性极化法、方波法、交流阻抗法等

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電鍍層性能測試技術
----外觀檢驗 1.鍍層的目的，除防護及達到相應的功能外，幾乎均要求一
定的外觀質量，特別是裝飾性鍍層和防護-裝飾性鍍層均 要求有華麗而光亮的外觀，不允許存在明顯的缺陷！ 檢查鍍層外觀的方法：是在天然散射光或無反射光的白色透 明光線下用目力直接觀察。光的照度應不低於300lx（即 相當於零件放在40w日光下距離500mm處的光照度）。 檢查內容：包括鍍層種類的鑒別，鍍層的宏觀結合力，鍍層 的顏色，光亮度，均勻性即鍍層缺陷等項檢測。
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電鍍層性能測試技術
-----表面光亮度
B 樣板對照法，屬於目測法經改進後的比較法 1.標準光亮度樣板制作： 1.1 一級光亮度樣板：經加工標定粗糙度0.04 μm<Ra<0.08 μm的銅制(鐵 制)試片，電鍍光亮鎳後套鉻拋光而成； 1.2 二級光亮度樣板：經加工標定粗糙度0.08 μm<Ra<0.16 μm的銅制(鐵 制)試片，電鍍光亮鎳後套鉻拋光而成； 1.3 三級光亮度樣板：經加工標定粗糙度0.16 μm<Ra<0.32 μm的銅制(鐵 制)試片，電鍍半光亮鎳後套鉻拋光而成； 1.4 四級光亮度樣板：經加工標定粗糙度0.32 μm<Ra<0.64 μm的銅制(鐵 制)試片，電鍍半光亮鎳後套鉻拋光而成； 檢驗與評定；將被檢鍍件地規定的測試條件下(與檢驗表面缺陷相同)， 反復與標準光亮度樣板比較，觀察兩者反光性能，最後以被檢鍍層 的反光性與哪個標準樣板相似，又低於更高一級光亮度樣板時，以 該標準樣板的光亮度級別，作為被檢鍍層的光亮度級別。 光亮度樣板使用期一般為一年。
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電鍍層性能測試技術
----表面光亮度

連續電鍍基本知識第一章.電鍍概論:一.電鍍定義:電鍍為電解鍍金屬法之簡稱.電鍍乃是將鍍件(制品),浸于含有欲鍍上金屬离子的藥水中并接通陰极,藥水的另一端放置當陽极(可溶性或不可溶性),通以直流電后,鍍件的表面即析出一層金屬薄膜的方法.二.電鍍基本要素.1.陰极:被鍍物,指各种接插件端子.2.陽极:若是可溶性陽极,則為欲鍍金屬.若是不可溶性陽极,大部分為貴金屬(如白金,氧化銥等).3.電鍍藥水:含有欲鍍金屬离子之電鍍藥水.4.電鍍槽:可承受.儲存電鍍藥水之槽体,一般考慮強度.耐蝕,耐溫等因素.5.整流器:提供直流電源之設備.三.電鍍目的:電鍍除了要求美觀外,依各种電鍍需求而有不同的目的.1.鍍銅:打底用,增進電鍍層附著能力,及抗蝕能力.2.鍍鎳:打底用,增進抗蝕能力.3.鍍金:改善導電接触阻抗,增進訊號傳輸.4.鍍鈀鎳:改善導電接触阻抗,增進訊號傳輸,耐磨性能比金佳.5.鍍錫鉛:增進焊接能力,快被其他替物取代.四.電鍍流程:一般銅合金底材如下(未含水洗工程).1.脫脂: 通常同時使用鹼性預備脫脂及電解脫脂.2.活化:使用稀硫酸或相關之混合酸.3.鍍鎳:有使用硫酸鎳系及氨基磺酸鎳系.4.鍍鈀鎳:目前皆為氨系.5.鍍金:有金鈷,金鎳.金鐵,一般使用金鈷系最多.6.鍍錫鉛:目前為烷基磺酸系.7.干燥:使用熱風循環烘干.8.封孔處理:有使用水溶性及溶劑型兩种.五.電鍍藥水組成:1.純水:總不純物至少要低于5PPM.2.金屬鹽:提供欲鍍金屬离子.3.陽极解离助劑:增進及平衡陽极解离速率.4.導電鹽:增進藥水導電度.5.添加劑(如緩沖劑,光澤劑,平滑劑,柔軟劑.濕潤劑,抑制劑等).六.電鍍條件.1.電流密度:單位電鍍面積下所承受之電流.通常電流密度越高膜厚越厚,但是過高時,鍍層會燒焦粗糙.2.電鍍位置:鍍件在藥水中位置.与陽极相對應位置,會影響膜厚分布.3.攪拌狀況:攪拌狀況越好,電鍍效率越好.有空气.水流,陰极等攪拌方式.4.電流波形:通常瀘波度越好,鍍層組織越均一.5.鍍液溫度:鍍金約50~60℃,鍍鎳約50~60℃,鍍錫鉛約17~23℃,鍍鈀鎳約45~55℃.6.鍍液PH值:鍍金約4.0~4.8,鍍鎳約3.8~4.4,鍍鈀鎳約8.0~8.5.7.鍍液比重:基本上比重低,藥水導電差,電鍍效率差.七.電鍍厚度.在現今電子連接器端子電鍍厚度的表示法有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相當于39.37u”.為了方便記憶,一般以40計算..1.錫鉛合金電鍍,作為焊接用途,一般膜厚在100~150u”最多.2.鎳電鍍,現在市場上(電子連接器端子)皆以其為打底,故在50u”以上為一般普遍之規格,較低的規格為30u”(可能考慮到折彎或成本).3.黃金電鍍,其為昂貴之電鍍加工,故一般電子業在選用規格時,皆考慮其使用環境,使用對象,制造成本,若需通過一般強腐蝕試驗必須在50u”以上.八.鍍層檢驗.1.外觀檢驗:目視法.放大鏡(4~10倍)2.膜厚測試:X-RAY螢光膜厚儀.3.密著試驗:折彎法,膠帶法或并用法.4.焊錫試驗:沾錫法,一般95%以上沾錫面積均勻平滑即可.5.水蒸气老化試驗:測試是否變色或腐蝕斑點,及后續之可焊性.6.抗變色試驗:使用烤箱烘烤法.是否變色或脫皮.7.耐腐蝕試驗:鹽水噴霧試驗.硝酸試驗.二氧化硫試驗.硫化氫試驗等.第四章.電鍍實務表(2)一.電鍍前處理:在實施電鍍作業前一般皆要將鍍件表面清除干淨,方可得密著性良好之鍍層.現就一般鍍件表面結构作剖析(如圖1):通常在銅合金沖壓加工,搬運,儲存期間,表面會附著一些塵埃,污垢,油脂及生成氧化等.而我們可以在素材一面這些污物予以分層說明處理方法(如表3)圖(1)1.脫脂: 一般脫脂方法有溶劑脫脂,鹼劑脫脂,電解脫脂,乳劑脫脂,机械脫脂(端子電鍍業通常不用).在進行脫脂前必須先了解油脂种類及特性.方可有效去除油脂.油脂一般可分為植物性油,動物性油,礦物性油,合成油,混合油等(如表4).金屬表面油脂的脫除效用乃是由數种作用兼備而成的,如皂化作用,乳化作用,滲透作用,分散作用,剝离作用等.且脫脂時,除視何种油脂須用何种脫脂劑外,像素材對鹼的耐蝕程度(如黃銅在PH值11以上就會被侵蝕),端子的形狀(如死角.低電流密度區).油脂分布不均,油脂凝固等.皆會影響脫脂效果.須特別注意.所以脫脂的方法的選擇即相當重要.以端子業來說,一般所用的油脂為礦物油,合成油,混合油,不可能用動植物油.表(3)表(5)2.活化: 脫脂完后的金屬表面,仍然殘存有很薄的氧化膜,鈍態膜,會阻礙電鍍層的密著性,故必須使用一些活化酸將金屬表面活化,以防止電鍍層產生剝离.起泡等之密著不良現象.一般銅合金所使用之活化酸為硫酸,鹽酸,硝酸,磷酸等之混合酸,中也有加一些抑制劑.3.拋光:由于端子在机械加械過程中,使金屬表面產生加工紋路或毛邊,電鍍后會影響外觀及功能,一般在客戶要求下,皆必須進行拋光作業.另外像素材氧化膜較厚活性化作業無法處理(如熱處理后)時,皆必需仰賴拋光作業.而端子的拋光,一般僅限于使用化學拋光及電解拋光法.而上述兩种方法皆使用酸液.為達到細微拋光.在酸的濃度及种類就相當重要.通常使用稀酸,細部拋光效果較佳,但是費時.使用濃酸,處理速度快,但易傷素材且對人体有害.故不管使用何种方式,攪拌效果要好,才可以得到較均勻的拋光表面.一般銅合金底材拋光的藥水,強酸如硝酸,鹽酸較佳.弱酸如磷酸,草酸,鉻酸較佳,市售專利配方不外乎強酸搭弱酸使用.使用電解法拋光可以大大提升拋光速度,及產生較平滑細致之表面,目前連續電鍍几乎皆采用此方法.甚至最新使用活化拋光液,可以在后續鍍半光澤鎳,一樣可以得全光澤效果,又可以得到低內應力之鍍層.快速攪拌對拋光极為重要.切記.二.水洗工程:一般電鍍業,常專注在電鍍技術研究,及電鍍藥水的開發,卻往往忽略了水洗的重要性.很多電鍍不良,皆來自水洗工程設計不良或水質不淨.以下就水洗不良面造成電鍍缺陷之各种情形加以解說.1.若脫脂劑的水質為硬水,則端子脫脂后金屬表面殘存的皂鹼,和Ca; Mg金屬生成金屬皂,固著于金屬表面時,而產生鍍層密著不良或光澤不良.一般改善方法,可以將水質軟化并于脫脂劑內加界面活化劑.2.若水質為酸性時,与金屬表面殘存的皂鹼作用,產生硬脂酸膜,而造成鍍層密著不良或光澤不良.改善方法為控制使用水質(調整PH值).3.若各工程藥液帶出嚴重并水洗不良,或水質不佳(即有不純物),會污染下一道工程,造成電鍍缺陷.改善方法為使用干淨的純水,避免帶出(吹气對准)藥液,修正水洗效果.4.在電鍍槽間之水洗,水中含鍍液濃度若過高,會造成鍍層間密著不良或產生結晶物.改善方法為避免帶出(吹气對准)藥液,經常更換水洗水或做連續式排放.5.若在電鍍完畢最后水洗不良時,會造成鍍件外觀不良(水斑),及鍍件壽命簡短(殘留酸).改善方法為使用干淨的純水,超純水,經常更換水洗或做連續式排放.四.電鍍藥水:在端子電鍍業,一般的電鍍种類有金.鈀.鈀鎳.銅.錫鉛.鎳.而目前使用比較多的有鎳.錫鉛合金及鍍金(純金及硬金),以下就針對這几种電鍍藥水加以敘述其基本理論.1.鎳鍍液:目前電鍍業界鍍鎳液,多采用氨基磺酸鎳浴.(也有少數仍使用硫酸鎳浴),此浴因不純物含量极低,故所析出之電鍍層內應力很低(在非全光澤下),鍍液管理容易(不須時常提純),但電鍍成本較硫酸鎳浴高.而目前鍍液分為三种類別,第一种為無光澤鎳(又稱霧鎳或暗鎳),即是不添加任何光澤劑,其內應力屬微張應力.第二种為半光澤鎳(或稱軟鎳),即是添加第一類光澤劑(又稱柔軟劑),隨著添加量之增加,由微張應力漸漸下降為零應力,再變為壓縮壓力.第三种為全光澤鎳(或稱鏡面鎳),即是同時添加第一類光澤劑及第二類光澤劑,此時內應力屬高張應力.無光澤,半光澤鎳多半用在全面鍍錫鉛時(因錫鉛鍍層能將鎳層全面覆蓋,故無須用全光澤),或是用在電鍍后須再做二次加工(如折彎)而考慮內應力時,或是考慮低電流析出時.而全光澤鎳則用在鍍金且要求光澤度時.氨基磺酸鎳浴在攪拌情況良好下,平均電流密度可以開到40 ASD.最佳操作溫度是50~60℃,隨溫度下降高電流密度區鍍層由光澤度下降,到白霧粗糙,燒焦,至密著不良.隨著溫度上升,氨基磺酸鎳開始起水解成硫酸鎳,內應力也隨之增加.PH值控制在3.8~4.8之間,PH值過高鍍層的光澤度會下降,逐漸變粗糙,甚至燒焦,PH值過低層會密著不良.比重控制在32~36Be,比重過高PH會往下降(氫質子過多),比重過低PH值會上升且電鍍效率變差.電流須使用直流三相濾波3%以下(可提升操作電流密度).此鎳鍍浴在制程中最容易污染的金屬為銅,建議超過3~5PPM時,盡快做弱電解處理.2.錫鉛鍍液:目前電鍍業界鍍錫鉛液,多半采用烷基磺酸光澤浴(BRIGHT),或無光澤浴(MAT).市面上也分為低溫型(約18℃~23℃之間)与常溫型.其中以低溫光澤浴使用最多.也較成熟.而常溫型最好還是要恒溫恒濕操作.因為不同的浴溫公影響電鍍速率与錫鉛析出比例.鍍層錫鉛比的要求多半為90%錫10%鉛.但實際鍍液錫鉛比約為10:1~12:1之間,而陽极錫鉛比約為92:8(因陽极解离之部分錫氧化為四价錫沉淀,為平衡9:1之錫鉛析出比).烷基磺酸浴在攪拌情況良好下,平均電流密度是可以開到40ASD.除組成分外最會影響鍍層的就是光澤劑及溫度.正常下光澤劑的量越多(有效范圍內).其使用的電流密度范圍就越寬,但若過量會影響其焊錫性,甚至造成有机污染,若量不足時,很明顯光澤范圍會縮小,不過控制得宜的話,可得半光澤鍍層有助于焊錫性.若溫度過高,其使用的電流密度范圍會縮短,很明顯怎么鍍就是白霧不亮,而且藥水混濁速度會加快(因四价錫產生),不過倒是會增加電鍍效率.若溫度過低則電鍍效率會下降,另在攪拌情況不良下,高電流密度區容易產生針孔現象.由于無光澤錫鉛的焊錫性比光澤錫鉛的好(鍍層含碳量較低),所以現階段很多電鍍厂在流程上,會設計先以無光澤錫鉛打底后,再鍍光澤鉛.另外由于未來全球管制錫鉛金屬之使用.所以目前很多厂商在開發無鉛制程,有純錫,錫銅,錫鉍,錫銀,鈀等,就功能,成本,安全,加工性等綜合評比,以錫銅較具有取代性.也是目前較多電鍍厂在試產.3.硬金鍍液:由于鍍層是做為連接器之導電皮膜用,相對鍍層之耐磨性及硬度就必須比較优良,因而使用硬金系統鍍液(酸性金).硬金系統有金鈷合金,金鎳合金及金鐵合金.在台灣電鍍業界多半使用金鈷合金(藥水控制較成熟),一般鍍層之金含量在99.7~99.8%之間,硬度在160~210HV之間.目前鍍液系統多半屬于檸檬酸系,磷酸系,有机磷酸系等.一般會影鍍層析出速率及使用電流密度范圍之因素,有含量,光澤劑,整合劑,溫度.PH值等.金含量之多少為取決效率之主要因素,但一般皆考慮投資成本及帶出之損失,所以業者是不會將金含量開得太高的,一般金含量約開在1~15G/L之間(由生產速率及投資成本考量而不定).因此金能使用的電流密度就無法像鎳或錫鉛一樣可以達40ASD.而僅限于15ASD(攪拌良好下)以下.而效率也僅限于60%以上.通常隨著金含量增加,電鍍效率也隨著提升,但色澤會漸漸偏紅,若隨著溫度降低,則電鍍效率會下降,而色澤會由較黃漸漸變暗,偏綠.一般建議溫度控制在50~60℃.隨著PH值上升,電鍍效率也隨著上升,但過高即會造成燒焦(呈粗糙黑褐色),若隨著PH值下降,則電鍍效率會下降,甚至過低時,黃金及鹽類极易沉淀下來(PH低于3以下),若注重效率則建議PH值控制在4.8左右,若注重金色澤較黃控制在4.0左右.光澤劑有分高電流及中低電流用,電低電流光劑是用鈷,而高電流光澤劑則使用砒碇衍生物(多屬專利).此鍍金溶液在制程中最易也最怕之金屬為鉛.建議在2~3PPM時,盡快做除鉛處理.4.純金鍍液:此電鍍乃是做為電鍍薄金用或覆蓋厚金用(因純金顏色較黃)但不能做電鍍厚金用(因耐磨性差).一般多使用檸檬酸及磷酸混合浴等.此浴可操作之電流密度為30ASD,效率約在10~20之間.溫度控制在50~60℃,PH值控制在5~8之間,故此浴也稱為中性金.由于此浴單純,在未有其他金屬污染下,是极容易操作使用.一般只要控制金含量不提高太多即可(勿超過2G/L),金含量高時一旦電鍍膜厚稍厚,會有嚴重發紅現象.5.鈀鎳鍍液:目前此种鍍液仍為氨系鍍浴.由于組成份多為氨水.故在控制上,操作上并不是相當成熟.開缸總金屬含量約在30~40G/L.電鍍效率隨著金屬濃度成正比.一般PH值在8~8.5之間,而電鍍時隨著氨水的揮發PH值也跟著下降.現階段以80%鈀20%鎳合金為主.膜厚約從20~50u”之間.當使用高電流密度時,操作條件必須控的很嚴苛.如PH值,金屬含量,鈀鎳比,濾波度,銅污染,鎳表層活化度等.稍有偏差馬上發生密著不良現象.五.電鍍流程:連續端子電鍍的規格,有全鍍鎳,全鍍錫鉛,全鍍鎳再全鍍錫鉛.全鍍鎳再全鍍金,全鍍鎳后再選鍍金及選鍍錫鉛.全鍍鎳后再選鍍鈀鎳并复蓋金及及選鍍錫鉛等.下列為一般連續端子電鍍之基本流程.使用在較不處理之油脂及氧化膜場合.由于陽极電解腐餅鍍件速度快(特別是黃銅產速偏低時應注意),故不易控制.通常多采用陽极電解脂法,陽极板使用316不鏽鋼.5.活性化:在銅合金底材,通常有使用稀硫酸.鋒鹽酸或市專利售活化酸(活性酸).备注说明，非正文，实际使用可删除如下部分。

电镀溶液性能测试第一节 电镀溶液电导的测定电镀溶液作为一种电毹液存在着溶液的内部电阻。

利用交流电桥法可以方便地测定溶液的电阻Rx，然后求电阻的倒数即得电导Lx交流电桥法测定溶液电导的线路，如图10—4—1所示。

可变电阻R。

，尺：，尺，和电解池C组成了电桥的四个臂，当电桥平衡时，E、F间无电流通过，这时四臂之间有下列关系：R1、R2、R3数值可由实验测得，故可从上面关系式求出电镀溶液的电阻。

测出溶液的电阻后，要计算电导率还必须知道电导池中两极间距离1与电极面积s的比值(专)。

对于一个给定的电导池来说，两极间的距离及面积是固定的，因而比值舌是个常数，称为电导池常数而电导率日则为。

图10—4—1交流电桥线路电导池常数通常用一定浓度的氯化钾溶液作为标准溶液间接测量出来。

表10—4—1列出不同温度下，几种浓度的氯化钾溶液的电导率。

表10—4—1 不同浓度氯化钾溶液的电导率使用上海第二分析仪器厂和天津第二分析仪器厂生产的DDS-11型电导仪可以方便地测定溶液的电导及电导率。

仪器配有三种不同的电导电极，设有温度补偿，测量范围0Ixs／cm～104Ixs／cm，其相当的电阻率范围为∞Q．·l3／／l～10Q·em。

当配上适当的组合单元设备后，可达到自动记录的目的。

沈阳无线电八厂生产的DD-3型电镀参数测试仪也可以测量电镀溶液的电导。

第二节pH值的测定电镀溶液的pH值是一个常用的质量控制指标，经常正确的测定和调整溶液pH值，是确保电镀质量的关键之一。

用pH试纸测定电镀溶液的pH值是生产中最常用的方法。

测定时将试纸的一端浸入欲测溶液中，0．5s后取出与试纸所带的标准色版比较，即可测知溶液的pH值范围。

市售pH试纸分广泛试纸和精密试纸两种，如表10—4—2所列。

pH试纸使用方便，适用于现场监测，但准确性较差，还会因长期搁置或遇到酸碱气体而失效。

pH值的精确测定可选用pH值测定仪(pH计或酸度计)。

第一章． 第一章．电镀概论
•电镀检验： 电镀检验： 电镀检验 在端子电镀镀层的检验项目有如 下，但有些项目必须使用较昂贵之仪 器及检验时效，故并非一般电镀业皆 能有完整之检验系统。
第一章． 第一章．电镀概论
电镀检验： 电镀检验：
• • • • • • • • • • • • 1.外观（显微镜） 1.外观（显微镜） 外观 2.厚度 RAY荧光膜厚仪 厚度( 荧光膜厚仪) 2.厚度(X-RAY荧光膜厚仪) 3.密着性行 折弯、急冷、胶带法) 密着性行( 3.密着性行(折弯、急冷、胶带法) 4.焊锡性 沾锡法) 焊锡性( 4.焊锡性(沾锡法) 5.耐蚀性行为盐水 硝酸、二氧化硫等) 耐蚀性行为盐水、 5.耐蚀性行为盐水、硝酸、二氧化硫等) 6.硬度 硬度测试器) 硬度( 6.硬度(硬度测试器) 7.成分 分光仪、 成分( ．．) 纯度(分光仪、 7.成分(分光仪、X-RAY ．．) ８.纯度(分光仪、AAS ) 耐磨性行(物理试验机) ９.耐磨性行(物理试验机) 10.延展性 物理试验机) 延展性( 10.延展性(物理试验机) 11.耐变色性 烘烤法、腐蚀性) 耐变色性( 11.耐变色性(烘烤法、腐蚀性) 12.阻抗 电阻测试器) 阻抗( 12.阻抗(电阻测试器) 13.内应力 内应力(HULL CELL， 应力测试器) 13.内应力(HULL CELL，&应力测试器)
•镀金属方法： 镀金属方法： 镀金属方法
1．电解镀金法(俗称电镀) 2．化学镀金法(俗称化学电镀) 3．熔融镀金法 4．熔射镀金法 5．气相镀金法(俗称真空电镀) 6．冲挈镀金法(俗称机械电镀)
第一章． 第一章．电镀概论
• 电镀流程：(未含水洗工程) 电镀流程： 未含水洗工程)
1．研磨polish (机械、化学、电解) 2．前处理pretreatment (脱脂、活化、清洁) 3．电镀electroplating (镀底、选镀) 4．后处理aftertrcatment (着色 封孔 上腊) 5． 干燥drying (air ， heater ，IR)

镀铬电解液的覆盖能力最差，并且因基体 金属的不同而不同：铜＞镍＞黄铜＞钢
改善覆盖能力的方法
➢冲击镀 ➢中间镀层
注意
• 析氢过电位低的基体金属，金属就不容易 析出，所以若基体金属组织不均匀或其表 面含有降低氢过电位的金属杂质．则此表 面就可能没有镀层。
• 基体金属表面不洁部位沉积困难 • 基体金属表面粗糙度大沉积困难
(1)初次电流分布(或一次电流分布)
• 初次电流分布：假设阴极极化不存在时 的电流分布，此时R 极化≈ 0。
I1 jK1 R电液2 I2 jK2 R电液1 I1 jK1 l2 K I2 jK2 l1
(2)二次电流分布(或实际电流分布)
• 二次电流分布：阴极极化存在时的电流分布
I1 R电液2 R极化2 I2 R电液1 R极化1
电解液的整平作用：电解液所具有的能使 镀层的微观轮廓比底层更平滑的能力。
微观轮廓—指粗糙度小于0.5毫米的表面 宏观轮廓—指复杂形状的零件表面
注意
• 镀液的分散能力是指在宏观轮廓表面上的 沉积分布情况，是宏观分散能力
• 镀液的整平能力是指在微观轮廓表面上的 沉积分布情况，是微观分散能力
例如
• 硫酸盐镀铜溶液宏观分散能力差，但整平 能力强，能填平基体表面的微观孔穴
K M1 T M 2 100%
K
实际电流分布与极化率、溶液电阻率、几何尺 寸等的关系
远阴极和近阴极与阳极之间的距离差
I1 I2
j1 j2
1
l1
l 1
j
近阴极和阳极之间的距离 电解液的电阻率
阴极极化度
j
j2
j1
j
阴极极化曲线
３、影响电流和金属在阴极表面分布的因素

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).。

04
镀液性能的检测与维护
镀液性能的检测方法
了解镀液性能的检测方法对于保证镀 层质量至关重要。
定期检测镀液性能是维护镀层质量的 重要环节。
通过物理、化学和电化学等方法，对 镀液的成分、浓度、温度、酸碱度等 进行检测，确保其符合工艺要求。
根据不同的镀液类型和工艺要求，制 定合理的检测计划，定期对镀液进行 检测，及时发现并解决潜在问题。
粗糙度
基材表面的粗糙度对镀层的结合 力和外观都有影响，适当的粗糙 度可以提高镀层的附着力和耐磨
性。
材质
不同材质对电镀的适应性不同， 前处理阶段需要考虑基材的材质 和特性，选择合适的电镀工艺和
配方。
03
镀层质量的检验方法
外观检验
通过目视或低倍显微镜检查镀层的外观，评估其表面状态、颜色、光洁度等是否 符合要求。
金属盐浓度
金属盐是构成镀液的主要成分，其浓 度直接影响镀层中金属的含量和覆盖 度，过高或过低都会影响镀层质量。
络合剂
添加剂
添加剂可以改善镀液的电化学行为， 提高镀层的平滑度和结合力，常见的 添加剂包括表面活性剂、稳定剂和光 亮剂等。
络合剂的作用是使金属离子形成可溶 性络合物，控制络合剂的种类和浓度 可以调整镀层的光泽度和硬度。
确保实验室内工具齐全，设备状态良好，如滴定 管、烧杯、搅拌器等。
操作步骤
按照规定的顺序进行实验操作，确保每一步都准 确无误，如溶液的配制、镀层的制备等。
技巧分享
在实验过程中，掌握一些技巧可以提高实验效率， 如快速搅拌、准确滴定等。
安全防护措施
佩戴防护眼镜和实验服
在实验过程中，务必佩戴合适的防护眼镜和实验服，以防止溶液 溅出伤人和化学物质污染。

电镀教学大纲电镀教学大纲电镀是一种常见的表面处理技术，广泛应用于工业生产和日常生活中。

它可以提高金属制品的耐腐蚀性、装饰性和导电性能，使其具备更好的使用价值。

为了提高电镀技术的教学效果，制定一份科学合理的电镀教学大纲是非常重要的。

一、教学目标电镀教学大纲的首要任务是明确教学目标。

教学目标应包括知识、能力和素质三个方面。

在知识方面，学生应掌握电镀的基本原理、常用电镀方法和设备的使用；在能力方面，学生应具备分析和解决电镀过程中的问题的能力；在素质方面，学生应培养良好的安全意识和团队合作精神。

二、教学内容电镀教学大纲的教学内容应包括以下几个方面：1. 电镀基础知识包括电镀的定义、分类、发展历程等。

学生应了解电镀的基本原理，了解电镀在工业生产中的应用。

2. 电镀方法介绍常见的电镀方法，如电解镀金、电解镀银、电解镀铜等。

学生应了解每种方法的原理、操作步骤和注意事项。

3. 电镀设备介绍电镀设备的组成和使用。

学生应了解电镀槽、电源、电极等设备的功能和使用方法。

4. 电镀操作技术详细介绍电镀操作的具体步骤和技巧。

学生应了解如何准备工件、配置电镀液、控制电流密度等操作技术。

5. 电镀质量控制介绍电镀质量控制的方法和要点。

学生应了解如何检测电镀层的厚度、均匀性和附着力等质量指标。

三、教学方法电镀教学大纲应明确教学方法，以提高教学效果。

可以采用理论教学、实验教学和实践教学相结合的方法。

理论教学可以通过课堂讲解、教材阅读等方式进行；实验教学可以通过实验操作、观察分析等方式进行；实践教学可以通过实习、实践操作等方式进行。

四、教学评价电镀教学大纲应明确教学评价的方法和标准。

可以采用考试、实验报告、实习评价等方式进行评价。

评价应注重学生对知识的掌握程度、实际操作能力和问题解决能力的评估。

五、教学资源电镀教学大纲应明确教学资源的利用。

可以利用教材、实验设备、实习基地等资源进行教学。

同时，可以引入实际工作中的案例和经验，提供真实的学习材料和情境。

《电镀工艺》实验教学大纲大纲制定（修订）时间：2010年 6月课程名称：《电镀工艺》课程编码：080341002课程类别：专业课课程性质：必修适用专业：应用化学课程总学时：72实验（上机）计划学时： 24开课单位：环境与化学工程学院一、大纲编写依据1.应用化学专业2010版教学计划；2.应用化学专业《电镀工艺》理论教学大纲对实验环节的要求；3.本实验课的主要教学目的是培养学生能够综合运用所学知识进行电镀方面的实验、设计和检测。

这是学生在学完主要教学课程后的重要实践环节，是对学生所学知识的综合检验，同时还能起到复习、巩固所学知识的作用。

二、实验课程地位及相关课程的联系1.本实验课程是理论知识的具体应用和验证，能够加深学生对理论知识的理解掌握。

2.本课程是《电镀工艺》课程的实验教学内容，同时与《金属腐蚀学》《物理化学》等课程的内容有直接联系。

3.学生在进行本课程之前必须学完公共基础课如高等数学、无机化学、有机化学等化学基础课程；专业基础课如金属腐蚀学、电化学原理等；学科方向课如电镀工艺、电化学测试技术等主要专业课。

4.学生在进行实验过程中所涉及的新知识，能够为后续的毕业设计打下坚实的基础。

三、本课程实验目的和任务1.本实验课的主要目的是使学生能够综合运用所学的电镀基本理论、基本工艺方面的知识来进行电镀方面实验、设计、检测方面的实际技能培训。

这是学生在学完主要教学课程后的重要实践环节，是对所学知识的综合检验，同时还能起到复习、巩固所学知识的作用；2.学生在进行本实验过程中所涉及的新知识、新技能，能够为后续的毕业设计打下坚实的基础；3.本实验课主要为学生毕业后从事电镀行业的技术、管理提供基本技能，提高学生综合运用所学知识的能力，为本专业培养目标的实现起着重要作用；4.本课程承担着素质教育和工程教育的基本职责。

四、实验基本要求1、实验项目和实验内容的选定及其选定原则说明实验分电镀工艺实验和性能测试两大方面：电镀工艺实验包含在镀液、镀层性能测试中。