电镀原理讲解课件.pptx

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1、Page:1/28电镀电镀原理讲解原理讲解 Interplex(HangZhou)撰写：吴赓华撰写：吴赓华 08/2806Page:2/28提纲提纲lInterplex Reel to Reel电镀流程电镀流程l电镀原理电镀原理l电镀层测试电镀层测试l制程常见的异常原因及对策制程常见的异常原因及对策l电镀层的腐蚀与防护电镀层的腐蚀与防护Page:3/28电解脱脂 ELECTRO CLEAN收料收料REELING 喷喷洗洗 SPRAY RINSE超声波脱脂ULTRASONIC CLEAN镀金GOLD PLATE热热水洗水洗HOT RINSE烘干烘干HOT AIR DRY 放料放料 DEREELI

2、NG鍍鎳 NICKEL PLATE酸洗ACTIVATE 浸洗RINSE WASHING镀锡or锡鉛Sn or Sn/Pb PLATE前處理小結前處理小結后處理小結后處理小結 喷喷洗洗 SPRAY RINSE 喷喷洗洗 SPRAY RINSE 喷喷洗洗 SPRAY RINSE一一.Interplex Reel to Reel电镀流程电镀流程:喷喷洗洗 SPRAY RINSEPage:4/28 二二.电镀原理电镀原理:基本概念基本概念:电镀是表面处理的一种电镀是表面处理的一种,是利用电极反应是利用电极反应,在零件表面形成覆盖层的方法在零件表面形成覆盖层的方法,以镀以镀件为阴极件为阴极,在直流电的作

3、用下在直流电的作用下,在金属制件表面沉积出一层金属或合金的过程在金属制件表面沉积出一层金属或合金的过程称之为电镀。称之为电镀。电镀池的构成电镀池的构成:1)1)电源电源:直流电直流电 2)2)阳极阳极:分可溶性和不可溶性两种分可溶性和不可溶性两种 3)3)阴极阴极:零件零件 4)4)电镀液电镀液:含镀层金属离子之溶液含镀层金属离子之溶液电子直流电阳极阴极电解液(整流器)H2 O2 电流OHHCuSO4阳阳极极:M -e-M+阴阴极极:M+e-M阳极溶解进入溶液阳极溶解进入溶液,溶液中离子形成金属析出于阴极溶液中离子形成金属析出于阴极(零件零件)上上.Page:5/28电镀结晶过程电镀结晶过程:

4、零零 件件(端子端子)镀层镀层膜厚膜厚高电流区低电流区高电流区低电流区膜厚电 流极限电流密度图1图2从图示中可看出从图示中可看出:1.在一定的条件下在一定的条件下,电流越高电流越高,镀层膜厚越大镀层膜厚越大.但电流达到一定极限但电流达到一定极限,膜厚不再随电流增大而增大膜厚不再随电流增大而增大.(如图如图1)2.在同等条件下在同等条件下,电流越高电流越高,电镀结晶颗粒越大电镀结晶颗粒越大,针孔度越大针孔度越大(硝酸试验硝酸试验NG),耐腐蚀性差耐腐蚀性差.(如图如图2)3.在极限电流下电镀在极限电流下电镀,镀层不但结晶颗粒大镀层不但结晶颗粒大,而且结晶颗粒排列无规则而且结晶颗粒排列无规则,无光

5、泽无光泽(即烧焦即烧焦),SEM状况状况不好不好,对对LLCR,BAKE测试匀有影响测试匀有影响.-以总结参考以总结参考.Page:6/28 三三.电镀层测试电镀层测试:3-1.连接器的电气特性测试：连接器的电气特性测试：3-2.连接器的机械特性测试：连接器的机械特性测试：3-3.连接器的环境测试：连接器的环境测试：Page:7/28四四.制程常见的异常原因及对策制程常见的异常原因及对策不良项目不良项目原因原因对策对策脱皮脱皮电刷与料带接触不良电刷与料带接触不良,冒火花冒火花调整、更换调整、更换导电线松脱导电线松脱拧紧拧紧镀液温度偏低镀液温度偏低检查温控器检查温控器,恢复正常恢复正常不纯物含量

6、超标不纯物含量超标弱电解处理弱电解处理前处理不良前处理不良分析分析,调整调整水洗不干净水洗不干净确保水洗干净确保水洗干净镀锡镀锡/锡铅发黄锡铅发黄表面残留酸表面残留酸通过锡铅后水洗通过锡铅后水洗PHPH值，掌控水值，掌控水洗水更换频率洗水更换频率,确保水洗干净确保水洗干净温湿环境存放温湿环境存放收料时收料时,检查料带是否烘干检查料带是否烘干锡镀槽添加剂失调锡镀槽添加剂失调分析控制分析控制,定量添加定量添加Page:8/285.1.腐蚀的概念：腐蚀的概念：在一般人的观念，腐蚀就是指生锈，或是腐蚀就是氧化造成的，其实在一般人的观念，腐蚀就是指生锈，或是腐蚀就是氧化造成的，其实并不那么单纯。并不那么

7、单纯。钢铁及其合金的腐蚀现象才能称之为生锈钢铁及其合金的腐蚀现象才能称之为生锈（生铁锈），（生铁锈），而单纯的氧（或者是单纯的水）是无法腐蚀金属的。环境是造成金属而单纯的氧（或者是单纯的水）是无法腐蚀金属的。环境是造成金属腐蚀的最大因素，人们常接触的环境就是大气，即使单纯的大气也因腐蚀的最大因素，人们常接触的环境就是大气，即使单纯的大气也因乡村、都市、工业区、沙漠、寒带、热带、海上（海边）等而有很大乡村、都市、工业区、沙漠、寒带、热带、海上（海边）等而有很大的差异，进而影响腐蚀的速率，空气中引起腐蚀的主要成份为氧气、的差异，进而影响腐蚀的速率，空气中引起腐蚀的主要成份为氧气、水气和有害基质。金

8、属在大气中的腐蚀过程是一种电化学过程，当大水气和有害基质。金属在大气中的腐蚀过程是一种电化学过程，当大气中水气附着在金属表面形成薄薄的水膜（成为电解液），如果再吸气中水气附着在金属表面形成薄薄的水膜（成为电解液），如果再吸收大气中的氧及有害杂质（如收大气中的氧及有害杂质（如SO2、CO2、CL-）以后，就会使电化学）以后，就会使电化学腐蚀加速的进行。因此金属在干燥的空气中是不会有腐蚀作用，以及腐蚀加速的进行。因此金属在干燥的空气中是不会有腐蚀作用，以及金属在没有氧的水中也不会有腐蚀作用。金属在没有氧的水中也不会有腐蚀作用。五五.电镀层的腐蚀与防护电镀层的腐蚀与防护:Page:9/285.2.腐

9、蚀的形态：腐蚀的形态：绝大部分金属的腐蚀过程均有电子转移行为，因此可以视为一种绝大部分金属的腐蚀过程均有电子转移行为，因此可以视为一种电化学反映：电化学反映：a.均匀腐蚀不均匀腐蚀不;b伽凡尼腐蚀（异种金属腐蚀）伽凡尼腐蚀（异种金属腐蚀）；c间隙腐蚀；间隙腐蚀；d空穴腐蚀；空穴腐蚀；e晶界腐蚀；晶界腐蚀；f选择性腐蚀；选择性腐蚀；g冲磨腐蚀；冲磨腐蚀；h应力腐蚀。应力腐蚀。5.3.腐蚀的因数：腐蚀的因数：对电镀层的腐蚀大部分为对电镀层的腐蚀大部分为伽凡尼腐蚀效应所致，伽凡尼腐蚀效应所致，在电镀层的抗腐在电镀层的抗腐蚀的高低则决定下列四项因数：蚀的高低则决定下列四项因数：a镀层本身化学性质；镀层

10、本身化学性质；b镀层的厚度；镀层的厚度；c镀层的孔隙度；镀层的孔隙度；d镀层身处镀层身处的环境的环境Page:10/285.4连接器电镀的腐蚀：连接器电镀的腐蚀：项次项次电镀规格电镀规格备注备注1 1铜合金（黄铜、磷青铜合金（黄铜、磷青铜、铍铜）铜、铍铜）/镀镍镀镍铜合金较活性会被腐蚀铜合金较活性会被腐蚀2 2铜合金（黄铜、磷青铜合金（黄铜、磷青铜、铍铜）铜、铍铜）/镀镍镀镍/镀金镀金铜合金较活性会被腐蚀，因多镀一层铜合金较活性会被腐蚀，因多镀一层金，而加大电位差，所以腐蚀速金，而加大电位差，所以腐蚀速度更加快（特别是镀薄金）度更加快（特别是镀薄金）注：但腐蚀条件满足时，薄金更加速基材的氧化。

11、若腐蚀条件不满足，则注：但腐蚀条件满足时，薄金更加速基材的氧化。若腐蚀条件不满足，则金可以延缓氧化的发生。金可以延缓氧化的发生。3 3铜合金（黄铜、磷青铜合金（黄铜、磷青铜、铍铜）铜、铍铜）/镀镍镀镍/镀锡镀锡oror锡铅锡铅锡锡oror锡铅较活性会被腐蚀锡铅较活性会被腐蚀4 4铁基体铁基体/镀铜镀铜/镀镍镀镍铁基体较活性会被腐蚀铁基体较活性会被腐蚀Page:11/285.5如何防腐蚀：如何防腐蚀：1.制程上降低孔隙度：制程上降低孔隙度：a.在合适的电流密度与产速下尽量降低电流密度；在合适的电流密度与产速下尽量降低电流密度；b.增加电镀时增加电镀时的搅拌速度的搅拌速度or适时添加适量的润湿剂；

12、适时添加适量的润湿剂；c.使用脉冲整流器，细致使用脉冲整流器，细致结晶颗粒；结晶颗粒；d.中间镀层在规格范围内（如镍），尽量上限电镀；中间镀层在规格范围内（如镍），尽量上限电镀；e.使用封孔剂。使用封孔剂。2.加强环境管制：加强环境管制：a.电镀后，务必用纯水清洗；电镀后，务必用纯水清洗；b.生产后尽量不要用手直接接触零生产后尽量不要用手直接接触零件；件；c.电镀后的产品应立即撤出电镀车间；电镀后的产品应立即撤出电镀车间；d.仓储、检测的电镀仓储、检测的电镀零件的环境，应随时保持恒温、低湿度、干净的空气。零件的环境，应随时保持恒温、低湿度、干净的空气。Page:12/28放料时注意事项放料时注

13、意事项 放料前确认料号放料前确认料号/数量数量/包装方包装方向向/来料是否氧化、歪来料是否氧化、歪 缺缺 pin等品质状等品质状况。况。Page:13/28作作 用用:1.利用水刀的冲击力将料带上的药液冲洗掉利用水刀的冲击力将料带上的药液冲洗掉,避免避免 药液随料带进入下一站药液随料带进入下一站,导致上一工站减弱药导致上一工站减弱药性或将杂质带入下一工站使药水成分改变性或将杂质带入下一工站使药水成分改变.2.以强风将零件表面之大部分水份去掉以强风将零件表面之大部分水份去掉,增强增强烘干效果烘干效果 3.通过强风将零件表面之杂质去除通过强风将零件表面之杂质去除.注意事项注意事项:风刀风力及角度风

14、刀风力及角度,水刀大小及位置水刀大小及位置,风刀有无药风刀有无药垢垢,水刀水刀 有无堵塞有无堵塞.Page:14/28凹部分也能除油干净零零 件件原原 理理:超音波振荡的机械能可使溶液内产生许多超音波振荡的机械能可使溶液内产生许多真空的空穴真空的空穴.这些空穴在形成和闭合时产生强烈的振这些空穴在形成和闭合时产生强烈的振荡荡,对工件表面的油污产生强大的冲击作用对工件表面的油污产生强大的冲击作用,有助于油有助于油污脱离工件表面污脱离工件表面,加强皂化和乳化作用加强皂化和乳化作用,从而加速除油从而加速除油过程并使除油更为彻底过程并使除油更为彻底.条件设定条件设定：GP-300:5520g/L 温度温

15、度:60 10C作作 用用:其对处理形状复杂其对处理形状复杂,有细孔有细孔,盲孔和除油要盲孔和除油要求高求高 的除油制品更为有效的除油制品更为有效.注意事项注意事项:开机时液体未打到子槽不可打开超声波开机时液体未打到子槽不可打开超声波电源电源.停机时先关闭超声波电源再关闭泵浦停机时先关闭超声波电源再关闭泵浦.Page:15/28电解脱脂电解脱脂原理原理:在在碱性电解液碱性电解液中金属工件受直流电的作用发生极化中金属工件受直流电的作用发生极化作用作用,使金属使金属-溶液界面张力降低溶液界面张力降低,溶液易于润湿并渗入油溶液易于润湿并渗入油膜下的工件表面膜下的工件表面.同时同时,析出大量氢或氧析出

16、大量氢或氧(阴极阴极 2H+2eH2,阳极阳极:4OH-4e2H2O+O2)对油膜猛烈地对油膜猛烈地撞击和撕裂撞击和撕裂,对溶液产生强烈搅拌对溶液产生强烈搅拌,加强油膜表面溶液的加强油膜表面溶液的更新更新,油膜被分散成细油膜被分散成细 小油珠脱离工件表面而进入溶液小油珠脱离工件表面而进入溶液中中 形成乳浊液形成乳浊液.电解除油分阴极除油电解除油分阴极除油(除油能力除油能力 强强,速度速度快快,效果好效果好,但易引起氢脆但易引起氢脆)和阳极和阳极 除油除油(无氢脆但除油慢无氢脆但除油慢,效果较差效果较差).条件设定条件设定:GP-300:5520g/L 温度温度:60 10C作作 用用:去除料带

17、表面的油脂去除料带表面的油脂.注意事项注意事项:电铜刷是否冒火花电铜刷是否冒火花(造成造成前处理不良脱皮前处理不良脱皮),电电流电压范围流电压范围,导线是否接触良好等导线是否接触良好等Page:16/28酸洗酸洗条件设定条件设定:H2SO4浓度浓度:80160g/l作作 用用:1.去除端子表面的氧化物去除端子表面的氧化物.2.中和上一工站中和上一工站残留的碱残留的碱3.对金属有活化作用对金属有活化作用.条件影响条件影响:浓度太低浓度太低,效果不足效果不足;太高太高,则对基体具腐蚀则对基体具腐蚀作用作用.注意事项注意事项:应定期更换应定期更换,生成的生成的CuSO4对对Beo有贡献有贡献,但对去

18、除但对去除CuO无贡献无贡献,CuSO4 含量若太高含量若太高,溶液发蓝溶液发蓝,必须更换必须更换.Page:17/28前处理不良的影响前处理不良的影响:来料来料(铜材铜材)素材的表面状况素材的表面状况,如表面度如表面度(凹凸不平凹凸不平),油脂过多油脂过多,表面氧化等都会影响电镀的前处理表面氧化等都会影响电镀的前处理.而电镀前而电镀前 处理不彻底处理不彻底,易导致易导致镀后密着性欠佳镀后密着性欠佳,起泡等不良起泡等不良.会影会影 响镀层之结晶状况响镀层之结晶状况.零件深凹区易藏污纳垢零件深凹区易藏污纳垢,不易去除不易去除.后处理不良的影响后处理不良的影响:易造成易造成零件污脏零件污脏,耐久性

19、能差耐久性能差,甚至直接影响电接触性能甚至直接影响电接触性能.Page:18/28镍镍 特特 性性:镍是白色微黄的金属镍是白色微黄的金属,具有铁磁化性具有铁磁化性.,在空气中在空气中,其表其表面通常存在一层面通常存在一层钝化膜钝化膜(发黄原因发黄原因),钝化膜对钝化膜对WICKING有有正面影响正面影响,镀镍的应用面很广镀镍的应用面很广,可分为防护装饰性和功能可分为防护装饰性和功能性两方面性两方面.现现Interplex(hangzhou)镀镍半光亮镍镀镍半光亮镍MP-200、暗镍、暗镍SC、高磷镍、高磷镍EP-M.作作 用用:1.打底打底,增加硬度增加硬度；2.延缓基体金属与表层金属层相互扩

20、延缓基体金属与表层金属层相互扩散；散；3.降低降低Tin Whisker发生；发生；4.平滑层面，确保镀金平滑层面，确保镀金层的低孔隙率。层的低孔隙率。成分作用成分作用:氨氨 基基 磺磺 酸镍酸镍:主盐主盐 氯氯 化化 镍镍:阳极活化剂阳极活化剂,增加导电性能增加导电性能 硼硼 酸酸:pH缓冲剂缓冲剂 氨氨 基基 磺磺 酸酸:降低降低pH 碱碱 式式 碳碳 酸酸 镍镍:提升提升pH MP-200 :半光亮剂半光亮剂,其能降低了镀液表面张力其能降低了镀液表面张力,增强了镀增强了镀液对镀件表面的润湿作用液对镀件表面的润湿作用,清除氢气清除氢气,避免针孔的产生避免针孔的产生 Page:19/28浸洗

21、浸洗作作 用用:料带浸泡在水槽中料带浸泡在水槽中,在在超音波超音波的的作用下，将料带上残留的药液清洗更作用下，将料带上残留的药液清洗更加完全加完全.Page:20/28金金 特特 性性:金是一种色泽为金黄色的金属金是一种色泽为金黄色的金属,元素符号为元素符号为Au.电镀金层的性能优越电镀金层的性能优越,化学稳定性好化学稳定性好,易于抛光易于抛光,延延展性好且耐腐蚀性及导电良好展性好且耐腐蚀性及导电良好,易焊接耐高温易焊接耐高温,空气中空气中不变色不变色,被广泛应用于线路板接插件等方面被广泛应用于线路板接插件等方面.作作 用用:增加接触点抗氧化腐蚀能力增加接触点抗氧化腐蚀能力,降低接触电阻降低接

22、触电阻,稳定接触性能稳定接触性能,增加美观性增加美观性.成分作用成分作用:KAu(CN)2:主盐主盐 柠檬酸柠檬酸:缓冲剂缓冲剂,控制镀液的控制镀液的pH值值,对导电性有帮助对导电性有帮助 导电盐导电盐:增加镀液的导电性能增加镀液的导电性能 平衡盐平衡盐:草酸盐类还原剂草酸盐类还原剂.用于抑制用于抑制Au+氧化成氧化成Au3+(无无效金效金)及及Co2+氧化成氧化成Co3+(无效钴无效钴).是导电盐中的一种是导电盐中的一种成分成分.Additive(2010):改善镀膜分布改善镀膜分布,增加光泽范围增加光泽范围 Brightener:Ni or Co盐盐,过渡金属光泽剂过渡金属光泽剂,增加镀膜

23、硬增加镀膜硬度度&耐磨性耐磨性,亦有调整镀膜分布的功能亦有调整镀膜分布的功能Page:21/28锡锡/锡铅特性锡铅特性:纯锡镀层期放置纯锡镀层期放置,表面长出针孔状结晶表面长出针孔状结晶(锡须锡须Tin Whisker),能引起短路。在纯锡中只要加入能引起短路。在纯锡中只要加入23%以上以上的铅的铅,这种现象就不易发生这种现象就不易发生.因此该镀层是电子元因此该镀层是电子元,器件器件中最受重视的可焊性镀层中最受重视的可焊性镀层.现现Interplex(hangzhou)电电镀有亮锡镀有亮锡/锡铅、暗锡、暗锡铅等镀种。锡铅、暗锡、暗锡铅等镀种。作作 用用:防腐蚀防腐蚀&焊接焊接成分作用成分作用:

24、锡浓缩液锡浓缩液or铅浓缩液铅浓缩液 :主盐主盐 锡锡 铅铅 酸酸 :促进阳极溶解促进阳极溶解,提升导电能力提升导电能力,光亮整平光亮整平 添加剂添加剂:有辅助剂有辅助剂,Additive的载体；有次级光亮剂的载体；有次级光亮剂,其能使镀层晶粒细化其能使镀层晶粒细化,并可提高镀液的分散能力；有初并可提高镀液的分散能力；有初级光亮剂级光亮剂,提高溶液的稳定性提高溶液的稳定性,防止锡的氧化防止锡的氧化.Page:22/28热水洗热水洗作作 用用:超声波与热水洗有助增加水洗活超声波与热水洗有助增加水洗活性及取得一定的性及取得一定的封孔效果封孔效果.Page:23/28烘干烘干作作 用用:干燥电镀零件

25、，将残留在零件干燥电镀零件，将残留在零件表面及孔隙中的少量水份以加热变表面及孔隙中的少量水份以加热变为水蒸气的方式去除为水蒸气的方式去除.Page:24/28收料时注意事项收料时注意事项:1.收料前确认料带的外观有无变形、是否收料前确认料带的外观有无变形、是否黑黑pin、白、白pin、等品质不良、等品质不良,料带有无料带有无烘干等烘干等.2.确认收料方向；使用的纸带、料盘的料确认收料方向；使用的纸带、料盘的料号是否正确号是否正确.Page:25/283-1.连接器的电气特性测试连接器的电气特性测试 绝缘阻抗测试绝缘阻抗测试(Insulation Resistance)耐电压测试耐电压测试(Di

26、electrics Withstanding Voltage)接触阻抗测试接触阻抗测试(Contact Resistance)低功率接触阻抗低功率接触阻抗(Low Level Contact Resistance)电容测试电容测试(Capacitance)温升测试温升测试(Temperature Rise)高频测试高频测试Page:26/283-2.连接器的机械特性测试连接器的机械特性测试单支插入力与单支拔出力单支插入力与单支拔出力(Engagement&Separation Forces)连接器的整体插入力与整体拔出力连接器的整体插入力与整体拔出力(Mating&Unmating Force

27、s)端子保持力端子保持力(Contact Retention Force)线缆弯折试验线缆弯折试验(Bending)耐插拔试验耐插拔试验(Durability)振动试验振动试验(Vibration)机械冲击试验机械冲击试验(Mechanical Shock)端子正向力端子正向力(Normal Force)Page:27/283-3.连接器的环境测试连接器的环境测试 盐水喷雾试验盐水喷雾试验(Salt Spray)温湿性试验温湿性试验(Humidity)热冲击试验热冲击试验(Thermal Shock)高温寿命试验高温寿命试验(Temperature Life)焊锡性试验焊锡性试验(Solder

28、ability)耐焊锡热试验耐焊锡热试验(Resistance to Solder Heat)蒸气老化试验蒸气老化试验(Steam Aging)硝酸试验（硝酸试验（Porosity test)Page:28/28说明说明1.电极电位越低则金属活性越大；电极电位越低则金属活性越大；电电极电位越高则金属稳定。极电位越高则金属稳定。2.溶液中溶液中,电极电位低的金属可以把电极电位低的金属可以把电极电位高的金属化合物置换为电极电位高的金属化合物置换为金属单质。金属单质。3.自然界自然界Ni的单质电极电位为正的。的单质电极电位为正的。4.两种金属电极电位差越大，则腐蚀两种金属电极电位差越大，则腐蚀速度越

29、大。速度越大。AuAuAuAu+1.680V+1.680VPdPdPdPd+2+2+0.987V+0.987VAgAgAgAg+0.799V+0.799VCuCuCuCu+2+2+0.337V+0.337V惰性惰性oror阴极阴极H H2 2H H+0.000V+0.000VFeFeFeFe+3+3-0.040V-0.040VPbPbPbPb+2+2-0.126V-0.126VSnSnSnSn+2+2-0.136V-0.136VNiNiNiNi+2+2-0.250V-0.250VFeFeFeFe+2+2-0.441V-0.441V活性活性oror阳极阳极ZnZnZnZn+2+2-0.762V-0.762VAlAlAlAl+3+3-1.662V-1.662VNaNaNaNa+-2.714V-2.714V纯金属的标准电极电位纯金属的标准电极电位