第四章.电镀前处理
电解脱脂过大
C.就连续电镀的脱脂流程,最适当的排法应该为:预备脱脂→阴极电解脱脂,预
备脱脂可以是【热脱】、【冷脱】、【阳极电解脱脂】、【溶剂脱】,绝对不可以将 阴 极电解脱脂拿来当预备脱脂。原因是预备脱脂会是最快脏掉,包含尘埃、 污物、 铜屑反大部分油脂,若此时是阴极电解脱脂的话,反而更会造成脱脂 不良。 四、活化 ( acti ation ) :脱脂后的金属表面, 然残存有很溥的氧化膜、电解极化 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 ( peeling ) 、起泡 ( blister ) 等之密着不良现象。一般铜合 金所使用之 活化酸,大多数为稀硫酸反市售的粉状活性酸。本人比较建议可以购 买50%的硫酸, 然后配置10%来使用,由于成本低廉又安全,可以天天更新,不用 担心铜含量过多的问题。由于铜合金的活化速度相当快(瞬间),所以硫酸浓度不 需要配置太高,因为
10.有关电解脱脂的正确操作观念,必须再一夫说明如下: A.由于铜合金材料对强 碱的耐实力确实比较差,特别是慢速生产时。所以当遇到 比较难除的冲压油时,不应该一昧地将脱脂剂的浓度,元限的往上添加。比 较 正确的方法是应该与冲压厂沟通,多半是冲压油之稀释剂选择错误(挥发 度过 低),,要调整稀释剂就可以改善(如下图)。或者采取预热方式,先将干 固油先 行软化,或者使用溶剂脱脂法、冷脱…。
8.78
8.91
导电率 %
25
27 20
18
11
100
黄铜编号 CA2100 CA22 CA2260 CA2300 CA2400 CA2600 CA2700 CA2800
锌含量 %
5
10 12.5 15
20
30
35
40
密度(g/cc) 8.86 8.80 8.77 8.74 8.69 8.53 8.47 8.39
图(1)
1 尘埃、污物 2 油脂 3 氧化层 4 加工层 5 扩散层 6 铜合金素材
表4
层数
类别
处理方法
目的
第一层 第二层 第三层 第四层 第五层
污物 油脂 氧化层 加工层 散愤层
水、碱热脱脂剂 碱热脱脂剂、电解脱脂剂、溶剂等 氧化层 稀硫酸、稀盐酸、活化剂等
第一层至三层处 理完全后,基本 上密性已经很好
第四章、电镀前处理
一、底材 (素材) : 一般在电镀之前,本人建议最好先对底材进行了解,这有助于有效的电镀加工。例 如材质、端子结构( 槽)、油价、氧化斑、腐蚀物、加工外观等。而在计算机端子 零件之电镀加工 ,所使用之材质有铜合金(黄铜、磷青铜、铍铜、等)反铁合金(不 锈钢、42合金等 ) ,而一般最常使用的材料为黄铜、磷青铜、不锈钢。以下就对纯 铜反此三种金属加以说明。 1.纯铜(copper):铜的特点是导电度和导热度大,所以多半用为电气材料或传热材 料。像导电率即是以铜做为基准,是以韧炼铜( Electrolytic Tough Pitch ) 的电阻系数1.7241μ[2•cm为100%IACS ( International Annealed Copper Standard ),其它金属导电率之计算即是1.7241 /金属电阻系数= % [如表1 反表2 ]。铜的颜色为丹红色,它在干燥空气 反清水 是不易起变化,但若 在空气 有湿气和 C02 时,铜表面会生绿色碱性碳酸铜(俗称铜绿) 。 2.黄铜 ( brass ) :黄铜是铜和锌的合金,很多人都叫青铜,这是错误的。一般锌 含量在30-40%之间,黄铜的颜色随锌含量的增加从丹红色→红黄色→淡橙黄色渐 渐变为黄色。其机械性质优良,制造和加工都容易,价格又便宜,故多半皆用来 做公端材料。由于其含有锌耐蚀性较差,故需镀一层铜或镀一定厚度以上之镍, 作为打底防蚀用(约1.3μm)。若在黄铜 加少量锡时会增加其耐蚀性,特别对海 水的耐蚀性会增大。 3.磷青铜 ( phosphorus bronze ) :磷青铜为铜、锡、磷之合金,很多人都叫磷铜, 这也是错误的。一般锡含量在4-11 %之间,磷含量在0.03-0.35之间。在青铜 加磷是为除去内部之氧化物,而改良其弹性反耐蚀性能。磷青铜之耐蚀性远比黄 铜优良,但价格较贵。由于弹性较佳,通常皆用在 端或弹片接点,。
乳化脱脂法 脱脂速度快、不会腐蚀素材
C0D高、不环保,有害人体
碱性脱脂法 对人体较元害、便宜、使用方便 易起泡沫、须加热
电解脱脂法 对人体较元害、使用方便、效果好 易起泡沫、易氢脆
4.脱脂不完全所造成的缺陷: A.镀层的剥离、起泡等密着不良。 B.污点、元光等光泽不均的现象。
C.镀层的 洞不平、小孔、漏镀等。 D. 针 孔 的 发 生 而 降 低 端 子 的 耐 蚀 性。 E5
硅酸钠(g/l)
10 - 30
20 - 30
2
0
磷酸钠(g/l) 界面活性剂
0 0.1 - 2
0 0.1 - 2
0 0.1 - 2
10 - 30 0.1 - 2
温度℃
50 - d0
40 - 70
40 - 60
40 -6d0
侵蚀PH值
元
1
1
1
8.表面活性剂:一般用在脱脂的表面活性剂,为阴离子和非离子表面活性剂。阳离 子表面活性剂毒性大,很少被使用。阴离子表面活性剂对金属渗透力强,对油 脂 的洗净力高、分散力强、乳化效果好,但水洗性差、发泡性高。而非离子表 面活性剂,除了优异的脱脂效果外,发泡性小、可低温操作,是前脱脂剂的主 要添 加剂,唯一的缺点,是湿润性(渗透能力)比较差。
金属名称 密度(g/cc)
导电率 %
表1 银 元氧 韧炼 脱氧 黄金 铬 10.5 8.91 8.91 8.89 19.3 7.1 106.0 102.0 100.0 98.0 74.9 66.5
铝 2.7 63.1
锌 7.14 29.2
金属名称 密度(g/cc) 导电率 %
钴
铁
钯白
锡
镍
铅
钛
8.9 7.86 12.02 21.45 7.31 8.9 11.34 4.5
d.脱脂剂的评价:必须综合温度、浓度、PH 值、时间等参数来评比。 A.脱脂的能力:由亲水性的程度反除油时间来判定。 B.对底材的侵蚀性:浸泡时间的能力,反停留空气 时间的能力。 C.起泡性与消泡性:使用量筒与空气泵,来计算起泡速度与消泡速度。 D.化学需氧量 C0D:越低越好。 E.导电度:就电解脱脂,导电度越大越好。 有关详细评价方法,请参照"连续电镀脱脂剂之评价"专题报告。
如乳化剂。 C.渗透作用:皂化、乳化二种作用是从表面除去油脂,而渗透作用
则能渗入油脂,使其松散和减小与金属的附着力。如表面活性剂。 D.分散作用:
表面的油脂除去后,将油脂由表面脱离带至溶液 的分散作用。如表面活性剂、 磷酸钠、硫酸钠等。 6.实施的方法:A.浸泡法,B.喷洗法,C.蒸气法,D.阴极电解,E.阳极电解。一般 业界的使用,热脱脂剂以浸泡法、电解脱脂剂以阴极电解法反阳极电解法居多。 由前边传统法的搅拌力与渗透力都比较差,所以本人建议可以考虑使用喷洗法 反蒸汽法,特别是针对有 槽的端子,因为高温反蒸气分子较小,所以效果会更 明显(如下),不过电热成本会比较高。
17.8 17.3 16.0 15.7 15.3 14.7 8.4 2.1
表2
磷青铜编号 CA5100 CA51 CA5190 CA5210
CA5240
CA1100韧炼铜
锡含量 %
4.2-5.8 3.5- 5.0-7. 7.0-9. 9.0-11.0
0
密度(g/cc) 8.86 8.88 8.80 8.78
(纯铜)
(磷青铜)
(黄铜)
4.不锈钢(stainless steel):不锈钢为铁、镍、铬之合金。最常见的不锈钢为304、 304L、316、316L。316由于比304的镍含量更高,反多加了钼,所以耐蚀性更好。 另外编号多了L表示为低碳钢,所以耐蚀性又更好(如表3)。在连接器领域 ,由 于不锈钢的耐蚀性较高,所以多半用来作为连接器之外壳。
2.材质:材质不外乎是铜合金(如黄铜、磷青铜…)反铁合金(SUS、42 合金)。不同 的材质对化学药剂的耐蚀程度也不一样,特别是在强碱的脱脂药水下,更为明 显。由于连续电镀的处理时间都很短(数秒-数十秒),所以脱脂剂的配方都偏向 强碱 (PH 值约 13 上下)。所以当比较易被侵蚀的材料,在慢速度生产下,材
料就很容易被侵蚀(特别是停留于空气 的氧化),而造成后续电镀外观不良。
元侵蚀 镀镍后
轻微
严重
极严重
元侵蚀
已侵蚀
3.脱脂的药剂:以连续电镀来说,最多厂商所使用的是,碱性热脱脂反碱性电解脱
脂,其夫为冷脱脂(乳化脱脂)、溶剂脱脂、酸性电解脱脂。
方法
优
缺
溶剂脱脂法 脱脂速度快、不会腐蚀素材
对人体有害、易燃、消耗高
化学抛光、电解抛光
在处理表面加工 纹路、毛边、较 厚
氧化膜
三、脱脂 ( degreasing ) : 1.油脂:就连续电镀素材来料状态来说,有未冲压(料板)反已冲压材料(端子), 料 板一般来说是没有什么油脂,有也,是在分条(分割)时所沾附的极少数油脂。 但 是端子的表面那肯定是有油脂(冲压油),而该冲压油主要的 的,是要润滑模 具 与料板撞击时的摩擦,反防止摩擦温度的上升。有些冲压厂会在冲压结束后, 进行清洗(除油),然后在送去电镀。然而每一家冲压厂的用油量、种类、浓度、 挥发度都不尽相同,所以当然会造成电镀厂的脱脂困扰。冲压油种类多半为矿物 油 (基础油),其夫为合成油。
导电率 %
58 46
40
37
34
29
28
27
不锈钢编号
304
铬含量 %
18
镍含量 %
8
钼含量 %
0
表3