64电镀简介

電鍍定義•電鍍是利用電解作用將溶液中金屬離子還原密著於帶負電的基體上的過程•電化學過程:是一種氧化還原過程.(A)陰極:為被鍍之基體金屬,發現溶液中金屬離子獲得電子而還原成金屬.(還原反應)(B)陽極:在電解液中,金屬以離子狀態進入溶液,所遺留的電子經由金屬導體傳向陰極.(氧化反應)•電沉積過程:是利用電極通過電流,使金屬附著於物體表面上,其目的是在改變物體表面之特色或尺寸電鍍目的•防止腐蝕(防銹)•裝飾(美觀)•提高表面硬度和耐磨性能•提高導電性能•提高導磁性能•修復尺寸•提高光的反射性能•付與焊錫性•防止局部滲碳;滲氮•提高潤滑性•延長耐候性與耐熱性電鍍原理電子直流電陽極陰極電解液(整流器)H2O2電流OHHCuSO4錫鉛子槽陽極袋陽極線藥水陰極電鍍槽組成連接器製造流程銅材電鍍裝配成型塑粒連接器電器連接器上的應用•連接器(CONNECTOR)鍍層特色(1)低電阻阻抗(2)耐磨耗(3)焊接能力(4)耐環境性•電鍍鍍層的必要條件(1)密著性(Adhesion)的確保(2)具備色澤緻密(Cohesion),連續性且美觀(3)均一電著性(ThrowingPower)且被覆力優良(4)無殘留應力(Stress)且機械強度高(5)化學性安定且耐藥品性高電鍍鍍層種類介紹•鎳鍍層(NickelPlating)•鈀鎳合金鍍層•鈀鈷合金鍍層•金鍍層•金鈷合金鍍層•錫鉛合金鍍層•錫銅合金鍍層鎳鍍層(NickelPlating)•鎳是銀白色呈光亮而富延展性且極少針孔(PinHole)及有微量的整平性,硬度高(約為550VPN),擠壓應力正常為0至140kg/cm²,塑性好,在大氣中具有高的穩定性(在空氣中易鈍化而不被腐蝕).一般會用作貴金屬電鍍中的打底鍍層,以改善其耐磨性.鎳鍍層(NickelPlating)•SomeReasonsforUsingaNickelUnderplatea.DiffusionBarrier(阻礙擴散層)可抑制銅從底層擴散到表面,抑制中間層擴散b.LevelingLayer(平滑化層)使底材產生較平滑的表面,可得到孔隙度較低的金屬c.PoreCorrosionInhibitor(孔腐蝕抑制層)在鍍金層下的鎳層會形成鈍態氧化物(在潮濕空氣下),以避免受酸污染(S02或HCl)d.TarnishCreepageInhibitorforGold(金光澤抑制劑)非銅金屬會抑制銅光澤層擴散至金層.e.Load-BearingUnderlayerforContactingSurfaces鍍鎳層的加入可減少表面的磨耗.鈀鎳合金(80Pd/20Ni)鍍層•鈀鎳合金為白色光澤鍍層,硬度約566HV,100gf(557-585),內層應力152N/mm²at14um,層狀結構(在放大10-40倍時不會有肉眼可看見之裂痕)較具延展性;有較低的孔隙度,另外有比硬金較好的磨耗阻抗.因鈀鎳合金為鹼性液,須要以氨水調節PH值影響環境,目前已開發有酸性液,可解決環境污染問題.還有一點是鎳已被分類在有害環境的物資中,此因會產生“鎳癢”.故發展鈀鈷合金來解決鈀鎳的缺點.鈀鎳合金(80Pd/20Ni)鍍層•SomeReasonsforUsingNickelUnderplateforPalladium-NickelElectroplatea.DiffusionBarrier(阻礙擴散層)可抑制銅從底層擴散到鈀鎳層b.LevelingLayer(平滑化層)可產生較平滑的鍍層,使鈀鎳層有較低的孔隙度(Porosity)c.PoreCorrosionInhibitor(孔腐蝕抑制層)在鈀鎳層下的鎳層在潮濕空氣中會形成鈍態氧化物,能保護不受酸性污染物(S02或HCl)的影響d.Load-BearingUnderlayerforContactingSurfaces硬的鎳底層可作為鈀鎳耐磨的基石,降低接觸的磨耗.鈀鈷合金鍍層•鈀鈷合金為光澤鍍層,具有優越的密著性與相當低的孔隙度;硬度約550-650KHN,組成75±5%Pb與25%Co,密度10.7g/cm³,接觸電阻＜4milliohm,柔韌且具特殊接觸安全性;沉積於鎳層或含鎳底材時,藉X螢光測厚儀可量測鍍層厚度與組成,在此方面優於鈀鎳合金沉積製程.另外具有比鈀鎳較大的硬度(大20%)及優越的耐久磨耗.50金鍍層•金是一種美麗桃紅色及燦爛光澤的金屬,本身不易與它種物質發生反應,也不易在表面形成氧化物或污染的膜層,電流很容易穿越過去,因此當連接器需要處理低層次(low-level)的信號電壓和電流,使其具有高可靠度的信賴性時必須選用鍍金.純金本身密度19.3,硬度為60-90HV,純度為99.99%.金鈷合金鍍層•金是一種美麗金黃色及燦爛光澤的金屬,本身不易與它種物質發生反應,也不易在表面形成氧化物或污染的膜層,電流很容易穿越過去,因此當連接器需要處理低層次(low-level)的信號電壓和電流,使其具有高可靠度的信賴性時必須選用鍍金.純金本身密度19.3,硬度極低為了增加耐磨耗(wear-resistance).會在鍍液內添加微量的鈷,使其在鍍層共同析出,鈷約佔0.15至0.25%密度17.5,而鍍層的硬度由60-90HV增至150-180HV.金鈷合金鍍層•SomeReasonsforUsingaGoldOverplate鈀鎳合金上鍍一層金可增加鈀鎳表面的特性一般有兩種型式的金鍍層被使用:TYPE1:Au0.05-0.12um(1.5-3.6u”)TYPE2:Au0.05-0.25um(1.5-7.6u”)其原因有下列幾項:1.Durability(耐久性;堅固性)鈀鎳合金比金有較高的磨擦係數2.Matingforce(插拔力)3.Fretting(降低損耗)4.FrictionalPolymerization(磨擦聚合作用)5.Solderability(焊錫性):TYPE1優於TYPE26.ThermalStability(熱穩定性):TYPE1優於TYPE2錫鉛合金(90Sn/10Pb)鍍層•錫鉛合金為淺灰白色,電子連接器鍍錫鉛的目的,是為改善其焊錫性,易於將零件固定於印刷電路板上,錫是接合的主要材料,加入鉛的目的有:a.降低焊接的熔點(MeltingPoint)使焊接作業容易進行.b.提高抗張力.c.降低熔解時之表面張力,改善焊錫流動性.d.防止氧化.e.減少錫絲.f.可作為一種光亮劑,至鍍層結晶細緻均勻.等等,不僅改善焊接時的作業,而且裨益於提高接合部之機械性質和耐環境性.錫銅合金鍍層•地球環境保護組織針對鉛;有害物質提出禁止使用規定,因廢棄電子零件含有鉛,長期曝露溶解後滲入土壤;地下水,對人體造成極大危害,國外已具體提出解決方式與時間如下:日本2001年:焊接用鉛全面禁止2005年:電鍍用鉛全面禁止歐洲2004年:整合無鉛代替品之製程與使用2008年:鉛使用之製品全面禁止美國1999年:IPC(PCB最大組織)已加速檢討無鉛全面化使用國內也已開始進行相關問題探討工作,我事業群預定2000年5月底將樣品作功能測試,8-9月進行量試.錫銅合金鍍層合金特性與Sn-Pb合金特性比較合金種類液安定性接合強度焊錫性毒性成本後加工性錫絲抑制合計Sn-Cu4.05.0*4.55.04.54.5*4.5(Cu:1.5%)VeryGoodExcellentExcellentExcellentExcellentExcellentExcellentSn-Ag2.05.04.05.02.54.5*4.5(Ag:3.5%)BedExcellentVeryGoodExcellentBedExcellentExcellentSn-Bi3.02.54.5**1.53.02.0*4.5(Bi:3.0%)GoodBedExcellentBedGoodBedExcellent5.04.04.05.04.54.5*4.5ExcellentVeryGoodVeryGoodExcellentExcellentExcellentExcellentSn-Pb5.04.05.0**15.05.0*5(Pb:5.0%)ExcellentVeryGoodExcellentBedExcellentExcellentExcellent1.0(差)-5.0(優)*:表示與光澤劑性能差影響較大**:表示與酸性溶液中霧氣毒性有關30.0PureSn32.027.516.531.5純水系統廢水系統空壓設備化驗室電鍍設備排氣設備電鍍製程介紹後處理電鍍前處理放料電解脫脂酸洗後水洗烘乾收料鍍錫鉛鍍金鍍預金鍍鈀鎳鍍鎳連續電鍍線流程圖放料卯接緩衝器陰極電解脫脂陰極電解脫脂水洗噴水洗酸活化純水洗噴水洗氨基磺鎳酸氨基磺鎳酸氨基磺鎳酸氨基磺鎳酸回收熱水洗鈀鎳合金回收熱水洗預金熱水洗刷鍍金選鍍金點鍍金回收熱水洗翻轉錫鉛合金錫鉛合金錫鉛合金錫鉛合金熱水洗純水洗吹乾烘乾收料檢驗入庫選擇性電鍍•MaskingPlating(遮蔽鍍)•BrushPlating(刷鍍)•WheelPlating(輪鍍)•SpotPlating(點鍍)電鍍監控系統介紹•為何導入電鍍監控系統?舊有的作業方式,因人為控制機台,然機台有很多設備與藥品經長時間使用會隨時間變化而改變,造成品質不穩定,不良率增加,及無法立即處理機台狀況,人為誤差與失誤頻頻…等等•自動監控系統能為現場解決什麼?及時反應消彌人為誤差與失誤降低不良率;提升電鍍品質立即反應機台狀況,即刻處理生產資料處理電腦化,系統化電鍍監控系統介紹•操作條件控制:電流1–2A電壓1V溫度5℃液位[濃度]3cm酸鹼度[PH]0.4•生管條件控制:生產料號生產速度端子產量生產排配製程控制純水處理流程原水PUMP活性碳塔H陽離子塔脫氣塔PUMPHCl再生藥品槽OH陰離子塔純水混床塔純水儲槽現場使用純水混床塔NaOH再生藥品槽HClNaOH再生藥品槽純水管制項目•原水水質:TDS5PPMasCaCO3以內•設計水量:12/Hr.300/cycle•預計處理水質:PH=6.5-7.5導電率=0.2us/cm(25℃)5MegOhm-cm以上電鍍廢水性質電鍍廢水危害電鍍廢水之減廢•電鍍廠內管理與操作改善避免電鍍滲漏並收集,以溢流式清洗不用大量水洗•回收回收有價值之金屬,將回收水蒸發後送回母槽,減少用水•製造方法之改善改變電鍍液之配方,減少有毒;害廢水•廢水之分離處理酸;鹼;重金屬與氰化物分別收集,分別處理•廢水之控制排放電鍍廢液須以貯留槽,在慢慢釋出與其他廢水稀釋再處理廢水處理流程調節池PH慢調池PH快調池膠羽池沉澱池斜式槽沉澱池砂濾塔PH中和池碳濾塔氧化塘排放