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接触件镀金镀层常见质量问题分析

放大字体  缩小字体发布日期:2012-03-06  浏览次数:1809
核心提示:本文针对针孔接触件散件电镀金中常见的镀层质量问题,从产品设计和电镀工艺以及电镀设备等方面进行了原因分析,并提出了相应的解决方法。

2.3镀层结合力差

镀后检验接触件的镀层结合力,部分插针的针端前部折弯时,或针孔件的焊线孔压扁时,镀层有时会出现起皮现象。高温(200℃,lh)检验有时发现金层有极细小的鼓泡现象发生。

2.3.1镀前处理不彻底

对于小型针孔件来说,如果机加工序完毕后不能立即采用三氯乙烯进行超声波除油清洗,那么接下来的常规镀前处理将很难将孔内干涸的油污除净,这样孔内的镀层结合力就会大大降低。

2.3.2基体镀前活化不完全

接触件基体材料大多为各类铜合金,这些铜合金中的铁、铅、锡、铍等微量金属在一般的活化液中很难使其活化,如果不采用相应的酸将其活化,进行电镀时,这些金属的氧化物跟镀层很难结合,于是就造成了镀层高温起泡的现象。

2.3.3镀液浓度偏低

在使用氨磺酸镍镀液镀镍时,当镍含量低于工艺范围时,小型针孔件的孔内镀层质量就要受到影响。如果预镀金镀液的金含量过低,那么在预镀金时孔内就有可能镀不上金,当镀件进入加厚金镀液时,无金层的镀件孔内的镍层已钝化,孔内的金层结合力自然就差。

2.3.4细长状插针电镀时未降低电流密度

在镀细长形状插针时,如果按通常使用的电流密度电镀,针尖部位的镀层会比针杆上厚许多,在放大镜下观察,针尖有时会呈火柴头形状(见图3)。其头颈部的镀层,即插针前端顶部靠后一点部位的金镀层,结合力检验就不合格。这种现象在振动镀金时易出现。

插针尖呈火柴头状
(图3 插针尖呈火柴头状)

2.3.5振动镀金振频调整不正确

采用振动电镀镀接触件时,如果镀镍时振动频率调整不正确、镀件跳动太快,易形成双层镍,对镀层结合力影响甚大。

3 解决质量问题的方法

3.1从产品设计开始消除影响电镀质量的因素

首先在接触件设计时就要考虑到对电镀工序可能带来的影响,尽量避免因设计考虑不当而给电镀质量留下隐患。

(1)对一字形开口的插孔,劈槽时先从口部边缘向口部中央斜向45。角开口,然后再顺着口部中央垂直向下进行。若是十字形开口的插孔,可以先将插孔收口,使劈槽口部的缝宽度小于插孔壁厚度,这样就可减少或避免镀金时产生插孔互相对插的现象(见图4)。

45度斜向开口劈槽
图4 45度斜向开口劈槽)

(2)设计时插针的针杆尺寸应略大于焊线孔孔径尺寸,或是延长焊线孔铣弧长度,避免电镀时插针首尾相接。

(3)在盲孔部位的底部设计一横向通孔,使镀液电镀时能在孔内顺利出入(见图5)。

盲孔底部开通孔
(图5 盲孔底部开通孔)

3.2采用科学的电镀工艺管理方法

(1)加强对电镀质量控制,特别是对金盐的质量要重点关注。对使用的每一批金盐,除了必须经过常规的理化检验外,均要取样作郝尔槽试验,试验认定合格后再用于镀槽。

郝尔槽试验方法:取样品中金盐12g,加入柠檬酸钾100g,配制成1L镀液,加温至50℃,pH值调整为5.4—5.8,作郝尔槽试验。正常结果为250mL郝尔槽试验样片在0.5A电流电镀1min时光亮范围应为靠电流密度低端的1/2以上面积,整块试片上应是均匀的金黄色,否则应判定金盐不能正常使用。

(2)对每槽镀件的数量、表面积、总电流量,在电镀前进行计算并作好记录,以便在出现质量问题时查找原因。

(3)根据镀金生产情况及时分析调整镀液,保证镀液成分在最佳工艺范围。镀镍溶液每月至少应用活性炭处理一次,镀金溶液颜色明显有变化时也应用活性炭处理。当镀金液使用到70个周期以上时,应考虑重新配制新镀液,将旧镀液回收金后废弃。

(4)保证镀金时有足够的阳极面积,电镀金过程中,当使用的铂钛网上经常出现大量气泡而镀金久镀不上时,应考虑更换新的铂钛阳极。

(5)对小型针孔件在镀前增加一道超声波除油清洗工序。

(6)对铍青铜接触件,在镀前用1:1盐酸溶液煮沸l0~30min,充分除净氧化物后再进入常规电镀工序。对于黄铜件,应在镀镍前的活化液中加入一定量的氢氟酸,或直接使用带氟化物的干酸盐配制活化液,以保证基材铜合金中的微量金属活化。

3.3采用先进的电镀设备和先进的镀金工艺进行电镀

(1)在消除了产品设计的不利因素后,采用振动电镀设备进行接触件镀金,镀层质量明显强于滚镀。

(2)采用换向脉冲电镀电源作镀金电镀电源,其深孔件的内孔质量比直流电镀电源效果明显。在使用这种PPR(PeriodicPulseReverse)电源时,关键是正反向电流的大小比值、时间长短比值一定要选择好,否则体现不出最佳效果。目前宝迪公司提供的电镀生产线上大多配置了这种电源,我厂使用该公司的振动电镀自动线用于接触件镀金,镀层质量有明显改善。

(3)目前国内已有许多家公司提供专利型的电镀金工艺,象希普励公司、安格凯隆公司和乐思公司的镀金工艺用于接触件镀金镀层质量比较稳定。另外,我国许多老一辈的电镀工作者利用自己丰富的电镀经验,在国外先进镀金配方的基础上研制出了一些更加具有实用价值的镀金工艺。建议国内用户在认同使用效果后不妨优先使用他们的镀金工艺。

4 结论

在接触件镀金过程中,影响镀层质量的因素较多,随着我国电子工业的迅速发展,一些新的质量问题又会产生。但是,只要我们从接触件制造的各个环节人手,找到产生这些问题的根本原因,对各个生产工序采用科学的管理手段,同时尽可能采用先进的电镀设备和技术,这些质量问题就会迎刃而解。

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