1、前言

在接插件電鍍中,由于接觸對(duì)有著較高的電氣性能要求,鍍金工藝在接插件電鍍中占有明顯重要的地位.目前除部分的帶料接插件采用選擇性電鍍金工藝外,其余大量的針孔散件的孔內(nèi)鍍金仍采用滾鍍和振動(dòng)鍍來進(jìn)行.近幾年,接插件體積發(fā)展到越來越小型化,其針孔散件的孔內(nèi)鍍金質(zhì)量問題日趨突出,用戶對(duì)金層的質(zhì)量要求也越來越高,一些用戶對(duì)金層的外觀質(zhì)量甚至達(dá)到了十分挑剔的程度.為了保證接插件鍍金層質(zhì)量結(jié)合力這幾類常見質(zhì)量問題總是提高接插件鍍金質(zhì)量的關(guān)鍵.下面就這些質(zhì)量問題產(chǎn)生的原因進(jìn)行逐一分板提供大家探討.

2、鍍金層質(zhì)量問題的產(chǎn)生原因

2.1金層顏色不正常

接插件鍍金層的顏色與正常的金層顏色不一致,或同一配套產(chǎn)品中不同零件的金層顏色出現(xiàn)差異,出現(xiàn)這種問題的原因是:

2.1.1鍍金原材料雜質(zhì)影響

當(dāng)加入鍍液的化學(xué)材料帶進(jìn)的雜質(zhì)超過鍍金液的忍受程度后會(huì)很快影響金層的顏色和亮度.如果是有機(jī)雜質(zhì)影響會(huì)出現(xiàn)金層發(fā)暗和發(fā)花的現(xiàn)象,郝爾槽試片檢查發(fā)暗和發(fā)花位置不固定.若是金屬雜質(zhì)干擾則會(huì)造成電流密度有效范圍變窄,郝爾槽試驗(yàn)顯示是試片電流密度低端不亮或是高端鍍不亮低端鍍不上.反映到鍍件上是鍍層發(fā)紅甚至發(fā)黑,其孔內(nèi)的顏色變化較明顯.

2.1.1鍍金電流密度過大

由于鍍槽零件的總面積計(jì)算錯(cuò)誤其數(shù)值大于實(shí)際表面積,使鍍金電流量過大,或是采用振動(dòng)電鍍金時(shí)其振幅過小,這樣槽中全部或部分鍍件金鍍層結(jié)晶粗糙,目視金層發(fā)紅.

2.1.3鍍金液老化

鍍金液使用時(shí)間太長(zhǎng)則鍍液中雜質(zhì)過度積累必然會(huì)造成金層顏色不正常.

2.1.4硬金鍍層中合金含量發(fā)生變化

為了提高接插件的硬度和耐磨程度,接插件鍍金一般采用鍍硬金工藝.其中使用較多的是金鈷合金和金鎳合金.當(dāng)鍍液中的鈷和鎳的含量發(fā)生變化時(shí)會(huì)引起金鍍層顏色改變.若是鍍液中鈷含量過高金層顏色會(huì)偏紅;若是鍍液中這鎳含量過高金屬顏色會(huì)變淺;若是鍍液中這種變化過大而同一配套產(chǎn)品的不同零件又不在同一槽鍍金時(shí),這樣就會(huì)出現(xiàn)提供給用戶的同一批次產(chǎn)品金層顏色不相同的現(xiàn)象.

2.2孔內(nèi)鍍不上金

接插件的插針或插孔鍍金工序完成后鍍件外表面厚度達(dá)到或超過規(guī)定厚度值時(shí),其焊線孔或插孔的內(nèi)孔鍍層很薄甚至無金層.

2.2.1鍍金時(shí)鍍件互相對(duì)插

為了保證接插件的插孔在插孔在插拔使用時(shí)具有一定彈性,在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)大多數(shù)種類的插孔都有是在口部設(shè)計(jì)一道劈槽.在電鍍過程中鍍件不斷翻動(dòng)部份插孔就在開口處互相插在一起致使對(duì)插部位電力線互相屏敝造成孔內(nèi)電鍍困難.

2.2.2鍍金時(shí)鍍件首尾相接

有些種類的接插件其插針在設(shè)計(jì)時(shí)其針桿的外徑尺寸略小于焊線孔的孔徑尺寸,在電鍍過程中部份插針就會(huì)形成首尾相接造成焊線孔內(nèi)鍍不進(jìn)金.以上兩種現(xiàn)象在振動(dòng)鍍金時(shí)較容易發(fā)生.

2.2.3盲孔部位濃度較大超過電鍍工藝深鍍能力

由于在插孔的劈槽底部距孔底還有一段距離,這段距離客觀上形成了一段盲孔.同樣在插針和插孔的焊線孔里也有這樣一段盲孔,它是提供導(dǎo)線焊接時(shí)的導(dǎo)向作用.當(dāng)這些孔的孔徑較小(往往低于1毫米甚至低于0.5毫米)而盲孔濃度超過孔徑時(shí)鍍液很難流進(jìn)孔內(nèi),流進(jìn)孔內(nèi)的鍍液又很難流出,所以孔內(nèi)的金層質(zhì)量很難保證.

2.2.4鍍金陽極面積太小

當(dāng)接插件體積較小時(shí)相對(duì)來說單槽鍍件的總表面積就較大,這樣在鍍小型針孔件時(shí)如果單槽鍍件較多.原來的陽極面積就顯得不夠.特別是當(dāng)鉑鈦網(wǎng)使用時(shí)間過長(zhǎng)鉑損耗太多時(shí),陽極的有效面積就會(huì)減少,這樣就會(huì)影響鍍金的深鍍能力,鍍件的孔內(nèi)就會(huì)鍍不進(jìn).

2.3鍍層結(jié)合力差

在鍍后檢驗(yàn)接插件的鍍層結(jié)合力時(shí),有時(shí)會(huì)遇到部份插針的針端前部在折彎時(shí)或針孔件的焊線孔在壓扁時(shí)鍍層有起皮現(xiàn)象,有時(shí)在高溫(2001小時(shí))檢測(cè)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)金層有極細(xì)小的鼓泡現(xiàn)象發(fā)生.

2.3.1鍍前處理不徹底

對(duì)于小型針孔件來說,如果在機(jī)加工序完畢后不能立即采用三氯乙烯超聲波除油清洗,那么接下來的常規(guī)鍍前處理很難將孔內(nèi)干涸的油污除凈,這樣孔內(nèi)的鍍層結(jié)合力就會(huì)大大降低.

2.3.2基體鍍前活化不完全

在接插件基體材料中大量使用各類銅合金,這些銅合金中的鐵鉛錫鈹?shù)任⒘拷饘僭谝话愕幕罨褐泻茈y使其活化,如果不采用對(duì)應(yīng)的酸將其活化,在進(jìn)行電鍍時(shí),這些金屬的氧化物跟鍍層很難結(jié)合,于是就造成了鍍層高溫起泡的現(xiàn)象.

2.2.3鍍液濃度偏低

在使用氨磺酸鎳鍍液鍍鎳時(shí),當(dāng)鎳含量低于工藝范圍時(shí),小型針孔件的孔內(nèi)鍍層質(zhì)量要受到影響.如果是預(yù)鍍液的金含量過低,那么在鍍金時(shí)孔內(nèi)就有可能鍍不上金,當(dāng)鍍件進(jìn)入加厚金鍍液時(shí),孔內(nèi)五金層的鍍件孔內(nèi)的鎳層已鈍化其結(jié)果是孔內(nèi)的金層結(jié)合力自然就差.

2.3.4細(xì)長(zhǎng)狀插針電鍍時(shí)未降低電流密度

在鍍細(xì)長(zhǎng)形狀插針時(shí),如果按通常使用遙電流密度電鍍時(shí),針尖部位的鍍層會(huì)比針桿上厚許多,在放大鏡下觀察針尖有時(shí)會(huì)旦火柴頭形狀.(見圖3)其頭頸部的鍍層即插針前端頂部靠后一點(diǎn)部位的金鍍層檢驗(yàn)結(jié)合力就不合格.這種現(xiàn)象在振動(dòng)鍍金時(shí)易出現(xiàn).

2.3.5振動(dòng)鍍金振頻調(diào)整不正確

采用振動(dòng)電鍍鍍接插件時(shí),如果在鍍鎳時(shí)振動(dòng)頻率調(diào)整不正確鍍件跳動(dòng)太快,易開成雙層鎳對(duì)鍍層結(jié)合力影響甚大.

3、解決質(zhì)量問題的方法

3.1從產(chǎn)品設(shè)計(jì)開始消除影響電鍍質(zhì)量的因素

首先在接插件進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)就要考慮到對(duì)電鍍工序可能帶來的影響,盡量避免因設(shè)計(jì)考慮不當(dāng)給電鍍質(zhì)量留下隱患.

3.1.1對(duì)一字形開口的插孔,采用在劈槽時(shí)先從口部邊緣向口部中央斜向45度角開口,然后再順著口部中央垂直向下進(jìn)行.若是十字形開口的插孔,可以先將插孔收口使劈槽口部的鏈寬度小于插孔壁厚度,這樣就可減少和避免鍍金時(shí)產(chǎn)生插孔互相對(duì)插現(xiàn)象.

3.1.2設(shè)計(jì)時(shí)插針的針桿尺寸應(yīng)始終略大于焊線孔孔尺寸或是延長(zhǎng)焊線孔銑弧長(zhǎng)度避免電鍍時(shí)插針首尾相接.

3.1.3在盲孔部位的底部設(shè)計(jì)一橫向通孔使電鍍時(shí)鍍液能在孔內(nèi)順利出入.(見圖5)

3.2采用科學(xué)的電鍍工藝管理方法

3.2.1加強(qiáng)對(duì)電鍍質(zhì)量控制,特別是對(duì)金鹽的質(zhì)量要重點(diǎn)關(guān)注.對(duì)使用的每一批金鹽除了必須經(jīng)過常規(guī)的理化檢驗(yàn)外均要取樣作郝爾槽試驗(yàn),試驗(yàn)認(rèn)定合格后再用于鍍槽.郝爾槽試驗(yàn)方法:取樣品中金鹽十二克,加入檸檬酸鉀100克配制成1升鍍液,加溫至50℃調(diào)整PH5.4-5.8作]郝爾槽試驗(yàn).正常結(jié)果為250毫升郝爾槽試驗(yàn)樣片在0.SA電流電鍍1分鐘時(shí)光亮范圍應(yīng)在靠電流密度低端二分之一以上面積,整塊試片上應(yīng)是均勻的金黃色,否則應(yīng)判定金鹽不能正常使用.

3.2.2對(duì)每槽鍍件的數(shù)量、表面積、總電流量在電鍍前進(jìn)行計(jì)算并作好記錄，以便在出現(xiàn)質(zhì)量問題后查找原因。

3.2.3根據(jù)鍍金生產(chǎn)情況及時(shí)分析調(diào)整鍍液，保證鍍液成份在最佳期工藝范圍，鍍鎳溶液每月至少應(yīng)用活性炭處理。當(dāng)鍍金液使用到70個(gè)周期以上時(shí)應(yīng)考慮重新配制新鍍液，將舊鍍液回收金后廢棄。

3.2.4保證鍍金時(shí)有足夠的陽極面積，當(dāng)電鍍過程中使用的鉑鈦網(wǎng)上經(jīng)常出現(xiàn)大量氣泡而鍍金久鍍不上時(shí)應(yīng)考慮更換新的鉑鈦陽極。

3.2.5對(duì)小型針孔件在鍍前增加一道超聲波除油清洗工序。

3.2.6對(duì)鈹青銅接插件在鍍前用1：1鹽酸溶液煮沸10--30分鐘,充分除凈氧化物后再進(jìn)入常規(guī)電鍍工序.對(duì)于黃銅件應(yīng)在鍍鎳前的活化液中加入一定量的氫氟酸或直接使用帶氟化物的氟酸鹽配制活化液,以保證基材銅合金中的微量金屬活化.

3.3采用先進(jìn)的電鍍?cè)O(shè)備和先進(jìn)的鍍金工藝進(jìn)行電鍍

3.3.1在消除了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的不利因素后,采用振動(dòng)電鍍?cè)O(shè)備進(jìn)行接插件鍍金鍍層質(zhì)量明顯強(qiáng)于滾鍍.

3.3.2(1)采用換向脈沖電鍍電源作鍍金電鍍電源,其深孔件的內(nèi)孔質(zhì)量比直流電鍍效果明顯.(2)在使用這種PPR(Periodic Pulse 

Peverse)電源時(shí),關(guān)鍵是正反向電流的大小比值,時(shí)間長(zhǎng)短比值一定要選擇好,否則體現(xiàn)不出最佳效果.

3.3.3目前國(guó)內(nèi)已有許多家公司提供專利型的電鍍金工藝,象希普勵(lì)公司、安格凱隆公司和樂思公司的鍍金工藝用于接插件鍍金鍍層質(zhì)量比較穩(wěn)定。另外我國(guó)許多老一輩的電鍍工作都他們利用自己豐富的電鍍經(jīng)驗(yàn)在國(guó)外先進(jìn)鍍金配方基礎(chǔ)上研制出了一些更加具有實(shí)用價(jià)值的鍍金工藝。建議國(guó)內(nèi)的用戶在認(rèn)同使用效果后不妨儔使用他們的鍍金工藝。

4、結(jié)論

在接插件鍍金過程中，影響鍍層質(zhì)量的因素較多，隨著我國(guó)電子工業(yè)的迅速發(fā)展，一些新質(zhì)量問題又會(huì)產(chǎn)生。但是只要我們從接插件制造成的各個(gè)環(huán)節(jié)入手，找到產(chǎn)生這些問題的根本原因，對(duì)各個(gè)生產(chǎn)工序采用科學(xué)的管理手段，同時(shí)盡可能采用先進(jìn)的電鍍?cè)O(shè)備和技術(shù)，這些質(zhì)量問題就會(huì)迎刃而解。

關(guān)注[恒成和線路板]微信公眾平臺(tái)，了解更多行業(yè)資訊和最新動(dòng)態(tài)！（微信號(hào)：PCBHCH）