20世紀(jì)80年代以來(lái),由于電腦、手機(jī)、電視等4C電子產(chǎn)品的飛速發(fā)展，促進(jìn)了電子接插件的增長(zhǎng)。作為連接電子電路的電子接插件也趨于多樣化，如：套筒用電子接插件、接口用電子接插件、內(nèi)部組裝用電子接插件、金手指等，這些接插件從實(shí)用性考慮，正向小型化、復(fù)雜化、輕量化、多功能、高可靠、長(zhǎng)壽命、高可靠性化方向發(fā)展, 導(dǎo)致了第四代組裝技術(shù)即表面貼裝技術(shù)（SMT）出現(xiàn)。電子接插件的最基本性能是電接觸的可靠性，為此，接插用材料主要為銅及其合金，為提高其耐蝕性耐/高溫/耐磨性/耐插拔/導(dǎo)電性等，必須進(jìn)行必要的表面處理。  

電子接插件代表性的表面處理方法是以鍍鎳打底的鍍金工藝，或是以鍍銅打底的鍍可焊性鍍層工藝。銀鍍層的耐蝕性較差，現(xiàn)在使用的較少；鈀及鈀鎳合金鍍層作為代金鍍層已開(kāi)發(fā)了近十年，作為耐磨性鍍層，用于插拔次數(shù)較多的電子接插件的表面處理已得到應(yīng)用。  

下面就對(duì)電子接插件連續(xù)電鍍工藝、鍍液和鍍層性能作簡(jiǎn)單介紹。  

1 電子接插件電鍍工藝      

根據(jù)電子接插件功能不同需要選擇不同的電鍍工藝,多數(shù)采用卷對(duì)卷的自動(dòng)線（多為臺(tái)灣、香港制造）（添加劑多數(shù)使用美/德進(jìn)口）.其電鍍工藝本質(zhì)上與一般電鍍并無(wú)區(qū)別，然而各工藝過(guò)程的處理時(shí)間要比普通電鍍短得多，因此各種處理液、鍍液要具有快速電鍍的能力。 

1.1 以鍍鎳層打底的鍍金工藝 工藝流程：    

放料→化學(xué)除油→陰陽(yáng)電解除油→酸活化→氨基磺酸鹽鍍Ni→局部鍍Au→局部鍍Sn（或閃鍍金）→后處理→干燥→收料 以上必須有充分的水洗 . 各工序簡(jiǎn)單介紹:  

1.1.1除油 與普通化學(xué)除油不同，除油時(shí)間僅為2～5s。這樣，普通浸漬方式的除油已不能滿足要求，需要進(jìn)行高電流密度下的多級(jí)電化學(xué)除油。對(duì)除油液的要求是：如果除油液帶入下道的水洗槽或酸洗槽中，不應(yīng)發(fā)生分解或產(chǎn)生沉淀。  

1.1.2酸洗 

酸洗是為了除去金屬表面的氧化膜，常使用硫酸。由于電子接件對(duì)尺寸要求嚴(yán)格，所以酸洗液對(duì)基體不能有腐蝕。  

1.1.3鍍鎳（鈀鎳） 

鍍Ni層作為鍍Au和Sn鍍層的底層，不僅提高耐蝕性，而且可防止基體的Cu與Au、Cu與Sn的固相擴(kuò)散。鍍鎳層應(yīng)具有很好的柔軟性,因電子接插件在進(jìn)行切割、彎曲加工時(shí)鍍層不應(yīng)脫落，因此最好采用氨基磺酸鎳鍍液，（鈀鎳）層可以節(jié)約部分金成本。  

1.1.4局部鍍金 

局部鍍Au有各種方法，國(guó)內(nèi)外已申請(qǐng)了許多專利。其具體做法: ①把不要的部分遮住，僅使需要電鍍的部分與鍍液接觸，從而實(shí)現(xiàn)局部電鍍; ②使用刷鍍,需要電鍍部分跟刷鍍機(jī)接觸,從而達(dá)到實(shí)現(xiàn)局部電鍍; ③使用點(diǎn)鍍機(jī),也可以達(dá)到實(shí)現(xiàn)局部電鍍。局部鍍Au需要考慮的問(wèn)題有：從生產(chǎn)角度考慮，應(yīng)采用高電流密度電鍍；鍍層厚度分布要均勻；嚴(yán)格控制需鍍覆的位置；鍍液應(yīng)對(duì)各種基體有通用性；維護(hù)調(diào)整簡(jiǎn)單。(5)局部可焊電鍍 局部可焊性電鍍沒(méi)有局部鍍金那樣苛刻，可采用比較經(jīng)濟(jì)的電鍍方法與設(shè)備。把需要電鍍的部分浸入鍍液，讓不需要電鍍的部分露出液面，即通過(guò)控制液位的方法可實(shí)現(xiàn)局部電鍍。為降低污染，可采用甲機(jī)磺酸錫鹽鍍液，鍍層厚度為1～3 μm。外觀要光亮、平整。 以上工藝一般實(shí)用于端子一段要求導(dǎo)電且耐插拔及耐摩，而另外一段要求焊錫的產(chǎn)品。 

1.2 以鍍銅層打底的鍍Sn (或者閃鍍Au)電鍍工藝 工藝流程：

放料→化學(xué)除油→陰陽(yáng)電解除油→酸活化→鍍銅（可以用氰化鍍同或者酸銅）→氨基磺酸鹽鍍Ni→局部鍍Sn (或者閃鍍Au)→后處理→干燥→收料 以上必須有充分的水洗.  銅鍍層主要是起阻擋層的作用，防止基體(主要是黃銅)中的鋅和可焊性鍍層中的錫發(fā)生固相擴(kuò)散。為提高焊接后的零件的導(dǎo)熱性，銅鍍層一般為1～3μm。 純錫鍍層易從鍍層表面產(chǎn)生晶須(多數(shù)鍍霧錫), 錫鍍層一般為1～3μm，由于錫在空氣中會(huì)容易氧化，為減緩其氧化速度，必須進(jìn)行必要的后處理。 以上工藝一般實(shí)用于端子要求焊錫的產(chǎn)品。 

1.3 以鍍鎳層打底的電鍍Pd/Au工藝 

工藝流程：    

放料→化學(xué)除油→陰陽(yáng)電解除油→酸活化→氨基磺酸鹽鍍Ni→（局部鍍鍍鈀鎳）→局部鍍Au→后處理→后處理→干燥→收料 以上必須有充分的水洗   在鎳鍍層與金鍍層之間插入鈀鍍層，控制鈀鍍層的厚度在0.5～1.0μm。由于鈀鍍層硬度較高，若厚度過(guò)大(超過(guò)1.5μm)，則進(jìn)行彎曲或切割時(shí)鍍層易產(chǎn)生裂紋。由于鈀較昂貴，所以常采用局部鍍的方法。鍍鈀液一般為弱堿性，為提高鎳與鈀的結(jié)合強(qiáng)度，需在鎳表面閃鍍鈀鍍層。電鍍鈀鎳之后，再閃鍍0.03～0.13 μm的金鍍層，可使接觸電阻穩(wěn)定，并且在插拔時(shí)，金鍍層有自潤(rùn)滑作用，從而提高耐磨性。   

以上工藝一般實(shí)用于端子要求焊錫的產(chǎn)品。 

2、接觸點(diǎn)鍍層   

2.1 金鍍液及金鍍層性能  

目前使用最廣泛的是含鈷的酸性鍍金液，其鍍液組成如下：KAu(CN)25～30g/L,檸檬酸(或檸檬酸鉀)80～150g/L，Co2＋0.2～0.5g/L,螯合劑1～10g/L，有機(jī)添加劑1～10g/L，pH4.0～5.0，操作溫度為40～60 ℃。KAu(CN)2是主要成分，鍍金時(shí)采用不溶性陽(yáng)極，需要根據(jù)金的析出量來(lái)補(bǔ)充  KAu(CN)2。這樣，K+、CN－在鍍液中逐漸積累，改變?nèi)芤航M成。當(dāng)pH≥5時(shí)，KAu(CN)2與Co2＋反應(yīng)，生成沉淀，從而使鈷的沉積困難。因此，鍍液的pH值應(yīng)控制在4.0～5.0。檸檬酸鹽起導(dǎo)電鹽的作用，對(duì)鍍液也有緩沖作用.在酸性鍍金中若沒(méi)有緩沖劑，電鍍時(shí)pH上升，鍍層的物理性質(zhì)發(fā)生變化，因此，緩沖劑的作用是非常重要的。Co2＋是過(guò)渡金屬離子光亮劑，它有使鍍層結(jié)晶細(xì)致、表面光亮、提高硬度、改善耐蝕性等作用。Co在鍍層中的含量為0.1%～0.3%，也有報(bào)道認(rèn)為，K、N、C等也與Co結(jié)合一起進(jìn)入鍍層，鍍液pH值升高，鍍層中Co的共沉積量減少。除Co2＋以外，Ni2＋、Fe2＋也有類(lèi)似的作用。鍍液中若含有Pb2＋、Cu2＋等重金屬離子，鍍層質(zhì)量則變差，螯合劑則可以掩蔽這些重金屬離子，還可與Co2＋等過(guò)渡金屬離子形成絡(luò)合物，從而控制鍍液中游離的簡(jiǎn)單金屬離子的濃度，具有保持Co共沉積穩(wěn)定的作用。 近年來(lái)，有機(jī)添加劑開(kāi)始在鍍金溶液中使用。關(guān)于有機(jī)添加劑方面的專利報(bào)道較多。 

2.2 鈀鍍液及鈀鍍層的性能  

鈀是易吸氫的金屬，吸氫以后體積增大，而當(dāng)放出已吸藏的氫時(shí)，體積減小。鈀的晶格常數(shù)為0.3889nm，當(dāng)吸氫量為0.57%以上時(shí)，晶格常數(shù)增加到0.404nm。因此，在電鍍鈀時(shí)，如果陰極上析氫，鍍層中就會(huì)夾雜有氫，當(dāng)氫放出時(shí)，鍍層體積發(fā)生變化，造成鍍層脫落或產(chǎn)生裂紋。鈀具有催化作用，這使其作為觸點(diǎn)材料受到限制。在氨堿性鍍液中電鍍Pd-Ni合金，可使鍍層含氫量減少，在Pd或Pd-Ni合金鍍層上再鍍一層薄金鍍層，則可防止鈀的催化作用，從而可作為接點(diǎn)材料使用。Pd或Pd－Ni合金鍍層最初是作為代金鍍層而開(kāi)發(fā)的，但是目前在電子接插件上使用的金鍍層一般厚度較薄，并且大都采用局部鍍，因此消耗金的費(fèi)用在整個(gè)材料費(fèi)中所占的比例已較低，況且電鍍鈀還使工藝過(guò)程復(fù)雜，所以從經(jīng)濟(jì)角度考試，鈀鍍層作為代金鍍層已失去其魅力。Pd及Pd-Ni合金鍍層上再鍍一薄層金鍍層，其耐蝕性和接觸電阻都與金相當(dāng)，硬度比金鍍層高(純Pd為2500～4000～6000N/mm2)，耐磨性比 金鍍層好，因此可用在插拔次數(shù)較多的電子接插件上。 

2．3焊錫點(diǎn)鍍層  

一般采用閃鍍金或者鍍2-3μm錫。

3、電子電鍍的連續(xù)性和穩(wěn)定性 

3.1鍍速快、效率高  

采用高速度鍍液，可在高電流密度下電鍍，如高速鍍鎳，一般控制在10-20ASD，最高時(shí)可達(dá)到30ASD。電鍍線的鍍速，一般可達(dá)到3—4m／min，對(duì)有些產(chǎn)品甚至可達(dá)到6m／min。 

3．2自動(dòng)化程度高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定  

由于自動(dòng)化程度高，大大提高了生產(chǎn)效率，且大大減少人為因素對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響，可24h連續(xù)生產(chǎn)、如深圳市長(zhǎng)盈精密技術(shù)有限公司目前有6多條電鍍自動(dòng)線，而操作工人每班僅需20人左右。 

3．3適合各種電鍍區(qū)域控制的要求，既可全鍍，也可局部鍍。  

3．4符合環(huán)?？刂埔螅簭U水量少：大量采用逆流漂洗技術(shù)，廢水量小，甚至可以達(dá)到零排放；現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境控制好，全密封，廢氣抽出車(chē)間外處理車(chē)間內(nèi)一般無(wú)跑、冒、滴、漏現(xiàn)象。 

4、連續(xù)電鍍?cè)O(shè)備介紹   

4．1連續(xù)電鍍?cè)O(shè)備的基本結(jié)構(gòu)  

4．1．1連續(xù)自動(dòng)電鍍?cè)O(shè)備一般由二部分組成，即傳送裝置及電鍍槽系統(tǒng)。  

4．1．2電鍍槽系統(tǒng)一般都是采用子母槽結(jié)構(gòu)：將母槽的藥水由泵抽到子槽，在于槽中對(duì)工件件完成電鍍、清洗等各—廠序，鍍液再?gòu)淖硬哿骰啬覆?。如此周而?fù)始，保證電鍍過(guò)程的連續(xù)進(jìn)行。  

4．1．3根據(jù)工件要求的不同，在子槽中采用各種類(lèi)型的電鍍位置(區(qū)域)控制機(jī)構(gòu)，如此也就派生出廠各種類(lèi)型的連續(xù)電鍍?cè)O(shè)備。 

4．2連續(xù)電鍍?cè)O(shè)備的類(lèi)型  

根據(jù)工件類(lèi)型可分為“卷對(duì)卷”式和“片對(duì)片”式，根據(jù)電鍍位置控制方法的不同，又可分為浸鍍、輪鍍、噴鍍、點(diǎn)鍍等類(lèi)型。  

5、電子接插件電鍍電鍍要解決的問(wèn)題：  

為保證電子接插件電鍍生產(chǎn)，必須采用快速電鍍工藝，即在高電流密度(或高電位)下電鍍，從而使鍍層結(jié)晶細(xì)致，減少鍍層針孔，改善度層質(zhì)量。  

5.1使陰極表面形成的擴(kuò)散層的厚度盡量薄，可采用脈沖電流，或加強(qiáng)攪拌；  

5.2在不影響局部鍍的位置精度的前提下，可向鍍件表面高速噴射鍍液（用于局部鍍金或者鈀鎳），可以選擇刷鍍等；對(duì)于外形比較單一的端子，必要時(shí)可以選擇點(diǎn)鍍金，可達(dá)到節(jié)約成本的目的。 

5.3提高被鍍基體的導(dǎo)電性；  

5.4減少鍍件帶出溶液量，采取有效的回收措施，以節(jié)約貴金屬。

6、總結(jié)

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)電子元器件業(yè)發(fā)展迅速，有望成為國(guó)際上最大的電子元器件生產(chǎn)基地。因此，國(guó)內(nèi)對(duì)于高速連續(xù)電鍍需求市場(chǎng)會(huì)逐漸增大，電鍍?cè)O(shè)備基本上是由電鍍生產(chǎn)企業(yè)自己在引進(jìn)國(guó)外設(shè)備的基礎(chǔ)上，對(duì)其進(jìn)行消化吸收，然后仿制。因此，國(guó)內(nèi)電鍍?cè)O(shè)備制造企業(yè)有必要在這方面加強(qiáng)開(kāi)發(fā)投入；目前各企業(yè)所用的高速電鍍的藥劑及添加劑基本上都靠進(jìn)口，國(guó)內(nèi)產(chǎn)品尚有較大的差距，但價(jià)格差別也很大，開(kāi)發(fā)高性能的高速電鍍配套產(chǎn)品應(yīng)有很大的市場(chǎng)潛力；電子元器件連續(xù)電鍍?cè)趪?guó)內(nèi)尚屬較新的技術(shù)，國(guó)內(nèi)同行間必須要加強(qiáng)技術(shù)交流，以促進(jìn)我國(guó)電子電鍍技術(shù)水平的提高。

責(zé)任編輯：雅鑫達(dá)，專業(yè)PCBA一站式服務(wù)商！