A. 电镀青铜工艺故障处理
.电子、航空、航天等领域的电镀运用
铍青铜是指含1.7%~2.5%铍、0.2%~05%镍的特殊青铜合金。铍青铜经淬火和时效处理后具有很高的强度、硬度、弹性、耐磨、耐热性和抗疲劳强度,还具有优良的导电、导热性及无铁磁性能。特别是温度变化对其弹性影响很小,因此铍青铜材料多用来制造重要的弹性零件,广泛应用于电子、航空、航天等领域。为进一步提高铍青铜弹性零件的导电性,往往在其表面镀覆一层银镀层,银镀层的厚度一般为5—8微米。但是,若按照铜或黄铜零件镀银的常用方法,很难在铍青铜零件电镀结合良好的银镀层。因此,铍青铜镀银除解决镀银层的变色外,还要从分析铍青铜的特殊性入手,提高铍青铜镀银层的结合力,防止鼓泡、起皮及脱落等疵病的发生。
2.铍青铜在镀银过程中易出现以下问题:
1)零件表面腐蚀,尺寸变化大;镀层出现小黑点,影响产品外观质量;
2)镀层与基体材料结合力差,镀层起皮。
造成上述问题的主要原因是材料本身含有大量的铍及镍元素,在热处理过程中,表面产生了一层暗红带褐色的氧化膜(其主要成分为CuO、Cu20、BeO、氧化镍等);另外,零件表面有大量油污,若热处理前清洗不干净,则氧化严重,所形成的氧化膜比较致密,采用常规的电镀前处理清洗工序很难去除。
2.1铍青铜材料的特殊性
铍青铜是一种含有易于钝化的铍和镍元素的特殊铜合金。以最常用的QBe1.9铍
青铜弹性材料为例,它含有1.85%~2.1%铍.0.2%~0.4%镍,还含有约0.02.5%~0.1%的钛,其余为铜。尽管铍、镍、钛的含量在合金中所占比例较小,但却使铍青铜大大有别于黄铜。镀青铜材料即便在常温大气条件下.表面也会生成一层肉眼看不到的致
密氧化膜。该氧化膜主要由CuO、COBeO、NiO、Ni2o3及n02等组成。若热处理之前除油不净,还会产生碳黑等油渍烧结物。电镀前若不彻底清理干净,就会使银镀层发生结合不良,起皮、起泡及脱落等故障所以为确保银镀层的结合力,必须对铍青铜镀银采用有别于铜或黄铜的前处理工艺。
3.铍青铜电镀工艺流程:
超声波清洗一电化学除油一盐酸活化一碱煮一除膜一混酸腐蚀一化学抛光一盐酸出光一氰化预镀铜一预镀银一镀银一后处理(防银变色)。
3.1工序说明
A.超声波清洗
超声波清洗介质为LJ-28型中性超声波专用清洗剂,浓度为5%,温度为40~50。C,超声波频率为25kHz。
B.电化学除油
其目的是进一步去除干净零件表面油污,工艺流程为:阴极除油3min阳极电解反拔除油30S。电解除油工艺配方及操作条件如下:FM一3型弱碱性电解除油粉50g/L,温度60~80。C,pH10.0~11.5。
C.盐酸活化
采用30%的稀盐酸溶液,在室温下浸泡5~10S,目的是去除零件表面在除油过程中产生的氧化物薄膜,为后续加工活化表面。
D.碱煮
在含500~550g/L氢氧化钠与200~250g/L亚硝酸钠的溶液中碱煮20min,使零件表面因热处理而产生的氧化皮松动。
E.除膜
采用10%的稀硫酸溶液,在室温下浸泡5~10S,目的是除去零件表面氧化膜。
F.混酸腐蚀
采用铬酸盐与硫酸混合酸液除去零件表面的热处理氧化皮。由于零件表面经过了碱煮、除膜工序,零件表面氧化皮已松动,在混酸中很容易去除,露出均匀、新鲜的基体表面,提高镀层的结合力。
工艺配方及操作条件为:铬酐80~100g/L,硫酸25~35L,无机添加剂1.5~2.0g/L,室温,时间3~5S。
G.化学抛光
为了提高零件表面镀层的致密性,采用镀前化学抛光的方法,提高零件表面的光洁度。铍青铜零件多为冲压件,表面粗糙度大于6-3gm,虽然满足装配的需求,但由于零件表面粗糙度较大,镀银后镀层孔隙率大,容易变色。若采用机械抛光,零件容易变形。采用化学抛光则可以解决以上问题,表面粗糙度可达到R=1.6gm。化学抛光工艺的配方与参数为:硝酸
200mL,磷酸500mL,有机酸300mL,室温,时间O.5~1.0min。零件入槽前必须干燥。
H.盐酸出光
采用30%的稀盐酸溶液,在室温下浸泡5~10S,为后续电镀加工活化表面,提高零件基体金属与镀层的结合力。
3.2还有另一种方法:
将经除油的铍青铜零件在下列溶液中浸蚀活化,也能得到较好的活化效果。
Fe2(SO4)3120~150g/L
HF(~av:36%)40~50ml/L
温度室温
时间.5—10min
此方法适用于氧化膜较薄或较精密的铍青铜零件,一般不会造成过腐蚀。经上述方法腐蚀活化的铍青铜零件,转入HNO3溶液中出光1—5秒再经流动水冲洗就可以进行电镀银操作。
4.铍青铜零件电镀银的注意事项
要想提高铍青铜电镀加工质量,还应做好以下几个方面的工作:
(1)前处理要彻底,各工序间清洗要干净,尤其不要将重金属离子带入镀液之中,防止污染电镀液。
(2)碱煮后要立即浸入冷水中清洗,以利于酸洗去膜。
(3)零件在工序问停留于空气中的时间越短越好,以防止零件基体被氧化,影响镀层结合力。
(4)在装挂中要根据零件的实际情况选择合理的挂具,防止零件变形。
(5)所选取的各种镀液必须在合格范围内,才能保证加工质量;加工过程中必须合理地选择工艺参数。
(6)在热溶液中电镀的铍青铜零件,先在热水槽中进行预热处理,有利于提高镀层结合力。
B. 白铜锡电镀易出问题及解决方法
在实际电镀中,笔者所在的电镀厂,主要遇到如下问题:
a、镀层光亮但高区发黄:1、CuCN 太高,游离NaCN 不足 ,补加NaCN
2、KOH太高,锡盐不足,补加锡盐
b、低区发黄:1、游离NaCN 太少,CuCN 太少。补加CuCN和适当的NaCN
2、KOH太多,补加锡盐,如果有必要稀释镀液
3、柔软剂不足,补加
c、镀层发蒙偏黑:1、KOH太少,锡盐太多,KOH和CuCN一起加
2、CuCN太少,补加CuCN
3 温度太低,升至36℃以上
当然还要根据光亮剂、辅助剂等添加量进行分析,有时候这些添加剂在长期使用中分解,产生较多杂质也会造成电镀异常。最好先通过赫尔槽进行各种因素分析,在到大槽中调试。
C. 电镀中常见的问题及解决方法
电镀中常见的问题有镀层烧焦,镀层粗糙,镀液分散能力差,镀层有条纹,镀层有麻点针孔,镀层脆性大等等。
解决方法要根据所出现的问题,对症改进。比如粗糙的问题可以提高温度,降低电流密度等。镀层有针孔的问题,可以加强抛光,活性炭分处理等。
D. 镀铬常见故障及处理
电镀是制造业不可或缺的基础工艺。电镀生产中发生不良在所难免,不良现象频发会影响生产进度和产品合格率,造成经济损失。排除不良是电镀技术人员管理的重要内容,以下针对*基础不良现象与原因分析。
1.镀层结合力不好
结合力不好一般有下列几种情况:
(1)底层结合力不好,该情况大都是前处理不良、基体金属上的油污或氧化膜未除尽造成的。
(2)打底镀层成份控制不当,如碱铜中铜与游离氰比例不当,有六价铬污染等。
(3)前处理工序中的表面活性剂黏附在基体表面未清洗干净。
(4)腐蚀过度,有些工厂除锈酸的浓度高或不加缓蚀剂也会造成结合力不佳。
2.镀层脆性大
造成脆性的*大原因是镀液中有机杂质或有机添加剂过多所致。有的技术操作人员把添加剂看作是*灵药,镀层一有问题就加添加剂。添加剂比例失调或超过允许上限就会造成镀层脆性。另外,pH值不正常和重金属离子对镀液的污染,也会造成脆性。
镀层脆性与结合力不好有时很难区别。一般可这样区别::结合力不好的镀层,能从基体金属上成片撕下,弯曲时镀层不会成粒屑飞出,薄型镀件无嘶嘶声;有脆性的镀层,剥落时镀层不能成片撕下,弯曲时镀层成粒屑飞出,薄型镀件有嘶嘶声。
3.针孔
针孔在镀亮镍及光亮酸铜中*多见,通常见到的针孔有下列三种情况:
(1)因析氢造成的针孔是锥形的。
(2)因油污和有机杂质造成的针孔是细密不规则的。
(3)基体金属的小凹点所造成的针孔无规则,如苍蝇脚趾,很难认定,须经试验和观看基体表面才能确定。
4.毛刺
与针孔不同,可用湿纸揩擦故障处,如故障表面沾有纸屑的是毛刺,不沾纸屑的是针孔。造成毛刺的主要原因是固体杂质。
(1)镀件本身带入镀液的固体杂质,如铁屑;先涂漆后电镀时,漆膜腐蚀下来的漆粒。
(2)外界混入或阳极溶解时带入的固体杂质。建议阳极必须用阳极袋包扎。
5.发花
发花主要是有机杂质多,镀液成分、光亮剂及表面活性剂(如十二烷基硫酸钠)等比例失调造成的。同时,镀液中沾有杂质或镀前上道工序清洗不良也会造成发花。
6.泛点
碱性镀液残留在基体金属细孔内易于造成泛点,如碱性镀锌、碱性镀锡等。对于某些含有机物较多的镀液也会造成泛点,如氯化物镀锌、酸性镀锡。另外,三价铬蓝白钝化镀后清洗不干净以及水质不好都会造成泛点。有些工厂采取一些方法解决泛点,如碱性镀锌采用柠檬酸中和,酸性镀锡采用磷酸三钠,镀锌钝化用水溶性封闭剂,均能取得一些效果。
7.烧焦发黑
造成烧焦发黑的原因可能有下列几种:
(1)电流密度太大。
(2)温度不在工艺范围内。
(3)镀液中主盐的浓度太低。
(4)添加剂比例失调。
(5)镀铬槽电流波形有问题。
8.低电流密度区(低电位)不亮
造成低电流密度区不亮的原因可能有下列几种:
(1)镀液中金属杂质污染,如镀镍中铜、锌、铅杂质的污染。
(2)光亮剂比例失调或光亮剂的质量存在问题。
(3)挂具接触不良或挂具使用时间较长。
(4)电流密度不在工艺范围内。
以上8点是电镀中常见与常发的不良现象
摘要 一类是素材问题,如素材表面出现颗粒、胶粉等等和素材表面灰尘等未清理干净;
F. 电镀导致脱皮的原因
电镀是制造业不可或缺的基础工艺。电镀生产中发生不良在所难免,不良现象频发会影响生产进度和产品合格率,造成经济损失。排除不良是电镀技术人员管理的重要内容,以下针对*基础不良现象与原因分析。
1.镀层结合力不好
结合力不好一般有下列几种情况:
(1)底层结合力不好,该情况大都是前处理不良、基体金属上的油污或氧化膜未除尽造成的。
(2)打底镀层成份控制不当,如碱铜中铜与游离氰比例不当,有六价铬污染等。
(3)前处理工序中的表面活性剂黏附在基体表面未清洗干净。
(4)腐蚀过度,有些工厂除锈酸的浓度高或不加缓蚀剂也会造成结合力不佳。
2.镀层脆性大
造成脆性的*大原因是镀液中有机杂质或有机添加剂过多所致。有的技术操作人员把添加剂看作是*灵药,镀层一有问题就加添加剂。添加剂比例失调或超过允许上限就会造成镀层脆性。另外,pH值不正常和重金属离子对镀液的污染,也会造成脆性。
镀层脆性与结合力不好有时很难区别。一般可这样区别::结合力不好的镀层,能从基体金属上成片撕下,弯曲时镀层不会成粒屑飞出,薄型镀件无嘶嘶声;有脆性的镀层,剥落时镀层不能成片撕下,弯曲时镀层成粒屑飞出,薄型镀件有嘶嘶声。
3.针孔
针孔在镀亮镍及光亮酸铜中*多见,通常见到的针孔有下列三种情况:
(1)因析氢造成的针孔是锥形的。
(2)因油污和有机杂质造成的针孔是细密不规则的。
(3)基体金属的小凹点所造成的针孔无规则,如苍蝇脚趾,很难认定,须经试验和观看基体表面才能确定。
4.毛刺
与针孔不同,可用湿纸揩擦故障处,如故障表面沾有纸屑的是毛刺,不沾纸屑的是针孔。造成毛刺的主要原因是固体杂质。
(1)镀件本身带入镀液的固体杂质,如铁屑;先涂漆后电镀时,漆膜腐蚀下来的漆粒。
(2)外界混入或阳极溶解时带入的固体杂质。建议阳极必须用阳极袋包扎。
5.发花
发花主要是有机杂质多,镀液成分、光亮剂及表面活性剂(如十二烷基硫酸钠)等比例失调造成的。同时,镀液中沾有杂质或镀前上道工序清洗不良也会造成发花。
6.泛点
碱性镀液残留在基体金属细孔内易于造成泛点,如碱性镀锌、碱性镀锡等。对于某些含有机物较多的镀液也会造成泛点,如氯化物镀锌、酸性镀锡。另外,三价铬蓝白钝化镀后清洗不干净以及水质不好都会造成泛点。有些工厂采取一些方法解决泛点,如碱性镀锌采用柠檬酸中和,酸性镀锡采用磷酸三钠,镀锌钝化用水溶性封闭剂,均能取得一些效果。
7.烧焦发黑
造成烧焦发黑的原因可能有下列几种:
(1)电流密度太大。
(2)温度不在工艺范围内。
(3)镀液中主盐的浓度太低。
(4)添加剂比例失调。
(5)镀铬槽电流波形有问题。
8.低电流密度区(低电位)不亮
造成低电流密度区不亮的原因可能有下列几种:
(1)镀液中金属杂质污染,如镀镍中铜、锌、铅杂质的污染。
(2)光亮剂比例失调或光亮剂的质量存在问题。
(3)挂具接触不良或挂具使用时间较长。
(4)电流密度不在工艺范围内。
G. 电镀中常见的问题及解决方法
主要是前道未处理好,会出现,发白,起泡,麻点,发雾,划伤等
H. 电镀暗镍的常见故障,出现原因及解决办法有哪些
电镀暗镍常见故障、出现原因及解决办法如下。镀层起泡或起皮前处理不良;电流过大;温度过低;溶液有杂质。镀层粗糙或有毛刺镀液有固体悬浮物,应过滤;镍阳极质量不佳。镀层有针孔或麻点镀前处理不良;溶液被有机杂质污染,用活性炭过滤;防针孔剂少,应补加。阳极钝化阳极电流密度太高;氯化物含量低。镀层结晶粗大温度过高;电流密度低;镍盐浓度高;pH值低。
I. 电镀青铜故障及处理
可能原因:电流密度小
原因分析:电流密度的大小直接影响镀层中的含锡量。由于铜的析出电势正于锡的析出电势,故铜比锡易于析出。
电流密度大有利于电势较负的金属锡的析出;反之,电流密度小有利于电势较正的金属铜的析出。
在电镀低锡青铜时,电流密度一般在1.5~2.5A/dm2较合适,如果电镀时电流密度小于0.5A/dm2,就很容易产生暗红色的镀层。
另外,在确定电镀合金的工作电流密度时,还必须考虑到它对镀层质量的影响,若电流密度过高,阴极电流效率降低,镀层粗糙,内应力加大,阳极容易发生钝化;若电流密度过低,沉积速度太慢,镀层外观呈暗褐色。
实验结果表明,电流密度的变化对镀层组成影响较小,这有利于得到组成均匀的合金镀层,这是该体系电镀的一个突出优点。
处理方法:据镀层色泽的要求,合理设定电流值。
可能原因:配合剂(络合剂)成分失调
原因分析:镀液中的铜与锡分别由NaCN和NaOH络合,而且对另一金属离子平衡电势和阴极极化影响很小,因此可利用这一特点调节合金成分。
游离络合剂的作用是保持络合物的稳定,同时,可利用游离络合剂的含量调节控制镀层中两种金属的相对比例。
随游离NaCN含量的提高,镀层中铜含量明显降低,随游离NaOH浓度增大,镀层中锡含量大大减少。
游离络合剂含量过高时,阴极电流效率下降,而且镀层针孔增加,严重时将造成镀层粗糙与疏松;游离络合剂含量过低时,阳极容易钝化。因此,合理控制游离NaCN及NaOH浓度是获得稳定合金组成的重要条件。
氰化物浓度高,有利于生成高配位数的铜氰络盐,使铜的沉积电势变得更负,不利于铜的析出;相对锡来说,就有利于锡的析出。氢氧化物浓度高,使锡的沉积电势变得更负,不利于锡的析出,此时,就有利于铜离子的析出。
所以,镀液络合剂组成失调,氢氧化钠含量太高或氰化钠太低,将有利于铜的析出,所得镀层往往偏红,或呈暗红色。
处理方法:分析调整镀液成分。
可能原因:温度太低
原因分析:一般来说,升高镀液温度,加快了金属离子的运动速度,在同一电流密度下降低了阴极表面的极化作用,即升高温度促使阴极去极化,增高温度总是有利于较正电势的金属的析出,不利于较负电势的金属的沉积。
当操作温度升高时,合金镀层中锡含量增加,阴极电流效率提高,但温度过高,会加速氰化物的分解,镀层缺乏光泽,呈灰褐色;温度低时,合金镀层中锡含量下降,阴极电流效率降低,镀层结晶粗糙,呈黄红色。
所以温度太低有利于铜的析出,不利于锡的析出,镀层中铜含量也就偏高,所得镀层偏红。
处理方法:提高镀液温度至标准值。
J. 谁能告诉我FPC在电镀工序存在品质异常问题要如何处理及改善
不良原因
可焊性差 1.金太厚太薄 1.调整金缸参数,使厚度在0.05-0.15微米
2.沉金后受多次热冲击 2.出货前用酸及DI水清洗
3.最终水洗不乾净 3.更换水洗缸
4.镍缸生产超过6个MTO 4.保持4-5个MTO生产量
镍厚不足 1.PH值太低 1.升高PH值
2.温度太低 2.升高温度
3.拖缸板不足够 3.用0.5dm2/L光板拖缸20-30分钟
4.镍缸生产超过6个MTO 4.更换镍缸
金厚不足 1.镍层酃含量高 1.提高镍缸活性
2.金缸温度太低 2.升高温度
3.金缸PH太高 3.降低PH值
4.开新缸时起始剂不足够 4.适当加入起始剂
镍/铜结合力差 1.前处理效果差 1.检查微蚀量及更换除油缸
2.一次加入的镍成分太高 2.用0.5dm2/L光板拖缸20-30分钟
金/镍结合力差 1.金层腐蚀 1.升高金缸PH值
2.金,镍缸之间的水洗PH大于8 2.检查水的质量
3.镍面钝化 3.控制镀镍后沉金前的打气及停留时间
渗镀 1.蚀刻后残铜 1.反馈前工序解决
2.在活化缸后镍缸前水洗不足够 2.通过延时或加大空气搅拌增强水洗效果
3.活化剂温度过高 3.降低温度到控制范围
4.PD浓度太高 4.降低农度到控制范围
5.活化时间过长 5.降低活化时间
6.镍缸活性太强 6.适当使用稳定剂
漏镀 1.活化时间不足 1.提高活化时间
2.镍缸活性不足 2.使用校正液,提高镍缸活性
表面腐蚀 1.金缸值低 1.提高值
2.镍层酃分布不规则,引起沉金时电位的不足 2.改善镍缸,避免搅拌