20世紀80年代以來,由于電腦、手機、電視等4C電子產品的飛速發(fā)展，促進了電子接插件的增長。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、內部組裝用電子接插件、金手指等，這些接插件從實用性考慮，正向小型化、復雜化、輕量化、多功能、高可靠、長壽命、高可靠性化方向發(fā)展, 導致了第四代組裝技術即表面貼裝技術（SMT）出現。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/導電性等，必須進行必要的表面處理。  

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，現在使用的較少；鈀及鈀鎳合金鍍層作為代金鍍層已開發(fā)了近十年，作為耐磨性鍍層，用于插拔次數較多的電子接插件的表面處理已得到應用。  

下面就對電子接插件連續(xù)電鍍工藝、鍍液和鍍層性能作簡單介紹。  

1 電子接插件電鍍工藝      

根據電子接插件功能不同需要選擇不同的電鍍工藝,多數采用卷對卷的自動線（多為臺灣、香港制造）（添加劑多數使用美/德進口）.其電鍍工藝本質上與一般電鍍并無區(qū)別，然而各工藝過程的處理時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→化學除油→陰陽電解除油→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 . 各工序簡單介紹:  

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

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。由于電子接件對尺寸要求嚴格，所以酸洗液對基體不能有腐蝕。  

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的固相擴散。鍍鎳層應具有很好的柔軟性,因電子接插件在進行切割、彎曲加工時鍍層不應脫落，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，國內外已申請了許多專利。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，從而實現局部電鍍; ②使用刷鍍,需要電鍍部分跟刷鍍機接觸,從而達到實現局部電鍍; ③使用點鍍機,也可以達到實現局部電鍍。局部鍍Au需要考慮的問題有：從生產角度考慮，應采用高電流密度電鍍；鍍層厚度分布要均勻；嚴格控制需鍍覆的位置；鍍液應對各種基體有通用性；維護調整簡單。(5)局部可焊電鍍 局部可焊性電鍍沒有局部鍍金那樣苛刻，可采用比較經濟的電鍍方法與設備。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，即通過控制液位的方法可實現局部電鍍。為降低污染，可采用甲機磺酸錫鹽鍍液，鍍層厚度為1～3 μm。外觀要光亮、平整。 以上工藝一般實用于端子一段要求導電且耐插拔及耐摩，而另外一段要求焊錫的產品。 

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→化學除油→陰陽電解除油→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)生固相擴散。為提高焊接后的零件的導熱性，銅鍍層一般為1～3μm。 純錫鍍層易從鍍層表面產生晶須(多數鍍霧錫), 錫鍍層一般為1～3μm，由于錫在空氣中會容易氧化，為減緩其氧化速度，必須進行必要的后處理。 以上工藝一般實用于端子要求焊錫的產品。 

1.3 以鍍鎳層打底的電鍍Pd/Au工藝 

工藝流程：    

放料→化學除油→陰陽電解除油→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，若厚度過大(超過1.5μm)，則進行彎曲或切割時鍍層易產生裂紋。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，為提高鎳與鈀的結合強度，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，金鍍層有自潤滑作用，從而提高耐磨性。   

以上工藝一般實用于端子要求焊錫的產品。 

2、接觸點鍍層   

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，鍍金時采用不溶性陽極，需要根據金的析出量來補充  KAu(CN)2。這樣，K+、CN－在鍍液中逐漸積累，改變溶液組成。當pH≥5時，KAu(CN)2與Co2＋反應，生成沉淀，從而使鈷的沉積困難。因此，鍍液的pH值應控制在4.0～5.0。檸檬酸鹽起導電鹽的作用，對鍍液也有緩沖作用.在酸性鍍金中若沒有緩沖劑，電鍍時pH上升，鍍層的物理性質發(fā)生變化，因此，緩沖劑的作用是非常重要的。Co2＋是過渡金屬離子光亮劑，它有使鍍層結晶細致、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%，也有報道認為，K、N、C等也與Co結合一起進入鍍層，鍍液pH值升高，鍍層中Co的共沉積量減少。除Co2＋以外，Ni2＋、Fe2＋也有類似的作用。鍍液中若含有Pb2＋、Cu2＋等重金屬離子，鍍層質量則變差，螯合劑則可以掩蔽這些重金屬離子，還可與Co2＋等過渡金屬離子形成絡合物，從而控制鍍液中游離的簡單金屬離子的濃度，具有保持Co共沉積穩(wěn)定的作用。 近年來，有機添加劑開始在鍍金溶液中使用。關于有機添加劑方面的專利報道較多。 

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，而當放出已吸藏的氫時，體積減小。鈀的晶格常數為0.3889nm，當吸氫量為0.57%以上時，晶格常數增加到0.404nm。因此，在電鍍鈀時，如果陰極上析氫，鍍層中就會夾雜有氫，當氫放出時，鍍層體積發(fā)生變化，造成鍍層脫落或產生裂紋。鈀具有催化作用，這使其作為觸點材料受到限制。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，從而可作為接點材料使用。Pd或Pd－Ni合金鍍層最初是作為代金鍍層而開發(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，因此消耗金的費用在整個材料費中所占的比例已較低，況且電鍍鈀還使工藝過程復雜，所以從經濟角度考試，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，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較多的電子接插件上。 

2．3焊錫點鍍層  

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，最高時可達到30ASD。電鍍線的鍍速，一般可達到3—4m／min，對有些產品甚至可達到6m／min。 

3．2自動化程度高，產品質量穩(wěn)定  

由于自動化程度高，大大提高了生產效率，且大大減少人為因素對產品質量的影響，可24h連續(xù)生產、如深圳市長盈精密技術有限公司目前有6多條電鍍自動線，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，廢水量小，甚至可以達到零排放；現場環(huán)境控制好，全密封，廢氣抽出車間外處理車間內一般無跑、冒、滴、漏現象。 

4、連續(xù)電鍍設備介紹   

4．1連續(xù)電鍍設備的基本結構  

4．1．1連續(xù)自動電鍍設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構：將母槽的藥水由泵抽到子槽，在于槽中對工件件完成電鍍、清洗等各—廠序，鍍液再從子槽流回母槽。如此周而復始，保證電鍍過程的連續(xù)進行。  

4．1．3根據工件要求的不同，在子槽中采用各種類型的電鍍位置(區(qū)域)控制機構，如此也就派生出廠各種類型的連續(xù)電鍍設備。 

4．2連續(xù)電鍍設備的類型  

根據工件類型可分為“卷對卷”式和“片對片”式，根據電鍍位置控制方法的不同，又可分為浸鍍、輪鍍、噴鍍、點鍍等類型。  

5、電子接插件電鍍電鍍要解決的問題：  

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

5.1使陰極表面形成的擴散層的厚度盡量薄，可采用脈沖電流，或加強攪拌；  

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；對于外形比較單一的端子，必要時可以選擇點鍍金，可達到節(jié)約成本的目的。 

5.3提高被鍍基體的導電性；  

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

近年來，國內電子元器件業(yè)發(fā)展迅速，有望成為國際上最大的電子元器件生產基地。因此，國內對于高速連續(xù)電鍍需求市場會逐漸增大，電鍍設備基本上是由電鍍生產企業(yè)自己在引進國外設備的基礎上，對其進行消化吸收，然后仿制。因此，國內電鍍設備制造企業(yè)有必要在這方面加強開發(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口，國內產品尚有較大的差距，但價格差別也很大，開發(fā)高性能的高速電鍍配套產品應有很大的市場潛力；電子元器件連續(xù)電鍍在國內尚屬較新的技術，國內同行間必須要加強技術交流，以促進我國電子電鍍技術水平的提高。

責任編輯：雅鑫達，專業(yè)PCBA一站式服務商！