Tuesday, August 26, 2008

電鍍不良對策二 www.tool-tool.com

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(1)可能發生的原因: (2)改善對策:

1.傳動速度不穩定。 1.檢查傳動系統,校正產速。

2.電流不穩定。 2.檢查整流器與陰陽極,適時予以修正。

3.端子嚴重變形,造成選鍍位置不穩定。 3.檢查電鍍位置是否偏離,若素材嚴重變形製程無法改善,須停產。

4.端子結構造成高低電流分佈不均。 4.調整電鍍位置,增加攪拌效果。

5.攪拌效果不良。 5.增加攪拌效果。

6.膜厚測試位置有問題,造成誤差大。 6.須重新修定測試位置。

7.選鍍機構不穩定。 7.改善選鍍機構。

16.鍍層暗紅:通常指金色澤偏暗偏紅。

(1)可能發生的原因: (2)改善對策:

1.鍍金藥水偏離。 1.重新調整電鍍藥水。

2.鍍層粗糙,燒白再覆蓋金層即變紅。 2.改善鎳層不良。

3.水洗水不淨,造成紅斑。 3.更換水洗水。

4.鍍件未完全乾燥,日後氧化發紅。 4.檢查乾燥系統,確定鍍件乾燥,已發紅的端子,可以用稀氰化物清洗。

17.界面黑線,霧線:通常在半鍍錫鉛層的界面有此現象。

(1)可能發生的原因: (2)改善對策:

1.陰極反應太大,大量氫氣泡沫浮於液面。 1.降低電流。

2.陰極攪拌不良。 2.調整振蕩器的頻率和振幅。

3. 選鍍高度調整不均。 3.檢查選鍍高度,重新修正。

4.鍍槽設計不良,造成泡沫殘存於鍍槽液面,無法排除。 4.改善鍍槽結構。

5.錫鉛藥水低電流區白霧。 5.修正錫鉛藥水至最佳槽況。

6.整流器濾波不良。 6.用示波器測量濾波度,確定濾波不良時,檢修整流器。

18.焊錫不良:指錫鉛鍍層沾錫能力不佳。

(1)可能發生的原因: (2)改善對策:

1.錫鉛電鍍液受到污染。 1.更換錫鉛藥水。

2.光澤劑過量,造成鍍層碳含量過多。 2.立即作活性炭過濾,或更換藥水。

3. 電鍍後處理不良(酸液殘存,水質不佳,鹽類生成,異物附著)。 3.改善流程,改善水質

4.密著不良 4.解決密著不良問題。

5.電鍍時電壓過高,造成鍍件受熱氧化,鈍化 5.改善導電設備。

6.電流密度過高致鍍層結構不良。 6.降低電流密度。

7.攪拌不良致鍍層結構不良。 7.增加攪拌效果。

8.浴溫過高,致鍍層結構不良。 8.立即降低浴溫並檢查冷卻系統。

9.鍍層因放置環境較差,時間過久,致鍍層氧化,老化。 9.加強包裝及改善儲存環境。

10.鍍層太薄 10.增加電鍍層厚度。

11.焊錫溫度不正確。 11.檢查焊錫溫度。

12.鍍件形狀構造影響。 12.改變判定方法。

13.焊劑不純物過高。 13.更換焊劑。

14.鍍件材質的影響(錫>錫鉛>金>銅>磷青銅>黃銅) 14.探討材質。

15.鍍件表面有異物,如油污。 15.去除異物。

16.底層粗糙。 16.改善底層平整度。

19.鍍層發黑:不包含燒焦的黑及錫鉛界面的黑線。

(1)可能發生的原因: (2)改善對策:

1.錫鉛鍍層原已有白霧,日後變黑。 1.參考第8,處理錫鉛白霧的對策。

2.鎳槽已經受到污染,在低電流區會有黑色鍍層。 2.做活性炭處理,或弱電解處理。

3. 鍍件受氧化嚴重發黑腐蝕。 3.須做分析探討原因。

4.停機造成腐蝕或還原。 4.剪除不良及避免停機。

5.錫鉛鍍層被陰極導電頭釋放的火花打到發黑。 5.調整陰極導電頭與端子接觸良好。

20.錫渣:指錫鉛層表面有斷斷續續細小的錫鉛金屬,通常料帶處最多。

(1)可能發生的原因: (2)改善對策:

1.錫鉛藥水帶出嚴重在陰極導電座結晶。 1.改善藥水帶出,及加強清洗流程。

2.在烤箱內摩擦到,高溫金屬物所刮下。 2.調整烤箱內的制具避免摩擦到端子,及調整烤箱溫度。

第六章.鍍層檢驗

在連續電鍍業界的鍍層檢驗,一般包括外觀檢查,膜厚測試,附著能力測試,焊錫能力測試,以及抗腐蝕能力測試,抗老化能力測試,至於電接觸阻抗的測試就比較少的廠家有測試。

1. 外觀檢查:一般廠家在檢查外觀比較多使用目視法,較嚴格則會使用4倍或10倍放大鏡檢查(在許多國際標準規範也是如此,如ASTM)。通常本人建議作業人員先用目視法檢查,一旦看到有疑慮的外觀時,再使用放大鏡觀察。而技術人員則建議必須以50~100倍來檢查(倍數越高,外觀瑕恣越多),甚至分析原因時還得借助200倍以上的顯微鏡。在電鍍層的外觀判定標準,一般並無一定的規範,都需要由買賣雙方協議。當然表面完全沒有瑕恣最好,但這是高難度,不過一般人們對色澤均勻這個定義比較能達成共識(少數會比較要求色澤很亮,那是行外人),因此根據多年的經驗匯整以下經常發生的一些外觀異常,供參考:

(1)色澤不均,深淺色,異色(如變黑,發紅,發黃,白霧等)

(2)光澤度不均勻,明亮度不一,暗淡粗糙。

(3)沾附異物(如水分,毛屑,土灰,油污,結晶物,纖維等)。

(4)不平滑,有凹洞,針孔,顆粒物等。

(5)壓傷,刮傷,磨痕,刮歪等各種變形現象及鍍件受損情形。

(6)電鍍位置不齊,不足,過多,過寬等。像

(7)裸漏底層金屬現象。

(8)有起泡,剝落,掉金屬屑等。

2. 膜厚測試:鍍層膜厚測試方法有顯微鏡測試法,電解測試法,X光螢光測試法,B射線測試法,渦流測試法,滴下測試法等。其中以顯微鏡測試法最為正確,不過需要時間,設備,技術等支援,不適合檢驗用,一般用來做分析,研究之用。現在大部分都使用X光螢光測試法,因為準確度高,速度快(幾十秒)。其他的方法幾乎已經沒有人使用了。目前業界使用X-RAY螢光膜厚儀的廠牌有德國的FISCHER,美國的CMI,日本的SEIKO,其測試原理與方法大同小異,但由於廠牌不同,多少會有少許誤差,只要使用標準片作好檢量線,作好定位工作,作好底材修正,即可將誤差降低到最小。不要小看這三項工作,因為他可能讓你的過去平白無故淨損失膜厚成本10%以上。

3.附著能力測試:或稱為密著性測試,方法有彎曲法,膠帶法,急冷法,切割法,滾壓法,刮磨法等。在端子電鍍一般使用彎曲法最多,或是膠帶法,二者並用最好。彎曲法比較膠帶法嚴格,有很多場合膠帶法是無法測試鍍層的附著力。若使用膠帶法必須注意一定要使用與Scotch cellophane tape No.600同等粘性膠帶(賽路凡膠),否則會失去測試效果。以下提供彎曲膠帶並用法作為參考:

(1)先用折彎器將端子彎曲到90度以上,觀察彎曲面是否有鍍層起皮,剝落等現象。

(2)再將端子折回原來水平角度,觀察彎曲面是否有鍍層起皮,剝落等現象。

(3)然後再使用規定粘性膠帶緊牢地粘貼在已折彎過的端子表面,並以垂直方向迅速撕開膠帶,觀察膠帶上有無剝落金屬皮膜。

(4)若目視無法觀察清楚,可使用50倍放大鏡觀察。

4. 焊錫能力測試:一般端子鍍錫鉛或鍍金才有在測試焊錫性,而且測試部位為端子將來要焊錫接在機板上或CABLE線上的部位,通常稱之為 soldertail。使用的方法有兩種,一種為最常用的焊錫法來檢查吃錫是否平滑飽滿,依照一般的國際規範吃錫面積至少要超過95%以上方為合格。另一種方法為使用焊錫性測定器,其方法也是利用沾錫時,在規定時間下端子表面吃錫作用力來判定焊錫能力,該方法數據化,所以比起前者算是比較準確,但儀器較昂貴。另外目前有些廠家會先對端子做過老化實驗後(水蒸氣老化,高溫烘烤老化),再測試焊錫能力。錫爐內的焊劑規定使用60/40或63/37錫鉛比的無助焊劑的金屬,而且錫爐內是需要定期檢驗其不純物,因為不純物會影響吃錫效果,切記。

5.抗腐蝕能力測試:下表為常用的腐蝕試驗方法。

鍍層種類 硝酸蒸汽 二氧化硫蒸汽 鹽水噴霧 硫化氫蒸汽 水蒸氣老化

鎳 × × √ × √

金 厚金 √ √ √ √

鈀鎳 × √ √ √ √

錫鉛 × × 全面鍍 × √

說明:√為適用 ,×為不適用

(1)硝酸蒸汽腐蝕實驗是測試厚金(25μ``以上)鍍層的封孔能力,硝酸濃度為70±1%,溫度23±3℃,濕度60%,時間為60分鐘。實驗後鍍層表面不可有深蘭色,黑色腐蝕點及鍍層破裂。

(2)二氧化硫蒸汽腐蝕實驗是測試厚金及鈀鎳鍍層的封孔能力,根據AT&T鈀鎳實驗時間為30分鐘,根據ASTM厚金(30μ``以上)實驗時間為23±1小時。實驗後鍍層表面不可有有深蘭色,黑色腐蝕點及鍍層破裂。

(3)鹽水噴霧實驗是測試薄金,鍍鎳層的封孔能力及錫鉛抗蝕能力,氯化鈉濃度為5%,實驗溫度為35℃,實驗時間有24小時,48小時,72小時等。實驗後鍍層表面不可有綠色,白色腐蝕點,及錫鉛層變黑現象。

(4)硫化氫蒸汽腐蝕實驗是測試金鍍層的封孔能力,實驗時間為 2小時(不詳),實驗後鍍層表面不可有綠色,白色腐蝕點。

(5)水蒸氣老化實驗是測試金鍍層的封孔能力,實驗時間為 8小時,16小時。實驗後鍍層表面不可有白色腐蝕點。

目前業界使用最多為鹽水噴霧實驗和水蒸氣老化實驗。

5.抗老化能力實驗:目前做老化實驗用途,除了觀察表面是否變色,是否有腐蝕斑點外,在老化實驗後,會再拿去測試焊錫能力,或測試接觸阻抗是否增加。所以通常在做老化實驗有水蒸氣老化實驗和高溫烘烤老化實驗。

(1)水蒸氣老化實驗是利用沸騰的純水來蒸烤鍍層 ,實驗時間為8小時和16小時。

(2)高溫烘烤老化實驗是利用IR高溫烘烤箱來烘烤鍍層,條件如下表:

鍍層 溫度 時間 後續實驗

金 250±5℃ 30分鐘 阻抗測試

錫鉛 150±5℃ 60分鐘 焊錫測試

由於各種試驗甚多,無法於此一一介紹,若想進一步瞭解,可以從各種國際標準去摘錄,一般在ISO,ASTM,MIL,JIS,CNS等都有完整收錄,規範內容也大同小異。建議可以去購買一本ASTM VOLNUME2.05,所有電鍍工程,鍍層測試標準都收錄在裡面。(陶式出版社代理)。以下提供一些經常在使用的實驗方法與其內容,給電鍍從業者參考。

(1)鍍層外觀檢驗範例。

(2)密著能力實驗範例。

(3)焊錫能力實驗範例。

(4)硝酸蒸汽腐蝕實驗範例。

(5)二氧化硫腐蝕實驗範例。

(6)鹽水噴霧腐蝕實驗範例。

(1)鍍層外觀檢驗範例

一.目的:在規範電鍍成品外觀檢驗的方法和判定的標準

二.檢驗儀器:1.肉眼。

2.20倍放大鏡。

三.檢驗步驟:

1.取樣品放在深色背景下,用標準白色光源以垂直方向照射。

2.在45度方向距樣品一定的目視距離檢查(如圖)

3.若在目視下無法判定外觀不良屬何種不良現象時,可以20倍放大鏡觀察瞭解。

四.判定方法:

(1)色澤均勻,不可有深淺色,異色(如變黑,發紅,發黃,白霧等)的現象。

(2)光澤度均勻,不可有明亮度不一,暗淡粗糙的現象。

(3)不可沾有任何異物(如毛屑,土灰,油污,結晶物,纖維等)。

(4)平滑性好,不可有凹洞,顆粒物等。

(5)不可有壓傷,刮傷,磨痕,刮歪等各種變形現象及鍍件受損情形。

(6)電鍍位置不可有不齊,不足,過多,過寬等現象。

(7)不可有裸漏底層金屬現象。

(8)鍍層不可有起泡,剝落等密著不良情形。

(9)必須乾燥,不可沾有水分。

五.參考資料:1.CNS-4157

(2)密著能力實驗範例。

1.折彎實驗法:

以1.2~4.0mm的折彎器或相當於試樣厚度的彎曲半徑,將試樣彎曲至90度以上,在以50倍放大鏡觀察彎曲部分的外表面,若無剝離,起皮等現象,即判定為合格。

2.膠帶試驗法:

使用Scotch cellophane tape No.600或其他同等粘性的膠帶貼試樣表面,粘貼後以垂直方向迅速撕開,並以目視觀察膠帶上有無剝離金屬,若無任何鍍層剝離現象,即判定為合格。

3.急冷試驗法:

將試樣在規定溫度下(如下表),加熱30分鐘,然後急速冷卻於水中(室溫)後烘乾,以50倍放大鏡觀察,若無起泡,剝離等現象,即判定為合格。

Substrate/coating Ni Sn/ Pb Au Pd

Cu & Cu alloy 250℃ 150℃ 250℃ 350℃

4.繞折試驗法:

以1mm圓棒對試樣做360度繞折四圈以上,繞折的速度,力量需一致,在以50倍放大鏡觀察,若無剝離,起皮等現象,即判定為合格。

5.參考資料:1.ASTM B571 2.CNS 4824 3. ISO 2819


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