第一章．電鍍概論
電鍍定義：電鍍?yōu)殡娊忮兘饘俜ǖ暮?jiǎn)稱(chēng)。電鍍是將鍍件（制品），浸于含有欲鍍上金屬離子的藥水中并接通陰極，藥水的另一端放置適當(dāng)陽(yáng)極（可溶性或不可溶性），通以直流電后，鍍件的表面即析出一層金屬薄膜的方法。
電鍍的基本五要素：
1.陰極：被鍍物，指各種接插件端子。
2.陽(yáng)極：若是可溶性陽(yáng)極，則為欲鍍金屬。若是不可溶性陽(yáng)極，大部分為貴金屬（白金，氧化銥）.
3.電鍍藥水：含有欲鍍金屬離子的電鍍藥水。
4.電鍍槽：可承受，儲(chǔ)存電鍍藥水的槽體，一般考慮強(qiáng)度，耐蝕，耐溫等因素。
5.整流器：提供直流電源的設(shè)備。
電鍍目的：電鍍除了要求美觀外，依各種電鍍需求而有不同的目的。
1.鍍銅：打底用，增進(jìn)電鍍層附著能力，及抗蝕能力。
2.鍍鎳：打底用，增進(jìn)抗蝕能力。
3.鍍金：改善導(dǎo)電接觸阻抗，增進(jìn)信號(hào)傳輸。
4.鍍鈀鎳：改善導(dǎo)電接觸阻抗，增進(jìn)信號(hào)傳輸，耐磨性比金佳。
5.鍍錫鉛：增進(jìn)焊接能力，快被其他替物取代。
電鍍流程：一般銅合金底材如下（未含水洗工程）
1.脫脂：通常同時(shí)使用堿性預(yù)備脫脂及電解脫脂。
2.活化：使用稀硫酸或相關(guān)的混合酸。
3.鍍鎳：使用硫酸鎳系及氨基磺酸鎳系。
4.鍍鈀鎳：目前皆為氨系。
5.鍍金：有金鈷，金鎳，金鐵，一般使用金鈷系最多。
6.鍍錫鉛：烷基磺酸系。
7.干燥：使用熱風(fēng)循環(huán)烘干。
8.封孔處理：有使用水溶型及溶劑型兩種。
電鍍藥水組成；
1.純水：總不純物至少要低于5ppm。
2.金屬鹽：提供欲鍍金屬離子。
3.陽(yáng)極解離助劑：增進(jìn)及平衡陽(yáng)極解離速率。
4.導(dǎo)電鹽：增進(jìn)藥水導(dǎo)電度。
5.添加劑：緩沖劑，光澤劑，平滑劑，柔軟劑，濕潤(rùn)劑，抑制劑。
電鍍條件：
1.電流密度：?jiǎn)挝浑婂兠娣e下所承受的電流，通常電流密度越高膜厚越厚，但是過(guò)高時(shí)鍍層會(huì)燒焦粗燥。
2.電鍍位置：鍍件在藥水中位置，與陽(yáng)極相對(duì)位置，會(huì)影響膜厚分布。
3.攪拌狀況：攪拌效果越好，電鍍效率越高，有空氣，水流，陰極擺動(dòng)等攪拌方式。
4.電流波形：通常濾波度越好，鍍層組織越均一。
5.鍍液溫度：鍍金約50~60，鍍鎳約50~60，鍍錫鉛約18~22，鍍鈀鎳約45~55。
6鍍液PH值：鍍金約4.0~4.8 ，鍍鎳約3.8~4.4，鍍鈀鎳約8.0~8.5，
7.鍍液比重：基本上比重低，藥水導(dǎo)電差，電鍍效率差。
電鍍厚度：在現(xiàn)在電子連接器端子的電鍍厚度的表示法有a .μ``.微英寸，b. μm,微米, 1 μm約等于40μ``.
1.Tin—Lead Alloy Plating :錫鉛合金電鍍
作為焊接用途,一般膜厚在100~150μ``最多.
2.Nickel Plating 鎳電鍍
現(xiàn)在電子連接器皆以打底(underplating)，故在５０μ``以上為一般規(guī)格，較低的規(guī)格為３０μ``，(可能考慮到折彎或者成本)
3.Gold Plating 金電鍍
為昂貴的電鍍加工,故一般電子業(yè)在選用規(guī)格時(shí),考慮到其實(shí)用環(huán)境、使用對(duì)象,制造成本,若需通過(guò)一般強(qiáng)腐蝕實(shí)驗(yàn)必須在50μ``以上 .
鍍層的檢驗(yàn)
1.外觀檢驗(yàn):目視法,放大鏡(4~10倍)
2.膜厚測(cè)試:X-RAY熒光膜厚儀.
3.密著實(shí)驗(yàn):折彎法,膠帶法或兩者并用.
4.焊錫實(shí)驗(yàn):沾錫法,一般95%以上沾錫面積均勻平滑即可.
5.水蒸氣老化實(shí)驗(yàn):測(cè)試是否變色或腐蝕斑點(diǎn),及后續(xù)的可焊性.
6.抗變色實(shí)驗(yàn):使用烤箱烘烤法,是否變色或者脫皮.
7.耐腐蝕實(shí)驗(yàn):鹽水噴霧實(shí)驗(yàn),硝酸實(shí)驗(yàn),二氧化硫?qū)嶒?yàn),硫化氫實(shí)驗(yàn)等
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第二章 電流密度
電流密度的定義:
即電極單位面積所通過(guò)的安培數(shù),一般以A/dm3 表示.電流密度在電鍍操作上是很重要的參數(shù),如鍍層的性質(zhì),鍍層的分布,電流效率等,都有很大的關(guān)系.電流密度有分為陽(yáng)極電流密度和陰極電流密度,一般計(jì)算陰極電流密度比較多.
電流密度的計(jì)算:
平均電流密度(ASD)===電鍍槽通電的安培數(shù)(Amp)/電鍍面積(dm2)
在連續(xù)電鍍端子中,計(jì)算陰極電流密度時(shí),必須先知道電鍍槽長(zhǎng)及單支端子電鍍面積,然后再算出渡槽中的總電鍍面積.
例:有一連續(xù)端子電鍍機(jī),鎳槽槽長(zhǎng)1.5米,欲鍍一種端子,端子之間距為2.54毫米,每支端子電鍍面積為50mm2,今開(kāi)電流50 Amp,請(qǐng)問(wèn)平均電流密度為多少?
1.電鍍槽中端子數(shù)量==1.5×1000/2.54==590支
2.電鍍槽中電鍍面積==590×50==29500 mm2==2.95dm3
3.平均電流密度==50/2.95==16.95ASD
電流密度與電鍍面積:
相同(或同成分)的電流下,電鍍面積越小,其電流密度越大,電鍍面積越大,其電流密度越小.如下圖,若開(kāi)100安培電流,A區(qū)所承受的電流密度可能會(huì)是B區(qū)的兩倍.
電流密度與陰陽(yáng)極距離:
由于端子外表結(jié)構(gòu)不一規(guī)則狀,在共同的電流下,端子離陽(yáng)極距離較近的部位稱(chēng)為局部高電流區(qū)(b),離陽(yáng)極距離較遠(yuǎn)的部位稱(chēng)為局部低電流區(qū)(a).
電流密度與哈氏槽試驗(yàn):
每一種電鍍藥水都有一定的電流密度操作范圍,大致上可以從哈氏槽試驗(yàn)結(jié)果看出來(lái),因?yàn)楣喜鄣年?yáng)極面與陰極面之間并非平行面,離陽(yáng)極面較近的陰極端其電流密度比離陽(yáng)極面遠(yuǎn)者大,因此,可以比較高電流密度部分與低電流密度部分的電鍍狀況.
電流密度與電鍍子槽:
端子在浸鍍時(shí),由于端子導(dǎo)電處是在電鍍子槽兩端外部,所以陰極(端子)電子流是從子槽兩端往槽中傳輸?shù)?而造成在電鍍子槽內(nèi)兩端的端子所承受的電流(高電流區(qū)),遠(yuǎn)大于子槽中間處端子所承受的電流(低電流區(qū)).
電流密度與端子在電鍍槽中的位置:
由于在電鍍槽子槽中的陽(yáng)極是固定的,且陽(yáng)極高度遠(yuǎn)大于端子高度,所以陰極(端子)在鍍槽中經(jīng)常會(huì)有局部位置承受高電流群.
第三章， 電鍍計(jì)算
產(chǎn)能計(jì)算：
產(chǎn)能=產(chǎn)速 /端子間距
產(chǎn)能（KPCS/HR）=60L/P（L：產(chǎn)速（米/分），P：端子間距MM）
舉例：生產(chǎn)某一種端子。端子間距為5。0MM，產(chǎn)速為20米/分，請(qǐng)問(wèn)產(chǎn)能？
產(chǎn)能（KPCS/ Hr）=60×20/5=240KPCS/Hr
耗金計(jì)算：黃金電鍍（或鈀電鍍）因使用不溶解性陽(yáng)極（如白金太綱），故渡液中消耗只金屬離子無(wú)法自行補(bǔ)給。需依賴(lài)添加方式補(bǔ)充。一般黃金是以金鹽（金氰化鉀）PGC來(lái)補(bǔ)充，而鈀金屬是以鈀鹽（如氯化銨鈀。硝酸銨鈀或氯化鈀）來(lái)補(bǔ)充。
本段將添加量計(jì)算公式簡(jiǎn)化為：
金屬消耗量（g）=0.000254AZD（D：為金屬密度g/cm3）
①黃金消耗量（g）=0.049AZ（黃金密度19.3g/cm3）
PGC消耗量(g)=0.0072AZ
②鈀金屬消耗量(g)=0.00305AZ(鈀金屬密度為12.0g/cm3）
③銀金屬消耗量(g)=0.02667AZ（ 銀金屬密度為10.5 g/cm3）
A：為電鍍面積 Z：為電鍍厚度
理論上 1PGC含金量為0.6837g，但實(shí)際上制造出1Gpgc，含金量約在0.682g
之譜。
舉例：有一連續(xù)端子電鍍機(jī)，欲生產(chǎn)一種端子10000支，電鍍黃金全面3μ``，每支端子電鍍面積為50mm2，實(shí)際電鍍出平均厚度為3.5μ``， 請(qǐng)問(wèn)需補(bǔ)充多少gPGC？
①10000支總面積=10000×50=500000 mm2=50dm2
②耗純金量=0.0049AZ==0.0049×50×3.5==0.8575g
③耗PGC量==0.8575/0.682==1.26g
或耗PGC量==0.0072AZ==0.0072×50×3.5==1.26g
陰極電鍍效率計(jì)算：一般計(jì)算陰極電鍍效率（指平均效率）的方法有兩種，如下：
陰極電鍍效率E==實(shí)際平均電鍍厚度Z`/理論電鍍厚度Z
舉例：假設(shè)電鍍鎳金屬，理論電鍍厚度為162μ``，而實(shí)際所測(cè)厚度為150μ``，請(qǐng)問(wèn)陰極電鍍效率？
E==Z`/ Z==150/162==92.6%
一般鎳的陰極電鍍效率都在90%以上，90/10錫鉛的陰極電鍍效率約在80%以上，黃金電鍍則視藥水金屬離子含量多寡而有很大的差異。若無(wú)法達(dá)到應(yīng)有的陰極電鍍效率，則可以從攪拌能力的提升或檢查電鍍藥水的組成。
電鍍時(shí)間的計(jì)算：
電鍍時(shí)間（分）==電鍍子槽總長(zhǎng)度（米）/ 產(chǎn)速（米/分）
例：某一連續(xù)電鍍?cè)O(shè)備，每一個(gè)鍍鎳子槽長(zhǎng)為1.0米，共有五個(gè)，生產(chǎn)速度為10米/ 分，請(qǐng)問(wèn)電鍍時(shí)間為多少？
電鍍時(shí)間（分）==1.0×5/10==0.5（分）
理論厚度的計(jì)算：由法拉第兩大定律導(dǎo)出下列公式：
理論厚度Z（μ``）==2.448CTM/ ND
（Z厚度，T時(shí)間，M原子量，N電荷數(shù)，D密度，C電流密度）
舉例：鎳密度8.9g/cm3，電荷數(shù)2，原子量58.69，試問(wèn)鎳電鍍理論厚度？
Z==2.448 CTM/ ND
==2.448CT×58.69 /2×8.9
==8.07CT
若電流密度為1Amp/ dm2（1ASD），電鍍時(shí)間為一分鐘，則理論厚度
Z==8.07×1×1==8.07μ``
金理論厚度==24.98CT（密度19.3，分子量196.9665，電荷數(shù)1）
銅理論厚度==8.74 CT（密度8.9，分子量63.546，電荷數(shù)2）
銀理論厚度==25.15 CT（密度10.5，分子量107.868，電荷數(shù)1）
鈀理論厚度==10.85 CT（密度12.00，分子量106.42，電荷數(shù)2）
80/20鈀鎳?yán)碚摵穸?=10.42 CT（密度11.38，分子量96.874，電荷數(shù)2） |
