【经验交流】
!!收稿日期："##$%#&%"’!!修回日期："##$%#(%"#
!!作者简介：沈涪（)*$’%），男，高级工程师，主要从事电镀工艺研究工作。 作者：（+,-./）01-2345236-578.2-9:5,。
接插件镀金、镀银层变原因及防变措施
沈涪
（四川绵阳华丰企业集团公司，绵阳!&")###）
轮胎胶粉技术摘!要：分别探讨了接插件镀金和镀银层变的原因。镀金层的变原因如下：基体质量不符合要求，产品的设计及电镀工艺存在缺陷（包括产品前处理工艺、金阻挡层镀液体系的选择、镀液的维护、电镀工艺参数的选择和电镀方式等的不妥当），镀后处理不力，产品使用环境的差异等。镀银层变的原因如下：基体形状复杂且其表面粗糙度高，电镀工艺不完善，包装方式不当，产品使用环境差异等。提出了
镀层的防变措施：提高基体质量，减少设计缺陷，改进电镀工艺，加强镀后工序管理，根据产品的使用环境对其制定不同的质量要求等。 关键词：接插件；镀金；镀银；变；措施；
中图分类号：;<)$’9)&；;<)$’9)=!!!!!文献标识码：>文章编号：)##?%""(@（"##$）)#%##)(%#’
!"#$%&’%$()"*&+&"$,-"#$%&’%$(#+&%&-"$-.+"&*#+&/0(/1,"$,&%12+#341"-+,)/$$+)-/#&A A BC+D E1
56&-#")-：;0F :-18F85G H-I2.80.2335/6-268./JFIKL/-HF6:522F:H5I8MFIF 8H16.F6IF8LF:H.JF/49;0F :-18F85G H-I2.8K 0.2335/6F/F:HI56FL58.H MFIF -8G5//5M8：H0F 81N8HI-HF O1-/.K H4.825H 1L H5H0F 8H-26-I69PFGF:H8FQ.8H .26F8.325G LI56K 1:H -26F/F:HI5L/-H.23LI5:F88（.2:/16.23LI561:H LIFHIF-HK ,F2H ，H0F 5LH.525G N-H0848HF,G5I 35/6N-II.FI ，N-H0,-.2K HF2-2:F ，5LH.525G F/F:HI5L/-H.23LI5:F88L-I-,FHFI -26M-485G F/F:HI5L/-H.23，FH:9）9R58HKHIF-H,F2H8MFIF .2-6FO1-HF -26 6.GGFIF2:F 5G LI561:H -LL/.:-H.52F2J.I52,F2H8，FH:9S-18F85G 8./JFI F/F:HI56FL58.H H-I2.80.23MFIF -8G5//5M8：:5,L/.:-HF680-LF 5G 81N8HI-HF8-260.30I51302F885G 81IK G-:F ，.2:5,L/FHF F/F:HI5L/-H.23LI5:F88，1281.H-N/F M-45G L-:T.23-266.GGFIF2:F 5G LI561:H -LL/.:-H.52F2J.I52,F2H8，FH:9;0F LIFJF2H.JF ,F-81IF8-3-.28H H-I2.80.
23.2:/16F .,K LI5JF,F2H 5G 81N8HI-HF O1-/.H4，6F:IF-8.236FGF:H 5G 6F8.32，.,LI5J.23F/F:HI5L/-H.23LI5:F88，8HIF23H0F2.23H0F ,-2-3FK ,F2H 5G L58HKHIF-H,F2H -26.28H.H1H.236.GGFIF2H O1-/.H4IFK O1F8H8-::5I6.23H5H0F LI561:H -LL/.F6.2J-I.518F2J.I52K ,F2H8，FH:9
7+89/#,&：:522F:H5I ；35/6F/F:HI5L/-H.23；8./JFI F/F:HI5K
L/-H.23；H-I2.80.23；,F-81IF
5*-’/#:&",,#+&&：C1-GF23+2HFILI.8F UI51L S59，V.-2K 4-23&")###，S0.2-
;<；前言
!!在接插件的制造工艺中，为了保证产品的导电性能和可靠性，大部分产品的接触件以及部分产品的壳体均采用了镀金或镀银进行表面处理。由于在产品的加工和使用过程中受到各种因素的影响，部分产品的镀层表面会在较短时间内出现变现象。而一旦镀层表面开始变，产品的电气性能也会随之下降。为了避免这种现象发生，针对金、银镀层的变机理，人们采取了各种措施尽力延缓镀层在规定的时间内出现的颜变化。以下为目前在接插件制造行业中发生镀层变原因的分析以及常用的解决镀金、镀银层变问题的一些基本方法。
=<；金镀层的变原因
金是一种比较稳定的金属元素，在大气环境中几
乎不与其它物质反应，因此不会受到各种腐蚀气体侵袭而发生化学变化。接插件金镀层变的原因主要是受到基体金属（铜及铜合金）通过金层孔隙向镀层表面迁移的影响。因为金层与基体金属之间存在着电位差，在遇到腐蚀介质时这种电位差会导致基体金属被腐蚀，当腐蚀物富集在金层表面时金层就改变了
颜
［)］
。在接插件的制造行业中导致金层很快变的原因主要还体现在以下几个方面。=9;<；基体质量达不到要求
基材杂质含量和基体表面光洁度是两项衡量电接触体基体质量的重要指标。近几年来，由于市场竞争加剧，加上金属材料涨价因素，使得一些基体制造厂为了降低生产成本，采用一些不合规格的材料，甚至采用回收铜加工制造基体。由于杂质超标，基材脆性增大，在机加工时部分镀件的基体会产生不易察觉的微裂纹（有时也会因电镀时的渗氢作用产生这种微
裂纹）。我厂!"""年初在电镀某种高频电连接器外壳时，由于外壳的基体材料是采用回收铜制作，故经振动电镀金后，盛镀件的振筛底部会留下一层铜粉，其中部分镀件的#只插脚仅剩下$只，
镀件的凹下部位的金层几天就变成了褐。另外，如果基材中含有过量碳元素，碳极易扩散到镀层表面，造成金层很快变。如我厂另一产品的镀金插针，交用户使用后，金层表面很快出现红点，经检测知这是由基体材料含过量碳元素造成的。
有一个t形工件
生产经验证明：基体的光洁度越高，镀层的孔隙率就越低。一般说来，用于接插件接触体的基体表面粗糙度最好是整体表面达到%&’，
接触部位达到"&(。但实际上由于受现有条件限制，绝大部分镀件基体在机加工后都未能达到这个标准。如果不经滚光就直接电镀，镀层的孔隙率就会比较高，基体中的碳杂质和铜就较容易扩散到金层表面，最终导致金层变。!)!"产品设计时未考虑到电镀工艺的局限性上路床
在产品设计时，由于设计人员对电镀工艺缺乏了解，故在设计时未充分考虑到电镀方式和电镀工艺的局限对镀层质量带来的影响。因此，在电镀时，由于镀件的不断翻动而出现以下$种异常现象［!］
，如图%
所示。
**（%）对插：当接触体插孔开口处缝隙较宽时，在电镀过程中由于镀件不断翻动部分插孔会互相插在一起（如图%（+）所示）。
（!）首尾相接：插针在设计时针杆的外径尺寸略小于焊线孔的孔径尺寸，在电镀过程中部份插针就会形成首尾相接，如图%
（,）所示。图#"镀件在滚镀时容易产生的不良现象
$%&’()#"*+,)-%(./0)12)+34)+..11).(),%+/.(()010.5%+&
**（$）孔内镀不上：当镀件孔径小于%--时，如果孔底未设计工艺通孔，电镀时由于气泡堵塞住小孔，孔内镀上金十分困难。
以上几种现象都会给镀层带来变的隐患。!)6"电镀工艺缺陷对镀层质量的影响
由于电镀工艺不完善造成金层变的因素主要有以下方面。
!)$)%*镀前处理工艺不当
排火
对于黄铜件来说，不正确的镀前处理会使基体质量明显下降，最终影响到镀层质量。最常见的是因酸洗过量造成基体粗糙，化学除油时间过长造成基体严重脱锌等。
!)$)!*金阻挡层镀液体系选择不正确
作为接触体金镀层的阻挡层，应符合镀层致密度高、应力低和不向金层表面扩散等条件。若选择带光亮剂的镍镀层作为金的阻挡层，在产品使用过程中，会因为镍层的脆性而产生微裂纹从而丧失阻挡作用。同时夹杂在镀层中的光亮剂也是镀层变的主要因素。如果是以铜或者银作为金层的阻挡层，那么由于铜或银的快速向上扩散，金层也将很快改变颜。我厂在上个世纪("年代中期，
曾经采用锡镍合金镀层作为接触体金镀层的阻挡层，由于镀层中锡的扩散作用，使得产品在半年的时间内其金层表面就由金黄变为浅黄，最终完全变成银白。!)$)$*镀液维护工作较差
在接插件的电镀过程中，如果镀液维护工作没做好，将会给镀层质量带来灾难性的后果。当不小心将金属杂质带入镀液，那么造成的结果是镀液分散能力下降，电流效率降低，甚至出现金镀层发花、发黑的现象。如果是采用振动电镀设备镀金，而被选用的振筛口部内边缘没有加焊塑料焊条（新买出厂的振筛壁是光滑的，须自己加焊条），在振幅过大时在离心力作用下会有镀件翻出振筛掉入镀槽。同时如果在镀细长插针时选用了壁上带有滤网的振筛，一旦有插针刺入滤网孔，镀件马上会拥挤成一堆，使部分镀件掉落到镀槽中。这些落入镀槽中的镀件若未及时捞出，会在镀液的作用下慢慢溶解使
镀液受到污染。值得注意的是：如果电镀时是使用换相脉冲电镀电源，若反向电流的大小或反向时间的长短设定不正确，同样会有因镀件溶解而污染镀液的现象发生。!)$)#*电镀工艺参数不正确
在镀阻挡层时，如果施镀的电流密度过低（镀件
总面积计算错误），在规定的时间内镀层厚度就达不到要求。同样，在镀镍时若镀液./调得过低或低于工艺下限，镍层会沉积得太慢而达不到规定的厚度，其阻挡作用也会下降。!)$)0*电镀方式不妥
对一些单件体形较长或单件体积较重的镀件，若采用的电镀方式不正确，将会使镀件的镀层均匀性变差，或因镀件互相撞击而直接影响到镀层的质量，最终造成金层局部很快变。正确的做法是：将这些镀件分别采用滚镀、挂镀和振动镀作比较，若是挂镀效果好，就不要强调提高生产效率勉强采用滚镀和振动镀。实践证明：不能采用滚镀和振动镀的镀件若勉强采用滚镀和振动镀，那么容易造成镀件缺损或互相缠绕。
!
!"#镀后工序对合格镀层的影响。
首先，镀件镀后清洗不净是金层变的主要因素之一。其次，镀后切边、铆装、印字和封胶后的高温烘烤以及装配工人的手汗污染都将会使金层变。
!!$#产品使用环境差异
镀金元件在高温、高湿环境使用时，基底金属的扩散作用会进行得很快，金层变的时间会大大提前。前几年我厂同一种产品在北方地区用户使用时，一年以上金层都不会变，而在交付深圳用户使用时，平时"个月、
夏季一个月就有变现象发生。%#银镀层的变原因
银跟金的性质明显不同。由于银的化学性质比较活泼，在大气环境中对含硫气体极为敏感，很容易与硫反应生成黑硫化银。在光的催化作用下，银的变反应速度会加快。其变过程为：生成黄点#形成黄斑#黄斑变黑#整个镀层表面呈棕褐。在接插件的制造和使用过程中，以下几种因素会导致银层很快变。
%!&#基体形状复杂或表面粗糙度较高
27.5g bt
当镀银件呈不规则的几何曲面或带有滚花和螺纹时，在滚花和螺纹部位或镀件台阶、转角处，这些部位极易粘附灰尘和水分。在受到含硫气体侵袭时，这些部位的银层将很快变。同样，基体粗糙度高，镀层的致密度也就低，镀层还会受到基体金属杂质扩散的影响。所以在同一环境，光洁度差的镀件银层变速度就比光洁度高的镀件快。%!!#电镀工艺不完善
对于接触体中的黄铜件镀银，如果在镀银工序前未采用镀镍作阻挡层，银层会因基体中的金属杂质快速向表面渗透使银层很快变。
另外，目前应用较多的光亮镀银工艺，其光亮剂多为含硫有机物。当光亮剂质量变坏时，银层先天就存在变的隐患。同时，使用光亮镀银工艺会使银的电阻率增加。目前在接插件制造行业，已有人指出：射频连接器的内外导体镀银时，采用加入光亮剂的镀银工艺，会对产品的导电性能和耐环境性产生较大影
响。
［"］
如我厂在上个世纪#$年代以前一直是采用无光亮剂氰化镀银，以镀后化学浸亮和滚光来提高银层
表面光洁度。后来采用光亮镀银工艺，在使用初期，就发现新的镀银件比老的镀银件变快。用户怀
疑银层变快是电镀工序偷工减料导致银层减薄造成的，其实是光亮剂的原因。
%!%#包装方式不妥
在镀银件镀后包装时，若包装方式不妥也会引起
银层较快变。我厂早先对镀银件采用牛皮纸包装，由于纸易吸潮，改为塑料袋包装热压封口。但是当装配工序拆开包装后，发现靠近封口处的部分镀件银层已开始变，后来采用蜡纸包装放干燥器储存，镀银件变现象立即减少。%!"#产品使用环境差异
接插件镀银由于使用环境不同，变影响程度相差较大。据调查，在我国镀银层的变速度夏天南方比北方快，其原因是高温环境加快了变反应速度；而在冬天镀银层的变速度却是北方比南方快，其原因是冬天北方地区使用烧煤集中供暖，空气中含硫量较大所引起。
"#镀层防变措施
"!&#提高基体质量
提高基体质量是解决镀层变的基础工作。特
静音冷却塔
别是防止金层变，抓好基体质量往往能收到事半功倍的效果。台湾接插件行业中宏海公司的经验表明，使用进口铜带（光洁度高、杂质含量少），提高模具质量（减少压痕和毛刺）能使接触体镀层抗变能力大大提高。在我国一些制造出口家具的工厂，其高档家具最早采用镀仿金工艺，后来发展成采用在基材上电镀多层镍后罩薄金工艺，现已发展为采用不锈钢制作基材经抛光后闪镀金工艺，并解决了镀金变问题。由此可见要解决金层变问题，提高基体质量是关键。
"!!#减少设计缺陷
在产品设计定型前认真进行工艺评审。对于牵涉到镀金和镀银的产品在通过电镀工艺试验，认定无设计缺陷后才允许批量生产。"!%#改进电镀工艺
对于基体材料为黄铜件的镀金镀银产品，在电镀镍阻挡层前增加镀铜打底工艺，这样对减少镀层孔
隙、增强镀层防变效果特别明显。
［%］
在电镀过程中，要十分重视镀金中间层工艺的改进，要努力寻求最佳的镀金中间层。目前，在接插件电镀工艺中，采用氨磺酸镍体系镀镍是比较合理的镀金中间层工艺，但是镍层厚度一定要保证。采用震动电镀时，镍层厚度下限为"!&；
若采用滚镀或挂镀，镍层厚度下限还应适当提高。对于带料选择性电镀，由于受生产场的限制不可能将镀镍槽作得较长，同时为了兼顾其它工序处理时间，也不可能将走带速度控制得太慢。在镍层厚度不能充分保障时，可采用镀金后浸防变剂进行封孔处理。
（下转第’"页）
!"#$型铝件彩虹处理剂
!"工艺适用范围与特点
!%#"工艺适用范围
能够进行化学涂覆的铝件为各种牌号的纯铝件，超硬铝件!&’，硬铝件!())、!()*，铝镁合金件!+)、!+，及部分铸造铝合金件。
!%$"工艺特点
（)）工艺简单易行，溶液相当稳定。
（*）溶液工作温度较低。
（-）无需用电，节约能源。
（’）成膜速度快，生产效率高，有利于自动化生产。
（,）铬配方有利于废水处理。
（.）膜层性能好，细密均匀，薄而牢固，其结合力超过任何电镀层。膜层彩为彩虹，宛如镀锌层彩钝化膜。
%"操作要点
（)）配液时采用化学纯级药品及去离子水。
（*）彻底清除铝件表面油污，脱脂完毕应检查表面是否全面润水；碱蚀去除铝件表面的氧化层，使基体金属均匀露相。
（-）为了保证膜层质量的一致性，应根据零件的形状设计合理的挂具，使零件相互之间不叠压，不碰撞，不遮挡。
（’）为了保证膜层彩的重现性和批量生产时膜层外观的一致性，应对工艺流程中的各个工艺环节规定统一的处理时间。
&"膜层的耐蚀性能
铝件彩虹化学膜层具有良好的耐蚀性能。试片室内存放)年不变；耐!/,012&3水溶液’$4不腐蚀退；经喷漆后进行中性盐雾试验，经过-周期以上表面不腐蚀。
’"溶液中六价铬（&5&(）的测定方法
用移液管吸取)67!工作液于-667!锥形瓶中，加蒸馏水)667!及)8)硫酸)7!，而后加苯基代指示剂-滴，以标准6%6,793:!硫酸亚铁铵溶液滴定至紫红变绿为终点。&5.；的点数等于所用去6%6,793:!硫酸亚铁铵溶液的毫升数。
［编辑：彭元芳
$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$
］
（上接第)<；页）
对于镀银件，目前防变效果较好的方法是：镀银后化学钝化或电化学钝化然后再浸防银变剂。这
里需注意的是，选择浸防银变剂要预先考虑对接触体其它性能指标例如接触电阻和插拔力等指标的影响。
!%!"加强镀后工序管理
尽量避免产品在装配和运输过程中发生镀层污损的现象。目前，在防止金层、银层变的措施中，除了改进产品设计和制造工艺外，改进产品的包装也能取得良好的效果。
!%%"根据不同地区用户制定不同的产品要求
由于接插件应用在电子行业各个领域，所以为了满足不同用户需求，同时也为了降低生产成本，在制定产品技术规范时，要根据不同地区、不同类别的用户划分产品档次。对使用环境恶劣、质量要求较高的产品，在电镀工艺设置，基体选材方面要另行规定。
%"结论
镀金、镀银层变问题是多年来困扰电镀工作者的老问题。在接插件行业，近年来由于市场竞争加
剧，这类问题也也变得越来越突出。要解决好这个问题，从国内外一些企业的成功经验来看，应在产品制造全过程中原因、定措施，才能抓住解决问题的根本。依据变理论，金层跟银层变机理不
同，防止金层变应在抓基体质量和中间层电镀工艺改进上下功夫。而防止银层变，功夫应下在镀后防护上（注重防变剂的选择和改进产品包装方式）。随着我国改革开放的进一步发展，随着国内电子电镀事业的进一步推进，我们相信，通过广大电镀工作者和电子制造行业全体同仁的共同努力，彻底解决镀金、镀银件的镀层质量问题，应是指日可待。
参考文献：
［)］=张宝根，王晓伟%金镀层表面腐蚀机理及抗腐蚀保护［>］%*66’年全国电子电镀学术研讨会论文集［&］%
［*］=沈涪%电接触件镀金镀层常见质量问题分析［?］%机电元件，*66*，（’）：--@-.%
［-］=李明德，王言平，王凤%目前射频连接器市场的两个误区［?］%机电元件，*66’，（)）：’.@’$%
［’］=王琴%镀金产品抗腐蚀的探讨［>］%*66’年全国电子电镀学术研讨会论文集［&］%
［编辑：韦凤仙］
接插件镀金、镀银层变原因及防变措施
作者：沈涪， SHEN Fu
作者单位：四川绵阳华丰企业集团公司，绵阳,621000
刊名：
电镀与涂饰
英文刊名：ELECTROPLATING & FINISHING
年，卷(期)：2005，24(10)
被引用次数：2次
参考文献(4条)
1.张宝根.王晓伟金镀层表面腐蚀机理及抗腐蚀保护
2.沈涪电接触件镀金镀层常见质量问题分析[期刊论文]-机电元件 2002(04)
3.李明德.王言平.王凤目前射频连接器市场的两个误区[期刊论文]-机电元件 2004(01)
4.王琴镀金产品抗腐蚀的探讨
相似文献(10条)
1.会议论文沈涪接插件镀金、镀银层变原因及防变措施2005
在接插件的制造工艺中，为了保证产品的导电性能和可靠性，大部分产品的接触件以及部分产品的壳体均采用了镀金或镀银进行表面处理.由于在产品的加工和使用过程中受到各种因素的影响，部分产品的镀层表面会在较短时间内出现变现象.本文对影响接插件镀金、镀银层变的因素和目前在接插件制造工艺上常用的防变措施进行了总结.
2.期刊论文宋全军.王琴.沈涪.SONG Quan-jun.WANG Qin.SHEN Fu影响接插件电镀金层分布的主要因素-电镀与涂饰
2008,27(6)
就接插件中接触体的基体形状、电镀电源、电镀方式以及镀件装载量对镀金层在镀件表面分布的影响进行了分析.总结出选择较低的电流密度，适当的镀件装载量，采用双向脉冲电源和新型的滚筒或振动装置，以及针对不同结构的接触体采用不同的工艺流程等方法，可以促进接插件接触体镀金层的均匀分布.
3.期刊论文沈涪.SHEN Fu接插件镀金接触体可焊性质量分析-电镀与涂饰2008,27(7)
介绍了金层纯度及厚度、焊线孔结构、镀后清洗方式对镀金接触体可焊性的影响.提出了改变焊线孔结构设计，改进镀金工艺和规范管理镀金件镀后处理方式等保证镀层可焊性的系列措施.
4.会议论文沈涪接插件镀金接触体可焊性质量问题分析2007
本文针对接插件中的镀金接触体中近年来出现的镀层可焊性质量问题，通过几种实验对比出了一些影响镀金层可焊性的原因，并提出了对应的解决方法。
5.会议论文沈涪接插件镀金镀层常见质量问题分析2002
本文针对接插件的针孔散件电镀金中常见的镀层质量问题从产品设计和电镀工艺以及电镀设备等方面进行了原因分析，并提出了相应的解决方法.
6.学位论文周卡达接插件镀金层质量及微孔的研究1988
7.期刊论文朱立.杜岩滨.李卫平.刘惠丛.ZHU Li-qun.DU Yan-bing.LI Wei-ping.LIU Hui-cong手机PCB镀金接插
件腐蚀失效实例分析-电子产品可靠性与环境试验2006,24(4)
通过两个带有镀金接插件的手机PCB腐蚀失效的实例，从元件表面出现的腐蚀失效的现象出发，结合这些失效部位的腐蚀形貌、腐蚀产物等特点，分析了手机PCB上接插件镀金表面层在自然存放条件和加速腐蚀条件下出现腐蚀失效、达不到有效保护作用的主要原因，包括表面镀金层本身存在孔隙、划痕等表面缺陷，电镀过程中引入污染物，装配过程中形成缝隙等；另一个重要原因是镀金层厚度薄，不能提供足够的防护性能.并针对这些因素提出了相应的改善措施和建议.
8.期刊论文马今朝.Ma Jinzhao电子接插件的快速连续电镀方法-电子工艺技术1999,20(1)
介绍了适于电子接插件的快速连续电镀金、钯及Sn-Pb合金工艺的流程、操作要领等，对镀层的性能进行了分析比较，提出了快速电镀应解决的问题.
9.会议论文韩书梅电子工业中的接插件镀金1988
10.会议论文杨晓东铍青铜接插件电镀耐磨金1998
着重叙述了铍青铜的前处理工艺，电镀耐磨金电解液的配方及工艺条件，及采用良好的活处理以确保镀金层与光亮镍层的结合力。
引证文献(2条)
1.方景礼.方欣金属表面配合物保护膜述评(Ⅱ)——银的防变配合物膜[期刊论文]-材料保护 2007(10)
2.沈涪提高小孔、深孔接触件电镀中孔内镀层质量的方法[期刊论文]-电镀与涂饰 2007(3)
本文链接：d.g.wanfangdata/Periodical_ddyts200510006.aspx
授权使用：成都分公司(cdsy)，授权号：0ced8c11-cec5-4f6a-b998-9ddf00bf377b
下载时间：2010年8月27日
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议