CN111850642A - 一种耐受阳极电解腐蚀的电连接器端子及该电连接器端子的电镀方法 - Google Patents

一种耐受阳极电解腐蚀的电连接器端子及该电连接器端子的电镀方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111850642A
CN111850642A CN202010739871.0A CN202010739871A CN111850642A CN 111850642 A CN111850642 A CN 111850642A CN 202010739871 A CN202010739871 A CN 202010739871A CN 111850642 A CN111850642 A CN 111850642A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electroplating
plating
connector terminal
electric connector
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN202010739871.0A
Other languages
English (en)
Inventor
全成军
祁富安
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wanming Electroplating Intelligent Technology Jiangmen Co Ltd
Original Assignee
Wanming Electroplating Intelligent Technology Jiangmen Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wanming Electroplating Intelligent Technology Jiangmen Co Ltd filed Critical Wanming Electroplating Intelligent Technology Jiangmen Co Ltd
Priority to CN202010739871.0A priority Critical patent/CN111850642A/zh
Publication of CN111850642A publication Critical patent/CN111850642A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D7/00Electroplating characterised by the article coated
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D21/00Processes for servicing or operating cells for electrolytic coating
    • C25D21/10Agitating of electrolytes; Moving of racks
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D21/00Processes for servicing or operating cells for electrolytic coating
    • C25D21/16Regeneration of process solutions
    • C25D21/18Regeneration of process solutions of electrolytes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/12Electroplating: Baths therefor from solutions of nickel or cobalt
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/38Electroplating: Baths therefor from solutions of copper
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/38Electroplating: Baths therefor from solutions of copper
    • C25D3/40Electroplating: Baths therefor from solutions of copper from cyanide baths, e.g. with Cu+
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/46Electroplating: Baths therefor from solutions of silver
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/48Electroplating: Baths therefor from solutions of gold
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/50Electroplating: Baths therefor from solutions of platinum group metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/56Electroplating: Baths therefor from solutions of alloys
    • C25D3/567Electroplating: Baths therefor from solutions of alloys containing more than 50% by weight of platinum group metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/56Electroplating: Baths therefor from solutions of alloys
    • C25D3/64Electroplating: Baths therefor from solutions of alloys containing more than 50% by weight of silver
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/08Electroplating with moving electrolyte e.g. jet electroplating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/10Electroplating with more than one layer of the same or of different metals
    • C25D5/12Electroplating with more than one layer of the same or of different metals at least one layer being of nickel or chromium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/34Pretreatment of metallic surfaces to be electroplated
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25FPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC REMOVAL OF MATERIALS FROM OBJECTS; APPARATUS THEREFOR
    • C25F1/00Electrolytic cleaning, degreasing, pickling or descaling
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25FPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC REMOVAL OF MATERIALS FROM OBJECTS; APPARATUS THEREFOR
    • C25F3/00Electrolytic etching or polishing
    • C25F3/16Polishing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/02Contact members
    • H01R13/03Contact members characterised by the material, e.g. plating, or coating materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R43/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • H01R43/16Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for manufacturing contact members, e.g. by punching and by bending
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R2201/00Connectors or connections adapted for particular applications
    • H01R2201/16Connectors or connections adapted for particular applications for telephony

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)

Abstract

本发明公开了一种耐受阳极电解腐蚀的电连接器端子及该电连接器端子的电镀方法,该耐受阳极电解腐蚀的电连接器端子及该电连接器端子的电镀方法关键在于能够获得没有孔隙的镀层,且采用全新的电镀层材料和厚度,显著改善镀层的阳极电解腐蚀耐受能力;消除目前NiW,Pd和RhRu三种高应力镀层叠加使用而带来的高微裂纹风险;简单及普适性高的易于工业化生产的新电镀规格和技术,能大幅度降低电镀成本,以便终端客户能普遍接受而能广泛用于有需求的产品及设备。

Description

一种耐受阳极电解腐蚀的电连接器端子及该电连接器端子的 电镀方法
技术领域
本发明涉及手机的电连接器端子的技术领域,尤其涉及一种能够获得没有孔隙镀层以实现显著改善镀层阳极电解腐蚀耐受能力的电连接器端子及该电连接器端子的电镀方法。
背景技术
手机Micro-USB、Type-C和其它带USB连接器充电口的电连接器端子在使用中进入汗液或进水/盐水/海水后,在充电过程中,该电连接器端子的正极会受到阳极电解,其表面电镀层很快会发生腐蚀,甚至腐蚀到镍底层和铜底材,继而令接触电阻增加,以致开路而产生功能及应用问题,这是一个困扰工业界多年而无法解决的难题。
目前,工业界USB/TpceC连接器的电镀规格多为Ni80u”min+30u”minHard Au,实验室测试研究,在人工汗液中(含5%NaCl),5V阳极电解2分钟,Au和Ni镀层完全脱落;对80u”Ni+50u”Hard Au镀层,相同条件电解3分钟Au镀层开始溶解,底镍和铜底材也开始腐蚀。以上测试表明:Au的厚度对汗液电解有明显影响,厚度越厚,抗电解腐蚀的能力越强;即使对50u”Au”样品进行测试,抗电解腐蚀的时间也≤3分钟,这远远达不到期盼的性能。从阳极电解腐蚀的状况观察,存在以下几种腐蚀:
(1)Au层孔隙腐蚀:因为Au层有孔隙而直接腐蚀底镍,然后腐蚀铜底材;Au越厚,镀层孔隙率越低,耐电解腐蚀的能力越强;
(2)Au层本身发生电解腐蚀:Au是惰性金属,化学性能非常稳定,只溶于王水(硝酸和盐酸的混合物)而不溶于其它化学物质中。但人工汗液中含高达5%的NaCl,氯离子在电镀电解工业中广泛用作阳极电解溶解的腐蚀促进剂。因此在高达5V的阳极电压条件下,金层本身可能不稳定而溶解。因此,镀金不是一个适合的抗阳极电解腐蚀的镀层材料。
Au本身是否能耐汗液阳极电解腐蚀是决定解决方案/方向的关键问题。通过采用99.99纯金锭进行汗液阳极(5%NaCl溶液,pH6.5~7,常温)电解试验,阴极采用镀镍黄铜片,5V阳极电解时间5分钟。结果发现:金锭的总量从137.03g减少到136.95g,溶解0.08g;汗液从原先的无色变为淡黄绿色:有金离子产生,这是金锭阳极溶解所致;镀镍阴极片上有暗红色的粗糙镀金层形成:这是由阳极溶解的金离子在阴极上电沉积所致。XRF测试显示,所镀金层厚度在3~5u”;对5分钟电解后的汗液以原子吸收光谱(AA)分析金离子浓度为140ppm;以上实验证实,金本身不耐汗液阳极电解腐蚀。镀金工艺优化和厚度进一步提升并不是解决阳极电解腐蚀的方向,因为随电解时间延长,金层的不断溶解,然后很快底镍甚至铜底才也会被溶解而影响连接器的应用和功能!
因此,大多数通过引入以下电镀规格以及这一规格的不同镀层组合来改善Micro-USB/TypeC连接器的抗汗液阳极电解腐蚀能力:Ni50~150u”、30~40u”非晶态NiW-镍钨合金、镀Au-金30~40u”、镀纯Pd-钯30~40u”、RhRu-铑钌合金30~80u”;这一新开发的电镀系统及规格,可以使电镀连接器端子的阳极电解时间达到20-40cycles。不过这一电镀规格存在以下主要缺点:
(1)电镀工艺非常复杂,需要设计专门的连续镀生产线来完成,这样投资成本很高(一机双线的连续电镀线需要约RMB3百万),因此工业化困难,普适性差;
(2)Pd和RhRu电镀工艺目前只能使用低速浸镀,无法进行功能区的选择性电镀如点镀和刷镀,因此贵金属用量大,与镀金相比电镀成本昂贵;
(3)Pd和RhRu镀液稳定性差,镀液使用寿命短(约5个周期-5MTO),使得电镀成本大大增加!
(4)NiW合金采用美国Xtalic的专利双脉冲电镀镀液及技术,也使得电镀成本大幅度提高!
(5)这一复杂规格的电镀成本约为传统30u”金的20倍,目前只能局限于高端手机及其它重要设备的充电口连接器应用。
上述三种主要镀层NiW,Pd&RhRu每种都是高内应力镀层(>30k PSI),并且随镀液的使用和老化,各镀层的内应力也会显著增加。当三种镀层叠加时内应力太大,很容易产生微裂纹。因此控制镀层微裂纹是电镀工艺的一个巨大挑战。即使电镀可以获得无微裂纹的合格镀层,但在连接器使用过程中,因应力释放而产生微裂纹的潜在风险也存在。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述现有技术的缺点,提供一种耐受阳极电解腐蚀的电连接器端子及该电连接器端子的电镀方法,该耐受阳极电解腐蚀的电连接器端子及该电连接器端子的电镀方法关键在于能够获得没有孔隙的镀层,且采用全新的电镀层材料和厚度,显著改善镀层的阳极电解腐蚀耐受能力;消除目前NiW,Pd和RhRu三种高应力镀层叠加使用而带来的高微裂纹风险;简单及普适性高的易于工业化生产的新电镀规格和技术,能大幅度降低电镀成本,以便终端客户能普遍接受而能广泛用于有需求的产品及设备。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种耐受阳极电解腐蚀的电连接器端子,包括电连接器端子本体、于电连接器端子的冲压接触功能区表面电镀有电镀层,电镀层由闪镀铜、底层、闪镀层、中间层和表层组成并各层均为无空隙的镀层,闪镀铜厚度20-100u”、底层为50-300u”的镍镀层,闪镀层为0.1-0.4u”的银或金,中间层为50-200u”的银镀层或银合金镀层、表层为15u”-80u”的铑镀层或铑合金镀层;电连接器端子的冲压接触功能区表面为没有凹坑、划伤、模具印、表面粗糙、橘皮/裂纹和其他表面损伤的光滑面,电连接器端子的冲压接触功能区的表面粗糙度为Ra≤0.3um。
该电连接器端子的冲压接触功能区表面的光洁度必须很好,如存在冲压缺陷,在电镀中不能被很好覆盖,就会影响阳极电解腐蚀的耐受能力。
进一步的,所述的银合金镀层为银钯合金或银锡合金镀层,铑合金镀层为铑钌合金镀层或铑铂合金镀层或铑钯合金镀层;银合金镀层中的银含量≥80%wt,铑合金镀层中的铑含量≥50%wt。
电镀层的中间层采用银镀层或银合金镀层,能达到以下目的:(1)镀镍后只使用一层中间镀层,大幅度简化电镀工艺技术的复杂性,可以不用投资专线而在现有电镀线基础上稍加改动即可实现。从而使得该工艺技术具有广泛工业化的普适性。(2)中间层银的价格只有金和钯的1/100,电镀成本大幅度降低,整体电镀层的成本只有传统30u”Au的3~5倍,而较之现有的NiW/Au/Pd/RhRu规格的20倍价格比,性价比极为优异。(3)因为银的价格便宜,所以银或银合金中间层可以镀得很厚,而达到完全没有孔隙,这样就可以降低表层铑或铑合金的厚度为15~20u”,从而获得没有孔隙的铑合金镀层,最终达到增强阳极电解腐蚀耐受性能的目的。(4)银或银合金镀层内应力很低,电镀铑或铑合金后,没有微裂纹风险。(5)银或银合金电镀速度很快,可以使用>=20ASD高速电镀;也可以实现点镀,刷镀等选择性电镀技术,这样既达到提升电镀速度的目的,也节省贵金属用量而降低电镀成本。(6)采用银合金作为中间层,因其硬度可以达到250Hv,与镍接近,具有很好的耐磨性。
电镀层的表层采用铑镀层或铑合金镀层,能达到以下目的:(1)铂族金属(PGMs)与金及其它贵金属镀层相比,均有较好的耐阳极电解腐蚀性能;铂族金属的接触电阻很小,作为电连接器使用时的电性能很好;銠及铑合金作为铂族金属的代表,具有优良的耐阳极电解腐蚀性。(2)采用铑或铑合金作为电镀层的最表层,镀层厚度规格依阳极电解腐蚀性能要求而变化,厚度可以从15u”到80u”,厚度越厚,阳极电解腐蚀性能越好。(3)可以采用銠钌,銠钯或銠铂合金等以降低电镀成本。
另外,本发明还涉及一种电连接器端子的电镀方法,包括如下步骤:电连接器端子冲压-电镀前处理-电镀镍底层-电镀中间层-电镀表层;各步骤如下:
(1)电连接器端子冲压:对初切、初倒角、精切和最终倒圆角过程中直接用于冲压电连接器端子接触功能区的关键部件进行Ra0.1um的镜面抛光;这样能保证获得一个良好的冲压表面光洁度;
(2)电镀前处理:冲压后的电连接器端子在专用卷对卷连续电镀生产线的前处理除油工站对电连接器端子冲压表面进行除油处理,以便彻底去除电连接器端子冲压表面的冲压油残留;然后多级水洗,清洗电连接器端子冲压表面残留的除油溶液,再以风刀吹干电连接器端子;最后在专用卷对卷连续电镀生产线的电解抛光工站进行电解抛光处理,以便去除冲压毛刺并获得平整的底材表面,对降低所有镀层的孔隙率有很大帮助;
(3)电镀镍底层:电连接器端子电解抛光后依次进行多级水洗、酸活化、多级水洗,以清除残留电镀抛光液和冲压表面形成的有机薄膜层;然后电连接器端子进入专用卷对卷连续电镀生产线的闪镀工站进行闪镀形成20-100u”闪镀铜以便进一步改善电连接器端子冲压表面状况;闪镀铜后对电连接器端子进行多级水洗,进入专用卷对卷连续电镀生产线的镀镍工站进行镀镍底层处理;闪镀铜能进一步改善电连接器端子冲压表面状况,并最小化后续镀镍层和其他镀层的孔隙率;
(4)电镀中间层:镀镍后经多级水洗,进入专用卷对卷连续电镀生产线的预镀银或预镀金工站进行预镀闪镀层;预镀闪镀层的电连接器端子进行多级水洗,进入专用卷对卷连续电镀生产线的镀银或镀银合金工站进行电镀中间层处理;
(5)电镀表层:镀中间层后经多级水洗,进入专用卷对卷连续电镀生产线的镀铑或镀铑合金工站进行电镀表层处理,完成电镀。
进一步的,所述的步骤(1)的镜面抛光首先采用放电加工机的电极对加工部位进行放电旋转加工,放电加工后以手工抛光将加工部位抛光至Ra=0.1um的表面光洁度,最后采用高精度表面光洁度测试仪进行测试;手工抛光于超声波场中采用硬木条和金刚石抛光膏进行,开始时以1200目/12~22um的金刚石抛光膏进行,结束时以8000目/2~4um的金刚石抛光膏进行。
进一步的,所述步骤(2)的除油处理采用除油粉在阴极电流条件下进行除油,除油的条件为:除油粉浓度50-120g/L,温度50-60℃,阴极电流密度5-10ASD,时间5-30Sec;电解抛光处理采用磷酸体系电解抛光药水进行,或者采用铬酸体系。电解抛光药水含有铬酸(Cr2O3),85%浓磷酸,尿素和甘油等缓蚀剂和添加剂,以及适量纯水。,电解抛光条件:温度20-60℃,阳极电流密度5-50ASD,阳极电极3-7V,阴极采用316L不锈钢板或铜板,抛光时间5-30Sec。
进一步的,所述步骤(3)中的酸活化采用酸活化溶液,酸活化溶液为10-20v/v的硫酸或由硫酸氢钠和氟化氢铵组成的50-200g/L固型酸,常温酸活化时间5-15Sec;闪镀铜的镀铜液采用硫酸铜酸性镀铜液,镀铜液包括含量为200~250g/L的五水硫酸铜、30~40ml/L的硫酸、50~80ppm的氯离子、0.01~2%的光亮剂和载体光亮剂;光亮剂和载体光亮剂使用非染料体系,或者使用染料体系,比如含巯基的杂环化合物或硫脲衍生物(R-SH),聚二硫化合物(R1-SS-R2),聚醚化合物(-CH2-CH2O-)n,或者以上3类化合物的配合使用;或者镀铜液采用碱性氰化铜液处理,镀铜液包括以氰化亚铜加入30~70g/L的Cu、以氰化钾加入10~30g/L的游离氰化钾、30~50g/L的酒石酸钾钠。,闪镀的条件为:温度为30-55℃,阴极电流密度5-30ASD,电镀时间10-60Sec,磷铜阳极;镀镍采用氨基磺酸镍体系镀液或硫酸镍体系镀液,采用氨基磺酸镍体系镀液可以是雾镍方式或半光泽镍方式,氨基磺酸镍体系镀液包括80-140g/L的氨基磺酸镍、0-15g/L的氯化镍、35-45g/L的硼酸,采用氨基磺酸镍体系镀液的镀镍条件为:PH值3-4.5,镀镍温度55-65℃,阴极电流密度5-20ASD,电镀时间1-2min,镀层厚度50-300u”。
进一步的,所述步骤(4)中的预镀银镀液包括1-4g/L的氰化银钾、20g/L的氰化钾、20g/L的碳酸钾,预镀银条件为:PH值13,常温电镀、阴极电流密度1-5ASD,电镀时间3-10Sec;预镀金镀液包括1-2g/L的金化氰钾、0.1-0.2g/L的硫酸钴、100g/L的柠檬酸、120g/L的柠檬酸钾,预镀金条件为:PH值3.5-4.5,电镀温度55-65℃、阴极电流密度1-5ASD,电镀时间3-10Sec;电镀中间层采用氰化物体系镀液或非氰化物体系镀液,氰化物体系镀液采用的是低氰高速镀银工艺,氰化物镀银体系,镀液包括以氰化银钾加入40-70g/L的银、0-7.5g/L的氰化钾、50-70g/L的碳酸钾,10~40g/L的酒石酸钾钠等导电盐、0.01~3.0g/L的光亮剂,比如二硫化碳及其衍生物,无机含硫化合物(如硫代硫酸盐),有机硫化物(如硫醇类),金属化合物(如锑,硒,碲等)等;电镀中间层的条件为:电镀温度35-55℃,PH值8.5-9.5,阳极对阴极比2:1-5:1,比重14,阴极电流密度5-60ASD,电镀时间10-30Sec,镀层厚度50-200u”。
进一步的,所述步骤(5)中的电镀表层为铑钌合金镀液,铑钌合金镀液包括8-12g/L的铑、0.1-5g/L的钌、20-150g/L的硫酸,电镀表层的条件为:电镀温度40-50℃,阴极电流密度5-20ASD,电镀时间20-60Sec。
进一步的,各步骤中的专用卷对卷连续电镀生产线采用电镀子槽和电镀母槽分离形式结构,电镀液以泵浦高速输入电镀子槽,再从电镀子槽快速回流到电镀母槽,连续循环搅拌;每个电镀子槽的电镀液输入泵浦功率>=1HP,每小时流量>=12000L/Hr;各步骤中的电镀工序均在电镀子槽内进行,电镀子槽采用高速电镀喷头进行喷射,以泵浦将电镀液高速输入电镀子槽内的高速电镀喷头,然后高速电镀喷头挤压喷射到电连接器端子所需电镀的端面上。通过专用卷对卷连续电镀生产线的设置,确保各电镀液有良好的搅拌和循环,以降低各镀层的孔隙率。
进一步的,各步骤中的电镀液中含有的重金属杂质含量分别为:镀铜液—0ppmNi、100ppmFe、0ppmCu、100ppmZn、10ppmPb、20ppmCr,镀镍液—0ppmNi、50ppmFe、40ppmCu、30ppmZn、10ppmPb、20ppmCr,镀银或银合金液—1000ppmNi、50ppmFe、50ppmCu、30ppmZn、10ppmPb、20ppmCr,镀铑或铑合金液—300ppmNi、50ppmFe、50ppmCu、30ppmZn、10ppmPb、20ppmCr;各电镀液中的重金属杂质每月以AA或ICP分析1~2次,以确保浓度在控制范围内;当重金属杂质浓度超出含量值时,对镀铜、镀镍、镀银或银合金的镀液采用0.05~0.2ASD小电流阴极弱电解除去,对銠或铑合金的镀液进行更换;电镀液采用高效碳纤维活性碳滤芯定期过滤,处理频率2~4周一次;当老化的电镀液的TOC超过新镀液的5倍,更换电镀液。所有电镀液的重金属杂质和有机物杂质均控制在最低水平,这样有利于降低各镀层的孔隙率。
综上所述,本发明的耐受阳极电解腐蚀的电连接器端子及该电连接器端子的电镀方法关键在于能够获得没有孔隙的镀层,且采用全新的电镀层材料和厚度,显著改善镀层的阳极电解腐蚀耐受能力;消除目前NiW,Pd和RhRu三种高应力镀层叠加使用而带来的高微裂纹风险;简单及普适性高的易于工业化生产的新电镀规格和技术,能大幅度降低电镀成本,以便终端客户能普遍接受而能广泛用于有需求的产品及设备。
附图说明
图1是电连接器端子在放电加工过程中的电极旋转方向的示意简图;
图2是电连接器端子在镜面抛光前的放大图;
图3是电连接器端子在镜面抛光后的放大图;
图4是电镀成品放大1000X的SEM表面形貌图;
图5是电镀成品FIB截面切片放大8000X的SEM表面形貌图;
图6是电镀成品FIB截面切片放大15000X的SEM表面形貌图;
图7是电镀成品FIB截面切片放大25000X的SEM表面形貌图。
具体实施方式
实施例1
本实施例所描述的一种耐受阳极电解腐蚀的电连接器端子,包括电连接器端子本体、于电连接器端子的冲压接触功能区表面电镀有电镀层,电镀层由闪镀铜、底层、闪镀层、中间层和表层组成并各层均为无空隙的镀层,闪镀铜厚度20-100u”、底层为50-300u”的镍镀层,闪镀层为0.1-0.4u”的银或金,中间层为50-200u”的银镀层或银合金镀层、表层为15u”-80u”的铑镀层或铑合金镀层;电连接器端子的冲压接触功能区表面为没有凹坑、划伤、模具印、表面粗糙、橘皮/裂纹和其他表面损伤的光滑面,电连接器端子的冲压接触功能区的表面粗糙度为Ra≤0.3um。
该电连接器端子的冲压接触功能区表面的光洁度必须很好,如存在冲压缺陷,在电镀中不能被很好覆盖,就会影响阳极电解腐蚀的耐受能力。
在本实施例中,所述的银合金镀层为银钯合金或银锡合金镀层,铑合金镀层为铑钌合金镀层或铑铂合金镀层或铑钯合金镀层;银合金镀层中的银含量≥80%wt,铑合金镀层中的铑含量≥50%wt。铑合金镀层中的铑含量取决于表层电镀时电镀液中铑与其他合金的浓度比,铑含量≥50%wt,铑合金镀层的阳极电解腐蚀耐受能力显著增强。
电镀层的中间层采用银镀层或银合金镀层,能达到以下目的:(1)镀镍后只使用一层中间镀层,大幅度简化电镀工艺技术的复杂性,可以不用投资专线而在现有电镀线基础上稍加改动即可实现。从而使得该工艺技术具有广泛工业化的普适性。(2)中间层银的价格只有金和钯的1/100,电镀成本大幅度降低,整体电镀层的成本只有传统30u”Au的3~5倍,而较之现有的NiW/Au/Pd/RhRu规格的20倍价格比,性价比极为优异。(3)因为银的价格便宜,所以银或银合金中间层可以镀得很厚,而达到完全没有孔隙,这样就可以降低表层铑或铑合金的厚度为15~20u”,从而获得没有孔隙的铑合金镀层,最终达到增强阳极电解腐蚀耐受性能的目的。(4)银或银合金镀层内应力很低,电镀铑或铑合金后,没有微裂纹风险。(5)银或银合金电镀速度很快,可以使用>=20ASD高速电镀;也可以实现点镀,刷镀等选择性电镀技术,这样既达到提升电镀速度的目的,也节省贵金属用量而降低电镀成本。(6)采用银合金作为中间层,因其硬度可以达到250Hv,与镍接近,具有很好的耐磨性。
电镀层的表层采用铑镀层或铑合金镀层,能达到以下目的:(1)铂族金属(PGMs)与金及其它贵金属镀层相比,均有较好的耐阳极电解腐蚀性能;铂族金属的接触电阻很小,作为电连接器使用时的电性能很好;銠及铑合金作为铂族金属的代表,具有优良的耐阳极电解腐蚀性。(2)采用铑或铑合金作为电镀层的最表层,镀层厚度规格依阳极电解腐蚀性能要求而变化,厚度可以从15u”到80u”,厚度越厚,阳极电解腐蚀性能越好。(3)可以采用銠钌,銠钯或銠铂合金等以降低电镀成本。
另外,本实施例还涉及一种电连接器端子的电镀方法,包括如下步骤:电连接器端子冲压-电镀前处理-电镀镍底层-电镀中间层-电镀表层;各步骤如下:
(1)电连接器端子冲压:对初切、初倒角、精切和最终倒圆角过程中直接用于冲压电连接器端子接触功能区的关键部件进行Ra0.1um的镜面抛光;这样能保证获得一个良好的冲压表面光洁度;
(2)电镀前处理:冲压后的电连接器端子在专用卷对卷连续电镀生产线的前处理除油工站对电连接器端子冲压表面进行除油处理,以便彻底去除电连接器端子冲压表面的冲压油残留;然后多级水洗,清洗电连接器端子冲压表面残留的除油溶液,再以风刀吹干电连接器端子;最后在专用卷对卷连续电镀生产线的电解抛光工站进行电解抛光处理,以便去除冲压毛刺并获得平整的底材表面,对降低所有镀层的孔隙率有很大帮助;
(3)电镀镍底层:电连接器端子电解抛光后依次进行多级水洗、酸活化、多级水洗,以清除残留电镀抛光液和冲压表面形成的有机薄膜层;然后电连接器端子进入专用卷对卷连续电镀生产线的闪镀工站进行闪镀形成20-100u”闪镀铜以便进一步改善电连接器端子冲压表面状况;闪镀铜后对电连接器端子进行多级水洗,进入专用卷对卷连续电镀生产线的镀镍工站进行镀镍底层处理;闪镀铜能进一步改善电连接器端子冲压表面状况,并最小化后续镀镍层和其他镀层的孔隙率;
(4)电镀中间层:镀镍后经多级水洗,进入专用卷对卷连续电镀生产线的预镀银或预镀金工站进行预镀闪镀层;预镀闪镀层的电连接器端子进行多级水洗,进入专用卷对卷连续电镀生产线的镀银或镀银合金工站进行电镀中间层处理;
(5)电镀表层:镀中间层后经多级水洗,进入专用卷对卷连续电镀生产线的镀铑或镀铑合金工站进行电镀表层处理,完成电镀。
在本实施例中,所述的步骤(1)的镜面抛光首先采用放电加工机的电极对加工部位进行放电旋转加工,如图1所示。放电加工后以手工抛光将加工部位抛光至Ra=0.1um的表面光洁度,如图2和图3的对比所示。最后采用高精度表面光洁度测试仪进行测试;手工抛光于超声波场中采用硬木条和金刚石抛光膏进行,开始时以1200目/12~22um的金刚石抛光膏进行,结束时以8000目/2~4um的金刚石抛光膏进行。放电加工机采用EDM machine,放电加工一个加工部件需要几个表面光洁度好的电极,保证放电加工过程中加工部件的加工部位形状不会产生变形;加工部件抛光完成后,采用高精度(测试精度<0.1um)表面光洁度测试仪对其表面光洁度进行测试,符合所要求的表面光洁度的加工部件进入下一工序,不符合的加工部件继续抛光至符合要求为止。
在本实施例中,所述步骤(2)的除油处理采用除油粉在阴极电流条件下进行除油,除油的条件为:除油粉浓度50-120g/L,温度50-60℃,阴极电流密度5-10ASD,时间5-30Sec;电解抛光处理采用磷酸体系电解抛光药水进行,或者采用铬酸体系。电解抛光药水含有铬酸(Cr2O3),85%浓磷酸,尿素和甘油等缓蚀剂和添加剂,以及适量纯水。,电解抛光条件:温度20-60℃,阳极电流密度5-50ASD,阳极电极3-7V,阴极采用316L不锈钢板或铜板,抛光时间5-30Sec。上述的除油粉也可以采用美国Technic公司的TECHNIC EC 100、德国Atotech公司的Uniclean284,Uniclean251等的商用除油粉。除油粉使用阴极除油粉,效率更高。上述的抛光剂3212浓缩液采用美国Technic公司的TechniPolish 3212(TC)电解抛光药水,电解抛光还可以采用德国Atotech公司的ElectroGlow电解抛光药水及工艺等来实现。由于电解抛光的抛光速度和效果主要取决于:镀液温度、阳极电流密度或阳极电压、抛光时间,由于连续电镀的产速较快,抛光时间很短,所以使用较高镀液温度,对铜及铜合金底材,电流密度不低于10ASD或电压不低于3V;对铁、镍、铁镍合金和不锈钢底材,流密度不低于20ASD或电压不低于5V,可以获得满意的去毛刺和抛光效果。
在本实施例中,所述步骤(3)中的酸活化采用酸活化溶液,酸活化溶液为10-20v/v的硫酸或由硫酸氢钠和氟化氢铵组成的50-200g/L固型酸,常温酸活化时间5-15Sec;闪镀铜的镀铜液采用硫酸铜酸性镀铜液,镀铜液包括含量为200~250g/L的五水硫酸铜、30~40ml/L的硫酸、50~80ppm的氯离子、0.01~2%的光亮剂和载体光亮剂;光亮剂和载体光亮剂使用非染料体系,或者使用染料体系,比如含巯基的杂环化合物或硫脲衍生物(R-SH),聚二硫化合物(R1-SS-R2),聚醚化合物(-CH2-CH2O-)n,或者以上3类化合物的配合使用;或者镀铜液采用碱性氰化铜液处理,镀铜液包括以氰化亚铜加入30~70g/L的Cu、以氰化钾加入10~30g/L的游离氰化钾、30~50g/L的酒石酸钾钠。或者上述的固型酸可以采用Atotech公司的AS30,或者MacDermid-Enthone公司的UD345等;闪镀的条件为:温度为30-55℃,阴极电流密度5-30ASD,电镀时间10-60Sec,磷铜阳极;镀镍采用氨基磺酸镍体系镀液或硫酸镍体系镀液,采用氨基磺酸镍体系镀液可以是雾镍方式或半光泽镍方式,氨基磺酸镍体系镀液包括80-140g/L的氨基磺酸镍、0-15g/L的氯化镍、35-45g/L的硼酸,采用氨基磺酸镍体系镀液的镀镍条件为:PH值3-4.5,镀镍温度55-65℃,阴极电流密度5-20ASD,电镀时间1-2min,镀层厚度50-300u”。上述的闪镀铜的镀铜液可以是Technic公司的酸铜-PC 75,或Atotech公司的CUPRACID HSR等;采用碱性氰化铜液时,可选用Atotech的COPPERLUME II光亮碱性氰化铜镀铜液等。由于镍有很好的耐蚀性和耐磨性,被广泛用于电连接器端子电镀的底层,采用氨基磺酸镍体系镀液形成的氨镍镀层具有较低的内应力和很好的延展性,特别适合做电连接器端子底层的镀层。所形成的镀镍层为致密完全没有孔隙的镀层,有利于降低或消除后续贵金属镀层的孔隙率。
在本实施例中,所述步骤(4)中的预镀银镀液包括1-4g/L的氰化银钾、20g/L的氰化钾、20g/L的碳酸钾,预镀银条件为:PH值13,常温电镀、阴极电流密度1-5ASD,电镀时间3-10Sec;预镀金镀液包括1-2g/L的金化氰钾、0.1-0.2g/L的硫酸钴、100g/L的柠檬酸、120g/L的柠檬酸钾,预镀金条件为:PH值3.5-4.5,电镀温度55-65℃、阴极电流密度1-5ASD,电镀时间3-10Sec;电镀中间层采用氰化物体系镀液或非氰化物体系镀液,氰化物体系镀液采用的是低氰高速镀银工艺,氰化物镀银体系,镀液包括以氰化银钾加入40-70g/L的银、0-7.5g/L的氰化钾、50-70g/L的碳酸钾,10~40g/L的酒石酸钾钠等导电盐、0.01~3.0g/L的光亮剂,比如二硫化碳及其衍生物,无机含硫化合物(如硫代硫酸盐),有机硫化物(如硫醇类),金属化合物(如锑,硒,碲等)等;,电镀中间层的条件为:电镀温度35-55℃,PH值8.5-9.5,阳极对阴极比2:1-5:1,比重14,阴极电流密度5-60ASD,电镀时间10-30Sec,镀层厚度50-200u”。预镀银或预镀金能保证中间层银或银合金在镍底层上有很好的结合力。电镀中间层采用银或银合金镀层,比如银钯合金等,电镀中间层本身具有很好的耐蚀性能,与表层的铑或铑合金镀层组配,可以降低銠镀层厚度的情况下,也提供非常优异的阳极电解腐蚀耐受性能。上述电镀中间层的氰化物镀银工艺,也可以采用Technic的TECHNI Silver HCD,或Atotech的Silvertech MS LED,或Dow’s/Dupont的Silverjet 220SE,或Metalor的K-930等;采用非氰银合金体系镀液,可以为德国U”micore公司的高速银钯合金-ARGU”NA-ALLOY1等。所形成的银或银合金中间镀层为致密完全没有孔隙,有利于消除表层贵金属镀层的孔隙率。
在本实施例中,所述步骤(5)中的电镀表层为铑钌合金镀液,铑钌合金镀液包括8-12g/L的铑、0.1-5g/L的钌、20-150g/L的硫酸,电镀表层的条件为:电镀温度40-50℃,阴极电流密度5-20ASD,电镀时间20-60Sec。表层的电镀层最为重要,在阳极电解腐蚀过程中,它在阳极电流/电压的作用下,直接接触腐蚀电解液,需要很好的耐蚀性才能不会被溶解而保持连接器的接触和导通功能。如果表层耐阳极电解腐蚀能力差,会很快被溶解,从而导致中间层腐蚀溶解,进而导致底层和基材溶解,使得电连接器开路而最终导致应用功能失效。采用本实施例的电镀表层制作的连接器端子和成品具有极优的阳极电解腐蚀耐受能力,不同厚度的銠及铑合金镀层的阳极电解腐蚀时间测试结果如下:
铑和铑合金厚度对阳极电解腐蚀性能的影响
Figure BDA0002606312410000181
上述测试结果表明,铑及铑合金镀层为无空隙镀层,作为电连接器电子表层镀层,耐阳极电解腐蚀性能优异,很好地保护中间镀层和底镍镀层,从而提升连接器整体耐蚀性能。
在本实施例中,各步骤中的专用卷对卷连续电镀生产线采用电镀子槽和电镀母槽分离形式结构,电镀液以泵浦高速输入电镀子槽,再从电镀子槽快速回流到电镀母槽,连续循环搅拌;每个电镀子槽的电镀液输入泵浦功率>=1HP,每小时流量>=12000L/Hr,这样保证电镀液高速循环和交换,对降低各镀层的孔隙率有重要帮助;各步骤中的电镀工序均在电镀子槽内进行,电镀子槽采用高速电镀喷头进行喷射,以泵浦将电镀液高速输入电镀子槽内的高速电镀喷头,然后高速电镀喷头挤压喷射到电连接器端子所需电镀的端面上,以获得最佳搅拌和冲击的效果,从而有利于各镀层孔隙率降低。通过专用卷对卷连续电镀生产线的设置,确保各电镀液有良好的搅拌和循环,以降低各镀层的孔隙率。
随着各电镀液使用的老化,无机重金属等杂质浓度会逐渐升高;当这些杂质浓度超过一定数值后,会显著影响镀层的质量,特别是孔隙率;因此,需要对各电镀液的主要重金属杂质进行控制。在本实施例中,各步骤中的电镀液中含有的重金属杂质含量分别为:镀铜液—0ppmNi、100ppmFe、0ppmCu、100ppmZn、10ppmPb、20ppmCr,镀镍液—0ppmNi、50ppmFe、40ppmCu、30ppmZn、10ppmPb、20ppmCr,镀银或银合金液—1000ppmNi、50ppmFe、50ppmCu、30ppmZn、10ppmPb、20ppmCr,镀铑或铑合金液—300ppmNi、50ppmFe、50ppmCu、30ppmZn、10ppmPb、20ppmCr;各电镀液中的重金属杂质每月以AA或ICP分析1~2次,以确保浓度在控制范围内;当重金属杂质浓度超出含量值时,对镀铜、镀镍、镀银或银合金的镀液采用0.05~0.2ASD小电流阴极弱电解(Dummy treatment)除去;对于铑或铑合金电镀液,因为铑的价格昂贵,如果以弱电解方式去除杂质,这样铑会大量析出而损失。当铑或铑合金电镀液的杂质超过上限时对铑或铑合金的镀液进行更换;为了减少电镀液中有机物的积累,电镀液采用高效碳纤维活性碳滤芯定期过滤,处理频率2~4周一次。随着电镀液的老化,有机分解产物会逐渐积累升高,进而影响镀层内应力和孔隙率,对电镀液中有机物总量采用TOC(Totalorganic content)测试仪进行分析;不同电镀液的原始新开缸镀液,因有机添加剂体系各不相同,TOC数值相差很大。当老化的电镀液的TOC超过新镀液的5倍,更换电镀液。所有电镀液的重金属杂质和有机物杂质均控制在最低水平,这样有利于降低各镀层的孔隙率。
对于电镀层各镀层的孔隙率的测试以最终电镀成品一次性测试完成来判断,要确保0孔隙,才能达到阳极电解腐蚀性能的要求(>=8min.);孔隙率测试方法,可以采用EIA-364-60A电子行业国际标准:如SO2蒸汽法孔隙率测试方式,或硝酸蒸汽法孔隙率测试方式。
本实施例的电连接器端子的电镀层采用如下规格进行腐蚀测试:Ni:150u”、AgPd合金:100u”、铑或铑合金:22~24u”,在以下人工汗液中进行阳极电解测试:NaCl:50g/L;pH:6.5~7.0(中性汗液);pH4~4.5(酸性汗液);阳极电压:5V或9V,温度:常温20~25℃。得到如下结果:(1)中性汗液条件下,5V阳极电压、测试时间15min,无腐蚀。
(2)酸性汗液:9V阳极电压、测试时间30min,无腐蚀。因此,本实施例的电连接器端子的电镀层具有非常优异的耐受阳极电解腐蚀性能。
本实施例的电连接器端子采用50~300u”Ni底层、50~200u”银或银合金中间层、15~80u”铑或铑合金表层组成的电镀层与传统常规的50~200u”Ni+30u”金(Au”)、50~200u”Ni+50u”金(Ni)、50~200u”Ni+30u”钯镍合金(PdNi)、50~200u”Ni+50u”钯镍合金(PdNi)组成的电镀层进行性能比较,比较如下表:
Figure BDA0002606312410000211
条件:阳极5V,5%NaCl中性人工汗液,常温,阴阳极间距10cm。从上述比较中可知,本实施例的电镀层比传统常规的的抗阳极电解腐蚀性能更为优异。
对不同镀层的微观形貌进行FIB(Focus Ion Beam-聚离子光速)切片和SEM观察分析,得出如下结果:各镀层的结晶细致致密;放大1000~25000X观察:如图4中电镀成品放大1000X的SEM表面形貌,镀层无孔隙等缺陷;如图5中电镀成品FIB截面切片放大8000X,镀层致密无孔隙等缺陷;如图6中电镀成品FIB截面切片放大15000X,镀层致密无孔隙等缺陷;如图7中电镀成品FIB截面切片放大25000X,镀层致密无孔隙等缺陷;放大各镀层为无孔隙及无其它电镀缺陷,因为可以获得完全无孔隙的镀层,所以阳极电解腐蚀性能优异。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明的技术方案作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种耐受阳极电解腐蚀的电连接器端子,其特征在于,包括电连接器端子本体、于电连接器端子的冲压接触功能区表面电镀有电镀层,电镀层由闪镀铜、底层、闪镀层、中间层和表层组成并各层均为无空隙的镀层,闪镀铜厚度20-100u”、底层为50-300u”的镍镀层,闪镀层为0.1-0.4u”的银或金,中间层为50-200u”的银镀层或银合金镀层、表层为15u”-80u”的铑镀层或铑合金镀层;电连接器端子的冲压接触功能区表面为没有凹坑、划伤、模具印、表面粗糙、橘皮/裂纹和其他表面损伤的光滑面,电连接器端子的冲压接触功能区的表面粗糙度为Ra≤0.3um。
2.根据权利要求1所述的一种耐受阳极电解腐蚀的电连接器端子,其特征在于,所述的银合金镀层为银钯合金镀层或银锡合金镀层,铑合金镀层为铑钌合金镀层或铑铂合金镀层或铑钯合金镀层;银合金镀层中的银含量≥80%wt,铑合金镀层中的铑含量≥50%wt。
3.根据权利要求1的耐受阳极电解腐蚀的电连接器端子所述的一种电连接器端子的电镀方法,其特征在于,包括如下步骤:电连接器端子冲压-电镀前处理-电镀镍底层-电镀中间层-电镀表层;各步骤如下:
(1)电连接器端子冲压:对初切、初倒角、精切和最终倒圆角过程中直接用于冲压电连接器端子接触功能区的关键部件进行Ra0.1um的镜面抛光;
(2)电镀前处理:冲压后的电连接器端子在专用卷对卷连续电镀生产线的前处理除油工站对电连接器端子冲压表面进行除油处理,以便彻底去除电连接器端子冲压表面的冲压油残留;然后多级水洗,清洗电连接器端子冲压表面残留的除油溶液,再以风刀吹干电连接器端子;最后在专用卷对卷连续电镀生产线的电解抛光工站进行电解抛光处理,以便去除冲压毛刺并获得平整的底材表面;
(3)电镀镍底层:电连接器端子电解抛光后依次进行多级水洗、酸活化、多级水洗,以清除残留电镀抛光液和冲压表面形成的有机薄膜层;然后电连接器端子进入专用卷对卷连续电镀生产线的闪镀工站进行闪镀形成20-100u”闪镀铜以便进一步改善电连接器端子冲压表面状况;闪镀铜后对电连接器端子进行多级水洗,进入专用卷对卷连续电镀生产线的镀镍工站进行镀镍底层处理;
(4)电镀中间层:镀镍后经多级水洗,进入专用卷对卷连续电镀生产线的预镀银或预镀金工站进行预镀闪镀层;预镀闪镀层的电连接器端子进行多级水洗,进入专用卷对卷连续电镀生产线的镀银或镀银合金工站进行电镀中间层处理;
(5)电镀表层:镀中间层后经多级水洗,进入专用卷对卷连续电镀生产线的镀铑或镀铑合金工站进行电镀表层处理,完成电镀。
4.根据权利要求3所述的一种电连接器端子的电镀方法,其特征在于,所述的步骤(1)的镜面抛光首先采用放电加工机的电极对加工部位进行放电旋转加工,放电加工后以手工抛光将加工部位抛光至Ra=0.1um的表面光洁度,最后采用高精度表面光洁度测试仪进行测试;手工抛光于超声波场中采用硬木条和金刚石抛光膏进行,开始时以1200目/12~22um的金刚石抛光膏进行,结束时以8000目/2~4um的金刚石抛光膏进行。
5.根据权利要求3所述的一种电连接器端子的电镀方法,其特征在于,所述步骤(2)的除油处理采用除油粉在阴极电流条件下进行除油,除油的条件为:除油粉浓度50-120g/L,温度50-60℃,阴极电流密度5-10ASD,时间5-30Sec;电解抛光处理采用磷酸体系电解抛光药水进行,或者采用铬酸体系,电解抛光药水含有铬酸(Cr2O3),85%浓磷酸,尿素和甘油,以及纯水;电解抛光条件:温度20-60℃,阳极电流密度5-50ASD,阳极电极3-7V,阴极采用316L不锈钢板或铜板,抛光时间5-30Sec。
6.根据权利要求3所述的一种电连接器端子的电镀方法,其特征在于,所述步骤(3)中的酸活化采用酸活化溶液,酸活化溶液为10-20v/v的硫酸或由硫酸氢钠和氟化氢铵组成的50-200g/L固型酸,常温酸活化时间5-15Sec;闪镀铜的镀铜液采用硫酸铜酸性镀铜液,镀铜液包括含量为200~250g/L的五水硫酸铜、30~40ml/L的硫酸、50~80ppm的氯离子、0.01~2%的光亮剂和载体光亮剂;光亮剂和载体光亮剂使用非染料体系,或者使用染料体系;或者镀铜液采用碱性氰化铜液处理,镀铜液包括以氰化亚铜加入30~70g/L的Cu、以氰化钾加入10~30g/L的游离氰化钾、30~50g/L的酒石酸钾钠;闪镀的条件为:温度为30-55℃,阴极电流密度5-30ASD,电镀时间10-60Sec,磷铜阳极;镀镍采用氨基磺酸镍体系镀液或硫酸镍体系镀液,采用氨基磺酸镍体系镀液可以是雾镍方式或半光泽镍方式,氨基磺酸镍体系镀液包括80-140g/L的氨基磺酸镍、0-15g/L的氯化镍、35-45g/L的硼酸,采用氨基磺酸镍体系镀液的镀镍条件为:PH值3-4.5,镀镍温度55-65℃,阴极电流密度5-20ASD,电镀时间1-2min,镀层厚度50-300u”。
7.根据权利要求3所述的一种电连接器端子的电镀方法,其特征在于,所述步骤(4)中的预镀银镀液包括1-4g/L的氰化银钾、20g/L的氰化钾、20g/L的碳酸钾,预镀银条件为:PH值13,常温电镀、阴极电流密度1-5ASD,电镀时间3-10Sec;预镀金镀液包括1-2g/L的金化氰钾、0.1-0.2g/L的硫酸钴、100g/L的柠檬酸、120g/L的柠檬酸钾,预镀金条件为:PH值3.5-4.5,电镀温度55-65℃、阴极电流密度1-5ASD,电镀时间3-10Sec;电镀中间层采用氰化物体系镀液或非氰化物体系镀液,氰化物体系镀液采用低氰高速镀银工艺的氰化物镀银体系,镀液包括以氰化银钾加入40-70g/L的银、0-7.5g/L的氰化钾、50-70g/L的碳酸钾,10~40g/L的酒石酸钾钠、0.01~3.0g/L的光亮剂;电镀中间层的条件为:电镀温度35-55℃,PH值8.5-9.5,阳极对阴极比2:1-5:1,比重14,阴极电流密度5-60ASD,电镀时间10-30Sec,镀层厚度50-200u”。
8.根据权利要求3所述的一种电连接器端子的电镀方法,其特征在于,所述步骤(5)中的电镀表层为铑钌合金镀液,铑钌合金镀液包括8-12g/L的铑、0.1-5g/L的钌、20-150g/L的硫酸,电镀表层的条件为:电镀温度40-50℃,阴极电流密度5-20ASD,电镀时间20-60Sec。
9.根据权利要求3所述的一种电连接器端子的电镀方法,其特征在于,各步骤中的专用卷对卷连续电镀生产线采用电镀子槽和电镀母槽分离形式结构,电镀液以泵浦高速输入电镀子槽,再从电镀子槽快速回流到电镀母槽,连续循环搅拌;每个电镀子槽的电镀液输入泵浦功率>=1HP,每小时流量>=12000L/Hr;各步骤中的电镀工序均在电镀子槽内进行,电镀子槽采用高速电镀喷头进行喷射,以泵浦将电镀液高速输入电镀子槽内的高速电镀喷头,然后高速电镀喷头挤压喷射到电连接器端子所需电镀的端面上。
10.根据权利要求3所述的一种电连接器端子的电镀方法,其特征在于,各步骤中的电镀液中含有的重金属杂质含量分别为:镀铜液—0ppmNi、100ppmFe、0ppmCu、100ppmZn、10ppmPb、20ppmCr,镀镍液—0ppmNi、50ppmFe、40ppmCu、30ppmZn、10ppmPb、20ppmCr,镀银或银合金液—1000ppmNi、50ppmFe、50ppmCu、30ppmZn、10ppmPb、20ppmCr,镀铑或铑合金液—300ppmNi、50ppmFe、50ppmCu、30ppmZn、10ppmPb、20ppmCr;各电镀液中的重金属杂质每月以AA或ICP分析1~2次,以确保浓度在控制范围内;当重金属杂质浓度超出含量值时,对镀铜、镀镍、镀银或银合金的镀液采用0.05~0.2ASD小电流阴极弱电解除去,对銠或铑合金的镀液进行更换;电镀液采用高效碳纤维活性碳滤芯定期过滤,处理频率2~4周一次;当老化的电镀液的TOC超过新镀液的5倍,更换电镀液。
CN202010739871.0A 2020-07-28 2020-07-28 一种耐受阳极电解腐蚀的电连接器端子及该电连接器端子的电镀方法 Withdrawn CN111850642A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010739871.0A CN111850642A (zh) 2020-07-28 2020-07-28 一种耐受阳极电解腐蚀的电连接器端子及该电连接器端子的电镀方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010739871.0A CN111850642A (zh) 2020-07-28 2020-07-28 一种耐受阳极电解腐蚀的电连接器端子及该电连接器端子的电镀方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111850642A true CN111850642A (zh) 2020-10-30

Family

ID=72948339

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010739871.0A Withdrawn CN111850642A (zh) 2020-07-28 2020-07-28 一种耐受阳极电解腐蚀的电连接器端子及该电连接器端子的电镀方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111850642A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111188070A (zh) * 2020-01-22 2020-05-22 惠州中京电子科技有限公司 一种ic封装板电镀镍银金的制作方法
CN112376094A (zh) * 2020-11-06 2021-02-19 东莞市川富电子有限公司 充放电模组块连接端子的功能电镀镀层方法
CN113215570A (zh) * 2021-05-13 2021-08-06 东莞市川富电子有限公司 一种端子耐电解镀层设计方法
CN114182316A (zh) * 2021-11-24 2022-03-15 深圳市鼎端兴业科技有限公司 Usb外壳的加工方法
CN114232040A (zh) * 2022-02-24 2022-03-25 深圳市顺信精细化工有限公司 一种镍磷合金电镀液及电镀方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111188070A (zh) * 2020-01-22 2020-05-22 惠州中京电子科技有限公司 一种ic封装板电镀镍银金的制作方法
CN112376094A (zh) * 2020-11-06 2021-02-19 东莞市川富电子有限公司 充放电模组块连接端子的功能电镀镀层方法
CN113215570A (zh) * 2021-05-13 2021-08-06 东莞市川富电子有限公司 一种端子耐电解镀层设计方法
CN114182316A (zh) * 2021-11-24 2022-03-15 深圳市鼎端兴业科技有限公司 Usb外壳的加工方法
CN114232040A (zh) * 2022-02-24 2022-03-25 深圳市顺信精细化工有限公司 一种镍磷合金电镀液及电镀方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111850642A (zh) 一种耐受阳极电解腐蚀的电连接器端子及该电连接器端子的电镀方法
CA1127994A (en) Electroplating aluminium
CN101838830A (zh) 一种电镀钯镍合金的电解液
KR101270770B1 (ko) 인쇄회로기판의 도금방법
CN109609934A (zh) 一种铝及铝合金化学置换与电沉积一体的无氰沉锌液及其应用
US3272728A (en) Method of producing activated electrodes
US6833479B2 (en) Antimisting agents
US20040195107A1 (en) Electrolytic solution for electrochemical deposition gold and its alloys
KR101124546B1 (ko) 전해 박리 방법
CN112626575A (zh) 一种用于合金的表面电镀液及电镀工艺
CN103540978A (zh) 一种碱性无氰电镀Ag-Ni合金的方法
CN111188070A (zh) 一种ic封装板电镀镍银金的制作方法
CN111041532A (zh) 一种使用不溶性阳极电镀的镀镍电镀液配方及制备工艺
Balaji et al. Methanesulphonic acid in electroplating related metal finishing industries
US4264419A (en) Electrochemical detinning of copper base alloys
WO2006026989A1 (en) A method of manufacturing a mould part
KR20070063034A (ko) 기재상에 주석-은-구리 3원합금 박막을 형성하는 방법
CN113699566B (zh) 耐阳极电解腐蚀的钯镍组合镀层及其电镀方法
US4384939A (en) Gold recovery system
US4923573A (en) Method for the electro-deposition of a zinc-nickel alloy coating on a steel band
CN213142198U (zh) 一种用于酸性蚀刻废液电解再生工艺的预镀槽
CN114016100A (zh) Mems探针表面超硬耐磨电镀涂层的制备方法
GB2142344A (en) Gold plating baths containing tartrate and carbonate salts
EP3686319A1 (en) Indium electroplating compositions and methods for electroplating indium on nickel
Baumgärtner et al. Palladium-iron alloy electrodeposition. Part II alloy plating systems

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20201030