电镀不良之原因与对策.docx

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电镀不良之原因与对策

電鍍不良之原因與對策

鍍層品質不良的發生多半為電鍍條件、電鍍設備或電鍍藥水的異常，及人為疏忽所致。

通常在現場發生不良時比較容易找出原因克服，但電鍍後經過一段時間才發生不良就比較棘手，然而日後與環境中的酸氣、氧氣、水分等接觸，加速氧化腐蝕作用也是必須注意的。

以下對電鍍不良的發生原因及改善的對策加以探討說明。

表面粗糙：

指不平整，不光亮的表面，通常成粗白狀

可能發生的原因

改善對策

1

電流密度稍微偏高，部分表面不亮粗糙（尚未燒焦）

計算電流密度是否操作過高，若是應降低電流

2

液溫過低，一般鍍鎳才會發生

降低電流，並立即檢查溫控系統

3

pH值過高或過低，一般鍍鎳或鍍金（過低不會）皆會發生

立即調整pH至標準範圍

4

前處理藥液腐蝕底材

查核前處理藥劑，稀釋藥劑或更換藥劑

沾附異物：

指表面附著之污物

可能發生的原因

改善對策

1

水洗不乾淨或水質不良（如有微菌）

清洗徹底或檢驗超純水系統

2

沾到機械油污

將有油污處徹底洗淨.

3

表面帶有類似膠狀物，於前處理流程無法去除

須先以溶劑浸泡處理

4

落地沾到泥土污物

避免落地，若已沾附泥土可用吹氣清潔，浸透量很多時，建議重新清洗一次。

5

結晶物沾附

立即去除結晶物

鍍層暗紅：

通常指金色澤偏暗偏紅

可能發生的原因

改善對策

1

鍍金藥水偏離

重新調整電鍍藥水

2

鍍層粗糙，覆蓋金層即變紅

改善鎳層不良

3

水洗水不淨，造成紅斑

清洗徹底

4

鍍件未完全乾燥，日後氧化發紅

檢查乾燥系統，確定鍍件乾燥

密著性不良：

指鍍層有剝落、起皮、起泡等現象

可能發生的原因

改善對策

1

前處理不良

加強前處理

2

陰極接觸不良放電

檢查陰極是否接觸不良，適時調整

3

鍍液受到嚴重污染

更換藥水

4

產速太慢，底層再次氧化。

如鎳層在金槽氧化（或金還原）。

電鍍前須再次活化

5

水洗不乾淨

清洗徹底，必要時清洗水槽

6

表面氧化嚴重，如氧化斑

必須先做除銹及去氧化膜處理

7

操作電壓太高，陰極導電頭及鍍件發熱，造成鍍層氧化

降低操作電壓或檢查導線接觸狀況

8

底層電鍍不良（如燒焦），造成下一層剝落

改善底層電鍍品質

露銅：

可清楚看見銅色或黃黑色於低電流處（凹槽處）

可能發生的原因

改善對策

1

前處理不良：

油脂、氧化物、異物尚未除去，鍍層無法析出

加強前處理

2

操作電流密度太低，導致低電流區，鍍層無法析出

重新計算電鍍條件.

3

鎳光澤劑過量，導致低電流區，鍍層無法析出

處理藥水，去除過多光澤劑或更新

4

嚴重刮傷造成露銅

檢查電鍍流程

5

未鍍到

調整電流位置

刮傷

可能發生的原因

改善對策

1

被電鍍設備中的金屬製具刮傷

檢查電鍍流程，適時調整設備和製具

2

被電鍍結晶物刮傷

立即過濾去除結晶物

白霧：

指鍍層表面卡一層雲霧狀，不光亮但平整

可能發生的原因

改善對策

1

前處理不良

加強前處理

2

鍍液受污染

更換藥水並提純污染液

3

光澤劑不足

補足光澤劑

針孔：

指成群、細小圓洞狀

可能發生的原因

改善對策

1

操作的電流密度太大

降低電流密度

2

電鍍溶液表面張力過大，濕潤劑不足

補充濕潤劑，或檢查藥水

3

電鍍時間攪拌效果不良

加強攪拌

4

液溫過低

調整液溫

5

電鍍藥水受到污染

提純藥水或者更新

6

前處理不良

加強前處理效果

鍍層燒焦：

指鍍層表面嚴重黑暗、粗糙，如碳色一般。

（指高電流密度區）

可能發生的原因

改善對策

1

操作電流密度過高

降低電流密度

2

液溫過低

提高液溫，並檢查溫控系統

3

攪拌不良

增加攪拌效果

4

光澤劑不足

補足光澤劑

5

pH值過高

修正pH值至標準範圍

6

整流器濾波不良

檢查濾波度是否符合標準，若偏移時須將整流器送修

鍍層發黑：

不包含燒焦的黑

可能發生的原因

改善對策

1

鎳槽已經受到污染，在低電流區會有黑色鍍層

做活性炭處理，或弱電解處理

電鍍厚度太高：

指實際鍍出膜厚超出預計的厚度。

可能發生的原因

改善對策

1

轉動速度變慢，不準或速度不穩定

檢查轉動系統，校正轉速

2

電流太高，不準或電流不穩定

檢查整流器與陰陽極，適時予以修正

3

電鍍位置變異

檢查電鍍位置是否偏離，重新調整

4

藥水金屬濃度升高，一般鍍金較敏感

調整電流或轉動速度

5

藥水pH值過高

調整pH值至標準範圍

6

X-ray膜厚測試儀偏離，或測試方法錯誤

校正儀器或確定測試方法

7

液溫偏高

檢查溫控系統

電鍍厚度不足：

指實際鍍出膜厚低於預計的厚度

可能發生的原因

改善對策

1

轉動速度變快，不準或速度不穩定

檢查轉動系統，校正轉速

2

電流太低，不準或電流不穩定

檢查整流器與陰陽極，適時予以修正

3

電鍍位置變異

檢查電鍍位置是否偏離，重新調整

4

藥水金屬濃度降低，或藥水被稀釋

調整電流或轉動速度

5

藥水pH值偏低

調整pH值至標準範圍

6

X-ray膜厚測試儀偏離，或測試方法錯誤

校正儀器或確定測試方法

7

液溫偏低

檢查溫控系統

8

鍍層結構中有結晶，消耗掉部分電流

去除結晶物或更換製具

9

電鍍藥水攪拌，循環不均或金屬補充不及消耗

改善藥水循環或補充狀況

鍍層檢驗

在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、抗腐蝕能力測試、抗老化能力測試等。

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）。

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，外觀瑕疵越多），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疵最好，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，因此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

（7）裸露底層金屬現象

（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、β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）。

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。

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、滾壓法等。

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ScotchcellophanetapeNo.600同等粘性膠帶（賽路凡膠），否則會失去測試效果。

4.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

√

√

√

√

說明：

√為適用，×為不適用

（1）硝酸蒸汽腐蝕實驗是測試厚金（25μm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藍色，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（30μm以上）實驗時間為23±1小時。

實驗後鍍層表面不可有深藍色，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，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。

（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，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。

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。

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。

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

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）不可有裸露底層金屬現象。

（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。

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ScotchcellophanetapeNo.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，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。

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。