连接器电镀原理 及工艺.ppt

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1、第一讲电镀原理简介电镀是一种用电解方法沉积具有所需形态的镀层过程，其目的一般是改变表面的特性，以提供改善外观、耐腐蚀介质、抗磨损以及其它需要的性能，或这些性能的组合，但有时电镀也用来改变尺寸。电解过程是在镀液中进行，镀液可由熔盐或不同类型的溶液组成，在生产实践中几乎都用水溶液。一、镀液的组成和影响镀层结晶的因素1、简单盐类或“酸性”镀液2、络合离子镀液3、镀液的成份：主盐、导电盐、PH值缓冲剂、湿润剂、阳极溶解促进剂、添加剂4、影响镀层结晶的因素(1)溶液的本性及含量(2)操作条件：搅拌、PH值、温度、电流密度(包括波形)二.沉积过程和机理1、金属与金属离子的电位

2、是由NernstEquation计算：E=E°+(0.059/n)log[Mn+]E=电解槽的电位值E°=标准点位置(Standardelectrodepotential)n=电子数量[Mn+]=金属离子的浓度-NernstEquation只适用于电镀溶液系统处于不平衡状态时，即是有一个外来的电能量供应到该系统内进行电镀反映。-该外来的能量是由多种成份组成：·超电势的浓度(Concentrationoverpotential)·活化超电压(Activationovervoltage)ηact=a+blogｉ----------------Tafelequation

3、反应物必须要具有足够能量超越势垒(potentialbarrier)才可以进行化学反应。-阴极的超越势能将离子的能级移近势垒，就这样离子便能够容易超越势垒而进行化学反应。2、电流效率：实际沉积的金属重量与假定所有电流都在沉积上时应有的重量之比(1)法拉第定律：沉积一定重量镀层需要的电流与时间的乘积一个法拉第(96490±2.4A·sec)的电量可以析出一克当量的物质m=K*Q=K*Itm—电镀析出(或溶解)物质的重量(克)I—通过的电流强度(安培)t—通电的时间(小时)Q—通过的电量(安培*小时)K—比例常数(电化当量)(2)阴极电流效率η=m=10-2*γ*S*

4、σγ—析出金属的比重(克/厘米3)S—受镀面积（分米2）σ—镀层厚度（微米）mI*tK×100%3、极化分三种极化：活化极化、浓度极化、电阻极化安培I限制电流Limitingcurrent还原势ReductionpotentialV电压PolarizationCurve极化图表4、传质过程存在三个因素：扩散因素、离子的迁移率、溶液的搅拌5、氢的过电压和氢脆由于氢的电位比一般普通的金属在相同溶液内的还原电位要正的多，因此如果不是氢的析出的活化极化异常的话，金属要从水溶液中沉积就将是不可能的（沉积出来的将是氢而不是金属）则电镀中特别注意氢的过电压。影响氢的过电压因素

5、：(1)强烈的依赖阴极表面的本质(2)阴极表面上存在吸附杂质会提高氢的过电压(表面的催化活化)一般氰化物镀液中，氰放电的电位接近于金属的沉积电位，则电流效率会降低。氢脆：氢与许多金属同时析出，由于氢首先是以原子态产生，很容易被基体金属吸附，并以分子状态聚集其中，而达到超过金属抗强度的压力，并在其内形成气泡。6、烧焦或粉末沉积：限制电流（见极化图）通过降低电流密度或提供较高的传质速度，如搅拌、高温或较高的金属浓度加入特殊物质（添加剂）增大阴极极化作用，可以避免出现烧焦的镀层。电镀反应中添加剂的效应-如没有添加剂，结晶的生长是不受控制，而导致不良的镀层-添加剂的分子吸

6、收到表面时便会形成一层扩散阻挡层，这阻挡层会减慢不受控制的还原反应而生产有规则的排列。没有添加剂的情况不受控制的晶格生长烧黑镀层7、沉积层厚度的分布(1)电流分布:受阴极形状和在溶液中的位置的影响(除电流流动规律的本性外)(2)金属分布:受阴极电流效率随电流密度的变化的影响(3)宏观分散能力:分散能力、[Hull试验，不同电流密度的厚度]、深度能力、[角形阴极试验]。(4)微观分散能力:整平性8、应力沉积层中的应力，由于晶格参数的不相配或外来物质的夹带而产生，例如氧化物或氢氧化物（水化的氧化物），水、硫、碳、氢或金属杂质，这些杂质阻止正常晶格的形成，或者生成脆性的

7、晶粒间的沉积。注：有个别的基体材料本身的应力也会影响到最底层的沉积层应力。9、结合力在组成基体金属晶粒的晶格表面，存在一个由晶格力延伸而成的力场，在沉积过程中达到表面的金属离子，将被迫占据与基体金属晶粒结构相连续的位置，这种结合的强度就会接近于基体金属本身的结合强度(除非可能存在着两种品格的明显不配)，因此,电镀层的粘附强度就和基体的抗粘强度很接近。通常有这样的印象，认为电镀的镀层往往很容易剥落，实际上这是因为不良的电镀操作所造成，一般是在基体的准备方面，而不是由于结合力有什么本质上的弱点。10、阳极（1）阳极过程：电镀槽是由阴极、阳极和溶液共同构成的一个整体，阳

8、极过程和阴