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電鍍相比於化學鍍有哪些優點

發布時間:2022-06-20 02:59:48

『壹』 化學鎳工藝與電鍍鎳工藝相比具有哪些優點呢

化學鎳工藝與電鍍鎳工藝相比具有哪些優點
厚度均勻性:厚度均勻和均鍍能力好是化學鍍鎳的一大特點,也是應用廣泛的原因之一,化學鍍鎳避免了電鍍層由於電流分布不均勻而帶來的厚度不均勻,電鍍層的厚度在整個零件,尤其是形狀復雜的零件上差異很大,在零件的邊角和離陽極近的部位,鍍層較厚,而在內表面或離陽極遠的地方鍍層很薄,甚至鍍不到,採用化學鍍可避免電鍍的這一不足。化學鍍時,只要零件表面和鍍液接觸,鍍液中消耗的成份能及時得到補充,任何部位的鍍層厚度都基本相同,即使凹槽、縫隙、盲孔也是如此。---因此,目前很多來鍍鎳防銹油的用戶,還是電鍍鎳的比較多,因為這個鍍層厚度不均勻性,在做鹽霧測試的時候局部可能很容易生銹的,因此,需要通過鍍鎳防銹油來彌補。
A. 化學鍍目前市場上只有純鎳磷合金的一種顏色,而電鍍可以實現很多色彩。筆者遇到各種電鍍的客戶,鍍各種顏色的都有; 化學鍍是依靠在金屬表面所發生的自催化反應,化學鍍與電鍍從原理上的區別就是電鍍需要外加的電流和陽極。
化學鍍鎳的經濟效益是非常大的。1.化學鍍鎳層是極為均勻的,只要鍍液能浸泡得到,溶質交換充分,鍍層就會非常均勻,幾乎可以達到仿形的效果

『貳』 化學鍍金與電鍍金有什麼不同

(1)化學鍍金
優點:要鍍的部分不需要電器連接,鍍層均勻,更適合於表面貼裝!
缺點:溶液較難維護,打底用的化學鎳要定期洗槽!
硬度和耐磨性比電鍍硬金差,能達到的厚度有限,不適合某些表面貼裝的焊接方法!
(2)電鍍金:
優缺點正相反。電鍍金(硬金)的硬度和耐磨性比化學鍍金好,溶液容易維護,不需要洗槽,能適合表面貼裝的各種焊接方法。其缺點主要是,厚度不均勻,要鍍的部分需要電氣連接!

『叄』 電鍍與化學鍍,各自有哪些優勢

通常的置換鍍金(IG)液能夠腐蝕化學鍍鎳(EN)層,其結果是形成置換金層,並將磷殘留在化學鍍鎳層表面,使EN/IG兩層之間容易形成黑色(焊)區(Black pad),它在焊接時常造成焊接不牢(Solder Joint Failure)金層利落(Peeling)。延長鍍金的時間雖可得加較厚的金層,但金層的結合力和鍵合性能迅速下降。本文比較了各種印製板鍍金工藝組合的釺焊性和鍵合功能,探討了形成黑色焊區的條件與機理,同時發現用中性化學鍍金是解決印製板化學鍍鎳/置換鍍金時出現黑色焊區問題的有效方法,也是取代電鍍鎳/電鍍軟金工藝用於金線鍵合(Gold Wire Bonding)的有效工藝。
一 引言
隨著電子設備的線路設計越來越復雜,線路密度越來越高,分離的線路和鍵合點也越來越多,許多復雜的印製板要求它的最後表面化處理(Final Surface Finishing)工藝具有更多的功能。即製造工藝不僅可製成線更細,孔更小,焊區更平的鍍層,而且所形成的鍍層必須是可焊的、可鍵合的、長壽的,並具有低的接觸電阻。[1]
目前適於金線鍵合的鍍金工藝是電鍍鎳/電鍍軟金工藝,它不僅鍍層軟,純度高(最高可達99.99%),而且具有優良的釺焊性和金線鍵合功能。遺憾的是它屬於電鍍型,不能用於非導通線路的印製板,而要將多層板的所有線路光導通,然後再復原,這需要花大量的人力和物力,有時幾乎是不可能實現的。[2]另外電鍍金層的厚度會隨電鍍時的電流密度而異,為保證最低電流處的厚度,電流密度高處的鍍層就要超過所要求的厚度,這不僅提高了成本,也為隨後的表面安裝帶來麻煩。
化學鍍鎳/置換鍍金工藝是全化學鍍工藝,它可用於非導通線路的印製板。這種鍍層組合的釺焊性優良,但它只適於鋁線鍵合而不適於金線鍵合。通常的置換鍍金液是弱酸性的,它能腐蝕化學鍍鎳磷層(Ni2P)而形成置換鍍金層,並將磷殘留在化學鍍鎳層表面,形成黑色(焊)區(Black pad),它在焊接焊常造成焊接不牢(Solder Joint Failure)或金層脫落(Peeling)。試圖通過延長鍍金時間,提高金層厚度來解決這些問題,結果反而使金層的結合力和鍵合功能明顯下降。[3]
化學鍍鎳/化學鍍鈀/置換鍍金工藝也是全化學鍍工藝,可用於非導通線路的印製板,而且鍵合功能優良,然而釺焊性並不十分好。開發這一新工藝的早期目的是用價廉的鈀代替金,然而近年來鈀價猛漲,已達金價的3倍多,因此應用會越來越少。
化學鍍金是和還原劑使金絡離子直接被還原為金屬金,它並非通過腐蝕化學鍍鎳磷合金層來沉積金。因此用化學鍍鎳/化學鍍金工藝來取代化學鍍鎳/置換鍍金工藝,就可以從根本上消除因置換反應而引起的黑色(焊)區問題。然而普通的市售化學鍍金液大都是酸性的(PH4-6),因此它仍存在腐蝕化學鍍鎳磷合金的反應。只有中性化學鍍金才可避免置換反應。實驗結果表明,若用化學鍍鎳/中性化學鍍金或化學鍍鎳/置換鍍金(<1min)/中性化學鍍金工藝,就可以獲得既無黑色焊區侍猓�志哂杏帕嫉那ズ感院吐痢⒔鶼嘸�瞎δ艿畝撇悖��視贑OB(Chip-on-Board)、BGA(Ball Grid Arrays)、MCM(Multi-Chip Moles)和CSP(Chip Scale Packages)等高難度印製板的製造。
自催化的化學鍍金工藝已進行了許多研究,大致可分為有氰的和無氰的兩類。無氰鍍液的成本較高,而且鍍液並不十分穩定。因此我們開發了一種以氰化金鉀為金鹽的中性化學鍍金工藝,並申請了專利。本文主要介紹中性化學鍍金工藝與其它咱鍍金工藝組合的釺焊性和鍵合功能。
二 實驗
1 鍵合性能測試(Bonding Tests)
鍵合性能測試是在AB306B型ASM裝配自動熱聲鍵合機(ASM Assembly Automation Thermosonic Bonding Machine )上進行。金線的一端被鍵合到金球上,稱為球鍵(Ball Bond)。金線的另一端則被鍵合到金焊區(Gold pad),稱為楔形鏈(Wedge Bond),然後用金屬掛鉤鉤住金線並用力向上拉,直至金線斷裂並自動記下拉斷時的拉力。若斷裂在球鍵或楔形鍵上,表示鍵合不合格。若是金線本身被拉斷,則表示鍵合良好,而拉斷金線所需的平均拉力(Average Pull Force )越大,表示鍵合強度越高。
在本實驗中,金球鍵的鍵合參數是:時間45ms、超聲能量設定55、力55g;而楔形鍵的鍵合參數是:時間25ms、超聲能量設定180、力155。兩處鍵合的操作溫度為140℃,金線直徑32μm(1.25mil)。
2 釺焊性測試(Solderability Testing)
釺焊性測試是在DAGE-BT 2400PC型焊料球剪切試驗機(Millice Solder Ball Shear Test Machine)上進行。先在焊接點上塗上助焊劑,再放上直徑0.5mm的焊料球,然後送入重熔(Reflow)機上受熱焊牢,最後將機器的剪切臂靠到焊料球上,用力向後推擠焊料球,直至焊料球被推離焊料接點,機器會自動記錄推開焊料球所需的剪切力。所需剪切力越大,表示焊接越牢。
3 掃描電鏡(SEM)和X-射線電子衍射能量分析(EDX)
用JSM-5310LV型JOEL掃描電鏡來分析鍍層的表面結構及剖面(Cross Section)結構,從金/鎳間的剖面結構可以判斷是否存在黑帶(Black band)或黑牙(Black Teeth)等問題。EDX可以分析鍍層中各組成光素的相對百分含量。
三 結果與討論
1 在化學鍍鎳/置換鍍金層之間黑帶的形成
將化學鍍鎳的印製板浸入弱酸性置換鍍金液中,置換金層將在化學鍍鎳層表面形成。若小心將置換金層剝掉,就會發現界面上有一層黑色的鎳層,而在此黑色鎳層的下方,仍然存在未變黑的化學鍍鎳層。有時黑色鎳層會深入到正常鍍鎳層的深處,若這層深處的黑色鎳層呈帶狀,人們稱之為「黑帶」(Black band),黑帶區磷含量高達12.84%,而在政黨化學鍍鎳區磷含量只有8.02%。在黑帶上的金層很容易被膠帶粘住而剝落(Peeling)。有時腐蝕形成的黑色鎳層呈牙狀,人們稱之為「黑牙」(Black teeth)。
為何在形成置換金層的同時會形成黑色鎳層呢?這要從置換反應的機理來解釋。大家知道,化學鍍鎳層實際上是鎳磷合金鍍層(Ni2P)。在弱酸性環境中它與金液中的金氰絡離子發生下列反應:
Ni2P+4[Au(CN)2]― →4Au+2[Ni(CN)4]2―+P
結果是金層的形成和鎳磷合金被金被腐蝕,其中鎳變成氰合鎳絡離子(Ni(CN)4)2―,而磷則殘留在表面。磷的殘留將使化學鍍鎳層變黑,並使表面磷含量升高。為了重現這一現象,我們也發現若將化學鍍鎳層浸入其它強腐蝕(Microetch)溶液中,它也同樣變黑。EDX分析表明,表面層的鎳含量由78.8%下降至48.4%,而磷的含量則由8.56%上升到13.14%。
2 黑色(焊)區對釺焊性和鍵合功能的影響
在焊接過程中,金和正常鎳磷合金鍍層均可以熔入焊料之中,但殘留在黑色鎳層表面的磷卻不能遷移到金層並與焊料熔合。當大量黑色鎳層存在時,其表面對焊料的潤濕大為減低,使焊接強度大大減弱。此外,由於置換鍍金層的純度與厚度(約0.1μm都很低。因此它最適於鋁線鍵合,而不能用於金線鍵合。
3置換鍍金液的PH值對化學鍍鎳層腐蝕的影響
無電(解)鍍金可通過兩種途徑得到:
1) 通過置換反應的置換鍍金(Immtrsion Gold, IG)
2) 通過化學還原反應的化學鍍金(Electroless Gold,EG)
置換鍍金是通過化學鍍鎳磷層同鍍金液中的金氰絡離子的直接置換反應而施現
Ni2P+4[Au(CN)2]―→4Au+2[Ni(CN)4]2―+P
如前所述,反應的結果是金的沉積鎳的溶解,不反應的磷則殘留在化學鍍鎳層的表面,並在金/鎳界面上形成黑區(黑帶、黑牙…等形狀)。
另一方面,化學鍍金層是通過金氰絡離子接被次磷酸根還原而形成的
2[Au(CN)2]―+H2PO―2 +H2O→2Au +A2PO―3 +4CN―+H2↑
反應的結果是金離子被還為金屬金,而還原劑次磷酸根被氧化為亞磷酸根。因此,這與反應並不涉及到化學鍍鎳磷合金的腐蝕或磷的殘留,也就不會有黑區問題。
表1用SEM剖面分析來檢測各種EN/金組合的黑帶與腐蝕
結果表明,黑帶(Black Band)或黑區(Black pad)問題主要取決於鍍金溶液的PH值。PH值越低,它對化學鍍鎳層的腐蝕越快,也越容易形成黑帶。若用一步中性化學鍍金(EN/EG-1)或兩步中性化學鍍金(EN/EG-1/EG-2),就不再觀察到腐蝕或黑帶,也就不會出現焊接不牢的問題。
4各種印製板鍍金工藝組合的釺焊性比較
表2是用焊料球剪切試驗法(Solder Ball Shear Test)測定各種印製板鍍金工藝組合所得鍍層釺焊性的結果。表中的斷裂模式(Failure mode)1表木焊料從金焊點(Gold pad)處斷裂;斷裂模式2表示斷裂發生在焊球本身。
表2各種印製板鍍金工藝組合所得鍍層的釺焊性比較
表2的結果表明,電鍍鎳/電鍍軟金具有最高的剪切強度(1370g)或最牢的焊接。化學鍍鎳/中性化學鍍金/中性化學鍍金也顯示非常好的剪切強度要大於800g。
5各種印製板鍍金工藝組合的金線鍵合功能比較
表3是用ASM裝配自動熱聲鍵合機測定各種印製板鍍金工藝組合所得鍍層的金線鍵合測試結果。
表3各種印製板鍍金工藝組合所得鍍層的金線鍵合測試結果
由表3可見,傳統的化學鍍鎳/置換鍍金方法所得的鍍層組合,有8個點斷裂在金球鍵(Ball Bond)處,有2個點斷裂在楔形鍵(Wedge Bond)或印製的鍍金焊點上(Gold Pad),而良好的鍵合是不允許有一點斷裂在球鍵與楔形鍵處。這說明化學鍍鎳/置換鍍金工藝是不能用於金線鍵合。化學鍍鎳/中性化學鍍金/中性化學鍍金工藝所得鍍層的鍵合功能是優良的,它與化學鍍鎳/化學鍍鈀/置換鍍金以及電鍍鎳/電鍍金的鍵合性能相當。我們認出這是因為化學鍍金層有較高的純度(磷不合共沉積)和較低硬度(98VHN25)的緣故。
6化學鍍金層的厚度對金線鍵合功能的影響
良好的金線鍵合要求鍍金層有一定的厚度。為此我們有各性化學鍍金方法分別鍍取0.2至0.68μm厚的金層,然後測定其鍵合性能。表4列出了不同金層厚度時所得的平均拉力(Average Pull Force)和斷裂模式(Failure Mode)。
表4化學鍍金層的厚度對金線鍵合功能的影響
由表4可見,當化學鍍金層厚度在0.2μm時,斷裂有時會出現在楔形鍵上,有時在金線上,這表明0.2μm厚度時的金線鍵合功能是很差的。當金層厚度達0.25μm以上時,斷裂均在金線上,拉斷金線所需的平均拉力也很高,說明此時的鍵合功能已很好。在實際應用時,我們控制化學鍍金層的厚度在0.5-0.6μm,可比電鍍軟金0.6-0.7μm略低,這是因為化學鍍金的平整度比電鍍金的好,它不受電流分布的影響。
四 結論
1 用中性化學鍍金取代弱酸性置換鍍金時,它可以避免化學鍍鎳層的腐蝕,從而根本上消除了在化學鍍鎳/置換鍍金層界面上出現黑色焊區或黑帶的問題。
2 金厚度在0.25至0.50μm的化學鍍鎳/中性化學鍍金層同時具有優良的釺焊性和金線鍵合功能,因此它是理想的電鍍鎳/電鍍金的替代工藝,適於細線、高密度印製板使用。
3 電鍍鎳/電鍍金工藝不適於電路來導通的印製板,而中性化學鍍金無此限制,因而具有廣闊的應用前景

『肆』 PCB干貨化學鍍鎳層與電鍍層相比有哪些優點分別是什麼

總的說來,化學鍍鎳好些,但是化學鍍鎳由於生產率較低(電鍍比較快),葯液價格較高等因素,成本遠遠高於電鍍鎳。
化學鍍鎳層的主要成份為P1%—14%+Ni86%—99%;密度為7.9-8.5g/cm3。電鍍鎳層的主要成份為99%以上的鎳,鍍層密度8.9g/cm3。鍍層均勻程度的不同:
化學鍍鎳因只靠自身的催化性能而還原沉積,只要保證化學鍍浴的PH值,溫度等相對均勻就可得到仿形性極佳的鍍層;電鍍是通直流電的還原沉積,因此不可避免地受到電力分布的影響,存在尖端放電效應而造成鍍層的非均勻性。
深鍍能力:
電鍍因受到電力線分布的限制及工件金屬對外電源的屏蔽作用而限制了電鍍的深鍍能力;化學鍍因僅靠自身的催化氧化還原反應而沉積得到的鍍層,因此只要保證鍍液能夠與工件表面良好潤濕及生成氣體能夠及時排出,鍍層可無限制地在工件表面仿形復制。
耐腐蝕性能:
化學鍍鎳因擁有較低的孔隙率及鍍層表面的易鈍化性而使得化學鍍層擁有較高的耐腐蝕性能。同時化學鍍鎳層的耐候性也明顯優於電鍍鎳層。
硬度:
化學鍍鎳層在一定溫度下,其組織金相可以從迷散的Ni—P狀態轉變為Ni3p晶相狀態而擁有較高的硬度,電鍍鎳層的熱處理前後硬度幾乎沒有變化。
釺焊性能:
化學鍍鎳層特別是低磷化學鍍鎳層擁有良好的釺焊性能,但電鍍鎳層就沒有這一性能。

『伍』 化學鍍和電鍍有何區別

化學鍍,是在一定的PH、溫度環境下通過氧化還原反應,在一些基材表面(如鐵)或被活化表面(如ABS鈀活化後)金屬離子被還原為原子吸附形成的鍍膜,化學鍍適用於部分金屬或部分非金屬。電鍍是將待鍍產品作為陰極,以可溶或不溶某種金屬作為陽極,以各類主鹽作為電解液,通過直流或脈沖電流等,在待鍍品表面形成金屬電沉積鍍膜。電鍍必須在金屬表面,或是在非金屬表面通過化學鍍或其它金屬化表面才能形成。

『陸』 化學鍍鎳層比電鍍鎳層好在哪裡

化學鍍鎳和電鍍鎳都是在工藝品表層進行金屬鎳的施鍍。但是化學鍍鎳層比電鍍鎳層好在哪裡呢,從下面幾個方面為您分析。

『柒』 化學鎳和電鍍鎳的區別

電鍍鎳主要用作防護裝飾性鍍層。電鍍鎳層在空氣中的穩定性很高,由於金屬鎳具有很強的鈍化能力,在表面能迅速生成一層極薄的鈍化膜,能抵抗大氣、鹼和某些酸的腐蝕;電鍍鎳結晶極其細小,並且具有優良的拋光性能;鎳鍍層的硬度比較高,可以提高製品表面的耐磨性,在印刷工業中常用鍍鎳層來提高鉛表面的硬度。電鍍是利用電解池原理在機械製品上沉積出附著良好的、但性能和基體材料不同的金屬覆層的技術。電鍍層比熱浸層均勻,一般都較薄,從幾個微米到幾十微米不等。通過電鍍,可以在機械製品上獲得裝飾保護性和各種功能性的表面層,還可以修復磨損和加工失誤的工件。需要一些電解裝置,操作繁瑣,成本高。
化學鍍鎳的作用很多,比如厚度均勻和均鍍能力好;耐腐蝕性強;耐磨性好;光澤度高;表面硬度高;結合強度大;仿型性好;工藝技術高適應性強;耐高溫等。化學鍍使用范圍面廣,適用於金屬,金屬半導體及各種非金屬(陶瓷,樹脂,金剛石)等;化學鍍層均勻,不收尺寸大小,形狀的影響,並且可以得到均勻的鍍層;化學鍍層結合力優良且具有很好的化學、力學和磁性性能(如緻密而高硬度等);化學鍍一些方面要優於電鍍,並且有些問題只能用化學鍍解決。廣州貽順化工緻力於化學鍍方面,有非常要好的技術支持,主導「環保貽順,綠色家園」的宗旨。

『捌』 化學鍍與電鍍一般來說化學鍍比電鍍相比,有哪些優點

一般來說化學鍍比電鍍相比,有哪些優點和缺點?
化學鍍是利用化學反應直接鍍一層金屬,電鍍是要用電能將金屬鍍在上面.
對於復雜零件的鍍金來說用哪一種方法比較好?
電鍍好.
化學鍍鎳鉻合金和電鍍硬鉻哪個耐磨性好些?
化學鍍一般不耐磨,而電鍍比較耐磨.

『玖』 電鍍和化學鍍的區別是什麼

化學鍍使用范圍面廣,適用於金屬,金屬半導體及各種非金屬(陶瓷,樹脂,金剛石)等;化學鍍層均勻,不收尺寸大小,形狀的影響,並且可以得到均勻的鍍層;化學鍍層結合力優良且具有很好的化學、力學和磁性性能(如緻密而高硬度等);化學鍍一些方面要優於電鍍,並且有些問題只能用化學鍍解決。廣州貽順化工緻力於化學鍍方面,有非常要好的技術支持,主導「環保貽順,綠色家園」的宗旨。
電鍍是利用電解池原理在機械製品上沉積出附著良好的、但性能和基體材料不同的金屬覆層的技術。電鍍層比熱浸層均勻,一般都較薄,從幾個微米到幾十微米不等。通過電鍍,可以在機械製品上獲得裝飾保護性和各種功能性的表面層,還可以修復磨損和加工失誤的工件。需要一些電解裝置,操作繁瑣,成本高。

『拾』 化學鍍與電鍍的不同之處

化學鍍和電鍍的主要區別在於——用不用電源的問題:化學鍍不需要外加電流,能自發地進行化學反應;而電鍍在再外加電流的條件下進行的,沒有外加電流時不能自發地進行化學反應
而且反應機理也不同,化學鍍自催化條件下的氧化還原反應.
電鍍需要外加的電流和陽極,而化學鍍是依靠在金屬表面所發生的自催化反應。
電鍍無法對一些形狀復雜的工件進行全表面施鍍,但化學鍍過以對任何形狀工件施鍍。
電鍍因為有外加的電流,所以鍍速要比化學鍍快,同等厚度的鍍層電鍍要比化學鍍提前完成。
化學鍍層的結合力要普遍高於電鍍層。
化學鍍由於大部分使用食品級的添加劑,不使用諸如氰化物等有害物質,所以化學鍍比電鍍要環保一些。

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