电子连接器的电镀加工技术

电子连接器是传输电子信号的装置（类比信号或数位信号），可提供分离的界面用以连接两个次电子系统，是用以完成电路或电子机器等相互间电气连接的元件，也称为接插件，广泛应用于电子工业。电子连接器包括射频同轴连接器、光纤连接器、市话广播连接器、家用电器连接器、计算机连接器、网络连接器、微电子器件连接器、防爆电连接器等。生活中常见的连接器就是电源插座与插头，以及手机和计算机上的耳机插座、通用串行总线（USB）等。从连接器的功能性、装饰性、配套性和成本等方面进行综合考虑，连接器的导体部分一般选择镀银、镀金或代银镀层等工艺，而外壳通常选择镀锌、镀镉或镀镍等工艺。连接器形状为带料时，可以采用与线材电镀相同的高速电镀工艺。若为散件接触体，要选择滚镀、挂镀、振动镀等工艺。

1.电子开关接插件滚镀银

电子开关接插件通常都是比较小的铜制件，一般选用滚镀法进行镀银处理，以提高其导电性、导热性及焊接性。镀银层要求表面光洁、白亮，无露底、毛刺、发黄等不良现象，与铜基体结合力良好，厚度、防腐蚀变色性能、电接触性能等满足产品的工艺性能要求。

滚镀银的工艺流程为：化学脱脂→清洗→滚光脱脂→清洗→酸洗→预镀银→光亮镀银→回收→清洗→浸保护剂→清洗→热水洗→离心甩干→烘干→检验→包装→出厂。

小工件在化学脱脂时容易发生层叠而影响脱脂效果，所以增加滚光脱脂步骤，使脱脂进行得更加彻底。

酸洗可以使用改良的无烟酸洗液。用硝酸钠代替传统酸洗液中的硝酸，并加入具有整平缓蚀作用的添加剂，抑制酸洗过程中含氮氧化物的酸雾的产生，减少工件的过腐蚀现象，使酸洗后的工件表面光亮、均匀。

预镀银可以避免工件与光亮镀银液接触时发生置换反应，并产生结合力不牢的疏松镀层。除了使用低银离子浓度的预镀银镀液外，在实际生产中也可以将处理过的光亮镀银回收液用作预镀液。

光亮镀银回收液的处理工艺为：将回收液搅拌加热至50℃后，加入4g/L的活性炭搅拌2h，继续加热至60℃并搅拌2h，冷却，静置过夜（不少于8h）后过滤，分析过滤液并将其调整至预镀液的标准。

光亮镀银采用氰化物镀液。氰化镀银液的主要成分为硝酸银和氰化钾。当银含量过高时，镀层粗糙，色泽发黄甚至为橘皮状；过低时，沉积速度慢，效率低。由于银盐价格比较贵，为了降低成本，在生产实践中常通过降低镀液中银离子浓度的方法来减少镀液的带出损失。氰化钾是银的主要配位剂，其主要作用是稳定镀液，使镀层均匀细致，促进阳极溶解，提高镀液导电性。氰化钾含量过高时，沉积速度慢；过低时，镀层粗糙，结合力不好。镀液中还需要加入主光亮剂和辅助光亮剂。对于电子开关接插件滚镀银工艺，当硝酸银为12～20g/L，氰化钾为40～80g/L，温度为5～10℃时，可得到满足要求的镀层。

银在含硫的环境中很容易变色，发黄、发黑。为提高镀层的抗变色能力和耐蚀性，工件镀银后要在保护剂溶液中进行后处理。

2.连接器端子连续局部电镀金

连接器端子与引线框架的加工方法类似，可以冲制成带式，采用连续电镀的方法进行表面处理。镀金层具有瑰丽的金黄色外观和良好的导电性，其化学性质稳定，抗变色，耐蚀性、耐磨性及焊接性等均优于镀银层，常用于对可靠性要求较高的电子连接器端子上。由于金价昂贵，镀金通常都采用局部电镀工艺，以降低成本。

电镀金的工艺流程为：脱脂→清洗→活化→清洗→中和→清洗→预镀铜→清洗→活化→镀中间层→清洗→电镀金→清洗→后处理。

基材表面的光亮致密性影响镀金层的光亮程度。在预处理工序中，单独使用酸蚀活化工艺处理的效果较差。为了提高端子的基材表面质量，可以使用抛光以及预镀处理。化学抛光或电解抛光可以提高端子基材的表面光亮度，并有去毛刺等功能。预镀镍、碱性镀铜和光亮酸性镀铜工艺可提高基材表面的光亮致密性。

有的电镀金工艺是在预镀铜层和镀金层之间电镀一层镍作为中间层。由于镀镍中间阻挡层仅有1μm左右，镍层薄，孔隙多，加之纯度差，不能防止铜元素扩散迁移到镀金层表面，导致镀金层存在抗变色能力差等诸多质量问题。

使用组合中间阻挡层技术，可以提高带料端子产品的镀金技术质量并减薄金层厚度。在镀金的单一镀镍中间阻挡层上，镀高温镍-磷合金层，其耐蚀性可提高一倍；加镀锡-镍合金层，可耐硝酸浸泡时间数小时；再加镀一层新型的酸性钯或钯-镍合金层[钯的质量分数为75%～80%]，可降低金层厚度，又能提高耐盐雾性和耐磨性。

根据铜合金带料端子产品技术要求和基材的不同，可以选用不同的镀金中间阻挡层组合：①中间层全镀半光亮镍或光亮镍，然后全镀金或功能端局部镀金；②中间层镀半光亮镍，再镀高温镍-磷合金，然后功能端局部镀金；③中间层全镀半光亮镍，功能端局部镀钯-镍合金，然后再局部镀金。

钢铁基材端子零件因其耐蚀性及可靠性佳，越来越多地用在手机、通信等特殊领域中。电镀金层可以增加其导电性能、减小接触电阻、提高焊接性。钢铁基材端子在电镀金层前，必须先预镀氯化物镍层或氰化镀铜，不锈钢除镀氨基磺酸镍层外，有的还需酸性光亮镀铜后再镀氨基磺酸镍层。组合工艺有：①钢铁基材端子全预镀镍，然后只镀镍层；②不锈钢基材端子全预镀镍，再镀镍，然后全镀金或局部镀金；③不锈钢基材端子全预镀镍，再镀铜，再镀镍，然后全镀金或局部镀金层。

在镀金液中添加镍、钴、锑等的金属盐可以提高镀金层硬度。连续电镀所采用的微酸性柠檬酸体系高速电镀工艺如下：

金盐 8～16g/L

钴盐 0.7～1.2g/L

配位剂 20～45g/L

添加剂 0.4～0.6g/L

pH值 4.2～4.9

温度 30～60℃

阴极电流密度 10～50A/dm2(www.xing528.com)

阳极 镀铂的钛板

在镀液中加入防金置换添加剂，可以减少金在基材金属、镀槽及其他设备上的沉积。加入封孔添加剂，可以对沉积出的金层表面孔隙有填充吸附作用，提高金层的耐蚀性，减少镀金工序后对镀金层的水溶剂和有机油剂的封孔抗变色处理，适合镀金层为0.8μm以下的端子零件孔隙封闭的生产。

电镀金常见问题包括：①金镀层颜色不正常，原因是杂质影响，电流密度过大，pH值过高，镀液老化，合金元素含量变化等；②孔内无镀层，原因是镀件互相对插，镀件首尾相接，不通孔过深，阳极面积小等；③镀层结合力差，原因是脱脂不彻底，活化不足，镀液浓度偏低（镀镍或预镀金时），电流密度过大或过小等；④金镀层抗变色能力差，原因是结构设计不合理，基体材料化学成分不合要求，机械加工精度不够，镀前预处理不当，中间层不当，镀金液被污染，镀后处理不当；⑤金镀层焊接性差，原因是镀层纯度差，焊线孔内金镀层质量差，镀后清洗不净，装配时镀层污损等。

3.N型连接器电镀Cu-Sn-Zn三元合金代银镀层

由于镀银成本较高，且在外装时防变色性能差，外装的N型连接器多采用Cu-Sn-Zn三元合金代银镀层，镀层中Sn的质量分数为15%～20%，Zn的质量分数为10%～15%。镀液组分和工艺条件如下：

氰化亚铜 8～10g/L

锡酸钠 40g/L

氰化钠（总） 20～24g/L

氧化锌 1～2g/L

氢氧化钠 8～10g/L

温度 55～60℃

阴极电流密度 0.5～2A/dm²

时间 30～90s

该工艺所得的镀层只在较薄时才有光亮性，因此对基体或打底镀层的光亮性要求较高。

4.电镀Ni-Pd合金代金镀层

电镀Ni-Pd合金（质量比为80∶20）的成本较电镀硬金低，而且镀层性能可与电镀硬金相接近。低氨高速电镀Ni-Pd合金的镀液组分和工艺条件如下：

钯盐 15～35g/L

镍盐 6～15g/L

温度 50～70℃

pH值 7.0～7.5（用NaOH溶液调整）

阴极电流密度 5～60A/dm²

游离氨 ＜10g/L

沉积速度 15μm/min

Pd²⁺和Ni²⁺的还原电势有显著差异，使用氨作为配位剂，在适当的pH值范围内（7～9），通过调整金属离子的浓度可以达到理想的合金成分。