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铜排连接行业新闻

铜业知识:铜排表面处理的三种工艺

2017-06-17 14:16:26 浙江人禾电子有限公司官网 已读

导读: 光亮硫酸盐镀锡液主要成分为硫酸亚锡和硫酸,生产中其含量随所采用的添加剂不同而不同。

 

  铜排:又称铜母线、铜母排或铜汇流排、接地铜排,是由铜材质制作的,截面为矩形或倒角(圆角)矩形的长导体,由铝质材料制作的称为铝排,在电路中起输送电流和连接电气设备的作用。铜母线的质量要求执行的是GB/T5585.1-2005标准。

铜业知识:铜排表面处理的三种工艺

 

  铜排表面处理的三种工艺如下

  1.铜排涂漆;

  2.铜排镀锡;

  3.铜排涂镀保护剂;

  下面将对这三种工艺作一个全面介绍。

 

  1.铜排涂漆

  1.1.此工艺属于淘汰落后工艺,现很少使用。

  1.2.三相交流电路的母线均涂黑漆,在显眼处粘贴色标,A相为黄色,B相为绿色,C相为红色,零线或中性线涂淡蓝色漆,安全用的接地线涂交替黄绿双色漆,无法区分极性、相序者涂白漆。

  1.3.直流电路的正极涂棕漆,负极涂蓝色漆,接地中线涂淡蓝色漆。

  1.4.检查母线的涂漆是否均匀,是否有流挂现象。

  1.5.母线涂漆可采用喷漆或刷漆,色泽应均匀,边缘应整齐,不得有漏漆、挂漆现象,母线连接处不得沾漆。

  1.6.同一元件,同一端的各相母线的涂漆界线应无明显不整齐现象。

  1.7.母线的涂漆界线平齐。

 

  2.铜排镀锡

  2.1.工艺成熟.操作周期短,普遍采用。

  2.2.弱点:时间长了表面发暗,人手做不到。不环保!

  2.3.工艺流程

  2.3.1.表面抛光除油等前处理→纯水洗→镀高Pb-Sn合金个自来水洗→纯水洗→镀锡→自来水喷洗→中和(Na2HPO4+Na3PO4)→自来水喷洗→浸硬脂酸→自来水喷洗→热纯水浸洗→烘干。

  2.4.铜排表面处理工艺抛光:无论是人工还是机械都慢,而且累,粉尘很严重,清理表面氧化皮,微小毛刺。(用石英砂,玻璃丸)。

  2.5.镀液各成分作用及工艺流程

  2.6.光亮硫酸盐镀锡液主要成分为硫酸亚锡和硫酸,生产中其含量随所采用的添加剂不同而不同。

  2.6.1.硫酸亚锡为主盐,含量十般控制在40~100g/L。但生产实验结果表明,高浓度硫酸亚锡虽然可以提高阴极电流密度,加快沉积速度,但使镀液分散能力明显下降,且使镀层结晶粗、光亮区域变小,甚至大大缩短了镀液的处理周期。

  2.6.2.SnSO4含量控制在20~60g/L为宜,若取下限,可以通过加快镀液循环速度及电极(阴极或阳极)移动速度等办法进行“补偿”,仍可镀出优良产品,但不宜过低。

  2.7.硫酸具有降低亚锡离子的活性、防止其水解、提高镀液导电性能及阳极电流效率等作用。当硫酸量不足时,亚锡离子易氧化成四价锡。

  2.8.从动力学的观点分析,当有足够的H2SO4时,可以减慢二价锡的水解,稳定镀液,实际生产中H2SO4含量一般在80~150mL/L。

  2.9.添加剂

  2.9.1.镀锡光亮剂一般是由主光剂、辅助光亮剂、载体光亮剂复配制成。

  2.9.2.主光剂

  2.9.3.酸性光亮镀锡光亮剂的种类繁多,归纳起来可分为两大类:第1类主要是芳醛、芳酮、酯类及不饱和有机酸烯的衍生物,第2类主要是西佛碱类 (基本结构单元为-CH=N—CH=CH-或-CH=CH-CH=N-),由乙醛与邻甲丙胺缩合而成,是酸性光亮镀锡有效的增光剂,能单独使用,也可与第 l类光亮剂配合使用,当与第1类光亮剂配合使用时,能显着拓宽光亮区,有效消除镀层白雾。

  2.9.4.有机光亮剂的光亮作用主要表现为在阴极上的吸附,阴极上的吸附过强或过弱均无法获得理想的光亮镀层。因为吸附太强,脱附电位太负,析氢严重,易形成针孔;吸附过弱时,脱附电位相对较正,镀层结晶粗糙。只有适当的吸附才能达到好的光亮效果。

  2.9.5.所以,在配制组合光亮剂时,应将吸附过强、适当和过弱的添加剂有机配合使用,以达到吸附适度、吸附电位范围较宽的目的,且各项组合量由实验确定。目前可用作主光剂的有:苄叉丙酮、枯茗醛、二苯甲酮、O—氯苯甲醛等,其中苄叉丙酮常用。

  2.9.6.辅助光亮剂

  2.9.7.因为主光剂均只能在某一电流密度范围内发挥光亮作用,所以单独使用是不能获得理想镀层的,但是如果和辅助光亮剂配合使用就能起到协同效应, 从而使镀层结晶细化、光亮电流密度区域进一步扩大。属于这类添加剂的是脂肪醛和一些有机酸类,常用的有甲醛、丙烯酸、肉桂酸等。

  2.9.8.载体光亮剂

  2.9.9.大多数有机光亮剂在水中的溶解度非常小,因而在阴极上被吸附的量也少,所以不宜单独加入镀液;有些有机光亮剂在电镀过程中因发生氧化、聚合 等反应,容易从镀液中析出。因此,如果要使光亮剂的效果得到充分发挥,就必须加入一些表面活性剂,利用其增溶作用来提高光亮剂在镀液中的含量,这些表面活 性剂称为载体光亮剂,亦称为分散剂。同时它还具有润湿和细化结晶等功能。

  2.9.10.最早使用的载体光亮剂是一些阴离子表面活性剂,但是它们在阴极上的吸附较弱。后来又开发出非离子型表面活性剂,如聚氧乙烯、聚氧丙烯醚 等,它们既具有润湿分散作用,又具有抑制H2析出及Sn2+放电而使镀层晶粒细化的作用。在上述分散剂中,OP乳化剂使用广泛。

  2.10.稳定剂

  2.10.1.以硫酸亚锡为主盐的酸性镀锡液连续工作半个月就会发生混浊,难以镀出合格产品,需加一定稳定剂。

  2.10.2.常用的酸性镀锡稳定剂大多是Sn2+的络合剂,如草酸、柠檬酸、酒石酸等,且复配比单独使用效果好。另外,某种催化剂也有稳定镀液的作用,生产表明,在连续生产的情况下,加入这种催化剂的镀液能保持半年以上的时间清亮不浊。

  2.11.絮凝剂

  2.11.1.至今还没有一种稳定剂:能长期保持镀液稳定、清澈透明,因此Sn4+不可避免产生。随着Sn4+的积累,镀液逐渐变浑,沉渣增加,镀层光亮区变小、均匀性变差,甚至出现发暗、发花等现象,此时必须对镀液进行絮凝剂处理。

  2.11.2.絮凝剂分无机和有机两类,无机絮凝剂有各种盐类、活性硅土等,有机絮凝剂可分为阴离子、阳离子、非离子3种。阴离子型絮凝剂主要有环氧胺 系共聚物、聚乙烯亚胺、聚乙烯胺类衍生物等,阴离子型絮凝剂主要有聚丙烯酰胺水解物、聚丙烯酰胺、磺酸钠类等,非离子型絮凝剂主要有聚丙烯酰胺、脲—醛聚 合物等。

  2.11.3.聚丙烯酰胺和无机絮凝剂配合使用效果非常好,对镀液的性能无任何影响,但沉降速度太慢,长达48h以上。环氧胺系共聚物的效果较好,但过 量使用对镀液有一些影响,严重时影响镀层光亮度,但沉降速度特别快,一般在2h之内可完全沉淀下来(使用时切忌过量)。

 

  3.铜排涂镀保护剂

  3.1.优点:维持铜排原色,比镀锡成本略低。缺点:操作周期长。

  3.2.工艺流程

  3.3.抛光前处理→纯水洗→酸洗钝化工件→烘干水分→JLR-510保护处理→流动水洗干净→热水浸泡(100℃左右,要用于工件升温,目的是让水分自行挥发或者干燥)→烘干→包装封闭

  3.4.铜排表面处理工艺抛光:无论是人工还是机械都慢,而且累,粉尘很严重,清理表面氧化皮,微小毛刺。(用石英砂,玻璃丸)。

  3.5.酸洗钝化的主要流程为:前处理(净化表面)→酸洗钝化及冲洗→后处理(成品保护)。前处理的主要内容是净化酸洗、钝化物件的表面,清除表面的各 种油脂、焊接飞溅、焊疤、氧化皮等。酸洗、钝化可以将酸洗、钝化分开处理,也可以将酸洗、钝化合二为一同步进行处理。将酸洗、钝化分开处理时,多采用将工 件整体浸泡在酸洗钝化液中的方式,适合于小型零部件或内部可以进行液体循环的管线、线形设备。将酸洗钝化合二为一处理时,可以采用液体浸泡方式(适合范围 同上),也可以采用膏体进行涂抹,由于膏体涂抹方便,在不同位置都可以保持较长时间不流失及润湿性,从而保证了酸洗钝化必要的时间。

  3.6.铜件防氧化保护剂JLR-510

  铜件防氧化保护剂性能稳定,无毒、无味、不挥发、不潮解、不分解、不升华不吸附灰尘及H2S、、、SO2等害气体,能够有效抵制湿热盐雾、霉菌等对金属 的侵蚀,有较好的润湿性和较高的抗蚀性能。。铜件防氧化保护剂电气性能也极佳,而且具有脱水、防变色、防锈蚀三重作用,对金属没有腐蚀作用,对铜、银及仿 金镀层有明显的抗蚀防护作用,,尤其对防止铜和仿金表面变色,效果显着。本产品还可以加入其他助剂中配合使用,例如水性、溶剂性的封闭剂、罩光金油、防锈 剂等产品,对于铜、金、银、锌、钢铁等金属的防锈起到不可估量的作用。

  3.7.容器建议选用各种塑料容器,不得选用金属容器,除非是铜质容器。然后将JLR-510铜件防氧化保护液直接使用。

  3.8.本工作液可以在常温下和加温的情况下进行保护,但是建议在加温条件下使用,这样生产效率更高,而且效果更好。但是加温的方式宜选择合理的加温方 式,如果采用内置方式,加温管一定要是铜质的,或者采用石英及聚四氟乙烯(特氟龙)加热管,如果是其他金属材质的加热管,将改变药液的性能,不宜采用。

  3.9.使用方法:

  3.9.1.工件经过除油后化学抛光与清洗?B、电镀光亮酸铜或其它铜出来后;选用流动水漂洗两次,再用去离子水清洗一次(这样可以使药液中尽可能带入更少的杂质,从而延长药液的使用寿命);

  3.9.2.如果是在常温情况下操作,一定要在工作液中处理5-10分钟,原则上不得低于5分钟,因为在室温下,本液在铜层所形成的钝化膜会在5分钟左右,如果产品要求盐雾实验高于8小时,建议在加温情况下使用;

  3.9.3.如果是在加温的情况下使用,建议温度控制在60-70℃之间,最好在65℃左右,在这种条件下,铜件防氧化保护只要2分钟(建议处理时间在3分钟)就能形成完整而均匀且有光泽的保护膜层,达到最佳的防变色效果。

  3.9.4.通过上述方式处理以后,用流动水洗1分钟,甩干至工件表面无水珠,取出在70-80℃的温度下烘干或者擦拭干表面的水珠即可。

  3.10.槽液维护:

  3.10.1.工作液的寿命很大程度上取决于工作前清洗干净程度。经酸洗的零件要水洗干净,不能有残酸带入钝化液中。(溶液酸度增高,使铜件上的膜层溶 解,起不到防护作用。)因此,钝化液要与酸洗溶液分开,避免六价铬、三价铬离子的进入,而且复杂产品进入防变色槽中前,要避免有残余的药液存在,长期如 此,才能使溶液的寿命达到最佳状态。

  3.10.2.设备的选用:设备的选材至为关键,容器一般以塑料为主,加温管必须是铜材的,或者选用外置的加热方式(可以由我公司提供相关的设计与温控装置)。

  3.10.3.不要让其它金属零件进入溶液中。

  3.10.4.溶液寿命的判断一般以PH值为标准,新配槽液PH值一般为6±1,近中性,当溶液PH超出6-7±3时,溶液应予以报废,如果防变色要求 时间不高,可以以试验为标准,一般情况下,本液在PH2-9的情况下都是有良好钝化作用,如果质量要求高的时候,可以将PH控制在5-7和4-8的范围以 内。

  3.10.5.另外,防变色槽液前的请水槽需要经常用PH试纸检查其PH数值,如果发现清水脱离中性,建议立即更换请水,否则防变色剂将受到影响。五、废水处理:本产品废液可以直接排放。

  3.11.铜保护钝化液性能测试数据:处理条件:铜件防氧化保护溶液,温度65-70℃,时间2分钟。对比条件:传统铬酸处理品。

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