欢迎您访问中国刷镀网!中国刷镀网——刷镀者之家

螺纹放粘扣

高稳定电刷镀锡技术在铜及其合金表面导电改性中的应用

发布时间:2019-05-21 21:27:32    来源:费敬银原创

高稳定电刷镀锡技术在铜及其合金表面导电改性中的应用

费敬银

西北工业大学 710072

Emailjyfei@nwpu.edu.cn

Mobile: 13991120876

摘要

采用FJY系列高稳定光亮电刷镀锡技术可以在铜及其合金等金属基体上快速电沉积出镜面光亮锡镀层。与常规镀锡技术相比,FJY系列电刷镀锡技解决了当前电刷镀锡技术存在的镀层易变色、镀液腐蚀性强、稳定性差、镀层沉积速度慢等问题。

关键词: 刷镀锡,导电排,母排,汇流排,刷镀,环保,电力传输

 

1 前言

由于铜及其合金具有良好的导电性(20℃时,铜的电导率为5.71×lO7Sm-1)和导热性,所以在大功率电力传输设备的制造过程中,常将其用于导电性要求较高零部件的制造。但是,铜及其合金材料在工业大气、海洋气候或潮湿的大气环境中很容易氧化发黑或产生铜绿,显著地降低了铜基电连接体搭接部位的导电性。在导电接触面上,日益增大的表面接触面电阻常常使搭接部位产生烧蚀,接触不良或开路,破坏了电力传输的系统平衡。为此,人们常在搭接部位镀银或镀锡以实现降低搭接面接触电阻的目的。

银是导电性略高于铜的贵金属(20℃时,银的电导率为6.06×lO7Sm-1),而且,其化学活性比铜低。因此,为了降低铜导体的表面电阻,常采用在铜表面镀银的方法改善搭接部位的导电性。然而,在工业大气、特别是在含有硫化物的潮湿大气环境中(温湿、多雨的夏季和秋季),镀银层表面很容易产生氧化膜或硫化膜(俗称“银变色”),使镀银层的表面电阻增加,电连接性能降低,镀银层的导电作用逐步丧失。为此,人们曾采用过各种各样的防镀银层变色处理技术。例如,用铬酸盐钝化处理镀银层,可延缓镀银层变色的速率。近年来,人们还采用了一类被称之为“分子薄膜保护剂(俗称:电子油)”的防银变色技术,即在镀银层表面涂抹“电子油”等防银变色保护剂。但是,“电子油”不仅价格昂贵,而且“电子油”也只能是减缓镀银层变色的速率,并不能从根本上改变镀银层会变色的本质。到目前为止,人们还没有找到一种既能防止银层变色,又不降低银层表面导电性的好方法。

其实,对于一些弹性触点(如继电器簧片的触点等),铜材表面镀厚银是必要的。镀厚银可以保证触点的有效接触次数,确保大电流接触器工作的可靠性。然而,随着微电子科技的迅速发展,大电流电子软开关的规模化使用,大电流接触器的使用越来越少。而对铜排这类靠螺栓紧固连接的汇流排而言,在其表面镀银并不是必需的。由于锡具有良好的导电性和抗变色性能,也可以用表面烫锡或表面镀锡的方法代替镀银以提高铜排电连接部位的导电性。

烫锡是一种最古老的在金属(主要是铜)表面上形成导电锡层的简单方法。将洁净的铜排浸入熔化的锡液中,可在铜排表面烫上较厚的镀锡层。由于烫锡层的厚度分布不均匀,很难保证汇流排电连接部位的有效接触面积与表观面积一致,从而降低了汇流排的导电能力。对于大型、异形、形状复杂零件的局部烫锡,常常存在施工难度大,甚至无法施工的问题。烫锡层厚度较厚(20微米以上),原料成本高。

与烫锡相比,镀锡可以保证电连接部位的有效面积。因此,电镀锡已是铜排表面导电改性的常用工艺。实际上,从节约生产成本的目的出发,可以只在铜排的搭接部位进行局部镀锡,而无需整体镀锡。

电刷镀锡是一种高效、快速、成本低廉、施工方便的局部镀锡方法,越来越多的电力、电器、电子企业开始使用电刷镀锡技术代替传统的烫锡、或整体镀锡工艺。

 

2. 铜材电刷镀锡

常规电刷镀锡技术简单易行,将强酸性硫酸亚锡电镀锡工艺进行改进即可成为电刷镀锡工艺。然而,用这类工艺刷镀锡,存在两大问题:1)镀液酸性太强,容易腐蚀基体金属和镀锡层。用于铜排刷镀锡时,需要在刷镀之前,对非镀部位进行遮蔽保护。2)硫酸亚锡的二价锡离子,在使用过程中容易氧化成四价锡离子,镀液容易混浊、失效。为了防止出现沉淀,需要进一步增加硫酸的含量,镀液腐蚀性进一步增强。由于在实际镀锡生产过程中,二价锡的氧化不可避免,因此,这类镀液不宜长期存放,而且可重复使用次数较少。

 

3. FJY全光亮电刷镀锡技术应用

与传统的酸性镀锡工艺不同,FJY系列全光亮电刷镀锡技术的镀锡液是中性溶液,镀锡液不会腐蚀铜基体和镀锡层,特别适合大面积、双面镀锡施工。镀液稳定性高,可长期重复使用,存放期两年以上。镀锡层镜面光亮,不变色。导电排镀锡工艺及简要说明如下:

一、标柱工艺:

铜抛光(用铜抛光液(中性环保)擦洗待镀表面,可省略),水洗,电净(可省略),水洗,镀锡,水洗,卫生纸擦干或压缩空气吹干。

对于表面洁净、光亮的铜排,可镀锡(中性白亮锡),水洗,卫生纸擦干或压缩空气吹干。

二、质量检验:

按照工艺规程施工,镀锡层表面呈镜面光泽,镀层与基体结合牢固。划痕检验不起皮,热震试验不鼓泡。对样件进行180°弯折,镀锡层不会起皮、剥落。

三、镀锡液选用原则:对于无特殊要求的用户,建议选用中性光亮锡镀液。

四、如果基材不是纯铜材料(如黄铜、钢铁等),为了保证镀锡层与基体的结合力,建议先镀底铜,然后在按铜上镀锡工艺刷镀锡。

五、铜抛光液(中性、环保)的作用:用铜抛光液可擦除铜(铜合金)表面的氧化膜(黑膜),无需机械抛光,即可恢复铜材表面原有的光洁度。关于铜抛光液作用的详细说明,可参阅《铜及其合金表面中性环保抛光技术及其应用》。

六、镀锡层放置过程中变色的可能原因

如果按推荐工艺流程刷镀锡,镀层应长期保持光亮。

如果刷镀锡时镀锡层光亮,但放置过程中镀锡层逐渐变色。可能原因:1)镀层表面不洁净(镀锡后没有水洗干净);2)镀锡后工件长期处在有污染的潮湿环境中。

 

4. 结论

首次在国内外研制成功了全光亮高稳定中性电刷镀锡技术,该技术不仅克服了当前国内外刷镀锡技术存在的环境污染、工艺复杂、生产成本高、抗变色能力差的问题,而且获得的镜面光亮的镀锡层。

部分铜及其合金电刷镀镜面锡实物照片如下:

 图片1.jpg    

 

图片2.jpg    


图片3.jpg


图片4.jpg

 

了解最新刷镀进展,请关注:

《中国刷镀网》(www.brush-plating.com.cn

公众号:FJY电刷镀

二维码(FJY电刷镀公众号,17-09-05).jpg

 

联系方式:

FJY刷镀技术工作室:西北工业大学创新科技大厦A705

地址:西安市友谊西路127号(邮政编码:710072

电话:02988893328 传真: 02988893328

手机:13991120876

联系人:费先生

电子邮件:jyfei@nwpu.edu.cn

微信号:feishixiangba

微信公众号:fjy电刷镀

 


返回