金属怎么会不导电?

发布日期:2016-07-26

  一、前言

  镀纯锡做为蚀刻的抗蚀镀层在线路板的传统工艺中已经得到广泛的应用,锆篮因为比镀铜缸用的钛篮耐酸的腐蚀性强很多而被广泛用于镀纯锡的承载纯锡球的阳极载体,经过线路板多年来的变革发展,此工艺在行业中也不断得到完善,做高精密细线路板已不再是什么难题。大家在镀纯锡工艺中也曾遇到各式各样,形形色色的问题,在各位行业同仁不屈不饶的努力下,已经总结出各种问题的成熟的针对性处理方法。然而,在10月份我司一客户端出现锡缸电流不稳定,打不上高电流的现象,就是行业中极少遇到的一个个案,该客户的镀锡电流正常时要打到300-400A之间, 但打到接近200A时锡缸整流器就跳挚,导致生产不能正常进行,经常要返电锡的问题,困扰了客户,同时也困扰了我们相关的技术人员。以致在盲目中更换锡缸,造成浪费,而未能有效的解决问题,最终通过将锆篮喷砂才将问题得以彻底的解决,也使问题的原因慢慢浮出水面。

  二、锡缸电流异常(不稳定,整流器跳挚)的可能原因分析

  槽液使用时间过长,受污染

  三、原因排查

  根据上述鱼骨图分析,归纳多种可能造成锡缸电流异常的多项原因,并通过对现场全面检查,确定了重点排查项目,上述鱼骨图中的蓝色字体部分为重点排查项目,逐一排查。

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  通过上述跟进内容及处理结果,证实出导致电流异常的原因为锆篮导电异常所致。但是锆篮为金属材质,怎么就不导电了呢?

  为查清问题原因,使疑团能彻底揭开,在理论上找到合理的依据,从电镀的原理上进行分析,使问题的本来面目得以展现,并坚定了该问题的解决方法是对的,有效的。

  四、电镀原理分析

      电镀过程中的电压和电流的关系, 假设电阻是恒定的, 电压和电流的关系是线性的。U=IR (U为电压,I为电流, R为整个电镀电路的总电阻)

      

  U

  

      从电流、电压和电阻的关系进行研究,从另外一个角度来看,有以下关系:

  R=U/I

  在直流电镀中,当电阻不变时,电压与电流成正比,我们的镀纯锡工艺属于直流电镀,也就是说整个电镀电路的电阻变大时,随着电流的增大,所需要的电压会增大, 当电压接近额定电压时,电流会不稳定;当电阻太大,电压超过额定电压时,出于整流器自身的保护设定,整流器会跳挚,电流就打不上去了。

  在排查原因的过程中,发现在电流不稳定或往上打电流的时候,会出现电压升高的情况,即电压会达到整流器的额定电压。整流器额定电压5V,额定电流800A。在电流打到200A时,电压会达到5V。电压达到额定电压后不再上升,电流也不再上升,即我们所见的打不上电流现象。

  再根据上式关系转换I=U/R

  当电压升高,而电流不变,说明在整个直流电镀的过程中,电阻在增大。而电阻的增大才导致往上打电流时电压接近或超过额定电压,开始了电流不稳定,并且达到额定电压时,电流不再上升,即不能满足所需要的电流。

  五、拨云见日

  通过前面的排查和上面的理论支持,已经很明确地知道是因为锆篮问题导致锆蓝与锡球之间的接触不良,导致电阻增大,但到底锆篮出了什么问题呢,为什么金属锆篮还会出现导电不良的问题呢?为了揭开这个谜底,我们将喷砂前的锆篮和喷砂后的锆篮取样做SEM分析,检查锆篮表面的状况。

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  从喷砂前的图片看,该锆蓝表面显得比较光滑,说明锆蓝在酸性的锡槽镀液环境中使用较长时间后,形成了一层致密的氧化膜,发生了所谓的钝化,致使锆蓝的接触电阻增大,所以导致了与锡球的接触不良。经过喷砂,表面的氧化膜被处理掉,表面也变得粗糙,恢复了锆材的良好的导电性,与锡球的接触,电阻恢复到正常。

  六. 总结 

  锆篮是电镀纯锡的重要组成部分,需与客户一起对锆蓝做定期检查,通过整流器电压与电流的变化,了解锆蓝表面电阻的变化,了解其是否形成了氧化膜或者钝化膜,从而确认是否需要喷砂,去除其表面的氧化膜。

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