電子接插件選擇性電鍍電泳連線制程優(yōu)化及應(yīng)用

董昌林

（富士康科技集團富頂精密組件(深圳)有限公司，廣東 深圳 518110）

目前市售電子五金電泳涂裝產(chǎn)品多數(shù)為全電泳的單個和大件產(chǎn)品(見圖1)。筆者所在公司開發(fā)的手機連接器電子電鍍產(chǎn)品為連續(xù)型多個小件，都是選擇性電鍍電泳產(chǎn)品(見圖2)，要求電鍍區(qū)域能夠?qū)щ姡娪緟^(qū)域絕緣，對外觀也有一定的要求。

圖1 市售各類電泳產(chǎn)品Figure 1 Different kinds of electrocoated products on the market

圖2 各類選擇性電鍍電泳產(chǎn)品Figure 2 Selectively electroplated and electrocoated products

選擇性電鍍技術(shù)已比較成熟，但選擇性電泳還有待研究和改進。本文重點介紹封膠電泳、貼膠電泳、點鍍電泳、噴墨電泳和鐳雕電泳5種選擇性電泳制程，評估了它們的可行性，比較了它們的優(yōu)、劣勢，最終獲得較優(yōu)的選擇性電鍍電泳制程。

1 5種電子接插件選擇性電鍍電泳制程及其可行性

雖然每種制程的操作工序不同，但都包含了電泳、電鍍鎳和電鍍金，它們的配方和工藝參數(shù)都相同。

(1) 電泳：采用HQ電泳漆，由80%(體積分數(shù)，后同)去離子水、20%樹脂、10 mL/L黑色色漿和2 mL/L藍色色漿組成；電壓35 V，時間30 s。

(2) 電鍍鎳：采用羅門哈斯的氨基磺酸鎳體系鍍鎳藥水，電流1 A，時間20 s。接插件整體都要鍍鎳，因此采用浸鍍或滾鍍。

(3) 電鍍金：采用美泰樂2010電鍍金藥水，電流0.5 A，時間15 s。

1.1 封膠電泳電鍍

1.1.1 主要設(shè)備和材料

整流器(0 ~ 100 V)，不溶性陽極，2 L玻璃燒杯，吹風(fēng)機，烘烤箱，膠帶，藍膠水。

1.1.2 工藝流程

封膠(手動將膠帶貼于電泳區(qū)，后同)→導(dǎo)電區(qū)遮蔽(用普通毛筆刷涂藍膠水，后同)→烘干(80 °C ×3 min)→剝離膠帶→水洗(10 s，后同)→電泳→水洗→脫水(10 s)→烘干(150 °C × 30 min)→脫藍膠(含20%NaOH的異丙醇)→水洗→電鍍鎳→水洗→電鍍金→水洗→烘干(100 °C × 2 min)。

1.1.3 可行性分析

存在的問題：藍膠不易去除；藍膠脫除劑會破壞電泳層；先貼膠帶再涂藍膠，操作復(fù)雜；存在功能區(qū)外觀不一致的問題；藍膠厚度不均勻；電泳漆易滲到非電泳區(qū)。

結(jié)論：此方案不可行。

1.2 貼膠電泳電鍍

1.2.1 主要設(shè)備和材料

整流器(0 ~ 100 V)，不溶性陽極，2 L玻璃燒杯，吹風(fēng)機，烘烤箱，膠帶。

1.2.2 工藝流程

封膠→電泳→水洗→脫水→烘干(150 °C × 30 min)→剝離膠帶→水洗→電鍍鎳→水洗→電鍍金→水洗→烘干(100 °C × 2 min)。

1.2.3 可行性分析

存在的問題：封膠比較耗時，對功能區(qū)的選擇不夠精確，容易造成外觀不合格；封膠不適用于存在凹凸不平結(jié)構(gòu)的復(fù)雜立體工件；由于端子功能區(qū)與膠帶的接觸面積小，因此膠帶容易從端子上脫落，導(dǎo)致遮蔽失效，合格率降低。

結(jié)論：此方案不可行。

1.3 點鍍電泳

1.3.1 主要設(shè)備和材料

根據(jù)工件的形狀設(shè)計專用選鍍圓形治具和專用壓料皮帶進行電鍍和電泳。

1.3.2 工藝流程

除油(10 s，后同)→酸洗(5 s，后同)→水洗→電鍍鎳→水洗→點鍍金→水洗→點鍍電泳→脫水→烘干(150 °C × 30 min)。

1.3.3 可行性分析

存在的問題：電泳藥水較黏稠，流動性不如電鍍藥水，并且電泳藥水易風(fēng)干而粘在料帶、皮帶及點鍍輪上，造成遮蔽失效，產(chǎn)品鍍區(qū)選鍍不精準。

結(jié)論：此方案不可行。

1.4 噴墨電泳

噴墨電泳(或電鍍)是先對不需要電泳(電鍍)的特定區(qū)域噴墨絕緣，電泳(或電鍍)后再剝離噴墨層的工藝。

1.4.1 主要設(shè)備和材料

整流器(0 ~ 100 V)，不溶性陽極，2 L玻璃燒杯，吹風(fēng)機，烘烤箱。

1.4.2 工藝流程

除油→酸洗→水洗→電鍍鎳→水洗→噴墨[采用感光線路油墨LPR-900S，厚度(10 ± 2) nm]→固化(30 min)→電泳→脫水→烘干(150 °C × 20 min)→剝離油墨層(0.3% ~ 0.5% NaOH，溫度40 ~ 50 °C，時間50 s)→水洗→烘干(140 °C × 20 min)→脫水→除油→酸洗→水洗→電鍍金→后處理→烘干(100 °C × 10 min)。

1.4.3 可行性分析

問題：工序比較復(fù)雜，尤其是電泳和剝離油墨層之后各烘干1次，2次烘干所需溫度不同，理論上會造成油墨殘留，影響后續(xù)電鍍金層的結(jié)合力，降低產(chǎn)品合格率。經(jīng)過大量試驗驗證，將電泳后剝離油墨前的烘干工藝由原先的150 °C × 20 min改為140 °C × 15 min，后續(xù)油墨層仍可完全剝離，電鍍金層的結(jié)合力合格。

結(jié)論：此方案可行。

1.5 電泳鐳雕

電泳鐳雕是對產(chǎn)品整體電泳后通過鐳雕剝離電泳層，接著在剝離區(qū)域進行選擇性電鍍金。

1.5.1 主要設(shè)備和材料

整流器(0 ~ 100 V)，不溶性陽極，2 L玻璃燒杯，吹風(fēng)機，烘烤箱，激光鐳雕機(精度0.01 ~ 0.05 mm)。

1.5.2 工藝流程

除油→酸洗→水洗→電鍍鎳→水洗→烘干(150 °C × 20 min)→鐳雕→電泳→脫水→烘干(150 °C ×30 min)→水洗→電鍍金→水洗→烘干(100 °C × 2 min)。

1.5.3 可行性分析

電泳后鐳雕、再電鍍，可滿足產(chǎn)品外觀和性能要求。

結(jié)論：此方案可行。

綜上可知，噴墨電泳和鐳雕電泳都可用于對連接器進行選擇性電鍍電泳。

2 噴墨電泳和鐳雕電泳的對比

以某連接器為例，對噴墨電泳和鐳雕電泳的各項性能進行對比。

2.1 操作性和穩(wěn)定性

從表1可知，鐳雕電泳制程對精度的控制較好，制程較穩(wěn)定，合格率高，較適合大批量生產(chǎn)。

表1 噴墨電泳與鐳雕電泳的操作性和穩(wěn)定性對比Table 1 Comparison of operability and stability between ink-jetting/electrocoating process and radium carving/electrocoating process

2.2 效率

噴墨電泳處理單個工件的耗時為：0.197 s(鍍鎳) + 0.219 s(噴墨) + 0.394 s(電泳) + 0.328 s(退油墨) + 0.328 s(電鍍金)，共1.466 s。

鐳雕電泳處理單個工件的耗時為：0.394 s(鍍鎳) + 0.219 s(鐳雕) + 0.328 s(電鍍金)，共0.941 s。

可見噴墨電泳單個工件所需時間比鐳雕電泳長，因此鐳雕電泳的效率更高。

2.3 原料成本

噴墨電泳處理單個工件的原料成本為：0.048 5元(鍍鎳) + 0.054元(噴墨) + 0.097 1元(電泳) + 0.080 9元(退油墨) + 0.080 9元(電鍍金)，共0.361 4元。

鐳雕電泳處理單個工件的原料成本為：0.097元(鍍鎳) + 0.053 95元(鐳雕) + 0.080 9元(電鍍金)，共0.231 9元。

可見噴墨電泳的原料成本比鐳雕電泳高。

2.4 其他

由表2可知，鐳雕電泳在機臺產(chǎn)能、設(shè)備投資成本和用工三方面都優(yōu)于噴墨電泳。

表2 噴墨電泳和鐳雕電泳的產(chǎn)能及投資成本對比Table 2 Comparison of production capacity and investment cost between ink-jetting/electrocoating process and radium carving/electrocoating process

3 選擇性電鍍電泳制程的量化評估

從產(chǎn)能、外觀、成本、功能、制程難易程度對5種選擇性電鍍電泳制程進行評分，以量化評估它們的綜合性能，總分在25分以上則認為可行。由表3可知，噴墨電泳和鐳雕電泳都可行，但鐳雕電泳更佳。

表3 5種選擇性電鍍電泳制程綜合量化評比Table 3 Comprehensive quantitative evaluation of 5 kinds of selective electroplating/electrocoating processes

4 結(jié)語

綜合量化評估封膠電泳、貼膠電泳、點鍍電泳、噴墨電泳、鐳雕電泳5種選擇性電鍍電泳工藝之后，最終選擇將鐳雕電泳導(dǎo)入量產(chǎn)，產(chǎn)品外觀和功能均滿足客戶的要求，經(jīng)濟效益可觀。