振动电镀在国内电镀行业应用状况和发展前景

沈 涪

(国营华丰企业集团公司，四川绵阳 621000)

振动电镀在国内电镀行业应用状况和发展前景

沈 涪

(国营华丰企业集团公司，四川绵阳 621000)

随着电子元件小型化发展的趋势，振动电镀这一新兴的电镀方式在国内电子电镀行业越来越受到重视。对振动电镀几种类型设备的特点进行了对比，同时将在使用该类设备时容易出现的质量故障作了分析，并提出了目前国内开始普及应用的振动电镀、滚镀混合生产线在使用时应引起注意的问题，以便于实现振动电镀方式在电镀生产上的合理运用。

振动电镀;振动源;滚镀

引 言

振动电镀作为一项电镀新技术自20世纪80年代末期被引进国内后，经过20多年的发展，目前已在电子电镀行业中大量运用，特别是在众多接插件电镀加工厂几乎达到普及的程度［1-2］。振动电镀工艺在国内最早是用在接插件接触体镀金方面，镀种比较单一，近年来由于电子零件的小型化，特别是带有盲孔、小孔的镀件因为振动电镀的镀层质量优势，镀种的应用范围不断壮大。其设备也由初期的单机电镀类型发展到一线多机电镀类型，并进一步发展到近几年的在一条电镀生产线上可实现滚镀、挂镀、振动镀的通用电镀类型。

本文将目前在电子电镀行业中使用的几种振动电镀生产线其性能进行了对比，同时针对在振动电镀使用过程中容易出现的一些问题进行了分析，并对该项电镀技术的的未来发展情况作了预测。

1 目前国内使用的振动电镀生产线类型

目前在国内应用的振动电镀生产线无论是自动线还是手动线大致可以分为单机振动镀生产线、多机振动镀生产线和滚、振镀混合生产线三种类型。

1.1 单机生产线

单机生产线是指仅有一套振动电镀设备的电镀线。其中振动源在振筛下，这种类型的自动线就跟全自动洗衣机相似，设备的电镀和清洗以及其他处理工序都在一个槽子里进行［3］。国外使用这种类型的较多，国内最早引进的一台振动电镀设备就是这种类型(见图1)。

图1 单机全自动振动电镀线

另一种单机生产线是振动源在振筛上面，这两部分组合成一个整体俗称振镀机头，电镀时振镀机头从生产线的前工序依次进入下一工序至到所有工序结束。该类型主要应用于单镀种镀件电镀或小型电镀工艺试验线(见图2)。

图2 小型振镀工艺试验线

1.2 多机生产线

该生产线具有振动源在电镀槽上和槽下两种类型。振动源在工作槽上这种生产线中，一条生产线上装有二到三台甚至更多的振动机头，当第一台振动机头完毕一个工序后，第二台、第三台可依次接着进行这道工序(见图3)。

图3 振动源在上方的多机振动电镀设备

振动源在工作槽下的生产线则每道工序的处理槽下面都装有振动源，可由吊车带动多个振筛同时进行多道工序的工作(见图4)。

图4 振动源在下方的多机振动电镀设备

1.3 滚、振镀混合电镀生产线

图5 滚、振镀混合电镀生产线

滚、振镀混合生产线(见图5)就是在同一条线上既可以实现滚镀，又可以实现振动镀的电镀生产线。该类型生产线可以将原有滚镀生产线经过适当改造增加一个或几个振动机头来完成。但是要想使两种电镀方式都能良好应用，最好还是根据镀件的形状以及生产量大小重新设计新的电镀生产线，因为这种新的电镀线毕竟不是传统意义上的两种电镀生产线的组合体。

2 各类振动电镀生产线特点对比

目前国内应用的振镀线其特点见表1。

表1 各种振镀线特点对比

3 使用振动电镀容易出现的问题

3.1 镀件装载质量不正确

当采用振动电镀方式时，如果出现了同一槽镀件抽样检查时镀层厚度不均匀的现象，一般是因为镀件装载质量过大造成。由于镀件在振筛中装得过多，在电镀过程中表层镀件和底层镀件位置交换频率较低，致使同槽镀件的金属沉积速度不一致，所以就出现了厚度差异。在使用小直径振筛镀细长镀件时，镀件的装载质量较不容易掌握，装载质量稍大一点，镀件容易在振筛内的舌片处挤成一团，装载质量偏小时镀件容易出现镀层两头厚度明显高于中部的现象［4］。

如果件装载质量过小，还会出现振动时镀件走动不连续，部分镀件原地跳动造成镀层结合力不良［5］。

正确的做法是以振动时镀件能覆盖住振筛最上面一颗导电钉为装载质量下限，以不振动时盖住振筛最上面一颗导电钉上面的镀件厚度不超过大约10cm为装载质量上限。

3.2 振动频率与振幅调节不合适

早期的振动电镀设备其振动频率和振幅可以分开调节，近年来绝大部分振镀设备其振动频率和振幅是结合在一起，采用一只电位器通过调节振动电流大小来实现振动调节。当镀件装入振筛后只有振动调节合适镀件走动才符合要求。如调节不好镀件会走动过快或过慢，走动过快会对镀层结合力产生影响;走动过慢镀件在振筛内位置交换困难，会出现镀层分布不均匀现象。

对于电镀薄镀层的镀件，镀件走动过快会导致其尖锐和棱角部位镀层结合力不良或局部无镀层。

振动调节最好是装好镀件后在清水槽中进行，这样镀件在振筛内的走动情况可以看得比较清楚。振动调节良好的状态是目视整个振筛内镀件好像是后面推着前面连成一片整体向前移动，不会出现部分镀件窜动或原地跳动现象。

振镀时调节好振动后，当振筛提出镀液时镀件会跟振筛在镀液中走动速度不一致，这是正常现象。特别是对于相对密度差异较大的溶液，预先调节好的镀件走动情况会在振筛进入溶液中发生明显变化(例如在电镀镍时镀件走动速度会比在电镀金时减慢)，如不及时调节会影响镀层质量。

3.3 选择的电镀工艺搭配不恰当

在振动电镀的所有工序过程中，镀件会在振筛内互相挤磨最终产生类似振光的效果。对于形状复杂的镀件和带有台阶的镀件在镀后会出现表面镀层亮度不均匀现象，特别是在振镀锡和振镀银这种软镀层时，如果选择的是非光亮电镀工艺，出现的亮度差异会更明显。

所以，在采用振镀方式电镀锡和电镀银这种软镀层时，其电镀工艺应选择光亮电镀工艺。如果用户不需要光亮镀层，那么就只有放弃振镀方式改为滚镀方式好了。

4 振动电镀技术发展前景

随着电子产品小型化发展趋势，电子元件只会更加快速向小型化发展，一些薄型片状和带小孔、深孔的镀件也会越来越多。对于这些种类镀件的电镀加工，振动电镀有着明显的优势［6］。目前，滚、振镀生产线的出现使得这两种电镀技术的优势能充分体现，在电镀小型散件镀件时，人们更加愿意采用这种生产线来进行电镀加工。所以，振动电镀这门加工技术应该有良好的发展前景。对于目前开始普及的振、滚镀混合生产线大家在使用时，有以下几点需要引起注意。

4.1 设备结构与传统滚镀的差异

传统滚镀的镀槽工作部位通常是长方形，因为一般卧式滚筒的长度都远大于直径，特别是使用细长型滚筒的镀槽，其挂放阳极的阳极棒就形成了两个长边。但是为了便于使用圆形振筛，使镀件在振镀过程中电力线的分布大体一致，镀槽工作部位应设计为正方形，同时在四条边的大体等距离位置上都挂上阳极筐。

另外，滚镀时镀槽液位的控制是以滚筒要露出一小部分在液面上来设计的，以利于滚镀过程中滚筒中的气体顺利排出［7］。如果不改动原来的滚筒支座直接用于振镀，那么振筛上面的液位深度较浅，阳极电力线会被振筛壁遮挡影响镀层沉积效率。

要避免出现振镀时电力线被遮挡现象，必须确保振镀时振筛上沿离液面的深度至少不能低于100mm。

另外还必须确认，生产线上提供滚筒转动的电源其电压应和振镀机振动源所需的电压一致，同时电源功率应比生产线上使用滚筒和振镀机总数占用功率总和要大且留有余量。否则当同时使用滚镀和振镀方式时，会出现滚筒转动而振筛无振动现象或振筛间歇振动现象。

4.2 镀层的分布状态

由于振镀时振筛内的镀件是绕中轴作圆周运动，对于条形镀件(例如接插件中的针状接触体)在旋转的离心力作用下其端部始终是斜向朝着阳极，所以镀层分布两端厚度要远大于中间部位。对于细长镀件这种差异会更加明显，通过同种镀件比较采用滚镀方式要比振镀方式出现这种厚度差异要小，所以对于用户有中间点部位镀层厚度要求的镀件应优先选择滚镀。

4.3 镀件内孔镀层质量要求

振镀的优势之一是电镀小孔、深孔镀件时，镀件孔内外溶液的交换和孔内气泡的消除比较及时。电镀时溶液浓差极化不明显，所以对于孔径小于1mm的镀件采用振镀是最佳选择。但是当孔直径大于1mm时，滚镀的深镀能力要大于振镀，特别是采用喷液装置的滚筒见图6，这种优势会更明显［8］。

图6 采用喷液装置的滚筒

4.4 镀件形状的影响

当电镀小型薄片状镀件时，采用滚镀方式容易出现镀件粘贴现象，所以这种镀件在电镀加工时以往一般是采用加入陪镀件混合电镀的方法。如果采用振镀，镀件互相粘贴的现象可以避免。但是，由于镀件互相的挤磨作用，片状镀件的中间部位镀层厚度跟边缘部位差异会相当明显，所以为了保证小型薄片状镀件镀层质量，即使是采用振镀方式最好也要加入一定量的陪镀件。

对于象那些易于漂浮在液面上的镀件(例如电器上的保险丝管两端的镀镍或镀银薄铜管)，在采用振镀时，振筛每次入槽时总会有一部分镀件漂浮在液面，这部分镀件既无法实现带电入槽，又无法接受入槽时的冲击电流，导致最终出现镀层质量隐患，甚至还会掉入镀槽污染镀液。为了减少这些现象发生，最好采用滚镀方式电镀。

5 结束语

振动电镀技术在国内的发展顺应了电子产品从大型化向小型化发展的趋势。振动电镀设备从最早的单机振镀类型发展到目前的滚、振混合电镀生产线，是两种电镀技术在散件电镀的使用过程中通过人们的认识产生的一种较佳的组合。也使大家在选择电镀方式时把其当作一种散件电镀的互补方式，两种电镀技术通过滚、振混合电镀生产线相得益彰。但是随着科学技术的发展，电镀技术也应该随着制造加工技术不断改进。希望国内的广大电镀同行在使用振动电镀这项工艺技术时，充分认识到其优势和工艺局限性，扬长避短，共同促进振动电镀技术的发展。

［1］张立根，振动镀［J］.电镀与精饰，1992，14(13):48.

［2］向荣.振动电镀技术及其发展前景［J］.电镀与精饰，2001，23(6):11-13.

［3］沈涪.振动电镀设备类型简介［J］.电镀与精饰，2002(1):23-26.

［4］沈涪.接插件镀金层常见质量问题分析［J］.涂料涂装与电镀，2005(3):35-37.

［5］沈涪.接插件电镀技术［M］.北京:国防工业出版社，2007:102-113.

［6］候进，候庆军.振动电镀及其在电子工业中的应用［J］.电镀与精饰，2002，24(4):18-21.

［7］侯进.滚镀工艺技术与应用［M］.北京:化学工业出版社，2010:302-305.

［8］沈涪.解决小孔、深孔接触件孔内电镀质量问题的基本方法［J］.电镀与涂饰，2007(3):24-28.

Application Status and Developmental Prospect of Vibration Electroplating in Domestic Electroplating Industry

SHEN Fu
(Huafeng Enterprise Group Co.，Mianyang 621000，China)

With the miniaturization of electronic components，vibration electroplating techniques become more and more important in the domestic electroplating industry.In this paper，several types of vibration electroplating apparatus were introduced and compared，and the possible quality problems of these apparatus were analyzed.Some precautions about the combination use of vibration and barrel plating in the production line were given so as to realize the proper application of vibration electroplating technique in domestic electroplating industry.

vibration electroplating;vibration apparatus;barrel plating

TQ153.19

B

1001-3849(2011)08-0026-05

2011-04-18

2011-05-11