電子接插件選擇性電鍍電泳連線制程優化及應用

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品多數為全電泳的單個和大件產品(見圖1)。筆者所在公司開發的手機連接器電子電鍍產品為連續型多個小件，都是選擇性電鍍電泳產品(見圖2)，要求電鍍區域能夠導電，電泳區域絕緣，對外觀也有一定的要求。

圖1 市售各類電泳產品Figure 1 Different kinds of electrocoated products on the market

圖2 各類選擇性電鍍電泳產品Figure 2 Selectively electroplated and electrocoated products

選擇性電鍍技術已比較成熟，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、劣勢，最終獲得較優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都相同。

(1) 電泳：采用HQ電泳漆，由80%(體積分數，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 主要設備和材料

整流器(0 ~ 100 V)，不溶性陽極，2 L玻璃燒杯，吹風機，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，后同)→導電區遮蔽(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，操作復雜；存在功能區外觀不一致的問題；藍膠厚度不均勻；電泳漆易滲到非電泳區。

結論：此方案不可行。

1.2 貼膠電泳電鍍

1.2.1 主要設備和材料

整流器(0 ~ 100 V)，不溶性陽極，2 L玻璃燒杯，吹風機，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構的復雜立體工件；由于端子功能區與膠帶的接觸面積小，因此膠帶容易從端子上脫落，導致遮蔽失效，合格率降低。

結論：此方案不可行。

1.3 點鍍電泳

1.3.1 主要設備和材料

根據工件的形狀設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，并且電泳藥水易風干而粘在料帶、皮帶及點鍍輪上，造成遮蔽失效，產品鍍區選鍍不精準。

結論：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 主要設備和材料

整流器(0 ~ 100 V)，不溶性陽極，2 L玻璃燒杯，吹風機，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，影響后續電鍍金層的結合力，降低產品合格率。經過大量試驗驗證，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，后續油墨層仍可完全剝離，電鍍金層的結合力合格。

結論：此方案可行。

1.5 電泳鐳雕

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

1.5.1 主要設備和材料

整流器(0 ~ 100 V)，不溶性陽極，2 L玻璃燒杯，吹風機，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，可滿足產品外觀和性能要求。

結論：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，制程較穩定，合格率高，較適合大批量生產。

表1 噴墨電泳與鐳雕電泳的操作性和穩定性對比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，鐳雕電泳在機臺產能、設備投資成本和用工三方面都優于噴墨電泳。

表2 噴墨電泳和鐳雕電泳的產能及投資成本對比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入量產，產品外觀和功能均滿足客戶的要求，經濟效益可觀。