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      電子接插件選擇性電鍍電泳連線制程優(yōu)化及應(yīng)用

      2022-05-06 04:56:32董昌林
      電鍍與涂飾 2022年7期
      關(guān)鍵詞:鍍金鍍鎳制程

      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。

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