镍腐蚀改善方向

ME工程试验报告

主题:沉金板镍腐蚀的影响因数与编号： A-IG-05-002 改善方法（一） 类别：新物料 新工艺 新设备 制程改善 √ 制程能力评估或提升 编制 孙国庆

初审 审核 日期 一、 目的

镍腐蚀是指发生在化学镍金的化镍、沉金过程中发生的金对镍的攻击过度造成局部位置或整体位置镍腐蚀的现象，严重者则导致“黑PAD”的出现，严重影响PCB的可靠性。报告通过评估镍腐蚀影响的因数，提出相应的改善方法，改善流程的稳定性。

二、 镍腐蚀影响因数评估

1、 影响因数分析

经过分析，镍腐蚀根据流程可以分为两大类，一是化学镍的影响，一是浸金的影响，具体如下： 1）化学镍中的影响因数

一般的情况下，产生镍腐蚀主要由于镍磷合金层中磷的含量偏低，使得整个磷镍合金层在后面的浸金过程中抗腐蚀能力偏低，最终在浸金时产生镍腐蚀。第二种情况是镍缸中有杂质的污染，使得镍磷合金层发生变化导致抗腐蚀能力下降，比如有机污染（绿油后烘不良析出）、硝酸根离子等。 ①、磷含量的影响

我司使用的是ATO的化学镍金药水，磷含量的控制范围控制在7－10％，当磷含量低于7％时，相对说镍腐蚀产生的机会就会较大。一般情况下，当镍磷合金的沉积

铜基体镀镍/金层变色机理分析及改善途径

张勇强1，陈阳2

（1. 四川华丰企业集团有限公司，2. 西南科技大学 四川 绵阳621000）

摘要：本文对发生电连接器镀金接触体表面的红（黑）斑点现象进行了描述，结合的微观分析手段，对电化学腐蚀原理和铜合金基体镀镍镀金产品大气腐蚀失效的机理，从化学热力学和化学动力学两个层面进行了分析和验证；对大气腐蚀表现与镀金层厚度的非线性关系进行了探讨，从内生变量（内因）和环境变量（外因）改善入手，寻求解决该类问题的思路及具体方法，以减少大气腐蚀引起的不必要损失。

关键词：镀金层变色；红斑；黑斑；电化学腐蚀；能谱仪；电解质；湿度；腐蚀动力学

1. 引言

每年4~10月，电连接器的镀金插针、金手指类表面在中国南方地区可能会发现氧化变色点，变色点为小至针尖、大至小米粒的大小不等的红棕色至红黑色斑，呈离散分布。而存放在其他地区的同批次电镀零件，包括无包装的、因机械缺陷胡乱废弃在废品堆中的零件可能发生的变色比例极低。腐蚀样件如下图1所示。

图2 Cu/Ep.Ni1.3Au1.3镀件的腐蚀斑点

图1产生腐蚀斑的Cu/Ep.Ni1.3Au0.80产品

另外，在加速腐蚀试验和模拟大气腐蚀试验，以及客户投诉变色的统计

化学镍和电镀镍区别 Prepared on 24 November 2020

化学镀镍与电镀镍层性能比较

化学镀镍是通过自身的催化作用，也称为无电镀镍，电镀镍通过基体之间的电位差靠外界放电来进行，成本基本来说没有太大的差别！

电镀镍主要用作防护装饰性镀层。它广泛用于汽车、自行车、钟表、医疗器械、仪器仪表和日用五金等方面。借电化学作用，在黑色金属或有色金属制件表面上沉积一层镍的方法。可用作表面镀层，但主要用于镀铬打底，防止腐蚀，增加耐磨性、光泽和美观。广泛应用于机器、仪器、仪表、医疗器械、家庭用具等制造工业。化学镀镍层是极为均匀的，只要镀液能浸泡得到，溶质交换充分，镀层就会非常均匀，几乎可以达到仿形的效果。电镀镍无法对一些形状复杂的工件进行全表面施镀，但化学镀可以对任何形状工件施镀。高磷的化学镀镍层为非晶态，镀层表面没有任何晶体间隙，而电镀层为典型的晶态镀，电镀因为有外加的电流，所以镀速要比化学镀快得多，同等厚度的镀层电镀要比化学镀提前完成。化学镀层的结合力要普遍高于电镀层。化学镀由于大部分使用食品级的添加剂，不使用诸如氰化物等有害物质，所以化学镀比电镀要环保一些。化学镀目前

化学镍和电镀镍区别 Prepared on 24 November 2020

化学镀镍与电镀镍层性能比较

化学镀镍是通过自身的催化作用，也称为无电镀镍，电镀镍通过基体之间的电位差靠外界放电来进行，成本基本来说没有太大的差别！

电镀镍主要用作防护装饰性镀层。它广泛用于汽车、自行车、钟表、医疗器械、仪器仪表和日用五金等方面。借电化学作用，在黑色金属或有色金属制件表面上沉积一层镍的方法。可用作表面镀层，但主要用于镀铬打底，防止腐蚀，增加耐磨性、光泽和美观。广泛应用于机器、仪器、仪表、医疗器械、家庭用具等制造工业。化学镀镍层是极为均匀的，只要镀液能浸泡得到，溶质交换充分，镀层就会非常均匀，几乎可以达到仿形的效果。电镀镍无法对一些形状复杂的工件进行全表面施镀，但化学镀可以对任何形状工件施镀。高磷的化学镀镍层为非晶态，镀层表面没有任何晶体间隙，而电镀层为典型的晶态镀，电镀因为有外加的电流，所以镀速要比化学镀快得多，同等厚度的镀层电镀要比化学镀提前完成。化学镀层的结合力要普遍高于电镀层。化学镀由于大部分使用食品级的添加剂，不使用诸如氰化物等有害物质，所以化学镀比电镀要环保一些。化学镀目前

印尼镍矿销售购买合同

合同号： HKTH2011003

此合同由买卖双方于2011年9月9日通过电邮或传真签订：

卖方 ：PT MAZMUR MINING

邮箱：mazmur_2@yahoo.com

买方 ：天滙香港集團有限公司

地址 ：香港九龍尖沙咀柯士甸道122號麗斯中心十二樓B室

鉴于买方同意购买卖方同意出售印尼镍矿以以下条款内容：

Article 1 – DEFINITIONS 释义：

In this Agreement, unless the content otherwise stated, the following appendix will have the following meanings:

此协议中除非另行规定，按照以下释义：

a) “Both Parties” means both the Seller and the Buyer.

双方指卖方和买方

b) “%” means

第一部分 腐蚀原理

一、 均匀腐蚀速度

1-1. 根据表1-1中所列数据分别计算碳钢和铝两种材料在试验介质中的失重腐蚀速度V- 和年腐蚀深度Vp，并进行比较，说明两种腐蚀速度表示方法的差别。

表1-1 碳钢和铝在硝酸中的腐蚀试验数据 试 验 介 质 试样材料 矩形薄板试样尺寸(mm) 腐蚀前重W0(g) 浸泡时间t (hr) 腐蚀后重W1(g) 30% HNO3，25?C 碳 钢 20?40?3 18.7153 45 18.6739 铝 30?40?5 16.1820 45 16.1347 1-2. 奥氏体不锈钢和铝是硝酸工业中使用很多的材料。根据表1-2中的数据，分别计算不锈钢和铝在两种硝酸溶液中的腐蚀速度Vp，并分析所得结果，比较两种材料的耐蚀性能。

表1-2 不锈钢和铝在硝酸中的腐蚀试验数据 试验介质 试样材料 圆形薄板试样尺寸(mm) 腐蚀前重W0(g) 浸泡时间t (tr) 腐蚀后重W1(g) 20%HNO3, 25?C 不锈钢 ?30?4 22.3367 400 22.2743 铝 ?40?5 16.9646 20 16.9151 98%H

第一部分 腐蚀原理

一、 均匀腐蚀速度

1-1. 根据表1-1中所列数据分别计算碳钢和铝两种材料在试验介质中的失重腐蚀速度V- 和年腐蚀深度Vp，并进行比较，说明两种腐蚀速度表示方法的差别。

表1-1 碳钢和铝在硝酸中的腐蚀试验数据 试 验 介 质 试样材料 矩形薄板试样尺寸(mm) 腐蚀前重W0(g) 浸泡时间t (hr) 腐蚀后重W1(g) 30% HNO3，25?C 碳 钢 20?40?3 18.7153 45 18.6739 铝 30?40?5 16.1820 45 16.1347 1-2. 奥氏体不锈钢和铝是硝酸工业中使用很多的材料。根据表1-2中的数据，分别计算不锈钢和铝在两种硝酸溶液中的腐蚀速度Vp，并分析所得结果，比较两种材料的耐蚀性能。

表1-2 不锈钢和铝在硝酸中的腐蚀试验数据 试验介质 试样材料 圆形薄板试样尺寸(mm) 腐蚀前重W0(g) 浸泡时间t (tr) 腐蚀后重W1(g) 20%HNO3, 25?C 不锈钢 ?30?4 22.3367 400 22.2743 铝 ?40?5 16.9646 20 16.9151 98%H

应力腐蚀和晶间腐蚀的区别

在不锈钢的问题上经常提到应力腐蚀和晶间腐蚀，他们的腐蚀到底有什么不同呢？如何区分呢？

1、晶间腐蚀

晶粒间界是结晶方向不同的晶粒间紊乱错合的界域，因而，它们是金属中各溶质元素偏析或金属化合物沉淀析出的有利区域。在某些腐蚀介质中，晶粒间可能先行被腐蚀。这种沿着材料晶粒间界先行发生腐蚀，使晶粒之间丧失结合力的局部破坏现象，称为晶间腐蚀。特点是金属的外形尺寸几乎不变，大多数仍保持金属光泽，但金属的强度和延性下降，冷弯后表面出现裂缝，失去金属声，作断面金相检查时，可发现晶界或毗邻区域发生局部腐蚀，甚至晶粒脱落，腐蚀沿晶界发展推进较为均匀。 2、应力腐蚀

金属材料在应力（拉应力）和腐蚀介质的联合作用下，经过一定时间后出现低于材料强度极限的脆性开裂现象，致使金属材料失效，这种现象称为应力腐蚀开裂。特点是出现腐蚀裂缝甚至断裂，裂缝的起源点往往在点腐蚀小孔或腐蚀小

坑的底部；裂缝扩展有沿晶间、穿晶粒和混合型三种，主裂缝通常垂直于应力方向，多半有分枝；裂缝端部尖锐，裂缝内壁及金属外表面的腐蚀程度通常很轻微，裂缝端部的扩张速度很快，断口具有脆性断裂的特征。

首先，试验方法不同，晶间腐蚀试验采用硫酸和硫酸铜，加热温度650

1.何谓化学腐蚀、电化学腐蚀？

2．详细推导V、VL和ia的关系，并标出推导过程中各符号的单位？

?

※<习题二>

3.名词解释：平衡电极电位、交换电流密度、非平衡电极电位、混合电位、共轭体系。

4.什么 是腐蚀原电池，它与干电池工作原理有何区别与联系，它是如何工作的？ 5. 计算Cu电极在0.1mol/LCuSO4和5 mol/LCuSO4溶液之间构成的浓差电池电动势（忽略其液接电位）。

6.请绘制Fe-H 2O体系的电位-pH图。

?

※<习题三>

7.什么是零电荷电位，它与自腐蚀电位是否有区别？ 8.电化学极化控制下决定腐蚀速率的主要因素是什么？

9.试画出由电化学控制的阳极极化曲线，请写出当阳极过电位大于120mV后的动力学方程。

10.试画出浓度极化控制的阴极极化曲线，并标出极限电流密度，指出极限电流密度的意义。

11.腐蚀电池分类的依据是什么？有哪些类型的腐蚀电池，产生的原因是什么？ 12.试用混合电位理论讨论Fe3+对铁在酸中腐蚀行为的影响。 13.试画出阴极和电阻混合控制的Evans图。

?

※<习题四>

14.析氢腐蚀有哪些特征？影响析氢过电位的因素有哪些？ 15.什么是吸氧腐蚀？影响因素有哪些？

?

※<习题五>

16.金属的自钝化

什么是改善

改善的相关解释：

1、使原来的状况变得好些。例：工作条件有了很大改善。

2、部分地、在某种程度上提到较好、较高水帄。例：改善工作环境。 3、工作上的改善，并不是思考新鲜的大规模的创新，而是只要在每日的工作中发现浪费时间、材料、异样部品(物品)、困难作业事项，努力设法消除这些，做到提高质量，节约费用，缩短时间的动作。

改善要脚踏实地，一步一个脚印，并一定要做到持续不断的改善。 4、改善（Kaizen）：工程控制术语。取自日本语，KAI表示变化之意，ZEN表示良好之意，此词的通俗含义为对公司的所有领域进行不断地改进，不仅仅是质量。

影响改善成功的因素

影响改善成功的因素有很多，制定一个有效的规划是重中之重，广泛吸纳整个组织和组织之外的各类人的意见和建议（其他工厂，顾客，供应商），相互交流制定出一个具体的，可实施可衡量的绩效目标，并不断调整改进的努力方向和效果。

从长远看，各部门不同角度而产生的分歧看法对改善是有利的，毕竟改善想要的是集众人的智慧，而不是个别人的主意。不要在改善上花很多钱，利用团队的智慧――第一反应就是不要买东西；在改善的过程中要摒弃传统的观念，跳出思维僵局。永远积极一点