伴随着电镀的高功能化,基于外观检测等工序的品质保障要求也越来越高。下面我们将列举影响产品品质及功能的代表性电镀不良种类,说明相应的现象及原因。
并介绍使用新型4K数码显微系统检测电镀不良的应用案例及课题解决案例。

电镀不良的种类、原因和观察评估的课题解决

电镀不良的分类、种类与原因

“电镀”常用于各类形状、素材(金属、塑料、陶瓷等)的表面处理。通过在材料表面覆盖必要的膜厚,不仅可达到装饰目的,还能对材料赋予包括耐磨损性、耐腐蚀性、耐热性、耐化学品性、电气传导性、润滑性、接着性、装饰性在内的各类功能。而另一方面,发生在各类工序中的电镀不良,也会对材料及产品的品质和特性造成极大的影响。
在以金属皮膜为材料进行被覆的电镀工艺中,代表性的电镀不良可分为3大类,相应的现象及原因如下所示。

密着不良:“剥落”、“起皮”

出于各类原因,导致镀层与基体表面的结合力低下,无法密着的现象。即使在电镀处理后没有立即发生密着不良,在后续的弯折加工中,由于基体与电镀层的柔软性不同,仍有可能发生“起皮”、“剥落”等现象。

异物附着不良:“麻点”

在湿式电镀中,镀层表面产生小颗粒凸起的现象。这是由于电镀浴中的固体浮游物(金属粒)进入了镀层。

未析出:“水渍”、“不均”、“凹痕”、“针孔”

外观不良中的“光泽不均”及“水渍”,多数是由于镀层表面局部“发暗”,抑或是环境等因素导致电镀面“变色”,失去原本的色调。造成这些现象的原因,包括素材表面的粗糙度不均、脱脂不足、成型工序中发生的不均等等。

左:凹痕 右:针孔(A. 电镀层 B. 素材)
左:凹痕 右:针孔
(A. 电镀层 B. 素材)

“凹痕”、“针孔”都是电镀层表面的凹状缺陷。因析出不良而产生的未达素材表面、可用肉眼观察的凹孔被称为“凹痕”,直达基材或基体层的细孔则被称为“针孔”。后者还有可能引发电镀层“起皮”、素材“腐蚀”之类的二次不良及缺陷。
要正确掌握此类不良的具体情况,不仅要借助二维照片,还要结合Z方向(膜厚、孔深)上的信息。

使用4K数码显微系统的电镀不良检测案例

电镀不仅能装饰材料表面,还能起到赋予功能的作用,因此,电镀不良不光会影响产品的外观品质,还会对产品的功能、性能、耐久性造成很大的影响。在近年来高功能电镀持续发展的背景下,市场对不良分析及可靠性评估的要求也越来越高。
但是,电镀层很薄且有光泽,多数电镀不良又都是微小的立体结构体。在用传统显微镜拍摄照片(二维图像),用测量仪进行检测的过程中,要切实确保品质,会面临各式各样的课题。

基恩士的高精细4K数码显微系统“VHX系列”采用高分辨率HR镜头、4K CMOS等先进技术,能用清晰的4K图像对电镀层的状态进行正确的观察及分析。
还能直接用放大图像进行二维尺寸/3D形状/轮廓测量等操作,用1台设备就能轻松快速地完成基于电镀不良检测的品质管理、品质保障工作。
下面将介绍使用“VHX系列”进行电镀不良检测的应用案例。

镀层的变色、腐蚀

用4K数码显微系统“VHX系列”观察并测量镀层的变色、腐蚀
经过电镀处理的连接器(200×)
经过电镀处理的连接器(200×)
经过电镀处理的连接器(1500×)
经过电镀处理的连接器(1500×)
3D形状、轮廓测量(1500×)
3D形状、轮廓测量(1500×)

镀层上的针孔

用4K数码显微系统“VHX系列”测量镀层上的针孔
获取针孔的放大图像与高度数据后,可进行3D形状及轮廓测量
获取针孔的放大图像与高度数据后,可进行3D形状及轮廓测量

镀层剥落

用4K数码显微系统“VHX系列”检测细微的镀层剥落
使用高分辨率4K图像,可实现高倍率观察与次微米级的测量
使用高分辨率4K图像,可实现高倍率观察与次微米级的测量
内窥镜部件镀层剥落的高倍率观察
内窥镜部件镀层剥落的高倍率观察

镀层裂纹

用4K数码显微系统“VHX系列”进行裂纹的HDR拍摄
普通
普通
HDR、深度合成图像
HDR、深度合成图像
用“HDR功能”和“深度合成”创建全幅对焦的高灰度级、高对比度图像

麻点(异物附着)的分析

用4K数码显微系统“VHX系列”分析麻点(异物附着)
麻点产生处的异物高倍率观察与次微米级的二维尺寸测量
麻点产生处的异物高倍率观察与次微米级的二维尺寸测量

电镀膜厚的测量(树脂包埋样本)

用4K数码显微系统“VHX系列”测量电镀膜厚
树脂包埋后的镀层截面高倍率观察与次微米级的膜厚测量
树脂包埋后的镀层截面高倍率观察与次微米级的膜厚测量

用4K数码显微系统解决电镀检测课题的案例

电镀面放大观察、不良分析、各类计算/测量的难度都很高,在使用传统显微镜及测量仪进行外观检测的过程中,会面临各式各样的课题。
下面将介绍使用基恩士的新型4K数码显微系统“VHX系列”,解决电镀检测课题的具体案例。

高倍率观察也能清晰呈现镀层表面

传统课题:使用显微镜时

在对镀层表面进行高倍率观察时,凹凸会给对焦操作造成困难,增加作业工时。由于分辨率不足,可能还会出现无法正确评估的情况。

引进4K数码显微系统“VHX系列”后

利用高分辨率HR镜头与4K CMOS,在高倍率观察中也能实现大景深。不会受到镀层表面凹凸的影响,可进行全幅对焦的高倍率清晰观察。

用4K数码显微系统“VHX系列”观察镀层表面
镀金表面(1000×)
镀金表面(1000×)

实现全幅对焦图像与自由变焦

传统课题:使用显微镜时

使用的倍率越高,越难对凹凸不平的目标物进行全幅对焦,观察起来耗时也更长。切换倍率还需要更换、管理镜头,往往会让放大观察的操作更加繁琐,费时费力。

引进4K数码显微系统“VHX系列”后

利用“实时深度合成”功能,对于凹凸不平的目标物也能瞬间拍摄到全幅对焦的清晰图像。不仅能节省过去用于调焦的时间,还能借助整体图像观察,实现更高效的分析评估。

用4K数码显微系统“VHX系列”的深度合成观察镀层
传统显微镜
传统显微镜
“VHX系列”深度合成
“VHX系列”深度合成

还配备了高分辨率HR镜头与电动镜头转换器,无需更换镜头,就能实现20至6000倍的“无缝缩放”。
可根据倍率自动转换镜头并完成调焦,实现快速放大。能够整合记录已拍摄的图像和镜头、倍率信息,高效开展数据管理。

A. 高分辨率HR镜头 B. 电动镜头转换器
  1. A. 高分辨率HR镜头
  2. B. 电动镜头转换器

可以直接用放大观察图像测量3D形状和轮廓

传统课题:使用显微镜时

由于无法掌握Z轴(高度、深度)的情况,不能识别或测量立体结构的不良。还要换用其他支持三维测量的测量仪,面临检测工序与作业工时增加的课题。

引进4K数码显微系统“VHX系列”后

利用丰富的菜单功能,可以通过简单操作进行3D形状及轮廓测量。
这样一来,就能针对异物或凹陷、凹痕或针孔实施定量评估。“VHX系列”仅用1台设备,就能高效完成从放大观察到2D/3D测量的一系列操作。

用4K数码显微系统“VHX系列”观察镀层表面
镀层表面麻点的3D形状、轮廓测量
镀层表面麻点的3D形状、轮廓测量

基于自动面积测量的评估定量化

传统课题:使用显微镜时

依靠肉眼计数结晶,无法进行定量评估。测量时还要换用其他专用测量仪和软件,面临检测工序与工时增加的课题。

引进4K数码显微系统“VHX系列”后

利用自动测量功能,可轻松实现指定范围内的面积测量及结晶粒度、颗粒计数。还能通过简单操作,完成包括二值化处理、测量结果一览显示、柱状图绘制、报告创建在内的一系列工作。

用4K数码显微系统“VHX系列”进行自动面积测量
镀层腐蚀量测量(150×)
镀层腐蚀量测量(150×)
结晶(100×)
结晶(100×)
二值化处理(测量结果一览、柱状图)
二值化处理(测量结果一览、柱状图)

通过切换照明,高效开展镀层表面的外观评估

传统课题:使用显微镜时

在边更改照明条件边观察镀层表面时,无法在实时对比不同照明条件下图像的同时开展分析评估。还很难快速再现与以往相同的照明条件。

引进4K数码显微系统“VHX系列”后

利用能够瞬间获取各类照明条件下图像的“全方位多功能照明”功能,对于性状会随照明条件而变的电镀面,也能实现高效的分析与评估。
还能排列显示不同照明条件下的图像,通过综合判断,实现流畅的分析评估。

用4K数码显微系统“VHX系列”进行不同照明条件下的外观对比
A. 同轴落射 B. 环状照明 C. 同轴侧射 D. MIX光
  1. A. 同轴落射
  2. B. 环状照明
  3. C. 同轴侧射
  4. D. MIX光

用1台设备就能实现电镀检测及评估的高度化、合理化

高精细4K数码显微系统“VHX系列”能够利用清晰的4K图像,让传统显微镜难以进行的电镀不良观察、分析及定量评估大幅实现高效化。还能用1台设备,无缝实现过去被视作不可能的2D/3D测量、二值化测量及报告创建。

除了上文中介绍的功能外,“VHX系列”还配备了许多便捷功能。
如需了解“VHX系列”的详情,欢迎点击下列按钮,下载查阅产品目录或随时咨询。