电镀基础详解

光铬
检查、测试、包装
脱挂
2 工艺说明
► (1)
除油 除油是通过乳化反应、皂化反映 以及溶剂溶解等原理除去工件表面的各种 有机、无机油污等.除油包括有机溶剂除油、 化学除油、电化学除油、超声波除油等.在 塑料电镀中经常用到的是超声波化学除油. ► 加温和搅拌都会加速油滴进入溶液，加快 除油速度，提高除油效率，所以一般化学 除油工艺要求采用较高的温度措施，也有 用超声波来加快除油过程的。
pH
温度
8.0-8.5
35±2℃
►
►
►
►
►
① pH的变化对化学镍的反应速度以及槽液的正常使用寿 命很重要.pH太低,溶液反应速度减慢甚至不反应,导致不均 匀沉积或漏镀现象的发生.pH过高,反应速度加快,沉积加速， 容易产生麻点,严重时因自分解减少溶液使用寿命甚至报 废. ② 温度也是影响反应速度最重要的影响因素之一.所以保 持溶液温度均匀相当重要,保持用过滤机连续过滤有利于 溶液成分和温度的均匀. ③ 次亚磷酸钠是还原剂;硫酸镍是主盐.他们的浓度高低 对溶液的反应速度以及使用寿命的影响也很大.所以必须 定期分析含量以保持成分含量的稳定性. ④ 柠檬酸钠的作用是通过络合作用,减少溶液中游离的镍 离子浓度,并通过络合平衡原理,及时补充溶液中消耗的镍 离子,以保持反应速度的稳定性. ⑤ 氯化铵 是缓冲剂.它通过水解平衡,保持溶液中PH,特 别是反应过程中反应界面附近PH的稳定,以免因局部PH变 化引发自分解的产生.
►
►
(6) 解胶 是利用氢离子或者氢氧根离子的水解作用,露出具有 催化活性的金属钯.常的解胶溶液按成分分为:硫酸型、盐酸型 和氢氧化钠型.解胶过度或不足均有可能造成漏镀，所以要严 格控制解胶液浓度，温度和解胶时间． （７）化学镍 化学镍是利用金属钯的催化作用，促使化学 镍里边的次钠与镍离子发生氧化还原反应，镍离子被还原为 金属镍原子沉积在具有催化活性的工件表面．常用的化学镍 配方为： 七水硫酸镍 次亚磷酸钠 氯化铵 柠檬酸钠 28-32克／升 13-15克／升 35-40克／升 40-50克／升
(2) 整面亲水
► 主要成分：有机溶剂和表面活性剂
整面剂中的表面活性剂组分可以定向均匀地 排列在胶件的表面，使表面可以与粗化液充 分均匀地接触，从而提高粗化的效率和均匀 性；同时整面剂中的有机溶剂可以起到消除 胶件中部分残余应力的作用。 粗化均匀和应力减小都会增加镀层的结合度。
► (3)
►
粗化
目的：一方面使塑料制件表面具有微观粗槽，从而增 大了镀层与塑料的接触面，以增加它和金属的粘接力； 另一方面使塑料制件表面具有亲水性，以便制件表面 进行均匀吸附。 ► 粗化的种类有①机械粗化②化学粗化③有机溶剂粗 化.其中化学粗化使用最为广泛,几乎95%以上的塑胶 电镀都采用化学粗化.化学粗化溶液从成分含量上分 为高硫型和高铬型粗化.由于高铬型粗化液适用范围 更广,所以运用相当广泛.粗化的好坏对镀层结合力的 影响非常大.所以要严格控制好各种参数以及成分含 量.一般高铬酐型粗化液硫酸控制在380-420g/L,铬酐 控制在400-440g/L.在生产过程中,会有三价铬的生成, 当三价铬浓度增加到50g/L以后溶液的粗化速度就相 当慢,很难达到较好的粗化效果,所以在生产中应当严 格的控制三价铬的含量.一般在生产中三价铬的含量 不应该超过30g/L.
► (4)
中和 中和是去除工件表面或者深凹处 残留的六价铬,以免造成工件漏镀或污染后 续槽液.
主要成分：盐酸3－5％ 水合肼0.02－0.03% ► 健康危害 毒性：属高毒类 侵入途径：吸入、食入、经皮吸收。 遇明火、高热可燃
►
(5) 胶体钯活化 通过粗化后的表面,经过此溶液 时,表面微观凹位就会沉积上没有活性的胶态钯.这 种胶态钯中具有催化活性的金属钯,被锡离子胶体 包围着.要使胶态钯得到活性,应将工件放在含有氢 离子或者氢氧根离子的溶液中,浸渍数秒到一分钟, 以露出活性钯.胶体钯活化液很稳定,维护使用方便, 对ABS塑料零件可以提高结合力,但是配制麻烦,一 次性成本高.胶体钯活化液在使用过程中,由于二价 锡的消耗及氧化,易造成溶液分层或失去活性,故应 严格控制钯和二价锡的含量.一般控制钯浓度在 40PPM左右,控制锡离子在2.5g/L左右.胶体钯活化 液温度太低不利于沉钯;温度太高,二价锡容易氧化, 使溶液失去活性.一般使用温度控制在18-24℃.
第二章 塑胶电镀件的主要性能
塑胶电镀件的主要性能是指塑料与金属的结合力，塑料 电镀件的机械强度，耐热性能,抗蚀性能，生产性能等五 个方面 (1)结合力 结合力的大小与塑料本身的物料,化学性能有关, 不同种类的塑料与金属镀层之间的结合力相差很大.目前 用装饰性塑料电镀件,主要是ABS塑料,其次是改性聚丙乙 烯和聚丙烯. (2)抗蚀性能 塑料电镀件因镀层组合以及镀层厚度的不同, 其抗蚀性能有很大差别.塑料电镀件的抗蚀性之所以比具 有同样镀层的金属件高,是因为塑料电镀件的腐蚀不同于 金属件的腐蚀.首先,塑料电镀件是按照阳极保护机理腐 蚀的,前者因铜镀层完全被腐蚀,导致铜镀层溶解,镀层完 全脱落.因此,对于要求抗蚀性能很高的塑料电镀件,应采 用双层镍或多层镍体系.其次,塑料与金属镀层不可能形 成腐蚀电池,即使出现腐蚀,也不可能向深度延伸,只作横 向扩展 .
► 什么是塑胶电镀
► 塑胶电镀的特点
塑胶电镀就是通过电沉 积的方式在塑胶表面镀 一层或多层金属镀层， 给予工件美丽的外观或 特定的功能要求。(本 书所讲的是ABS塑胶电 镀)
塑胶件电镀后，既保持 了制品重量轻，耐蚀性 好的特点，与赋予了美 丽的外观，好的导电性， 耐磨性等
电镀后的产品 电镀前的胶件
► (9)酸铜是指酸性硫酸盐镀铜,由于其镀层光亮性,柔
韧性,延展性,导电性等都很优良,而且它适合于做很 多种镀种的中间镀层,所以酸铜电镀界中运用非常广 泛.在塑胶电镀中,酸铜的作用也非常重要.由于其光 泽性好,整平性和深镀能力都非常好,所以塑胶电镀 利用酸铜来得到全光亮的镀层. ► 酸铜的主要成分含量如下:
1
(3)耐热性 塑料电镀的耐热性主要取决于塑料本身 的耐热能力,以及金属镀层的结合力.其次,它与金 属镀层的耐热性能有关.不同种类的塑料,其耐热 性能各不相同.任何一种塑料电镀后,其耐热性能 将在不同程度上有所提高. (4)机械强度 塑料电镀件的机械强度与塑料的种类 密切相关,一般情况下,塑料件电镀后,其钢性均有 所提高. (5) 生产性能 金属件的制作,一般要经过冲压、车、 钳、刨、磨等复杂的机械加工工序.而塑料件只 需要成型,其生产效率比金属件快10倍以上,可节 省大量的机械加工工时及机械加工设备.另外,塑 料密度小,比金属件成型省力、方便.
2 影响金属与塑料结合力力的主要因素
(1)塑料种类 为了保证镀层与塑料基体的结合力,在选 择塑料时应当考虑:塑料的尺寸稳定性好,塑料表面 的硬度要适中,抗拉强度不得小于2000N/cm2,塑料 热变形温度越高越好,选择适当的合成工艺,塑料成 型性好,以保证材料的均匀性,采用具有良好电镀性 能的电镀级塑料等等； (2) 塑料电镀件的造型设计 塑料电镀件的造型设计 应尽量养活锐边尖角及锯齿形,不宜有盲孔,尽量减 少伸凹突出部位,应有足够的壁厚,尽量减少大面积 的平直表面,不宜采用长方形V形槽.若塑料电镀件 需要罗纹时,应采用米制粗罗纹,孔深大于罗纹30%, 还应该设计足够的装挂位置,应易于脱摸等等；
第三章 塑胶电镀工艺
►1
பைடு நூலகம்
工艺流程
⑴电镀前处理 除油/除腊→整面、亲水→粗化→中和→胶体钯活化→ 解胶→化学镍
⑵电镀处理 焦磷酸盐镀铜→硫酸盐型全光亮镀铜→半光亮镍→光 亮镍 → 封口镍→光铬
上挂
除油 解胶
光铜I
亲水 钯水 光铜II 封口镍
粗化I、II 中和 半光镍 光镍 包装
化学镍
焦铜 烘干 下挂
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章
塑胶电镀基本概述 塑胶电镀件的主要性能 塑胶电镀工艺 电镀工作条件的影响 电镀液的维护
第一章 塑胶电镀基本概述
► 什么是电镀？ ► 电镀的分类：
电镀又称为电沉积，是 ► 1、按基体种类可分为 一种电化学过程，也是 五金电镀和非金属电 一种氧化还原过程。电 镀 镀的基本过程是指将零 件浸在金属盐的溶液中 ► 2、按镀层的用途可分 为：防护性镀层、防 作为阴极，与阳极构成 回路，接通直流电源后， 护-装饰性镀层、功能 性镀层 使溶液中的金属离子沉 积到阴极镀件表面上形 我司属于塑胶电镀和 成镀层 防护-装饰性镀层
塑胶电镀与金属电镀相比，有许多优越性
（1）重量轻 塑料的密度为0.9-2.2g/cm3，最轻的 塑料是聚丙烯，密度为0.9-0.91g/cm3，比水还轻。 （2）耐蚀性好 塑料本身耐蚀性能比金属强，电 镀后仍然比金属强 （3） 易成型 塑料件易成型，一般形状的零件生 产速度比金属快10倍以上，生产装饰性塑料电镀 件，只要模具的表面粗糙度适宜，成型的塑料件就 可获得光滑的平面，电镀前无需抛光即可获得高装 饰性外观。
硫酸铜 硫酸 氯离子 温度 光亮剂 180-220克／升 68-72克／升 60-100PPM 25±1℃ 适量
►
► ►
► ►
①在酸铜电镀中,硫酸铜是主盐,一般控制在180-220克／升 之间,含量太低,电流效率降低,上限电流密度值减小;含量太 高,易结晶,结晶粗糙,整平性降低. ②硫酸起导电的作用,含量太低容易产生麻点毛刺.含量太 高影响镀层光亮度. ③氯离子含量很低,但是,在酸性光亮镀铜液中是必不可少 的成分之一,含量太低镀层的填平减弱,易产生麻点,出现条 纹;过高,影响镀层光亮度和填平性. ④温度太低,容易结晶,高电流密度区易烧焦;过高,影响低电 流区光亮度,光剂消耗分解加快. ⑤酸铜光剂一般分为MU、A、B以及湿润剂.开缸剂MU,光 亮剂载体,能够起到细化晶粒,增加整平性的作用.如果MU 不够,填平减弱,出现细麻砂状.MU太高,整体光剂的含量随 之增加,光剂消耗量增加.A、B分别是走位剂和主光剂.A主 要起整平作用以及低区光亮作用B主要起细 化晶粒增加镀 层光泽度,以及提高上限电流密度的作用.有些光剂,含有一 定的湿润剂,一般都是在工件压水位出现麻纱针孔时使用.
►
(8) 焦磷酸盐镀铜 化学镍层很薄,如果直接进入酸铜缸,容 易因为酸铜缸的电流密度大而导致挂具位化学镍层不能够 承受大电流而击穿,导致导电不良.焦铜的电流密度很小,工 件经过小电流预镀一层铜,不仅可以增加工件表面金属层的 导电性,而且可以增加一定的底层镀层厚度.生产中控制:
要严格控制各成分含量在范围内，否则就会使镀层烧焦发 红粗糙等不良现象出现．为了避免阳极泥引起麻点等现象， 阳极钛篮一定要用2-3层阳极袋装好，并伴随着5μ以下的 棉芯连续过滤．要增加极限电流密度上限值，给予连续的 空气搅拌也是必须的．
(3) 模具的设计与制造 在设计塑料电镀件摸具时,应当考虑 到电镀的各项要求,例如上挂位,电流分布等.还应考虑到 在成型过程中,使模具温度在一定范围内,即应当设计适 当的冷却系统； (4) 成型工艺 塑料件电镀过程中,内应力的造成对镀层结合 力影响很大.塑料件的成型工艺主要包括注塑机的选择、 成型树脂熔化温度、注射压力、速度、模具温度、脱模 等； (5) 塑料零件的表面预处理 塑料表面预处理工序是指主要 有化学粗化、敏化、活化、 化学镀等,这些工序对结合 力的影响都很大,特别是化学粗化,是镀前处理的关键工 序； (6) 镀层厚度 镀层的结合力与它的结构有关,其原因有两个 方面:第一,不同厚度的镀层所具有的应力大小不同.第二, 镀层结构不同,镀层与塑料的热膨胀系数不同,镀层的韧 性也不同.
⑧ 化学镀镍溶液自然分解现象： A.气体析出速度加快，产生大量气泡 ，呈沸腾状； B.镀层成黑色，镀件及容壁上开始生成粗糙的黑色镀层，同时 镀液中产生许多形状不规则的黑(深灰）色粒状沉积物； C.分解过程中，其颜色不断变淡，可嗅到强烈的氨气味，当镀 液变成绿色时不再析出气泡，氨气味减弱，化学镀液也完全分 解。 ⑨ 如何防止镀液分解及分解时的挽救措施： A.不得直接加入固态的化学药品，加料时必须打开过滤机，以 防局部浓度过高； B.化学镀必须注意装载量，过高或过低都会造成镀液分解；过 低镀层粗燥； C.在使用过程中防止镀液被铬酸、硫化物等杂质污染，这些杂 质可毒化化学镍催化，致使镀液沉积速度降低甚至失效； D.当镀液发生分解时，不要惊慌，要及时向镀液中添加大量冷 水或稀硫酸