电镀挂具的设计制作与质量

挂具沙孔图
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1,挂具框的分布面积大小必须按照如下尺寸设计 挂具框的分布面积大小必须按照如下尺寸设计： 挂具框的分布面积大小必须按照如下尺寸设计
a, 确保镀件与槽底间距200mm以上； b,镀件最高点距液面50mm 以上，镀液面与槽沿间距100~200mm； c,镀件左右两侧距槽边距离50~100mm。
2,主杆材料的大小的选择由导电和支撑强度决定，对于导 主杆材料的大小的选择由导电和支撑强度决定， 主杆材料的大小的选择由导电和支撑强度决定 电来讲,按预估产品排布情况计算分布电流 按预估产品排布情况计算分布电流， 电来讲 按预估产品排布情况计算分布电流，按最大电流容 计算， 量3A/mm2计算，得出最小导电横切面积。再参考强度问 计算 得出最小导电横切面积。 题确定实际材料的大小。 题确定实际材料的大小。 3，产品在挂具主杆框内的排布原则： ，产品在挂具主杆框内的排布原则：
第二节 挂具的设计
一，材料选择 一》挂具的吊钩、提杆、主杆和支杆的材 料选择需根据实际需要确定，需参考参数： 1 1，挂具通电电流 2，挂具强度 3，挂具经济性
1，通电电流 ，
最大通电电流的计算方法：设定使用该挂具的产品表面积为S（包括分摊水口面积），产 品出模穴数为n，设计挂具的挂位数为N，电镀过程中最大电流密度工序的电流密度为D（一般 取镀铬电流密度数据），则有
第三节 挂具的制作
一》挂具的制作流程 挂具制作的流程包括： 设计 材料 打孔 折弯/冲压 螺丝固定 检测各点接 触情况 批胶 烘烤 拨胶 检查 使用 目前在我们集团内，在天津、无锡工厂均有自己的挂具制作部门。
第四节 挂具的品质控制
一》外观控制
导电铜：不应许有裂纹、凹缺、导电横切面突变等现象。 绝缘外层：不可以有开裂、沙眼、粗糙、凹坑等现象。 挂钩：露出端与批胶结合致密，挂钩钢线表面光滑无毛刺，挂钩深浅形状 一致，以避免因结构变化而导致导电差异。
不锈钢材导电性能不是很好，在选择材料时显得非常关键，对于钢线来 讲，通电电流不宜大于1A/mm2。当大于1时，与主框一样，同样会带来因电 流过大刚线发热的负面影响。 注：现阶段挂钩设计的一个误区：
1， 先分析附图
从图上我们可以看出：都是四个钩状的挂钩，他们的排布方式不一样，左边一组 是四个挂钩固定在主框的一个点上，而右边一组是分两个点分开固定的。分析可知， 右边的挂钩使用时掰动钢线，固定点承受的力矩小、固定点附近的钢线在力的方向上 的位移小。这一点非常关键，可以大大延长挂具的使用寿命。
挂具的构成： 挂具的构成 挂具的大小取决于电镀槽体的空间和镀件的大 小，但是挂具的结构基本都包括吊钩、提杆、主杆、支杆、 挂钩和外层绝缘橡胶层。 吊钩是挂具与极棒的链接结构，担负着固定挂具和导通 吊钩 电流的重要任务，需与极棒有良好的接触和固定，同时需要 具有良好的导电性能。 提杆是用于人工提拿挂具的握手杆，需具备一定的强度， 提杆 在使用时需高于液面便于提拿。 主杆是固定支杆的主框架，主杆负责导接来自挂钩的电 主杆 流并输送到各支杆以及支撑支杆和产品，需具备良好的导电 性和强度。 支杆是均匀分布产品的骨架，比主杆略小，与主干的作 支杆 用相近。 挂钩是连接于支架上，用于固定产品的结构部分。挂钩 挂钩 的形状各异，主要根据产品的结构而定。挂钩一般需要具有 较好的弹性、良好的导电性和较强的抗腐蚀性。 绝缘胶覆盖于吊钩、提杆、支杆、挂钩表面，保护金属 绝缘胶 材料免受腐蚀，有效延长挂具的使用寿命，同时避免金属溶 入镀液，使镀液遭到污染。
2，挂具强度 ，
挂具固定产品后会产生一定的重量，因此，挂具的整体结构必须具 备一定的强度和支撑能力，紫铜是相对较软的材料，黄铜次之，铁的强 度比较高。因此提高强度的方法主要有： 1）选择强度较高的材料，在满足导电的情况下可考虑强度较高的金属 材料。 2）材料淬火，淬火后的金属材料由于晶体结构发生了变化，或处于非 晶态结构，使得该材料强度大大增加，电阻变化不大。 3）选用异型结构，L、U或工字型的结构的材料比扁材可以有效的提高 工 挂具的支撑强度。
A最大=0.8×S×n×N×D × × × ×
挂具挂钩、提杆、主杆和支杆通常选用的材料有紫铜、黄铜、铁等。不同的的材料对通过电 流的大小要求不同：
材料
紫铜 黄铜 铁
电导率
100% 28% 17%
电流容量
1.7A/mm2 0.33A/mm2 0.22A/mm2
备注
扁材 扁材 扁材
根据最大电流状况选择不同部位材料，一般情况挂钩和主杆通过电流较大选择紫铜材料， 支杆处于支路通过电流相对较小可考虑黄铜或紫铜，提杆一般不承担导电任务可考虑选用其它 材料。具体情况需经过详细计算后确定，需考虑挂具重量、体积等因素影响。
二》功能控制
挂具挂钩：确保与生产线通电臂良好的结合并稳定。 各连接点：确保连接紧密，测量挂具挂钩到每个产品挂钩间的电阻 ，控 制到一定的范围，以确保挂具各点间的电位差异小。（由于时间关系，该数 据我没有足够的时间去测试并统计控制范围参数，该课题交给研发部去完成） 产品挂钩：形状结构统一，外部结构合理，不许有凹孔等易藏入药水的 结构，弹动部分角度统一，在弹性范围内弹力统一。
3，经济参数 ，
不同材料的市场价格不同，有些相差很大，在满足导电、强度的情 况下尽可能考虑更廉价的材料。合理的材料选择可以让挂具的成本大大 降低。
注意： 注意： 对于紫铜材质的挂具，各支路的导电电 流不宜大于3A/mm2，当电流大于该数据时， 通电各点将产生大量的热量，带来的不良结 果是：
1，镀液局部受热超出使用温度，镀层出现不良 现象。 2，挂具发热，电阻增大，挂具上各点间电位差 异增大，从而导致最终镀层厚度差异增大。 3，电阻增大，电能损耗加大。
三》支杆的设计 支杆的设计原则与主杆一样。
主 杆
挂 钩
支 杆
四》挂钩
挂钩的结构有很多种，设计主要参考材料的导电性能、产品的结构、产品 对挂具刚性的要求、产品的固定方法等信息。 由于固定产品一般需要挂钩具有较高的刚性、弹性和抗腐蚀性，同时需要 挂钩需要较好的导电性，目前多采用304或316不锈钢线或板材制作。挂钩的 形状各异，大多数挂钩设计成四线钩状，依靠四向向外的弹力固定产品，如 附图：
2，挂钩的选材 ， 电镀挂具的挂钩一般选择黄铜或紫铜材质，具体选择取决于电流大小， a，测量单臂产品的电镀面积。 b，计算单臂产品的最大通电电流.
S吊钩横切面积=0.8×S×n×N×D最大电镀电流密度/D挂具材质最大通电电流密度 × × × ×
挂具材质最大通电电流密度
注意：挂钩材料的尺寸一般厚度不宜超过5mm,宽度不一超过35mm。 二》提杆的设计 提杆主要用于人工操作时提拿挂具用，对于导电没有特殊要求，因此 提杆的设计主要考虑操作方便，不易变形，对镀液无污染。 提杆一般选用铁或者铝合金材质，位置一般高于液面50mm左右，尺 寸设计参考强度足够、方便握手等条件。 三》主杆的设计 主杆的设计非常关键，在电镀时主杆全部浸入镀液中，因此主杆的大 小、导电、电场屏蔽、强度、抗腐蚀性等都是非常关键的。 主杆框的设计纵向排布优于横向排布，纵向排布结构如附图，该结 构更有利于将来自挂钩的电流均匀的分布到排在在挂具上的产品。
a,挂具两侧都挂产品时，考虑产品错开排布； b,两个零件之间的间距应小于产品与阳极之间的距离； c,两个零件之间的间距设计取决于产品的深度，一般取深度的1.5-2倍，同 时不能小于10mm，以避免产品上挂时相互碰撞损坏； d,产品上表面必须低于液面50mm； e,在产量足够的情况下尽量设计专用挂具，以满足特殊的产品形状需要
电镀挂具的设计制作与质量检测
主讲：唐 海
目
一，概论 1）挂具的分类 2）挂具的结构 二，挂具的设计 1）挂具材料的选择 2）主体框架的设计 2）固定产品之挂钩设计 三，挂具制作 挂具的制作流程 四，挂具的品质管控 1）外观品质控制 2）功能品质控制
录
第一节 概 述
挂具是电镀工艺中常用一种治具 治具，是固定产品完成电镀工艺的载 治具 载 导体，因此挂具 体，也是传输电流使产品在镀液中完成镀覆的关键导体 导体 在电镀工艺中的关键作用是导电、支撑和固定产品。挂具的结构、 材料因产品的结构而异，合理的挂具设计是保证产品质量、提高生 产效率和降低挂具成本的重要因素。 挂具一般分为挂镀挂具和滚镀挂具两种。滚镀用挂具多为吊篮或 滚筒结构，常用于五金电镀，如螺丝等对外观要求不高的产品，该 类挂具在我们集团内无使用需求，接下来我们将着重讨论挂度挂具。 挂镀挂具有专用挂具和通用挂具之分。专用挂具是根据产品独特 的形状结构设计的挂具，设计结构需有利于降低产品表面的电位差 异，使复杂结构的产品表面能得到相对均匀的镀层；通用挂具整体 的排布设计较均匀，适用于产品结构简单，厚度较低，镀层要求不 高的产品。
对于导电来讲，材料表面积越大越有利于 导电；相同横截面积且通相同大小电流的情 况下：柱材电阻大于扁材。
二，结构设计
一》吊钩设计
1，挂钩的形状设计 ，
挂钩设计多采用“η” 形状，悬臂一般情况横截面积属于矩形， “η” 形状的挂钩钩内加入 弹片，可有效的固定挂具和增大挂钩与悬臂的接触面积，导电良好。由于挂具与悬臂一直 处于运动状态，为了确保挂具与悬臂间的良好接触，通常我们采用附加一个夹子，用螺丝 锁紧。
五，挂具胶
挂具胶是包裹于挂具金属外层的橡胶层，其主要性能如下： 1，耐热，在常规的电镀液和烘干环境中，绝缘层不软化、气泡或开裂； 2，绝缘， 在电镀的任何使用环境中，绝缘性能保持良好； 3，稳定的物理和化学性，在电镀使用的环境中，绝缘层不出现溶解、脱落以 及其它的物理变化。 4，机械强度高，表面结合力好。 市场上常用的绝缘材料有过氯乙烯清漆和聚氯乙烯糊状塑料漆，两种材料 均有许多相关的资料介绍，在此不在累述。目前我们使用的挂具是采用的后 者。
部分挂钩使用在较大产品的固定上，目前国内多采用增加挂 钩数量来克服导电面积过小的问题。在欧美他们一般采用在挂具 主框上固定一刚性的钢条，从上端引入一弹片，以达到夹紧的Baidu Nhomakorabea 果。由于刚性效果好，对于易变形的产品优越性凸显，缺点是挂 具体较重，不易搬迁。 挂钩的设计因产品而异，总结起来需考虑的因素主要有： 挂钩的设计因产品而异，总结起来需考虑的因素主要有：导 电能力、与产品接触面积、固定产品、易清洗（ 电能力、与产品接触面积、固定产品、易清洗（不带药水使交叉 污染）、使用寿命等。 ）、使用寿命等 污染）、使用寿命等。