电镀工艺

LCP TPO
一.电镀基本概念
完全粗化处理之ABS表面 （SEM﹐5000x）
一.电镀基本概念
Rinsing: Concept 水 洗 ﹕ 步骤
Dragout v = 0,2l/Βιβλιοθήκη Baidu2
Dragout v = 0,4l/m2
Reducer 还原剂
Rinsing Cascade 水洗过程
Etch 粗化
3.3电铸 electroforming 通过电解使金属沉积在铸模上制造或复制金属制品（能将铸模和金属沉积物分开） 的过程。这种处理方式是我们在要求最后的制件有特殊表面效果如清晰明显的抛光 与蚀纹分隔线或特殊的锐角等情况下使用，一般采用铜材质作一个部件的形状后， 通过电镀的工艺手段将合金沉积在其表面上，通常沉积厚度达到几十毫米，之后将 形腔切开，分别镶拼到模具的形腔中，注射塑件，通过这样处理的制件在棱角和几 个面的界限上会有特殊的效果，满足设计的需要，通常我们看到好多电镀后高光和 蚀纹电镀效果界限分明的塑胶件质量要求较高的通常都采用这样的手段作设计。如 下图所见的棱角分明的按键板在制造上采用电铸工艺的话，会达到良好的外观效果。
Copper 铜 [μg/dm2]
culres00
一.电镀基本概念
在完成铜槽步骤后﹐电镀中金属扩散的简单模拟图
钯簇由铜或铜离子相交联构成. 在电镀的过程中﹐铜离子将被还原成铜
.
一.电镀基本概念
3.常见的电镀方式 3.1化学镀（自催化镀） autocalytic plating 湿法工艺 在经活化处理的基体表面上，镀液中金属离子被催化还原形成金属镀层的过程。这 是在我们的工艺过程中大多都要涉及到的一个工艺工程，通过这样的过程才能进行后 期电镀等处理，多作为塑件的前处理过程。 3.2电镀 electroplating 湿法工艺 利用电解在制件表面形成均匀、致密、结合良好的金属或合金沉积层的过程，这种工 艺过程比较烦杂，但是其具有很多优点，例如沉积的金属类型较多，可以得到的颜色 多样，相比类同工艺较而言价格比较低廉。 表面金属化镀层组合 化学镀铜 化学镀镍 电镀铜 电镀镍 电镀
(Spray Rinses have twice dilution factor)
R = C0/Cn = [Q/V]n Cn = C0 * [V/Q]n
2 kg CrO3 = 100m2 etched ABS = 5500Ah = 230A in 24h
一.电镀基本概念
Bayblend (25cm2)粗化率及电镀后之金属面所产生的黏附 力﹒
电镀工艺
目
录
一.电镀基本概念 二.常见电镀效果介绍 三.常见电镀之应用 四.电镀件常见要求 五.电镀件测试 六.电镀工艺
一.电镀基本概念
1.电镀的定义 电镀就是利用电解的方式使金属或合金沉积在工件表面，以形成均匀、致密、结合 力良好的金属层的过程，就叫电镀。简单的理解，是物理和化学的变化或结合。 电镀工艺的应用我们一般作以下几个用途： a．防腐蚀 b．防护装饰 c．抗磨损 d．电性能：根据零件工作要求，提供导电或绝缘性能的镀层
三.常见电镀之应用
3.家用产品 Family Expenses
三.常见电镀之应用
4.3C产品
四.电镀件常见要求
1.素材选择 最好采用电镀级ABS塑胶如图所示其丁二烯 含量15%~16%密着强度最好 采用70%~95%PC+ABS材料要请供应商提 供防火材料%、PC%、等相关资料 塑胶电镀原料应完全干燥(含水率0.1%以下) 塑胶电镀原料尽量避免染色 塑胶电镀原料UL认证
一.电镀基本概念
2.塑胶电镀的原理
Chromo sulfuric Acid Etch 铬酸＋硫酸 粗化 Swell and Etch 粗化
Colloidal Catalyst 胶状催化剂
Ionic Catalyst Lonic催化剂
Conductive Surface 传送面
Electroless Metall Deposition 无电镀金属沉淀
Futuron
Cleaner (Option) 清洁剂（任选） CrO3-Etch 粗化 Reducer 还原剂 PreDip 预浸 Coll. Pd – Catalyst 离子催化剂 CuLink 铜槽
Noviganth PA
Cleaner (Option) 清洁剂（任选） Swell + Etch 粗化 Conditioner 调解剂
一.电镀基本概念
如图所示，电镀后常见的镀层主要为铜、镍、铬三种金属沉积层，在理想条件下， 各层常见的厚度如图所示，总体厚度为0.02mm左右，但在我们的实际生产中，由 于基材的原因和表面质量的原因通常厚度会做的比这个值大许多
铬 镍 铜
塑胶基体
8－12μm 6－8μm 0.12-0.3μm
一.电镀基本概念
一.电镀基本概念
电镀件作业流程
产品机构设 计
模具设计制 造
塑胶射出
印刷/喷漆
电镀作业
防镀作业 (电镀厂)
半成品组装作业
系统厂组装
包装出货
一.电镀基本概念
塑胶电镀工艺过程
前处 理作 业
塑材入料检验
塑材上挂架
脱脂作业
粗化(蚀刻)作业
中和作业
化学镍作业
电镀 作业
加速作业
光泽铬-电 镀作业
活化作业
活化作业
ABS + PC
PPO
PP PA
Noryl PN235
Codyx 4019G Durethan BM240 Minlon 73M40 Ultramid B3M6 IXEF Vectra RD P98119
General Electrics
RTP Bayer AG DuPont BASF Solvay Hoechst AG Solvay
化学镍沉淀物 I
初期反应 解吸附作用
还原剂吸附作用
附加水
质子迁移
一.电镀基本概念
化学镍成份 II
Side Reactions 侧边反应 氢原子再结合 成为氢气
磷酸根 沉淀物
氢氧化物还原
一.电镀基本概念
化学镍成份 III
Metal Deposition 金属沉淀物
主要反应 由Elektrons直接还原 （仅有1％）
Ion. Pd – Catalyst 离子催化剂 Reducer 还原剂 E‘less Nickel 化学镍 PrePlate Nickel 预镀镍
Coll. Ag – Catalyst 离子催化剂 Accelerator 加速剂 E‘less nickel 化学镍 PrePlate Nickel 预镀镍 Electroplating 电镀
Core Diameter: 核心直径3 – 4nm
Pd
Sn2+
R.L.Cohen K.W.West J.Electrochem.Soc. 120, 502 (1973)
一.电镀基本概念
化学金属沉淀物 活性塑胶表面
开始出现金属沉淀物
金属化完成﹕ 所有活性剂颗粒均结合在一起具导电性
一.电镀基本概念
二.常见电镀效果
高光电镀 模具表面良好抛光， 注射出的塑件采用 光铬处理
亚光电镀 模具表面良好抛光，注 射出的塑件采用亚铬处 理
蚀纹电镀 模具表面处理出不同效果的蚀 纹方式后，注射出的塑件采用 光铬
二.常见电镀效果
发线
彩镀
二.常见电镀效果
混合电镀 在模具处理上既有抛光的部 分又有蚀纹的部分，注射出 的塑件电镀后出项高光和蚀 纹电镀的混合效果，突出某 些局部的特征。
23 45
Bayblend FR1441
6 14 5
15 12 5
5 70
Polycarbonate
聚碳酸盐
PB CN n
Polyacrylonitrile 聚丙烯腈
Polystyrene
聚苯乙烯
SAN Ar
Polybutadiene 聚丁二烯 Filler, Pigments...填充料颜料
一.电镀基本概念
局部电镀 通过采用不同的方式使得 成品件的表面局部没有电 镀的效果，与有电镀的部 分形成反差，形成独特的 设计风格。
二.常见电镀效果
电镀样板图
三.常见电镀之应用
1.汽车工业 Automobile
三.常见电镀之应用
2.饰品业
样办 1: 玫瑰金色工艺 (Endura Gleam 334 Process) 样办 2: 18K金色工艺 (Decronal 380 / Ronaflash 2N Process) 样办 3: 白铜锡工艺 (Endura Gleam 334 Process) 样办 4: 23K金色工艺 (Ronaflash 1N Process)
一.电镀基本概念
3.4真空镀vacuum plating 干法工艺 真空镀主要包括真空蒸镀、溅射镀和离子镀几种类型，它们都是采用在真空条件 下，通过蒸馏或溅射等方式在塑件表面沉积各种金属和非金属薄膜，通过这样的 方式可以得到非常薄的表面镀层，同时具有速度快附着力好的突出优点，但是价 格也较高，可以进行操作的金属类型较少，一般用来作较高档产品的功能性镀层， 例如作为内部屏蔽层使用。
可电镀塑胶
Typ 类型 ABS Name 名称 Novodur P2MC, PM3C Cycolac Lustran PG299 Ronfalin CP55 Bayblend T45 Cycoloy Supplier 供应商 Bayer AG General Electrics Monsanto DSM Bayer AG General Electrics
[Mellon]
Cleaner (Option) 清洁剂（任选） CrO3-Etch 粗化 Reducer 还原剂
Ion. Pd – Catalyst 离子催化剂 Reducer 还原剂 E‘less Nickel 化学镍 PrePlate Nicke 预镀镍l Electroplating 电镀
Coll. Pd – Catalyst 离子催化剂 Accelerator 加速剂 E‘less Nickel 化学镍 PrePlate Nicke 预镀镍 Electroplating 电镀
一.电镀基本概念
铜槽机能－操作（模型）
活化剂颗粒同塑料件表面结合
螯合铜离子被锡还原成为铜（0）或铜 （1）﹒
铜与钯颗粒交叉结合形成一个导电表层﹒
一.电镀基本概念
铜槽步骤﹕铜表面范围同塑胶表面的电导率之依从关系﹒
100
Conductivity [μS] 导电性
80 60
40
20 0 0 50 100 150 200
1,6 1,4
Adhesion [N/mm] 黏附力
1,2 1 0,8 0,6
0,4
0,2 0 0 100 200 300 400
Etching Rate [mg] 粗化率
etchrough0
一.电镀基本概念
Palladium / Tin Cluster 钯 / 锡簇
Cl-
0,181nm
0,128nm 0,093nm Sn
Electroplating 电镀
Electroplating 电镀
一.电镀基本概念
ABS表面聚合物结构－基材
一.电镀基本概念
黏合原理：自动连接 为将金属从塑胶中分离出来﹐必须要求有能够同塑胶母体（绿色） 和金属（红色）的能量相抵之能量﹒
一.电镀基本概念
典型“多碳酸盐” 混合 Bayblend T45
Electroplating 电镀
Final Layers 最终层
一.电镀基本概念
制程对比
Noviganth 341
Cleaner (Option) 清洁剂（任选） CrO3-Etch 粗化
Noviganth AK
Cleaner (Option) 清洁剂（任选） CrO3-Etch 粗化 Reducer 还原剂 PreDip 预浸
光泽硫酸铜 -电镀作业
光泽镍/ 双色镍— 电镀作业
中和作业
烘烤作业 检验作业 外观检验作业 包装出货
清洗作业
一.电镀基本概念
塑胶电镀各工序作用（一般为ABS，未含水洗) 1.表面质量检查及消除内应力：由于塑件注射后均存在应力，采用冰乙酸浸泡塑件去 除应力 2.脱脂：保证粗化时对溶液的均匀接触，将塑件上的油腻通过中低温碱性药剂去除掉。 3.粗化：一般通过采用高铬酸溶液将塑件表面粗化，保证与溶液接触面积。 4.中和、还原、浸酸：去除塑料表面残留的强酸、强氧化物及杂质用于活化之前，增 加塑料表面的亲和性。 5.敏化：在塑件表面吸附还原性的两价锡离子，为活化作准备工作。 6.活化：为了电镀金属的需要，在塑胶件的表面吸附一层有催化活性的贵金属层，如 Ag等材质。 7.还原或解胶：提高表面活性，加快沉积，同时去除残留在表面的活化液，防止带入 化学镀液中引起分解 8.化学镀：在塑胶电镀前要形成导电性良好的金属镀层，镀层均一、连续性好，保证 电流可以形成回路保证电镀进行。 9.电镀：采用铜、镍、铬三种金属复合电镀在塑件的表面，形成表面装饰层。