电镀工艺培训课件(ppt 70页).ppt

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,IonicCatalystLonic催化剂,ColloidalCatalyst胶状催化剂,ConductiveSurface传送面,FinalLayers最终层,Electroplating电镀,ElectrolessMetallDeposition无电镀金属沉淀,SwellandEtch粗化,ChromosulfuricAcidEtch铬酸硫酸粗化,2.塑胶电镀的原理,一.电镀基本概念,制程对比,Cleaner(Option)清洁剂（任选）,CrO3-Etch粗化,Reducer还原剂,PrePlateNicke预镀镍,Electroplating电镀,Accelerator加速剂,Coll.PdCatalyst离子催化剂,PreDip预浸,ElessNickel化学镍,Cleaner(Option)清洁剂（任选）,CrO3-Etch粗化,Reducer还原剂,Electroplating电镀,CuLink铜槽,Coll.PdCatalyst离子催化剂,PreDip预浸,Cleaner(Option)清洁剂（任选）,Swell+Etch粗化,Conditioner调解剂,PrePlateNickel预镀镍,Electroplating电镀,Reducer还原剂,Ion.PdCatalyst离子催化剂,ElessNickel化学镍,Cleaner(Option)清洁剂（任选）,CrO3-Etch粗化,Reducer还原剂,PrePlateNickel预镀镍,Electroplating电镀,Accelerator加速剂,Coll.AgCatalyst离子催化剂,Elessnickel化学镍,Cleaner(Option)清洁剂（任选）,CrO3-Etch粗化,PrePlateNicke预镀镍l,Electroplating电镀,Reducer还原剂,Ion.PdCatalyst离子催化剂,ElessNickel化学镍,Noviganth341,NoviganthAK,Futuron,NoviganthPA,Mellon,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,BayblendT45,BayblendFR1441,Polycarbonate聚碳酸盐,Polyacrylonitrile聚丙烯腈,Polystyrene聚苯乙烯,Polybutadiene聚丁二烯,Filler,Pigments.填充料颜料,CN,SAN,PB,一.电镀基本概念,可电镀塑胶,Typ类型,Name名称,Supplier供应商,ABS,ABS+PC,PPO,PP,PA,LCP,TPO,NovodurP2MC,PM3CCycolacLustranPG299RonfalinCP55,BayblendT45Cycoloy,NorylPN235,Codyx4019G,DurethanBM240Minlon73M40UltramidB3M6IXEF,BayerAGGeneralElectricsMonsantoDSM,BayerAGGeneralElectrics,GeneralElectrics,RTP,BayerAGDuPontBASFSolvay,Vectra,HoechstAG,RDP98119,Solvay,一.电镀基本概念,完全粗化处理之ABS表面（SEM5000 x）,一.电镀基本概念,Rinsing:Concept水洗步骤,Dragoutv=0,2l/m2,Dragoutv=0,4l/m2,Evaporationapprx80l/h,Reducer还原剂,RinsingCascade水洗过程,Etch粗化,(SprayRinseshavetwicedilutionfactor),2kgCrO3=100m2etchedABS=5500Ah=230Ain24h,R=C0/Cn=Q/VnCn=C0*V/Qn,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,etchrough0,0,0,2,0,4,0,6,0,8,1,1,2,1,4,1,6,0,100,200,300,400,EtchingRatemg粗化率,AdhesionN/mm黏附力,一.电镀基本概念,Palladium/TinCluster钯/锡簇,Cl-,Pd,Sn2+,0,181nm,0,128nm,0,093nm,R.L.CohenK.W.WestJ.Electrochem.Soc.120,502(1973),CoreDiameter:核心直径34nm,Sn,一.电镀基本概念,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,化学金属沉淀物,化学镍沉淀物I,初期反应,还原剂吸附作用,质子迁移,附加水,解吸附作用,一.电镀基本概念,化学镍成份II,SideReactions侧边反应,氢原子再结合成为氢气,氢氧化物还原,磷酸根沉淀物,一.电镀基本概念,化学镍成份III,MetalDeposition金属沉淀物,主要反应,由Elektrons直接还原（仅有1）,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,culres00,0,20,40,60,80,100,0,50,100,150,200,Copper铜g/dm2,ConductivityS导电性,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）autocalyticplating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,一.电镀基本概念,产品机构设计,模具设计制造,半成品组装作业,系统厂组装,包装出货,塑胶射出,电镀作业,印刷/喷漆,电镀件作业流程,防镀作业(电镀厂),一.电镀基本概念,塑材入料检验,加速作业,化学镍作业,清洗作业,烘烤作业,外观检验作业,包装出货,塑材上挂架,脱脂作业,粗化(蚀刻)作业,中和作业,活化作业,光泽硫酸铜-电镀作业,光泽镍/双色镍电镀作业,光泽铬-电镀作业,中和作业,活化作业,前处理作业,电镀作业,检验作业,塑胶电镀工艺过程,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。,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,一.电镀基本概念,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。,一.电镀基本概念,3.4真空镀vacuumplating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。,一.电镀基本概念,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。,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,二.常见电镀效果,三.常见电镀之应用,1.汽车工业Automobile,2.饰品业,样办1:玫瑰金色工艺(EnduraGleam334Process)样办2:18K金色工艺(Decronal380/Ronaflash2NProcess)样办3:白铜锡工艺(EnduraGleam334Process)样办4:23K金色工艺(Ronaflash1NProcess),三.常见电镀之应用,3.家用产品FamilyExpenses,三.常见电镀之应用,4.3C产品,三.常见电镀之应用,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,4.54.03.53.02.52.01.51.00.5,密着强度Kgf/cm,丁二烯t%,141516171819,四.电镀件常见要求,2.模具设计塑胶电镀模具必须预留电镀夹具挂架点(以防产品变形及生产便利性模具设计趋向：耐高温不易顶开产生毛边、射出点不可太细以防入水断裂脱落、预防尖端放电(加框)、注意离模斜度、预留排气孔、注意顶针粗细影响外观及进胶口位置产生之结合线等塑胶电镀模具成型尽量避免尖端设计，尽可能改为R角模具孔洞尽量设计导通，预防残留药水不易清洗模具需预留电镀后膜厚及组装间隙,四.电镀件常见要求,3.成型射出脱模剂最好能不用，要用务必使用含氟水性脱模剂射出参数在不顶模、不起毛边状况下，尽可能拉高树脂溶解温度及模温温度，降低射出压力及射出速度，以减少应力产生成形表面确认：不可有感结合线、刮痕、顶凸、拉模、缩水、起苍、包风、及异色点(浮出表面上)等等成型品包装：用Tray(托盘)+纸箱，以防碰刮伤尺寸确认：依厂商订定长宽尺寸、范围,模温与密着力关系,射速与密着强度关系,密着力(kgf/cm),密着力(kgf/cm),模温(C),射出速度(mm/sec),1,3,4,2,0,1,3,4,2,0,1,3,4,2,50,60,70,80,0,10,30,50,70,四.电镀件常见要求,210,220,230,240,250,200,树脂溶温度与密着力关系,溶融温度(C),密着力(kgf/cm),4.防镀方式与机构R&D、RF、EMI、ESD、电子等人员讨论绝缘区位置、热溶点位置、卡勾防镀、耳机孔回朔、EMI欧姆值防镀方式：喷涂、贴胶、蚀刻、照影、印刷(依需求而决定),四.电镀件常见要求,5.电镀件设计大面积平表面电镀表面设计成拱面中心拱起0.25-0.40MM深孔或非圆柱形深腔底部应设计成球形中上开排泄小孔使电镀液流通有利于镀层均匀。避负V形槽应设计成圆弧形槽否则槽表面镀层太薄。制品内外转角都应是圆角因为锐角处局部电镀电流密度增大镀层增厚。肋位和凸台的转角都应是圆角平面部分成拱形。制品表面凸起的字体和图案凸起高度一般不大于宽度的一半最大不应超过4.8MM制品表面凹槽的宽度应不小于槽深3倍。制品表面平行夹槽槽间距应尽可能小表面成拱形。表面凸起最好控制在0.10.15mm/cm，尽量没有尖锐的边缘。如果有盲孔的设计，盲孔的深度最好不超过孔径的一半，否则不要对孔的底部的色泽作要求要采用适合的壁厚防止变形，最好在1.5mm以上4mm以下，如果需要作的很薄的话，要在相应的位置作加强的结构来保证电镀的变形在可控的范围内。制品在电镀前应作退火处理消除内应力因在内应力的部位镀层附着力减弱易剥落。制品在浇口或溶接痕部位电镀后更明显设计模具时应考虑浇口或溶接痕不在制品显眼位置。,四.电镀件常见要求,由于电镀流程中工作温度在6070，吊挂的工件极易发生变形，故塑件结构上要充分考虑挂接方式和支撑结构的设计，增强整个架构的强度，一般的做法都是在注射的流道结构上设计各种结构，即保证了塑流的填充有加强了整体的结构，电镀的时候，一起进行电镀，电镀后剪掉浇道得到最后的成品。如下图的设计，中间的方孔专门设计用来吊挂。,四.电镀件常见要求,42,最好不要在塑件中有金属嵌件存在，由于两者的膨胀系数不同，在温度升高时，电镀液体会渗到缝隙中，对塑件结构造成一定的影响。塑件表面质量一定要非常好，电镀无法掩盖注射的一些缺陷，而且通常会使得这些缺陷更明显。其一塑胶料在加工时要充分烘干，否则残留的水分会对塑件表面造成气孔、流线纹等缺陷，严重影响电镀的效果，另外尽量避免使用脱模剂，因为脱模剂的使用会对电镀膜的附着力产生影响。,四.电镀件常见要求,43,四.电镀件常见要求,电镀件设计时的特殊要求电镀件镀层厚度对配合尺寸的影响电镀件的厚度按照理想的条件会控制在0.02mm左右，但是在实际的生产中最多会有0.08mm的厚度，所以在有滑动配合的位置上，单边的间隙要控制在0.3mm以上，才能达到满意的效果，,四.电镀件常见要求,45,局部电镀要求的实现（通常有三种方式实现）a.如果可以分件，建议作成不同的部件，最后装配成一个零件，在形状不复杂并且组件有批量的条件下的情况下，开一套小模具费用会形成比较明显的价格优势,四.电镀件常见要求,46,b.如果是在不影响外观的局部要求不电镀，通常可以采用加绝缘油墨后进行电镀的方法进行加工，这样喷涂了绝缘油墨部位就会没有金属覆膜。,局部防镀,四.电镀件常见要求,c.类似双色注塑，将ABS和PC分不同的阶段注射，制成塑件后进行电镀处理，由于两种塑料对电镀液的不同附着力导致ABS的部分有电镀的效果而PC的部分没有电镀的效果，达到要求，或者将制件分成两个部分，先将一个部分进行注射后进行电镀处理，将处理后的制品再装入另外一套模具中进行二次注射得到最终的样品。,四.电镀件常见要求,Plating,PlasticParts,SilkscreenPrinting,NewProcesses:,Ink,AcidResistantInkSilkscreenPrinting,PlasticParts,Plating,1.Theacidresistantinkwillholdthroughtheplatingprocess.2.Thesilkscreenprintingisembracedbyhigherplatinglayer.,先印刷后电镀的实现,NormalProcesses:,四.电镀件常见要求,49,混合电镀效果对设计的要求设计中常采用高光电镀和蚀纹电镀的效果共同作用在一个制品上，通常在设计中建议采用较小的蚀纹，这样效果会比较好，但这样的设计为了不会使蚀纹的效果被电镀所掩盖，有时会电镀两层后就不进行电镀，导致电镀第二层的镍会容易氧化变色，影响设计的效果。电镀效果对设计的影响这里主要指如果作有颜色的电镀效果时，要提交色差表，因为电镀后的颜色无法做到均匀一致，不同的制件会有较大的差距，所以要提供可以接受的颜色差距值。,四.电镀件常见要求,aEMI(防电磁波干扰)bEMS(防止被电磁波干扰)cESD(防静电干扰)dRF(电波射频)eRCA(纸带式耐磨测试)f硬度区分(HB1H2H3H7H8H9H最高9H)g表面附着测试(百格测试)h耐腐蚀性(区分NSS、CAAS)I膜厚测量(切割法、XRay、研磨、化学电位差法)J冷热冲击试验(-20C70C-20C70C-20C.依厂商规范)k恒温恒湿试验(湿度95%温度20C70C20C-20C20C70C20C厂商规范)l耐摔试验(2.1公尺自由落地.依厂商