电镀工艺的资料

电镀工艺的资料第1页/共43页塑料分类A热塑性塑料

此种类塑料可以重复软化及冷却凝固，所以可入模成形，适合大量生产用途。例如丙烯-丁二烯-乙烯（ABS），聚碳酸脂（PC），聚丙烯（PP），尼龙（PA）等。B热固性塑料此种类塑料固化后不能重新加热软化，但它一般有较低的热膨胀系数及较硬的性质，可用于特殊用途。例如环氧树脂，聚脂等。第2页/共43页电镀级塑料并非所有塑料都适合电镀，一般单一树脂的塑料都有难于被化学粗化及与金属结合力差的问题，所以适合电镀的塑料一般加入不同的树脂或填料，使其更容易以化学粗化方法侵蚀及于水亲和，令之可以与金属有优良的结合力及具有较平滑的表面。ABS塑料是有丙烯，丁二烯及乙烯三种树脂组成，其中丙烯及乙烯混合形成一种较硬的树脂共合体，而丁二烯则呈微粒状分布在前二者中，在化学粗化工序中，丁二烯粒子被侵蚀造成塑料表面有无数微孔而使塑料与金属的结合力大大提高。第3页/共43页ABS塑料成分对电镀的影响丁二烯的含量:丁二烯含量高,流动性好,成型容易,电镀后的镀层附着力好.一般控制在18%-24%.水份:ABS颗粒很易吸水,为了使其在压注前的水份含量低于0.1%必须在热风干燥箱烘干,同时还必须注意压注的环境,务必保持干燥,否则压注后工件表面会产生小气泡.再生料及杂质:ABS塑料不允许混入其他成份,更不允许掺入其他杂质.对同成份的再生料也不要用,若一定要用时,应经过试验并严格控制比例,否则都将得不到良好的附着力.第4页/共43页塑料件外形设计的原则A.制品表面应光滑,里面不作镜面的地方,尽可能做成梨点状或压花纹,以便于粗化,提高镀层附着力.B.不应有盲孔,如必须有时,其深度应为它的直径的二分之一到三分之一,深孔应浅一些,并且直径大一些.C.制品都应该设计得有足够强度,壁厚不要太薄,最好大于3毫米,至少为1.5毫米.D.不应有锐边,尖角及锯齿形,若必须有时,其边缘应尽量倒角.E.制件上尽可能多留几个装挂的位置,以便获得良好的均匀镀层.第5页/共43页模具设计的原则A.模具内应留排气孔.B.分离线和熔接缝不要在明显部位,否则影响美观.C.浇道大一些较好.D.浇口位置要放在不明显的部位,不应有残余应力,对较大的塑料制件,浇口应该尽量多增加几个.第6页/共43页成型工艺对电镀的影响脱膜剂---脱膜剂易沾附在塑料制品表面,除油时不易去除干净.若粗化不充分,则会影响镀层结合力,为此最好不用脱膜剂.对于有机硅系的脱膜剂则绝对不能使用.注塑温度---注塑温度尽可能高一些,温度高,树脂流动性好,丁二烯球状体变形小并分布均匀.模具温度---模具温度高,树脂流动性好,残余应力小,从而提高镀层附着力.注射压力---注射压力高低对镀层附着力影响不明显.为了防止丁二烯球状体变形,注射压力低一些较好.有时为了消除熔接缝,也可适当增加些压力.第7页/共43页电镀塑料vs

电镀金属轻便耐腐蚀成型灵活塑料电镀主要应用范围装饰性 汽車工业 家庭用具 浴室设备功能性 电磁波干扰保护塑料电镀特点第8页/共43页塑料电镀工艺流程

除油六价铬还原预浸钯活化铜置换解膠化学镀

预镀铜/预镀镍酸铜镍铬膨胀调校抛光去应力

粗化第9页/共43页塑料抛光作用：提高塑料件表面的平整程度，保证电镀合格率。设备：抛光膏——白油膏，不能含硅。布轮——外径230mm～300mm，塑料硬用大轮，软用小轮。轮速——每分钟1000～2000转，不要超过2000转。检测方法：用酒精擦抛光处，察看光滑程度。第10页/共43页消除内应力作用：防止塑料产生裂痕。检视方法：ABS—冰醋酸内浸1～2分钟，如有发白之处（有微裂纹），或拉时塑料折断，便是应力存在的地方。

PC—生产后让产品冷却二小时，然后加3mL四氯化碳于怀疑有应力的位置，3分钟内如有裂纹便显示有高内应力。应力消除方法：ABS—可于70℃（65-75℃）烘2～4小时，或用1：3丙酮水溶液室温下浸泡20～30分钟。

PC—可于85℃（75-95℃）烘至少1小时。注意：消除内应力应在抛光后进行，因为抛光会增加内应力。第11页/共43页塑料脱脂作用：清除塑料表面的油污，增加亲水性，保护粗化液。操作条件：

操作范围标准

ACDmL/L50～200100

温度C室温～4930～35

时间min1～12视工件搅拌宜搅拌

°第12页/共43页溶剂溶胀适合于：含有不同含量PC的ABS塑料。ml/L

CovertronSwellen

FuturonCr

FuturonC3

ABS5～90.5～1

ABS(notpure)9

ABS/PC91～2

ABS/PC<30%92ABS/PC30-65%92ABS/PC50-70%100～20092ABS/70<PC<100%200～70092PC70092第13页/共43页溶剂溶胀作用：CovertronSwellen（膨胀剂）

以有机溶剂将塑料表面溶胀或侵蚀，以达到粗化或更容易被化学粗化工序粗化之目的。FuturonCr（添加剂）使后续工序中之活化沉钯效果更佳，并降低钯的消耗及防止漏镀。FuturonC3conc(调校剂）令塑料表面带有微量电荷，加强后续工序的沉钯效果。（C3用于PC，C2用于PP）第14页/共43页化学粗化作用：使塑料表面粗糙均匀，使金属原子有藏身之地,并成亲水性，将掛具膠钝化。组成及操作条件：范围标准

铬酸g/L360～400380

硫酸g/L360～400380

湿润剂140EmL/L1.0～2.01.5

添加剂CrmL/L0～120～9.1

CrO3g/L<35……

温度℃

62～6865

时间min5～1510

搅拌空气搅拌第15页/共43页Mag:X50005m化学粗化ABS原料表面第16页/共43页Mag:X50005m化学粗化ABS粗化良好的表面第17页/共43页化学粗化化学粗化不均匀的表面第18页/共43页第19页/共43页化学粗化铬酸是强氧化剂，可将部分塑料的化学键拆散溶解，达到粗化目的。硫酸可将塑料侵蚀甚至发生磺化。较难粗化的塑料可用较高硫酸成份的粗化液及较高的温度处理。Cr3+缓和粗化速度，超过45g/L，换新工作液。可用电解还原降低Cr3+。表面张力25-35达因/cm2。旧粗化液表面张力超过36达因/cm2以上，加适合的湿润剂来减少带水损失及加强亲水作用。寿命大约750dm2/L左右。第20页/共43页化学粗化粗化后的工件应是无光亮，湿润（否则易露塑、结合力不良），并无白色霜状。CrO3>400g/L,会产生过腐蚀，表面有亮点，麻砂。Cr2O3在25～30g/L时，粗化状况最好（65～68℃，10min)。Cr2O3越少粗化效果越快。Cr2O3>45g/L,溶液颜色发黑，影响粗化效果。利用陶瓷筒进行电解，控制Cr2O3的浓度，延长粗化液的使用寿命，节约成本，保护环境。不同形状及不同材质的工件，其粗化时间是不同的，且相差较大，某些工件粗化时间可能要25min或更长，工件才能粗化适度，才不会出现漏镀。相对说粗化液中钯含量在10~20ppm时，粗化效果会好些,更适用ABS-PC混合材料₀第21页/共43页6cm15cm50cm粗化液再生系统陶瓷筒第22页/共43页V+_Cu粗化槽Pb/Ti粗化槽再生系统装置第23页/共43页粗化槽再生系统阳极反应2Cr3++21H2OCr2O72-+14H3O++6eH2O1/2O2+2H++2eOrganiccomponentsCO2+H2O+Xe-阴极反应H++e1/2H2Me2++2eMe第24页/共43页粗化槽再生系统整流器:6–12V，100–150A粗化液操作溫度:65-68℃，打气阴极棒:不锈钢、铜、铅陶瓷筒內放10–３0%硫酸,作為导电媒界。筒外为粗化液。陶瓷筒上的小孔的大小是特定的，筒內的硫酸不会往外跑，而筒外的铬酸也不能往內渗透。因此六价或三价铬离子不能直接接触阴极而产生铬还原作用。其他金属杂质如铜粒子较小，因此可经渗透陶瓷筒壁而游到阴极，然后还原为金属，沉积在阴极棒上。粗化液中的三价铬在粗化槽(阳极)上被氧化成六价铬，同時析出气体。第25页/共43页六价铬还原作用:将残留化学粗化液(六价铬)中和,以减少带入其后处理溶液的机会.组成及操作条件

品名

范围标准(一般开缸量)

纯水Futuron还原剂Cr

……40-55mL/L

950mL/L50mL/L

亚硫酸钠

PH温度时间

20-40g/L

3-420-30℃

0.5-2min

30g/L25℃1min组成一组成二操作条件第26页/共43页六价铬还原还原剂不提倡使用亚硫酸钠,硫离子带到钯活化液中会产生硫化钯沉淀,损耗钯的含量.FuturonC3conc,FuturonC2conc等调校剂含有表面活性剂,适量加入六价铬还原液中,能增加塑料表面吸收钯的能力.当还原液的颜色转变为微黄/绿色,此时应更换溶液.第27页/共43页预浸作用:保护活化剂不被稀释或受污染,使胶体钯活化液趋于稳定.组成及操作条件:盐酸300mL/L温度20-30℃时间0.5-2min搅拌建议空气搅拌盐酸浓度不要超过300mL/L,不然活化液的盐酸浓度不断提高,影响沉钯的效果.预浸液每升大约承载2.5m2的工件,当溶液颜色转变为微绿色,此时需更换.第28页/共43页钯活化作用:钯粒子被水解的亚锡胶体层包裹成带负电性粒子并悬浮于水溶液中,这些粒子便附于其表面.组成及操作条件品名(条件)沉镍/铜范围沉镍/铜标准Futuron铜置换范围

Futuron铜置换标准纯水纯盐酸250-300mL/L

720mL/L270mL/L270-340mL/L

650mL/L300mL/L

Futuron活化剂

钯含量二价锡温度时间

8-10mL/L

30-50ppm8-16g/L30-45℃4-6min

10mL/L

50ppm11g/L35℃5min

45-60mL/L225-300

ppm11-25g/L35-45℃3-5min

50mL/L

250ppm14g/L35℃4

min第29页/共43页钯活化此工序前的含盐酸预浸其后不经水洗便直接进行胶体钯活化,使溶液更稳定,当粗化了的塑料浸入,附于其表面的粒子作为诱发化学镀的催化剂.避免空气进入溶液或过滤机内,防止钯及锡产生氧化现象.溶液需要连续过滤及机械搅拌.钯的消耗量:(35℃2分钟)300ppm的Pd:约140m2/5g140ppm的Pd:约240m2/5g50ppm的Pd:约400m2/5g第30页/共43页加速/解胶作用:将塑料表面的胶体钯的水解亚锡层溶解,使钯粒子暴露而可诱发化学沉镍或化学沉铜.传统工艺:盐酸100ml/l温度40-45℃时间0.5-1分钟B.硫酸50-60ml/l;盐酸10ml/l温度35-45℃时间3-5分钟C.氢氧化钠5-15g/l温度室温时间0.5-1分钟第31页/共43页加速/解胶NoviganthAK加速剂能避免掛具上镀.溶液组成及操作条件:

原料及操作条件范围一般开缸量纯水…

…双氧水(30%)0.2-0.5ml/l0.2ml/l

NoviganthAK加速剂150-230ml/l190ml/l温度40-45℃40-45℃时间2-5min2-5min每升槽液处理2-6平方米面积后,应重新开缸.加速不足则难于诱发化学沉镍或化学沉铜,而加速过度可至漏镀现象.第32页/共43页化学沉铜/镍作用:将附有催化物质的塑料沉积一层金属导电层,作为电镀的导电基体.化学沉铜易诱发沉积,但稳定性则较化学沉镍差.传统工艺:化学沉铜化学沉镍硫酸铜10g/l硫酸镍20g/l

酒石酸钾钠40-50g/l氯化铵30g/l甲醛(37%)10-20ml/l柠檬酸钠10g/l氢氧化钠10g/l次亚磷酸钠30g/l

PH11-13PH值8.5-9.5温度室温温度40-45℃时间20-30min时间10-15min

第33页/共43页化学沉镍CovertronNi特点:镀液稳定,镀层结晶细致,色泽柔软;但添加量较大.溶液组成及操作条件原料及操作条件范围一般开缸量

CovertronNiA40-60ml/l50ml/l(60g/l)CovertrpnNiB40-50ml/l45ml/l(60g/l)CovertronNiC40-55ml/l50ml/l(65g/l)

温度35-45℃40℃时间…10min

PH8.5-9.08.7

沉积率…≥0.5um(10min)第34页/共43页化学沉镍CovertronNi:配槽必须按说明书上的C,B,A顺序加料.新开槽不用加稳定剂.空气搅拌会降低反应速度,沉积速度慢,易露塑.需用≺5um的滤芯连续过滤.掛具上镀与反应速度过快有关,同时与加速,钯活化等均有关系.负载量控制在3-5dm2/L.沉积40平方米的塑料件(5分钟35℃厚度≥0.3um)需消耗A:1.2L;B:1.5L;C:140ml.反应过快或连续2天以上停产,需加入适当稳定剂.第35页/共43页FUTURON铜置换作用:把在活化中沉积在塑料表面的锡置换为铜,形成的钯铜导电膜可直接电镀酸铜.特点:没有寿命限制,稳定性高,操作范围广,但配槽价格高,活化液中钯的含量高.溶液组成及操作条件原料及操作条件

范围一般开缸量纯水…

…610ml/l铜置换剂B250-450ml/l300ml/l(CU-LINKPartB)(281-506g/l)(337g/l)

铜置换剂A80-110ml/l90ml/l(CU-LINKPartA)(89-122g/l)(100g/l)温度50-60℃55℃时间2-5min3min第36页/共43页塑料金属化后的电镀电镀工艺的选择因为金属化的镀层一般都较薄,其导电能力不是很强,选择工艺要点:上电要快,电流效率要高,镀液没有很强的浸蚀作用.对于比较复杂的工件应考虑选用分散能力及覆盖能力好的预镀工艺.如:焦磷酸盐工艺,普通镀镍等工艺.氰化镀铜具有较强的侵蚀作用,不宜采用.而对于一般的工件选用硫酸盐光亮镀铜是合适的.塑料电镀的掛具因为塑料上金属镀层比较薄,其导电能力比较差,因此,夹具与镀件要有足够的接触面和点,工件要夹紧,防止工件漂浮.第37页/共43页不合格镀层的退镀可以先用盐酸退去铬层,操作温度不宜过高,防止变形.A.盐酸+双氧水法盐酸(工业)1L

双氧水(30%)50-100ml注意升温,每次退镀量不宜过多,时间不宜过长,退净即可.B.失效的粗化液加入少量的盐酸即可.退镀后应清洗干净.第38页/共43页塑料电镀常见故障

故障现象可能产生原因塑料表面有皱纹,鼓泡1.注塑模具不光洁接纹2.注塑条件不当3.注塑树脂含水份粗化后表面亲水性差1.粗化不足(如温度低,浓度低,时间短)2.塑料牌号不对,回料太多3.塑料表面被脱膜剂和矿物油污染粗化后塑料表面有一1.粗化过度,树脂组织被破坏层略带黄色疏松层,干2.粗化中硫酸浓度过高后呈粉白色3.退镀时过腐蚀或多次退镀化学镀后表面有粉末物1.化学镀开始分解,溶液混浊2.化学镀反应过快,络合剂或稳定剂不足第39页/共43页塑料电镀常见故障

故障现象可能产生原因化学镀局部有镀层或沉1.溶液PH值低;温度低;主盐和还原剂含积很慢