电镀的基础知识.doc
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1、1. 1 电镀定意电镀(electroplating)是一种电离子沉积过程(electrodepos- ition process) ,是利用电极(electrode)通过电流,使金属附着在物体外表上,其目的为转变物体外表的特性或尺寸。1. 2 电镀目的是在基材上镀上金属镀层(deposit),转变基材外表性质或尺寸。例如赐予金属外表的光泽美观、物品防锈、防止磨耗;提高导电度、润滑性、强度、耐热性、耐候性;热处理的防渗碳、氮化;尺寸或磨耗的零件修补。1. 3 各种镀金方法电镀法(electroplating) 无电镀法(electroless plating)热浸法(hot dip plati
2、ng) 熔射喷镀法(spray plating)塑料电镀(plastic plating) 浸渍电镀(immersion plating)渗透镀金(diffusion plating) 阴极溅镀(cathode supptering) 真空离子电镀(vacuum plating) 合金电镀 (alloy plating) 复合电镀(composite plating 局部电镀(selective plating) 穿孔电镀(through-hole plating) 笔电镀(pen plating)电铸(electroforming)1.4 电镀根本学问电镀大局部是在液体(solution)下
3、进展,而且大多是在水溶液(aqueous solution)中电镀,大约有 30 种的金属可由水溶液进展电镀,例如:铜 Cu、镍 Ni、铬 Cr、锌Zn、镉 Cd“ 、铅 Pb、金Au、银 Ag、铂 Pt、钴Co、锰Mn、锑Sb、铋Bi、汞Hg、镓Ga、铟In、铊、As、Se、Te、Pd、Mn、Re、Rh、Os、Ir、Nb、W 等等。有些金属必需由非水溶液进展电镀,例如:锂、钠、钾、铍、镁、钙、锶、钡、铝、La、Ti、Zr、Ge、Mo 等等。可由水溶液及非水溶液的电镀金属有:铜、银、锌、镉、锑、铋、锰、钴、镍等等。还包括以下几项:溶液性质 物质反响 化学式 电化学 界面物理化学 材料性质1.4
4、.1 溶液被溶解之物质称为溶质 (solute),使溶质溶解之物质称为溶剂 (solute)。溶剂为水之溶液称之水溶液(aqueous solution)。表示溶质溶于溶液中之量为浓度(concentration)。在确定量的溶剂中,溶质能溶解之最大量值称之溶解度 (solubility)。到达溶解度值之溶液称之为饱和溶液(saturated solution),反之为非饱和溶液(unsaturated solution)。溶液之浓度,在生产和作业治理中,使用易了解和便利的重量百分比浓度(weight percentage)和常用的摩尔浓度(molal concentration)。1.4.2
5、 物质反响(reaction of matter)在电镀处理过程中,有物理变化及化学变化,例如研磨、枯燥等为物理反响,电解过程有化学反响, 我们必需充分了解在处理过程中的各种物理和化学反响的相互关系及影响。一、 什么叫电镀电镀就是利用电解的方式使金属或合金沉积在工件外表,以形成均匀、致密、结合力良好的金属层的过程, 就叫电镀。简洁的理解,是物理和化学的变化或结合。一般的说:电与化学物质化学品的结成。例如:一块铁板上镀上一层铜通电在铜的镀液上。二、 电镀必需具备什么条件:要办一个电镀厂,一个车间必需要有:外加的直流电源和特定电解液或叫镀液以及特定金属阳极组成的电解装置。就是除了厂房、水、废水处理
6、外,还必需有直流的整流器。镀液通过镀铜、镍、锌、锡、金、银等镀种,以及镀什么镀种先择好阳极板。如:镀镍要用镍板,镀铜要用电解铜板,但镀铬不是用铬板,而是铅锡、铅锑合金板即不溶性阳极。除此外,化学镀、热镀锌等镀种通过化学反响结成的镀层是不用电镀的,一般叫化学镀镍、化学镀铜4. 电镀生产力气的核定生产力气的核定是电镀生产治理的依据,也是电镀企业年产量、产值指标的目标。生产力气是以企业设备力气和劳动力气等因素打算的,以最终受镀面积或产品重量的实物表达。实行科学方法和实际条件相结合来核定电镀生产力气,对于电镀企业承揽加工业务,编制生产打算,进展有序,稳定的电镀生产至关重要。4.1 生产力气分为:(1)
7、 设计力气:即电镀设备正常生产的最大力气。设计力气在电镀车间或自动线设计时,由设计任务书规定的生产力气,它是设备正常运行,配套设施完备状况下的最大生产力气。(2) 核定力气:即电镀设备在实际条件下的可行生产力气。核定力气打算于设备的完好程度,配套设施完备程度而变动,核定力气一般在每一年度经实际核定而相应变动。(3) 打算力气:即以核定力气为依据,依据企业加工承揽合同打算的电镀生产力气。打算力气是电镀企业或车间实际执行加工任务的生产力气。在市场经济条件下,打算力气随加工定单变化而变化。4.2 核定生产力气的方法生产力气的核定是以生产组织体系中,相应经济独立核算的单元如车间、自动线等进展核算。如:
8、1 电镀自动线生产力气的核定: 电镀生产力气=M电镀周期加工产量dm2/周期或 kg/周期 t电镀生产时间小时t 1电镀开工预备时间小时 t 2电镀收工完毕时间小时 T自动线电镀周期分K系数例如:滚镀镍电镀自动线生产,每桶加工30kg,电镀周期为 30 分钟,二班制生产时间16 小时,开工及收工时间各 0.5 小时,系数正常间歇因素为 0.9,则:电镀生产力气= =810kg/天810*22=17820kg/月17.82T/月17.82*12=213.84T/年3 非自动线生产电镀车间力气核定手工操作电镀车间生产力气的核定,一般应首先核定各镀工序的生产力气,然后以各工序中正常生产最低产量的工序
9、生产力气为计算标准进展生产力气核定。例如:手工吊镀铜、镍车间生产力气核定,各工序班生产力气为:去油工序 26000dm2/班酸洗工序 30000dm2/班镀镍工序 20230dm2/班后处理工序 30000 dm2/班则:车间生产力气以镀镍工序 20230dm2/班为核定标准生产力气为:20230dm2/班 20230*22=440000dm2/月440000*12=5280000dm2/年常用电镀添加剂:氰化钨, 氯化钾-用于增加电镀液PH 值。无铬蓝白钝化剂;三价铬蓝白,彩色钝化剂-配制钝化液用。 光亮剂;封闭剂;防锈剂-钝化时用来增加产品亮度或防腐蚀。常规电镀方式:。钾盐全光亮镀锌;碱性
10、无氰镀锌;硫酸盐镀锌;碱性锌镍合金。镀锌蓝白色, 五彩色, 军绿色, 黑色钝化。半光亮镍, 高硫镍, 全光亮镍, 微裂纹镍。快速微裂纹铬, 快速硬铬。电子电镀:。硫酸型光亮镀锡,镀锡铋,镀锡铈, 镀钝锡。甲基磺酸全光亮镀锡,镀锡铋,镀锡铈, 镀钝锡。甲基磺酸非光亮镀锡,镀锡铋,镀锡铈,镀钝锡。氰化光亮镀银。酸性光亮镀铜, 碱性无氰镀铜。化学镀镀液成份表:cuso4 . 5H20硫酸铜 25g/L主盐HCHO甲醛20-40g/L 复原剂EOTA-2Na乙二胺四乙酸二钠 20-32g/L 铬合剂酒石酸钾钠10-20g/L 铬合剂K4Fe(CN)63H2O亚铁氰化钾 10mg/L 稳定剂联吡啶20m
11、g/L 稳定剂NaOH氢氧化钠 20%PH 调整剂PCB 电镀学问1、 电铜缸里的主要成分是什么?有什么作用,具体的反响原理是怎样的? 主要组份:硫酸铜 60-90 克/升 主盐,供给铜源硫酸 8-12% 160-220 克/升 镀液导电,溶解铜盐,镀液深度力气氯离子 30-90ppm 关心光剂铜光剂 3-7ml Cu2+2e=Cu(直流电作用下)2、 全面板电的时候电流密度要多少?为什么有些要双夹棍,有什么作用?还有分流条是怎么使用,在怎么状况下要使用分流条?电流密度一般时 1.5-2.5 安培/平方分米;双夹棍可以保证板面电流分布均匀性;分流条是用在阴极导电杆靠近两侧缸边的局部,防止由于电
12、场的边缘效应造成的板边或边缘板厚度过厚的现象;3、 线路电镀的时候单夹棍和双夹棍有什么区分?在什么具体状况下要这样做!缘由同上,双夹棍有利提高板面镀层厚度分布;4、 线路电镀的时候夹板方式有什么要求,板与板的间距怎么?要是间距太大有什么结果?叠板又有什么结果?对于有独立孔或独立线的板要怎么样排板?夹紧,贴紧,两面面积差相对较小;可以承受穿插换位,;板之间间距尽量贴近,不叠板;距离过大,板边板面镀层厚度分布不均;独立线/孔在设计上添加关心网格设计或者承受低电流适当延长时间,来保证镀层的均匀性,防止 夹膜,线条过厚;5、 线路电镀的时候电流密度要依据什么来定?怎么样的状况要用多少的密度?出电流指示
13、依据板面上实际需要电镀的板面积,而不是板面积;电流有三种 1.5-2.5;看镀液种类,板厚度,孔径大小,板面图形分布状况等;6、 电镀时间和铜厚是什么样的一个关系?线性关系;镀层厚度微米=电镀时间分钟 x 电流密度安培/平方分米 x0.217 微米/安培分钟7、 常听说的一个名词:一安镀两安 是什么意思?电流合计板铜厚都称安;有点混乱;各个公司称法不一安=1 安培/平方分米;安=盎司/平方英尺=35 微米铜厚,多指基板铜厚.ABS 塑料化学名称:丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物英文名称:Acrylonitrile Butadiene Styrene比重:1.05 克/立方厘米 成型收缩率:0.4-
14、0.7%成型温度:200-240 枯燥条件:80-90 2 小时特点:1、综合性能较好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好.2、与 372 有机玻璃的熔接性良好,制成双色塑件,且可外表镀铬,喷漆处理.3、有高抗冲、高耐热、阻燃、增加、透亮等级别。4、流淌性比 HIPS 差一点,比 PMMA、PC 等好,柔韧性好。用途:适于制作一般机械零件,减磨耐磨零件,传动零件和电讯零件. 成型特性:1. 无定形料,流淌性中等,吸湿大,必需充分枯燥,外表要求光泽的塑件须长时间预热枯燥 80-90 度,3 小时.2. 宜取高料温,高模温,但料温过高易分解(分解温度为270 度).对精度较高的塑件,模温宜取 5
15、0-60 度,对高光泽.耐热塑件,模温宜取 60-80 度.3、如需解决夹水纹,需提高材料的流淌性,实行高料温、高模温,或者转变入水位等方法。4、如成形耐热级或阻燃级材料,生产 3-7 天后模具外表会残存塑料分解物,导致模具外表发亮,需对模具准时进展清理,同时模具外表需增加排气位置。ABS 树脂是目前产量最大,应用最广泛的聚合物,它将PS,SAN,BS 的各种性能有机地统一起来,兼具韧,硬,刚相均衡的优良力学性能。ABS 是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物,A 代表丙烯腈,B 代表丁二烯,S 代表苯乙烯。ABS 工程塑料一般是不透亮的,外观呈浅象牙色、无毒、无味,兼有韧、硬、刚的特性,燃烧缓
16、慢,火焰呈黄色,有黑烟,燃烧后塑料软化、烧焦,发出特别的肉桂气味,但无熔融滴落现象。ABS 工程塑料具有优良的综合性能,有极好的冲击强度、尺寸稳定性好、电性能、耐磨性、抗化学药品性、染色性,成型加工和机械加工较好。ABS 树脂耐水、无机盐、碱和酸类,不溶于大局部醇类和烃类溶剂,而简洁溶于醛、酮、酯和某些氯代烃中。ABS 工程塑料的缺点:热变形温度较低,可燃,耐候性较差。电 镀 工 艺一 电镀工艺的分类: 酸性光亮铜电镀 电镀镍/金 电镀锡二 工艺流程: 浸酸全板电镀铜图形转移酸性除油二级逆流漂洗微蚀二级 浸酸镀锡二级逆流漂洗逆流漂洗浸酸图形电镀铜二级逆流漂洗 镀镍二级水洗浸柠檬酸镀金 回收2-
17、3 级纯水洗烘干三 流程说明:一浸酸 作用与目的:除去板面氧化物,活化板面,一般浓度在 5%,有的保持在 10%左右,主要是防止水分带入造成槽液硫酸含量不稳定; 酸浸时间不宜太长,防止板面氧化;在使用一段时间后,酸液消灭浑浊或铜含量太高时应准时更换, 防止污染电镀铜缸和板件外表; 此处应使用 C.P 级硫酸;二全板电镀铜:又叫一次铜,板电,Panel-plating 作用与目的:保护刚刚沉积的薄薄的化学铜,防止化学铜氧化后被酸浸蚀掉,通过电镀将其加后到确定程度 全板电镀铜相关工艺参数:槽液主要成分有硫酸铜和硫酸,承受高酸低铜配方,保证电镀时板面厚度分布的均匀性和对深孔小孔的深镀力气;硫酸含量多
18、在 180 克/升,多者到达 240 克/升;硫酸铜含量一般在 75 克/升左右,另槽液中添加有微量的氯离子,作为关心光泽剂和铜光剂共同发挥光泽效果;铜光剂的添加量或开缸量一般在 3-5ml/L,铜光剂的添加一般依据千安小时的方法来补充或者依据实际生产板效果; 全板电镀的电流计算一般按 2 安/平方分米乘以板上可电镀面积,对全板电来说,以即板长dm板宽dm22A/ DM2;铜缸温度维持在室温状态,一般温度不超过 32 度,多把握在 22 度,因此在夏季因温度太高,铜缸建议加装冷却温控系统; 工艺维护:每日依据千安小时来准时补充铜光剂,按 100-150ml/KAH 补充添加;检查过滤泵是否工作
19、正常,有无漏气现象;每隔 2-3 小时应用干净的湿抹布将阴极导电杆擦洗干净;每周要定期分析铜缸硫酸铜1 次/周,硫酸1 次/周,氯离子2 次/周含量,并通过霍尔槽试验来调整光剂含量,并准时补充相关原料;每周要清洗阳极导电杆,槽体两端电接头,准时补充钛篮中的阳极铜球,用低电流 0。20。5ASD 电解 68 小时;每月应检查阳极的钛篮袋有无破损,破损者应准时更换;并检查阳极钛篮底部是否积存有阳极泥,如有应准时清理干净;并用碳芯连续过滤68 小时,同时低电流电解除杂;每半年左右具体依据槽液污染状况打算是否需要大处理活性炭粉;每两周要更换过滤泵的滤芯; 大处理程序:A.取出阳极,将阳极倒出,清洗阳极
20、外表阳极膜,然后放在包装铜阳极的桶内,用微蚀剂粗化铜角外表至均匀粉红色即可,水洗冲干后,装入钛篮内,方入酸槽内备用B.将阳极钛篮和阳极袋放入 10%碱液浸泡 68 小时,水洗冲干,再用 5%稀硫酸浸泡,水洗冲干后备用;C.将槽液转移到备用槽内,参与 1-3ml/L 的 30%的双氧水,开头加温,待温度加到 65 度左右翻开空气搅拌,保温空气搅拌 2-4 小时;D.关掉空气搅拌,按 35 克/升将活性碳粉缓慢溶解到槽液中,待溶解彻底后,翻开空气搅拌,如此保温 24 小时;E.关掉空气搅拌,加温,让活性碳粉渐渐沉淀至槽底;F.待温度降至 40 度左右,用 10um 的PP 滤芯加助滤粉过滤槽液至清
21、洗干净的工作槽内,翻开空气搅拌,放入阳极,挂入电解板,按 0。2-0。5ASD 电流密度低电流电解 68 小时,G.经化验分析,调整槽中的硫酸,硫酸铜,氯离子含量至正常操作范围内;依据霍尔槽试验结果补充光剂;H.待电解板板面颜色均匀后,即可停顿电解,然后按 1-1。5ASD 的电流密度进展电解生膜处理 1-2 小时,待阳极上生成一层均匀致密附着力良好的黑色磷膜即可; I.试镀OK.即可; 阳极铜球内含有 0。30。6%的磷,主要目的是降低阳极溶解效率,削减铜粉的产生; 补充药品时,如添加量较大如硫酸铜,硫酸时;添加后应低电流电解一下;补加硫酸时应留意安全,补加量较大时10 升以上应分几次缓慢补
22、加;否则会造成槽液温度过高,光剂分解加快,污染槽液; 氯离子的补加应特别留意,由于氯离子含量特别低 30-90ppm,补加时确定要用量筒或量杯称量准确前方可添加;1ml 盐酸含氯离子约 385ppm, 药品添加计算公式: 硫酸铜单位:公斤 =75-X槽体积升/1000 硫酸单位:升 =10%-Xg/L槽体积升 或单位:升=180-Xg/L槽体积升/1840 盐酸单位:ml=60-Xppm槽体积升/385三酸性除油 目的与作用:除去线路铜面上的氧化物,油墨残膜余胶,保证一次铜与图形电镀铜或镍之间的结合力 记住此处使用酸性除油剂,为何不是用碱性除油剂且碱性除油剂除油效果较酸性除油剂更好?主要由于图
23、形油墨不耐碱,会损坏图形线路,故图形电镀前只能使用酸性除油剂。 生产时只需把握除油剂浓度和时间即可,除油剂浓度在 10%左右,时间保证在 6 分钟,时间稍长不会有不良影响;槽液使用更换也是依据 15 平米/升工作液,补充添加依据 100 平米 0。50。8L;(四)微蚀: 目的与作用:清洁粗化线路铜面,确保图形电镀铜与一次铜之间的结合力 微蚀剂多承受过硫酸钠,粗化速率稳定均匀,水洗性较好,过硫酸钠浓度一般把握在 60 克/升左右,时间把握在 20秒左右,药品添加按 100 平米 3-4 公斤;铜含量把握在 20 克/升以下;其他维护换缸均同沉铜微蚀。五浸酸作用与目的:除去板面氧化物,活化板面,
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