素材基座电镀工艺浅析

王 稳 苗现华

[摘要] 本文以素材基座为例,着重分析了其工艺过程,对其关键因素进行分析。并对工艺过程中遇到的问题,提出了有效的解决方案。

[关键词] 塑胶 电镀 成品基座

素材基座被广泛应用,而其电镀成为关键技术之一。通过电镀,不仅给予工件美丽的外观更重要的是其有良好的耐蚀性、导电性和耐磨性等。

1 素材基座电镀的工艺

电镀前处理:除油→亲水→粗化→中和→胶体钯活化→解胶→化学镍。

电镀处理:焦磷酸盐镀铜→硫酸盐型全光亮镀铜→半光亮镍→光亮镍→光铬。

(1)除油。除油是通过乳化反应、皂化反映以及溶剂溶解等原理除去工件表面的各种有机、无机油污等。除油包括有机溶剂除油、化学除油、电化学除油、超声波除油等。在塑料电镀中经常用到的是超声波化学除油。

(2)亲水。亲水是通过硫酸的磺化反应,使增加工件表面的亲水性达到更好的粗化效果。

(3)粗化。粗化的种类有机械粗化、化学粗化、有机溶剂粗化。其中化学粗化使用最为广泛,几乎95%以上的塑胶电镀都采用化学粗化。化学粗化溶液从成分含量上分为高硫型和高铬型粗化。粗化的好坏对镀层结合力的影响非常大。所以要严格控制好各种参数以及成分含量。一般高铬酐型粗化液硫酸控制在380～420克/升,铬酐控制在400～440克/升在生产过程中,会有三价铬的生成,当三价铬浓度增加到50克/升以后溶液的粗化速度就相当慢,很难达到较好的粗化效果,所以在生产中应当严格的控制三价铬的含量。

(4)中和。中和是去除工件表面或者深凹处残留的六价铬,以免造成工件漏镀或污染后续槽液。

(5)胶体钯活化。通过粗化后的表面,经过此溶液时,表面微观凹位就会沉积上,没有活性的胶态钯。这种胶态钯的具有有催化活性的金属钯,被锡离子胶体包围着。要使胶态钯得到活性,应将工件放在含有氢离子或者氢氧根离子的溶液中,浸渍数秒到一分钟,以露出活性钯。胶体钯活化液使用过程中,由于二价锡的消耗及氧化,易造成溶液分层或失去活性,故因严格控制钯和二价锡的含量。一般控制钯浓度在40PPM左右,控制锡离子在2。5克/升左右。一般温度控制在18～24℃。

(6)解胶。是利用氢离子或者氢氧根离子的水解作用,露出具有催化活性的金属钯。常的解胶溶液按成分分为:硫酸型、盐酸型和氢氧化钠型。解胶过度或不足均有可能造成漏镀,所以要严格控制解胶液浓度,温度和解胶时间。

(7)化学镍。化学镍是利用金属钯的催化作用,促使化学镍里边的次钠与镍离子发生氧化还原反应,镍离子被还原为金属镍原子沉积在具有催化活性的工件表面。常用的化学镍配方为:

七水硫酸镍28～32克/升

次亚磷酸钠13～15克/升

氯化铵35～40克/升

拧檬酸钠40～50克/升

PH8.0～8.5

温度38～42℃

(8)焦磷酸盐镀铜。化学镍层很薄,如果直接进入酸铜缸,容易因为酸铜缸的电流密度大而导致挂具位化学镍层不能够承受大电流而击穿,导致导电不良。焦铜的电流密度很小,工件经过小电流预镀一层铜,不仅可以增加工件表面金属层的导电性,而且可以增加一定的底层镀层厚度。

生产中控制焦磷酸钾210～240克/升

焦磷酸铜32～36克/升

PH9.0～9.4

温度48～52℃

电流密度0.5～1.5A/DM²

要严格控制各成分含量在范围内,否则就会使镀层烧焦发红粗糙等不良现象出现。为了阳极泥引起麻点等现象,阳极钛篮一定要用2～3层阳极袋装好,并伴随着5μ以下的棉芯连续过滤。要增加极限电流密度上限值,给予连续的空气搅拌也是必须的。

(9)酸铜。酸铜是指酸性硫酸盐镀铜,由于其镀层光亮性,柔韧性,延展性,导电性等都很优良,而且它适合于做很多种镀种的中间镀层,所以酸铜电镀界中运用非常广泛。在塑胶电镀中,酸铜的作用也非常重要。由于其光泽性好,整平性和深镀能力都非常好,所以塑胶电镀利用酸铜来得到全光亮的镀层。

酸铜的主要成分含量如下:

硫酸铜180～220克/升

硫酸68～72克/升

氯离子60～100PPM

温度20～26℃

光亮剂适量

(10)多层镍。一般在防护装饰性电镀中,为了满足客户的不同需求,人们采用了多种多层镍的组合方式以达到客户的不同防护要求。

(11)铬。铬是银白色来蓝光的金属,具有非常强的反光性能。在大气环境下容易生成一层钝化膜,在膜的保护下,能够长期保持非常美丽的金属光泽,是防护装饰镀层中运用最广的镀种之一。在电镀行业中,镀铬的种类很多,在这里我们只谈在塑胶电镀中运用居多的装饰六价铬、装饰三价白铬、环保三价黑铬几种。

2 电镀过程中存在的问题和解决方案

一般存在的性能问题有:CASS不过关、镀层厚度达不到客户要求、附着力达不到要求,即有大面积镀层脱落、冷热循环不过关;尺寸问题就是尺寸不合格,影响装配。我们主要是通过以下方式解决问题的。

2.1杂质、麻点。这是外观问题中最常见的,主要就是因为缸液不干净,这就要经常清缸,可是清缸的成本太高,而且污染严重,所以在客户可以接受的不良比例范围内,就可以放行。

2.2 CASS不过关:CASS就是盐雾试验中的铜加速试验,不过关就是在铬层有腐蚀现象,主要原因是铬层镀的太薄,微孔数量达不到10000,只要把铬层镀厚就可以了。

2.3厚度不合格。客户对Cu、Ni、Cr的厚度都做了要求,如果有一层厚度达不到客户要求都不可以出货,解决方案就是在镀层不合格的一层适量延长走机时间。

2.4附着力不合格。就是在做附着力试验时,有大面积镀层脱落,一般是因为镀层镀的太薄,只要适量镀厚一点,为了节约成本,一般把铜层镀厚一点就好。

2.5尺寸不合格。如果素材尺寸是符合素材标准的,而电镀后的基座尺寸不合格,一般有两种可能,一是尺寸偏大,那就是电镀的时候电位太高,或走机时间过长,只要在上挂基座的时候避开高电位区,按比例减少走机时间;二是尺寸偏大,原因在于电镀时电位太低,或走机时间太短,解决方案是上挂基座时避开低电位区,再适量延长走机时间。

当然,工艺过程是不断完善的过程,在以后的工作中,我们将进一步完善各工艺步骤。

参考文献:

[1]程秀云.电镀技术[M].化学工业出版社工业装备与信息工程出版中心,1991.

[2]刘仁志.非金属电镀[M].化学工业出版社工业装备与信息工程出版中心,1988.