电镀前处理主要环节作用和机理
一、 脱脂
1、作 用:除去素材表面脂肪类油漬和其他有机性污垢,以获得良好電镀效果,并防止对后序工序的污染。
2、温度管控范围:40~60℃ 标准:50℃
3、作用机理:
借助于溶液的皂化与乳化作用以达到去除油污的目的。
动植物油的去除主要是依据皂化反应。所谓皂化,就是油脂与脱脂液中的碱起化学反应生成肥皂的过程。使原来不溶于水的油脂,分解成了可溶于水的肥皂和甘油,从而被除去。
4.注意事項:
1).超音波振荡有作于增强脱脂效果。
2).除油粉浓度不足时,无法达到脱脂效果;浓度过高时,带出损耗较大,成本增高,需控制在合理范围内。
3).温度不足时,除油效果不佳,提高温度可以降低溶液与油脂的表面张力,加速除油效果;温度过高时,素材易发生形变。作业时需严格控制温度。
4).脱脂工序后,素材表面应完全润湿,如有明显之水珠与素材界面排斥现象说明此操作未达到要求,需重复操作,并及时调整各参数。
二、膨润 ※(了解即可)
作用机理:
通过膨润剂膨胀工件达到表面微蚀,同时软化材质本身,释放因注塑或材质原因产生的应力不均,以便后序粗化工序能够均匀良好的腐蚀。
电镀素材的内应力的检查,针对不同材料,方法也会有一定的区别。对于ABS类一般情况下都会采用冰醋酸浸渍法。具体做法如下:
将素材完全浸入25℃±3℃的冰醋酸溶液中4分钟,取出后立即用凉水清洗干净,然后晾干(若需吹干,也只能用冷风),检查表面,若有明显之亮雾不均或细小的裂纹,说明此处有应力存在。将产品于1米高处抛落,若产品表面出现明显裂纹,说明此处应力过大。
通常情况下于65℃--75℃温度下加热2—4H或以同样温度的热水中浸泡30min以消除素材应力,也可于25%(体积)的丙酮中浸泡3--5min以消除应力。
三、 粗化
1、 温度管控范围:63~69℃,标准:66℃
2、 ABS塑料是丙烯晴(A)、丁二烯(B)、苯乙烯(S)的三元共聚物,在粗过化程中,塑胶粒子被容去形成凹坑,使表面有憎水性变成亲水性,使镀层附着在胶件上面并牢固结合。
注意事项:
1). 高铬型溶液,溶粗化速度快,镀层附着力好;但是铬酸与硫酸值大于800 g/L时,溶液会有沉淀产生,需保持气体搅拌。
2). 浓度不足时,粗化效果差;浓度过高时,易粗化过度,损伤素材,且带出损耗较大,成本增高。
3). 温度不足时,粗化效果不佳,温度过高过时,素材易发生形变。
4). 时间过短时,无法满足粗化效果,时间过长时,易粗化过度,损伤素材。
5). 粗化过程中会有Cr3+产生。Cr3+浓度越高,粗化效果越差,镀层的附着力也会随之下降,需定期做电解控制。
6). 粗化湿润剂有利于工件良好润水,合理范围内,于搅拌情况下,液面会有一层黄色泡沫,如不足时,需及时补加。
7). 粗化后,素材表面应当完全被水润湿,粗化程度的表面特征 ,可以从外观上作出判断:
a. 粗化不足,表面平滑有光泽,对强光源反射好 .
b. 粗化适宜,表面微暗,平滑但不反光 .
c. 粗化稍过度,表面明显发暗,但仍平滑 .
d. 粗化过度,表面呈白绒状 , 疏松 .
四、 中和(主要成分为盐酸)
1.作用:将残留在粗化腐蚀后素材微孔内的六价铬清洗干净,以防止对后续工序造成污染。
2.作用机理:在粗化过程中素材橡胶粒子被溶去,形成凹坑,内部会有粗化液残留,因粗化液中六价铬离子,具强氧化性,会污染后续制程。盐酸可将其还原为三价铬离子,从而丧失氧化性。
3. 注意事项:
1).盐酸容易挥发,气体搅拌可增强其中和清洗效果,但气流不易过大,以免造成盐酸挥发损耗。
2 ).浓度不足时,清洗效果差;浓度过高时,带出损耗较大,成本增高。
3 ).温度升高,可增强清洗效果。温度过高时,挥发损耗较大,会增大成本,且污染空气。
4 ).使用过程中,三价铬离子会累积增高,当药液呈深绿色时,说明三价铬离子过多,应定期更換。
五、活化(催化)
温度管控范围:25~32℃ 标准:28℃
催化
盐酸
200ml/l
170~230ml/l
150~250ml/l
钯
65ppm
55~75ppm
45~85ppm
二价锡
2.5g/l
参考
1.作 用: 在素材表面沉积一层具有催化活性的胶体钯。
2.作用机理:含有活性基团的聚合物可以与贵金属离子形成络合物。ABS树脂本身不含有任何极性基团,但粗化液粗化后,由于Cr6+的强氧化性使得ABS表面含有—COOH、—SO3H或—CONH2等活性基团。将粗化后的工件浸泡活化液中,会在素材表面沉积一层具有催化活性的金属Pd离子,以便在后续工序,将具有催化作用的金属由离子还原为原子。产品出槽后,活化液中所含的Sn2+离子,会在纯水中因水解而产生一层白色的胶体包裹在钯离子表面,防止其被空气氧化而丧失催化活性。
3、注意事项:
1).活化液不可打气搅拌,否则会造成活化剂分解。
2 ).温度升高,可增大沉钯效果。当温度过高时,活化剂会分解。
3 ).活化剂浓度不足时,沉钯效果不足;浓度过高时,带出损耗较大,成本增高。
4 ).盐酸的目的是为了防止活化液中的Sn2+离子被氧化,及活化剂分解,其含量多少对活化效果影响不大,因此当液位不足时,应适当补加经稀释之盐酸.
5 ).经活化处理后,素材表面应为均匀的黄褐色。
五、 化学镍
1、温度管控范围:25~40℃ 标准:35℃
2、作用:
使素材表面沉积一层均匀的金属层,使素材从非导体变成导体。
3、
化学镍
镍
5g/l
4~6g/l
3.5~6.5g/l
次亚磷酸
12g/l
10.5~13.5g/l
9.5~14.5g/l
PH
9
8.0~10
7.0~12.5
4、注意事项:
1 ).次亚磷酸是镍的还原剂,含量高时,沉积速度加快,镀层色暗,但镀液稳定性差,并会加速次亚磷酸根的生成速度,镀液易分解。当次亚磷酸大于50g/L时,溶液稳定性会显著下降,应重新建浴。
2 ). 随着温度的升高,镀液沉积速度加快。当温度过高时,因沉积速度过快,镀液易发生自分解,溶液寿命缩短。
3 ). PH值低,溶液沉速缓慢,PH增高时沉积速度随之提高。当PH值过高时,镀层因沉积过快,而不够致密,容易产生颗粒。