Plating Technology

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电镀前后处理工序说明

 

一、除油与浸蚀

除油和浸蚀是电镀生产中的一个重要的环节,有助于提供镀层与随后镀层良好的结合力,并且影响镀层质量和其它性能。

应注意的是,一个镀件的前处理工艺是一个综合的工艺(也就是说,每一步取决于前面一步,也影响着后面一步),因而,最好将这一工艺过程视作一整体考虑,而不是仅仅考虑每一单独的工序


二、前处理清洗工艺有以下三段组成

预除油:包括一至多步,视需要而定,以除去大部分的油

电解除油  最终的除油工序,以确保适合电镀的最佳清洁表面

酸洗:虽然常称为酸洗,亦称为浸蚀。有好几种作用,可留下微蚀、活化的表面


三、不良除油的影响

        镀层与基体金属结合力差,镀层起皮,漏镀,镀层微观粗糙,针孔,耐蚀性差,污染溶液,焊接性。


四、油脂分类及除油原理

皂化性油脂:动物油和植物油的化学成分主要是硬脂酸和甘油酯,他们能和碱作用生成肥皂,故称为可皂化性油。 

非皂化性油脂:矿物油主要是各种碳氢化合物,不能和碱起作用,故称作非皂化性油脂,例如凡士林、石蜡和各种润滑油等。

除油剂工作原理:分散剂: 污物  (用表面活性剂覆盖)2.皂化剂: 植物油 (转换为可溶性肥皂)3.乳化剂: 矿物油  (用乳化剂覆盖)

五、超声波除油

超声波振子安装在侧面, 而不是安装在底部。工件稍微移动是有益的,大多数槽设置固定的波型,这些波型在某些点作用为零,而在另一些点作用强烈,工件稍微运动,可得均用

产生波频率在15-40KHz之间,超出听力范围的声波的能量将污物微粒分解;这种工艺称为气穴,由液体中无数微小真空气泡的形成与破裂构成。这些气泡通过液体产生,即使是在液体渗入的隐藏的凹处和裂缝中。


六、碱性除油

目的:利用热碱溶液对油脂进行皂化和乳化,以除去皂化性油脂;同时利用表面活性剂的乳化作用,以除去非皂化性油脂。

主体:氢氧化钠/氢氧化钾、硅酸盐酸、碳酸盐、盐浓缩磷酸盐等,与工件上的油脂产生皂化反应,生成肥皂和甘油。

添加剂:螯合物可以消除硬水和金属离子的影响。

表面活性剂:置换和分散污物,降低金属表面上清洗剂的表面力,让金属表面被清洗液完全覆盖。

碱性除油

七、电解除油

阳极除油:氢氧根离子在阳极表面释放电子,释放出氧气 也称为反向除油;阳极除油缺点:析出的氧气氧化油污中的某些有机成份防止起挂灰也能去除挂灰,产生轻微氧化膜(在随后的浸蚀中会溶解掉),不推荐用于某些金属(高镍、钴或铬合金)因为氧化膜形成很牢固,导致镀层结合差

阴极除油:通过阴极得到电子水分子的分解, 分解的产物是氢氧根离子和氢气的释放;阴极除油缺点:随着除油槽液被金属离子污染,易在阴极上沉积一层结合疏松的挂灰影响镀层结合力或质量

阴阳极联合脱脂:鉴于阴极脱脂和阳极脱脂各有优缺点,生产中多采用阴阳极联合脱脂的方法,以取长补短。在联合脱脂时,一般先进行阴极脱脂,随后转为短时间的阳极脱脂,这样即可利用阴极脱脂的优点,有可减少或消除渗氢。

电解除油


八、预处理受污染

铬:镀层与基体金属结合力差

重金属:輕微污染時會有麻點或針孔,严重時有暗黑色无结合力的膜

乳化剂/氢氧化钠比例不当 :工件上形成硅酸膜、镀层中有裂纹

油污、蜡屎或過水不足針孔、麻點或花斑, 结合力差


九、除油溶液的质量控制

滴定总碱度通常建议滴定总碱度, 计算除油剂浓度,分析表面活性剂: 不常用  (分析计算表面张力)

水膜观察经合适除油的表面应有一层均匀的水膜,注意是浸蚀后观察水膜破裂而不是除油后水洗后观察,因为表面上任何残留除油剂都会有错误结果

用湿软毛刷洗 除油后从挂具上取下刷洗,水洗后重新放在挂具上电镀,电镀后比较外观


十、浸蚀

目的:中和碱、除去轻微氧化膜(包括阳极电解除油期间形成的氧化膜)、微蚀表面、活化表面、改善结合力、除去氧化皮。

浸蚀时间:一般3-5秒,当零件浸入浸蚀液后,目视零件在液中反应的情况,一旦零件表面上产生微小气泡,立即将零件取出,清洗后快速进入下一道工序。

浸蚀

十一、化学粗化

目的:粗化是提高零件表面亲水性和形成适当的粗糙度,以保证镀层有良好结合力。

原理:在强氧化性的粗化液中,产生亲水性的极性基团橡胶相粒子J2稀(B)被氧化溶蚀,树脂相A(丙烯腈)和S(苯乙烯)的表面形成和留下凹坑与大量微小的孔穴,正因为这些凹坑、孔穴使镀层锚合在塑料表面,以获得良好的结合力。

粗化

十二、中和、还原、浸酸

目的:将粗化后残留在制品表面和挂臂的六价铬清洗干净,防止污染钯缸,使活化处理失去催化活性,影响塑料与镀层的结合力。

原理:六价铬与另外一种化学物质发生化学氧化还原反应变成三价铬的重金属。


十三、胶体钯活化

目的:胶体钯活化法实际上是把敏化、活化过程合并,一次完成,代替了敏化和离子型活化两道工序。提高镀层附着力,使胶件表面形成一层催化活性的贵金属层,为化学沉积提供必要的条件,使化学镍能自发进行。

原理:胶体钯活化是通过氯化亚锡还原钯离子并形成胶体钯和锡酸胶体。锡酸胶体是胶体钯的保护体,使胶体钯活化液稳定,在稳定的前提保持过量的亚锡离子和足够的酸度,Sn2+是强化性还原钯,使钯附在胶件上,反应机理:Pd2+ +Sn2+       Sn4++Pd↓。

胶体钯活化

十四、解胶

目的:胶态钯活化后的零件,其表面吸附的是胶态钯微粒 ,它并没有催化活性,而必须把它周围吸附的Sn2+水解胶层除去露出钯粒子,为此要进行解胶处理。

原理:NaOHSn2+水解胶层发生反应和络合作用,生成易沉淀的锡盐,让钯原子裸露,即用酸或碱溶液去除活化处理时表面吸附的胶体钯颗粒外面的保护胶团。

解胶

十五、电镀后处理

大多数产品电镀完成后一般都需要经过脱水或钝化处理,防止产品表面产生水印和提高耐腐蚀性。

脱水:电镀完成后,用水清洗产品表面时总会或多或少地附着一些水珠,烘干后水珠会变成水印影响产品外观;因此脱水处理是一个必不可少的环节,一般用市售的脱水剂进行脱水处理。

钝化:将产品浸入含六价铬离子的钝化液中,使产品表面生成一层薄薄的钝化膜以提高耐腐蚀性。


十六、进行前处理应注意哪些问题?

1.工件除油后要彻底清洗。最好先使用热水清洗再使用冷水清洗,这样可以较彻底地清洗去碱液、肥皂、水玻璃等,如果清洗不干净,酸洗时会在工表面生成难溶的硅胶和硬脂酸,从而影响镀层与基体的结合力。

2.酸洗后的工作不要用热水清洗,因为在较高的温度下工件易被腐蚀或氧化,要用冷水清洗干净。

3.活化后的工件要立刻转镀工序,不要停留静置过长时间。

4.如工件孔眼、盲孔等部位堆积有过多的油污或抛光蜡,除油前需用棉签蘸上有机溶剂擦洗工件上的油污或剔除抛光蜡后,再进行除油,否则隐藏在孔位内的油污或抛光蜡难以除尽。

5.阴极、阳极并联时,除油的次序不可颠倒,必须先采用阴极除油后阳极除油,除油次序错乱会引起镀层起泡。

6.阴极电解除油电流不宜过大,电流过大会使除油液中的有机或无机杂质沉积在工件上,影响镀沉积和附着力。

7.除油液应定期更换,除油液太脏,除油效率下降,同时除油液中过多的脏污物附着在工件表面难以清洗干净;会使镀层出现爆皮、脱落、镀层难以沉积等不良现象。

8.铜质件不可和钢铁件共用活化槽,铜质件经过活化槽时会有弱腐蚀产生铜离子;由于铁比铜活泼,当铜离子大量积累时,铜离子会与钢铁件产生置换反应,由于这层置换层疏松与金属结合力不牢,将会影响镀层质量。

9.粗化时打气的控制:胶件凹陷或胶件背面部位复杂或有内角的胶件,粗化打气稍微开大一些,同时,易掉缸的在保证粗化均匀的情况下调控打气,避免掉货。