【电镀】非金属电镀工艺新技术应用与典型实例.pdf

第三章非金属电镀工艺新技术应用与典型实例 第一节塑料电镀工艺新技术应用 一、塑料电镀的特点 非金属材料电镀是指在非金属材料表面，采用特殊的电镀加工方法，使其获得一层 金属层（导电膜） ，从而使之具有非金属材料和金属材料两者的优点。 近年来，由于塑料、玻璃、陶瓷和石膏等非金属材料已越来越广泛地应用在生产和 生活用品上，它们不仅能代替贵重的有色金属，还能节约机械加工工时，提高劳动生产 率，减轻产品重量和降低成本，但它们存在着不导电、不导热、耐磨性差、易变形、不 耐污染和缺乏金属光泽等缺点，从而在一定程度上限制了使用范围，若在非金属材料表 面上沉积一层金属，就能大大提高其使用性能，扩大其应用范围。 使非金属表面金属化，虽可采取喷镀、电镀、化学镀、真空蒸镀、阴极溅射或离子 镀等不同工艺来实现，但目前在工业上应用最多的是电镀工艺。 在非金属电镀中，以塑料电镀所占的比重最大，其中又以 !“# 塑料为主。本节主 要介绍 !“# 塑料的电镀工艺。其他非金属与 !“# 塑料电镀工艺的差别主要在于粗化工 艺的不同，步骤、方法大体相似。 在非金属材料电镀之前，先将非金属材料表面进行金属化处理，即在不通电情况 下，在它们的表面施镀一层导电的金属膜，使其具有一定的导电能力，然后再进行电 镀，因此，非金属材料电镀与金属制品电镀的主要区别，在于非金属表面需要金属化处 理。 塑料电镀又是非金属材料电镀中用得最广泛的一类，其主要优点是通过电镀后，提 高了塑料制品的表面机械强度，延长其使用寿命；使塑料制品具有导电性、导磁性和可 焊性；使塑料制品对光与大气等外界因素有较高的稳定性，可防止老化；使塑料制品表 面具有金属光泽，美观且不易污染；塑料电镀制件比金属镀制品轻便，适于做工业品、 生活日用品。 目前使用的塑料类型日益增多，有 !“# 塑料、聚丙烯塑料、聚甲醛塑料、聚碳酸 酯、尼龙等。由于 !“# 塑料便于加工成型，强度高，表面容易浸蚀，能够获得结合力 良好的镀层，应用最广。 !“#第四篇电镀工艺新技术应用与典型实例 二、塑料电镀前的成型工艺 非金属材料以塑料为例。塑料电镀成功与否，不仅与电镀工艺、塑料件质量和其表 面特性有密切的关系，而且又与塑料件的表面特性、塑料件的造型设计、模具设计以及 加工成型的方法相关联。因此，要保证塑料电镀的质量和良好的结合力，必须重视塑料 件的成型工艺。具体地说，成型工艺包括对塑料的外形设计、模具设计和塑料的注塑条 件、镀前检查。 !“ 塑料件的外形与模具对外形设计的要求 设计塑料电镀件时，除了要求其具有足够的强度和易于成型外，还需考虑电镀层有 良好的结合力和较低的表面粗糙度。在设计上应注意以下几方面： 应按照获得完好注塑成型件的技术要求进行注塑成型，有时还要更加严格要求，因 为零件表面的缺陷经过电镀后会显得更为明显。因此在其形状设计方面原则上愈简单愈 好。 应尽量减少锐边、尖角和锯齿形，直角和锐角均应倒圆。尽量避免盲孔，减少深凹 部位，必要时盲孔的深度应为直径的 !#$ % !#） （)*+） !-1/- . $-#-: 硫酸（($9!） （)*+）#,- 1-1-/-:$-/#-,6）$, . !-:- . 1$-:- . 1$-?, . ! ,-?, . ,#- . :- #有机溶剂粗化。对于不适宜用酸液的塑料制品，可用有机溶剂，如热固性塑料可 !“#第四篇电镀工艺新技术应用与典型实例 在下列溶液中处理 ! “ #$%4 ;? 484# $）的活化液应用最多，当 经过敏化后的塑料件浸入含有银离子或钯离子的溶液中时，贵金属离子立即被二价锡还 原，生成贵金属微粒黏附在塑料表面，其反应过程： !“#第四篇电镀工艺新技术应用与典型实例 !“#$ %9:）.4451 氯化亚锡（%! 塑料件的化学及电镀过程 （/）塑料件的化学镀： 塑料件经过镀前处理后，即可进行化学镀。化学镀工艺可参阅本书化学镀部分。 （!）塑料件表面电镀： 塑料件在经过表面准备和化学镀后，表面就会附着一层金属导电膜，膜的厚度一般 为 “ “4 3 “ ?!#。由于金属膜很薄，一般不能满足产品性能的使用要求。因此，在经 化学镀后，需用电镀的方法加厚金属层，根据要求工艺方法再电镀一层金属，如铜、 镍、铬、银、金或合金等（可采用通常电镀） 。 电镀铜不可用氰化镀铜溶液，多采用酸性镀铜溶液。这是因为氰化铜镀液是强碱性 的，腐蚀性强，在电镀过程中会产生大量氢气泡，易使化学镀层腐蚀掉或使镀层起泡脱 皮。 开始电镀时，注意将塑料件带电下槽，起始电流密度应较低些，以 “ / 3 “=4A B#!为宜。否则，电阻过大，易烧穿。然后，逐渐增加电流密度至工艺规范。另外，挂 具与零件接触点应紧密，接触点面积尽可能大些，接触点应增多。 塑料件经过酸性镀铜达到一定厚度后，即可接通常装饰性电镀工艺进行光亮镀铜、 光亮镀镍和镀铬。见表 6 7 * 7 ?。 !“#第四篇电镀工艺新技术应用与典型实例 表 ! “ # “ $塑料电镀工艺流程与工艺规范 序号工艺流程组成及含量 工艺条件 温度 （%） 电流密度 （镀铬 铬酐*0123 硫酸*6 023 !0 / 00 -1清洗水!0 / 91 -清洗水室温流动 -*干燥吹干 -#检验 注：预镀镍时溶液中要求铁离子不超过 -123。 !“第四篇电镀工艺新技术应用与典型实例 第二节石膏、木材和纸板电镀工艺新技术应用 一般对石膏、木材和纸板表面都是比较疏松、多孔，因此，电镀前首先要求烘干， 再进行封闭处理，使其表面孔隙封闭。例如，石膏制品先浸入温度 !“#$的熔融石蜡 中，约 %“/） （#$%）0“ 2“ 氯氟酸（） （)%$%）3“3 * ; #+。 黑孔化法用炭黑层代替化学镀铜层作导电层能简化废水处理，同时，其工艺类似于 沉厚铜，需腐蚀去的只是覆铜板上原来的铜层，又不像沉铜工艺难掌握。 黑孔化工艺较适合于微孔的孔化。 !“第四篇电镀工艺新技术应用与典型实例 表 ! “ # “ $%黑孔化法工艺流程 序号工艺配方说明 $孔壁清洗黑孔化清洁剂 $。作用是使炭黑层稍 微溶胀，生成许多微孔通道，使下一 步微蚀的溶液能达到铜表面 *。微蚀液通过炭黑层 中微孔，蚀刻去约 $!+ 厚的铜层， 使铜层上的炭层也随之脱落 $%水洗 $ 防氧化 处理 5#?(5*40 · 5 .4 *%678 5.=4!（/ 镀铅锡合金和镀锡 印制线路板电镀用的是高分散性的铅锡合金溶液，合金的成分与焊锡相近，含铅约 #08%） .% (/ - $ 01% ($? - %! 55 酸浓缩物 $%. - $,. 0+66+AB$2 - %2 温度（9）%. - #. 电流密度（:*;8%） $ - ! 注：!此配方为德国 0CDEFGHI 公司产品。 必须指出：采用热风整平工艺时，铅锡镀层在用于抗蚀层后，即被退除，因此，可 用镀锡代替镀铅锡合金。这样，既避免 5“的污染，又可降低成本。印刷线路板镀锡工 艺规范见表 ! “ # “ $#。 表 ! “ # “ $#印刷线路板镀锡成分及工艺条件 成分及工艺条件含量（)*+） 01% ($2 - #. 硫酸（3%06!） $2. - % 0:$, - $% 0:$%$2 - %2 温度（9）$2 - #. 电流密度（:*;8%） .= 2 - % 当铅锡合金电镀之后要热熔时，控制合金成分十分重要，否则，热熔后不光亮或有 其他疵病。为了控制合金成分，首先要控制合适的 01% (* (01（*+,） “%) - !%“( - ) 氨基乙酸（*+,）$“ - ：!: !：“ “第四篇电镀工艺新技术应用与典型实例