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电镀前处理详解

作者:[本站] 时间:[2017/09/15 16:09:06]

表面预处理是电镀工艺流程中一个重要的部分,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,一个镀件的预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。
预处理工艺通常由三段组成
1. 预除油—包括一至多步,视需要而定,以除去大部分的油;
2. 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;
3. 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。
处理范围
1. 表面油污
2. 除油剂如何工作
3. 预除油
4. 电解除油
5. 酸蚀
6. 预处理工艺
不良除油的影响
1. 与基体金属结合力差
2. 镀层起皮
3. 漏镀
4. 镀层微观粗糙
5. 针孔
6. 耐蚀性差
7. 污染溶液
8.可 焊接性差
除油剂如何工作
分散剂: 污物(用表面活性剂覆盖)
皂化剂: 植物油(转换为可溶性肥皂)
乳化剂: 矿物油(用乳化剂覆盖)
除油类型
机械除油: 湿或干喷砂
溶剂除油: 脱脂,乳化,双相除蜡水
碱性除油: 喷洗,浸洗
酸性除油
油污类型及除油方法
蒸气除油
热溶剂→冷溶剂→蒸气区
全氯乙烯,三氯乙烯(有毒),甲基氯化物(有毒)(加入少量稳定剂以防止水和活泼金属存在时的水解,特別在高溫及強光下)
禁用: 1-1-1三氯乙烷,甲基三氯甲烷,氟利昂
超声波除油
1.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。
2.范围通常在15—40KHZ, 较常用的于20KHZ左右,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。
碱性除油
1.浸洗除油(化学除油)
浓度:15-90 克/升
温度:60-90 ℃
时间:1—10分钟
2.喷淋除油(化学除油与冲撞作用)
浓底较低
温度较低
时间较短
低泡的性能
3.碱性除油要点
强力高效性除油剂适用于钢铁、镍合金、镁合金和铜的除油, 操作温度通常为70-90 ℃;
铝合金采用不含氢氧化物的无侵蚀性除油剂,操作温度通常为60-80 ℃;
其它敏感金属如锌、锡、铅合金和黄铜适合采用含缓蚀剂的中等碱性的除油剂, 操作温度通常为70-80 ℃。
电解除油
电解除油通常是除油工艺中的最后一步。但是,某些工艺不能使用电解除油,而是采用已讨论的其它合适的除油方法。这些工艺包括硬铬电镀,化学镀工艺,阳极化,磷化/钝化和铝上电镀工艺。但是,应认识到电解除油在大多数除油工艺中是重要的一步。
1.电解除油常用的操作条件
浓底:15 -90 克/升
温度:60 -90 ℃
时间:1/2 -2 分钟
电压:6 -10 伏
电流密度:2 -5 安培/分米2
极性:阳极或阴极
注:特定条件取决于基体的性质,油污和除油工艺
2.电解除油的极性选择
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;
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。
注:上述反应中,阴极上释放的氢气是阳极上氧气的两倍;上升气体产生擦洗作用,工件电解除油比浸洗除油有效的多。
前处理受污染
铬:镀层与基体金属结合力差
重金属:轻微污染时会有麻点或针孔,严重时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、蜡屎或过水不足:针孔、麻点或花斑, 结合力差
若污染严重,一部分必须定期废弃。
除油溶液的质量控制
滴定总碱度: 通常,专利除油剂化学平衡性好,不需分析试验, 通常建议滴定总碱度, 计算除油剂浓度;
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;
分析表面活性剂: 不常用(分析计算表面张力);
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。
浸蚀/酸洗
1.作用
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。
2.应用
硫酸(H2SO4)广泛用于各种金属, 含铅金属或铜合金(如含黄铜)不能采取硫酸浸蚀,因为会形成不溶性的硫酸铅,造成结合力差,镀层起泡或有孔隙;
一些新型专利酸盐含或不含氟和表面活性剂,常用于去除硅酸膜和活化表面;
盐酸(HCl) ,是另一种广泛使用的酸洗液,常用在全力除去氧化皮;
硝酸(HNO3)常用于酸洗厚氧化铜或氧化皮,铝合金去挂灰;
其它,如有机酸和混合酸洗液。
电解浸蚀
酸洗中施加电流可以和增强对金属表面的作用,溶液浓度范围宽广, 使用阳极电解或阴极电解取决于所需的结果。
阳极:控制侵蚀除去挂灰改善结合力电抛光;
阴极:减少氧化膜活化。


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