手机结构件常用表面处理技术

手机结构件常用表面处理技术第1页，共27页，2023年，2月20日，星期五目錄

一.表面處理技術分類.

二.手機機構件常用表面處理技術.

三.鋁合金陽極處理技術介紹.

四.朔件電鍍技術簡介五.物理氣相沉積(PVD)第2页，共27页，2023年，2月20日，星期五一.表面處理技術分類表面處理技術大體上可分為︰1.有機塗裝2.熱噴塗3.防鏽封存與包裝4.化學熱處理及新型表面改性技術5.電鍍6.轉化膜技術7.印刷第3页，共27页，2023年，2月20日，星期五二.手機機構件常用表面處理技術目前的表面處理技術主要有︰1.朔件／沖件有機塗裝（烤漆）2.印刷（移印）3.鋁合金陽極氧化4.朔件電鍍5.物理氣相沉積等等第4页，共27页，2023年，2月20日，星期五1.鋁合金特性︰A.一般特性

A-1.化性活潑,在空氣中易形成氧化鋁膜.A-2.地球上蘊藏丰富,價格相對低廉.A-3.機械加工容易,強度/重量比值高.A-4.表面處理應用廣泛:陽極處理,鋅置換電鍍,電泳塗裝等.B.物理性質

B-1.硬度=2.6—2.9mohsB-2.比重=2.702g/cm2B-3.電阻=2.62*10-6ohm/cmC.化學性質

C-1.ΔE=-6.5VC-2.4Al(s)+3O2(g)2Al2O3C-3.Al(s)+4OH-Al(OH)4-C-4.Al+6HNO3Al3++3NO2+3H2O+3NO3-

三.鋁合金陽極處理技術介紹第5页，共27页，2023年，2月20日，星期五2.鋁合金陽極處理典型流程脫脂化學拋光鹼性腐蝕染色前處理陽極氧化剝黑膜染色封孔烘乾第6页，共27页，2023年，2月20日，星期五3.1.脫脂:除去沖壓/拋光等工段殘余的油脂

皂化:脫脂液中的鹼與工件表面的油脂反應,生成水溶性的肥皂與甘油(C17H35COO)3C3H5+3NaOH3C17H15COONa+C3H5(OH)3

硬脂酸酯

鹼

肥皂

甘油

乳化:除去工件表面無法皂化的油與腊3.2.化學拋光,鹼咬:3.2.1.除去工件表面原有之Al2O3不導電層

先進行:Al2O3+OH-2Al3++含Al+其它后進行:Al+NaOHNaAlO2+H2+其它

3.2.2.調節工件表面的亮啞度(鹼咬=鹼腐蝕,破壞工件表面平整性,造成光線散(漫)射,影響外觀3.3.剝黑膜:去除工件表面黑色水膜,主要成份為HNO3.(室溫操作)

3.前處理第7页，共27页，2023年，2月20日，星期五4.1.陽極氧化:利用電化學原理,在鋁工件表面生成一層Al2O3膜,除了抗腐蝕,磨耗目的外,還可以利用Al2O3陶瓷材料的多孔性,填充染料,達成著色的目的

4.2.化學反應原理

陰極半反應

2H+2e-H2(氫氧)

陽極半反應

AlAl3++3e-(α)

2H2OO2+4H+4e-(β)

3O2+4Al2Al2O3(γ)……Al2O3膜生成

Al2O3+6H+2Al3++3H2O(δ)……Al2O3膜溶解

(γ),(δ)是互相競爭的反應,但當(γ),(δ)的反應速率相等時,即表示Al2O3膜的生成與消失速率相同,膜厚不再增長,即使延長氧化時間,都不再有變化4.陽極氧化第8页，共27页，2023年，2月20日，星期五4.3.鋁陽極氧化膜生成過程示意圖第9页，共27页，2023年，2月20日，星期五20304050482620226024abcdABC時間/s

電壓/V4.4.鋁陽極氧化膜生成曲線A.膜層生長B.陰擋層形成C.膜層穩定生成,直到溶解與生長速率達到平衡第10页，共27页，2023年，2月20日，星期五a.硫酸系

1.無機酸b.鉻酸系

c.磷酸系一.酸性電解質2.有機酸a.草酸系

b.磺基水楊酸等

3.混合酸

1.氫氧化鈉系二.鹼性電解液2.磷酸鈉系

3.磷酸二氫鈉系

4.氫氧化銨系三.

非水電解液1.溶融電解液

2.硼酸甲酸胺系

4.5.陽極氧化工藝從電解液方面的分類第11页，共27页，2023年，2月20日，星期五5.染色前處理Al2O3膜生成后,並不宜立刻染色,因為Al2O3為無機物質,而染料為有機物質,兩者之間結合不易.所以必須於染色前在工件表面覆蓋一層兼具無/有機物質化性的即“界面活性剂,以利Al2O3染料結合.第12页，共27页，2023年，2月20日，星期五6.染色

即將染料分子填充至Al2O3孔隙的過程,染料大致上可分為有機與無機兩種,一般陽極用染料為有機性,第13页，共27页，2023年，2月20日，星期五

Al2O3孔隙填充過染料后,如不加以處理,放置一段時間后,孔隙中的染料會逐漸析出或變色,為避免此現象發生,染色后必須將Al2O3孔隙加以封閉,即為[封孔](seal).7.封孔第14页，共27页，2023年，2月20日，星期五四.朔件電鍍技術簡介1.電鍍基本原理:電鍍是一種電化學過程﹐也是一種氧化還原過程。電鍍的基本過程是將零件浸在金屬鹽的溶液中作為陰極﹐金屬板作為陽極﹐接直流電源后﹐在零件上沉積出所需的鍍層。

陽極分為可溶性陽極和不溶性陽極﹐大多數陽極為與鍍層相對應的可溶性陽極

第15页，共27页，2023年，2月20日，星期五2.朔件電鍍與金屬件電鍍的主要區別朔件一般不導電,在電鍍前需使其表面轉化為電的良導體,因此朔件電鍍相對于金屬件電鍍而言，它的前處理相對複雜也相當重要.注︰前處理:施鍍前的所有工序稱為前處理,其目的是修整工件表面,除掉工件表面的油脂,鏽皮,氧化膜等,為后續鍍層的沉積提供所需的易于電鍍的表面.

第16页，共27页，2023年，2月20日，星期五3.朔件電鍍典型流程去除內應力

脫脂解膠與還原敏化與活化粗化化學鍍朔件電鍍烘乾第17页，共27页，2023年，2月20日，星期五4.前處理4.1.去除內應力:為防止內應力對後工序的影響,一般採取溶劑處理或循環溫度處理4.2.粗化:關鍵工序,對基體與鍍層的結合力起決定影響.一般分為機械粗化,化學粗化,有機溶劑粗化.

目的:增大鍍層的接觸面積,使朔件製品表面變成親水體.第18页，共27页，2023年，2月20日，星期五4.前處理(續)4.3.敏化與活化:使朔件表面形成一層對後續的化學鍍有催化活性的金屬層.4.4.解膠與還原:去除表面的凝膠層,對後續化學鍍起催化作用,保持化學鍍液的穩定性.4.5.化學鍍:是一個自催化的氧化還原反應，使朔件表面形成一層導電金屬層第19页，共27页，2023年，2月20日，星期五5.朔件電鍍在工件表面得到所需鍍層﹐是電鍍加工的核心工序﹐此工序工藝的優劣直接影響到鍍層的各種性能。此工序中對鍍層有重要影響的因素主要有以下几個方面﹕A.主鹽體系B.添加劑:包括光澤劑穩定劑柔軟劑潤濕劑低區走位劑等.光澤劑又分為主光澤劑,載體光亮劑和輔助光澤劑等.C.電鍍設備

:掛具,攪拌裝置,電源等

第20页，共27页，2023年，2月20日，星期五五.物理氣相沉積(PVD)1.物理氣相沉積(PhysicalVaporDeposition):用物理方法(如蒸發,濺射等)使鍍膜材料氣化,在基體表面沉積成覆蓋層的方法.

一般包括:真空蒸鍍,離子鍍,濺射鍍膜這三類第21页，共27页，2023年，2月20日，星期五2.物理氣相沉積(PVD)的特點2.1.蒸發或濺射的原子或分子被離解和加速,具有較高的能量,可以得到致密的結合性能良好的覆蓋層.2.2.溫度較低,工件變形小2.3.依靠離子濺射效應,使工件表面淨化,並在整個沉積過程均保持清潔2.4在金屬,陶瓷,玻璃,朔料等表面均可沉積2.5.無公害第22页，共27页，2023年，2月20日，星期五3.真空蒸鍍在高真空室中,使金屬合金或化合物(鍍膜材料)蒸發或昇華,沉積在基體(工件)表面上的方法.蒸氣粒子的空間分布顯著地影響蒸氣粒子在基體上的沉積速率以及基體上的膜厚分布.這與蒸發源的形狀和尺寸有關.最簡單的理想蒸發源有點狀和小平面兩種類型.第23页，共27页，2023年，2月20日，星期五4.濺射鍍膜

用几十電子伏或更高動能的荷能粒子轟擊材料表面,使其原子獲得足夠的能量而濺射進入氣相,這種濺出的,複雜的粒子散射過程叫濺射.

濺射鍍膜是將沉積物質作為靶陰極,利用高能粒子轟擊靶材,產生陰極濺射,將靶材原子濺射到工件上形成沉積層的方法.第24页，共27页，2023年，2月20日，星期五5.離子鍍離子鍍是在真空條件下,利用惰性氣體放電使金屬或合金蒸發離子化,在轟擊作用的同時氣化離子經電場加速而沉積在基體上.它具有蒸發鍍的沉積速度快和濺射鍍的離子轟擊清潔表面的特點,特別具有膜層附著力強,繞射性好,可鍍材料廣泛等優點.第25页，共27页，2023年，2月20日，星期五6.物理氣相沉積三種基本方法的比較

分類特點比較項目真空蒸鍍濺射鍍膜離子鍍膜層特點密度低溫時密度較小,但表面平滑密度大密度大氣孔低溫時多氣孔少,但混入濺射氣體較多無氣孔,但膜層缺陷較多附著力不太好較好很好內應力拉應力壓