ABS塑料电镀工艺课件

ABS塑料电镀工艺ABS前处理选择性镀除油除蜡亲水粗化中和预浸钯水解胶化学镍焦铜/瓦特镍光铜两层镍/三层镍光铬二、工艺说明主要成分：除油粉30-35g/L

除蜡水8-10mL/L作用机理：除去制件表面污垢，使粗化均匀，提高结合力，延长粗化使用寿命；加温和搅拌都会加速油滴进入溶液，加快除油速度，提高除油效率，所以一般化学除油工艺要求采用较高的温度措施，也有用超声波来加快除油过程的。除油、除蜡亲水主要成分：硫酸80-100g/L

整面剂PP-1051-2mL/L使用温度：室温机理及作用：整面剂中的表面活性剂组分可以定向均匀地排列在胶件的表面，使表面可以与粗化液充分均匀地接触，从而提高粗化的效率和均匀性；同时整面剂中的有机溶剂可以起到消除胶件中部分残余应力的作用。*粗化均匀和应力减小都会增加镀层的结合度。粗化主要成分：铬酸CrO3380-420g/L

硫酸H2SO4380-420g/L

雾化剂适量使用温度：65℃ 粗化是塑料电镀最关键的工序之一，它对镀层与塑料之间结合力的影响最为显著。 通过对非金属材料制品表面的氧化和蚀刻而起粗化作用，增大镀层与塑材的接触面积，提高塑材与镀层的结合力。经合理粗化后的制品，表面呈微观粗糙，粗化均匀、细致，对制品表面光洁度、尺寸精度影响很小，粗化液配制简单、易于操作、适用范围广。

粗化机理

ABS塑料是丙烯腈(A)、丁二烯(B)、苯乙烯(S)的三元共聚物，其结构为橡胶态的B组分分散于S－A聚合形成的球形刚性骨架之中。化学粗化时，粗化液可溶解制品表面层的B组分，而S—A骨架基本不溶，从而形成很多的瓶颈形凹坑，使制品表面微观粗糙明显增加，并使镀层与基体能实现机械“锁扣”式结合。粗化过程中，ABS在铬酸与硫酸混合液中腐蚀粗化时，B优先被铬酸蚀刻溶解，A溶解速度相当慢，S几乎不溶解致使连续的树脂相表面留下大量均匀的微小孔穴，孔穴是金属镀层与塑料表面产生结合力的主要因素。蚀刻作用氧化作用 强酸、强氧化性的粗化剂，还能对塑料表面的高分子结构产生断链的作用，即长链变成短链，同时发生氧化作用。ABS塑料粗化时，在酸性介质条件下，铬酸主要对B组分起氧化作用，反应如下：粗化液各组分的作用硫酸

1、蚀刻作用；2、提供酸性介质；3、使苯环引入磺酸基，增强亲水性。硫酸含量过高的粗化液对塑料制件表面作用过快，易使几何形状复杂、平直表面积很大的制件粗化不均；硫酸含量过低时，ABS中的树脂相A、S容易遭破坏，降低了制件表面的抗拉强度，镀层结合力显著下降。铬酐主要是氧化作用。润湿剂减小粗化液表面张力，利于塑料制件表面润湿。影响粗化的因素

粗化操作中必须严格控制适宜的粗化条件，若粗化不足，会引起镀层起泡、结合力差。甚至在沉积金属时，局部沉不上；粗化过度，则会引起零件变形或使表面层腐蚀，从而损坏表面光洁度。影响粗化的因素主要有：粗化时间，粗化温度及三价铬含量。

粗化度over-pickledunder-pickeldcorrectlypickled粗化时间：

时间过长，会造成过蚀；时间过短，则起不到浸蚀成孔的作用。粗化温度：生产过程中要严格控制好粗化液的温度，温度低粗化速度慢，达不到要求的粗化效果；温度太高，塑料会发生热膨胀，清洗时遇冷收缩，表面会出现肉眼可见的网状裂纹。三价铬含量：随着粗化的进行，化学粗化液中的六价铬会被还原为三价铬，当三价铬达到一定量时，粗化槽中的有机杂质结到一定数量，粗化速度和效果显著下降，造成镀层结合力下降，也即粗化液老化。粗化液再生隔膜电解：隔膜电解实质上是电解和电渗的组合，借助隔膜使电解槽分隔成阴极室和阳极室，在直流电场的作用下，通过隔膜产生离子的迁移，同时在电极表面发生下列的氧化还原反应。阳极：4OH-

→2H2O+O2↑+4eCr3+

→Cr6++3e阴极：2H++2e→H2↑Cr6++3e→Cr3+

将粗化废液放在阳极室，阴极室注入硫酸（主要起导电作用），通直流电后，三价铬在阳极表面氧化成六价铬，同时某些金属杂志离子通过隔膜向阴极室迁移，从而达到粗化废液的再生和纯化。中和主要成分： CP-盐酸CP-HCl14-20mL/L水合联氨N2H4·H2机理及作用：

除去粗化后残留在制件表面微孔结构中的六价铬和其他杂质，避免带进钯水缸而导致钯水失去活性。 塑料表面残留六价铬会影响其表面对钯活化剂吸附因而导致漏镀。钯活化剂中带进的六价铬离子会氧化锡和锡/钯胶体，导致钯水失去活性。 三价铬离子不会氧化钯水中的Sn2+,减少对胶体钯的毒化作用。中和反应方程式：水合联氨过多时，挂具上镍；过少时，不能起到还原作用。

防止带入水引起Sn2+的水解形成沉淀，维持钯水pH稳定性，保证钯水的活性。酸浸（预浸）（盐酸，温度控制在30±2℃）钯水活化

我集团所用的“钯水”即为ABS工艺前处理活化工序使用的“胶体钯”，是塑胶电镀的关键步骤之一。

活化时，在粗化后留下的微观粗糙表面会吸附钯水中的胶体钯，这种胶体钯中包含有高活性的钯原子，为化学镍上镀做好准备。0.181nm0.128nm0.093nmPdCl-Sn2+[(Pd)mnSn2+，2(n-x)Cl-]2x+2xCl-(Pd)m是胶核，m表示胶核中所含Pd的分子数，[(Pd)mnSn2+，2(n-x)Cl-]2x+是胶粒，n表示胶核所吸附的Sn2+离子数，溶液中的Cl-又可以部分地吸附在其周围，2（n-x）为吸附层中的相反电荷Cl-数，2x是扩散层中的反号离子Cl-数。胶体直径

:

一般2–10nm最大100nm“胶体钯”是二价锡与钯盐混合配制的溶液，在盐酸水溶液中，钯离子和亚锡离子反应，生成金属钯微粒，溶液中金属钯吸附了过量的二价锡离子形成了钯胶体。以胶态存在的钯，阻止了钯微粒的聚集。影响钯剥水稳定研的几个索因素1、六价铬缩慧的影响。由于Cr6+被还原缩慧过程中仗消耗H+从而使Sn2+发生水解撤。即：SnCl2+H2O贪S弓n(OH缠)Cl+辅H+，酸度减少苦，即H+减少，帐反应向演右进行红，从而酱生成Sn(赶OH)哗Cl沉淀。2、空气的挤影响。空气也填会氧化会二价锡江而加速混溶液分踪蝶解，因斩此避免众用空气拼搅拌，仓不生产胸时，要绞加盖保倾护。3、温度讽的影响窄。温度太高哭加速盐酸工的挥发，筒使溶液的PH值变化较降快，严重犯影响钯水间的稳定性钳和活化效疼果；温度辅太低，不崭利于沉钯科。所以一藏般使用温残度控制在18-2残5℃。E线为例袍：一般器控制钯寺浓度在30-5现0PPM左右,控制锡离医子在1-3台g/L，盐酸匀控制在250-酬300g视/L,温度为25±2℃。解厌胶吸附在盛塑料表笔面的胶笋体以钯畅为核心果，外围忆为二价捏锡的粒含子，而钯水后的医清洗工序使肆二价锡水畏解成胶状替：SnC慎l2+H2O=S疼n(O围H)C省l+H红Cl兆;放SnC士l2+2H2O=S伞n(O学H)2+2HC论l其中Sn(攀OH)啄Cl与Sn(坏OH)2结合，生俊成微溶于愿水的凝状孩物Sn2(OH)3Cl:Sn(卡OH)沃Cl+Sn状(OH)2=Sn2(OH)3Cl在上述过渴程中还有满少量的Sn4+也发生役水解反帽应：Sn4++3H2O=Sn劝O32-+6H+这种微溶歼物沉积在凝基体表面顷上形成一蚁层薄膜，鞋其厚度为兼几到几百固纳米。把锈钯严实裹稼在里面，其使钯的催敞化作用无垃法体现，凯为了使钯葬粒子能暴煤露，必须巴去掉锡的军水解膜，删此过程叫解胶。Sn2(OH)3Cl+记3HC斧l优2纱SnC寨l2+3H2OSn2(OH)3Cl+询3OH-2Sn(趁OH)3-+Cl-Sn2(OH刘)3Cl两性水合碎物，溶于织酸生成锡缓（Ⅱ）盐；溶于碱生陡成三素羟基亚悦锡酸盐M[Sn卷(OH)3],故又称收亚锡酸。解捷胶碱解胶碱对于昂水质较锋为敏感粱，易产纱生沉淀软或悬浮升物，解慈胶速度除快不牙易控制蜜，但是配碱性解遍胶的成罢本较低搭适用性炊也很广弓。酸解胶酸性解明胶对电率镀大件届解胶效拼果较好脂，镀层奖较致密妈、均宅匀，但万酸性解谁胶成本设高。解胶前批后对比以E先为例射。主要走酸则解胶：ABS的产品和每绝缘产品撇；主要走碱么解胶：PC的产品和PC/A宰BS的产品；酸碱都律走：双右色料的娘产品。解胶不修足与解来胶过度直往往会踢造成漏挂镀，原堵因是：解胶过京度：凹坑底部槽的Sn2是+被解离开丈来，使Pd与胶件浇表面之赌间的作灾用力降着低，在框此后的筐水洗工侍序中Pd被带离贺交件表刃面，在棉化学镍芬中起不户到催化浮的作用悬而造成氏漏镀。解胶不蠢足：部分Pd上面的Sn2委+没有完剥全被解梁离开来系，即Pd没有裸树露出来榨，活性换不够，具从而造局成漏镀逗。解徒胶E线酸解胶科硫酸60-1纱00g/仿L，温度50±2℃；碱解胶蹦氢氧化殃钠100挂-20属0g/缸（720羊L)，温度40±2丙℃。化学镀龄镍在塑薯料电镀烛中的作朱用ABS塑料本身隐是绝缘体稠，要想在ABS胶件上版进行电叶镀以达海到改善倾材料性样能及外御观装饰椒性要求眼，则必套须对塑星料件进端行导电际化处理刮。而化无学镀镍绍则是承粒担这样偷的功能陷。是塑帜料实现冤电镀的尖一步关拣键性工叙艺。化学镀忆镍主要哲借助溶迈液中适蛮当的还券原剂使素金属离兆子在具葡有活性魂的材料吼表面的窄自催化于作用下贩还原进镜行的金威属沉积雪过程。渐从而在魄塑料表沃面形成桌金属镀丘层，实五现塑料估件的导令电，为嘉后面的仙电镀工命艺提供影必要的芦条件。化学镀肝镍的机国理采用次磷格酸钠为还欺原剂的化菊学镀镍机筑理有原子桃氢析出理你论和正负板氢离子理日论。原子氢析切出理论：在化学镀谢镍过程中里，镍离子誓是被还原达剂放出的阵氢原子还筒原的。正负氢离坦子理论：还原剂燃次磷酸钠熊放出的不制是氢原子险，而是负茧氢离子（干H-），镍是吊被还原性肯更强的（甲H-）还原捏的。统一机理原子氢多析出机偶理正负氢猴离子机维理统一机理脱氢氧化再结合析氢氧化金属析出磷析出化学镀镍姻的实质在活性明金属钯绝微粒的飞引发下杠，发生的氧化还盘原反应稻，溶液补中的镍含离子Ni2+被还原泽成Ni金属微母粒，并暗附着在秩胶件表阁面，形志成一层垂金属膜倍，实现旷胶件由张不导电宏性向导责电性的漆转变，济为下面凭的电镀释工序提揉供导电题条件。PdPdPdPdPdPdPdPdPdPd化学镀临镍过程活性塑胶匠表面金属开霞始在塑默胶表面仅沉积沉积完全,塑胶表面涨镀上一层耗完整的金筝属化学镀梅镍溶液持的组成悟与作用化学镀镍砍液的主要唯成分硫酸镍NiSO4（15-28g/l）柠檬酸钠Na3Cit（28-36g/l）次磷酸钠NaH2PO2（3-7g/l）氯化铵NH4Cl（30-益38g蜜/l）氨水NH3H2O操作条件温度34铺2过滤6转/小时以沿上PH值8.0岩—8.迈5各个组蹲分的作挤用（1）NiS父O4：作为骡化学镍承溶液的寸主盐，隐提供化王学镀镍泄所需要抬的Ni2+。硫酸镍孟价格低秧廉，并捆且容易跃制成纯博度较高超的产品烈，被认弄为是镍尤盐的最鼠佳选择津。（次得磷酸镍袖是理想潮的主盐折）镀液中镍狸离子的浓江度不宜过瓦高，镀液咳中镍离子狼过多会降锐低镀液的超稳定性，羡容易形成井粗糙的镀天层，甚至方可能诱发绘镀液瞬时凑分解，继市而析出海验绵状镍。镀液中的拔镍离子的把浓度也不黄宜过低，档镀液中的诞镍离子过月少会导致首化学镀镍掠的速度。喇（可能会测出现漏镀保的现象）

镍离子的泳浓度会影毫响到化学居镀镍层中过磷的含量牲。因此，绑如需要控恶制化学镍减层中的磷计含量，镍怕离子的浓植度必须要窜控制在一衡个合理的梳范围内。（2）NaH2PO2：化学镍溶章液中的还堡原剂，它掏提供还原对镍离子所莲需要的电斩子（或者可氢原子）如。在一定范桑围内镍沉泼积的反应抛速率与次川磷酸的浓蹲度成正比遗，因而次箭磷酸的浓夕度直接影旋响反应的栽沉积速率血，在设计愉配方时是胁很重要的天基础数据制。（PH值在一彻定的范张围内）浓度影勿响：浓度过滚低，反陶应速率唤很慢，寺可能使线产品漏云镀。浓度过严高，镀产层发暗惜，镀液夹稳定性俱下降，虎可能使镜挂具上隐镀。使用次集磷酸盐敏作为还艰原剂，怒不可避样免的有妨一个重肿要的问抢题。就岛是亚磷陷酸根离秋子的积搏聚。当亚磷酸御根离子浓肠度达到30g/跌L时，将终迅速降延低化学糖镀镍的贤沉积速窝率。（前我们公邻司的化字学镍中壮亚磷酸握钠的浓殃度达到60g/微L时要更户换化学壮镍）亚磷酸政根离子杯会与溶朗液中的珠镍离子列生成亚说磷酸镍盈沉淀，丝式使镀液金浑浊，询镀层粗暴糙无光程。同时沙有可能饲催化镀薯液瞬时青分解。在初形成由亚磷酸镍钢的溶液中卖加入含羟洋基的羟基巾酸（乳酸沟或者羟基双乙酸）。绍可以有效紫地防止亚揭磷酸镍的棒生成。（3）Na3Cit：络合剂雹。当pH值大于6的时候冒，镍离恢子发生业水解，慰生成氢烟氧化镍孝的沉淀火（溶液行中不存岁在与镍寨离子络瓜合的络扫合剂）坐。络合剂漠的主要阻作用是它与镍离佛子进行绘络合，症从而降戒低溶液叙中游离寄镍离子颗的浓度肃，保持耍镀液的俩稳定性刷。镍的沉航积速率访与镍络傍合物离华解出游晋离镍离获子的速慢率成比捎例，也相就是沉久积速率感与稳定插常数成泉反比。络合剂顷的浓度播影响化给学镀镍雹速率。克当溶液响中存在胖少量的交络合剂仰时，化悟学镀的筒速度随乖着络合凤剂的浓慨度提高毯而增加上，镀速旁与浓度既的变化是曲线存透在一个券最大值富，达到所最大值父以后，达络合剂国德浓度壳继续提症高，镀速降低动。（4）NH4Cl：作为pH缓冲剂。偷缓冲剂的阻主要作用晴是维持镀撕液的pH值，防壤止化学佛镀镍时丧由于大及量氢离烧子的析尤出所引阴起的pH值下降举。当溶液忠的pH值过低时炮，由于氢处离子与镍馆离子竞争属放电的结百果，会导毒致镍离子葛无法被还奔原。当pH