电镀原理介绍

(electroplating)电镀原理介绍12/15/20231第一章．电镀概论1-1．电镀的定义

电镀为电解镀金属法的简称。电镀是将镀件（制品），浸于含有欲镀上金属离子的药水中并接通阴极，药水的另一端放置适当阳极（可溶性或不可溶性），通以直流电后，镀件的表面即析出一层金属薄膜的方法。简单的理解，是物理和化学的变化或结合。12/15/202321-3电镀金属的种类电镀金属的种类约有30多种，其中应用较广的有镀锌，鎘，铜，镍，铬，银，锡，金，铁，鈷，铅，锑，铂，钛，铹等十多余种。除单金属镀层外，还有很多合金镀层，例如镀铜锡，铜锌，铜镍，镍铁，铅锡，锌锡，锌铁，锌镍，铜鎘，锌鎘，锡铁，锡鈷，钨铁等。12/15/202331-3.电镀工艺的用途：

不论是单金属镀层，还是合金镀层，电镀的作用主要有以下几个方面。

a．防腐蚀

b．防护装饰

c．抗磨损

d．电性能：根据零件工作要求，提供导电或绝缘性能的镀层12/15/202341-4．电镀的常见工艺过程

簡單的說，ABS電鍍就是將ABS中的B(丁二烯)以化學方式腐蝕掉，使產品表面呈現一些疏鬆的細孔，再附著一層導體(比如銅)使其能夠導電，隨後再參照金屬電鍍的方式進行電鍍。所以，ABS電鍍是化學鍍與電鍍的混合。素材，氣泡代表B粗化后微孔化學鍍鎳后金屬微粒層電鍍后Cu,Ni,Cr鍍層12/15/202351-5电镀的基本五要素：

1.阴极：被镀物，指各种接插件端子。2.阳极：若是可溶性阳极，则为欲镀金属。若是不可溶性阳极，大部分为贵金属（白金，氧化铱）3.电镀药水：含有欲镀金属离子的电镀药水。4.电镀槽：可承受，储存电镀药水的槽体，一般考虑强度，耐蚀，耐温等因素。5.整流器：提供直流电源的设备。12/15/202361-6电镀的目的电镀除了要求美观外，依各种电镀需求而有不同的目的。1.镀铜：打底用，增进电镀层附着能力，及抗蚀能力。2.镀镍：打底用，增进抗蚀能力。3.镀金：改善导电接触阻抗，增进信号传输。4.镀钯镍：改善导电接触阻抗，增进信号传输，耐磨性比金佳。5.镀锡铅：增进焊接能力，快被其他替物取代。12/15/202371-7电镀流程

鍍銅鉻酸鍍鎳雙色鎳鉻酸烘

乾全檢原材料粗化脫脂分類上架活化化學鎳反饋客戶單色鉻制程：雙色鉻制程：雾镍、雾铬制程：鍍銅鉻酸霧鎳IQCIPQC12/15/202381-8电镀条件

1.电流密度：单位电镀面积下所承受的电流，通常电流密度越高膜厚越厚，但是过高时镀层会烧焦粗燥。2.电镀位置：镀件在药水中位置，与阳极相对位置，会影响膜厚分布。3.搅拌状况：搅拌效果越好，电镀效率越高，有空气，水流，阴极摆动等搅拌方式。4.电流波形：通常滤波度越好，镀层组织越均一。5.镀液温度：镀金约50~60，镀镍约50~60，镀锡铅约18~22，镀钯镍约45~55。6镀液PH值：镀金约4.0~4.8

，镀镍约3.8~4.4，镀钯镍约8.0~8.5，7.镀液比重：基本上比重低，药水导电差，电镀效率差。12/15/202391-9电镀的常用设备1.药水槽体：一般使用的材料有PP，PVC，不锈钢。若不需要加热可使用PVC槽，温度在70℃以下可使用PP槽，若温度超过70℃时则需使用不锈钢槽，但是电镀槽是不可用不锈钢槽（金属槽0。在连续电镀中，有分母槽与子槽。母槽为装电镀药水用，而子槽为电镀用。目前子母槽分离，同体，共用三种方式。母槽结构的设计较单纯，只需考虑水流，搅拌，稳流，定位，阴阳极距离等因素。2.槽体基架：一般有塑胶药槽的衍生架，角铁，不锈钢方管，黑铁上漆等方式。为考虑强度及耐蚀问题，建议使用不锈钢方管。12/15/2023103.进水系统：一般有使用纯水与自来水。在每个药槽，水槽上都设有进水口，以补充水位及清槽之用。为避免水管破漏或人为疏忽，电镀槽是不设进水装置的。4.排水系统：一般排水需先行分类再设排水系统。以端子连续电镀的废水分类为，酸液，碱液，镍液，金液，锡铅液等。而各槽排水管建议用一英寸以上的管子。排水效果较良。一般水洗槽设单排水阀，而各个电镀药槽则设双排水阀，以避免人为疏忽将药水排掉。各水槽设溢流管，避免满水流到它槽。12/15/2023115.抽风系统：电镀设备需有密封（即有上盖），方有设抽风效果。在主要产生废气的药槽设立抽风口，并可以调节抽风量。因气体中含水量极高，故需设有排水装置。抽出的气体也必须作废气处理。6.电热系统：因药槽需加热，故加热系统很重要。一般加热系统组成有加热器，感温器，液位感应器，温度设定器，TIMER，警报器等。由于顾及安全问题，必须设有无水自动断电系统。浸泡在药水中的材质以钛金属最为长用，但在强碱药水槽中，则建议使用不锈钢或是铁氟龙等材质。12/15/2023127.冷却系统：一般有直接冷冻法和间接冷冻法。而直接冷冻法是将药水抽至冷冻机内冷却，此方法冷冻效果好。间接冷冻法则是在药水槽内排冷却水管间接冷冻药水，此法冷冻效果较差，清槽困难。冷冻机的散热方式有水冷法（须有冷却水塔）与气冷法（风扇）。锡铅药水若能保持24小时低温状态，药水比较不会造成浑浊情形。8.电控系统：除上述加热及冷却系统的电控之外，尚有泵，过滤机，震荡机，整流器，传动，烤箱，鼓风机等的电控，通常都以电源控制箱汇总控制。而整流器与传动是设定为连动装置。12/15/2023139.刮水设备：在连续电镀设备中，刮水方法有使用橡胶刮板，毛刷，吹气，吸水海绵等方法。其中以吹气法效果最佳，但成本最高，目前吹气产生方式有空压机生成式和鼓风机生成式。端子结构较差（易变形）的不适用毛刷和刮板，矽橡胶刮板适合扁平状的端子。10.干燥系统：在电镀结束后，端子表面水滴必须除去，否则干燥效果会很差。一般干燥的烤箱都用HEATER或IR，并且在热风循环下干燥。烤箱须有温度控制装置。11.放料系统：一般放料方式有水平式和垂直式。放料区设有卷纸装置，连动开关，定位导轮。若生产速度很快时，更要设有缓冲接线。12/15/20231412.收料系统：一般收料方式有水平式和垂直式。收料区须设有传动装置（有些特殊的传动装置不在收料系统内），记数装置，连动开关，收料装置，纸转盘，定位导轮，若生产速度很快时，更要设有缓冲接线。13.泵过滤机：一般分卧式泵和立式泵，其规格以HP马力来区分，马力越大，其流量也越大，过滤机滤心常用规格为1µ，5µ，10µ，µ数越小可过滤的颗粒越小，过滤的效果也就越好。一般建议金槽，钯镍槽使用1µ，而其他的使用5µ滤心，并且每周定期检查。过滤时间越长，效果越好，如能24小时过滤最佳。12/15/20231514.整流器：目前有可控制硅整流器，电晶整流器，变频式整流器，脉冲整流器等。因为直流电波度会影响电流密度范围，滤波度越小，可操作的电流密度也就越宽，通常滤波度须在3%以下。其中以变频整流器最佳，滤波度约在0.1%。15.定位器：一般使用在药槽内的方法有固定式（全面浸泡时使用）和调整式（选镀或考虑电流分布时使用），而使用材质有耐酸碱和耐热的塑胶，玻璃，陶瓷等。至于在药槽之外的定位器则多半使用不锈钢。12/15/20231616.阴阳极：阴（阳）极导电电线规格为==最大操作电流

/4

*（线数）。如电流为100安培，导线两条，则导线横截面至少需要12.5平方毫米以上。阳极有分溶解性阳极和不溶性阳极。溶解性阳极是用在补充（普通金属电镀常见），而不溶性阳极都做辅助阳极的用，如镀镍时，使用镍金属做溶解性阳极，钛篮为装镍金属用，故为不溶性阳极。贵金属电镀通常都使用不溶性阳极，且为导电良好，会使用贵金属不溶解性阳极（如白金）。阴极一般指的就是镀件，但此处所述的阴极为镀件导电用的阴极导电头，一般阴极导电头使用铜合金或不锈钢材料，必须考虑导电，耐蚀，作业，成本，方可定材料。而阴极导电头与镀件接触需良好，且摩擦越小越好。17.搅拌器：为促使电镀效率，增加电镀均匀度，提高电流密度，故必须加强搅拌效果。一般有用强水流搅拌，阴极震荡搅拌，超音波搅拌，空气搅拌等方式。12/15/202317第二章电镀实物

厂内电镀每槽简单作以下介绍．工艺流程如下:

前处理：酸脱—热脱—粗化—中和—预浸—敏化—加速—化学镍

后处理：焦磷酸铜—活化—硫酸铜—活化—全光镍—活化—六价铬12/15/202318一．热脱槽１．主要成分：ＡＢＳ－３２．２．作用：去除产品表面油脂及脏污.12/15/202319二．粗化槽１．主要成分：铬酸，硫酸２.作用：使产品表面形成细孔，易于吸附，减少麻点，附着力不够，百格不过等现象．12/15/202320三．敏化槽１．主要成分：钯液，盐酸，氯化亚锡２.作用：使产品表面吸附钯离子，减少溢镀，漏镀．12/15/202321四．解胶槽１.主要成分：硫酸，ＡＢＳ－２２.作用：去除前一槽的部分物质，减少溢镀，漏镀．12/15/202322五．化学镍槽１．主要成分：次亚磷酸钠２.作用：使产品表面导电，减少溢镀，漏镀，麻点．12/15/202323六．焦磷酸铜槽１.主要成分：氨水，焦钾，焦铜２.作用：使产品表面镀上磷铜，减少烧焦，麻点12/15/202324七．硫酸铜槽１.主要成分：硫酸铜，硫酸，氯离子２.作用：使产品镀上铜，减少烧焦，麻点．12/15/202325八．全光镍槽１.主要成分：硫酸镍，氯化镍，硼酸．２.作用：使产品镀上镍，减少麻点，烧焦．12/15/202326九．六价铬槽１.主要成分：铬酸，三价铬，酸根．２.作用：产品镀上铬，减少烧白，麻点．12/15/202327以下二张表是厂内自动线每槽用药分析表12/15/202328十．水洗一般电镀业，常专注在电镀技术研究，和电镀药水的开发，却往往忽略了水洗的重要性。很多电镀不良，都来自水洗工程设计不良或水质不净，以下我们就水洗不良造成电镀缺陷的各种情形加以解说。1.若脱脂剂的水质为硬水，则端子脱脂后金属表面残存的皂碱，和Ca

Mg金属生成金属皂，固着于金属表面时，而产生镀层密着不良或光泽不良。一般改善的方法，可以将水质软化并于脱脂剂内加界面活性剂。2.若水质为酸性时，与金属表面的残存皂碱作用，产生硬脂酸膜，而造成镀层密着不良或光泽不良。改善的方法为控制使用水质（调整PH值）。3.若各工程药液带出严重并水洗不良，或水质不佳（即有不纯物），会污染下一道工程，造成电镀缺陷。改善方法为使用干净的纯水，避免带出（吹气对准）药液，修正水洗效果。4.在电镀槽间的水洗，水中含镀液浓度若过高，会造成镀层间密着不良或产生结晶物。改善方法为避免带出（吹气对准）药液，经常更换水洗水或做连续式排放。5.若在电镀完毕最后水洗不良时，会造成镀件外观不良（水斑），及镀件寿命减短（残留酸）。改善方法为使用干净的纯水，超纯水，经常更换水洗水或做连续式排放。12/15/202329第三章电镀不良对策

镀层品质不良的发生多半为电镀条件,电镀设备或电镀药水的异常,及人为疏忽所致.通常在现场发生不良时比较容易找出原因克服,但电镀后经过一段时间才发生不良就比较棘手.然而日后与环境中的酸气,氧气,水分等接触,加速氧化腐蚀作用也是必须注意的.以下本章将对电镀不良的发生原因及改善的对策加以探讨说明.

发生原因1.前处理不良,油脂,氧化物.异物尚未除去,镀层无法析出.2.操作电流密度太低,导致低电流区,镀层无法析出.3镍光泽剂过量,导致低电流区,镀层无法析出4.严重刮伤造成露铜.5.未镀到.

改善的对策1.加强前处理或降低产速2.重新计算电镀条件.3.处理药水,去除过多光泽剂或更新.4.检查电镀流程.5.调整电流位置.

12/15/202330刮伤:指水平线条状,一般在锡铅镀层比较容易发生.

(1)可能发生的原因:1.素材本身在冲压时,及造成刮伤.

2.被电镀设备中的金属制具刮伤,如阴极头,烤箱定位器,导轮等.

(2)改善对策:1.停止生产,待与客户联系.2.检查电镀流程,适时调整设备和制具.

12/15/202331針孔：指成群、細小圓洞狀（似被鍾紮狀）

可能發生的原因：1.操作的電流密度太2.电镀溶液表面张力过大，湿润剂不足。3.电镀时间搅拌效果不良。4.锡铅浴温过低5.电镀药水受到污染。6.前处理不良。改善對策：1.降低電流密度2.补充湿润剂，或检查药水。3.加强搅拌。4.调整浴温5.提纯药水或者更新。6.加强前处理效果。

12/15/202332电镀厚度太高：指实际镀出膜厚超出预计的厚度。

(1)可能发生的原因:

1.传动速度变慢，不准或速度不稳定。2.电流太高，不准或电流不稳定。3.检查电镀位置是否偏离，重新调整。4.药水金属浓度升高，一般镀金较敏感。5.药水PH值过高。6.荧光膜厚测试仪偏离，或测试方法错误。7.浴温偏高。

(2)改善对策:1.检查传动系统，校正产速。2.检查整流器与阴阳极，适时予以修正。3.选镀位置变异。4.调整电流或传动速度。5.调整PH值至标准范围。6.校正仪器或确定测试方法。7.检查温控系统。

12/15/202333电镀厚度不足：指实际镀出膜厚低于预计的厚度

(1)可能发生的原因:

1.传动速度变快，不准或速度不稳定。2.电流太低，不准或电流不稳定。3.选镀位置变异。4.药水金属浓度降低，或药水被稀释。5.药水PH值偏低。6.荧光膜厚测试仪偏离，或测试方法错误。7.浴温偏低。8.镀层结构中有结金，消耗掉部分电流。9.电镀药水搅拌，循环不均或金属补充不及消耗。

12/15/202334电镀厚度不均：指实际镀出膜厚时高时低，或分布不均。

(1)可能发生的原因:

1.传动速度不稳定。2.电流不稳定。3.端子严重变形，造成选镀位置不稳定。4.端子结构造成高低电流分布不均。5.搅拌效果不良。6.膜厚测试位置有问题，造成误差大。7.选镀机构不稳定。12/15/202335第四章：电镀安全操作规程12/15/202336（1）电镀安全操作规程总则必须坚持安全第一，预防为主，消除危害，发展生产的劳动保护方针，严格遵守各项安全生产规章制度和安全技术操作规程。新工人入厂要实行工厂，车间，班组的三级安全教育，并接受严格的训练及考核。工作前，必须做好一切安全准备，仔细检查各类设备和工作场地，及时发现和排除故障和隐患。必须熟悉，了解自用设备的性能，构造，使用规则和维护保养方法。非本工种人员严禁操作。所有设备均应有专人保管，并定期检查。必须熟悉简单的放火知识和急救知识。坚守工作岗位，听从现场安全指导。如遇有事故发生，要保护好现场，及时抢救伤员，并立即向上级报告。不准随便进入安全禁区。发现不符合安全生产情况，例如有严重危险的厂房，生产线和设备时，应立即向上级报告，出现危及生命安全的情况时，应停止生产工具。12/15/202337（2）电镀安全操作规程工作前，穿戴好一切防护用品。工作前10-15分钟应打开抽风机。电镀现场严禁进食和吸烟，以防有害物质入口。操作时，不得直接用手接触电镀溶液。电镀中，应防止阳极，阴极和镀槽相互短路的事故。装封工件要牢固。工件入槽，出槽要缓慢，以防工件脱落伤人，或掉入槽内溅起溶液灼伤人或损坏设备。严格按工艺规程配制电镀溶液。配制有毒溶液时，应由专人负债，他人配合，在规定地点进行，通风必须良好，人体不得直接接触。强酸应存储在带塞的瓶中，不准超过容积的4/5。碱应储存在封闭的铁筒内。电镀件必须彻底消毒，严禁将带有氰化物的零件送往下道工序。存放有毒物品的容器，使用后必须消毒洗净，统一管理，严禁到处乱扔。电镀废水，废渣必须严格分类处理，并经化验符合国家排放标准后才能排放。使用易燃物品时，应严禁烟火，以防止火灾。电镀所使用的各种化学药品，尤其是剧毒，易燃，易爆，易分解和腐蚀性强的各类药品，一定要有专用场地放置，并设专人保管，严禁乱拿乱用。工作完毕后，应切断电源，汽源，水源，盖好镀槽。下班后，脱掉工作服，必须仔细洗手。12/15/202338第五章模具结构与射出介绍12/15/20233912/15/20234012/15/20234112/15/20234212/15/2023431

射出成形之基本知识。

1．1

射出成形的特征以及组成。

射出成形是将溶融的成形材料以高压的方式填充到封闭的模具内，射出成形的模腔内承受的压力约400KGF/CM2，大约为400个大气压，以这样高的压力来制作产品是它的特征，这是它的优点也是它的缺点。也就是说模具

必须制作得相当坚固，因而模具价格也相当昂贵，因此必须大量生产以便与高价的模具费用互相扣抵，例如每批之生产量必须10000PCS以上才合理，换句话说；射出成形的工作必须以大量生产才行。

12/15/2023441.2射出（包括保压）

螺杆快速地往前推进，把熔融之成形材料注入模腔内填充成形，填充之后压力要必须继续保持，这个动作特别取名为“保压”。在刚充填时模具承受的压力，一般叫做射出压或者叫做“一次压”。12/15/2023451.3冷却（以及下个动作的可塑化工程）

模腔内之成形材料等待冷却凝固之过程叫“冷却”。在这时候射出装置也准备下次工作，这个过程叫做“可塑化过程”。放在料斗里的成形材料，流入加热的料管内加热，是依据螺杆旋转把原料变成熔融状态，螺杆像拨取螺丝的原理一样，一面转一面后退，螺杆前端会储存熔融之成形材料，螺杆旋转时，抵抗螺杆向后退的压力称之为螺杆的“背压”。12/15/2023