常见的表面工艺处理及不良分析

关于常见的表面工艺处理及不良分析常用表面处理工艺水镀NormalPlating真空电镀PVDPhysicalVaporDeposition电泳Electrophoresis电铸Electroform抛光Polishing蚀刻Etched镭雕LaserCarved氧化Oxidation喷砂

Sandblast批花(一般对logo进行处理)ShinyLogo拉丝DrawbenchCD纹CDline其他OtherR&D相关产品工艺R&DRelativeProductProcess第2页,共39页，2024年2月25日，星期天1.水镀NormalPlating电镀原理：指借助外界直流电的作用，在溶液中进行电解反应，使导电体（例如金属）的表面沉积金属或合金层。电镀分类：BarrelPlating滚镀，RackPlating水镀。机械整平上挂检验Process:超声波除腊热侵除油电解除油酸活化预镀碱铜镀焦铜镀酸铜镀白铜锡过沥架第3页,共39页，2024年2月25日，星期天1.水镀NormalPlating滚镀生产线水镀生产线除腊除腊后上挂除油酸活化镀焦铜酸清洗镀酸铜镀白铜锡第4页,共39页，2024年2月25日，星期天1.水镀NormalPlating水镀常见问题：麻点：胚料表面不平整或电镀液有杂质。气泡：电镀层里有空气或聚集着电镀液，一般以小面积形状出现。电镀层附着力不足，脱落；（EseriesDawnStrapmetalpieceplatinglayerpeeloff)。电镀层与胚料之间或镀层彼此之间的附着力不够，一般以较大面积出现。烧焦：在镀件尾部和边缘一带产生了粗糙或其它不满意的镀层，颜色暗或灰白。水渍：电镀后工件藏水，当水烘干后在工件会出现一些花痕，不易擦去。第5页,共39页，2024年2月25日，星期天1.水镀NormalPlating水镀常用颜色：无叻叻色（“无镍白铜锡”-”NonickelandwhiteCopperTin”）；枪色（GunMetalColor）；金色（GoldenColor）；珍珠银、珍珠白（PearlSilver/white）；第6页,共39页，2024年2月25日，星期天1.水镀NormalPlating

一、吊镀价格（仅供参考，以时价为准）序号镀种镀层厚度（微米）计量单位单价：元1锌8-15平方分米0.402镍8-15平方分米1.003光亮镍8-15平方分米1.254铜锌合金6-8平方分米0.605铜锡合金6-8平方分米0.606金0.1-0.5平方分米40.007银6-8平方分米4.008铜10-20平方分米0.559锡8-10平方分米1.20

二、原材、型材镀锌价格：1—1.5元/Kg第7页,共39页，2024年2月25日，星期天CustomerhasreleasedcriticalrequirementtocontrolNi/Cosubstanceinmetalpartplating.NOKIA---bannedplatingNi/Coinmetalpartsurface.SE---bannedplatingNiinmetalpartsurface.Motorola---bannedplatingNi

inmetalpartsurface.客户提出禁止产品电镀层中含有镍/钴成分。Influenceforourproducts:Silvercolorpart:wecannotuseNiasundercoatinglayeranymore.Gunmetalcolorpart:wecannotuseCototunecolorofplatingsurface.对我们产品的影响：银色不能用镍成分，枪色不能用钴进行调色。Objective:NeedtosearchnewprocessformetalpartplatingtoavoidusingNi/Cosubstance.目标：寻求新的电镀工艺：避免使用镍/钴。1.水镀NormalPlating第8页,共39页，2024年2月25日，星期天NormalNickelplatingprocess:“Cu+Ni+Cr”.Itisamatureprocess,itcanpasswearingvibrationtestsmoothly.Aimatitwillcauseallergenicofskin,customerhasbannedtouseit.常规银色镍电镀可以通过耐磨测试，但由于其会引起皮肤过敏，客户已经要求禁止使用。Replaceplatingprocess:“NonickelandwhiteCopperTin”.Topasswearingvibrationtest,Snthicknessshouldbecontrolledatabout0.7~1.0um.Requiretocoatharderorganicfilm.Remark:Surfacerigidityof“NonickelandwhiteCopperTin”processcannotreachthesamelevelof“Cu+Ni+Cr”process.改善后的银色电镀电镀用锡代替镍。Plantostudyotherprocessestoachievesilvercolor:UsestainlesssteelmaterialtoreplaceZincmaterial,usePVDtoreplacenormalplatingtoachievesilvercolor.Usestainlesssteelinherentcolorafterpolished(neednotanyotherplating).Useplasticpartreplacemetalpart,usePVDtogetsilvercolor.Remarks:PVD---PhysicalVaporDeposition.其他工艺：使用不锈钢进行真空电镀，使用不锈钢原色等。OrganicFilmCr(Cr+3process)NiCuBaseSubstrateZincOrganicFilmSnCuBaseSubstrateZinc“Cu+Ni+Cr”Process“NonickelandwhiteCopperTin”Process1.水镀NormalPlating第9页,共39页，2024年2月25日，星期天“PVD”Process2OrganicFilmCo+SnSnCuBaseSubstrateZincOrganicFilmPVDTiCr(Cr+3)BaseSubstrateZincNormalgummetalcolorplatingprocess:“Cu+Sn+Co”.Itisamatureprocess,Coelementisusedtotoneguncolor,itcanpasswearingvibrationtest.Aimatitwillcauseallergenicofskintoo,customerhasbannedtouseit.常规枪色电镀，用钴进行调色，但由于其会引起皮肤过敏，客户已经要求禁止使用。Plantostudyotherprocessestoachievegunmetalcolor:“PVD”process1:platingoneCrlayeratbasesubstrateZinc,thenarrangethepartforPVD.Defectrateofthisprocesswillbehigherthansingleplatingprocess.“PVD”process2:usestainlesssteelmaterialtoreplaceZincmaterial,usePVDtoreplacenormalplatingtoachievegunmetalcolor.Useplasticpartreplacemetalpart,usePVDtogetgunmetalcolor.改善建议：1、锌合金用水镀＋真空电镀避免使用钴；2、不锈钢真空电镀部门使用钴；3、用塑胶代替五金件。“Cu+Sn+Co”Process“PVD”Process1OrganicFilmPVDTiBaseSubstrateStainlessSteel1.水镀NormalPlating第10页,共39页，2024年2月25日，星期天2.真空电镀PVD真空电镀：PVD（PhysicalVaporDeposition物理气相沉积），是指在真空条件下，采用低电压、大电流的电弧放电技术，利用气体放电使靶材蒸发并使被蒸发物质与气体都发生电离，利用电场的加速作用，使被蒸发物质及其反应产物沉积在工件上。真空电镀分类：真空蒸镀、真空溅镀、真空离子镀。NCVM真空溅镀：Non-ConductiveVacuumMetallization真空溅镀原理主要利用辉光放电(glowdischarge)将氩气(Ar)离子撞击靶材(target)表面,靶材的原子被弹出而堆积在基板表面形成薄膜。真空溅镀薄膜的性质、均匀度比蒸镀薄膜好,但是镀膜速度比蒸镀慢。涂层类型：

TiN，ALTIN，TiALN，CrN，CrCN，TiCN和ZrN,复合涂层包括TiALYN或H/DLC。工艺温度：PVD涂层加工温度在250℃－450℃之间，在有些情况下依据应用领域和涂层的质量，PVD涂层温度可低于70℃或高于600℃进行涂层。涂层厚度一般

0.5~1um，有些情况下，涂层薄至0.3um,厚至15um。涂层种类和厚度决定工艺时间，一般工艺时间为3~6小时。第11页,共39页，2024年2月25日，星期天2.真空电镀PVD真空蒸镀、真空溅镀、真空离子镀对比ItemComparedVacuumEvaporationCoating蒸镀VacuumSputteringCoating溅镀VacuumIonCoating(PVDCoating)离子镀Pressure(Torr)10-5-10-60.15-0.020.02-0.005EnergyofParticleNeuter0.1-1eV1-10eV0.1-1eVIon－－HundredstoThousandsDepositionRate(μm/min)0.1-700.01-0.50.1-50TurnaroundpropertynotgoodgoodbetterAdherencepowernotgoodgoodbetterCompactnessofcoatingslowdensityhighdensityhighdensityAirholeinthecoatingmorelesslessInternalStresstensilestresscompressivestresscompressivestress第12页,共39页，2024年2月25日，星期天Besidesnormalzincalloygunmetalplating(contain:Co),thereareanothertwoPVDmethodstoavoidusingCoforgunmetalcolor.避免使用钴的真空电镀方式：PVDmethodA:UsestainlesssteeltoreplaceZincalloy,usePVDtoreplacenormalplatingtoachievegunmetalcolor.---PVDplatingquotationisabout20%~40%higherthannormalplating.Defectrateisabout2%~5%(normalplatingdefectrateisabout3%~8%).Priceofstainlesssteelisabout30%~200%higherthanzincalloy.方式A：使用不锈钢，用真空电镀代替水镀（钴）。但费用会比锌合金水镀贵。PVDmethodB:platingoneCrorSnlayeratbasesubstrateZinc,thenarrangethepartforPVD.---AsmethodBneednormalplating+PVD,platingquotationis80%~100%higherthannormalplating.Defectratewillbeincreasedto10%~20%.

方式B：使用锌合金，先水镀再做真空电镀。但费用会比单独水镀贵。PVDMethodAOrganicFilmPVDTiCr(Cr+3)orSnBaseSubstrateZincPVDMethodBOrganicFilmPVDTiBaseSubstrateStainlessSteel2.真空电镀PVD第13页,共39页，2024年2月25日，星期天Advantage:优点MorecolorcanbechosenwithPVDplatingprocess.真空电镀颜色选择多。PVDismorefriendlyforenvironment.真空电镀更环保。PVDcoatingisstronger,andthePVDcoatingismoreharder.ThePVDcoatingalsohasbetterwearresistance,bettercorrosionresistanceandbetterchemicalstability.真空电镀镀层硬度及强度较水镀高，耐磨性好，具有更稳定的化学性能。Disadvantage:缺点Toachievedifferenttestingrequirement,priceofPVDplatingwillbedoubleortripleofnormalplating.为满足不同的测试要求，电镀费用是水镀的两倍以上。UsingPVDmethodAforgunmetalcolor,unitpricewillbeincreaseabout50%~100%,ormore.使用真空电镀实现枪色，产品单价会增加50%~100%。UsingPVDmethodBforgunmetalcolor,defectratewillbecomeabottleneck.水镀＋真空电镀工艺，不良率将是一个显著问题。UsingPVDmethodBforsampling,leadtimehastoextendabout2~3days.水镀＋真空电镀工艺，打样周期将会增加2～3天。2.真空电镀PVD第14页,共39页，2024年2月25日，星期天水镀与PVD对比---Frank.Long第15页,共39页，2024年2月25日，星期天电泳工艺：分为阳极电泳和阴极电泳。若涂料粒子带负电，工件为阳极，涂料粒子在电场力作用下在工件沉积成膜称为阳极电泳；反之，若涂料粒子带正电，工件为阴极，涂料粒子在工件上沉积成膜称为阴极电泳。阳极电泳一般工艺流程为：工件前处理（除油→热水洗→除锈→冷水洗→磷化→热水洗→钝化）→阳极电泳→工件后处理（清水洗→烘干）。1、除油：溶液一般为热碱性化学除油液，温度为60℃（蒸汽加热），时间为20min左右。2、热水洗：温度60℃（蒸汽加热），时间2min。3、除锈：用H2SO4或HCl，加清洗剂1.5%；室温下洗10～20min。4、冷水洗：流动中冷水洗1min。5、磷化：用中温磷化（60℃时磷化10min）。6、钝化：用与磷化液配套的药品，室温下1～2min即可。7、阳极电泳：电解液成分：H08-1黑色电泳漆，固体分质量分数9%～12%，蒸馏水质量分数88%～91%。电压：（70±10）V；时间：2～2.5min；漆液温度：15～35℃。8、清水洗：流动冷水中洗。9、烘干：在烘箱中于（165±5）℃温度下烘40～60min即可。DieCasting压铸Polishing抛光Process:ElectropHoresis电泳3.电泳Electrophoresis第16页,共39页，2024年2月25日，星期天3.电泳Electrophoresis操作条件及物理性质电泳电镀被涂物极性阴极/阳极阴极电压20-400volt2-10volt电流密度20-150A/m250-500A/m2时间0.5-3min2-60min耗电量1-10Kwh/kg3-50kwh/kg槽内浓度5-20%solid10-50%solid电导率200-2000µs/cm5000µs/cmpH4.0-7.5(阳离子)

6.5-9.5(阴离子)0.4-12温度15-30oC10-80oC槽液组成树脂、颜料、溶剂等各种盐类及助剂补充料同上金属板及盐类助剂粒子大小10-6～10-4cm10-8cm电泳与电镀之比较表第17页,共39页，2024年2月25日，星期天3.电泳Electrophoresis阴极电泳漆之优点原漆色浆细度5µm以下①、电泳槽不易产生沉淀而造成水平降

②、易搅拌

③、涂膜较平坦细致槽

液

性

能pH值6.0-6.6槽液之稳定性较佳沉淀性24小时静置槽液不分颜料沉淀≤5ml/L①、易搅拌

②、不易造成沉淀

③、水平而不易有水平沉淀泳透率>90%①、内层之防锈之增强

②、内外之膜厚较平均再溶性<6%因种种因素停产时，再溶于电泳槽之涂膜量较小，产生颗料量较少筛余物≤5mg/L①、水平沉淀之机会减少

②、增长滤袋之寿命涂

膜

性

能膜厚20-30µm厚膜型柔轫性1mm延展性及耐曲性强杯突性9.2mm延展性及耐曲性强耐盐雾性1200hr防蚀能力特强第18页,共39页，2024年2月25日，星期天4.电铸Electroform1清洗不锈钢底板2凉干不锈钢底板3涂感光材料4曝光5清洗曝光后底板6进行电铸7清洗产品轮廓以外感光涂层8凉干电铸成品9品质全检10复膜、换离形纸11背胶1、电铸层厚度：0.03~0.12mm，常用厚度：0.05~0.08mm；

2、背胶厚度：0.01~0.02mm；

3、基层材料：镍、铜；

4、表层材料：铬、金、钴、锳等；第19页,共39页，2024年2月25日，星期天Stamping冲压Polishing抛光Process:Plating电镀Thesampleismadebystainlesssteel,afterhighqualitypolishing,thenarrangevacuumplating.1/.Polishrequirement:mirrorpolish,anyscratchanddentcannotbeaccepted,sotheyieldrateislow(about80%atpolishprocess).需要镜面抛光，不良率较高。2/.Bigandflatpartissuitableformirrorpolish,onesmallroundwillbemadeafterpolished(R0.2~R0.3mm).Sotheedgewillnotbetoosharp.3/.Afterpolished,arrangePVDtomakedifferentcolorwhatwewant.此样板的材质为不锈钢，高质量的抛光后，再安排真空电镀以实现不同的颜色。5.抛光Polishing第20页,共39页，2024年2月25日，星期天5.抛光PolishingDesign:Surfaceisnotflat,thereisapositivecurveatthesurfaceofcastingpart.(Figure1)此形状的部件，抛光不会影响产品功能。Version:therearetwoversions---silverandgunmetalcolor.Afterpolishingandplating(Figure2):Polishing:asthecurveispositive,polishingthicknesscanbekeptconsistent,whichwillnoaffectassembly.Plating:usenormalplatingmethodcanachievesilverandgunmetalcolor.Afterstamping:aspolishingandplatinghavenotaffectedstampingprocess,surfacequalityisgood.(Figure3&4)CastingPartAfterPolishingandplatingAfterStampingPositiveCurveFigure1Figure2Figure3SurfaceEffectFigure4第21页,共39页，2024年2月25日，星期天CastingPartAfterPolishingandplatingAfterStampingNegativeCurveFigure1Figure2Figure3SurfaceEffectFigure4Figure5Design:Surfacerequireflat,thereisanegativecurveatthesurfaceofcastingpart.(Figure1)此形状的部件，抛光后会影响产品功能。Version:therearethreeversions---silver,gunmetalcolor,topazbrown.Afterpolishingandplating(Figure2):Polishing:asthecurveisnegative,polishingthicknesscannotbekeptconsistent,middlethickness(5.45mm)isbiggerthantheend(5.35mm),whichwillaffectassembly.Plating:usenormalplatingmethodforsilverandgunmetalcolor,usenormalplating+PVDfortopazbrown.Afterstamping:Silverandgunmetalcolor:aspolishingwillaffectstampingprocess,surfacewillhaveaslightmarkingatthemiddleofpart.(Figure3&4)Topazbrown:asPVDlayerisbrittle,onesmallcrackcanbeseenafterstamping.(Figure5)5.35mm5.45mmSurfaceCrack5.抛光Polishing第22页,共39页，2024年2月25日，星期天5.抛光PolishingNOKIASonja存在问题点5.3mm5.6mm1、产品中间的位置厚度较大，压合后中间比两头要大0.2~0.3mm。（图1）2、由于表面不平整，压合后，正、反表面都有一道压痕（图2），影响外观。5.3mm图1图2第23页,共39页，2024年2月25日，星期天5.抛光Polishing不能抛光区域Figure2Figure1粗糙区域针对抛光不到位的区域，如果我们需要消除其粗糙的表面，需要额外增加工序，如：细抛、手工抛，增加夹制具，导致相应的费用也会增加。第24页,共39页，2024年2月25日，星期天Stamping冲压Polishing抛光Process:Etching蚀刻Plating电镀Etchingprocessisfrequentlyusedatstainlesssteel,aluminum,copper,glassmaterial.Ithasbeenamatureprocess.1/.Specialfigureorregularpatterncanbeachievedatsurfaceofpart.2/.Thesizeisnotlimitative.3/.Thecostisbaseontheetchingrequirement,thesizeofetching,thedifficultyofetching.蚀刻工艺可以应用在：不锈钢、铝材、铜材、玻璃等材料上。6.蚀刻Etched第25页,共39页，2024年2月25日，星期天Stamping冲压Polishing抛光Process:Plating电镀Laser雷射LaserCarvedprocessisusinglasertoremovesurfacematerialofpart.雷射工艺是使用激光将部件表层材料去除后，到达需要的图案或Logo。1/.THeprocesscanbeachieveatstainlesssteel,Zinc,Copper,Aluminum,etc.2/.Thesizeisnotlimitative.3/.Thecostisbaseonthelogosizeanddepth.7.雷射LaserCarved第26页,共39页，2024年2月25日，星期天Stamping冲压Polishing抛光Process:Oxidation&Dyeing氧化Thecolorsampleismadebyaluminum,throughoxidationanddyeingdisposaltoachievedifferentcolor.1/.Thecolorcanbeadjusted,butcannotachievegradualchangeeffectatonesurface.2/.Currently,oxidationprocesscanpasssaltspraytest,butnoallthepartscanpasswearingvibrationtest.3/.Thisprocesscanbeusedforlogotagewhichiswantedtoachievedifferentcolor.4/.Yieldratewillbereducedifwewanttomakedifferenctcoloratonepart,forinstance:firstroundoxidationyieldis95%,aftersecondroundoxidationyieldratewillbereducedto90%orbelow.氧化的颜色选择性很强，可以在一个部件上实现不同的颜色，但相应的不良率会增加。8.氧化Oxidation第27页,共39页，2024年2月25日，星期天Stamping冲压SandBlasting喷沙Process:Oxidation&Dyeing氧化Sandblastprocessisusingonesandguntospraysmallsandatpartsurface,toachievesmattsurface.1/.Partcannottoosoft.2/.Thereisspecialsandblastmachine.喷沙是使用沙枪在产品表面喷上一层细沙，从而使产品表面形成磨沙感。9.喷砂

Sandblast第28页,共39页，2024年2月25日，星期天Etched蚀刻Process:Oxidation&Dyeing氧化ShinyLogo批花Shinylogoprocesswillbearrangedafterplatingoroxidation,usemillingcuttertoremovetheplatingoroxidationsurfaceandshowinherentmetalcolor.1/.Onefixtureisrequiredtofixthepartwhichplanedtomill.2/.Differentmillingdirectionscanbeachieved.3/.UseetchingorstampingprocesstomakeembossLogo.Aluminummaterialiseasiertoachievethisprocessthanstainlesssteel.批花使用铣刀切除部件表面的电镀或氧化层，使部件局部爆裂原材料的加工工艺。10.批花ShinyLogoLogoPolishing第29页,共39页，2024年2月25日，星期天Stamping冲压Process:Polishing抛光DrawBench拉丝Drawbenchprocesswillbearrangedafterpolished,usesandbagorflaxtopolishpartsurfaceatonedirection.1/.Needonesimpledrawbenchmachine.2/.Differentdirectionscanbeachieved.3/.Stainlesssteel,Zinc,Copper,Aluminumcanarrangethisprocessafterpolished.拉丝是使用砂轮或麻轮对产品表面在固定的方向上进行滚磨，使产品表面形成一定纹路的加工工艺。11.拉丝Drawbench第30页,共39页，2024年2月25日，星期天Stampin