电镀知识与信赖性测试知识概述

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1、电镀知识与 信赖性测试知识概述,主讲：Beer,概述,塑料金属化是指在塑料基体的表面，采用特定的加工方法，获得一层金属层，使之具有塑料和金属两者优点的独特性能的全过程。 塑料金属化的方法很多，一般分为干法和湿法两类。,塑料电镀工艺流程,化学镀前表面处理,化学镀前表面处理,指在塑料表面上，用一定的加工方法，使之密布一层具有催化活性金属微粒并进行化学镀的全过程。,去应力,作用：防止塑料产生裂痕。检视方法：ABS冰醋酸内浸12分钟，如有发白之处（有轻微裂纹），或拉时塑料折断，便是应力存在的地方。PC生产后让产品冷却二小时以上，然后加四氯化碳于怀疑有应力的位置，3分钟内如有裂纹便显示有高内应力。应力消

2、除方法：ABS可于70（65-75）烘24小时，或用1：3丙酮水溶液室温下浸泡2030分钟。PC可于85（75-95）烘至少1小时。注意：消除内应力应在抛光后进行，因为抛光会增加应力。,NOKIAResidual Stress Test,除油、除蜡,作用：清除塑料表面的抛光油污、乳酸，脱膜机中的硅油，增加亲水性，保护粗化液。,粗化,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。目的：一方面使塑料制件表面具有微观粗槽，从而增大了镀层与塑料的接触面，以增加它和金属的粘接力；另一方面使塑料制件表面具有亲水性，以便制件表面进行均匀吸附。,化学粗化,铬酸是强氧化剂，可将部分塑料

3、的化学键拆散溶解，达到粗化目的。硫酸可将塑料侵蚀甚至发生磺化。粗化后的工件应是无光亮，湿润（否则易露塑、结合力不良），并无白色霜状。,不同形状及不同材质的工件，其粗化时间是不同的，且相差较大，某些工件粗化时间可能要20min或更长，工件才能粗化适度。 在塑胶表面蚀刻大约0.5um深的孔。,under-pickeld,correctly pickled,粗化效果图,中和（六价铬还原）,作用: 将残留化学粗化液(六价铬)中和,以减少带入其后处理溶液的机会。,预浸,作用:保护活化剂不被稀释或受污染,使胶体钯活化液趋于稳定。,钯活化,在塑胶表面产生有催化活性的贵金属薄层（Pd、Ag），作为化学镀时氧化

4、还原反应的催化中心。,钯胶体示意结构,解胶（还原）,在胶体钯活化后的工件，其表面吸附了一层胶体钯微粒为核心的胶团。解胶就是为了除去表面的胶团，使钯暴露出来，起到催化作用。,化学镀（镍/铜）,以贵金属为催化中心，在塑料表面形成了一层薄金属膜，膜的厚度一般为0.050.8um。 化学铜含有甲醛，环境污染性强，且稳定性差，容易分解，生产不好控制，一般只用于特殊要求的工艺，如无镍工艺，有导电性能要求的工艺。 化学镍溶液污染小，稳定性较好，易于控制，运用较广。,化学镍/铜 0,5 m,预镀铜/镍塑料金属化后的电镀,预镀工艺的选择因为金属化的镀层一般都较薄,其导电能力不是很强,选择工艺要点:上电要快,电流

5、效率要高,镀液没有很强的浸蚀作用。,选择性电镀 装饰性（铜/镍/铬体系）,常规电镀示意图,焦铜/瓦特镍 2 m 增厚化学镀金属层,光铜 光亮、整平；柔软，起到缓冲作用,化学镍 0,5 m 塑料金属化,总镍 三层镍：抗腐蚀；珍珠镍；满足外观需要,光铬 0.18 0.6 m 增强表层硬度，提供抗腐蚀能力,信赖性测试知识,测试能力介绍,研发部测试室,微孔数测试 金相测试（主要为厚度、缺陷分析） 违禁物质检测（主要为金属违禁物） 缸液、化工原料金属杂质含量检测 缸液部分主要成分含量检测 缸液表面张力检测 水质部分指标检测 色差分析 硬度测试（维氏硬度测试、划痕测试）,建邦精密品管实验室,盐雾测试（CA

6、SS、NSS、ASS） 二氧化硫腐蚀实验 厚度测试（库仑测厚） 电位差测试（STEP TEST） 硬度测试（铅笔硬度测试、纸带测试、橡皮摩擦） 振动耐磨测试 冷热循环、冷热冲击、高温储藏、高温高湿 其他（耐化妆品、耐酸性缓冲溶液、耐酒精擦拭、人工汗测试、百格、胶纸剥离测试、锉刀等等）,常规测试知识 ,微孔数测试,单位面积上微孔数含量在一定程度上反映了镀层腐蚀测试时活性点的数量。检测方法铜沉积法（ASTM B456 X4）2. Fuhrmann测试法（铜沉积法的演变）3. CASS后退铬法（ASTM B456 X5, TSH6504G-C2 ）,1.铜沉积法原理铜只是沉积在不导电镍封边缘暴露出的

7、镍层上，而非沉积于铬层，要适当调整电流控制，以避免活化了钝化之铬镀层。,操作步骤,槽的配制 硫酸铜：250g/L 硫酸：26ml/L 温度：25 阳极：磷铜注：槽液浓度没有严格标准；阴阳极之间距离约8-11cm。,2.Fuhrmann测试,电流设置 反向通电：1000mV，30S 间歇：30S 正向通电：400mV，30S,3.CASS后退铬法 测试方法* 将产品进行标准中规定时间的CASS测试；* 清洗；* 退铬；* 在100X的镜头下观察并计算微孔数。,* 活性点计算方法： 点的平均直径不超过32um; 单个点的最大直径不超过63.5um; 直径小于最大直径点直径的1/10的点不能计算在内

8、。,厚度测试 金相测试,原理用金相测量镀层厚度是一种破坏性的测厚方法。这种方法是应用显微镜观察所制备的金相试样的横断面，以测量金属镀层的局部厚度与平均厚度。该方法精确度高，重现性好，适用于测量2m以上的各种金属镀层和化学保护层厚度。厚度大于8m时，可作为各种厚度法中的仲裁方法。,操作步骤：,样品剪切,镶埋,磨制,浸蚀及抛光,测 量,（最好在被测镀层外加镀保护层）,（尽可能延长冷凝时间）,（经过一系列砂纸磨削）,（选择合适的浸蚀剂和合适的浸蚀时间）,厚度测试 库仑测试,原理库仑法测厚又称电量法或阳极溶解法测厚。原理是基于法拉第定律：每96500C的电量通过电解槽时，就有一克当量的金属从阳极上剥离

9、下来。,自动化库伦仪是通过检查基体暴露时的电压变化来测出终点，它是用适当的阳极电解液溶解精确限定面积的覆镀层，以电解池电压的急剧变化表明覆镀层实质上完全溶解，通过所消耗的电量计算出覆镀层的厚度。,STEP Test Fischer库仑测厚仪还有另外一个功能,E mV,Thickness m,封口镍,光 镍,半光 镍,人工加速腐蚀测试,金属镀层的人工加速腐蚀试验，主要是为了快速鉴定金属镀层的质量，如微孔数、厚度是否达到要求，镀层是否有缺陷，镀前预处理和镀后处理的质量等；同时也用来比较不同镀层抗大气腐蚀的性能（但不能反映大气条件下的使用寿命）。,影响腐蚀速度的因素： 温度 溶液成分 溶液浓度 PH

10、值 金属状态（电位差、厚度、比例、晶体结构）,- 人工加速腐蚀试验的种类很多，常用的有：中性盐雾试验（NSS）、醋酸盐雾试验（ASS）、铜加速醋酸盐雾试验（CASS）、腐蚀膏腐蚀试验（COSRR）、二氧化硫腐蚀试验等。,中性盐雾试验（NSS）,目前应用最广泛的一种人工加速腐蚀试验。 一般试验条件盐水：cp-NaCl（505）g/LPH值：6.5-7.2试验温度：（352）降雾量：1-2ml/h/80cm2相对湿度：95%喷雾时间：根据不同标准而定 *测试方法可参考ASTM B117。,醋酸盐雾试验（ASS）,一般试验条件盐水：cp-NaCl（505）g/LPH值：用冰醋酸调至3.1-3.3试验

11、温度：（352）降雾量：1-2ml/h/80cm2相对湿度：95%喷雾时间：根据不同标准而定*测试方法可参考ASTM B117。,铜加速醋酸盐雾试验（CASS）,铜盐加速醋酸盐雾试验是一种新发展起来的快速盐雾腐蚀试验。它利用铜盐与镍镀层之间具有较大的电极电位差的特点，使镀层腐蚀加速。 试验条件（参照ASTM B368）盐水：cp-NaCl（505）g/L；cp-CuCl22H2O 0.25g/LPH值：用冰醋酸调至3.1-3.3试验温度：（491）降雾量：1-2ml/h/80cm2喷雾时间：根据不同标准而定 *测试方法可参考 ASTM B368 或DIN EN ISO 9227-2007。,测

12、试结果的评定视不同标准要求的不同而不同。铜盐加速醋酸盐雾试验与中性盐雾试验相比，由于试验温度从35提高到50。再加上铜盐对腐蚀的加速作用，使其腐蚀速度提高了7-8倍，它比醋酸盐雾试验也快2-3倍。因而用铜盐加速醋酸盐雾试验对产品镀层考核抗盐雾腐蚀质量，可在较短的时间里得到结果。,附：ASTM B368 和 DIN EN ISO 9227-2007测试方法的差异,续下表,续上表,腐蚀膏腐蚀试验（COSRR）,腐蚀膏腐蚀试验是将含有腐蚀性盐类的泥膏涂敷在试样上，待泥膏干燥后，将试样放在相对湿度一定的潮湿箱中，按规定时间周期进行暴露，试验完毕后取出试样进行检查和评价。*测试方法可参考 ASTM B3

13、80和DIN 50958（见下表）。,二氧化硫腐蚀测试,金属的二氧化硫腐蚀是电化学腐蚀的一种特殊形式，是镀件金属表面处在薄层电介质液膜下的电化学腐蚀过程。SO2溶解在镀层表面的凝结水中产生的氢离子，导致了样品表面酸性介质环境的产生，酸性介质与镀层金属结合在一起形成了一个腐蚀电池，破坏金属镀层。*测试方法可参考 DIN 50018。,耐化学品接触腐蚀测试,前面提及的几种人工加速测试是在模仿大气条件下进行的，另外还有一些试验是在模仿产品实际使用条件下进行的与化学品直接接触的耐腐蚀测试。 耐化妆品、洗涤剂 耐有机溶剂（酒精）擦拭 耐人工汗 耐酸性缓冲溶液 *具体要求视客户而定。,附着力测试,镀层附着

14、强度的好坏，对所有的金属表面保护层的防护、装饰性能，均有直接的影响，它是金属镀层质量的重要检验指标之一。测量附着力强度的大小的方法很多，但是定量的测量附着力强度很困难，多数方法是定性的测试，检查产品的质量。 冷热循环、冷热冲击、高温储藏 锉刀、百格、胶纸剥离 拉力测试（TL528要求 ABS/PC3N/cm，ABS7N/cm） ,硬度测试,耐磨耗仪,纸带测试 RCA,铅笔硬度测试,划痕测试,Hardness test pencil Model 318,刻在笔上的刻度包括3个压力量程: 0-3N(蓝色标记) 0-10N(红色标记) 0-20N(黄色标记) 压力弹簧：弹簧钢 测试头：碳化钨 测试头

15、直径:1mm,DBL 7384 (2004-06), Scribing resistance,Test conditions,维氏硬度测量,将具有一定形状的金刚石压头以适当的压力（P）、压入速度压入被测定的覆盖层，保持规定的时间后卸除试验力，根据测量压痕对角线的长度（d）折算出覆盖层的显微硬度值（HV）。计算公式：式中P:负载(g)d:压痕长度（mm),色差分析,入射光照在有色物体上产生的光学效应用反射率曲线来描述。反射率主要由物体着色时所用的颜料或染料所决定。,测试原理：仪器测试光源（可选）照在有色物体上，光经过物体表面再反射回仪器，由SP2000分光解析器（一种分析颜色的系统）分析，并将结果用反射率数据描叙，根据反射率数据利用CIELAB颜色空间就可以得出样品与标样亮度及色度的差别，并给出评定结果。根据这些差别我们可以有方向的调整样品的色度和亮度。,Datacolor 400,CIELAB色度图,在CIELAB颜色空间： L*表示亮度； a*和b*是色度坐标（+a*为红色方向，-a*为绿色，+b*为黄色，-b*为蓝色）； C*为饱和度（由圆心向外增加）； h*为色相角。,360h NSS+冷热循环，其中盐雾喷雾时间为180h。,360h NSS。,人工腐蚀测试与自然腐蚀的关系,（eg. Volvo V40 发动机）,Thanks！,