电镀原理及其工艺简述

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1、电镀原理及其工艺简述摘要：通过有关电镀方面文献的查阅，本文概述了电镀的工作原理、分类、工 艺过程以及影响电镀工艺质量的因素。关键词：电镀、原理、工艺、质量。Abstract: Check out the electroplating through literature, this paper outlines the principles of electroplating, classification ，process and the factors that affect the quality of the plating process.Keywords：electroplatin

2、g, principle, process, quality1概述电镀是指在含有欲镀金属的盐类溶液中，以被镀基体金属为阴极，通过电解 作用，使镀液中欲镀金属的阳离子在基体金属表面沉积出来，形成镀层的一种表 面加工方法。镀层性能不同于基体金属，具有新的特征。根据镀层的功能分为防 护性镀层，装饰性镀层及其它功能性镀层。2电镀的基本原理电镀是一种电化学过程，也是一种氧化还原过程电镀的基本过程是将零件浸 在金属盐的溶液中作为阴极，金属板作为阳极，接直流电源后，在零件上沉积出 所需的镀层。例如：镀镍时，阴极为待镀零件，阳极为纯镍板，在阴阳极分别发生如下反 应：阴极（镀件）：Ni2+2efNi（主反应）2

3、H+2efH2 f （副反应）阳极（镍板）：Ni-2efNi2+（主反应）4OH- - 4e2H2O+O2+4e（副反应）不是所有的金属离子都能从水溶液中沉积出来，如果阴极上氢离子还原为氢 的副反应占主要地位，则金属离子难以在阴极上析出根据实验，金属离子自水 溶液中电沉积的可能性，可从元素周期表中得到一定的规律。阳极分为可溶性阳极和不溶性阳极，大多数阳极为与镀层相对应的可溶性阳 极，如：镀锌为锌阳极，镀银为银阳极，镀锡铅合金使用锡-铅合极但是少数电 镀由于阳极溶解困难，使用不溶性阳极，如酸性镀金使用的是多为铂或钛阳极. 镀液主盐离子靠添加配制好的标准含金溶液来补充镀铬阳极使用纯铅，铅-锡合 金

4、，铅-锑合金等不溶性阳极。3工艺过程般包括电镀前预处理，电镀及镀后处理三个阶段。完整过程：1、浸酸f全板电镀铜f图形转移f酸性除油f二级逆流漂洗f 微蚀f二级f浸酸f镀锡f二级逆流漂洗2、逆流漂洗f浸酸f图形电镀铜f二 级逆流漂洗f镀镍f二级水洗f浸柠檬酸f镀金f回收f2-3级纯水洗f烘干3.1塑胶外壳电镀流程化学去油-水洗-浸丙酮-水洗-化学粗化水洗敏化-水洗-活化-还原-化 学镀铜-水洗光亮硫酸盐镀铜-水洗-光亮硫酸盐镀镍-水洗-光亮镀铬-水洗烘干送检。3.2技术问题解决在以上流程中最易出现故障的是光亮硫酸盐镀铜其现象是深镀能力差及毛 剌、粗糙等对深镀能力差，应区别对待如果低电流区不亮，而

5、高龟流区很亮且 偏于白亮，则可考虑N（乙撑硫脲）是否过多.调整办法逛加入适量M（2巯基苯 骈'眯脞）及SP陳二硫二丙烷磺酸钠），如仍不行，可加入50 100ml双 氧水搅拌10分钟试镀如果低电流区不亮高电流区很亮且偏于桔红色亮，测可考 虑M是否过多调整办法是加适量N及P（聚乙二醇）如仍不行,可加入50100ml 双氧.水搅拌10分钟试镀，如果低电流区不亮，而高电流K亮度亦差，则可考虑 N或M是否过少.调整办法是加入适量M或N（亦可同时加入适量SP）.如果高电 流区长毛刺，通常加入适当SP即可消除如果铍层表面无论轫上还是朝下均有细 麻砂，则M过多，可添加适量P来消除但若镀层表面轫上有麻

6、砂，则应考虑是否 有铜粉的缘故，可加入50ml双氧水来消除一般说来，光亮镀铜液在每天下班时应 加入50ml双氧水。除了光亮镀铜易出现上述故障外，粗化也易出现故障通常为 家电产品外壳粗化后表面发黄或呈白粉状。此时应从以下三个方面来考虑，一、 粗化温度是否过高、时间过长，二、粗化液中硫酸含量是否过K.。三、粗化前 使用的有机溶剂浓度、温度是否过高，时间嫌长另外，返工的家电产品外壳若 再次粗化时易粗化过度，造成镀不亮，对此要适当降低粗化温度及缩短粗化时 间，粗化前，一般不再授丙酮化学镣钢时，防止瘠液发浑（即产生大什铜粉） 很重要若溶液发浑，则该槽所的塑胶外壳必须全部返工，同时要立即过滤化学镀 锏溶液

7、化学镀铜后的家电产品外壳，一般应当立即施镀但遇到特殊情况，需要 长时间放置，则应将家电产品外壳烘干并竖于干燥处保存保存期为2天，挂具问题也很重要用包扎法绝缘的挂具不适于塑料电镀因塑胶外壳镀铬后，领料包扎 的梓R.中渗入了大量镀铬液由于我们电镀ABS塑料而环时，从粗化至化学镀铜 不使用挂具，而只在亮铜一亮镍一亮铬一亮铜-亮镍一亮铬一的电镟循环过 程中使用，而铍铬后（接下来便进入镀铜液），挂具上携带的镀铬液会导致光亮 镀铜液恶化同样，这种包扎法绝缘的挂具亦会污染镀锞液及掩铬液如果受条件 限制，只能采用包扎法，挂具须在清洗后再在淸水中浸泡十几分钟，以便使渗入 包扎中的镀铬液全部渗出，光亮镀铜液一旦被

8、轻微污染用小电流处理12天即可。14电镀的分类4.1按照镀层组成分类1镀铬铬是一种微带天蓝色的银白色金属。电极电位虽位很负，但它有很强的钝化 性能，大气中很快钝化，显示出具有贵金属的性质，所以铁零件镀铬层是阴极镀 层。铬层在大气中很稳定，能长期保持其光泽，在碱、硝酸、硫化物、碳酸盐以 及有机酸等腐蚀介质中非常稳定，但可溶于盐酸等氢卤酸和热的浓硫酸中。铬层硬度高，耐磨性好，反光能力强，有较好的耐热性。在500 C以下光 泽和硬度均无明显变化；温度大于500 C开始氧化变色；大于700 C才开始 变软。由于镀铬层的优良性能，广泛用作防护一装饰镀层体系的外表层和机能镀 层。2镀铜镀铜层呈粉红色，质柔

9、软，具有良好的延展性、导电性和导热性，易于抛光， 经过适当的化学处理可得古铜色、铜绿色、黑色和本色等装饰色彩。镀铜易在空 气中失去光泽，与二氧化碳或氯化物作用，表面生成一层碱式碳酸铜或氯化铜膜 层，受到硫化物的作用会生成棕色或黑色硫化铜，因此，做为装饰性的镀铜层需 在表面涂覆有机覆盖层。3镀镉镉是银白色有光泽的软质金属，其硬度比锡硬，比锌软，可塑性好，易于锻 造和辗压。镉的化学性质与锌相似，但不溶解于碱液中，溶于硝酸和硝酸铵中， 在稀硫酸和稀盐酸中溶解很慢。镉的蒸气和可溶性镉盐都有毒，必须严格防止镉 的污染。因为镉污染后的危害很大，价格昂贵，所以通常采用镀锌层或合金镀层 来取代镀镉层。目前国生

10、产中应用较多的镀镉溶液类型有：氨羧络合物镀镉、酸 性硫酸盐镀镉和氰化物镀镉。此外还有焦磷酸盐镀镉、碱性三乙醇胺镀镉和 HEDP镀镉等。4镀锡锡具有银白色的外观，原子量为118.7,密度为7.3g/cmA3,熔点为231.89C, 原子价为二价和四价，故电化当量分别为2.12g/A.h和1.107g/A.h。锡具有抗 腐蚀、无毒、易铁焊、柔软和延展性好等优点。锡镀层有如下特点和用途：1、 化学稳定性高；2、在电化序中锡的标准电位纰铁正，对钢铁来说是阴极性镀层， 只有在镀层无孔隙时才能有效地保护基体；3、锡导电性好，易焊；4、锡从-130C 起结晶开始开始发生变异，到-300C将完全转变为一种晶型

11、的同素异构体,俗称” 锡瘟”此时已完全失去锡的性质；5、锡同锌、镉镀层一样，在高温、潮湿和密 闭条件下能长成晶须，称为长毛；6、镀锡后在231.89C以上的热油中重溶处理， 可获得有光泽的花纹锡层，可作日用品的装饰镀层。5镀锌锌易溶于酸，也能溶于碱，故称它为两性金属。锌在干燥的空气中几乎不发 生变化。在潮湿的空气中，锌表面会生成碱式碳酸锌膜。在含二氧化硫、硫化氢 以及海洋性气氛中，锌的耐蚀性较差，尤其在高温高湿含有机酸的气氛里，锌镀 层极易被腐蚀。锌的标准电极电位为-0.76V,对钢铁基体来说，锌镀层属于阳极性镀层，它 主要用于防止钢铁的腐蚀，其防护性能的优劣与镀层厚度关系甚大。锌镀层经钝化处

12、理、染色或涂覆护光剂后，能显著提高其防护性和装饰性。 随着镀锌工艺的发展，高性能镀锌光亮剂的采用，镀锌已从单纯的防护目的进入 防护-装饰性应用。镀锌溶液有氰化物镀液和无氰镀液两类。氰化物镀液中分微氰、低氰、中氰、 和高氰几类。无氰镀液有碱性锌酸盐镀液、铵盐镀液、硫酸盐镀液及无氨氯化物 镀液等。氰化镀锌溶液均镀能力好，得到的镀层光滑细致，在生产中被长期采用。 但由于氰化物剧毒，对环境污染严重，已趋向于采用低氰、微氰、无氰镀锌溶液。4.2按获取镀层方式分挂镀(RackPlating)常规电镀滚镀(BarrelPlating)电刷镀脉冲电镀电铸4.3按照镀层用途分类装饰性电镀，如镀金，镀银，铜/镍/

13、装饰铬电镀防护性电镀，如镀锌耐磨性电镀，如镀硬铬功能性电镀提高可焊性电镀，如镀锡增强导电性，如镀银，镀金4.3电镀工艺的分类与流程说明电镀工艺广泛应用在国民生产的各个领域，只有认真操作才能有效节约能源、 保护环境。在以下简单介绍一下有关电镀工艺的一些基本知识。电镀工艺的分类: 酸性光亮铜电镀电镀镍/金电镀锡。工艺流程:浸酸f全板电镀铜f酸性除油f微蚀f浸酸f镀锡f浸酸f图形 电镀铜f镀镍f浸柠檬酸f镀金。流程说明浸酸。 作用与目的:除去板面氧化物，活化板面，一般浓度在5%10%左右,主要是 防止水分带入造成槽液硫酸含量不稳定。 使用C.P级硫酸，酸浸时间不宜太长，防止板面氧化;在使用一段时间后

14、，酸 液出现浑浊或铜含量太高时应及时更换，防止污染电镀铜缸和板件表面。全板电镀铜。 作用与目的:保护刚刚沉积的薄薄的化学铜，防止被酸浸蚀掉,通过电镀将其 加后到一定程度。 全板电镀铜相关工艺参数:槽液主要成分有硫酸铜和硫酸，采用高酸低铜配 方,保证电镀时板面厚度分布的均匀性和对深孔的深镀能力；硫酸含量多在180到 240克/升;硫酸铜含量一般在75克/升左右，槽液中可有微量的氯离子，作为辅助光 泽剂和铜光剂共同发挥光泽效果；铜光剂的添加量在35ml/L，铜光剂的添加一 般按照千安小时的方法或者根据实际生产板效果来补充;全板电镀的电流一般按 2安/平方分米乘以板上可电镀面积计算;铜缸温度一般控制

15、在2232度。 阳极铜球含有少量的磷，目的是降低阳极溶解效率，减少铜粉产生。酸性除油。 目的与作用:除去线路铜面上的氧化物，保证一次铜与图形电镀铜或镍之间 的结合力。 使用酸性除油剂,生产时只需控制除油剂浓度和时间即可。(4)微蚀。 目的与作用:清洁粗化线路铜面，确保图形电镀铜与一次铜之间的结合力。 微蚀剂采用过硫酸钠。浸酸。 作用与目的:除去板面氧化物,防止水分带入造成槽液硫酸含量不稳定。 使用C.P级硫酸酸浸,时间不宜太长，防止氧化。(6) 图形电镀铜,又叫二次铜。目的与作用:为满足各线路额定的电流负载，各线路和孔铜需要达到一定的厚 度，线路镀铜就是将孔铜和线路铜加厚到一定的厚度。(7) 电镀锡。目的与作用:图形电镀纯锡目的是用纯锡单纯作为金属抗蚀层，保护线路蚀 刻。槽液主要由硫酸亚锡,硫酸和添加剂组成;硫酸亚锡含量控制在35克/升左 右，硫酸控制在10%左右;镀锡添加剂的添加一般按照千安小时的方法来补充或者 根据实际生产板效果;电镀锡的电流计算一般按1.5安/平方分米乘以板上可电镀 面积;锡缸温度维持在室温状态，一般控制在223 0度，因此在夏季因温度太高可 加装冷却温控系统。(8) 镀镍。 目的与作用:镀镍层主要作为铜层和金层之间的阻隔层,防止金铜互相渗透, 影响板子的可焊性和使用寿命;