ABS装饰性电镀应用培训资料[1]

ABS塑料之装饰性电镀应用乐思工艺指南Aug16,2006塑料镀之优点•塑料镀工件成本比金属工件成本更低•工件重量更轻(对汽车工业尤其重要)•设计工程师操作塑料镀工件比使用金属工件更灵活•无需经过金属电镀所必须的步骤----打磨和抛光ABS与PC-ABS之优点•外观品质优良•粘合力优异•易于铸塑•形稳性佳•成本低工艺流程•粗化•中和•催化•解胶•化学镍•闪镀镍前处理产品•UDIQUE®858HTWetter润湿剂•UDIQUE®862Neutralizer中和剂•UDIQUE®978Activator活化剂•UDIQUE®886Accelerator加速剂•UDIQUE®891ElectrolessNickel化学镍粗化使塑料表面具有亲水性，形成的微孔为后续电镀形成焊接点以获得最大的粘合力。焊接点具有化学活性，提供吸收钯活化剂的机理。–ABS塑料的聚丁二烯(B)交错于苯乙烯-丙烯腈聚合(A-S)矩阵分布。塑料表面的丁二烯氧化分解形成焊接/吸收点。•铬酸首先氧化ABS的丁二烯部分(B)形成焊接点•硫酸首先溶解ABS的苯乙烯-丙烯腈(A-S)形成焊接点Acrylonitrile丙烯腈Styrene苯乙烯Butadiene丁二烯粗化三价铬是粗化工艺的副产物，由丁二烯分解产生并趋于降低粗化溶液的氧化率。–粗化不良会导致漏镀和/或造成塑料和后续金属镀层结合不良三价铬的水平必须通过电解再生控制，如使用再生系统–控制三价铬的量有利于粗化发挥正确的机能–铬酸的回收有利于控制三价铬水平；对于再生系统要求更高粘合力的粗化质量控制测试•控制粗化的温度、时间和化学浓度决定活性点的化学特性。粗化过少或过多都会影响粘合力。•在特殊的ABS或PC/ABS测试板上进行预镀处理，然后电镀50的光亮酸铜用于粘合理测试。•良好的粘合理范围在5–12lbs/inch之间，取决于所使用的树脂和铸模条件。粗化操作参数•ABS–时间•6-10min–温度•65–70C–铬酸•450-525g/L–硫酸•10-15%–三价铬•20-30g/L–表面张力•30-40dynes•PC/ABS50%PC–时间•8-12min–温度•68–75C–铬酸•450-525g/L–硫酸•10-15%–三价铬•20–30g/L–表面张力•30-40dynes中和剂中和剂用于将清洗水无法清除的残留六价铬离子(Cr+6)转变成三价铬离子(Cr+3)。若铬离子的残留状态是六价铬状态，则会影响塑料表面吸附钯活化剂因而导致漏镀。–钯活化剂中带进的六价铬离子会氧化锡和锡/钯胶体。–中和过强有可能导致挂具上镀中和剂之操作参数•时间–1–2min•温度–32–37C•盐酸–8–9%•UDIQUE®862Neutralizer中和剂–2–3%•空气搅拌–中等或强力的均匀空气搅拌催化剂催化溶液含锡/钯胶体及其他离子，可稳定溶液。冲洗后，钯附在塑料表面上，由水解亚锡离子包围–溶液中过多的锡(氯化亚锡)最先与带进的Cr+6和/或空气中的O2氧化成锡/钯胶体–溶液中的NaCl可以提高溶液的稳定性，帮助酸将钯吸收到表面锡/钯胶体PdPdPdPdSn2+Sn2+Sn2+PdPdPdPdPdPdSn2+Sn2+Sn2+Sn2+Sn2+Sn2+Sn2+Sn2+Sn2+Sn2+Sn2+Sn2+PdPdPdPdPdPdSn2+Sn2+Sn2+Sn2+Sn2+Sn2+Sn2+Sn2+Sn2+Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-催化剂操作参数•ABS–时间•3–4min–温度•32-37C–盐酸•15–20%–氯化钠•50–75g/L–氯化亚锡•5–7g/L–UDIQUE®978•20-25ppm钯•PC/ABS–时间•3–5min–温度•32–37C–盐酸•15–20%–氯化钠•50–75g/L–氯化亚锡•5–7g/L–UDIQUE®978•30-35ppm钯不能空气搅拌解胶剂之操作参数•硫酸型–时间•2–3min–温度•48–55C–硫酸•2.5–3.5%–UDIQUE®886•50-60g/L–空气搅拌•中等均匀搅拌化学镀镍化学镍自动催化，在塑料底材表面形成一层薄金属层使工件具有导电性，以进行后续电镀操作。化学镍的溶液成分•UDIQUE®891化学镍浓缩液–用于开缸和补充–含金属镍、螯合剂和稳定剂–由电镀或溶液带出消耗•UDIQUE®892化学镍还原剂–用于开缸和补充–含还原剂–由电镀或溶液带出消耗化学镍的溶液成分•UDIQUE®893化学镍稳定剂–用于开缸和调整–含螯合剂–只由带出消耗–由UDIQUE®891补充–控制镀层的磷含量酸铜•使用乐思工艺—CUPROSTAR1560•时间---40–50min•目的---ABS塑料和镀层之间的热膨胀系数差异很大，酸铜层可以缓和温度急速变化而造成的应力作用。•相关品质控制测试---热循环---不同的汽车公司热循环测试也有所不同。通常热循环测试程序：在烤炉高温(75–85C)烘烤1小时；在室温下测试1小时；然后在冷藏设备下(-30--40C)测试1小时。然后重复此循环2、3或4次。若镀层出现裂纹或气泡（粘合力损失）则说明测试失败。光亮酸铜–CUPROSTAR1560•Cuprostar1560–Cuprostar1560开缸剂Makeup•只用作开缸–Cuprostar1560整平剂Leveller•主要补充剂•80-120毫升/1000安培小时–Cuprostar1560载体Carrier–排除高电区烧焦•吸附阳极形成黑膜，开缸初期或添加新阳极后用量较大•含Cuprostar1560开缸剂•20-25毫升/1000安培小时–Cuprostar1560湿润剂WenttingAgent•按表面张力添加铜活化剂•乐思工艺---EntekME1020•时间---1min•目的---此溶液可确保酸铜镀层和半光亮镍层的良好粘合力汽车表面镀镍工艺•目的---汽车工件外部需要电镀半光亮、光亮或微孔镍层，而这些镀层必须具有足够的抗腐蚀性能以抵抗外界环境的考验。不同的汽车生产商在检测抗腐蚀性能方面有不同的测试方法和标准，然而，所有的厂商似乎都逐渐提高了对产品性能的要求。•乐思工艺–半光亮镍---UDYLITEBTL–时间---约40min–厚度---约17um–光亮镍---UDYLITE61D–时间---约15min–厚度---约7um–微孔镍—DUR-NI618–时间---约4min–厚度---约2.5um美国通用汽车的厚度要求镀镍抗腐蚀测试•CASSTEST-ASTMB-368(COPPERACCELERATEDACETICACIDSALTSPRAY-----此测试是将工件置于控制的腐蚀性环境中，测试镀层防腐性能。然而，生产商都希望在未来可以延长工件抗腐蚀的时间。•STEPTEST---测试不同类型的镀镍层之间的电位差。按常规来说，镀镍层之间的电位差越大，工件的抗腐蚀性就越强。半光亮镀镍层和光亮镀镍层之间的电位差可达150mV，而光亮镀镍层和微孔镍镀层之间的电位差范围在20–30mV之间。•DUPERNELLTEST-此测试确定镀铬层的微孔量。在正确控制电压（电流）避免活化铬钝化层的情况下，将铜电镀在微孔铬层裸露出来的镍上，然后计算电镀的铜点，铜点的数量必须能够满足客户的要求。半光镍–UDYLITEBTL•BTL开缸剂–减低镀层应力，改善镀层展延性–按滴定分析浓度，控制1%•BTL补充剂–控制电位差结果–按电位决定添加量–60毫升/1000安培小时•BTLTL-2整平剂–控制镀层整平性，过量添加会提高镀层应力–180毫升/安培小时•62A湿润剂–按表面张力添加光亮镀镍–UDYLITE61D•61D–提高镀层光亮度及整平性–可按所需的整平性调整添加量–250-400毫升/1000安培小时•41–主要提高整平性及低区光亮度，以及提高61D的效率–浓度过低会影响光亮度及整平性，中高区有白雾–浓度过高不会造成影响–可滴定分析浓度，1%光亮镀镍–UDYLITE61D•63–降低镀层应力–可滴定分析浓度，8%–添加量约为40毫升/1000安培小时•62A湿润剂–按表面张力添加镍封–DURNI618•DN618固体–提供镀液中的固体，令镀层产生微孔–添加前必须搅拌，降低固体体积，令固体均匀分散镀液–为保持质量稳定，固体建议每两周过滤清理，重新添加。保持镀液中的固体不会结块•分散剂–令固体在镀液中分散均匀–建议用自动添加控制浓度，保持镀液中含有稳定的浓度–按安培小时添加，添加量约为200-250ml/kAH–可用UV分析浓度–日常添加。不同的生产线会有不同的添加量，具体添加量可按镀层微孔数设定–分散剂同时控制光镍及镍封镀层间的电位差•BTL补充剂–如发现光镍及镍封间的电位差不够高，可另外添加BTL补充剂–BTL补充剂提高电位差的能力是分散剂的10倍–过量添加会令镀层白雾•61D–只开缸添加，日常靠光亮镍槽液带入•pH–提高pH可提高微孔数镍封–DURNI6182.5µmDUR-NITM15µmBright-nickel0.25µmChromeDistributionofPoresSemi-bright-nickelBright-nickelDUR-NITMSTEPTEST2002503003504004505000510152025303540Thickness[m]镀铬及铬活化剂•铬活化剂–乐思工艺---ANKORNFDS–时间---30秒–使用这些溶液的目的是清除镍氧化物，使镍层具有活性可以进行镀铬•光亮镀铬–乐思工艺---ANKOR1120H–时间—3–4min–厚度0.18um漏镀•粗化浓度、时间或温度太低•粗化三价铬浓度太高•塑料应力太高•钯活化剂浓度、时间或温度太低•解胶浓度、时间或温度太低•解胶空气搅拌太强•化学镍温度太低•挂具将粗化液带进其它镀液•化学镍Udique892浓度太低•化学镍pH太高•绝缘油太多，带进槽液•粗化表面太张力太高化学镍镀层粗糙•前处理过滤不良•水洗槽太脏•化学镍温度太高•化学镍镀槽上镀•打气管路污染•过度粗化结合力不良•粗化不够•粗化浓度、温度或时间太低•粗化三价铬太高•过度粗化•粗化浓度、温度或时间太高•粗化三价铬太低•塑料应力太高挂具上镀•粗化浓度、温度或时间太低•粗化三价铬太高•中和浓度、温度或时间太高•钯活化浓度、温度或时间太高•解胶浓度、温度或时间太低•化学镍温度太高或活性太强•挂具太新•挂具质量不良电镀镀层粗糙•助滤粉或碳粉通过过滤泵•阳极袋破洞•挂具点烧焦•工件跌入镀槽•酸铜槽的硫酸铜未溶解•镀镍槽的主盐或硼酸未溶解•打气管路污染•挂具未完全退镀针孔•槽液有油性污染物•电镀槽搅拌不良•电镀槽有有机污染物•酸铜光剂失调•镍镀液表面张力太高•镍镀液的硼酸太低电镀层结合力不良•挂具未有清洁•铜活化温度太低、时间太短或ME1020浓度太低•铜、镍或水洗槽有油质污染•在工件上直接添加酸酸铜镀层不光亮•电流太低•光剂浓度太低•光剂浓度极高•厚度太薄•硫酸铜浓度太高•硫酸浓度太低•有机污染•温度太高•塑料过度粗化•氯离子浓度太高•阳极太少•挂具设计不良镍镀层不光亮•电流太低•光剂浓度太低•pH太低•阳极太少•镀液含铜或铬污染物•有机污染•光剂失调•镍封镀液DN-618固体含量太高镍镀层烧焦•电流太高•空气搅拌太低•63浓度太低•有机物污染•温度太低•硼酸太低•镍金属含量太低•工件太接近阳极镍镀层应力太高•pH太高•光剂含量太高•有机物污染•63含量太低电位差结果不良•半光镍BTL补充剂含量太低•光亮镍63太低•分散剂含量太低•半光剂有硫污染物•多层镍pH或温度超出控制范围•有机物污染•镍封厚度太低微孔数不够•镍封搅拌不良•DN618含量太低•镍封厚度太低•NFDS活化太强•铬镀层太厚铬烧焦或白雾•镀铬温度太低•镀铬电流太高•铬酸硫酸比例失调•镍镀层钝化•挂具接触不良•1120F含量失调•太强或太弱NFDS活化•镍封槽液有有机污染•铬镀液有污染(氯离子、铁、铜或镍)•铬整流器