电镀知识与信赖性测试知识概述主讲：Beer电镀知识概述l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。l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。NOKIAResidualStressTest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l铬酸是强氧化剂，可将部分塑料的化学键拆散溶解，达到粗化目的。硫酸可将塑料侵蚀甚至发生磺化。l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。l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。l在塑胶表面蚀刻大约0.5um深的孔。over-pickledunder-pickeldcorrectlypickled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），作为化学镀时氧化还原反应的催化中心。钯胶体示意结构胶体直径:一般210nm最大100nm0.181nm0.128nm0.093nmPdCl-Sn2+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）l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。l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。l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05m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2m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05m塑料金属化总镍三层镍：抗腐蚀；珍珠镍；满足外观需要光铬0.180.6m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研发部测试室ll微孔数测试微孔数测试ll金相测试（主要为厚度、缺陷分析）金相测试（主要为厚度、缺陷分析）ll违禁物质检测（主要为金属违禁物）违禁物质检测（主要为金属违禁物）ll缸液、化工原料金属杂质含量检测缸液、化工原料金属杂质含量检测ll缸液部分主要成分含量检测缸液部分主要成分含量检测ll缸液表面张力检测缸液表面张力检测ll水质部分指标检测水质部分指标检测ll色差分析色差分析ll硬度测试（维氏硬度测试、划痕测试）硬度测试（维氏硬度测试、划痕测试）建邦精密品管实验室建邦精密品管实验室ll盐雾测试（盐雾测试（CASSCASS、NSSNSS、ASSASS）ll二氧化硫腐蚀实验二氧化硫腐蚀实验ll厚度测试（库仑测厚）厚度测试（库仑测厚）ll电位差测试（电位差测试（STEPTESTSTEPTEST）ll硬度测试（铅笔硬度测试、纸带测试、橡皮摩擦）硬度测试（铅笔硬度测试、纸带测试、橡皮摩擦）ll振动耐磨测试振动耐磨测试ll冷热循环、冷热冲击、高温储藏、高温高湿冷热循环、冷热冲击、高温储藏、高温高湿ll其他（耐化妆品、耐酸性缓冲溶液、耐酒精擦拭、人其他（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）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l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。l检测方法铜沉积法（ASTMB456X4）2.Fuhrmann测试法（铜沉积法的演变）3.CASS后退铬法（ASTMB456X5TSH6504G-C2）1.铜沉积法l原理铜只是沉积在不导电镍封边缘暴露出的镍层上，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。l操作步骤槽的配制l硫酸铜：250gLl硫酸：26mlLl温度：25l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l反向通电：1000mV，30Sl间歇：30Sl正向通电：400mV，30S3.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110的点不能计算在内。厚度测试金相测试l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l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。STEPTestFischer库仑测厚仪还有另外一个功能2002503003504004505000510152025303540EmVThicknessm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：l温度l溶液成分l溶液浓度lPH值l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）l目前应用最广泛的一种人工加速腐蚀试验。l一般试验条件盐水：cp-NaCl（505）gLPH值：6.5-7.2试验温度：（352）降雾量：1-2mlh80cm2相对湿度：95%喷雾时间：根据不同标准而定测试方法可参考ASTMB117。醋酸盐雾试验（ASS）l一般试验条件盐水：cp-NaCl（505）gLPH值：用冰醋酸调至3.1-3.3试验温度：（352）降雾量：1-2mlh80cm2相对湿度：95%喷雾时间：根据不同标准而定测试方法可参考ASTMB117。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。l试验条件（参照ASTMB368）盐水：cp-NaCl（505）gL；cp-CuCl22H2O0.25gLPH值：用冰醋酸调至3.1-3.3试验温度：（491）降雾量：1-2mlh80cm2喷雾时间：根据不同标准而定测试方法可参考ASTMB368或DINENISO9227-2007。测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：ASTMB368和DINENISO9227-2007测试方法的差异DINENISO9227-2007ASTMB368Volumetestchamber400lNolimitationTemperaturetestchamber50+-2C49+-1CTestsolutionpH30-31(pH31-33incollectors)c=50+-5glpH31-33c=50+-5glCuCl2.2H2O026+-002gl025glDIWater20Scm25CAcc.ToD1193TypeIVPressurenozzle007-017MPa008-012MPaAirtemperatureDependentofpressure61-69C60-65CCollectedsolution10-20mlh10-20mlh续下表DINENISO9227-2007ASTMB368Testduration24h22hChemicalCleaningremovingofcorrosionproductsISO840750Vol%HCl+35glHexamethylene-tetramine10minWaterrinsingEthanolDryingDipinginDIWater20Vol%HCl2minRinseIDIWaterRinseII38CflowingwaterDrying100C10minDeterminationofmass+-1mgNotspecifiedWeightlosslimits55+-15gm045-085mgcm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ASTMB380和DIN50958（见下表）。DIN50958ASTMB380-97CorrodcoteSlurry1gFeCl36H2002gCu(NO3)23H2O6gNH4ClDissolvein50mlH2OAdd180gKaolinand250mlH2Oandmix0165gFeCl36H200035gCu(NO3)23H2O1gNH4ClDissolvein50mlH2OStir30gKaolinandafter2minmixCleaningRemovealldirtwithorganicsolventsRemovealldirtwithorganicsolventsApplicationCorrodcoteSlurryWithapaintbrushWithapaintbrushDrying1hroomtemperature1hroomtemperatureConditioning16h100%rel.Humidity40C+-2C20hconditioning(1cycle)80-90%