第三章-前处理

第三章前处理3.1前处理的意义一般前处理工程过程为,研磨预备洗净水洗电解脱酯水洗酸浸及活性化水中和水洗电镀。3.1.1前处理的目的前处理的目的是为了得到良好的镀层，由于镀件在制造、加工搬运、保存期间会有油酯、氧化物锈皮、氢氧化物、灰尘等污物附着于镀件表面上，若不去除这些污物而进行电镀将得不到良好的镀层。镀·件质量，前处理占很重要的地位。3.1.2前处理不良所造成之镀层缺陷前处理不良所造成之镀层缺陷，有下列几项：(1)剥离，(2)气胀，(3)污点，(4)光泽不均，(5)凹凸不平，(7)小孔(8)降低耐蚀性，(9)脆化。电镀之不良，前处理占很大的原因。3.1.3污物的种类污物的种类，可分为有机物及无机物。有机物污物主要是动物性油酯，植物性油酯及矿物性油酯，无机物污物是金属氧化物、盐类、尘埃、及砂土。另外由有机物和无机物污物之物如研磨屑、研磨材料。动物性及植物性油酯可被化缄剂皂去除。矿物性油污无法被缄剂皂去除需用三菉乙烯、汽油、石油溶剂乳化剂等去除。无机物污物可被酸或缄溶解，利用酸、缄浸渍、化学或电解方法去除及机械研磨方法去除。无机、有机混合污物，去除较困难，除了利用化学方法，亦须用电解，机械研磨等方法联合应用去除。3.1.4电镀前处理去除的典型污物(1)润滑油(6)淬火残留物(2)切削油(7)热处理盐(3)研磨油(8)热处理盐(4)热斑(9)污迹(5)锈及腐蚀物(10)油漆及油墨3.1.5表面清洁测定表面清洁度测定，在工场最实用的方法是用水冲(water-beaktest)，检查表面水是否均匀润湿，如果是均匀润湿则为清洁表面，反之则不清洁。其它方法有，Nielsonmethod，Atomizertest，Fluoresentmethod，weightofresidualsoil，wip-ingmethod，residualpatlernmethod及Radioisotopetracertechnique。3.1.6选择清洁方法及清洁材料之影响因素其影响因素有：(1)被清洁表面之特性(9)清洁剂的温度(2)被去除污物之特性(10)应用时间(3)清洁要求程度(11)经验(4）应用的方法(12)搅拌次数(5)水质(13)污染的程度(6)手续、另件、设备人员的安全(14)下一步处理(7)成本(15)废物之处理(8)清洁剂的浓度3.1.7清洁处理之注意事项(1)眼睛、皮肤、衣服等避免接触清洁剂，并要戴防护衣及眼罩。(2)防止长时间吸入有毒气体,须供应适当的通风。(3)使用会挥发性清洁剂时，温度必低于燃着点，在使用的区域严禁烟火及有火光或研磨之作业。(4)调制重碱性清洁剂时，要慢慢的加入冷水，避免产生剧烈反应，必须先在冷水中溶解而后再加热。(5)酸性材料调制时，不能将水加入酸中必须慢慢的将酸加入水中。(6)存放酸性溶剂的溶器，必须用防酸材料制成，防止损坏地板及附近设备，必须遵守药品使用的说明。(7)防止清洁剂损坏镀件机材，可添加抑制剂，使在所有污物去除后形成保护层。(8)清洁剂浓度增加，清洁时间可以减少但有一定限度，超过此限度反而不利。(9)温度增加对清洁时间可以减少。(10)清洁需要一段时间，不是立即就可移去污物。(11)清洁过程中或之后，清洗是很重要的。3.1.8清洁剂去除污物的原理(1)溶解力作用，如水可溶解盐，酸可溶解金属锈皮，汽油可溶解油脂。(2)碱化作用。(3)浸湿作用，将硫水性变亲水性。(4)乳化作用，使油与水混合在一起。(5)反凝作用，即为悬浮作用。3.1.9去除氧化物及锈皮的方法基本方法有:1.喷砂除锈(abrasiveblasting),2.滚筒除锈(tumbling),3.刷光除锈(brushing),4.酸浸渍(acidpic-king),5.盐浴除锈(saltbathdescaling),6.碱剂除锈(al-klinedescaling),7.酸洗(acidcleaning)。3.1.10选择除锈方法的因素选择除锈方法的因素有:1.锈皮的厚度,2.基材的性质,3.镀件制造及处理过程,4.容许基材损耗大小,5.表面光度要求,6.镀件之形状及大小,7.产量要求,8.可被应用的设备,9.成本,10.氢脆性。3.2.1净化的方法净化的方法有:1.碱剂洗净(alkalinecleaning),2.溶剂洗净(solventcleaning),3.乳化洗净(emulsioncleaning),4.电解碱洗净(electrolyticalkalinecleaning),5.酸洗净(acidcleaning),6.蒸气脱脂(vapordegreasing),7.喷砂洗净(abrasiveblastcleaning),8.滚筒洗净(tumb-ling),9.刷洗净(brushing),10.酸浸渍(picking),11.电解酸浸(electrolyticpicking),12.盐浴去锈(saltbathdescaling),13.碱剂去锈(alka;inedescaling),14.超音波洗净(ultrasoniccleaning),15.去漆(paintstri-pping),16.珠击法(glassbeadcleaning)。3.9.7银及银合金之酸浸溶液配方Nitricacid66vol%Temperatureroomto160FSulfuricacid78vol%Nitricacid22vol%TemperatureroomSodiumcyanide3~4oz/galSodiumcarbonate1~2oz/galSodiumaluminumsulfate6oz/galSodiumpotassiumtattrate6oz/galTemperature180~210F也可用4~6Volt阴极处理30秒至1分钟于室温下电解。3.9.8锌及锌合金之酸浸溶液配方Chromicacid30~40oz/galSodiumsulfate2~4oz/galTemperatureroomTime5~30sec若水洗后有黄色膜则用1%硫酸浸泡脱色。Chromicacid30~40oz/galHydrochloride12oz/galTemperatureroomTime1min水洗完后再用40oz/gal铬酸水溶液浸泡。3.9.9镍及钴合金之酸浸溶液配方(1)AISI661,670,680,688合金：Hydrofluoricacid48~58oz/galNitricacid7~10ozgalTemperatureroomSodiumhydric1~2wt%Sodiumhydroxide98~99wt%Temperature680~720F(2)纯镍Hydrochlorideacid50~75vol%Temperatureroom(3)出光(brightdipping)Sulfuricacid5vol%Ferricsulfate24oz/galTemperature180FHydrochlorideacid25vol%Ferricsulfate13oz/galTemperature160~180F3.9.10钢铁酸浸溶液配方商业抑制剂(commercialinhibitors),氨类(amines)及硝酸盐(nitrates)通常用来防止过度浸蚀(overetching)及针孔(pitting)。其配方有：Hydrochloricacid55vol%Inhibitor(optional)需要量TemperatureroomTime1/2~1min可溶解含Fe至5oz/gal；Cu0.5oz/gal最多。Sulfuricacid25vol%Inhibitor(optional)asrequiredTemperatureroomTimeupto10min槽及加热管需用铅被覆(lead-lined)。(3)钢400系列及pH钢除锈配方有：Ferricsulfateanhydrous8.5~13.5oz/galHydrofluoricacid1.5~2.5oz/galTemperature125~135FTime1~5minSodiumchloride2~4oz/galSulfuricacid12~27oz/galTemperature160~180FTimeminSulfuricacid2~3oz/galPotassiumnitrate2~3oz/galTemperature160FTime5~15min松脱锈垢(loosenheavy)Potassiumpermanganate8~12oz/galSodiumhydroxide8~12oz/galTemperature160Fto沸点Time30min此溶液处理后需再用溶液(1)或(2)除锈。(4)铸铁除锈配方：Sulfuricacid10~15oz/gal或25~30oz/galNitricacid4~5oz/galHydrofluoric12~15oz/gal(5)出光(brightdips)配方有：Citricacid10~12oz/galammoniapH65~7Oxalicacid1~2oz/galHydrogen0.5oz/galSulfateasbrightener微量高电流密度电解抛光。3.9.11铜及铜合金之酸浸溶液配方(1)去除厚垢(heavyscale)配方：Sulfuricacid55~80oz/galNitricacid10~15oz/galTemperatureroom铜溶解含量最多到3oz/gal。(2)去除普通锈皮(moderatescales)配方：Sulfuticacid20~30oz/galChromicacid或3~4oz/galSodiumdichromate45~6oz/galTemperatureroom铜溶解最多含量到2oz/gal。(3)去除轻微锈皮(lightscales)配方：Sulfuricacid19~26oz/galTemperatureroom~125F铜溶解量最多到4oz/gal。(4)含0.7%Pb以上之铜合金酸浸配方：Fluboricacid15~24oz/galTemperatureroom铜溶解含量最多到1.5oz/gal。焊接物件另加5%过氧化氢hydrogenperoxide。(5)印刷电路板(circuitboard)酸浸配方有：Ammomiumpersulfate32vol%Temperatureroomto100FNitricacid30~36oz/galPhosphoricacid20~25oz/galTemperatureroomto100F(6)出光(brightdipping)配方有：Sulfuricacid90~110oz/galNitricacid20~25oz/aglwater33vol%Sodiumchloride0.25oz/gal绿化钠帮助出光，但过量会产生斑点(spotting)。Phosphoricacid(85%)55vol%Nitricacid(40Be^-1)20vol%Aceticacid(98%)25vol%Temperature130~75FSodiumcyanide4~6oz/galTemperature120~150F也可在较低温度下阳极处理3.9.12不锈钢酸浸盐酸会产生晶界侵蚀，残留绿离子会引起应力腐蚀，所以不被推荐使用。不锈钢锈皮有时不易与酸起作用，若强制除去则会过度酸浸刻蚀基材(substrate)及产生针孔，所以必需先作脱锈(scaleloosening)，其配方如下：(1)脱锈(scaleloosening)配方：SodiumhydroxideNaOH20~25oz/aglSodiumcarbonate(anhydrous)25oz/galPotassiumpermanganate6~8oz/aglTemperature190F到沸点Sodiumcarbonate20oz/galSodiumhydroxide5oz/galPotassiumperman