第1節

塑膠電鍍流程說明

For:PC+ABS製程

責任單位

流程

品管方法

生產課|脫脂清洗ò溫度濃度時間|40~65℃15~25波美3~10分生產課|水洗ò市水連續循環|

生產課|澎潤ò溫度濃度時間|25~40℃15~25波美30~100秒生產課|水洗ò市水連續循環|

生產課粗化ò溫度濃度時間

60~75℃40~50波美3~10分生產課水洗ò市水連續循環

生產課中和ò溫度濃度時間

25~40℃10~20波美2~8分生產課水洗ò純水連續循環

生產課活化ò溫度濃度時間

20~35℃8~15波美2~6分生產課水洗ò純水連續循環

生產課速化ò溫度濃度時間

40~55℃8~15波美2~6分生產課水洗ò市水連續循環

生產課化學鎳ò溫度濃度時間

30~45℃15~20波美3~8分生產課|水洗ò市水連續循環|生產課|鍍銅ò溫度濃度時間電流密度|17~30℃20~35波美10~25分3~7ASD生產課|水洗ò市水連續循環|

生產課|鍍鎳ò溫度濃度時間電流密度|45~65℃20~40波美3~8分3~8ASD生產課|水洗ò市水連續循環|

生產課|鍍鉻ò溫度濃度時間電流密度|15~40℃1~4分6~20ASD生產課|水洗ò市水連續循環|

生產課|下架ò放入烤箱承盤

生產課烘乾ò溫度濃度時間

35~50℃40~60分QC﹂IPQCò根據各類產品相關檢驗規範目視外觀

出貨第2節

塑膠上電鍍的原理成形品（退火）（脫脂）化學溶蝕膨潤粗化化學銅鍍金化學鎳鍍金觸煤化（敏化、活化）加速化電鍍銅打底電鍍光澤銅電鍍鎳霧ˋ亮...電鍍鉻成品上圖流程是典型的作業工程,不過省略各工程間的水洗作業。2-1脫脂當塑膠表面污染油脂時,必須脫脂。通常處理的方法是將塑膠鍍品浸在稀釋之中性非離子清潔劑中以除油。稀釋的比例為清潔劑1份,水30份到50份即可。若使用．奧野會社．

所製造的清潔劑(TopcleanE),則可配成5%的溶液,加熱到400C~500C之間,浸漬5分到10分鐘後,立即用水洗乾淨即可。假使塑膠鍍品表面分常乾淨沒有上油脂,則此項手續可以省略,而直接從化學溶蝕開始。2-2化學溶蝕在進入此工程之前,有時對塑膠成形品常做退火處理或脫脂。前者是為除去成形加工時發生的內部應力.用低於材料變形的溫度以熱風或熱水處理,對電鍍後的破裂或反翹雖然有效,但對密接強度的影響較小。後者是用鹼性的脫脂劑,除去成形加工及以後附著的油類灰塵為目的。這些工程也可省略。所謂溶蝕(etching)是成形後立即,或做完上述處理後,以溶蝕液對素材表面做化學性的處理,是左右密接強度最重要工程。溶蝕液的主要成分是硫酸。鉻酸或加入磷酸的混合液。

由於塑膠是疏水性(hydrophobic),為了使有親水性(hydrophilic)需使用強氧化劑,如鉻酸來破壞高分子化合物。H2SO4的作用是溶,H3PO4有助溶的作用將PC+ABS塑膠放入溶蝕劑中,其與塑膠中有關作用基即產生置換,其變化為:-CH=CH-(butadiene部份)雙鍵被切斷而形成親水性-COOH基-CH=CH-+4[O]→2-COOH-C=N-(acrylonitryl部分nitryl基)處理後形成更親水性-C--NH2基OO在高溫度硫酸溶液中作用形成親水性(styrene部分phenol)OSO3H基經過此化學溶蝕後可使塑膠表面形成穴狀的凹洞,如同經過海水溶蝕過的巖石一樣,顯微鏡下所觀察到的實際形狀,如圖1所示。2-3中和化學溶蝕後中和溶液十分重要,因在表面活化與加速劑(ancelerator)之前,必須將在塑膠表面低凹處所殘留酸除去。若殘留酸未除去,將會影響活化液及加速溶液之r安定性與使用壽命期,使用中和溶液可使試片表面殘留的C+6還原成C+3,於水洗時C+3可被沖掉。若中和不足則會使活化液分解,且化學鍍金密著性差,因此在做塑膠鍍金時,須掌握中和時間。中和劑的選用十分重要,如採用不適當的中和劑將無法使化學沈積鍍膜的引發順利進行。2-4活活化化處理活化工程程(activetreatment)包括敏化化(sensitizing)及活活性性化(activating)之處理。。(1)敏化作用用敏化的處處理是在在塑膠表表面產生生許多毛毛細孔使使之接受受一連續續和黏著著的金屬屬薄膜,使其能勝勝任電鍍鍍時載荷荷電流的的許多工工作流程程中最重重要的一一環。塑塑膠的的化學沈沈積作用用對敏化化處理來來講是十十分重要要的,亦亦是關鍵鍵性的步步驟,因因此有理理由把這這種處理理的反應應機構認認為是引引發金屬屬開始沈沈積於塑塑膠表表面上的的一種微微粒核心心的吸附附。有有人把敏敏化劑的的作用認認為是沈沈積反應應的引發發,並可可以促進進鍍膜的的均勻作作用,亦亦有人認認為敏化化劑可大大大的促促進沈積積物形成成的速度度,並且且增加沈沈機能力力,同時時還可增增大金屬屬鍍膜對對塑膠的的結合力力。敏化劑劑又是是一種種還原原劑,對於非非極性性表面面的塑塑膠來來講更更具有有技術術意義義,當敏化化劑附附著再再塑膠膠的表表面上上時,期可以以把化化學鍍鍍金中中的催催化金金屬鹽鹽離子子還原原而使使其成為為一單單分子子的鍍鍍膜,所以以敏化化劑的的主要要作用用是加加速塑塑膠之之類的的表面面上沈沈積反反應的的引發發。氯氯化亞亞錫(即SnCI2二氯氯化錫錫)是是最普普通使使用的的一種種敏化化劑原原料,其他他敏化化劑尚尚有酸酸性或或鹼性性的錫錫鹽溶溶液,鈦、、鋯、、釷的的化合合物亦亦可做做為敏敏化劑劑的材材料。。但目目前為為止,二氯氯化錫錫還是是最有有效最最常用用的敏敏化劑劑材料料。在配製製敏化化劑時時,通常要要加入入鹽酸酸於溶溶液中中以防防止水水解作作用,因為氯氯化亞亞錫的的鹽溶溶液於於水之之中會會生成成鹹式式的Sn(OH)C1使溶液液十分分混濁濁的反反應如如下:SnCI2+H20Sn(OH)CI+HCI過量當加入入鹽酸酸HCI於溶液液中之之後,則溶液液中的的氫氧氧根(OH-)之濃度度就會會降低低,於是就就減少少Sn(OH)C1生成的的機會會。另另一方方面為為了保保持錫錫離子子在溶溶液中中為Sn+2的狀態態,應應在溶溶液中中加入入錫陽陽極來來處理理之。。敏化液液係由由SnC12,與HCI配合而而成,SnC12的濃度度可在在1克/升~200毫克/升之間間,HCI的濃度度可在在1毫升/升~200毫升/升之間間。例例如如表(二)SnC12具有很很強的的還原原性質質,但但難溶溶於水水,因因此必必須先先將SnC12放入HCI中加加熱,使使之之完全全溶解解,而而後加加水稀稀釋到到1升升。經化學學溶時時後的的塑膠膠再放放入敏敏化溶溶液中中則溶溶液內內[SnC14]-2之離子子形成成還原原性S+2被吸著著在ABS塑膠上上,而產生生如下下式之之反應應:Sn+2+2R-COOH在溶液液中加加入適適量的的添加加劑,據說說其效效果可可以改改善化化學鍍鍍膜的的均勻勻性。。脂脂肪族族(aliphatic)的的醇類類亦可可添加加到溶溶液中中。在在生產產上敏敏化劑劑的壽壽命,如果果能夠夠機巧巧的調調整約約為兩兩個星星期左左右。。此此種溶溶液需需要間間歇性性的過過濾,如果果隔夜夜之後後溶液液的表表面上上將出出現一一層白白色的的膜層層,為為了防防止污污染塑塑膠的的表面面要立立即將將其除除去。。大氣中中的氧氧會逐逐漸地地把溶溶液中中的二二價錫錫Sn-2氧化為為四價價錫Sn+4,這這種反反應甚甚至在在溶液液不工工作時時亦在在進行行著,具體體的防防止方方法是是加入入錫陽陽極來來局部部阻止止這種種化學學作用用,這這樣基基本上上就將將溶液液的工工作壽壽命提提高到到50%。。Sn+2H+R-COOR-COO(2)活化化作用用此項處處理,在給予予非導導體的的塑膠膠表面面一層層很薄薄而具具催化化性的的金屬屬膜。。因為為經敏敏化後後的塑塑膠零零件,為了要要加快快在化化學鍍鍍金時時將其其相對對應的的金屬屬鹽類類還原原,即是說說為了了保證證還原原作用用的快快速和和均勻勻,必須須使塑塑膠經經敏化化後的的表面面再吸吸附一一層催催化層層的金金屬微微粒,所以以活化化處理理的過過程是是「「播晶晶種」」之意意,即即．英英文．．稱為為“Seeding”。。由於於敏化化後的的塑膠膠表面面已附附著一一層二二氯化化錫的的還原原劑,當洗洗滌後後將之之浸入入活化化溶液液之中中,此時時的二二氯化化錫將將活化化劑中中的催催化鹽鹽的催催化金金屬離離子還還原而而使其其緊緊緊的吸吸附在在塑膠膠的表表面上上,而而形成成一單單分子子活化化的催催化金金屬膜膜。例如在在化學學鍍銅銅時,必須加加活化化劑來來加強強氧化化還原原的推推動力力,活化劑劑的種種類有有許多多種,其溶液液中的的酸成成份十十分重重要,因其影影響到到鍍膜膜的黏黏著力力,這也許許是由由於同同離子子效應應之故故。活活化劑劑可以以使用用很長長的時時間,甚至至達到到一個個月以以上,但必必須經經常分分析和和調整整酸的的成分分。所所使用用的原原料應應為純純的化化學劑劑,溶溶液中中最重重要的的成份份為催催化金金屬鹽鹽和氯氯離子子的濃濃度。。活化液液主要要成分分為PdCI2及HCI(配法如如前)其成份份組成成如表表(三)。PdCI2及HCI(aq)中形成成[PdCI4]-2離子,敏感化化處理理後的的塑膠膠,再浸入入活化化性化化溶液液內,則產生生不均均等化化學反反應,在ABS塑膠膠之凹凹洞內內,出出現了了金屬屬鈀(Pd0)微粒粒子,反應應式如如下:Pd+2+Sn+2Pd0+Sn+4觸煤活活性極極強的的金屬屬粒子子(在在此止止Pd0)均勻勻分佈佈在塑塑膠表表面上上。此此鈀(Pd0)微粒粒即為為化學學銅或或化學學鎳液液中開開始產產生還還原作作用時時之良良好觸觸煤,也是是促進進產生生均勻勻銅、、鎳皮皮膜之之最佳佳觸煤煤。目前之之活化化處理理是將將敏感感性及及活化化性併併為一一個步步驟處處理,一般稱稱之為為Morbon處理方方法,不僅可可以節節省時時間,而且有有可以以應用用自動動化之之設備備上,原理與與上述述相同同,溶液組組成如如表(四)。做做為為觸煤煤化的的新方方法已已開發發錫鹽鹽-鈀鈀鹽的的混合合液與與使用用弱酸酸或鹼鹼未促促進劑劑的方方法。。也就就是使使用對對錫或或鈀膠膠凝體體層發發生保保護膠膠凝作作用的的錫鹽鹽、鈀鈀鹽混混合溶溶液。。這種種膠凝凝體在在塑膠膠表面面容易易吸著著,可可防止止化學學鍍金金後發發生粗粗糙。。觸煤活活化處處理相相當重重要,活化過過度在在塑膠膠表面面有太太多Pd0金屬微微粒則則易形形成粉粉狀之之鎳或或銅皮皮膜。。活化化不足足,鍍膜吸附不不強易生麻麻點。活化化液管理亦亦非常重要要,不可有C+6混入及灰塵塵的沾污。。NaOH(aq)中和或HCI(aq)中和觸煤活化處處理後使二二價錫環繞繞著鈀而呈呈凝膠(Collioiid)狀態懸浮於於溶液中,如下圖。此種方法的的優點使敏敏化與活化化一次完成成,但過量的Sn2+將殘留在塑塑膠上需以以稀鹽酸或或aOH(aq)來中和,將塑膠表面面之錫鹽及及Pd週圍的Sn+2消除,以獲得十分分光滑的外外觀鍍膜。。2-5加速速化作用加速化劑(accelerator)目的使附附著於塑膠膠表面的Pd變為活活性的金屬屬Pd，充充份達到催催化化學鍍鍍金的金屬屬快速均勻勻附著於塑塑膠表面之之效果。。（1）化學學銅鍍金化學銅.英文.名稱是“Chemicalcopperplating””或“electrolessdepositionofcopper”。在目前仍仍然有許多多塑膠電鍍鍍工廠使用用這種技術術來沈積導導電薄膜。。特別是電電子工業迅迅速,在印刷線路路技術的需需求下,促使銅的化化學沈積受受到重視，，化學銅由由於是在低低溫之下,促使銅的化化學沈積受受到重視,化學銅由於於是在低溫溫之下的一一種自動催催化的還原原過程，所所以比較較其他化學學法使塑膠膠表面金屬屬化的技術術具有不少少的優點。。例如對於銀銀來講，其其不僅成本本高，而且且具有「遷遷移」的現現象。而對對於鎳的化化學沈漬物物來講，亦亦存在某些些不夠理想想的缺點，，例如具有有較差的烙烙銲性(solderability)和導電性，，很高的接接觸電阻，，和在較高高的溫度下下才可沈積積等現象。。所以除了了某些工業業發展的國國家外，特特別是在.亞洲.地區，目前前仍然多數數採用沈積積化學銅的的方法打底底，因為這這種溶液如如果善於調調整和補充充其成份，，可以將其其壽命延長長到數個月月。有關化化學銅的操操作必須注注意到其工工作的循環環次數，沈沈積層的光光滑性、導導電性以及及穩定性，，單位體積積所處理的的表面積等等。隨著塑膠電電鍍技術的的發展，化化學鎳應是是一種發展展的新方向向，不過這這種技術需需要價錢頗頗貴的觸媒媒化(catatlyst)處理來輔助助，加上化化學鎳的成成本亦貴過過化學銅，，對於競爭爭商場來講講，這種技技術目前仍仍受條件的的限制。但但對於化學學銅來講，，如果配方方不當，一一次工作之之後就會馬馬上分解。。以上的論論述是針對對自配的溶溶液而言，，因為向化化學公司購購買成品溶溶液中，多多數加午許許多添加劑劑，所以難難於產生分分解的現象象。對於任何化化學鍍金的的溶液，其其中必須存存在有金屬屬離子。如如果為了把把這種金屬屬離子還原原為其相對對應的金屬屬，則必須須助於還原原劑的加入入。由於銅銅還原劑的的還原電位位(reducingpotential)不足足夠還原銅銅的金屬離離子，這就就要求藉助助於催化劑劑的輔助。。而這種催催化劑的催催化作用是是將工作物物表面進行行活化。對於化學銅銅溶液必須須小心控制制，平常半半天就要依依經驗調整整一次，而而每天亦要要做一次分分析工作，，這樣才可可保持其成成分正常，，穩定性高高和壽命長長。工作時時要求對溶溶液進行連連續或間歇歇性的過濾濾，通常是是使用2~毫厘(micron)的濾濾布，這樣樣才可以把把溶液中的的雜質微粒粒(特別是是銅微粒和和灰塵)充充份除去，，如果銅微微粒存在於於溶液中的的會形成為為結晶中心心，因而促促使溶液很很快的分解解。所使用的化化學銅溶液液其還原劑劑的濃度應應該盡量將將之降低，，雖然其濃濃度增大時時可以略為為增高其沈沈積速度，，但缺陷在在於其自發發分解(spontaneousdecomposition)的可能性增增大。還原原劑的數量量必須不斷斷補充之。。對於化學銅銅沈積的機機構，以下下面的化學學方程式來來表示之:Cu+2+2eCu。HCHO+3OH-HCOO-+2H2O+2eCu+2+HCHO+3OH-Cu。+HCOO-+2H2O為了進一步步把此反應應機構系統統的表示出出來將以四四種步驟來來表示:(1)Sn+2+催化金屬離離子Sn+4+催化金屬(2)HCHO+OH-催化金屬H2+HCOO-(3)Cu+2+H2+2OH-Cu。+2H2O(4)HCHO+OH-銅膜H2+HCOO-(1)式為僑化處處理時的具具體反應機機構。(2)式中是以貴貴金屬來作為催化化劑。(3)式為銅離子子在鹼性溶溶液中被還還原的反應應。(4)式中則以銅銅來代替貴貴金屬的催催化劑，因因此(4)式仍然是自自動催化的的反應過程程。但是銅銅離子在鹼鹼性溶液中中會產生氫氫氧化銅之之沈澱，為為防止沈澱澱發生，特特地添加酒石酸鉀鈉鈉，在此種種場合，銅銅離子與酒酒石酸鉀鈉鈉形成了A---C的結構為安安定之青色色錯離子。。故在強鹼性性化學銅溶溶液中，不不致產生沈沈澱，同時時有觸媒存存在(pd金屬微粒子子)之狀況下，，銅離子子之中心氧氧化數為2，受甲醛醛之還原作作用開始反反應，如Cu++2eCu。而產生生銅，漸漸漸的形成銅銅之金屬膜膜，均勻覆覆蓋在塑膠膠表面上，，這種化學學銅溶液,可參照表五五。A、B或C+NaOH+2HCHOKCu+2HCOONa+H2+Na-酒石酸鹽此反應速率率K隨溶液溫度度，Ph及觸媒種類類之改變而而變化。在工作中，，當將工作作物浸入溶溶液中之後後約2分鐘，將將會觀察察到極為微微細的氣泡泡從工作物物的表面上上溢出，而而這些釋釋出的氣泡泡是氫氣。。銅一開始沈澱澱時將使象象牙色或灰灰色的ABS塑膠呈呈現為淺灰灰黑色，而而後逐漸變變為暗紅色色的外觀表表面。化學銅沈積積的時間在在5分分到20分分鐘之間就就可以取得得銅色的鍍鍍膜，具體體的時間決決定在於溶溶液的組成成和工作時時的溫度。。為了取得得可做為電電鍍的化學學鍍膜，其其厚度約在在0.25~1.0um之間間。化學銅液當當新配製後後一般是暗暗藍色的，，但有時則則是藍色略略帶綠色的的溶液，當當置入工作作零件後，，銅層就開開始沈積，，並開始有有氫氣泡析析出，這就就證明溶開開始活液已已性化，輕輕微的把工工作籃搖動動，可免除除氣泡在工工作物上的的停留，其其他的攪拌拌切勿劇烈烈的進行。。工作時如如果沈積太太快，那就就要調整溶溶液的酸度度，否則就就極易於分分解。化學銅中銅銅離子的成成份如用去去一半後沈沈積就會開開始緩慢，，此時最好好用分析方方法來調整整各種成份份。有時亦亦可將那些些化學銅的的舊配液進進行再生的的調整處理理，在生產產中廢物利利用，不過過其沈積的的速度無法法和新配製製者相比擬擬。化學銅今後後的研究方方向應是如如何改進沈沈積速度，，保證表面面無缺點產產生，以及及改進其穩穩定性。如如果這些問問題解決後後，那就可可以得到技技術復興，，並可和Catalyst-accelerator法法之常溫化化學鎳的技技術並駕齊齊驅。(2)化學學鎳鍍金近年來低溫溫的化學鎳鎳的沈積技技術已經成成功的應用用於塑膠電電鍍的領域域中，那是是由於採用用了Cata-lyst-accelerator來做為引發發的,現列舉幾項項優點以供供參考:1.沈積時時快而且具具效率，對對比化學銅銅沈積來講講可將處理時時間減短10~15分鐘。2.化學鎳鎳工作時最最佳的溫度度是在75~85。F。(C)具有很大的的穩定性，，溶液工作作壽命可達達到八個月之久。。3.化學鎳鎳有較大的的抗鈍化(passivation)性能，因而可保證金金屬之間的的黏結十分分緊密。4.結晶粒粒十分細，，沒有缺點點或粗晶現現象。由於以上的的原因，而而導致化學學鎳的發展展超過化學學銅。尤其其在全自動動之操作中中更為盛行行，但是化化學鎳成本本高，價格格貴。故兩兩者在工業業上皆有被被採用，然然而以化學學鎳鍍之產產品，因產產生Cu2O粒子之關關係，以致致塑膠表面面附著銅膜膜較為粗糙糙，所以工工業上採用用者較少，，在工業先先進國家，，用化學鎳鎳的佔80%，而用用化學銅的的只佔20%，不過過各有優點點，故成兩兩者皆有人人使用。現代最理想想的化學鎳鎳溶液有鹼鹼性法和酸酸性法。鹼鹼性溶液的的pH=8.5~9.0，其在操作上成本較較低，並且且易於控制制，同時沈沈積膜亦較較為光滑。。某些電鍍鍍業亦有很很多採用酸性性溶液來進進行大量的的化學鎳沉沉積，其依依不同的化化學組成pH值在5~6或5~7之間間,酸性法法的優點是是沈積速度度很快,但但Ph值的的控制則十十分重要，，其影響響到沈積速速度和光澤澤，所以控控制時必須須十分小心心。化學鎳早期期多數使用用者著名的的Breunev溶液，那是是一種鹼性性的溶液，，操作溫度度是98。C，沈積的速度為為0.3mil/hr，當時由於於高溫操作作，並不適適合於塑膠膠的化學鎳鎳，加上溶溶液中的氨氨氣很快發發揮。所以以當時這種種沈積鎳-磷合金的的化學鎳膜膜只用在金金屬工作物物化學鍍空空心內部表表面的處理理上，而而近來由於於預處理採採用了活力力很大的catalyst-accelerator方方法，加上上採用了新新發明的鎳鎳混合還原原劑，因而而促使化學學鎳沈積時時可在低溫溫下被還原原，並且鍍鍍膜的均勻勻素十分良良好。對於化學鎳鎳沈積激構構，即是溶溶液中的鎳鎳離子被次次磷酸鹽所所還原，而而還原必須須藉助表面面觸媒劑的的催化甲發發，其反應應式如下:表面Ni+2+(H2PO2)-觸媒作用Nio+2H++H(HPO3)-表面(H2PO2)-+HOH觸媒作用H(HPO3)-+H2表面表面藉助於還原劑劑的作用就可可把鎳鹽離子子還原為金屬屬態，而次磷磷酸鹽(hypophosphite)則被氧化為磷磷酸鹽(phosphite)。隨著化學反反應的連續進進行而溶液的的pH值就會逐漸降降低，而由於於溶液的酸度度不斷的增加加，則還原劑劑的還原效率率亦隨之降低低