CN202415725U - 用于在黄铜基材上镀铜的系统 - Google Patents

用于在黄铜基材上镀铜的系统 Download PDF

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陈志强
黄振成
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Abstract

一种用于在黄铜基材上镀铜的系统,包括依次排布的如下单元:除油单元,包括依次排布的脱脂除油模块,第一、二次电解除油模块;酸洗单元,包括依次排布的活化模块和酸洗模块;用于对工件表面进行预镀镍的预镀镍单元;用于对工件表面进行镀镍的镀镍单元;用于对工件表面进行镀铜的镀铜单元;用于对工件进行钝化处理的钝化单元;用于对工件进行皮膜处理的皮膜单元,该皮膜单元包括依次排布的盛装有含水溶性封闭漆和水的溶液的容置槽、风干机构以及烘干机构。藉由本实用新型加工的产品包覆铜层结合致密紧固,耐磨耐冲击,导电性能、延展性良好,并且由于用黄铜基材代替了钛铜材料,大大降低了材料成本及其重量,产品保质期长,生产成本低廉。

Description

用于在黄铜基材上镀铜的系统
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种电镀工艺,尤其是涉及一种在黄铜基材上镀铜的工艺。
背景技术
[0002]目前,为满足应用的需要,并降低成本,人们通常会采用在黄铜基材上镀铜的方式使黄铜器件能具有更佳机械性能、导电性能等,然而,现有的用于在黄铜基材上镀铜的系统工序复杂,能耗大,效率低,尤其是这种工艺形成镀层与基材表面的结合度不佳,导致其致密性、耐磨性和耐冲击性能均比较差。
实用新型内容
[0003] 本实用新型的目的在于提供一种结构简单、操作方便、成本低廉,能简化电镀工 序,且产品性能良好的用于在黄铜基材上镀铜的系统,从而克服现有技术中的不足。
[0004] 为实现上述实用新型目的,本实用新型采用如下技术方案:
[0005] 一种用于在黄铜基材上镀铜的系统,它包括依次排布的如下单元:
[0006] 用于对工件表面进行除油处理的除油单元,包括依次排布的脱脂除油模块、第一次电解除油模块和第二次电解除油模块,其中,
[0007] 所述脱脂除油模块为盛装有低泡除油剂溶液的脱脂除油槽,所述脱脂除油槽内设有用于将低泡除油剂溶液的温度控制在30-80°C的温度调节元件,且所述脱脂除油槽尾端附近还设有喷淋清洗机构,
[0008] 所述第一次电解除油模块为盛装有市售电解除油剂溶液的第一次电解除油槽,所述第一次电解除油槽内设有用于将市售电解除油剂溶液的温度控制在35-45°C的温度调节元件以及用于向工件供电的供电机构,且所述第一次电解除油槽尾端附近还设有喷淋清洗机构,
[0009] 所述第二次电解除油模块为盛装有市售电解除油剂溶液的第二次电解除油槽,所述第二次电解除油槽内设有用于将市售电解除油剂溶液的温度控制在35-45°C的温度调节元件以及用于向工件供电的供电机构,且所述第二次电解除油槽尾端附近还设有喷淋清洗机构;
[0010] 用于对经脱脂除油处理后的工件表面进行清洗的酸洗单元,包括依次排布的活化模块和酸洗模块,其中,
[0011] 所述活化模块为盛装有硫酸溶液的活化槽,所述活化槽内设有用于将硫酸溶液的温度控制在10-50°C的温度调节元件,且所述活化槽尾端附近还设有喷淋清洗机构,
[0012] 所述酸洗模块为盛装有硫酸溶液的酸洗槽,所述酸洗槽内设有用于将硫酸溶液的温度控制在10_50°C的温度调节元件,且所述酸洗槽尾端附近还设有喷淋清洗机构;
[0013] 用于在经酸洗后的工件表面进行预镀镍的预镀镍单元,所述预镀镍单元为盛装有含有硫酸镍和硫酸的混合溶液的预镀镍电镀槽,在预镀镍过程中,分别以工件和镍板作为阴极和阳极置于该预镀镍电镀槽内,同时,所述预镀镍电镀槽尾端附近还设有喷淋清洗机构;
[0014] 用于在经预镀镍处理后的工件表面进行镀镍的镀镍单元,所述镀镍单元为盛装有含有镀镍电镀液的镀镍电镀槽,在镀镍过程中,分别以工件和镍板作为阴极和阳极置于该镀镍电镀槽内,同时,所述镀镍电镀槽尾端附近还设有喷淋清洗机构;
[0015] 用于在经镀镍处理后的工件表面进行镀铜的镀铜单元,所述镀铜单元为盛装有含有镀铜电镀液的镀铜电镀槽,在镀铜过程中,分别以工件和纯铜板作为阴极和阳极置于该镀铜电镀槽内,同时,所述镀铜电镀槽尾端附近还设有喷淋清洗机构;
[0016] 用于对经镀铜处理后的工件进行钝化处理的钝化单元,所述钝化单元为盛装有铜保护剂溶液的钝化槽,所述钝化槽尾端附近还设有喷淋清洗机构;
[0017] 用于对经钝化处理后的工件进行皮膜处理的皮膜单元,所述皮膜单元包括依次排 布的盛装有含水溶性封闭漆和水的溶液的容置槽、用于将工件风干的风干机构,以及用以将工件烘干的烘干机构。
[0018] 与该用于在黄铜基材上镀铜的系统配合的镀铜工艺可包括依次进行的如下工序:
[0019]( 一 )除油工序,包括依次进行的脱脂除油工序、第一次电解除油工序和第二次电解除油工序,其中,
[0020] 所述脱脂除油工序为:在温度为30-80°C的条件下,将以黄铜基材组成的工件于浓度为2-140g/L的市售低泡除油剂溶液中浸溃后,以水清洗一次以上;
[0021] 所述第一次电解除油工序为:在温度为35_45°C的条件下,将工件于电流密度为3-12A/dm2、浓度为65-100g/L的市售电解除油剂溶液中浸溃IOs以上之后,以水清洗一次以上;
[0022] 所述第二次电解除油工序为:在温度为35_45°C的条件下,将工件于电流密度为3-12A/dm2、浓度为65-100g/L的市售电解除油剂溶液中浸溃IOs以上之后,以水清洗一次以上;
[0023] ( 二 )酸洗工序,包括依次进行的如下步骤:
[0024] 活化:在温度为10_50°C的条件下,将工件于25wt0Z0 _35wt %的硫酸溶液中浸溃后,以水清洗一次以上;
[0025] 酸洗:在温度为10_50°C的条件下,将工件于25wt0Z0 _35wt %的硫酸溶液中浸溃后,以水清洗一次以上;
[0026](三)预镀镍工序:在温度15_40°C、阴极电流密度为5-10A/dm2的条件下,以工件为阴极,镍板为阳极,浸溃于含250-350g/L硫酸镍和200-300g/L硫酸的溶液中进行预镀镍,而后以水清洗一次以上;
[0027](四)镀镍工序:在温度50_60°C、阴极电流密度为5-10A/dm2的条件下,以工件为阴极,镍板为阳极,浸溃于pH值3. 0-4. 5,且含500-600g/L氨基磺酸镍、10-15g/L氯离子、35-55g/L硼酸、O. 12-0. 2g/L市售镍添加剂、O. 1-0. 25g/L镍光亮剂的溶液中进行镀镍,而后以水清洗一次以上;
[0028](五)镀铜工序:在温度10_30°C、阴极电流密度为5-10A/dm2的条件下,将工件于含有 200-300g/L 硫酸铜、40-60ml/L 硫酸、O. 06-0. 12ml/L 盐酸、O. 02-0. 08g/L 市售铜填平齐IJ、0. 01-0. 05g/L市售铜光亮剂、2-6ml/L市售铜添加剂的溶液中进行镀铜,而后以水清洗一次以上;
[0029](六)钝化工序:在温度10-40°C的条件下,将黄铜基材于pH值10-14,并含有10-20ml/L市售铜保护剂的溶液中浸溃后,以水清洗一次以上;
[0030](七)皮膜处理:在温度40_50°C的条件下,将工件在由重量比I : 6. 5-7. 5的恩森JSP-水溶性封闭漆和水组成的溶液中浸溃后于常温下风干,再在温度60-80°C的条件下烘干。
[0031] 作为优选的实施方案,其中:
[0032] 所述第一次电解除油工序为:在温度为35_45°C的条件下,将工件于电流密度为5-10A/dm2、浓度为80-100g/L的市售电解除油剂溶液中浸溃IOs以上之后,以水清洗一次以上;
[0033] 所述第二次电解除油工序为:在温度为35_45°C的条件下,将工件于电流密度为3-12A/dm2、浓度为65-100g/L的市售电解除油剂溶液中浸溃10s-60s之后,以水清洗一次以上。
[0034] 进一步的,该工艺中,以水清洗一次以上是指以自来水清洗三次以上。
[0035] 藉由本实用新型可有效优化黄铜镀铜工序,降低生产成本,且加工的产品具有包覆铜层结合性好,致密性好,耐磨耐冲击等有点,并具有良好的导电性能和机械性能,其镀铜层还具有很好的延展性,能与钛铜媲美,且成本更为低廉。该工艺加工出来的材料,由于用黄铜基材代替了钛铜材料,大大降低了材料成本及其重量,且其致密结合性好的铜层还具有和纯铜材料同样良好甚至优越的导电性能,由于增加了抗皮膜处理工序,还可使工件表面的镀层能长期保持。
附图说明
[0036] 图I是本实用新型一优选实施例中用于在黄铜基材上镀铜的系统的结构框图。具体实施方式
[0037] 以下结合一优选实施例对本实用新型的技术方案作进一步的说明。
[0038] 参阅图1,本优选实施例所涉及之用于在黄铜基材上镀铜的系统包括依次排布的如下单元:
[0039] 用于对工件表面进行除油处理的除油单元,包括依次排布的脱脂除油模块、第一次电解除油模块和第二次电解除油模块,其中, [0040] 所述脱脂除油模块为盛装有低泡除油剂溶液的脱脂除油槽,所述脱脂除油槽内设有用于将低泡除油剂溶液的温度控制在30-80°C的温度调节元件,且所述脱脂除油槽尾端附近还设有喷淋清洗机构,
[0041] 所述第一次电解除油模块为盛装有市售电解除油剂溶液的第一次电解除油槽,所述第一次电解除油槽内设有用于将市售电解除油剂溶液的温度控制在35-45°C的温度调节元件以及用于向工件供电的供电机构,且所述第一次电解除油槽尾端附近还设有喷淋清洗机构,
[0042] 所述第二次电解除油模块为盛装有市售电解除油剂溶液的第二次电解除油槽,所述第二次电解除油槽内设有用于将市售电解除油剂溶液的温度控制在35-45°C的温度调节元件以及用于向工件供电的供电机构,且所述第二次电解除油槽尾端附近还设有喷淋清洗机构;
[0043] 用于对经脱脂除油处理后的工件表面进行清洗的酸洗单元,包括依次排布的如下活化模块和酸洗模块,其中,
[0044] 所述活化模块为盛装有硫酸溶液的活化槽,所述活化槽内设有用于将硫酸溶液的温度控制在10_50°C的温度调节元件,且所述活化槽尾端附近还设有喷淋清洗机构,
[0045] 所述酸洗模块为盛装有硫酸溶液的酸洗槽,所述酸洗槽内设有用于将硫酸溶液的温度控制在10_50°C的温度调节元件,且所述酸洗槽尾端附近还设有喷淋清洗机构;
[0046] 用于在经酸洗后的工件表面进行预镀镍的预镀镍单元,所述预镀镍单元为盛装有含有硫酸镍和硫酸的混合溶液的预镀镍电镀槽,在预镀镍过程中,分别以工件和镍板作为阴极和阳极置于该预镀镍电镀槽内,同时,所述预镀镍电镀槽尾端附近还设有喷淋清洗机构;
·[0047] 用于在经预镀镍处理后的工件表面进行镀镍的镀镍单元,所述镀镍单元为盛装有含有镀镍电镀液的镀镍电镀槽,在镀镍过程中,分别以工件和镍板作为阴极和阳极置于该镀镍电镀槽内,同时,所述镀镍电镀槽尾端附近还设有喷淋清洗机构;
[0048] 用于在经镀镍处理后的工件表面进行镀铜的镀铜单元,所述镀铜单元为盛装有含有镀铜电镀液的镀铜电镀槽,在镀铜过程中,分别以工件和纯铜板作为阴极和阳极置于该镀铜电镀槽内,同时,所述镀铜电镀槽尾端附近还设有喷淋清洗机构;
[0049] 用于对经镀铜处理后的工件进行钝化处理的钝化单元,所述钝化单元为盛装有铜保护剂溶液的钝化槽,所述钝化槽尾端附近还设有喷淋清洗机构;
[0050] 用于对经钝化处理后的工件进行皮膜处理的皮膜单元,所述皮膜单元包括依次排布的盛装有含水溶性封闭漆和水的溶液的容置槽、用于将工件风干的风干机构,以及用以将工件烘干的烘干机构。
[0051] 与该用于在黄铜基材上镀铜的系统配合的镀铜工艺可优选包括依次进行的如下
工序:
[0052]( 一 )除油工序,包括依次进行的脱脂除油工序、第一次电解除油工序和第二次电解除油工序,其中,
[0053] 所述脱脂除油工序为:在温度为30-80°C的条件下,将以黄铜基材组成的工件于浓度为2-140g/L的市售低泡除油剂溶液中浸溃后,以自来水清洗三次;
[0054] 所述第一次电解除油工序为:在温度为35_45°C的条件下,将工件于电流密度为5-10A/dm2、浓度为80-100g/L的市售电解除油剂溶液中浸溃IOs以上之后,以自来水清洗三次;
[0055] 所述第二次电解除油工序为:在温度为35_45°C的条件下,将工件于电流密度为3-12A/dm2、浓度为65-100g/L的市售电解除油剂溶液中浸溃10s-60s之后,以自来水清洗三次;
[0056] ( 二)酸洗工序,包括依次进行的如下步骤:
[0057] 活化:在温度为10_50°C的条件下,将工件于25wt0Z0 _35wt %的硫酸溶液中浸溃后,以自来水清洗二次;
[0058] 酸洗:在温度为10_50°C的条件下,将工件于25wt0Z0 _35wt %的硫酸溶液中浸溃后,以自来水清洗二次;
[0059](三)预镀镍工序:在温度15_40°C、阴极电流密度为5-10A/dm2的条件下,以工件为阴极,镍板为阳极,浸溃于含250-350g/L硫酸镍和200-300g/L硫酸的溶液中进行预镀镍,而后以自来水清洗三次;
[0060](四)镀镍工序:在温度50_60°C、阴极电流密度为5-10A/dm2的条件下,以工件为阴极,镍板为阳极,浸溃于pH值3. 0-4. 5,且含500-600g/L氨基磺酸镍、10-15g/L氯离子、35-55g/L硼酸、O. 12-0. 2g/L市售镍添加剂、O. 1-0. 25g/L镍光亮剂的溶液中进行镀镍,而后以自来水清洗三次;
[0061](五)镀铜工序:在温度10_30°C、阴极电流密度为5-10A/dm2的条件下,将工件于含有 200-300g/L 硫酸铜、40-60ml/L 硫酸、O. 06-0. 12ml/L 盐酸、O. 02-0. 08g/L 市售铜填平剂、O. 01-0. 05g/L市售铜光亮剂、2-6ml/L市售铜添加剂的溶液中进行镀铜,而后以自来水
清洗二次;
[0062](六)钝化工序:在温度10_40°C的条件下,将工件于pH值10-14,并含有10_20ml/L市售铜保护剂的溶液中浸溃后,以自来水清洗三次;
[0063](七)皮膜处理:在温度40_50°C的条件下,将工件在由重量比I : 6. 5-7. 5的恩森JSP-水溶性封闭漆和水组成的溶液中浸溃后于常温下风干,再在温度60-80°C的条件下烘干。
[0064] (A)QC检验:检测工件上镀膜厚度、外观等,并选出合格工件。
[0065] 需要说明的是:
[0066] 前述低泡除油剂可选用市售的各类适于清洁黄铜工件表面的除油剂,如:东莞市景源环保产品有限公司出品的型号为WINPRE ®EC-1123LF的低温低泡碱性电解除油粉,东莞市众翔金属表面处理科技有限公司出品的型号为H-631的低泡喷淋除油剂,“常温下低碱低泡除油剂的研制”(《新技术新工艺》,2004年04期)所提及的低泡除油剂,河南省道纯化工技术有限公司出品的型号为DC-6的常温高效低泡除油剂等等,但不限于此。
[0067] 前述电解除油剂可选用市售的各类适于清洁黄铜工件表面的电解除油剂,如:合盈精细化工(深圳)有限公司出品的型号为ATPREP®e-202的低温电解除油剂、澳普金属表面处理科技有限公司出品的型号为EC-1123LF的低温低泡电解除油剂、深圳裕满实业有限公司出品的型号WP-751的电解除油剂等等,但不限于此。
[0068] 前述铜添加剂、镍添加剂的作用是使表面硬化、光亮泽度好、稳定性好,这是本领域技术人员习知的。因此,镍添加剂可选用市售的各类镍添加剂,如:迪斯恩化学镀(深圳)有限公司出品的型号为DSE-2的化学镀镍镀液,济南嘉鑫化工出品的HN化学镀镍添加剂,常州市旭光金属表面技术有限公司出品的XG-400ENT化学镀镍添加剂等等,但不限于此。而铜添加剂可选用市售的各类铜添加剂,如:武汉百耐特化工有限公司出品的酸性镀铜中间体ZPS-ZPS(3-(苯并噻唑-2-巯基)-丙烷磺酸钠),“酸性镀铜添加剂研究进展”(《电镀与涂饰》,29卷I期)提及的各类有机铜添加剂等等,但不限于此。
[0069] 前述铜保护剂的主要作用是防止镀层氧化,其可采用市售的各类铜保护剂、铜钝化剂等,如阿托科技(AT0TECH)出品的型号为SuperDip Cu 1000的铜保护剂、上海坤缘信息科技有限公司出售的型号为ENTEK CU-56的铜保护剂、“铜保护剂在高压电气产品上的应用”(《电镀与环保》,2011年03期)所述及的铜保护剂,海宁科泰克公司出品的型号为Cupro Shield Cul8_IV的铜保护剂等等,但不限于此。
[0070] 前述镍光亮剂可选用市售的各类镍光亮剂,如:“新型化学镀镍光亮剂的研究”(《材料保护》,2002年,第6期)提及的镍光亮剂,湖北远程药业有限公司等出品的YZ-4型化学镀镍光亮剂,西姆莱斯化学镀有限公司出品的xmls-2型化学镀镍光亮剂等等,但不限于此。
[0071] 前述的铜填平剂可选用市售的各类铜填平剂,如:江苏梦得电镀化学品有限公司出品的酸铜高性能填平剂(CPSS),日本安化成出品的Akita 510高填平硫酸铜光亮剂,德国VILUX公司出品的TRUMP (王牌)酸铜添加剂,东莞一帆出品化工有限公司出品的910系列酸性光亮镀铜添加剂等,但不限于此。 [0072] 前述的铜光亮剂可选用市售的各类铜光亮剂,如:日本大和出品的酸铜光剂210型酸铜光剂,东莞市宝雅研磨科技有限公司出品的铜光亮剂,美国安美特出品的酸铜ULTRA系列光売剂等等,但不限于此。
[0073] 藉由本实用新型加工出来的工件,其表面镀铜层和基材结合紧固致密,并具有良好的耐磨性,耐冲击力及导电性能,镀铜层表面具有很好的延展性,并且大大降低了材料成本,且能与钛铜媲美。同时,本实用新型工艺也降低了生产成本,产品保质期长,可被广泛应用于电子行业等。
[0074] 尽管本实用新型的实施方案已公开如上,但对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (1)

1. 一种用于在黄铜基材上镀铜的系统,其特征在于,它包括依次排布的如下単元: 用于对エ件表面进行除油处理的除油単元,包括依次排布的脱脂除油模块、第一次电解除油模块和第二次电解除油模块,其中, 所述脱脂除油模块为盛装有低泡除油剂溶液的脱脂除油槽,所述脱脂除油槽内设有用于将低泡除油剂溶液的温度控制在30-80°C的温度调节元件,且所述脱脂除油槽尾端附近还设有喷淋清洗机构, 所述第一次电解除油模块为盛装有市售电解除油剂溶液的第一次电解除油槽,所述第一次电解除油槽内设有用于将市售电解除油剂溶液的温度控制在35-45°C的温度调节元件以及用于向エ件供电的供电机构,且所述第一次电解除油槽尾端附近还设有喷淋清洗机构, 所述第二次电解除油模块为盛装有市售电解除油剂溶液的第二次电解除油槽,所述第二次电解除油槽内设有用于将市售电解除油剂溶液的温度控制在35-45°C的温度调节元件以及用于向エ件供电的供电机构,且所述第二次电解除油槽尾端附近还设有喷淋清洗机构; 用于对经脱脂除油处理后的エ件表面进行清洗的酸洗単元,包括依次排布的活化模块和酸洗模块,其中, 所述活化模块为盛装有硫酸溶液的活化槽,所述活化槽内设有用于将硫酸溶液的温度控制在10-50°C的温度调节元件,且所述活化槽尾端附近还设有喷淋清洗机构, 所述酸洗模块为盛装有硫酸溶液的酸洗槽,所述酸洗槽内设有用于将硫酸溶液的温度控制在10-50°C的温度调节元件,且所述酸洗槽尾端附近还设有喷淋清洗机构; 用于在经酸洗后的エ件表面进行预镀镍的预镀镍単元,所述预镀镍单元为盛装有含有硫酸镍和硫酸的混合溶液的预镀镍电镀槽,在预镀镍过程中,分别以エ件和镍板作为阴极和阳极置于该预镀镍电镀槽内,同时,所述预镀镍电镀槽尾端附近还设有喷淋清洗机构; 用于在经预镀镍处理后的エ件表面进行镀镍的镀镍单元,所述镀镍单元为盛装有含有镀镍电镀液的镀镍电镀槽,在镀镍过程中,分别以エ件和镍板作为阴极和阳极置于该镀镍电镀槽内,同时,所述镀镍电镀槽尾端附近还设有喷淋清洗机构; 用于在经镀镍处理后的エ件表面进行镀铜的镀铜单元,所述镀铜单元为盛装有含有镀铜电镀液的镀铜电镀槽,在镀铜过程中,分别以エ件和纯铜板作为阴极和阳极置于该镀铜电镀槽内,同时,所述镀铜电镀槽尾端附近还设有喷淋清洗机构; 用于对经镀铜处理后的エ件进行钝化处理的钝化単元,所述钝化单元为盛装有铜保护剂溶液的钝化槽,所述钝化槽尾端附近还设有喷淋清洗机构; 用于对经钝化处理后的エ件进行皮膜处理的皮膜単元,所述皮膜単元包括依次排布的盛装有含水溶性封闭漆和水的溶液的容置槽、用于将エ件风干的风干机构,以及用以将エ件烘干的烘干机构。
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