塑料电镀的粗化工艺
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塑料电镀知识-原创
一,塑料电镀工艺
4,电镀 在化学镀形成的导电性金属层上施镀,形成 满足实用要求的电镀层。
二,举例说明
例: 采用120mm×150mm×1mmABS板,按照下列工艺程序进行处理。 (1)形成聚合物涂膜 在ABS板的两面上喷涂含有Ag2O和SiO2的聚合物涂料,65℃干燥90min,形成 5µm厚度的聚合物涂膜。 (2)催化 在聚合物涂膜上喷淋,以便在聚合物涂膜上吸附钯催化剂。 (3)化学镀镍 然后按例1的工艺,喷射金属盐溶液和还原剂溶液,在ABS板的聚合物涂膜表面 形成导电性镍层。 (4)电镀镍 上述Ni2+溶液和还原剂溶液喷射时产生的废液中添加铁盐,使溶液pH值为10 以上,通过凝聚沉淀可以使废液中Ni2+浓度降低到0.5mg/L以下。 按照ASTMD 3359标准规定的横切胶带试验方法进行镀层剥离试验。结果表 明,从例1～例4中获得的镀铜层和镀镍层的附着性优良,都没有发生镀层剥离 现象。
十一,问题及解决方法
1.1 镀件易漂浮，与挂具接触的地方易被烧焦因 为塑料的比重小，所以在溶液中易浮起。灯罩外 形就象一个小盘一样，内表面凹进去，边上有两 个小孔，开始只用一根铜丝卡着两个小孔进行电 镀。由于电镀中气体的放出，灯罩易与铜丝脱离， 加之铜丝也轻，不足以使灯罩浸入溶液里。后来 在铜丝上附上重物，解决了漂浮问题。铜丝与灯 罩的接触点被烧焦，并露出塑料，是因导电不良 引起的。为了解决工件漂浮与导电问题，我们设 计了专门的夹具。夹具有一定的重量，上灯罩后 不再浮起，再用两个较宽的导电片卡在灯罩的孔 上，使各处电流均匀，接触点就不会烧焦了
六,品质的鉴别和电镀的几种镀法 品质的鉴别和电镀的几种镀法
(三)．可焊性 1．可焊性为镀锡铅和镀锡的基本功能与目的，如果有焊 接后工序要求的，焊接不良是绝对不可接受的。 2．焊锡试验的基本方法： 1) 直接浸锡法：根据图纸规定，直接将焊锡的部分浸 上求求的助焊剂，浸入235度的锡炉中，5秒钟后应缓缓 以约25MM/S速度取出。取出后，冷却至常温时用10倍显 微镜观察判定：吃锡面积应大于95%以上，吃锡部位应平 滑光洁，无拒焊，脱焊，针孔等现象即判合格。六西格玛 品质论坛 2) 先老化后焊接，对于部分力面有特别要求的产品， 样品在作焊接试验前应使用蒸汽老化试验机对样品进行8 或者16个小时的老化，以判断产品在恶劣的使用环境下 的焊接性能。
塑料电镀工艺简介
3. 关于局部防镀：
有些产品要求局部防镀，一般采取喷/涂绝缘漆的方法。
4. 六价铬问题：
理论上，电镀最表面的金属铬是“铬原子”，既不是六价铬也不是三价铬 。所以，成品上面不应该有“六价铬”的存在。电镀过程中的六价铬，通过很多 道水洗，都被清洗掉了。但由于受RoHS的影响，大家一听“六价铬”还是很担心 。 由于过程中使用了CrO3，所以，电镀过程是不环保的。
2. 硬度：
铅笔硬度计，Mitsubishi铅笔，一般要求2H(六价铬)、1H(三价铬) 影响硬度的主要因素： ---素材本身的硬度 ---镀层的厚度(硫酸铜比较软，焦磷酸铜比较硬，铬层最硬)
3. 耐磨擦：
RCA试验机，175g，300次。如果铬层膜厚达到0.1um以上，耐磨擦几乎 不会有问题。
5. 气仓(料没有烘干)
电镀后起泡，而且附着力较差，甚至可能会掉皮
6. 凸点
因为存在“尖端放电”现象，凸点会变得更大
7. 凹点
一般情况下，凹点在电镀后会变小一些，但看起来可能更明显
8. 异色点
基本上没有影响，除非是材质发生了改变
一般电镀件的功能测试要求
1. 附着力：
常用百格测试法，一般要求在4B(边角脱落5%以内)，最低3B(边角脱落 15%以内，且没有整格脱落) 影响附着力的主要因素： ---料温：一般规律，ABS在料温250℃左右的附着力最佳。 ---压力/速度：内应力明显的位置，附着力比较差 ---油污：表面最好不要有油，最好不要用脱模剂 ---电镀粗化：温度偏低或粗化时间过短，粗化时间过长也不行 ---化学镀镍后放在空气中时间较长，化学镍被氧化，导致铜层附着不良 ---敏化/活化不良：会导致化学镀镍不良
塑胶件品质对电镀品质的影响
塑料电镀原理与工艺介绍
2020/7/23
工程部
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表面处理培训 电镀篇
活化
加速
2020/7/23
工程部
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表面处理培训 电镀篇
加速
在钯沉积位置移取过剩的锡,为化学沉积层提高完整的表面.
工程部
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表面处理培训 电镀篇
塑料电镀原理与工艺介绍
上海瑞尔实业有限公司
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工程部
表面处理培训 电镀篇
电镀三要素
1.电源 2.阳极 3.特定溶液
工程部
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表面处理培训 电镀篇
电镀原理
当通电情况下: 可溶性阳极失去电子,以离子状态进入 溶液中M+,多余的电子e经过阳极通过 导线到达阴极的工件上聚集.
工程部
一定厚度的延展性好铜层，其镀件的耐热性好：起“缓 冲”作用，防止开裂。
金属镀层与塑料的结合力：实质是化学性和机械性的结 合。
主要影响因素：塑料种类，产品的形状，模具设计和制 造，注塑条件，化学前处理，镀层结构和厚度等。
机械结合：“燕尾型”的显微凹坑，化学镀产生“铆接” 效果。 化学结合：化学粗化后氢键，共价键等化学键力结合。 溶剂粗化是溶剂对塑料晶界处蚀刻明显，形成“沟槽”。 沟槽的锁扣作用可能比凹坑或孔洞的更强。 塑胶电镀的成败在于化学粗化。详细情况后面会讲到。
工程部
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塑料的金属化
表面处理培训 电镀篇
工程部
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表面处理培训 电镀篇
放 大 的 粗 化 效 果
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工程部
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表面处理培训 电镀篇
2020/7/23
工程部
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表面处理培训 电镀篇
活化
在精微的刻蚀表面提供活化因子 问题1:粗糙的工件,原因:槽液有颗粒,二价锡太低,解决:过滤,检查槽液成分,活化后喷 淋洗 问题2:溢镀 原因:高的温度或浓度,挂具胶问题 解决:和问题1一样,堵住盲孔. 问题3.化学镀漏镀,原因:抗涂料问题,有六价铬带入.解决: 和问题1一样,堵住盲孔. 问题4.表面斑点,原因:工件受重压,解决:冰醋酸试验确认 问题5:工件发黑,原因:温度高解决:降低温度,检查化学组成和参数 问题6.工件发亮,原因:温度低.解决:提高温度检查化学组成和参数.增加搅拌.
电镀镀铬技术
ABS塑料电镀镀铬工艺是一个复杂的过程，包括前处理和后处理两大阶段。前处理开始于碱除油，使用氢氧化钠等碱金属化合物去除ABS表面的油脂和脱模剂。随后进行酸除油亲水，利用硫酸和亲水剂进一步清洁表面并增强亲水性。粗化步骤是关键，使用铬酸和硫酸在ABS表面形成微小凹坑，增强镀层结合，此过程需注意硫酸的添加量和湿润剂、防雾剂的使用。中和步骤旨在去除残留酸，预浸则准备工件进入沉钯阶段。沉钯过程中，工件表面沉积钯离子形成导体金属晶体，为后续化学镍做准备。后处理包括多个活化、预镀铜、酸铜等步骤，最终完成镀铬和烘烤。整个过程中，需严格控制化学成分比例、PH值和温度等条件，以确保镀层质量和工艺稳定性。
塑料电镀中的一步法表面敏化和活化处理
3
3.1
解胶
解胶原理 经过胶体钯溶液处理过的塑料件 ，其表面吸附
一层胶体钯的颗粒 ，经解胶处理后胶体钯外面的锡 离子被溶解面去掉 ，从而将钯裸露出来 。 这些裸露 出来的钯核在化学镀时起催化作用 ，见图 l 。
Sn2+ Sn2+ Sn2+
Pd
Sn2+
Pd
Sn2+ Sn2+ Sn2+
Sn2+
2.3.2
在化学镀铜或化学镀镍时具有诱导作用但是在生产过程中很难保证这层催化中心的均匀性和连续性因而极易形成化学镀层的缺陷在工件进行化学粗化清洗后将敏化活化合并成一步进行可以提高产品的一次合格率其工艺过程如下此述化学粗化11化学粗化机理abs塑料内部结构由a丙烯腈s苯乙烯b丁二烯三种单体聚合而成a共聚物的刚性骨架中为另一相粗化时制件表面的b组分被as构型不受太大影响这样就形成了密度很高的微观凹坑从而达到了微观上的粗糙要求同时由于铬酸的化学作用使塑料件表面形成亲水性的羟基oh羰基c磺酸基so12粗化液的配方组成
入胶体钯活化液 。
(4) 发现分层现象时 ， 及时加入 10~20 g/L 氯
化亚锡溶液 ， 可使分层消失 。
所以随着 Sn2+ ／ Pd2+的增加 ， 生成物的稳定性 提高了 ， 因此 ，Sn2+ ／ Pd2+要大于 2。 但过大时会使胶 团微粒过大 ， 降低吸附效果 ， 减少催化中心的数 量 ， 以致影响镀层与基体的结合力 。
4.3 化学镀镍 4.3.1 配方和工艺
组 分 ： 硫 酸 镍 (NiSO4 · 7H2O) 20 g； 次 亚 磷 酸 钠 (NaH2PO2· H2O） 30 g； 柠 檬 酸 钠 (Na3C6H4O7· 2H2O) 10 g；氯化铵(NH4Cl) 30 g 。 工艺条件 ：pH 8.5～9.5； 温度 35～45 ℃ ； 时间
电镀工艺—ABS塑料
ABS塑料的介绍
塑料ABS树脂是目前产量最大，应用最广泛的聚合物，ABS是丙烯
腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，它将 丙烯腈（A）丁二烯（ B）苯乙烯 （ S）的各种性能有机地统一起来，兼具韧，硬，刚相均衡的优良力学性能。
丙烯腈赋予ABS树脂的化学稳定性、耐油性、 一定的刚度和硬度；
丁二烯使其韧性、冲击性和耐寒性有所提高；
塑料电镀及其原理
塑 料 塑料电镀的目的是将塑料表面披覆上金属，
不但增加美观，且补偿塑料的缺点，赋予金属的
电 性质，充分发挥塑料及金属的特性于一体。但是 电镀过程是一个闭合的电路，各个部位都要是导
镀 电的，众所周知塑料是不导电的，为了解决这一 原 难题，我们电镀之前还需要利用化学镀，化学镀
的目的是在塑料制品表面生成一层导电的金属膜，
ABS塑料的应用
塑料ABS 在汽车内饰的要求条件：汽
车内饰追求的重要目标包括美观、低气味、 机械性能、耐热、耐候等。ABS汽车材料 能够满足各种内饰部件的使用要求，材料 具备以下条件： 1、良好的流动性 2、优异的抗冲击性 3、易加工成型 4、易着色、喷涂 5、低气味 6、良好的耐腐蚀性 7、亚光效果
塑料ABS树脂是目前产量最大，应用最广泛的聚合物，ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，它将 丙烯腈（A）丁二烯（ B）苯 乙如烯图（ 所示S），的电各镀种后性常能见有的机镀地层统主一要起为来铜，、兼镍具、韧铬，三硬种，金刚属相沉均积衡层的，优在良理力想学条性件能下。，各层常见的厚度如图所示，总体厚度0. 去AB应S汽力车：材由料于能塑够件满注足射各后种均内存饰在部应件力的，使为用了要电求镀，后材变料形具的备尽以量下减条少件，： 所以多用冰乙酸浸泡塑件去除应力。 电 四镀、就AB是S塑利料用工电艺解电的镀方流式程使金属或合金沉积在工件表面，以形成均匀、致密、结合力良好的金属层的过程，就叫电镀。 但这是就电 是镀最过基程本是电一镀个操闭作合了的。电路，各个部位都要是导电的，众所周知塑料是不导电的，为了解决这一难题，我们电镀之前还需要利用 化AB学S塑镀料，电化镀学工镀艺的流目程的是在塑料制品表面生成一层导电的金属膜，给塑料制品电镀金属层创造条件。 各AB类S塑电料器电：镀由工于艺A流BS程有高的光泽和易成型性，家用传真机、音响、VCD中也大量选用ABS为原料，吸尘器中也使用了很多ABS制作的零件， 厨物房与用 丙具烯也腈大-苯量乙使烯用共了聚A物BS的制混作合的物零）件。 粗脱化脂：一为般了通保过证采粗用化高时铬对酸溶溶液液的将均塑匀件接表触面，粗需化要，将保塑证件与上溶的液油接腻触通面过积中。低温碱性药剂去除掉。
ABS塑料电镀工艺
非金属上电镀一、概述使非金属表面金属化，虽可采取喷镀、电镀、化学镀、真空蒸镀、阴极溅射或离子镀等不同工艺来实现，但目前在工业中应用最多的是电镀工艺。
在非金属电镀中，以塑料电镀占的比重大，其中又以ABS塑料为主。
本章主要介绍ABS塑料的电镀工艺。
其它非金属与ABS塑料电镀工艺的差别主要在于粗化工艺的不同，其余步骤大体相似。
非金属电镀可以提高零件表面的硬度和耐磨性。
用非金属件代替金属件可节约金属，简化加工工艺，降低成本，但比金属电镀的成本高，镀层的结合力也不牢固。
二、对塑料件的要求塑料上电镀成功与否，不仅与电镀工艺有关，而且与塑料零件的设计与成型工艺密切关系。
从电镀工艺的角度出发，对塑料件有如下要求：（一）塑料件的设计（1）应遵循获得完好注塑成型件的技术进行注塑成型，有时还要求更加严格，因为零件表面的缺陷经电镀后会更明显。
（2）零件的外型应有利于获得均匀的镀层，如较大的平面中间要稍微突起，突起度约为0.10-0.15mm/cm；棱角应倒圆，外角的倒圆半径≥1mm、内角的倒圆半径为≥0.5mm；盲孔及凹槽的底棱边角圆滑过渡，其半径宜＞3mm；盲孔的深度最好不超过孔径的一半，否则对孔底的镀层应不作要求；V形沟槽的宽与深之比应大于3。
（3）零件应有适当的壁厚，若太薄则易变形而影响镀层的附着力；若太厚则注塑成型时易产生收缩痕迹。
一般在2.3-3.0mm，最薄不宜小于1.9mm，最厚不宜大于3.8mm。
（4）最好不要有金属镶嵌件因为金属与塑料的膨胀系数相差大，温度的变化易引起裂纹而使溶液渗入。
若不能避免时，尽量选用膨胀系数较大的铝制作。
镶嵌件周围的塑料应有足够的厚度，并将镶嵌件的表面加工出沟槽或进行滚花。
（5）应考虑电镀装挂的位置，因装挂接触点会在镀后留下痕迹，所以应安排在不影响外观的部位。
此外因装挂时卡紧力较大，应防止薄壁零件的变形。
在不妨碍装饰外观的情况下，还可以保留浇口作为装挂位置，电镀后再将浇口除去。
塑料电镀的粗化工艺
信邦集团研发部
检验粗化效果
目测法
当零件粗化到一定程度后，取出少量零件洗净吹干， 以一定视角逆光观察，如果表面均匀失光、微暗，说明粗 化程度恰到好处。如果表面光滑如故或失光不均匀，出槽 时不亲水，表明粗化不足。如果表面出现可见的白色粉霜 或呈白绒状、严重失去光泽，说明粗化过度。表面有裂纹、 疏松、说明严重粗化过度，严重粗化过度的零件，无法镀 出合格产品，只能报废，严重粗化过度一般是粗化温度太 高所致。
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粗化的作用
粗化可使非金属材料表面呈现微观粗糙。 增大镀层与塑料基体的接触面积，提供“锚效 应”，并使塑料镀件表面由憎水体变成亲水体。 未粗化的塑料表面带正电荷，对Sn2+、Ag+、 Cu2+、Pd2+都有排斥作用，无法进行敏化、活化， 结合力不好，甚至镀不上铜。经过粗化的塑料表 面带负电荷，很容易吸附Sn2+、Ag+等，使敏化、
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• 时间
时间过长，会造成过蚀； 时间过短，则起不到浸蚀成孔的作用。
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• 温度
生产过程中要严格控制好粗化液的温度， 温度低粗化速度慢，达不到要求的粗化效果；
温度太高，塑料会发生热膨胀，清洗时遇 冷收缩，表面会出现肉眼可见的网状裂纹。
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• 三价铬 随着粗化的进行，化学粗化液中的六价铬会被 还原为三价铬，当三价铬达到一定量时，粗化 槽中的有机杂质结到一定数量，粗化速度和效 果显著下降，造成镀层结合力下降，也即粗化 液老化。
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粗化前
粗化后
信邦集团研发部
在现在的电镀工业生产中，比较普遍的粗化液配方为:
铬酐400-430g/L 硫酸380-420 g/L
检验粗化效果
目测法
当零件粗化到一定程度后，取出少量零件洗净吹干， 以一定视角逆光观察，如果表面均匀失光、微暗，说明粗 化程度恰到好处。如果表面光滑如故或失光不均匀，出槽 时不亲水，表明粗化不足。如果表面出现可见的白色粉霜 或呈白绒状、严重失去光泽，说明粗化过度。表面有裂纹、 疏松、说明严重粗化过度，严重粗化过度的零件，无法镀 出合格产品，只能报废，严重粗化过度一般是粗化温度太 高所致。
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粗化的作用
粗化可使非金属材料表面呈现微观粗糙。 增大镀层与塑料基体的接触面积，提供“锚效 应”，并使塑料镀件表面由憎水体变成亲水体。 未粗化的塑料表面带正电荷，对Sn2+、Ag+、 Cu2+、Pd2+都有排斥作用，无法进行敏化、活化， 结合力不好，甚至镀不上铜。经过粗化的塑料表 面带负电荷，很容易吸附Sn2+、Ag+等，使敏化、
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• 时间
时间过长，会造成过蚀； 时间过短，则起不到浸蚀成孔的作用。
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• 温度
生产过程中要严格控制好粗化液的温度， 温度低粗化速度慢，达不到要求的粗化效果；
温度太高，塑料会发生热膨胀，清洗时遇 冷收缩，表面会出现肉眼可见的网状裂纹。
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• 三价铬 随着粗化的进行，化学粗化液中的六价铬会被 还原为三价铬，当三价铬达到一定量时，粗化 槽中的有机杂质结到一定数量，粗化速度和效 果显著下降，造成镀层结合力下降，也即粗化 液老化。
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粗化前
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在现在的电镀工业生产中，比较普遍的粗化液配方为:
铬酐400-430g/L 硫酸380-420 g/L
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粗化的作用
粗化可使非金属材料表面呈现微观粗糙。 增大镀层与塑料基体的接触面积，提供“锚效 应”，并使塑料镀件表面由憎水体变成亲水体。 未粗化的塑料表面带正电荷，对Sn2+、Ag+、 Cu2+、Pd2+都有排斥作用，无法进行敏化、活化， 结合力不好，甚至镀不上铜。经过粗化的塑料表 面带负电荷，很容易吸附Sn2+、Ag+等，使敏化、
活化及化学镀铜或化学镀镍能够顺利进行。粗
化效果对直接电镀的成功与否起着关键作用,关 系到化学镀或直接电镀的成品率。
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粗化机理：
一、蚀刻
粗化时，制件表面的高分子结构 会被粗化液腐蚀，造成许多在电 镀时能产生“投铆”作用的孔洞， 这样就形成了密度很高的微观凹 坑，每平方厘米可达60万个，使 制品表面微观粗糙，以确保化学 镀所需要的“锚入效应”。这种 瓶颈锁扣形孔洞可大大增强镀层 的结合力。
以物理的方法，使 求比较高的制件不适合用
塑料制件表面粗化， 机械粗化。而该制件如果
形成微观粗糙来增加 同时也不能经受化学粗化
镀层与基体的接触面 积。
机械粗化方法一般
的侵蚀或者与化学粗化液 不起作用，这种情况下只 有借助适宜的有机溶剂对
是喷砂、滚磨或砂纸 其粗化。
打磨。
有机溶剂粗化是利用
机械粗化只能获得 有机洗涤剂对塑料制品的
塑料电镀的粗化处理工艺
主讲：赖柳锋
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什么是粗化？ 粗化是塑料表面电镀前处理过程中的关键步
骤,就是使塑料表面呈微观粗糙状态,增大镀层与塑 料的接触面,在塑料表面形成大量亲水性基团,使塑 料变成亲水体。
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常用的粗化方法有：
有机溶剂粗化
对于形状复杂，对
机械粗化
表面光洁度、尺寸精度要
另外，ABS塑料表面的聚苯乙烯A-丙烯腈S 高聚物中，有许多“挂”在碳链上的苯环，在 这些苯环上可以通过亲电取代反应及铬酸的化 学作用引进某些活性基团，使塑料件表面形成 亲水性的羟基(-OH)、羰基(－CO－)、磺酸基 (-SO3H)等极性基团，提高了塑料件表面的亲 水性。磺酸基、羧基带负电荷，从而使塑料表 面类似于强酸型阳离子交换树脂的表面，这样， 粗化后的高聚物树脂表面带负电荷，能够吸引 带正电的阳离子而增强结合力。
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• 氧化作用
强酸、强氧化性的粗化剂，还能对塑料表面的高分子结 构产生断链的作用，即长链变成短链，同时发生氧化作用。 ABS塑料粗化时，在酸性介质条件下，铬酸主要对B组分 起氧化作用，反应如下：
～C－C１＝Ｃ２－Ｃ～
Ｃr(IV)
～C－C１＝Ｃ２－Ｃ～
H2O
ＨＨ
～C－C１＝Ｃ２－Ｃ～
OH OH
一定限度的结合力即 溶解、溶胀作用使其表面
物理结合力，很难达 失去原来光泽，呈现出无
到理想的结合力要求。 光的粗糙表面。使用时需
一般用在陶瓷、玻璃 注意防止溶胀过度，以免 或玻璃钢等制品上。 塑料制件变形。
化学粗化 化学粗化是利用非金属材
料中具有可与酸或碱起反应的 物质的可溶性特点来设计的方 法，他处理后的镀层比机械粗 化方法有较强的结合力，这是 因为机械粗化的表面是呈碗状 的小型凹坑，而化学粗化的原 理是一种蚀刻作用，由于强酸、 强碱、强氧化剂作用使其表面 呈冠状凹坑。
OO
Cr Cr
(OH)3 (OH)3
快
～C－C１＝Ｏ
Ｏ＝Ｃ２－Ｃ～
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粗化液各组分的作用
• 硫酸
1、蚀刻作用； 2、提供酸性介质； 3、使苯环引入磺酸基，增强亲水性。 硫酸含量过高的粗化液对塑料制件表面作用过快，易使 几何形状复杂、平直表面积很大的制件粗化不均，硫酸含 量过低时，ABS中的树脂相A、S容易遭破坏，降低了制件 表面的抗拉强度，镀层结合力显著下降。
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A烯腈；B——丁二烯; S——苯乙烯。
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ABS塑料在铬酸与硫酸混合液中腐蚀粗化时， 丁二烯球形橡胶相B优先被铬酸氧化溶解，丙烯腈 A树脂相溶解速度相当慢，苯乙烯S树脂相几乎不溶 解。丁二烯组分溶解后使塑料表面形成许多凹坑。
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• 铬酐 主要是氧化作用。
• 润湿剂 减小粗化液表面张力，利于塑料制件表面润 湿。
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影响粗化的因素
粗化操作中必须严格控制适宜的粗化条件，若粗化 不足，会引起镀层起泡、结合力差。甚至在沉积金属 时，局部沉不上；
粗化过度，则会引起零件变形或使表面层腐蚀，从 而损坏表面光洁度。
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化学粗化的特点
• 除污垢能力强，化学粗化液中普遍含有铬酐、硫 酸，是一种强氧化性酸性溶液，它能除去塑料制 品表面上的残存污垢；
• 粗化速度快，效果好，经化学粗化后的制品，表 面呈微观粗糙，粗化均匀、细致，对制品表面光 洁度、尺寸精度影响很小，且粗化速度远比机械 粗化快；
• 粗化液配制简单、易于操作、适用范围广。
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二、氧化作用
强酸、强氧化性的粗化液对塑料表面的高分子结构有 断链、氧化、磺化等作用。如ABS在铬酐-硫酸粗化液中， 铬酐对B组分就起氧化作用，但这种氧化作用必须在酸性 条件下进行，所以又必须要有一定量的硫酸。
由于这种协同作用，使制品表面生成许多的亲水基团， 或者使非离子型分子极化。这些极性基团的存在，极大地 提高了制品表面的亲水性，有利于化学结合，从而有助于 提高镀层的结合力。
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• 时间
时间过长，会造成过蚀； 时间过短，则起不到浸蚀成孔的作用。
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粗化前
粗化后
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在现在的电镀工业生产中，比较普遍的粗化液配方为:
铬酐400-430g/L 硫酸380-420 g/L
润湿剂适量 温度60～72℃ 时间10～30min
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铬酐-硫酸粗化体系
• 蚀刻作用 ABS塑料是应用最多最成功的一种非金属材料电镀，
一般ABS分通用级和电镀级，是A（丙烯腈）、B（丁 二烯）、S（苯乙烯）三元共聚而成的。用于电镀的是 ABS的接枝聚合物，其内部结构树脂相A和S组分是共 聚构型，而橡胶状的B组分则以球形分散于S-A构形之 中。当ABS在铬酸与硫酸混合液中腐蚀粗化时，像胶 相B组分优先被铬酸蚀刻溶解，树脂相A溶解速度相当 慢，树脂相S几乎不溶解，致使连续的树脂相表面留下 大量均匀的微小孔穴。
粗化的作用
粗化可使非金属材料表面呈现微观粗糙。 增大镀层与塑料基体的接触面积，提供“锚效 应”，并使塑料镀件表面由憎水体变成亲水体。 未粗化的塑料表面带正电荷，对Sn2+、Ag+、 Cu2+、Pd2+都有排斥作用，无法进行敏化、活化， 结合力不好，甚至镀不上铜。经过粗化的塑料表 面带负电荷，很容易吸附Sn2+、Ag+等，使敏化、
活化及化学镀铜或化学镀镍能够顺利进行。粗
化效果对直接电镀的成功与否起着关键作用,关 系到化学镀或直接电镀的成品率。
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粗化机理：
一、蚀刻
粗化时，制件表面的高分子结构 会被粗化液腐蚀，造成许多在电 镀时能产生“投铆”作用的孔洞， 这样就形成了密度很高的微观凹 坑，每平方厘米可达60万个，使 制品表面微观粗糙，以确保化学 镀所需要的“锚入效应”。这种 瓶颈锁扣形孔洞可大大增强镀层 的结合力。
以物理的方法，使 求比较高的制件不适合用
塑料制件表面粗化， 机械粗化。而该制件如果
形成微观粗糙来增加 同时也不能经受化学粗化
镀层与基体的接触面 积。
机械粗化方法一般
的侵蚀或者与化学粗化液 不起作用，这种情况下只 有借助适宜的有机溶剂对
是喷砂、滚磨或砂纸 其粗化。
打磨。
有机溶剂粗化是利用
机械粗化只能获得 有机洗涤剂对塑料制品的
塑料电镀的粗化处理工艺
主讲：赖柳锋
信邦集团研发部
什么是粗化？ 粗化是塑料表面电镀前处理过程中的关键步
骤,就是使塑料表面呈微观粗糙状态,增大镀层与塑 料的接触面,在塑料表面形成大量亲水性基团,使塑 料变成亲水体。
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常用的粗化方法有：
有机溶剂粗化
对于形状复杂，对
机械粗化
表面光洁度、尺寸精度要
另外，ABS塑料表面的聚苯乙烯A-丙烯腈S 高聚物中，有许多“挂”在碳链上的苯环，在 这些苯环上可以通过亲电取代反应及铬酸的化 学作用引进某些活性基团，使塑料件表面形成 亲水性的羟基(-OH)、羰基(－CO－)、磺酸基 (-SO3H)等极性基团，提高了塑料件表面的亲 水性。磺酸基、羧基带负电荷，从而使塑料表 面类似于强酸型阳离子交换树脂的表面，这样， 粗化后的高聚物树脂表面带负电荷，能够吸引 带正电的阳离子而增强结合力。
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• 氧化作用
强酸、强氧化性的粗化剂，还能对塑料表面的高分子结 构产生断链的作用，即长链变成短链，同时发生氧化作用。 ABS塑料粗化时，在酸性介质条件下，铬酸主要对B组分 起氧化作用，反应如下：
～C－C１＝Ｃ２－Ｃ～
Ｃr(IV)
～C－C１＝Ｃ２－Ｃ～
H2O
ＨＨ
～C－C１＝Ｃ２－Ｃ～
OH OH
一定限度的结合力即 溶解、溶胀作用使其表面
物理结合力，很难达 失去原来光泽，呈现出无
到理想的结合力要求。 光的粗糙表面。使用时需
一般用在陶瓷、玻璃 注意防止溶胀过度，以免 或玻璃钢等制品上。 塑料制件变形。
化学粗化 化学粗化是利用非金属材
料中具有可与酸或碱起反应的 物质的可溶性特点来设计的方 法，他处理后的镀层比机械粗 化方法有较强的结合力，这是 因为机械粗化的表面是呈碗状 的小型凹坑，而化学粗化的原 理是一种蚀刻作用，由于强酸、 强碱、强氧化剂作用使其表面 呈冠状凹坑。
OO
Cr Cr
(OH)3 (OH)3
快
～C－C１＝Ｏ
Ｏ＝Ｃ２－Ｃ～
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粗化液各组分的作用
• 硫酸
1、蚀刻作用； 2、提供酸性介质； 3、使苯环引入磺酸基，增强亲水性。 硫酸含量过高的粗化液对塑料制件表面作用过快，易使 几何形状复杂、平直表面积很大的制件粗化不均，硫酸含 量过低时，ABS中的树脂相A、S容易遭破坏，降低了制件 表面的抗拉强度，镀层结合力显著下降。
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A烯腈；B——丁二烯; S——苯乙烯。
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ABS塑料在铬酸与硫酸混合液中腐蚀粗化时， 丁二烯球形橡胶相B优先被铬酸氧化溶解，丙烯腈 A树脂相溶解速度相当慢，苯乙烯S树脂相几乎不溶 解。丁二烯组分溶解后使塑料表面形成许多凹坑。
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• 铬酐 主要是氧化作用。
• 润湿剂 减小粗化液表面张力，利于塑料制件表面润 湿。
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影响粗化的因素
粗化操作中必须严格控制适宜的粗化条件，若粗化 不足，会引起镀层起泡、结合力差。甚至在沉积金属 时，局部沉不上；
粗化过度，则会引起零件变形或使表面层腐蚀，从 而损坏表面光洁度。
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化学粗化的特点
• 除污垢能力强，化学粗化液中普遍含有铬酐、硫 酸，是一种强氧化性酸性溶液，它能除去塑料制 品表面上的残存污垢；
• 粗化速度快，效果好，经化学粗化后的制品，表 面呈微观粗糙，粗化均匀、细致，对制品表面光 洁度、尺寸精度影响很小，且粗化速度远比机械 粗化快；
• 粗化液配制简单、易于操作、适用范围广。
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二、氧化作用
强酸、强氧化性的粗化液对塑料表面的高分子结构有 断链、氧化、磺化等作用。如ABS在铬酐-硫酸粗化液中， 铬酐对B组分就起氧化作用，但这种氧化作用必须在酸性 条件下进行，所以又必须要有一定量的硫酸。
由于这种协同作用，使制品表面生成许多的亲水基团， 或者使非离子型分子极化。这些极性基团的存在，极大地 提高了制品表面的亲水性，有利于化学结合，从而有助于 提高镀层的结合力。
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• 时间
时间过长，会造成过蚀； 时间过短，则起不到浸蚀成孔的作用。
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粗化前
粗化后
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在现在的电镀工业生产中，比较普遍的粗化液配方为:
铬酐400-430g/L 硫酸380-420 g/L
润湿剂适量 温度60～72℃ 时间10～30min
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铬酐-硫酸粗化体系
• 蚀刻作用 ABS塑料是应用最多最成功的一种非金属材料电镀，
一般ABS分通用级和电镀级，是A（丙烯腈）、B（丁 二烯）、S（苯乙烯）三元共聚而成的。用于电镀的是 ABS的接枝聚合物，其内部结构树脂相A和S组分是共 聚构型，而橡胶状的B组分则以球形分散于S-A构形之 中。当ABS在铬酸与硫酸混合液中腐蚀粗化时，像胶 相B组分优先被铬酸蚀刻溶解，树脂相A溶解速度相当 慢，树脂相S几乎不溶解，致使连续的树脂相表面留下 大量均匀的微小孔穴。