一、工艺管理的定义
电镀生产过程是一个多条件控制、多因素互补的复杂体系,电镀工艺包括生产过程中影响电镀质量的所有条件和因素,只有电镀工艺稳定,产品质量才能稳定;工艺管理就是保证电镀工艺稳定的制度、措施、监管等一系列工作的总汇。
二、工艺管理的内容
电镀工艺管理的内容包括:电镀工艺条件的制订、电镀工艺维护、电镀过程中变化因素的消除、保证电镀工艺稳定的制度和措施、突发情况下的处理原则等内容。
三、工艺条件的制订
1、镀镍
成分及工艺 | 标准含量 | 工艺条件 | 参数 |
硫酸镍 | 200-220g/L | 电流密度 | 3-4A/dm2 |
氯化镍 | 40-45g/L | 温度 | 35-40℃ |
硼酸 | 35-40g/L | 槽系数 | 1.17 |
PH值 | 3.8-4.0 | 版辊转速线速度 | 0.5m/S |
铁离子、铜离子 | 100ppm以下 | 阴阳极面积比 | 1:1.5-2 |
浸入方式 | 50—100% | 阴阳极距离 | 80-150mm |
阳极 | 镍饼或镍板 | 预热时间 | 5-10S |
镀层厚度 | 1.0-1.5um | 时间控制 | 300-400秒 |
过滤芯更换周期 | 10-20天 | 阳极清洗周期 | 10天 |
2、镀铜
成分及工艺 | 标准含量 | 工艺条件 | 参数 |
硫酸铜 | 190-220g/L | 电流密度 | 16-22A/dm2 |
硫酸 | 55-70g/L | 温度 | 38-42℃ |
氯离子 | 90-120ppm | 槽系数 | 13.026 |
添加剂消耗量 | 120-150ml/KAH | 版辊转速线速度 | 0.8-1.2m/S |
添加剂比例 | 1:0.8-1.1 (根据具体情况定明确比例) | 阴阳极面积比 | 1:1.5-2 |
镍离子 | 30ppm以下 | 阴阳极距离 | 50-80mm |
小电流时间 | 0-60秒 | 小电流倍数 | >0.3 |
浸入方式 | 50—100% | 预热时间 | 5-10S |
铜球补充 | 最少2天一次 | 阳极高度 | 镀版时不低于液面 |
阳极清洗频率 | 每周 | 厚度控制 | 安时法 |
过滤芯更换周期 | 20天 | 镀液大处理周期 | 6个月 |
添加泵校准 | 每周 | 添加剂储液桶清洗 | 2个月 |
3、镀铬
成分及工艺 | 标准含量 | 工艺条件 | 参数 | |
铬酐 | 230-260g/L | 电流密度 | 50--60A/dm2 | |
三价铬 | 2.5-4g/L | 温度 | 58--62℃ | |
硫酸 | 2.5-3.3g/L | 槽系数 | 0.95 | |
铬酐:硫酸 | 100:1.1-1.3 | 版辊转速线速度 | 0.5-0.8m/S | |
铜铁杂质 | 1g/L以下 | 阴阳极面积比 | 1:1.5-2 | |
氯离子含量 | 150ppm以下 | 阴阳极距离cm | 铂金:8-10 | 铅:10-12 |
添加剂含量 | 20ml/L | 冲击电流 | 1.2倍 | |
铬酐:添加剂 | 1kg:60-70ml | 预热时间 | 30--70s | |
浸入方式 | 50—100% | 厚度控制 | 安时法或时间法 | |
阳极 | 钛网镀铂金或铅合金 | 导电紧固周期 | 10天 | |
铂金阳极清洗周期 | 10天(毛刷清理) | 铅阳极 | 1月拆洗一次 |
4、研磨
800# | 3000# | ||
压 力 | 80 Kg | 压 力 | 60Kg |
砂轮转速 | 600-750 RPM | 砂轮转速 | 500-600 RPM |
版辊转速 | 250 RPM | 版辊转速 | 200 RPM |
行走速度 | 200-250 mm/min或8-9HZ | 行走速度 | 150-200 mm/min或8-9HZ |
最小加工量 | 3 S | 最小加工量 | 1.5 S |
往返次数 | 1-2个来回 | 往返次数 | 1-2个来回 |
顶尖跳动 | 4 S | 顶尖跳动 | 4 S |
检修周期 | 每周 | 检修周期 | 每周 |
光洁度标准 | 0.18-0.20Ra | 光洁度标准 | 0.05-0.07 Ra |
5、铜抛光
行走速度 | 400 mm/min | 压力电流 | 5A |
布轮转速 | 1800 RPM | 擦拭溶剂 | 酒精、煤油、汽油 |
版辊转速 | 350 RPM | 光洁度标准 | 0.01-0.015Ra |
顶尖跳动 | 4S | 检修周期 | 每周 |
6、铬抛光
砂带品牌 | 3M或麦博斯 | 砂带型号 | 30 µ或40 µ | |
震动频率 | 30-50 HZ | 往返次数 | 包版:4来回 | 特版:6来回 |
行走速度 | 0.8-1.5 m/min | 网值最大变量 | 8 µm | |
版辊转速 | 70-90 RPM | 光洁度标准 | 0.018-0.025 Ra | |
顶尖跳动 | 4 S | 检修周期 | 每周 |
四、电镀工艺维护
1、镀镍工艺维护
(1)每天检测镀液液位、波美度、温度,每周1、4分析化验常规成分(包含硫酸镍、氯化镍、硼酸)含量,每个月检测一次铜、铁离子含量,成分偏离工艺条件的,当天进行调整;
(2)镀镍成分调整:硫酸镍、氯化镍、硼酸直接加到上槽,开启镀液循环,在成分没有全部溶解以前不能进行生产;
(3)PH值调整,所有加入的原材料必须加入到下槽,并分不同位置加入,见下表:
调高 | 调低 | ||
名称 | 每次用量 | 名称 | 每次用量 |
氢氧化钠 | 100g | 硫酸 | 100ml |
碳酸钠 | 200g | 盐酸(适用于氯化镍低时) | 300ml |
碳酸镍 | 500g | 辅助阳极(同欣科技) | 24小时 |
碱式碳酸镍 | 500g |
(4)铜离子处理:铜离子处理采用同欣科技生产的镍电解除杂设备,或进行周期(每周最少一次,一次不少于2个小时)小电流电解处理,周期电解采用的版辊,粗车后不用进行外研磨,以保证粗糙度和足够大的面积,初次电解操作前电镀10分钟以上的镍层(保证后期电解过程中不会有铁离子进入镀液,也保证后期闲置过程中不会生锈),按照0.1-0.2A/dm2的电流进行电解;
(5)铁离子处理:将镀液中的PH值保持在工艺上限,向镀液中添加双氧水进行处理,每次200-300ml双氧水(稀释10以上加入),打开镀液上液开关,在搅拌下加入镀液中,并搅拌30分钟以上;
(6)镀镍槽的阳极清洗,应做到最少每10天进行一次;
(7)过滤芯的定期更换,每10天一次或者根据镀版量控制;
(8)镀镍槽每年必须清理一次,包括阳极导电、储液槽清理。
备注:
镍槽电解工艺具体参考《普通镀镍溶液详细电解流程》
2、镀铜工艺维护
(1)每天检测镀液液位、波美度、温度,每周2、5分析化验常规成分(包含硫酸铜、硫酸、氯离子)含量,成分偏离工艺条件的,当天进行调整;
(2)根据化验结果了解各槽成分是否在工艺范围内,制定调整计划,如镀液有调整,必须将调整情况书面记录;经过一段周期的记录整理推算出每天的添加量,做到每天添加。化验只是检查添加是否准确的手段;镀铜槽硫酸的补充一般与电镀累计电量成正比,可以利用一个月的化验数据进行规律分析,硫酸补充量为50-100ml/KAH;盐酸的消耗量为0.4-0.6ml/KAH;因此镀液的调整要具有预见性,维护工作可以提前进行;
(3)铜瓦、铜杠、碳刷等导电部位的打磨清理,随时保证铜瓦光亮,碳刷中间的凹槽没有碳粉堆积;
(4)检测添加剂的消耗量是否与累计的安时数成比例,并在添加剂储液桶上做刻度标记或采用称重的方法;
(5)检测各槽阳极状态,导电不良的进行处理,消耗过量的进行补加,排布不均匀的进行整理;
(6)镀铜槽的阳极清洗,应做到最少每周进行一次,建议选用高压水枪(效率高且排放少);
(7)每周通过霍尔槽实验了解各镀槽的性能,必要时进行镀液成分和添加剂补充量的调整,并建立霍尔槽实验记录,试片要存样,已备后期数据分析使用;
(8)过滤芯的定期更换,每月一次,每次更换过滤芯时,每槽放置不少于2支活性炭过滤芯;
(9)镀铜槽处理,每年一次,具体处理方式参考《活性炭粉镀铜槽大处理流程》。
3、镀铬工艺维护
(1)每天检测镀液液位、波美度、温度,每周1、4分析化验常规成分(包含铬酐、硫酸、三价铬)含量,每个月检测一次铜、铁、氯离子含量,成分偏离工艺条件的,当天进行调整;
(2)根据化验结果了解各槽成分是否在工艺范围内,制定调整计划,并监督相关人员落实,如镀液有调整,必须将调整情况书面记录;
(3)铬酐的消耗与电镀累计电量(AH数)或电镀面积成正比,对于生产量大,化验不及时的情况下,应该每天按照生产量或电镀累计电量进行补充铬酐,维护工作可以提前进行;
(4)铂金阳极的刷洗每10天一次,铅板阳极每月卸下清洗一次,阳极螺丝的紧固每15天一次;
(5)每周通过霍尔槽实验了解各镀槽的性能,必要时进行镀液成分和添加剂补充量的调整,并建立霍尔槽实验记录,试片要存样,已被后期数据分析使用;
(6)镀铬因其电流效率低,更要重视铜瓦、接头、套筒、碳刷导电部位的打磨清理,随时保证铜瓦光亮,碳刷中间的凹槽没有碳粉堆积,否则会影响导电和铜杠磨损过快。
五、工艺管理的执行
1、工艺管理的执行必须有相关监督,才能达到理想的效果,否则所有工艺维护内容都得不到保证,只有将工艺管理的各项内容都落实到位,工艺才会稳定,产品质量才能保证;
2、工艺管理的执行,由车间主任统一安排,每项例行检测必须在上午9:00前完成,公司生产经理组织相关人员进行不定时抽查;
3、质检科指派专人对上述各项工艺维护制度进行监督检查,并做好记录,每周一汇总上报生产经理或总经理;
4、所有维护的表格必须存档,公司定期召开工艺维护研讨会,总结分析工艺维护中出现的问题,进一步完善工艺维护内容,逐步减小工艺控制的波动。
六、质量问题的分析方法
1、记录表格标准化:建立健全车间操作的生产记录,保证准确不漏项;以便出现问题后,可以查询到具体的设备上,有针对性的去分析解决;
2、电镀理论推理法:根据质量故障现象,理论分析产生的原因,然后根据原因推理产生的相关环节,并对相关环节逐个排除,最终解决质量故障;
3、对比工艺维护法:针对出现的质量故障进行统计,如果数据集中在某个时间段、某台设备或某个人,则重点分析出现故障的时间与工艺维护之间的关系,定会找到规律,同时分析出出现故障的原因,解决质量故障;
4、质量故障对照法:一般而言不同的工艺维护方法,会产生不同的质量故障,所以质量故障的出现都有对照性,比如打针多的时候,镀铜点就会少,起皮就可能多(非人为),导角就镀的光滑,所以,在问题分析的时候不要只针对返工多的故障,要把数据统一分析,多与少的对比也能找到规律;
5、霍尔槽实验法:单纯电镀的质量故障能够通过霍尔槽进行分析,试片就是一面镜子,能够反映镀液综合状况,实验的细则要求详见《霍尔槽实验设备作业指导书》。
说明:
以上工艺具有普遍性,仅供参考。
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