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电镀行业的发展底气从何而来?

   电镀与涂饰 2018-05-21 36340
核心提示:1982年创刊,服务行业36年! 电镀是工业产品的防护盔甲与美容师,是制造业里不可或缺的一环。随着电子、汽车、航空、航天、轻工
 

1982年创刊,服务行业36年!

电镀是工业产品的防护盔甲与美容师,是制造业里不可或缺的一环。随着电子、汽车、航空、航天、轻工业、机械工业的发展,电镀工业已逐渐融合并进入了多个产业的加工生产工序,与高端技术产业相配套。虽然电镀行业现在被环保问题困扰出现一些去电镀技术,但由于其所特有的技术经济优势,以及新的环保和高性能电镀技术的出现,在电子、汽车等领域获得了新的发展,电镀工厂的装备水平,也跨上了一个新台阶。

智能装备助力电镀行业向更高水平发展

电镀装备属于非标准设备,以往电镀设备五花八门,从电镀电源到电镀槽体,从挂具到电镀自动线,都是各行其是,没有统一的标准,这是电镀产品质量波动较大,效率较低的一个重要因素。

以镀槽设计为例,早期电镀槽的设计大都只根据所加工产品形状大小来粗放地定出容量,没有标配概念,电镀生产的效率、电能和材料的节省、产品的质量等都难以做到有效的控制。因此,在电镀产业升级过程中,对包括电镀槽在内的装备进行标准化设计和制造,是一个重要的趋势。这包括电镀电源的节电模式,汇流排的有效截面积和导线配置,电镀自动线的标准配置等。而镀槽配置包括阳极、搅拌与过滤、槽上处理系统、清洗槽的进出水配置等,都要做出科学合理的设计。

电子电镀对装备的依存性非常高,从印制板电镀到卷对卷电镀,装备是生产工艺得以实施的重要保证。高速电镀和连续生产的电镀过程,都离不开先进的电镀设备。事实上,机械电镀和其他装饰性电镀,同样对装置有着重要依存性。重要的是,规范的装备不只是生产效率和产品质量的保证,更是环境保护和污染治理的需要,在生产线上实现治理和分类排放管理的设备配置,将成为主流的电镀装备模式。在管理控制上,今后将能通过显示屏适时观察电镀制造中的表面过程,就如在显微镜下实施芯片引线互联一样。

随着用工成本的不断提高,中国电镀产业的性价比优势受到了很大挑战。有危机的地方就有机遇,最近几年,随着传感器技术和软件技术的提升,生产线上的许多工种都可以让自动化机器人来完成了。如:上挂有自动上挂机;镀槽已经实现全程无人化操作自动设备;运用核潜声纳检测技术的自动添加系统,自动检验系统,全程自动无水无排放EVD电镀生产线,电镀大型数据中心建设使用;电镀ERP专用软件等等。这些不但能让我们电镀产品的质量更稳定,还可以减少大部分用工量,让中国电镀制造拥有再次腾飞的底气。

中国电子科技集团公司第二研究所开发了系列标准化的电镀生产线,包含全自动和常规手工各种模式。各系列根据客户产品、产能等要求有对应的型号可供选择,其中全自动电镀生产线是主要采用人机界面、可编程控制器(PLC)、工业控制计算机(PC)、变频器等电气元件来集中控制,具有较高的智能化、自动化。行车速度可根据工作实际需要使用变频器对电机进行无级调速;在人机界面上可以修改工艺参数,实时显示行车工作状态,对全线能够实现全天性的监测、记录,并可以和打印机、工控机实行通讯,以书面形式显示信息内容。如其高速镀锡自动生产线,用于极大规模集成电路封装外引脚的全镀锡生产,全线自动控制、封闭生产,解决了QFN和LQFP集成电路封装中外引脚镀锡生产线自动上下料、镀槽阳极屏蔽、掉料保护等关键问题,突破了QFN直线单边工作防止料片弯曲技术、阳极屏蔽提高镀层厚度均匀性技术。


全自动密封继电器电镀生产线 


          全自动电泳生产线

 


全自动悬臂式镀镍生产线


全自动龙门式镀锌生产线

 

 


全自动单臂式滚挂两用电镀生产线

 


全自动龙门式电镀生产线

 

 


全自动龙门式镀镍生产线


 


印制电路板电镀生产线

 

 


全自动ABS电镀生产线

 

 


全自动龙门式镀锡生产线

 

 


全自动元件引脚电镀生产线

 

 


各种常规手动电镀生产线

 

 

中国电子科技集团公司第二研究所系列电镀生产线

 

新技术更好地满足电子电镀的需求

3D封装和印制板制造是典型的电镀制造在电子工业中的应用。现在芯片制造已经离不开电镀技术,因为集成电路中连线已经发展为纳米级,原来真空镀铝工艺不能满足需求,改用大马士革结构后,由电镀铜来完成使线宽从90纳米向25纳米以下发展。这种技术趋势的延伸是微制造中的电解成型,包括微型机器人构件的电沉积制造等,将是电镀技术的重要发展趋势,特别是采用了激光直接成型技术,使过程大为简化,使得这项技术倍受青睐,市场需求不断增长。这一技术的特点是在3D异型结构材料上通过激光处理,在需要的部位直接以电镀方式获得金属线路和功能组件,从而省去另外配置印制板或安装金属组件的步骤。目前手机结构壳体内的天线线路就是由这种技术制作的。更多的应用仍在开发中。预期这种技术在微电子产品、穿戴电子产品、智能机器人产品等诸多个性化电子产品中将大量采用,从而成为功能性电镀的一个重要领域。

施洛特公司专业生产最新一代高密度互连印刷电路板的镀铜液。目前的研究重点是微孔填孔工艺。施洛特PCB电镀产品涵盖了从前处理到最后的整个工艺过程,SLOTOCOUP SF 20、SLOTOCOUP BV 50、SLOTOCOUP BV 110的光亮镀层都具备杰出的流平性和极佳的金属分布。施洛特公司能提供符合RoHS环保要求的,适用于挂镀、滚镀及连续镀的锡、锡合金电子电镀工艺。施洛特的工艺操作范围宽,能根据不同的客户要求,调整电流密度,同时避免锡须的产生。哑光锡 SLOTOTIN 40\SLOTOTIN 60、光亮锡 SLOTOTIN 70\ SLOTOTIN 30-1, 155℃老化16个小时后,镀锡层依然有非常好的可焊性。



施洛特公司提供专业的电子电镀技术

 

塑料电镀技术不断完善

当前,地球资源的紧缺日趋严重,节约材料是人类永恒的课题。而材料节约的一个重要方面就是使用低端材料和非天然材料来替代稀缺材料和天然材料。从这个角度来看,电镀是可以在非天然材料和低端材料表面获得稀缺材料和天然材料的特殊加工过程,这样可以大大节约贵重材料。典型的例子是塑料电镀,现在电子产品、汽车、卫浴、灯具、家用电器等诸多领域都有广泛应用。随着工程塑料和复合材料技术的进一步发展,将会有越来越多的结构采用塑料制造,而要在这些材料表面获得金属的效果和功能,电镀技术是最为合适的制造技术。

目前85%经过电镀的树脂都是ABS。过去,都是先将ABS浸入铬酸中,利用因橡胶粒子溶出而在表面产生的凹凸,将作为触媒的铂(Pt)吸附到凹凸上,对镍进行无电解电镀,利用其固着效应(Anchor Effect)提高电镀的附着强度。为顺应环保法规要求,科文特亚开发出无铬预镀工艺SILKEN Bond,且已将该工艺处理的工件提交给众多汽车主机厂进行各类测试,测试包括热冲击结合力测试以及剥离测试,全部满足要求。SILKEN Bond 工艺有配套的氧化设施用来确保粗化液的使用寿命,基于高锰酸体系但浓度控制远低于1克/升,这也是此类技术的一个新里程碑。


SILKEN Bond工艺和其它公司在开发的无铬粗化效果比较

 

麦德美乐思的evolve®也是无铬塑料电镀前处理技术,具备卓越的金属沉积粘合力,工艺流程与以往ABS和ABS-PC等塑料基材的电镀基本一致。首先是清洁和预粗化,然后将部件浸入我们的专利粗化溶液中,继而激活和涂镀导电的化学镀镍层。最后,使用麦德美乐思的酸性光亮镀铜、多层镍和市场领先的装饰性三价铬电镀系统进行涂镀。UDIQUE DP Plus是先进的直接电镀工艺,专为ABS或ABS/PC基材的装饰性塑料电镀研发,摒弃了传统塑料电镀预处理过程中需要进行的化学镀镍、浸铜和预镀铜步骤。因此降低了能源、水资源和废物处理的成本。UDIQUE DP Plus同样适用于部分PP材料的电镀。与其它直接电镀工艺相比,UDIQUE DP Plus工艺能够改进性能,并通过减少催化剂工作液中的钯含量降低了操作成本,同时在塑料表面为后续酸铜电镀提供了高稳定性和一致的导电层。UDIQUE DP Plus工艺可用于选择性电镀(2K-和3K-部件)或作为电镀隔绝涂料。UDIQUE DP Plus可以为当今先进的设计以及汽车、建筑硬件和装饰性饰面行业经常需要电镀的复杂几何形状部件(例如锐利的边角)提供卓越的结合力。

安美特公司于2016年12月收购了Pegastech(一家法国特种化学品公司),开发的塑料电镀Pegastech是一种不使用六价铬和钯的化合物的塑料电镀前处理技术。这项工艺取代了危险化学品,节约了资源,而且完全与现代电镀设备和加工周期相兼容,这项技术是对安美特现有塑料电镀技术的完美补充。该技术的核心优势:(1)不含六价铬的粗化工艺(2)不含钯的活化剂(3)适用于多种塑料,包含ABS、ABS-PC、双色料(4)不会出现挂具上镀现象(5)与现有的塑料电镀生产线相兼容,这个新工艺的产品开发、测试和应用推广计划已开始实施。

合金电镀和复合电镀为汽车行业添新彩

从装饰性角度,一些其他表面装饰技术正在某些应用领域替代了电镀技术。这使得电镀技术在表面装饰性方面的应用将有所减少,只会保留一些无法替代的装饰镀层和满足一部分市场的需要。但是,电镀的功能性应用则会有所增强,并且在进一步发挥其表面改性功能的同时,向新材料制造扩展。

这种趋势有几个方面的动向,一个是从已经获得应用的合金领域的外延。合金电镀有着传统冶金学无法模拟的优势,就制造新合金而言,电镀技术可以比较方便从镀液中获得二元、三元、四元合金。随着电沉积技术的进步,这一过程正在得到加强。一些新的合金镀层被开发出来并且在新产品中广泛采用,在提升产品整体质量的同时,也为开发新产品提供了新的选项。另一方面是复合镀技术的出现,使复合材料技术在表面得以应用,从而让更多材料通过表面改性分享复合材料的优点,这也将是一个重要的发展趋势。

以汽车行业为例,新的钝化技术被用来改善电镀技术,锌镍镀层在底盘、制动、油管、紧固件、支架悬臂等关键零部件的应用显著增加,锌铝技术在紧固件上的应用不断普及,组合的镀锌/锌镍加合适的面漆被用来满足更高的要求,尤其最近流行的复合黑色电镀效果。

中国汽车年产销量已近3000万辆,每年汽车特种零部件表面处理市场规模已达数十亿元。这一领域的市场目前主要被美国的陶氏化学、麦德美乐思,法国的安美特、科文特亚,德国的赛德克,日本的上村化学,中国的永星化工、恒捷化工、风帆电镀等公司占据。

麦德美乐思ZinKlad三价铬加微孔镍体系,测试结果表明与六价铬加微裂纹或微孔镍工艺相比,其防腐蚀性能更为优异,广泛的应用于全球汽车行业金属防腐和有机镀层。TriMac ECLIPSE抗紫外线黑色三价铬电镀工艺,L值低于46。沉积可抗超过80 CASS测试,对含盐氯化钙具有高容忍度。


麦德美ZinKlad在汽车部件上的应用

安美特为配合汽车行业对生产流程的严谨要求,设计了一系列针对性的辅助设备,如在三价铬钝化使用的TRICOTECT离子交换设备,锌镍合金的MEMBRANE ANODE阳极薄膜等,可以全自动监察电镀药水、减少有害物产生、延长了电镀化学药品的寿命、从而降低排放和耗用量、提高生产稳定性及减少退货率。安美特锌铝涂层产品是对电镀腐蚀保护镀层产品的完美补充,主要的优点包括:无氢脆问题、不需要另外除氢热处理、适用于承受高张力的螺栓(PC 10.9 above)、即使很薄的涂层也能对腐蚀提供足够的保护(8-12 μm)( > 1000 h NSS)、涂层无铬,无毒、使用含有润滑剂的封闭剂实现对扭矩张力特性的精准控制、无废水处理问题,属清洁生产技术、低成本(工艺简单)等。与此同时,为应对汽车行业于抗腐蚀的标准上不断提高,尤其是在关于气候的周期性测试,安美特提供了抗腐蚀性能更稳定的方案——对紧固件进行先了电镀锌镍合金再进行涂覆工艺的供应商,利用两种工艺的优点,充分达到盐雾效果,也是安美特与普通的金属表面处理供应商的区别之处。

科文特亚三价铬电镀具有极佳的防腐性能,无论是严寒的俄罗斯冬天还是容易腐蚀的佛罗里达海滩,都能经受最恶劣的环境考验。TRISTAR产品工艺涵盖氯化体系和硫酸体系,在环保水平大幅提升的同时获得六价铬工艺同样的外观。产品在设计时就考虑到现场作业,极快的镀速、补充及添加简单、去杂质容易,使TRISTRA成为全球知名的三价铬品牌。

电镀和材料技术在新能源汽车领域显身手

新能源汽车无疑是当今最关注的新市场,而全铝车身的轻量化和电池寿命的可靠性是其中的重点,电镀技术在其中扮演着重要角色。

麦德美乐思的Oxidite阳极氧化工艺汇集了铝合金处理方面的产品,该独特工艺能达到及超越铝合金表面处理者的要求及期望,它的产品系列提供所需要的工艺从而达到稳定的高品质的阳极氧化镀层性能。ZinKlad MG / MGL在全铝车身和紧固件接触电位腐蚀防护上,获得大众-奥迪和克莱斯勒认证。

优美科从3M购得NMC电池材料的专利权,并投资3亿欧元,用以进一步提高锂离子可充电电池所需NMC(镍锰钴)正极材料的产能。NMC是支持汽车电动化的可充电电池所需的首选正极材料技术, 这一材料的全球需求正在急速增长。这次的投资也能使优美科满足其独有的用于高端电子产品的高能LCO(钴酸锂)正极材料的增长需求。优美科的NMC正极材料是可充电电池技术的关键材料,可以延长电动汽车电动的驾驶时间,并使电动车的价格趋于合理。优美科在电池材料技术领域有二十多年的专业经验,是运输应用方面的资深专家,拥有广泛的知识产权组合以及卓越的产能提升能力,这些因素使得优美科成为这一领域的领导者。

2018广州「中国国际表面处理展」展会资料


日期              2018年12月4至6日

地点             中国进出口商品交易会展馆A                        区(中国广州海珠区阅江中路380号) 

展会网站      www.sfchina.net

 

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