整機電鍍技術

1. 作者從事電鍍工作四十余年，在工作中積累了大量的解決現場問題的經驗，在書中進行了無私的分享。 2. 書中對常用的電鍍工藝進行了系統的總結，并給出了明確的配方工藝，可供讀者參考使用。 3. 本書內容從整機角度切入，避免了設計好的工藝與整機電鍍不匹配的問題。 4. 在15年前出版的《整機電鍍》的基礎上，更新了近年來用于電鍍的新材料和新工藝，緊跟行業發展動態。

整機是電子整機的簡稱，而電子整機則是原電子工業部對所有電子產品的總稱，特別是在軍工領域，是一個流行的概念。所有電子產品的使用功能都是通過整個電子設備來實現的，因此，從整機的角度對產品的可靠性進行測試是獲得驗收電子產品參數的重要管理過程；也因此，只有從整機角度對電子產品生產中涉及的工藝加以管控，才能保證整機產品的可靠性?；诖?，各個電子產品生產工藝都在為跟進這種需要而努力，電鍍技術也是如此。當年由中國電子電鍍專業委員會主任蔣宇僑先生提議、本人編寫的《整機電鍍》就是一個顯著的例子。
進入21世紀以來，電子新產品層出不窮，智能化浪潮風起云涌，使智能電子產品的零配件的功能需求更加多樣化，導致電子產品對電鍍的依賴有增無減，以至于有些產品的制造如果沒有電鍍技術的支持，就沒有辦法完成。因此，為推動電子整機的現代制造，持續關注和發展整機電鍍技術勢在必行。
此外，一些新材料的應用需要用到電鍍技術，一些傳統材料需要在表面獲得新鍍層的性能，這都使得電子整機在設計、研發階段就要與電鍍工程技術有良好的融合。從整機角度策劃和應用電鍍技術就顯得非常重要。當年出版《整機電鍍》正是為了適應這種需要。
現在，更多的整機產品設計研發人員和制造商開始有了整機電鍍的概念，對從整體上提升產品的可靠性和保證產品品質有了新的認識?；诖?，重新編寫《整機電鍍技術》一書，體現近十年來電鍍新技術的發展與進步。
本書內容包括激光電鍍、3D電鍍、陶瓷材料電鍍、晶圓電鍍和新的無氰電鍍技術，特別是無氰鍍銀等，并且對電子電鍍產品質量與效率和電鍍裝備的關系，在有關章節做了重點介紹。需要指出的是，電鍍作為一門應用技術，實踐比理論更重要。許多實際操作中影響的因素并不一定都能反映在已有的理論框架和經驗公式中。包括通常認為是“雜質”的影響，有時超乎預料。有些所謂“雜質”，其實具有非常重要的正面效果，是未被認識的有效因子。金屬離子的電沉積過程，涉及電子進入離子殼層還原為原子的過程，是極為微觀的過程，任何微小的擾動都會影響沉積過程?；谶@種認識，我們在探討整機電鍍影響因素時，會增加這方面的內容，從而為進一步提高電子整機的可靠性而提供新的思路和路徑。
可以預期，隨著產品智能化時代的到來，人機互動場景會越來越多，整機產品的可靠性要求也會越來越高。因此，從工藝上整合智能產品設計和加工制造更有必要。而整機電鍍正是這種大工藝觀的一個實踐，相信對強化現代制造非常有意義。
本書在寫作之際，恰逢《中國科學院學部咨詢評論項目：我國電子電鍍基礎與工業的現狀和發展》啟動，我和歐忠文教授作為項目顧問參加了這個重要課題的咨詢評議工作。期間，同是項目組成員的重慶立道新材料有限公司胡國輝研究員對本書的寫作給予了鼓勵和支持，并為本書新增內容提出了寶貴建議，為本書增色不少，在此深表謝意。
由于編者的水平和經驗有限，書中難免有不妥之處，敬請廣大讀者批評指正。

劉仁志 
2023年7月

劉仁志， 武漢風帆表面工程有限公司，教授級工程師，曾任武漢風帆電鍍技術有限公司總工程師，中國表面工程協會電鍍分會技術委員會副主任委員，現為中國機械工程學會表面處理分會委員、中國電子學會生產技術學分會電鍍專業委員會委員，既有豐富的實踐經驗，又有札實的理論知識。從1980年至今，已經在國內外電鍍或表面處理期刊發表論文近百篇，申請和獲得有多項專利。

《整機電鍍技術》以新的視角詳細介紹了電子電鍍技術。從電子整機的角度討論電鍍技術的作用和影響，對從整體上提高電子整機的可靠性和進一步提高整機的各種性能，包括功能性、裝飾性、環保性和經濟性等，具有重要意義。全書共分十章，內容包括電子整機需要的裝飾性電鍍工藝、防護性電鍍工藝、功能性電鍍工藝和其他電鍍工藝（滾鍍、化學鍍）等。鍍種涉及鍍金、鍍銀、鍍銅、鍍鎳、鍍鉻、鍍合金、塑料與非金屬電鍍、輕金屬電鍍等。另外，本書對電子電鍍產品質量、效率與電鍍設備的關系做了重點介紹，全書的信息量大，有豐富的整機電鍍創新資源。
本書凝聚了作者多年的工作經驗和技術信息，是電子電鍍和其他電鍍從業者的技術工具書，也是電化學工藝專業師生教學和學習的重要參考書。

第1章 電子整機與電鍍 001
1.1 電子整機與電鍍產業鏈 001
1.1.1 電子元器件與電鍍 001
1.1.2 整機電鍍與原材料工業 002
1.1.3 電鍍設備 004
1.2 電子整機與電鍍基礎 011
1.2.1 電子整機電鍍的概念 011
1.2.2 電子整機的防護性電鍍 013
1.2.3 電子整機的裝飾性電鍍 014
1.2.4 電子整機的功能性電鍍 015
參考文獻 016

第2章 整機電鍍概論 017
2.1 整機設計與電鍍 017
2.1.1 整機設計時的工藝選擇 017
2.1.2 結構工藝與電鍍 019
2.1.3 整機電鍍工藝 020
2.2 整機電鍍的策劃 021
2.2.1 整機設計的系統工程 021
2.2.2 充分了解整機性能要求與使用環境 023
2.2.3 電鍍工藝的選擇與驗證 024
2.2.4 正確地使用鍍層標記 025
2.3 整機電鍍的開發性課題 026
2.3.1 現有工藝對整機電鍍的適應性 026
2.3.2 通過調整工藝適應整機性能要求 027
2.3.3 整機電鍍工藝的開發 029
2.4 電鍍設備與整機電鍍 029
2.4.1 設備對電鍍過程的影響 029
2.4.2 物理因素對電鍍過程的影響 031
2.4.3 電鍍設備的標準化 042
參考文獻 042

第3章 整機電鍍的通用工藝 043
3.1 裝飾性電子電鍍通用工藝 043
3.1.1 裝飾鍍銅 043
3.1.2 裝飾鍍鎳 045
3.1.3 裝飾鍍鉻 047
3.1.4 其他裝飾性電鍍工藝 054
3.2 防護性電子電鍍通用工藝 056
3.2.1 鍍鋅 056
3.2.2 通用鍍鎳 060
3.2.3 通用鍍銅 063
3.2.4 無氰鍍銅 065
3.2.5 鍍合金 066
3.3 功能性電子電鍍通用工藝 072
3.3.1 功能鍍金 073
3.3.2 功能鍍銀 076
3.3.3 鍍錫及錫合金 078
3.3.4 其他貴金屬電鍍(鉑、鈀、銠、鈦、銦) 081
3.4 滾鍍技術 087
3.4.1 滾鍍技術的特點 087
3.4.2 影響滾鍍質量的因素 089
3.4.3 滾鍍設備 092
3.5 化學鍍通用工藝 093
3.5.1 化學鍍銅工藝 094
3.5.2 化學鍍鎳工藝 096
3.5.3 化學鍍金和化學鍍銀 098
參考文獻 102

第4章 通信類電子整機的電鍍 103
4.1 通信類電子整機的特點 103
4.1.1 通信類電子整機的性能特點 103
4.1.2 通信類電子整機的結構特點 104
4.1.3 通信類電子整機的材料特點 104
4.1.4 通信類電子產品的個性特點 106
4.1.5 通信類電子產品更新換代與電鍍技術的關系 106
4.2 通信類電子整機電鍍的分類及要求 106
4.2.1 功能性電鍍 106
4.2.2 防護性電鍍 121
4.2.3 裝飾性電鍍 122
4.3 通信類電子整機的特殊電鍍工藝 123
4.3.1 輕金屬表面電鍍工藝 123
4.3.2 超塑材料電鍍工藝 130
4.3.3 ABS塑料電鍍工藝 137
4.3.4 PP塑料電鍍工藝 150
4.3.5 其他塑料的電鍍工藝 155
參考文獻 160

第5章 智能類電子整機的電鍍 161
5.1 智能類電子整機的特點 161
5.1.1 智能類電子整機的功能特點 161
5.1.2 智能類電子整機的結構特點 162
5.2 智能類電子整機的電鍍 164
5.2.1 智能類電子整機的功能性和防護性電鍍 164
5.2.2 智能類電子整機的裝飾性電鍍 165
5.2.3 電子連接器的電鍍 172
5.3 智能類電子整機的特殊電鍍工藝 182
5.3.1 撓性印制電路板的制造工藝 182
5.3.2 磁盤電鍍 184
5.3.3 芯片電鍍 186
參考文獻 190

第6章 儀器儀表類電子整機的電鍍 191
6.1 儀器儀表類電子整機 191
6.1.1 儀器儀表整機的性能與特點 191
6.1.2 儀器儀表發展的關鍵技術與電鍍 194
6.1.3 電鍍技術對關鍵技術的支持 195
6.2 儀器儀表類電子整機的電鍍 196
6.2.1 防護裝飾性電鍍 196
6.2.2 鍍前處理是電鍍最重要的控制流程 196
6.2.3 超聲波除油與清洗 200
6.3 儀器儀表類電子整機的特殊電鍍工藝 202
6.3.1 磁性材料電鍍工藝 202
6.3.2 其他磁體電鍍 206
6.3.3 巨磁電阻效應與電鍍 208
6.3.4 陶瓷電鍍 210
6.3.5 玻璃電鍍 215
參考文獻 220

第7章 家電和電子玩具類整機的電鍍 221
7.1 家電和玩具產品 221
7.1.1 家電產品的分類與特點 221
7.1.2 電子玩具類產品的分類與特點 222
7.1.3 家電產品與電子玩具類產品的特殊要求 223
7.2 家電和玩具類整機的電鍍 228
7.2.1 防護與裝飾性電鍍概要 228
7.2.2 特殊裝飾性電鍍 229
7.3 安全性鍍層和工藝 232
7.3.1 直接接觸類安全鍍層 232
7.3.2 環境安全性鍍層 236
參考文獻 243

第8章 電鍍與電子制造 244
8.1 印制板制造技術 244
8.1.1 印制板制造中的電鍍工藝 245
8.1.2 全板電鍍和圖形電鍍 245
8.1.3 雙面板與多層板技術 246
8.1.4 其他特殊基材印制板 261
8.2 模型制造中的電鑄工藝 269
8.2.1 電鑄加工需要的資源 269
8.2.2 電鑄工藝 272
8.2.3 電子產品的顯微制造技術 298
8.3 納米材料的電化學制造工藝 301
8.3.1 電鍍是獲取納米材料的重要技術 301
8.3.2 電沉積法的優點 301
8.3.3 模板電沉積制備一維納米材料 302
8.4 激光電鍍與3D 電鍍 303
8.4.1 激光電鍍 303
8.4.2 三維塑?；ヂ摷夹g(3D-MID) 305
8.4.3 激光直寫電鍍技術探索 306
8.4.4 3D制造與電鍍 307
參考文獻 307

第9章 綠色制造與綠色電鍍 308
9.1 綠色制造概念 308
9.2 綠色制造的工藝技術 309
9.2.1 節約資源型工藝技術 309
9.2.2 節約能源型工藝技術 309
9.2.3 環保型工藝技術 310
9.3 綠色電鍍工藝示例 310
9.3.1 環保型鍍鉻 310
9.3.2 資源節約型電鍍工藝 314
9.3.3 用于印制板電鍍的環保型新工藝 320
9.4 無氰電鍍 323
9.4.1 無氰鍍鋅 324
9.4.2 無氰鍍銀 325
9.4.3 無氰鍍鎘 330
參考文獻 332

第10章 電子整機與環境 333
10.1 電子工業對環境的影響 333
10.1.1 環境與環境問題 333
10.1.2 工業發展對環境的影響 334
10.2 國際上對電子產品的環保要求 336
10.2.1 歐盟的要求 336
10.2.2 美國和世界其他國家的環境法規 337
10.3 我國電子產品的污染控制法令 338
10.3.1 守護綠水青山 338
10.3.2 我國電子產品的有害物質限量技術要求 338
10.3.3 檢測方法 340
10.3.4 電子信息產品污染控制標志 341