整机电镀技术

1. 作者从事电镀工作四十余年，在工作中积累了大量的解决现场问题的经验，在书中进行了无私的分享。 2. 书中对常用的电镀工艺进行了系统的总结，并给出了明确的配方工艺，可供读者参考使用。 3. 本书内容从整机角度切入，避免了设计好的工艺与整机电镀不匹配的问题。 4. 在15年前出版的《整机电镀》的基础上，更新了近年来用于电镀的新材料和新工艺，紧跟行业发展动态。

整机是电子整机的简称，而电子整机则是原电子工业部对所有电子产品的总称，特别是在军工领域，是一个流行的概念。所有电子产品的使用功能都是通过整个电子设备来实现的，因此，从整机的角度对产品的可靠性进行测试是获得验收电子产品参数的重要管理过程；也因此，只有从整机角度对电子产品生产中涉及的工艺加以管控，才能保证整机产品的可靠性。基于此，各个电子产品生产工艺都在为跟进这种需要而努力，电镀技术也是如此。当年由中国电子电镀专业委员会主任蒋宇侨先生提议、本人编写的《整机电镀》就是一个显著的例子。
进入21世纪以来，电子新产品层出不穷，智能化浪潮风起云涌，使智能电子产品的零配件的功能需求更加多样化，导致电子产品对电镀的依赖有增无减，以至于有些产品的制造如果没有电镀技术的支持，就没有办法完成。因此，为推动电子整机的现代制造，持续关注和发展整机电镀技术势在必行。
此外，一些新材料的应用需要用到电镀技术，一些传统材料需要在表面获得新镀层的性能，这都使得电子整机在设计、研发阶段就要与电镀工程技术有良好的融合。从整机角度策划和应用电镀技术就显得非常重要。当年出版《整机电镀》正是为了适应这种需要。
现在，更多的整机产品设计研发人员和制造商开始有了整机电镀的概念，对从整体上提升产品的可靠性和保证产品品质有了新的认识。基于此，重新编写《整机电镀技术》一书，体现近十年来电镀新技术的发展与进步。
本书内容包括激光电镀、3D电镀、陶瓷材料电镀、晶圆电镀和新的无氰电镀技术，特别是无氰镀银等，并且对电子电镀产品质量与效率和电镀装备的关系，在有关章节做了重点介绍。需要指出的是，电镀作为一门应用技术，实践比理论更重要。许多实际操作中影响的因素并不一定都能反映在已有的理论框架和经验公式中。包括通常认为是“杂质”的影响，有时超乎预料。有些所谓“杂质”，其实具有非常重要的正面效果，是未被认识的有效因子。金属离子的电沉积过程，涉及电子进入离子壳层还原为原子的过程，是极为微观的过程，任何微小的扰动都会影响沉积过程。基于这种认识，我们在探讨整机电镀影响因素时，会增加这方面的内容，从而为进一步提高电子整机的可靠性而提供新的思路和路径。
可以预期，随着产品智能化时代的到来，人机互动场景会越来越多，整机产品的可靠性要求也会越来越高。因此，从工艺上整合智能产品设计和加工制造更有必要。而整机电镀正是这种大工艺观的一个实践，相信对强化现代制造非常有意义。
本书在写作之际，恰逢《中国科学院学部咨询评论项目：我国电子电镀基础与工业的现状和发展》启动，我和欧忠文教授作为项目顾问参加了这个重要课题的咨询评议工作。期间，同是项目组成员的重庆立道新材料有限公司胡国辉研究员对本书的写作给予了鼓励和支持，并为本书新增内容提出了宝贵建议，为本书增色不少，在此深表谢意。
由于编者的水平和经验有限，书中难免有不妥之处，敬请广大读者批评指正。

刘仁志 
2023年7月

刘仁志， 武汉风帆表面工程有限公司，教授级工程师，曾任武汉风帆电镀技术有限公司总工程师，中国表面工程协会电镀分会技术委员会副主任委员，现为中国机械工程学会表面处理分会委员、中国电子学会生产技术学分会电镀专业委员会委员，既有丰富的实践经验，又有札实的理论知识。从1980年至今，已经在国内外电镀或表面处理期刊发表论文近百篇，申请和获得有多项专利。

《整机电镀技术》以新的视角详细介绍了电子电镀技术。从电子整机的角度讨论电镀技术的作用和影响，对从整体上提高电子整机的可靠性和进一步提高整机的各种性能，包括功能性、装饰性、环保性和经济性等，具有重要意义。全书共分十章，内容包括电子整机需要的装饰性电镀工艺、防护性电镀工艺、功能性电镀工艺和其他电镀工艺（滚镀、化学镀）等。镀种涉及镀金、镀银、镀铜、镀镍、镀铬、镀合金、塑料与非金属电镀、轻金属电镀等。另外，本书对电子电镀产品质量、效率与电镀设备的关系做了重点介绍，全书的信息量大，有丰富的整机电镀创新资源。
本书凝聚了作者多年的工作经验和技术信息，是电子电镀和其他电镀从业者的技术工具书，也是电化学工艺专业师生教学和学习的重要参考书。

第1章 电子整机与电镀 001
1.1 电子整机与电镀产业链 001
1.1.1 电子元器件与电镀 001
1.1.2 整机电镀与原材料工业 002
1.1.3 电镀设备 004
1.2 电子整机与电镀基础 011
1.2.1 电子整机电镀的概念 011
1.2.2 电子整机的防护性电镀 013
1.2.3 电子整机的装饰性电镀 014
1.2.4 电子整机的功能性电镀 015
参考文献 016

第2章 整机电镀概论 017
2.1 整机设计与电镀 017
2.1.1 整机设计时的工艺选择 017
2.1.2 结构工艺与电镀 019
2.1.3 整机电镀工艺 020
2.2 整机电镀的策划 021
2.2.1 整机设计的系统工程 021
2.2.2 充分了解整机性能要求与使用环境 023
2.2.3 电镀工艺的选择与验证 024
2.2.4 正确地使用镀层标记 025
2.3 整机电镀的开发性课题 026
2.3.1 现有工艺对整机电镀的适应性 026
2.3.2 通过调整工艺适应整机性能要求 027
2.3.3 整机电镀工艺的开发 029
2.4 电镀设备与整机电镀 029
2.4.1 设备对电镀过程的影响 029
2.4.2 物理因素对电镀过程的影响 031
2.4.3 电镀设备的标准化 042
参考文献 042

第3章 整机电镀的通用工艺 043
3.1 装饰性电子电镀通用工艺 043
3.1.1 装饰镀铜 043
3.1.2 装饰镀镍 045
3.1.3 装饰镀铬 047
3.1.4 其他装饰性电镀工艺 054
3.2 防护性电子电镀通用工艺 056
3.2.1 镀锌 056
3.2.2 通用镀镍 060
3.2.3 通用镀铜 063
3.2.4 无氰镀铜 065
3.2.5 镀合金 066
3.3 功能性电子电镀通用工艺 072
3.3.1 功能镀金 073
3.3.2 功能镀银 076
3.3.3 镀锡及锡合金 078
3.3.4 其他贵金属电镀(铂、钯、铑、钛、铟) 081
3.4 滚镀技术 087
3.4.1 滚镀技术的特点 087
3.4.2 影响滚镀质量的因素 089
3.4.3 滚镀设备 092
3.5 化学镀通用工艺 093
3.5.1 化学镀铜工艺 094
3.5.2 化学镀镍工艺 096
3.5.3 化学镀金和化学镀银 098
参考文献 102

第4章 通信类电子整机的电镀 103
4.1 通信类电子整机的特点 103
4.1.1 通信类电子整机的性能特点 103
4.1.2 通信类电子整机的结构特点 104
4.1.3 通信类电子整机的材料特点 104
4.1.4 通信类电子产品的个性特点 106
4.1.5 通信类电子产品更新换代与电镀技术的关系 106
4.2 通信类电子整机电镀的分类及要求 106
4.2.1 功能性电镀 106
4.2.2 防护性电镀 121
4.2.3 装饰性电镀 122
4.3 通信类电子整机的特殊电镀工艺 123
4.3.1 轻金属表面电镀工艺 123
4.3.2 超塑材料电镀工艺 130
4.3.3 ABS塑料电镀工艺 137
4.3.4 PP塑料电镀工艺 150
4.3.5 其他塑料的电镀工艺 155
参考文献 160

第5章 智能类电子整机的电镀 161
5.1 智能类电子整机的特点 161
5.1.1 智能类电子整机的功能特点 161
5.1.2 智能类电子整机的结构特点 162
5.2 智能类电子整机的电镀 164
5.2.1 智能类电子整机的功能性和防护性电镀 164
5.2.2 智能类电子整机的装饰性电镀 165
5.2.3 电子连接器的电镀 172
5.3 智能类电子整机的特殊电镀工艺 182
5.3.1 挠性印制电路板的制造工艺 182
5.3.2 磁盘电镀 184
5.3.3 芯片电镀 186
参考文献 190

第6章 仪器仪表类电子整机的电镀 191
6.1 仪器仪表类电子整机 191
6.1.1 仪器仪表整机的性能与特点 191
6.1.2 仪器仪表发展的关键技术与电镀 194
6.1.3 电镀技术对关键技术的支持 195
6.2 仪器仪表类电子整机的电镀 196
6.2.1 防护装饰性电镀 196
6.2.2 镀前处理是电镀最重要的控制流程 196
6.2.3 超声波除油与清洗 200
6.3 仪器仪表类电子整机的特殊电镀工艺 202
6.3.1 磁性材料电镀工艺 202
6.3.2 其他磁体电镀 206
6.3.3 巨磁电阻效应与电镀 208
6.3.4 陶瓷电镀 210
6.3.5 玻璃电镀 215
参考文献 220

第7章 家电和电子玩具类整机的电镀 221
7.1 家电和玩具产品 221
7.1.1 家电产品的分类与特点 221
7.1.2 电子玩具类产品的分类与特点 222
7.1.3 家电产品与电子玩具类产品的特殊要求 223
7.2 家电和玩具类整机的电镀 228
7.2.1 防护与装饰性电镀概要 228
7.2.2 特殊装饰性电镀 229
7.3 安全性镀层和工艺 232
7.3.1 直接接触类安全镀层 232
7.3.2 环境安全性镀层 236
参考文献 243

第8章 电镀与电子制造 244
8.1 印制板制造技术 244
8.1.1 印制板制造中的电镀工艺 245
8.1.2 全板电镀和图形电镀 245
8.1.3 双面板与多层板技术 246
8.1.4 其他特殊基材印制板 261
8.2 模型制造中的电铸工艺 269
8.2.1 电铸加工需要的资源 269
8.2.2 电铸工艺 272
8.2.3 电子产品的显微制造技术 298
8.3 纳米材料的电化学制造工艺 301
8.3.1 电镀是获取纳米材料的重要技术 301
8.3.2 电沉积法的优点 301
8.3.3 模板电沉积制备一维纳米材料 302
8.4 激光电镀与3D 电镀 303
8.4.1 激光电镀 303
8.4.2 三维塑模互联技术(3D-MID) 305
8.4.3 激光直写电镀技术探索 306
8.4.4 3D制造与电镀 307
参考文献 307

第9章 绿色制造与绿色电镀 308
9.1 绿色制造概念 308
9.2 绿色制造的工艺技术 309
9.2.1 节约资源型工艺技术 309
9.2.2 节约能源型工艺技术 309
9.2.3 环保型工艺技术 310
9.3 绿色电镀工艺示例 310
9.3.1 环保型镀铬 310
9.3.2 资源节约型电镀工艺 314
9.3.3 用于印制板电镀的环保型新工艺 320
9.4 无氰电镀 323
9.4.1 无氰镀锌 324
9.4.2 无氰镀银 325
9.4.3 无氰镀镉 330
参考文献 332

第10章 电子整机与环境 333
10.1 电子工业对环境的影响 333
10.1.1 环境与环境问题 333
10.1.2 工业发展对环境的影响 334
10.2 国际上对电子产品的环保要求 336
10.2.1 欧盟的要求 336
10.2.2 美国和世界其他国家的环境法规 337
10.3 我国电子产品的污染控制法令 338
10.3.1 守护绿水青山 338
10.3.2 我国电子产品的有害物质限量技术要求 338
10.3.3 检测方法 340
10.3.4 电子信息产品污染控制标志 341