CN108070888A - 一种电磁屏蔽材料的电镀方法 - Google Patents

一种电磁屏蔽材料的电镀方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电磁屏蔽材料的电镀方法，其特征在于，包括：将导电化的基材放入预浸液中浸润，将预处理过的基材加入预镀槽中进行预镀，预镀温度为45‑55℃，预镀阴极电流密度为2.3‑3.0A/dm2，再将基材加入主镀槽中进行电镀，主镀阴极电流密度2.4‑4.5A/dm2。该发明将传统电镀工艺中的一次电镀成型变更为预镀+主镀的两次电镀，在预镀时原有电流由阴极通过基材自身传导至受镀处变更为阴极直接传导至受镀处，规避由于基材导电化不良对电流传导造成影响，并且在预镀前增加一个预浸处理，可以改善基材亲水性，避免由于基材表面富集气泡引起的漏镀，所得电磁屏蔽材料的产品合格率高。

Description

一种电磁屏蔽材料的电镀方法
技术领域
本发明属于电磁屏蔽材料领域，具体涉及一种电磁屏蔽材料的电镀方法。
背景技术
随着社会经济的发展和人民生活水平的提高，高科技的电器产品越来越受到人们的欢迎，手机、电脑、电视机、微波炉给人们生活带来便利的同时，也给人们带来了一定的困惑，电磁辐射问题也日益突出。为减少和避免电磁辐射对人体造成的伤害，电磁屏蔽材料的需求也越来越大，出现了以导电海绵为代表的三维多孔导电结构的材料与以导电布为代表的二维结构屏蔽材料。对电磁屏蔽产品的性能要求也越来越高，而且除了具有抗电磁干扰和辐射、抗静电的功能以外，还希望同时具有抗紫外线辐射、抗菌除臭或其它一些附加功能。与薄膜、板材等电磁屏蔽材料相比，电磁屏蔽导电布和导电海绵因其独有的柔软性和加工方便的特性，使用越来越广，既可以加工成用于电子产品和器件的导电布胶带、冲型导电布和导电泡棉，又可以做成服装、包装袋、装饰材料等用于满足人们日常生活中防止电磁辐射的需要。
制备电磁屏蔽材料的方法主要有化学镀、电镀、溅射镀等。其中，化学镀铜镀镍工艺生产成本高，并且生产过程中产生的废水处理较难，对环境污染严重；电镀铜镀镍虽然降低了生产成本，但是由于基材本身不稳定，造成操作控制困难，产品质量难以保证；溅射镀使用的设备价格高昂，难以大规模生产，不能适应市场需要。目前采用较多的制备方法是溅射镀联合电镀铜和电镀镍工艺，较之传统的电磁屏蔽材料的制备方法更为环保，且制得的产品质量高。但是电镀采用的是一次电镀上金属铜或镍，在电镀过程中，为保障最终产品能保持基材特性，都尽可能的降低涂覆金属的量，这就导致产品在电镀过程中容易出现漏镀等缺陷不良，严重影响成品产出率，所以电磁屏蔽材料的市场价格较高。
专利申请号为200910031357.5的发明公开了一种电磁屏蔽导电布的制备方法，将全涤纶布料依次进行预处理、真空镀镍、电镀铜和电镀镍后制得电磁屏蔽导电布，再将制得的电磁屏蔽导电布进行固化，预处理步骤中进行等离子体辉光放电处理，真空镀镍采用磁控溅射工艺，电镀铜和电镀镍过程中对导电棍间采用垂直上下放置的方式。该制备方法中电镀铜和电镀镍都采用的是一次电镀，在电镀过程中，电流由阴极通过基材自身传导至受镀处，由于基材的导电化不良容易对电流传导造成影响。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种电磁屏蔽材料的电镀方法。
本发明提供一种电磁屏蔽材料的电镀方法，包括下述工艺步骤：
a)预浸处理：将基材放入预浸液中浸润，预浸液包括以下组分及各自重量份：硫酸15-20份，盐酸15-20份，十二烷基磺酸钠5-10份，十二烷基硫酸钠10-15份，氨基磺酸镍25-30份，氯化镍3-5份，硼酸4-6份，硫酸镍15-20份，预浸液的pH为4.3-4.6，温度为45-55℃，浸泡时间4～5min；
b)预镀：将步骤a)预处理过的基材加入预镀液中进行预镀，预镀温度为40-55℃，所述预镀液包括以下组分及各自重量份：氨基磺酸镍15-24份，氯化镍6-7份，硼酸3-6份，硫酸镍30-33份，水35-40份，预镀液的pH为4.4-4.8；
c)主镀：将步骤b)预镀后的基材加入主镀槽中进行电镀。
优选的，步骤a)中所述基材为导电布或导电海绵。
优选的，步骤a)中所述预浸时间4-5min。
优选的，步骤b)中所述预镀的阴极电流密度2.3-3.0A/dm2。
优选的，步骤b)中所述预镀施镀时间3-4min。
优选的，步骤c)中所述主镀的电流密度2.4-4.5A/dm2。
优选的，步骤c)中所述主镀施镀时间6-7min。
本发明的有益效果是：将传统电镀工艺中的一次电镀成型变更为预镀+主镀的两次电镀，在预镀时由原有电流由阴极通过基材自身传导至受镀处变更为阴极直接传导至受镀处，减少电流传导距离，规避由于基材导电化不良对电流传导造成影响，并且在预镀前增加一个预浸处理，可以改善基材亲水性，避免由于基材表面富集气泡引起的漏镀，所得电磁屏蔽材料的产品合格率高。
附图说明
图1为电镀设备结构示意图。
在图中，1预浸槽、2预镀槽、3主镀槽、4镀液回收槽、5第一水洗槽、6第二水洗槽、7烘箱、8槽体、9导向辊、10水洗喷淋管、11对压辊、21阴极钛棍、22阳极钛篮Ⅰ、31阴极导电条、32阳极钛篮Ⅱ。
具体实施方式
实施例1
采用如图1所示的电镀设备制备电磁屏蔽产品，所述电镀设备包括依次并列设置的预浸槽1、预镀槽2、主镀槽3、镀液回收槽4、一级水洗槽5、二级水洗槽6和烘箱7，所述预浸槽1包括盛有预浸液的槽体8和导向辊9，所述预镀槽2包括盛有预镀液的槽体8，阴极钛棍21，阳极钛篮Ⅰ22和导向辊9，阴极钛棍21两端设置有传动装置和导电装置，阴极钛棍21和阳极钛篮Ⅰ22设置在预镀槽2的中部，阴极钛棍21至少一部分浸在上述预镀液的液面下，阳极钛篮Ⅰ22浸在预镀液的液面下，所述主镀槽3包括盛有主镀液的槽体8，阴极导电条31，阳极钛篮Ⅱ32和导向辊9，所述二级水洗槽6包括槽体8、导向辊9和水洗喷淋管10，所述镀液回收槽4、一级水洗槽5由槽体8和导向辊9组成。
本设备中，阴极钛棍21为圆柱形，直径为350-400mm。。
本设备中，阳极钛篮Ⅰ22有两个采用8-10mm厚钛板制作，为弧形，弧度1/4圆环，内壁圆环半径215mm，外壁圆环半径260mm。
本设备中，阴极钛棍21在阳极钛篮Ⅰ22的上方，两者之间的距离为80mm。
本设备中，阴极导电条31为一面弧形铜条或镍条，弧形面贴产品，两端连接电源其内部装有冷却水路，一端侧后面引出冷却水管连接头。
本设备中，阳极钛篮Ⅱ32采用8-10mm厚钛板制作，其正对阴极面钻直径1-2mm孔内置加强筋，两侧面焊接导电引出端。
本设备中，主镀槽内设置两个阳极钛篮Ⅱ32，等距分布在阴极导电条31下方的两侧，两阳极钛篮Ⅱ32的距离为130-150mm。
本设备中，主镀槽3和镀液回收槽4之间设置有一组控制产品走带速度的对压辊11。
本设备中，导向辊9在槽体8的内部或者上部两侧，导向辊9的直径为135mm。
本设备中，除槽体8内液下导向辊9外其他导向辊9都连接齿轮用链条连接传动运行。
本设备中，槽体8的材质为耐酸碱材质，所述耐酸碱材质包含聚氯乙烯、聚丙烯或聚乙烯。
本设备中，烘干箱7由箱体、加热风机、风刀、导向辊9构成，箱体内至保温层，箱体长度2-4m，内置风刀2-4把，加热风机功率30KW，风量650m3/h。
实施例1
1)预浸
将已经导电化处理的导电布放入到预浸槽中浸润，预浸液为5％的硫酸溶液15g，5％的盐酸溶液15g，2％的十二烷基磺酸钠5g，2％的十二烷基硫酸钠12g，氨基磺酸镍25g，氯化镍3g，硼酸5g，硫酸镍20g，预浸液的pH为4.3，温度为45℃，预浸时间为5min。
2)预镀
将经过步骤1)处理后的导电布进行预镀，预镀液为氨基磺酸镍21g，氯化镍6g，硼酸3g，硫酸镍30g，水40g。pH值4.4，温度为40℃，预镀电流为70A，阴极面积为0.24m2，阴极电流密度为2.8A/dm2，预镀时间为4min。
3)主镀
将经过步骤2)处理过的导电布进行主镀，主镀液的成份与预镀液的成份相同，pH值4.4，温度为40℃，阴极电流密度为3.4A/dm2，主镀时间为7min。
4)将经过步骤3)处理过的导电布经过水洗，250℃烘干，得到电磁屏蔽产品。
实施例2
1)预浸
将已经导电化处理的导电海绵放入到预浸槽中浸润，预浸液为5％的硫酸溶液15g，5％的盐酸溶液15g，2％的十二烷基磺酸钠5g，2％的十二烷基硫酸钠12g，氨基磺酸镍25g，氯化镍3g，硼酸5g，硫酸镍20g，预浸液的pH为4.3，温度为45℃，预浸时间为4min。
2)预镀
将经过步骤1)处理后的导电海绵进行预镀，预镀液为氨基磺酸镍15g，氯化镍7g，硼酸6g，硫酸镍33g，水39g。pH值4.8，温度为40℃，电流密度为3.0A/dm2，预镀时间为3min。
3)主镀
将经过步骤2)处理过的导电海绵进行主镀，主镀液的成份与预镀液的成份相同，pH值4.6，温度为45℃，电流密度为3.7A/dm2，主镀时间为6min。
4)将经过步骤3)处理过的导电海绵经过水洗，250℃烘干，得到电磁屏蔽产品。
实施例3
1)预浸
将已经导电化处理的导电布放入到预浸槽中浸润，预浸液为5％的硫酸溶液15g，5％的盐酸溶液15g，2％的十二烷基磺酸钠5g，2％的十二烷基硫酸钠12g，氨基磺酸镍25g，氯化镍3g，硼酸5g，硫酸镍20g，预浸液的pH为4.3，温度为45℃，预浸时间为4min。
2)预镀
将经过步骤1)处理后的导电布进行预镀，预镀液为氨基磺酸镍24g，氯化镍7g，硼酸4g，硫酸镍30g，水35g。pH值4.5，温度为50℃，电流密度为3A/dm2，预镀时间为5min。
3)主镀
将经过步骤2)处理过的导电布进行主镀，主镀液的成份与预镀液的成份相同，pH值4.8，温度为50℃，电流密度为3.75A/dm2，主镀时间为7min。
4)将经过步骤3)处理过的导电布经过水洗，250℃烘干，得到电磁屏蔽产品。
实施例4
1)预浸
将已经导电化处理的导电布放入到预浸槽中浸润，预浸液为5％的硫酸溶液15g，5％的盐酸溶液15g，2％的十二烷基磺酸钠5g，2％的十二烷基硫酸钠12g，氨基磺酸镍25g，氯化镍3g，硼酸5g，硫酸镍20g，预浸液的pH为4.3，温度为45℃，预浸时间为4min。
2)预镀
将经过步骤1)处理后的导电布进行预镀，预镀液为氨基磺酸镍20g，氯化镍7g，硼酸6g，硫酸镍31g，水36g，pH值4.4，温度为45℃，电流密度为2.8A/dm2，预镀时间为4min。
3)主镀
将经过步骤2)处理过的导电布进行主镀，主镀液的成份与预镀液的成份相同，pH值4.3，温度为45℃，电流密度为3.4A/dm2，主镀时间为7min。
4)将经过步骤3)处理过的导电布经过水洗，250℃烘干，得到电磁屏蔽产品。
实施例5
1)预浸
将已经导电化处理的导电布放入到预浸槽中浸润，预浸液为5％的硫酸溶液15g，5％的盐酸溶液15g，2％的十二烷基磺酸钠5g，2％的十二烷基硫酸钠12g，氨基磺酸镍25g，氯化镍3g，硼酸5g，硫酸镍20g，预浸液的pH为4.3，温度为45℃，预浸时间为4min。
2)预镀
将经过步骤1)处理后的导电布进行预镀，预镀液为氨基磺酸镍18g，氯化镍6g，硼酸6g，硫酸镍33g，水37g。pH值4.6，温度为50℃，预镀电流为80A，阴极面积为0.27m2，电流密度为3.0A/dm2，预镀时间为4min。
3)主镀
将经过步骤2)处理过的导电布进行主镀，主镀液的成份与预镀液的成份相同，pH值4.4，温度为50℃，电流密度为4.5A/dm2，主镀时间为7min。
4)将经过步骤3)处理过的导电布经过水洗，250℃烘干，得到电磁屏蔽产品。
实施例6
1)预浸
将已经导电化处理的导电海绵放入到预浸槽中浸润，预浸液为5％的硫酸溶液15g，5％的盐酸溶液15g，2％的十二烷基磺酸钠5g，2％的十二烷基硫酸钠12g，氨基磺酸镍25g，氯化镍3g，硼酸5g，硫酸镍20g，预浸液的pH为4.3，温度为45℃，预浸时间为5min。
2)预镀
将经过步骤1)处理后的导电海绵进行预镀，预镀液为氨基磺酸镍20g，氯化镍6.5g，硼酸5g，硫酸镍31g，水37.5g。pH值4.6，温度为55℃，电流密度为3A/dm2，预镀时间为4min。
3)主镀
将经过步骤2)处理过的导电海绵进行主镀，主镀液的成份与预镀液的成份相同，pH值4.6，温度为55℃，主镀电流为150A，电流密度为3.75A/dm2，主镀时间为7min。
4)将经过步骤3)处理过的导电海绵经过水洗，250℃烘干，得到电磁屏蔽产品。
对比例1
1)预浸
将已经导电化处理的导电海绵放入到预浸槽中浸润，预浸液为5％的硫酸溶液15g，5％的盐酸溶液15g，2％的十二烷基磺酸钠5g，2％的十二烷基硫酸钠12g，氨基磺酸镍25g，氯化镍3g，硼酸5g，硫酸镍20g，预浸液的pH为4.3，温度为45℃，预浸时间为5min。
2)预镀
将经过步骤1)处理后的导电海绵进行预镀，预镀液为硫酸镍330g/L，氯化镍70g/L。pH值4.6，温度为55℃，电流密度为3A/dm2，预镀时间为3min。
3)主镀
将经过步骤2)处理过的导电海绵进行主镀，主镀液的成份与预镀液的成份相同，pH值4.6，温度为55℃，电流密度为3.75A/dm2，主镀时间为7min。
4)将经过步骤3)处理过的导电海绵经过水洗，250℃烘干，得到电磁屏蔽产品。
对比例2
1)预浸
将已经导电化处理的导电海绵放入到预浸槽中浸润，预浸液为5％的硫酸溶液15g，5％的盐酸溶液15g，2％的十二烷基磺酸钠5g，2％的十二烷基硫酸钠12g，氨基磺酸镍25g，氯化镍3g，硼酸5g，硫酸镍20g，预浸液的pH为4.3，温度为45℃，预浸时间为5min。
2)预镀
将经过步骤1)处理后的导电布进行预镀，预镀液为氨基磺酸镍270g/L，氯化镍45g/L，硼酸35g/L。pH值4.8，温度为50℃，电流密度为3A/dm2，预镀时间为4min。
3)主镀
将经过步骤2)处理过的导电布进行主镀，主镀液的成份与预镀液的成份相同，pH值4.8，温度为50℃，电流密度为3.75A/dm2，主镀时间为6min。
4)将经过步骤3)处理过的导电布经过水洗，250℃烘干，得到电磁屏蔽产品
对比例3
将已经导电化处理的导电布进行电镀，电镀液的成份硫酸镍330g/L，氯化镍70g/L。pH值4.6，温度为55℃，电流密度为3.75A/dm2，电镀时间为7min，然后将处理过的导电布经过水洗，250℃烘干，得到电磁屏蔽产品。
实施例1-6和对比例1-3所得电磁屏蔽产品的产品质量比较见表1。
表1电磁屏蔽产品的质量(合格标准电阻≤5mΩ/sq)
实施例 电阻(mΩ/sq) 产品合格率(％)
实施例1 2.8 91
实施例2 2.7 92
实施例3 2.6 93
实施例4 2.7 92
实施例5 2.6 93
实施例6 2.4 94
对比例1 3.3 89
对比例2 3.4 89
对比例3 3.8 66
从上表中数据可以看出，增加预浸和预镀的操作所制备的电磁屏蔽产品的表面电阻相比于未经过这两步所得的电磁屏蔽产品的表面电阻大大降低，产品的导电性良好，并且产品的合格率较高，说明此电镀方法的重复性较好，容易操作，可实现工业化生产。

Claims (7)

1.一种电磁屏蔽材料的电镀方法，其特征在于，包括下述工艺步骤：
a)预浸处理：将基材放入预浸液中浸润，预浸液包括以下组分及各自重量份：硫酸15-20份，盐酸15-20份，十二烷基磺酸钠5-10份，十二烷基硫酸钠10-15份，氨基磺酸镍25-30份，氯化镍3-5份，硼酸4-6份，硫酸镍15-20份，预浸液的pH为4.3-4.6，温度为45-55℃；
b)预镀：将步骤a)预处理过的基材加入预镀液中进行预镀，预镀温度为40-55℃，所述预镀液包括以下组分及各自重量份：氨基磺酸镍15-24份，氯化镍6-7份，硼酸3-6份，硫酸镍30-33份，水35-40份，预镀液的pH为4.4-4.8；
c)主镀：将步骤b)预镀后的基材加入主镀槽中进行电镀。
2.如权利要求1所述的电磁屏蔽材料的电镀方法，其特征在于，步骤a)中所述基材为导电布或导电海绵。
3.如权利要求1所述的电磁屏蔽材料的电镀方法，其特征在于，步骤a)中所述预浸时间4-5min。
4.如权利要求1-3任一项所述的电磁屏蔽材料的电镀方法，其特征在于，步骤b)中所述预镀的阴极电流密度为2.3-3.0A/dm2。
5.如权利要求1-3任一项所述的电磁屏蔽材料的电镀方法，其特征在于，步骤b)中所述预镀施镀时间3-4min。
6.如权利要求1-3任一项所述的电磁屏蔽材料的电镀方法，其特征在于，步骤c)中所述主镀电流密度2.4-4.5A/dm2。
7.如权利要求1-3任一项所述的电磁屏蔽材料的电镀方法，其特征在于，步骤c)中所述主镀施镀时间6-7min。
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