2020年 07月 15日 星期三
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电子产品表面处理方法ppt

来源:未知     作者:威廉希尔     发布时间:2020-07-15 08:53         

  Abstract Abstract ? 薄膜沈積(Thin Film Deposition) 簡介 在機械工業、電子工業或半導體工業領域,為了對所使用的材料賦與某種特性在材料表面上以各種方法形成被膜(一層薄膜),而加以使用,假如此被膜經由原子層的過程所形成時,一般將此等薄膜沈積稱為蒸鍍(蒸著)處理。採用蒸鍍處理時,以原子或的層次控制蒸鍍粒子使其形成被膜,因此可以得到以熱平衡狀態無法得到的具有特殊構造及功能的被膜。 ?薄膜沈積是目前最流行的表面處理法之一,可應用於裝飾品、餐具、刀具、工具、模具、半導體元件等之表面處理,泛指在各種金屬材料、超硬合金、陶瓷材料及晶圓基板的表面上,成長一層同質或異質材料薄膜的製程,以期獲得美觀耐磨、耐熱、耐蝕等特性。 ?薄膜沈積依據沈積過程中,是否含有化學反應的機制,可以區分為物理氣相沈積(Physical Vapor Deposition,簡稱PVD)通常稱為物理蒸鍍及化學氣相沈積(Chemical Vapor Deposition,簡稱CVD)通常稱為化學蒸鍍。 ?隨著沈積技術及沈積參數差異,所沈積薄膜的結構可能是『單晶』、『多晶』、或『非結晶』的結構。單晶薄膜的沈積在積體電製程中特別重要,稱為是『磊晶』(epitaxy)。相較於晶圓基板,磊晶成長的半導體薄膜的優點主要有:可以在沈積過程中直接摻雜施體或受體,因此可以精確控制薄膜中的『摻質分佈』(dopant profile),而且不包含氧與碳等雜質。 薄膜沈積機制 物理氣相沈積(物理蒸鍍)(PVD) 物理氣相沈積(物理蒸鍍)(PVD) 物理氣相沈積(物理蒸鍍)(PVD) 物理氣相沈積(物理蒸鍍)(PVD) 三種物理氣相沈積法之比較 蒸鍍(Evaporation)原理 蒸鍍(Evaporation)原理 濺鍍(Sputter)的原理 Abstract 電鍍基本原理與概念 電鍍之定義: 電鍍(electroplating)被定義為一種電沈積過程(electrodepos- ition process), 是利用電極(electrode)通過電流,使金屬附著於 物體表面上, 其目的是在改變物體表面之特性或尺寸。 電鍍之目的: 電鍍的目的是在基材上鍍上金屬鍍層(deposit),改變基材表面 性質或尺寸。例如賦予金屬光澤美觀、物品的防鏽、防止磨耗、提高 導電度、潤滑性、強度、耐熱性、耐候性、熱處理之防止滲碳、氮化 、尺寸錯誤或磨耗之另件之修補。 各種鍍金的方法: (1)電鍍法(electroplating) (2)無電鍍法(electroless plating) (3)熱浸法(hot dip plating) (4)熔射噴鍍法(spray plating) (5)塑膠電鍍(plastic plating) (6)浸漬電鍍(immersion plating) (7)滲透鍍金(diffusion plating) (8)陰極濺鍍(cathode supptering) (9)真空蒸著鍍金(vacuum plating) (10)合金電鍍 (alloy plating) (11)複合電鍍 (composite plating) (12)局部電鍍 (selective plating) (13)穿孔電鍍 (through-hole plating) (14)筆電鍍(pen plating) (15)電鑄 (electroforming) 電鍍的基本知識 電鍍大部份在液體 (solution) 下進行,又絕大部份是由水溶 液 (aqueous solution) 中電鍍,約有 30 種的金屬可由水溶液進 行電鍍, 由水溶液電鍍的金屬有:銅Cu、鎳Ni、鉻Cr、鋅Zn、鎘Cd 、鉛Pb、金Au、銀Ag、鉑Pt、鈷Co、錳Mn、銻Sb、鉍Bi、汞Hg、鎵Ga、銦In、鉈、As、Se、Te、Pd、Mn、Re、Rh、Os、Ir、Nb、W 等。有些必須由非水溶液電鍍如鋰、鈉、鉀、鈹、鎂、鈣、鍶、鋇、鋁、La、Ti、Zr、Ge、Mo等。可溶液及非水溶液電鍍者有銅、銀、鋅、鎘、銻、鉍、錳、鈷、鎳等金屬。電鍍的基本知識包括下 列幾項: (1)溶液性質。 (2)物質反應。 (3)化學式。 (4)電化學。 (5)界面物理化學。 (6)材料性質。 溶液(solution) 被溶解之物質稱之為溶質(solute),使溶質溶解之液體稱之溶 劑(solute)。溶劑為水之溶液稱之水溶液(aqueous solution)。表 示溶質溶解於溶液中之量為濃度(concentration)。 在一定量溶劑 中,溶質能溶解之最大量值稱之溶解度(solubility)。達到溶解度 值之溶液稱之為飽和溶液(saturated solution),反之為非飽和溶 液(unsaturated solution)。 溶液之濃度,在工廠及作業現場,使用易了解及便利的重量百 分率濃度(weight percentage)。 另外常用的莫耳濃度(molal concentration)。 物質反應(reaction of matter) 在電鍍處理過程中,有物理變化及化學變化,例如研磨、乾燥等為物理反應,電解過程有化學反應,我們必須充份了解在處裡過程中各種物理及化學反應及其相互間關係與影響。 電化學(electrochemistry) 電鍍是一種電沉積( electrodeposition )過程,利用電解體electrolysis)在電極(electrode)沉積金屬,它是屬於電化學之應用的一支。電化學是研究有關電能與化學能交互變化作用及轉換過程。 電解質(electrolyte)例子NaCl,也就是其溶液具有電解性質之溶液electrolytic solution)它含有部份之離子(ions),經由此等離子之移動(movement)而能導電。帶陰電荷朝向陽極(anode)移動稱之為陰離子(anion),帶正電荷朝向陰極(cathode)移動(migrate)者稱之為陰離子(cations)。這些帶電荷之粒子(particles)稱之為離子(ions)。放出電子產生氧化反應之電極稱之為陽極(anode),得到電子產生還元化應之電極稱之為陰極(cathode)。整個反應過程稱之為電解(electrolysis)。 界面物理化學 表面處理過程中,金屬會與水或液體接觸,例如水洗、酸浸、電鍍、塗裝、琺瑯等。要使金屬與液體作用,需金屬表面完全浸濕接觸,若不能完全接觸,則表面處理將不完全,無法達到表面處理的目的。所以金屬與液體接觸以介面物理化學性質對表面處理有十分重要的意義。 界面活性劑 溶液中加入某種物質,能使其表回張力立即減小,具有此種性質的物質稱之為界面活性劑。表面處理過程如洗淨、脫脂、酸洗等界面活性劑被廣泛應用對表面處理之光澤化、平滑化,均一化都有相當幫助。 電鍍基礎 電鍍基礎可分下列幾項: 1.電鍍的基本構成元素及工場設備。 2.電鍍使用之電流。 3.電鍍溶液。 4.金屬陽極與金屬陰極。 5.陽極袋。 6.電鍍架。 7.電鍍前的處理。 8.電鍍工場設備。 9.電鍍控制條件及影響因素。 10.鍍浴淨化。 11.鍍層要求項目。 12.鍍層缺陷。 13.電鍍技藝。 14.金屬腐蝕。 電鍍的基本構成元素 外部電,包含有交流電源、整流器、導線 、可變電阻、電流計、電壓計。 陰極、或鍍件(work)、掛具(rack)。 電鍍液(bath solution)。 陽極(anode)。 鍍槽( plating tank ) 加熱或是冷卻器(heating or colling coil )。 電鍍工廠設備 1.防酸之地板及水溝。 2.電鍍糟及預備糟。 3.攪拌器。 4.整流器或發電機。 5.導電棒、陽極棒、陰極棒、掛具。 6.安培表、伏特表、安培小時表、電阻表。 7.泵、過濾器及橡皮管。 8.電鍍槽用之蒸氣、電器或瓦斯之加熱設備。 9.操作用之上下架桌子。 10.檢驗、包裝、輸送工件等各項設備、儀器。 11.通風及排氣設備。 電鍍使用之電流 在電鍍中,一般都僅使用直流電流。交流電流因在反向電流時金屬沈積又再被溶解所以交流電流無法電沈積金屬。直流電源是用直流發電機或交流電源經整流器產生。直流電流是電子向一個方向流通,所以可以電沈積金屬。但在有些特殊情況會使用交流電流或其他種特殊電流,用來改善陽極溶解消除鈍態膜、鍍層光層、降低鍍層內應力、鍍層分佈、或是用於電解清洗等。 電鍍溶液,又稱鍍浴(plating bath) 電鍍溶液是一種含有金屬鹽及其他化學物之導電溶液,用來電沈積金屬。其主要類別可分酸性、中性及鹹性電鍍溶液。強酸鍍浴是pH值低於2的溶液,通常是金屬鹽加酸之溶液,例如硫酸銅溶液。弱酸鍍浴是pH值在2~5.5之間鍍浴,例如鎳鍍浴。鹹性鍍浴其pH值超過7之溶液,例如氰化物鍍浴、錫酸鹽之錫鍍浴及各種焦磷酸鹽鍍浴。 鍍浴的成份及其功能 金屬鹽:提供金屬離子之來源如硫酸銅。可分單鹽、 複鹽,及錯鹽。例如:單鹽:CuSO4;NiSO4 複鹽:NiSO4;(NH4)2SO4 醋鹽:Na2Cu(CN)3 導電鹽:提供導電度,如硫酸鹽、氯鹽,可降低能量流費、鍍液熱蒸發損失,尤其是滾桶電鍍更需優良導電溶液。 陽極溶解助劑:陽極有時會形成鈍態膜,不易補充金屬離子,則需加陽極溶解助劑。例如鍍鎳時加氯鹽。 緩衝劑:電鍍條件通常有一定pH值範圍,防止pH值變動 而加緩衝劑,尤其是中性鍍浴(pH5~8),pH值控制更為重要。 錯合劑:很多情況,錯鹽的鍍層比單鹽的鍍層優良,或防止置換沈積,如鐵上鍍銅,則需用錯合劑,或是合金電鍍用錯合劑使不同之合金屬電位拉近才能同時沈積得到合金鍍層。 安定劑:鍍浴有些會因某些作用,產生金屬鹽沈澱,鍍浴之壽命減短,為使鍍浴安定所加之藥品稱之為安定劑。 鍍層性質改良添加劑:例如小孔防止劑、硬度調節劑、光澤劑等改變鍍層的物理化學特性之添加劑。 潤濕劑(wetting agent):一般為界面活性劑又稱去孔劑。 鍍浴的準備 將所需的電鍍化學品放入在預備糟內與水溶解。 去除雜質。 用過濾器清除浮懸固體,倒入一個清潔電鍍槽內。 鍍浴調整,如pH值、溫度、表面張力、光澤劑等。 用低電流電解法去除雜質。 鍍浴的維持 定期的或經常的分析鍍浴成份,用化學分析法或 Hull試驗(Hull cell test)。 維持鍍浴在操作範圍成份,添加各種藥品。 去除鍍浴可能被污染的來源。 定期淨化鍍液,去除累積雜質。 用低電流密度電解法間歇的或連續的減低無機物污染。 間歇或連續的過濾鍍浴浮懸雜質。 經常檢查鍍件、查看缺點。 金屬陽極 金屬陽極分為溶解性及不溶解性陽極,溶解性陽極用於電鍍上是為補充溶液中電鍍所消耗的金屬離子,是用一種金屬或合金鑄成、滾成、或沖製成不同形狀裝入陽極籃(anode basket)內。陽極電流密度必須適當,電流密度太高會形成鈍態膜,因而使陽極溶解太慢或停止溶解,形成不溶解陽極,產生氧氣,消耗鍍液金屬離子而必須補充金屬鹽。為了減小陽極電流密度,可多放些陽極, 或用波形陽極增加面積,或降低電壓。在酸性鍍浴可以用增加攪拌、增高鍍浴溫度、增加氯離子濃度、降低pH 來提高陽極容許電流密度。而鹼性鍍浴可用增加攪拌、增加氰化物(free cyanide)的濃度,升高鍍浴溫度或升高pH值,也可將某種物質加入陽極內以減少因高電流密度的陽極鈍態形成。電鍍使用不溶解陽極用來做傳導電流,鍍浴金屬離子需用金屬鹽來補充,如金鍍浴中用不溶解之不銹鋼作為陽極,以金氰化鉀來補充。在鍍鉻中用不溶解之鉛陽極,以鉻酸補充鉻離子。不溶解陽極有二個條件,一是良好的導電體,二是不受鍍液之化學作用污染鍍浴及不受侵蝕。不溶性陽極可用在控制金屬離子過度積集在鍍糟內,在貴金屬電鍍,如黃金電鍍,用不銹鋼做陽極,可以代替金陽極,以減低投資成本或避免偷竊的困擾。不溶解陽極將引起強力的氧化,形成腐蝕問題及氧化鍍槽內物質,所以不能使用有機物添加劑。槽內之金屬離子必須靠金屬鹽來補充。 陽極袋(anode bag) 陽極袋是一種有多細孔薄膜袋子,用來收集陽極不溶解金屬與雜質陽極泥,以防止污染鍍浴,粗糙鍍層發生。陽極袋是用編織布縫成陽極形狀寬大適中,長度要比陽極稍長,材料需紮得緊,足夠收集陽極泥,不妨礙鍍浴流通,將陽極袋包住陽極並縛在陽極掛鉤上。在放進電電鍍浴之前,陽極袋要用熱水含潤濕劑中洗去漿水及其他污物,然後再用水清洗,並浸泡與鍍浴相同之pH的水溶液中,使用前需再清洗。酸性鍍浴的陽極袋可用棉織物,也可使用人造纖維。在高溫操作鹹性鍍浴可用乙稀隆材料陽極袋。 金屬陰極 金屬陰極是鍍浴中的負電極,金屬離子還元成金屬形成鍍層及其他的還元反應,如氫氣之形成於金屬陰極上。準備鍍件做電鍍需做下面各種步驟:研磨、拋光、電解研磨、洗淨、除銹等。 電鍍之前處理 電鍍前之處理,稱之前處理(pretreatment),包括下列過程: 洗淨:去除金屬表面之油質、脂肪、研磨劑,及污泥。可用噴射洗淨、溶劑洗淨、浸沒洗淨或電解洗淨。 清洗:用冷或熱水洗淨過程之殘留洗淨劑或污物。 酸浸:去除銹垢或其他氧化物膜,要注意防止基材被腐蝕或 產生氫脆。可加劑以避免過度酸浸。酸浸完後要充份清洗。 活化:促進鍍層附著性,可用各種酸溶液使金屬表面活化。 漂清:電鍍前立刻去除酸膜,然後電鍍。 電鍍掛架(rack) 電鍍掛架是用在吊掛鍍件及導引電流之掛架,其主要部份有: 1.鉤,使電流接觸導電棒。 2.脊骨,支持鍍件並傳導電流。 3.舌尖,使電流接觸鍍件。 4.掛架塗層,絕緣架框部份,及導引電流通向鍍件。 電鍍掛架需有足夠的強度、尺寸、及導電性能通過的電流量足以維持電鍍操作。其決定尺寸的條件有 1.鍍件重量 2.電鍍的面積 3.每個掛架之鍍件數 4.鍍槽的尺寸 5.電鍍操作所需之最大電流,鍍架上之附屬設備如絕緣罩或輔助電極 7.鍍件及掛架最 大重量 電鍍掛架基本型式有 1.直脊骨型,是以垂直中央支持,用舌尖夾持鍍件,適小鍍件可用手來操作。 2.混合脊骨型,經常用在自動電鍍上,是用方型框架聯合平行及垂直骨架所構成夾持小鍍件。 3.箱型,這種掛架可以處理許多鍍件,需配備有自動輸送機、起重機、吊車等設備。 4.T型,係垂直中央支持,聯結許多垂直的交叉棒,此種適合手動及自動操作。 電鍍掛架(rack) 選擇電鍍掛架的決定因素有 1.電流量 2.強度 3.荷重 4.鍍件安排 5.空間 6.製造難易 7.維持費用及成本 電鍍掛架之電流總量為全部鍍件的有效面積乘於操作過程中之最大電流密度,有效面積係指要被電鍍部份的面積。鍍件應在不重要的部份如背面、孔洞、幽蔽處聯接電流。掛架之鍍件數目應依據設計的重量、鍍槽尺寸、良好電流分佈空間、直流電源之電量等決定。一般人力操作之鍍架安全重量是251b。由尺寸、形狀、移動距離可有所變動。舌尖必須具備足夠的硬度、導電度、不發生燒焦、孤光、過熱等現象。鍍件重量能維持地心引力良好的接觸,否則用彈簧聯接。要能夠容易迅速上下架,並確保電流接觸。銅是最廣泛應用的掛架材料,因有好的導電性,容易成型,有適當強度。鋼與銅導電性比銅差,但較便宜。鋁掛架用在鋁陽極處理(anodizing),其優點是輕。鎳鍍架耐腐蝕,可做補助電極。磷銅因它具有良好導電性,易彎曲及易製造易焊接故廣泛用做舌尖。電鍍掛架之脊骨用較堅強材料製成如硬的拉銅。電鍍架同時附帶有補助陽極加強供應電流稱之為雙極鍍架。除了補助陽極外,還有補助陰極,漏電裝置、絕緣罩等附加在電鍍掛架上以調整電流密度或引導電流進入低電流之隱蔽區域。 電鍍掛架(rack) 電鍍掛架在某些地方加以塗層絕緣,其目的有下列幾項: 減少電鍍金屬之浪費。 電流進入要被電鍍之區域,減少電能損失。 減少鍍浴污染。 改進金屬披覆分佈。 減少電鍍時間。 延長鍍架壽命,防止鍍糟腐蝕。 鍍架有下列塗層材料可應用: 壓力膠帶:容易使用,易鬆脫損壞,適合短時應用或 臨時使用。 乙稀塑膠:良好黏性,可用於酸鹹各種鍍液。 尼奧普林:直接浸泡不需打底、熱烘乾、黏性好可用任何鍍浴,尤其適合使用於鉻電鍍。 空氣乾燥塑膠:不用塗底、浸泡或擦刷後空氣乾燥、 黏性優良,適宜各種電鍍浴。 橡皮:除鉻電鍍外其他鍍浴均可使用。 蠟:不能使用於強鹹及熱鍍浴。 電鍍掛架(rack) 電鍍操作過程鍍架使用注意事項: 鍍件需定位,與陽極保持相同距離,使電鍍層均勻 ,防止鍍液之帶出(drag-out)損失及帶入(drag-in)污染鍍液。 鍍件安排要適當,要使氣泡容易逸出,稍傾斜放置鍍件。 空間安排,避免鍍件相互遮蔽。 堅固接觸,防止發燒、孤光等現象發生。 防止高電流密度的形成,如尖、邊緣、角等處必須適當應用絕緣罩或漏電裝置。 使用陽極輔助裝置或雙極鍍架,應小心調整以確保適當電流分佈。 鍍架應經常清洗,維持良好電流接觸,去除舌尖附著之金屬,塗層有損壞需之即修理、操作中隨時注意漏電,鍍浴帶出損失及帶入污染等現象。 電鍍控制條件及影響因素 1.鍍液的組成。12.覆蓋性。 2.電流密度。13.導電度。 3.鍍液溫度。14.電流效率。 4.攪拌。15.氫過電壓。 5.電流波形。16.電流分佈。 6.均一性。17.金屬電位。 7.陽極形狀成份。18.電極材質及表面狀況。 8.過濾。19.浴電壓。 9.pH值。 10.時間。 11.極化。 電鍍控制條件及影響因素 鍍液的組成:對鍍層結構影響最大,例如氰化物鍍浴或複鹽鍍浴的鍍層,要比酸性單鹽的鍍層細緻。其他如光澤劑等添加劑都影響很大。 電流密度:電流密度提高某一限度時,氫氣會大量析出,電流效率低,產生陰極極化作用,樹枝狀結晶將會形成。 鍍浴溫度:溫度升高,極化作用下降,使鍍層結晶粗大,可提高電流密度來抵消。 攪拌:可防足氫氣停滯件表面形成針孔,一般攪拌可得到較細緻鍍層,但鍍浴需過濾清潔,否則雜質因攪拌而染鍍件表面產生結瘤或麻點等缺點。 電流型式:應用交通電流,週期反向電流(PR)電流、脈沖電流等特殊電流可改進陽極溶解,移去極化作用的鈍態膜,增強鍍層光澤度、平滑度、降低鍍層內應力、或提高鍍層均一性。 電鍍控制條件及影響因素 均一性(throwing power):或稱之投擲力,好的均一性是指鍍層厚度分佈均勻。均一性的影響因素有: 幾何形狀:主要是指鍍槽、陽極、鍍件的形狀。分佈空間、陰陽極的距離、尖端放電、邊緣效應等因素。 極化作用:提高極化作用可提高均一性。 電流密度:提高電流密度可改進均一性。 鍍浴導電性:導電生提高而不降低陰極極化作用太多則可提高均一性。 電流效率:降低電流效率可提高均一性。 所以要得到均勻鍍層的方法有: 良好的鍍浴成份,改進配方。 合理操作,表面活生化均勻。 合理鍍裝掛,以得到最佳電流均勻分佈,防止析出氣體 累積於盲孔或低窪部分。 調節陰陽極間之距離及高度。 應用陽極形狀善電流分佈。 加設輔助電極、輸電裝置、絕緣屏障等改進電流分佈。 應用沖擊電流、在電鍍前用較大電流進行短時間電鍍。 電鍍控制條件及影響因素 陰陽極形狀、成份及表面狀況影響很大,如鑄鐵和高矽鋼的材料氫過電小,電鍍時大量氫氣析出,造成覆蓋性差、起泡、脫皮等缺陷,不銹鋼材料,鋁、鎂及合金類易氧化的材料,不易得附差性良好鍍層。表面狀況如有油污、銹皮等鍍層不可能附著良好,表面粗糙也難得到光澤鍍層。陽極與陰極形狀也會影響鍍層。 過濾:如陽極泥、沈碴等雜質會影響鍍層如麻點、結瘤、粗糙的表面,也會降低鍍層之防蝕能力,所以必須經常過慮或連續性過慮固體粒子。 pH值會影響鍍浴性質,如氫氣的析出、電流效率、鍍層硬度及內應力,添加劑的吸收,錯合離子的濃度都有相當的影響。 時間為控制鍍層厚度的主要因素,電流效率高,電流密度大所需電鍍時間就少。 電鍍控制條件及影響因素電鍍控制條件及影響因素 極化(polarization):電鍍時電極電位發生變化產生一逆電動勢,阻 礙電流叫做極化作用,克服極化作用的逆電動勢所需增加電壓稱之過電壓。極化作用對電鍍的影響: 有利於鍍層細緻化。 有利於改進均勻性,使鍍層厚度均勻分佈。 氫氣析出增加,降低電流效率和鍍層之附著力,會產生起泡、脫皮現象。 不利陽極溶解,消耗電力、浴溫增高、鍍浴不安定。 影響極化作用的因素有: 電鍍浴組成,如氰化物鍍浴之極化作用大,低濃度之鍍浴極化作用較大。 電流密度,電流密度愈大極化作用愈大。 溫度愈高,極化作用愈小。 攪拌使離子活性增大而降低極化作用。 電鍍控制條件及影響因素 覆蓋性:是指在低電流密度下仍能鍍上之能力,好的覆蓋性,在鍍件低凹處仍能鍍上金屬。它與均一性意義不同,但一般好的均一性則也有好的覆蓋性,而覆蓋性不好的則均一性一定也不好。 導電度:提高鍍浴導電度有利於均一性,鍍液的電流係由帶電離子輸送,金屬導體是由電子輸送電流,二者方式不相同,電解液的導電性比金屬導體差,其影響因素有: 電解質的電離度、離子之活度:電離度愈大其導電性愈好,強酸強鹹電離度都大;所以導電性好,簡單離子如鹽酸根離子較複雜離子如磷酸根離子活度大,所以導電性較佳。 電解液濃度:電解質濃度低於電離度時,濃度增加可提高導電度,如濃度已大於電離度時,濃度增加反而導電性會降低。例如硫酸之水溶液在15~30%時導電度最高。 溫度:金屬的導電度與溫度成反比,但是電解液的導電度與溫度成正比,因溫度升高了離子的活度使導電性變好,同時溫度也可提高電離度,因可提高導電度,所以電鍍時常提高溫度來增加鍍浴的導電度以增高電流效率。 電鍍控制條件及影響因素 電流效率:電鍍時實際溶解或析出的重量與理論上應浴解或析出 的重量的百分比數為電流效率。可分為陽極電流效率及陰極電流效率。電流密度太高,陽極產生極化,使陽極電流效率降低。若陰極電流密度太大也會產出氫氣減低電流效率。 氫過電壓:電鍍金屬中,鋅、鎳、鉻、鐵、鎘、錫、鉛的電位都比氫的電位要負,因此在電鍍時,氫氣會優先析出而無法電鍍出這些金屬,但由於氫過電壓很大,所以才能電鍍這些金屬。然而某些基材如鑄鐵或高矽鋼等之氫過電壓很小,也就較難鍍上,需先用銅鍍層打底而後再鍍上這些金屬。氫氣的產生也會造成氫脆的危害,同時電流效率也較差,氫氣也會形成針孔,所以氫氣的析出對電鍍都是不利的,應設法提高氫過電壓。 電流分佈:為了提高均一性,電流分佈將設法改善。如用相似陰極形狀的陽極,管子的中間插入陽極,將陽極伸入電流不易到達的地方,使用雙極(bipolar)電極將電流分佈到死角深凹處,使難鍍到地方也能鍍上。在高電流密度區如尖角、邊緣則可用遮板,輸電裝置避免鍍得太厚浪費或燒焦鍍層缺陷。 電鍍控制條件及影響因素 金屬電位;通常電位越負則化學活性愈大,電位負的金屬可把電位正的金屬置換析出,如鐵、鋅可以把銅從硫酸銅液液析出置換出來產生沒有附差性的沈積層。在電鍍浴中若同時有幾種金屬離子,則電位正的金屬離子先被還原析出。相反地電位負的金屬先溶解。 電極材質及表面狀況對氫過電壓影響很大,光滑表面的過電壓較大,不同材質有不同氫過電壓,金屬鉑的氫過電壓最小。 浴電壓:依鍍浴組成,極面積及形狀、極距、攪拌、溫度、電流濃度等而不同。一般在9~12V,有高到15V。 鍍浴淨化 由於雜質污染,操作過久雜質累積,故必須經常淨化鍍浴,其主要的方法有: 1.利用過濾材去除固體雜質。 2.應用活性炭去除有機物。 3.用弱電解方法去除金屬雜質。 4.可用置換、沈澱、pH調整等化學方法去除特殊雜質。 鍍層要求項目 依電鍍的目的鍍層必須具備某些特定的性質,鍍層的基本要求有下列幾項: 密著性(adhesion),係指鍍層與基材之間結合力,密著性不佳則鍍層會有脫離現象,其原因有: 表面前處理不良,有油污、鍍層無法與基材結合。 底材表面結晶構造不良。 底材表面產生置換反應如銅在鋅或鐵表面析出。 緻密性(cohesion),係指鍍層金屬本身間之結合力,晶粒細小,無雜質則有很好的緻密性。其影響的因素有: 鍍浴成份 電流密度 雜質,一般低濃度浴,低電流密度可得到晶粒細而緻密。 連續性(continuity),係指鍍層有否孔隙(pore),對美觀及腐蝕影響很大。雖鍍層均厚可減少孔隙,但不經濟,鍍層要連續,孔率要小。 鍍層要求項目 均一性(uniformity),是指電鍍浴能使鍍件表面沈積均勻厚度的鍍層之能力。好的均一性可在凹處難鍍到地方亦能鍍上,對美觀、耐腐蝕性很重要。試驗鍍浴之均一性有Haring電解槽試驗法、陰極彎曲試驗法、Hull槽試驗法。 美觀性(appearence),鍍件要具有美感,必須無斑點,氣脹缺陷,表面需保持光澤、光滑。可應用操作條件或光澤劑改良光澤度及粗糙度,也有由後處理之磨光加工達到鍍件物品之美觀提高產品附加價值。 應力(stress),鍍層形成過程會殘留應力,會引起鍍層裂開或剝離 ,應力形成的原因有: 晶體生長不正常 雜質混入 前處理使基材表面變質妨磚結晶生長。 物理、化學機械特性如硬度、延性、強度、導電性、傳熱性、反射性、耐腐蝕性、顏色等。 鍍層缺陷 鍍層的缺陷主要有: (1)密著性不好 (2)光澤和平滑性不佳 (3)均一性不良 (4)變色 (5)斑點 (6)粗糙 (7)小孔 缺陷產生的原因有: (1)材質不良 (2)電鍍管理不好 (3)電鍍工程不完全 (4)電鍍過程之水洗、乾燥不良 (5)前處理不完善 Abstract 希望獲得與鋁鎂合金相近的強度及剛性,同時又需提高產量時 需要比鋁鎂合金重量更輕時 需要在薄殼的設計上外觀形狀的度更高時 需要EMI的遮蔽特性時 CF材料+電氣電鍍加工方式 塑膠的缺點以電鍍(金屬膜)克服 鋁鎂合金的問題點 二次加工的製程數多. 去毛邊, 表面補土, 壓制變形, BOSS等的機械加工很多 防鏽處理(化成處理) 塗裝性 模具費用約塑膠鋼模的1.5 ~ 2倍 二次加工之複雜度是塑膠的數倍 成型100,000模以上無法穩定量產 並沒有確定的方法可做recycle (僅是‘標榜’可recycle) 化成處理時使用6價鉻酸 (會殘留於成品上) 粉塵爆炸 形狀的度受限 電氣電鍍+碳纖材料使用實例 RECYCLE方法 電鍍品的回收方式 PLASMA放電方式 在電極與金屬膜之間放電。 利用放電時的衝擊將電鍍層剝離。 此為日本松下所開發及應用之技術。 溶解方法 以酸液將電鍍層溶解。 粉碎方式 以粉碎機的力量將其剝離 粉碎後再利用其靜電將塑膠及金屬分離。 當作燃料回收 與塑膠的廢料相同,送到煉鋼廠,替代重油作為燃料燃燒 燃燒後其殘留的金屬將作為製鋼原料在爐內溶解(銅除外) 電鍍層分離技術 液化氮的應用 回收方式比較 電鍍製程的環保問題 電鍍製程中所使用的鉻酸不會殘留於成品表面 製程所使用的鉻酸、會還原為無害的三價鉻。 可對應於歐洲WELL、RoHS規範。 使用強化電鍍的NB機種貼上環保綠色標籤販賣。 今後會以汽車工業為中心,開發無鉻電鍍製程。 電氣電鍍製造廠 製造廠(模具?成型?噴漆?組立) 大陸?大昶(蘇州) 電鍍廠 大陸?樺瑋電子科技(蘇州) 材料 UMG生產電氣電鍍專用材料 台灣生產 成型(朝昶)、電鍍(金藝)、噴漆、組立(三立) 技術支援 INOACCorporation(日本) Abstract 陶瓷種類 陶瓷材料就組成而言,大分為傳統陶瓷及精密陶瓷. 傳統陶瓷指利用黏土, 長石, 石英 所做成的三軸胚體, 這類陶瓷多用在我們日常生活之中, 如: 碗, 盤, 衛浴 等 用 品, 而精密陶瓷是指用純度高, 組成確定的陶瓷原料, 在高度控制下所做成的陶瓷產品, 這 類產品有氧化鋁, 氧化鋯 , 氮化矽,碳化矽及鈦酸鋇等所做成的產品, 目前已漸漸的用 在工程上. 陶瓷材料具有以下特色 : 高彈性係數/重量比值 高硬度 高壓縮強度/重量比值 低介電損失係數 具寬廣的熱傳倒係數 低熱膨脹係數 高溶點 具化學穩定性 大量存在地表上 有些陶瓷具超導性 因以上這些特色使陶瓷的重要性, 漸漸為工業界所重視, 且利用陶瓷特殊的 光,電,熱及 機械性質, 開發出許多新產品用於工程上. 但陶瓷也有其缺點 - 太脆, 在改善陶瓷的韌 性方面, 陶瓷界已有了進展, 如陶瓷複合材料的開發, 即可改善陶瓷的韌性. 陶瓷種類 歷史相當短,約25年歷史,第一件用精密陶瓷做的產品是一把剪刀 可分三大方向來討論 生醫:人工牙齒,人工骨骼等 功能:電子陶瓷,多用在機構內部,如電熔,電阻,電桿等 結構:? (1)在結構中分為單晶,非單晶(又稱多晶) (2)也可分為氧化物,與非氧化物 (3)其中氧化物中有兩個產品,氧化鋁Al2O3單晶,和氧化鋯ZrO2是目前應用在鐘錶上,3C產品上的主要產品? 陶瓷種類 精密陶瓷與金屬的比較有下列優點 不導電 抗磁 不生銹 ?精密陶瓷的製程是成型,燒結,加工,檢查 ?精密陶瓷的弱點在於強度不夠,需要用厚度來加強 ?精密陶瓷的表面處理有相當多種,材料的混合性也不錯,可以把金屬跟陶瓷混在一起,表面處理有一種特殊的鍍膜方式叫做“鑽石鍍膜”,也就是鍍“碳”上去,在邊緣會產生一些彩色的炫染效果。 陶瓷是脆性材料, 而脆性材料的強度可以 Griffith 定律描述 : s = KIC/ YC0.5 其中s 為強度, KIC 為韌性, Y 為常數, C 為缺陷大小.此定律顯示缺陷愈大, 強度愈低, 故當陶瓷材料中的缺陷大小不同, 則強度就會不一樣 陶瓷製程 陶瓷材料的製程, 影響陶瓷材料的微結構, 而微結構影響了陶瓷材料的性質. 而為了改善陶瓷材料的性質, 唯有改變製程, 故製程 - 微結構 - 性質三者 之間密不可分, 而這三者也構成了整個陶瓷科學的主幹, 現就陶瓷製程的基本概念及流程簡單介紹如下: 如前所述, 陶瓷材料具有硬度高, 熔點高等特色, 使得陶瓷材料的製造方式不同於金屬及高材料, 例如: 因陶瓷的熔點高, 故起始原料必須在熔點以下熱處理, 使陶瓷顆粒互相連結在一起並進而達到緻密化, 在陶瓷界我們稱這種熱處理為燒結. 燒結的相關理論請見補充資料部分. 陶瓷製程 原料選擇 原料: 黏土, 燧石, 長石, 氧化鋁, 氧化鋯, 碳化矽, 氮化矽, 鈦酸鋇等. 變數: 純度,化學組成,粉末尺寸,形狀,數量及分怖. 粉體製備 固態反應法, 化學共沉法, 溶膠凝膠法 (sol-gel method) 等製粉方法. 變數: 添加成形助劑(黏結劑, 分散劑,潤滑劑等) , 研磨混合, 煆燒(脫溶劑) 溫度曲線, 乾燥方式. 生坏成形 單軸加壓法, 注漿成形 (slip casting), 擠出成形, 刮刀成形(tape casting), 冷均壓法, 射出成形(injection molding) 變數: 脫除有機物( 如黏結劑等) 或生坏粗加工. 燒結 常壓燒結, 氣氛燒結, 熱壓燒結, 快燒, 反應燒結, 熱均壓燒結 (hot-isostatic-pressing) 變數: 燒結曲線, 線收縮率 加工 切削, 研光(lapping), 拋光, 雷射加工, 放電加工及蝕刻加工. 結合 陶瓷/金屬接合, 擴散鍵結, 金屬噴敷 (metallizing), 玻璃結合. 極化處理 電子功能應用 性能測試 破壞性 - 機械, 熱學及化學性質. 非破壞性 - 電性, 磁性及光學性質. 顯微結構 - X 光繞射, 超音檢測, 電子顯微鏡觀察. 陶瓷原料Al2O3 Al2O3藍寶石單晶( 青玉, 又稱白寶石,式為 阿拉巴馬2O3 ) :密度3.98,質輕,折射率較能接受,有著很好的熱特性,極好的電氣特性和介電特性,並且防化學腐蝕 . ,它耐高溫,導熱好,硬度高,透紅外,化學穩定性好。廣泛用于耐高溫紅外窗口材料和 . III-V . 族氮化物及多种外延薄膜基片 材料,為滿足日益增長的藍、紫、白光發光二极管( 大型電子展示 . )和藍光雷射器( 劑量 . )的需要。 . ? 陶瓷原料Al2O3 陶瓷原料Al2O3 精密陶瓷的原料是晶柱體,一般最少訂量在100kg,1kg大概是三根晶柱體,精密陶瓷價格昂貴的原因在於從基材能用的地方很少,故昂貴。也就是說一根晶柱體被切割之後,线%。 這個晶柱體的原料國最大是,接下來是蘇聯,法國(東光所用的是法國RCA),美日,和中國大陸 陶瓷設計準則 製造精度±0.02mm,同心度±0.1μm 需有R角 孔≧ψ0.3,可為方形孔 薄肉最薄為0.3mm,最佳為1mm,最厚為5mm 1Kg加工費為5000~9000元 陶瓷原料ZrO2 密度6.10 雷達錶(費翔代言的那一款),錶帶部份就是用氧化鋯 氧化鋯原材是白色,燒結之後會帶變鵝黃色 氧化钇部分稳定的氧化鋯是性能十分优異的结构陶瓷,可制作各种特殊用途的剪刀;可以制作汽车发动机,因其具有高导热、低膨胀系数、热稳定性能好、在1650℃下工作强度不降低,导致发动机马力大、省燃料等优点。 Abstract 1.塗裝材料概述 2.印刷材料概述 3.塗膜面物性檢驗 4.檢測儀器介紹 5.機構設計與塗裝製程上考量 a. 以美工溝槽設計作區隔時(溝底噴漆) ,建議寬度為0.5-0.7m/m ,深度 為0.4-0.6m/m,由於塗裝溝槽會產生明顯氣流反彈現象,過深或太窄之 設計將降低塗料附著膜厚, 會產生均勻度不佳,尤以遮蔽率較差的顏色 更為明顯。 b. 以美工溝槽設計作區隔時(溝底不噴漆),建議寬度為0.8-1.0 m/m, 深度為 0.5-0.7m/m,溝寬不足在模具製作上模邊厚度勢必減少,將會降低模具強度,合理的溝寬可避免尺寸差異造成模具可能因此無法崁入之變數,若以標準尺寸(中間值) 進行模具製作時,模邊與溝槽應留0.05-0.1m/m間隙才能正常脫模, 假設尺寸落在允許公差值上下限時,模邊與溝槽之縫隙最大可能出現在0.1- 0.2m/m內,亦即溝底可能出現等寬之溢漆現象,但不至於會發生模具無法崁入 導致溢漆的現象,一個合理的設計值,溢漆狀況將是可以事先被控制的。 c. 分色溝之R角以自然R為優先考量 (治具a設計,R角愈大將會影響治具強度,而使用治具b之遮蔽設計,在R角部位將無法達到理想品質,會出現顏色交界模糊)。 d. 以高低落差方式設計作分色區隔時,理想之落差需維持0.6-0.8 m/m,爲避免積漆之可能,加工順序必須以較高之區域塗裝第一道漆,而模具設定遮蔽較高的面,較低區域噴塗第二道漆最為適當。 側面雙色噴塗: 單邊落差雙色噴塗: 全周落差雙色噴塗: 除此在整個塗裝面機構設計上應盡可能避免銳角結構,減少多轉折及斷切面,Boss根部必需有凹槽設計時,應以斜面方式代替直角處理,否則會降低電流傳送速度。 未考慮噴塗角度的設計將導致噴漆死角,更會造成電流無法導通異常狀況。 以塗裝方式作EMI處理製程,其低成本.開發週期和加工所需時間遠較電鍍製程短,是其具有競爭之主要優勢,相對在整個機構設計開發階段,複雜的結構與多重阻隔面的存在,常會影響預先希望達到的效果,如同製作衣服般量身訂做的結果,也往往是最令人滿意的。 6.材料常見之問題與塗裝關係 在原料的選擇上應以低污染為優先。 成型過程中未適當使用脫模劑,是材料表面油污殘留最主要因素,檢驗 中極難發現此隱藏之問題(如為透明狀況),對於塗料密著效果有相當負 面影響。 6.3.塑膠的表面處理 常用的表面處理目的與方法: 賦予附著性: 利用砂紙做表面研磨以達到粗化的目的。 利用醇系溶劑,清潔劑將表面脫膜劑和髒汙擦去。 除去成型翹曲:以低於材料熱變形溫度10-20度的溫度烘烤1-2小時,以除去 成型時內應力。 表面調整: 經由塗佈溶劑過程,讓發泡或加入玻璃纖維等特殊原料成型 品溶解,以得到良好的附著性。 除塵與防止再附著:運用除靜電裝置,中和被塗物表面的帶電電位,有效提升 良品率。 7.塗料的選擇 8.塗料組成說明 9.良率與成本的比較 10.立體視覺塗裝技術 結合多工製程(雷射雕刻.特殊印刷.噴墨技術)和特殊塗料,打造出一個跳脫傳統概念與視覺的新工藝,也由於這樣不斷的創新,使得外觀塗裝從此不單單只是色彩的變化與搭配,而是一項融合智慧與藝術的新技術。 搭配治具二至四道塗裝流程(需視圖案需求而定),成品具一致性與可量產性,且不受限於複雜外觀變化,更使得產品的設計更能揮灑。 塗裝未來的展望 塗裝未來的挑戰與努力的目標, 就是 給外觀設計一個無拘無束揮灑的 空間,這將也是塗裝技術新的里程,融 合個性.創意.科技的新一代外觀處理 技術, 憑藉著努力和執著已逐漸向可 量產的目標接近中, 產品的外觀處理 不再是制式化. 充滿商業氣息的設計 , 將會是一幅幅令人讚嘆與充滿 驚奇的作品,可以是水景觀.宏偉建築 ,可以是感性與溫馨的情景.也可以是 象徵企業的圖騰…..這些都將可 能成為真實的產品。 噴塗前準備工作 準備表面(PREPARING THE SURFACE) 清潔表面: 在任何欲噴漆之表面,若有塵土、臘、SLICON或其他油脂等 不潔物之殘留,皆能導致漆膜提早損壞或作業上之失敗。為確 保良好的耐久性和附著性,先行徹底清潔表面成極為重要之事。 一旦表面清潔後絕不可用手觸摸或髒布擦拭。 整平(FLATTING) 可以獲得平整表面並為提供各膜層間是當適當附著力之主要關 鍵。 遮蓋(MASKING) 有效率的漆料修補工作,再貼用遮蓋膠帶和紙張時亦應負有相 當關照。 噴塗(SPRAYING) 最好的裝備必須置放在正確的〝手〞中,〝人〞才是最大投資。 塗料組成之基本認識 樹脂(Resin)or展色劑(VEHICLE) 溶劑(SOLVENT) 色料(Pigment) 添加劑(Addative) 配方計算及應用 塗裝的分類 塗料廣泛意義 塗料 塗裝 乾燥 塗膜(成品) 塗料的組成(Composition of paint)主要有四大類: 樹脂(Resin)or展色劑(VEHICLE) VEHICLE:是Resin和Solvent的混合物,作用是為使Pigment均勻分佈於被塗物上,並使之通過客戶規格最主要來源。佔塗料60﹪以上 Resin可分為下列幾種: ALKYD Resin(醇酸樹脂) ACRYLIC Resin(壓克力樹脂) Polyester Resin(聚酯樹脂) Epoxy Resin(環氧樹脂) Polyurethane Resin(聚胺基甲酸、乙酯樹脂) MELAMINE Resin(三聚氫胺樹脂) 以上樹脂可混和使用,並依客戶須求取決採用何種樹脂 溶劑(SOLVENT) 可分三大類: ACTIVE SOLVENT(主溶劑) LATENT SOLVENT(助溶劑) DILUTE SOLVENT(稀溶劑) 通常B、C無溶解力,但是混和一定比例(B/C=1/4)GO-SOLVENT時確有驚人的溶解力,因此選用SOLVENT時,我們考慮: 溶解力 沸 點 價 格 特殊理由(如天候、 季節、靜電塗裝等) 色料(Pigment) 分為二類: INORGANIC PIFGMENT(無機色料)and organic Pigment(有機色料) 有機色料較為鮮豔,小,吸油量高,搖變性高並(Hiding power)較佳,而無機色料為耐久性,耐熱性較好 以選用Pigment所考慮因素主要有二: Hiding power(遮蓋力)選擇Hiding power較佳成本較低 通常要求粒子大小不得超過325MESH,所以應選擇易研磨者為主,當然也要考慮其耐久性和耐熱性 添加劑(Addative) 塗料之製造與儲存或者塗膜的行程與塗膜耐久性等,經常必須加入各種添加劑,以幫助或改善塗料與塗膜的性能,添加劑宜視塗料的種類與發生的現象或者所要求的目的而慎重選用。 而添加劑用量通常都很少,約5﹪以下,常用的有: 配方計算及應用: 完整的配方須含VEHICLE、Pigment、Solvent 、Addative四大部分,而BK(高溫烤漆)方面,是依Resin和Melamine產生CROSS-LINKING反應,巨大結構結合成網狀而達其硬化目的,因此在BK的配方上,我們須計算melamine和Resin用量比例,而為其最適當的比例所形成的塗膜擁有很好的機械強度。 Pu(低溫烤漆方面)因烘烤溫度只有60 – 80℃所以採用硬化劑的添加,以達硬化之目的,其比例須依Resin中OH基與硬化劑中NCO量去計算 噴塗技巧 塗料的分類大致分為: 熟悉噴槍的分解、組合、使用與保養 噴槍大致分為AIR SPRAY GUN及靜電槍兩種。 噴槍的好壞影響噴塗甚鉅,所以使用時須注意: 噴塗前確實洗淨CUP和出氣管 AIR出量及霧化等調整鈕應保持一定,過度或經常的調整亦損其準度 AIR出量及霧化等調整鈕應保持一定,過度或經常的調整亦損其準度 噴塗後應立即清洗噴槍,洗淨後宜在CUP內置留少許Solvent以濕潤管,防止油漆乾燥造成阻塞 AIR COMPRESSOR每日應放水三次,AIR Spray Gun每月拆卸分解浸泡放Solvent一次,做細部保養及清潔 膜厚的控制 : 塗膜的膜厚通常以μ計算,可影響顏色、光澤、物化性實驗,所以膜厚的控制常重要的 調整AIR SPARY Gun將出漆量、霧化、壓力調整於適當圈數,依被塗物及客戶需求調整 固定噴槍與被塗物之間距離,一般垂直距離為20 – 30cm,一般噴塗4 – 5道,每道須互相重疊一半面積,使其每道膜厚4 - 6μ依此要領重覆噴塗,已達要求膜厚 槍距保持一定,重心平衡,移動速度平均 噴塗架應使用選轉架,以達平均膜厚 素色漆之噴塗注意事項: 素色漆通常是1C1B,噴塗膜厚3C產業約25 – 30μ,汽機車約40 - 45μ Solid屬(BK)時,稀釋秒數為16 – 17 sec,屬Pu時稀釋秒數為13 – 14sec,依氣溫冷熱做高低調整 Solid、clear噴塗時,噴槍出氣旋鈕,轉數約2圈,速度放慢,距離拉近,以防橘皮 銀粉漆(metallic)噴塗注意事項: 銀粉漆通常是2C1B,但3C產業絕大部份為1C1B,噴塗膜厚皆為15 - 20μ 銀粉漆稀釋秒數為11 – 12sec,依氣溫冷熱在做高低調整 噴塗metallic時,噴槍出氣旋鈕,轉數為一圈半,數度加快,距離A、?? 拉遠,以防漆花 Candy漆之噴塗注意事項: Candy塗料通常為2C1B之面漆,底漆通常是metallic,噴塗膜厚汽機車為30 – 35μ,3C產業約15 – 20μ 稀釋秒數為13 – 14sec,依氣溫冷熱再做高低調整 Candy塗料之噴塗膜厚影響color深甚鉅,所以膜厚的控制更顯重要 珠光漆(mica)之噴塗注意事項: 珠光漆通常為2C1B以上之作業方式,3C產業多為2C1B甚至1C1B,噴塗膜厚約15 - 20μ,*因mica遮蓋率很差,受底色影響色差甚鉅 mica通常稀釋12 – 13〞,依氣溫冷熱再做高低調整 因mica遮蓋力很差,噴塗時的均勻及膜厚的掌控就非常的重要 噴點噴塗法 噴點噴塗主要應用再皺紋漆塗膜的噴塗上,皺紋塗膜是比較特殊的噴塗方式,早期一般以室內裝潢,家電用等為主要使用對象,目前廣泛使用於大型電腦外殼及桌上型電腦等,噴塗要領如下: 以素色漆噴塗法,首先噴上一層底漆 將欲噴點的漆稀釋成高秒數,約50sec左右,噴槍出氣旋鈕旋緊後,略為放鬆,然後即可噴出如雨點狀之小點 將點狀噴塗部滿全部噴塗物上,Setting 2 min後,Baking 180℃×20’ 塗料調和技巧及應用 配料程序:開發階段,因是小量配料,所以要求的添加量須相當準確,並於每添加一料後充分攪拌,然後依序再添加及攪拌直到配料程序全部完畢,一般配料程序為: Resin Thinner 色 料 調 色 銀 粉 添加劑 配方的調整: 配方的調整因素有 color 物化性 添加劑的特性和用量: 添加劑的用量均為微量,其所能產生的效果亦僅有微調的效果,若要大幅改善塗膜之性能,仍須靠Resin之改良 塗膜物化性試驗 塗料液狀時之Test 塗裝之性能試驗性 塗料之保存 : 平溫度不超過30℃,通風且不受陽光直接照射 留有適當安全活動空間之儲存場 稀釋劑堆放功度要符合現行規定 一般塗料壽命,正常狀況下可維持一年以上,如有空調系統,溫度控制在25℃,溼度65 – 80﹪穩定狀況下,甚至可延長至二年 塗膜及實驗結果不良現象原因分析及對策 色差(OFFCOLOR) 橘子皮(ORANGE PEEL) 針孔(PINHOLING) 失光(DULLING) 起霧(BLUSHING) 剝落(ADHESION LOSS&CHIPPING) 咬漆(LIFTING) 垂流(RUNS or SAGE) 砂紙痕(Sand-SCRATCH SWELLING) 油點 粒點 硬度不足 膜痕浮現 實驗結果整理 實驗報告繕寫方式 實驗片整理編排 實驗結果追蹤 影響塗料顏色之各種不同因素 起霧(BLUSHING) 塗料乾燥後表面呈白霧狀而失去應有之光澤 –原因 稀釋劑乾燥速率過快,使漆膜過度冷卻。 空氣濕度太高。 噴槍空氣壓力太大,造成潮溼漆面之冷卻效應。 噴塗過程中對未乾之漆面,進行強制乾燥之Air噴掃。 塗料乾燥後表面呈白霧狀而失去應有之光澤 –處理方式 噴塗環境空氣濕度太高時,予以除濕或停止噴塗。 條件允許下,可適量地添加防霧劑。 降低噴槍空氣壓力大小。 避免對剛施工之塗膜,進行多餘之強制乾燥施工。 橘子皮(ORANGE PEEL) 膜表面呈規則橘皮狀波浪紋-原因 稀釋劑太快乾或溶解力不夠。 噴槍空氣壓力太高,造成塗料吐出量太少。 噴槍距離被塗物較遠(或時遠時近)。 塗料稀釋程度不足,粘度太高。 膜表面呈規則橘皮狀波浪紋-處理方式 調整使用之稀釋劑,並選用較慢乾的稀釋劑。 調節空氣壓力及塗料吐出量至標準比例。 依照正常規定之噴塗距離及噴幅面積施工作業。 塗料稀釋至標準之作業秒數範圍內。 垂流(RUNS or SAGS) 塗料未乾前向下垂流,而形成表面不平整之塗膜 –原因 塗料及稀釋劑乾燥速率過低。 嘖塗塗膜太厚,或厚度不均勻。 稀釋劑使用過量造成秒數偏低,形成剛施工附上之塗膜流動性過大。 噴槍空氣壓力不足或與被塗物間之噴塗距離過近。 塗料未乾前向下垂流,而形成表面不平整之塗膜 –處理方式 調整稀釋劑之揮發速度。 避免因特殊因素或噴塗手控制不良,造成局部噴塗塗膜太厚。 以標準之施工手法及規定進行規律一致之噴塗作業。 針孔(PINHOLING) 塗膜表層有細小針孔狀的細孔出現-原因 稀釋劑選用不當,蒸發速率太快。 噴塗過厚過溼,且無足夠之濕膜靜置時間。 漆料攪拌作業不均勻,造成溶劑或空氣包覆於漆料中。 嘖塗環境濕氣過重,於底漆表面造成水份殘留。 噴槍嘖塗距離被塗物過近。 塗膜表層有細小針孔狀的細孔出現-處理方式 使用較慢乾、溶解力較強之稀釋劑。 施工操作手法之標準化。 避免劇烈搖動漆料,或以空氣攪拌漆料致產生過多氣泡。 適當控制施工現場環境之溼度。 剝落(ADHESION LOSS & CHIPPING) 局部塗膜附著力降低,並造成漆膜受不當外力時剝落 –原因 素材局部表面清潔處理不當。 嘖塗施工時,表面受它物污染導致附著不良。 施工素材之原料組成成份更改。 局部塗膜附著力降低,並造成漆膜受不當外力時剝落 –處理方式 確實做好素材表面清洗及前處理之轉化工程。 噴塗作業前可先以IPA(異丙醇)或其它適當溶劑及「去污紗布」擦拭潔淨,避免塗膜成形於素材面之髒污部位。 要求素材供應商主動並提早通知素材配方更改事項。 浮皺(LIFTING) 表面浮脹皺起,且與底層附著緊密度不良而浮皺 –原因 當底層塗膜乾燥未達適當程度時,即連續噴塗施工,致咬起下層塗膜而造成浮皺現象。 塗料本身溶劑太強,而易引起下層塗膜之腫漲變形。 表面浮脹皺起,且與底層附著緊密度不良而浮皺 –處理方式 在漆膜連續噴塗施工時,需等底層塗膜乾燥至適當程度後,才可再進行噴塗。 溶劑選用改為溶解力較弱類型搭配使用,才不致於產生此現象。 砂紙痕(SAND-SCRATCH SWELLING) 砂磨部位之研磨痕跡,於塗膜內呈膨漲粗糙化 –原因 研磨工程之材料,未按「先粗後細」之順序逐次換用。 重塗施工時,選用稀釋劑之揮發速度過於緩慢。 砂磨部位之研磨痕跡,於塗膜內呈膨漲粗糙化 –處理方式 粗磨工程完畢後,必須以細砂紙均勻修飾被研磨部位。 重塗施工時,改選用適當揮發速度之稀釋劑。 油點(CRATERS) –原因 塗膜局部呈現小火山孔開口狀凹洞 被塗裝件之表面未完全清潔以前或前處理工程結果不良時,即逕行施以噴塗作業(例如防鏽油脂類、壓延油脂類、矽質脫膜劑、蠟質、指紋、髒粒、異物、不規則或不完整前處理皮膜等仍殘留於素材表面)。 來自環境之污染(如壓縮空氣管線含水或含油、噴 房內之正負壓控制不當、空氣出風口污染、部品輸送帶潤滑油污染、部品吊掛架之污染、噴漆房內凝結水 汽、烤爐內污染、烤爐內熱流方向之控制不良等)。 油點(CRATERS) –處理方式 塗膜局部呈現小火山孔開口狀凹洞 確認被塗物件之清潔程度,及前處理工程滿足規格之要求(若油脂殘留素材時間過久,或含特殊重油脂、矽類物質等,必須加強表面處理清潔工程之程度)。 避免待嘖塗物件於施工之準備、運輸、及傳送過程中,受到環境及人為之再次污染。 定時、適切、全面性清潔施工設備和整理作業環境。 部份油點問題可藉抗油點劑之添加予以克服解決。 粒點 被塗物表面可見到銀粒產生 –原因 嘖塗太乾,銀粉易站立。 塗料本身配方不當或溶解錯誤。 被塗物表面可見到銀粒產生 –處理方式 溶劑快、慢搭配要得宜。 檢討塗料本身配方,銀粉浸泡是否完全。 檢討塗料本身配方,防塵劑選擇是否恰當。 硬度不足 塗膜表面以硬度計測試硬度不足 –原因 硬化比不足。 烘烤時間不足。 烘烤溫度不足。 配方樹脂本身硬度不足。 塗膜表面以硬度計測試硬度不足 –處理方式 硬化比調配符合。 烘烤之時間及溫度符合作業條件。 改變配方樹脂之硬度。 磨痕浮現 塗膜烘烤後研磨,加溫照射後,磨痕浮現 –原因 塗料本身硬度不夠。 塗膜烘烤溫度與時間不足。 塗膜烘烤後研磨,加溫照射後,磨痕浮現 –處理方式 加促乾劑,使塗膜硬化時間加速。 塗膜烘烤溫度與時間符合作業條件。 顏色色差(OFF COLOR) -原因 目視顏色或色差值:ΔE、L、a、b值與標準色板不符 標準色板之應用發生錯誤。(分發之標準色板已有不同程度之色差;或要求以其它物件取代發行之標準件)。 出廠塗料色差判定失誤。 使用塗料前,未適當予以攪拌均勻即加以施工噴塗。 噴塗操作手法之差異(溼噴或乾噴)。 噴塗膜厚未達或超過標準規格值。 塗膜烘烤時問過長,超過工程作業標準書之規定。 噴塗設備之設定參數已偏離標準工程之管理值。 塗料補給更新率太低,循環管有沉積物生成。 循環管及循環桶受先前使用塗料殘餘物之污染。 顏色色差(OFF COLOR) -處理方式 目視顏色或色差值:ΔE、L、a、b值與標準色板不符 雙方對標準色板之製訂及噴塗過程共同參與確認。 啟用靜置塗料時,對沉澱部份之色料、銀粉、珠光粉予以適當地攪拌均勻。 噴槍空氣壓、塗料吐出量、塗料泵浦壓、噴霧、噴幅大小等,各項施工手法之統一。 依標準膜厚規格值進行嘖塗作業。 更換線上塗料時,應徹底清洗循環管及循環桶。 色差管理應用 色彩理論 顏色構成三要素:光源、物體、眼睛。 顏色影响因素:光源、角度、物體大小、材貭、年齡、性別、心情、健康、人種….. 常用表色系:XYZ、Yxy、Lab、L*a*b*….. 常見光源:A光源、C光源、D65光源、人造光源 觀測角度:2度、10度 量測方法:三刺激值、分光式 光的分解 光色存在的三要素 眼晴對顏色的反應 不同光源對顏色的影響 光源種類一(自然光源) 光源種類二(人造光源) 物體顏色的分光現象二 2度標準觀測者與10度標準觀測者 色差計結構 常用表色系CIE 1976 UCS 圖 常用表色系CIE 1931 xy 圖 常用表色系 a* b* 常用表色系L*a*b*立體圖 Abstract Abstract 陽極處理原理 陽極處理是化成皮膜技術的一種,根據ASTM的定義化成皮膜指的是利用化學或電化學處理,使金屬表面生成一種含有該金屬成份的皮膜層,例如鋅的鉻酸鹽皮膜處理,鋼鐵的磷酸鹽皮膜處理,鋁合金的陽極處理等,欲施行化成皮膜處理的金屬,其形成的化合物或氧化物必須不具水溶性,同時也不是粉狀物,亦即必須是連續皮膜。此單元完全以常見的鋁陽極處理為討論對象。 簡單而研就是於一電解槽中,將金屬(如鋁或鋁合金)工件置於陽極,一定電壓與電流,促使工件表面形成附著良好的氧化層 陽極處理原理解說 1.鋁品(材)置於陽極,以稀硫酸為電解質,施以直流電處理使其表面產生一層多毛細孔之陽極皮膜, 再以熱水 、蒸氣、或藥液將該毛細孔封閉。 2.鋁品(材)在硫酸溶液中膜厚形成之軟硬、厚度取決於藥液溫度與電解之時間、電流。 3.以常溫封孔劑,將陽極皮膜之毛細孔成封閉性鋁成品。 陽極處理的目的 一般鋁合金很容易氧化,氧化層雖有一定鈍化作用,但長期曝露之結果,氧化層仍會剝落,喪失保護作用,因此陽極處理的目的即利用其易氧化之特性,藉電化學方法控制氧化層之生成,以防止鋁材進一步氧化,同時增加表面的機械性質。另一目的是,藉不成反應,產生各種色澤(發色)增進美觀。 陽極處理的應用 其用途如下各項 : 1.耐腐蝕: 金屬的氧化物較金屬更安定,所以更耐腐蝕 2.塗裝附著性: 太空及軍事零件規格 3.電鍍鋁: 鋁經陽極處理後適合電鍍,因鋁陽極處理表面為不連續氧化鋁層,含許多孔 ,在磷酸鍍浴中會形成導電性變成可電鍍,而許多孔產生內鎖反應鍍層附著性加強 4.裝飾: 用不同鋁合金,前處理,陽極處理系統可得非常耐久的各種裝飾性表面 陽極處理的應用 5.電絕緣: 陽極處理鍍層絕緣性很好並可耐高溫而不必改變,應用在電容器工業上 6.底板: 陽極處理所形成的多孔表面,將感光性物質滲入孔中可得到如同底片 7.發射性及反射性太空,電子?及機械等光熱應用上 8.耐磨性: 低溫(-4~10℃)之硫酸電解液陽極處理可得非常硬的陽極鍍層具有耐磨特性,應用在齒輪,活塞,葉片,燃料噴角 9.表面分析: 鋁基材在鉻酸做陽極處理可檢測出表面缺陷用來研究鋁材料的冶金性質 陽極處理應用 陽極處理製程流程 工件 → 脫脂(Ⅰ) → 水洗 → 化學光澤(Ⅱ) → 水洗 → 脫漬(Ⅲ) → 水洗 → 陽極處理 (Ⅳ) → 水洗 → 封孔(Ⅴ) → 水洗 → 乾燥 陽極處理製程介紹 圖一是陽極處理皮膜的掃描式電子顯微(SEM)照片,其顯示皮膜層實際上是呈管胞(cellular tube)組織,其底部似一般試管底部呈圓弧狀。形成此種組織型態的過程如圖二說明。 陽極處理製程介紹 長時間之後,堆積的沉澱即形成”管壁”,管壁的主要成份是含水氧化鋁或膠狀氫氧化鋁,愈近管壁中央含水量愈少,愈近純氧化鋁(time4& time5 ) 陽極處理製程介紹 如圖所示,近電解液區域即為鋁溶解並沉積的區域,沉積愈久,則愈緻密 陽極處理製程介紹 封孔(Sealing) 陽極處理皮膜是經由溶解與沉積形成管胞狀,因此處理之後的皮膜,自電解衣取出後,充滿著孔隙,而且可能含有大量水份,必須再經封孔程序才能獲得較製密的皮膜。封孔的操作方式通常是在近沸騰的水中浸漬一段時間,陽極處理過程溶解沉積的皮膜是膠狀氫氧化鋁,尤其是管孔內及管口部位,其經過高溫處理後,會轉化成Boemite,成份是γ-Al2O3、H2O或γ-AlOOH,含有85﹪的Al2O3經此轉換與再結晶之後,管胞即被完全填封,成一很緻密的皮膜層此過程如圖右所示。視電解液不同,封孔需求性也不同。封孔操作,除了在水中進行之外,也可以在重鉻酸溶液(例如5g/l重鉻酸鉀)或醋酸鎳80°C進行,此種封孔處理之後,可以大幅度提高抗蝕性。 陽極處理之化學溶液使用 (Ⅰ)有劑之熱鹼洗液,60~70℃ (Ⅱ)H3PO4+HNO3溶液,88~110℃ (Ⅲ)25~35﹪HNO3,常溫 (Ⅳ)15﹪H2SO4,21~25℃ (Ⅴ)100℃H2O 廠房設備3D立體示意圖 表面處理使用設備介紹 無人化自動操作系統 陽極處理設備製作須注意事項 1.電接觸:因陽極鍍層不易導電,所以鋁的表面最初就須完全接觸 2.掛具:用鋁合金(壽命3千~5千次)或純鈦(壽命十萬次)做掛具,要避免過熱及弧光,鋁掛具會形成氧化物層可用苛性鈉溶解掉再用,掛點處顏色較黑。 3.冷卻及攪拌,陽極處理會放出熱量,為維持操作溫度需用冷卻蛇管或熱交換器冷卻控制溫度,攪拌可用空氣或機械攪拌 4.槽裏襯:316不鏽鋼,銻鉛,碲鉛被用做襯裏及陰極,內襯可用橡膠,塑膠,或玻璃 5.電力供應:可由直流發電機或整流器供應陽極處理所需要的電力, 一般需24v,但在硬質陽極處理及電解著色電壓可達到100v,最好能有定壓及定電流的控制,電流越大,顏色越黑。 6.液霧排除:需要有適當排風設備 表面處理之(發色處理) 鋁品(材)經陽極處理後未封孔前,再以電解使金屬離子沈澱於陽極皮膜毛細 孔內,經光線折射後使鋁品(材)表面產生色澤。 鋁品(材)色澤之深淺,取決於藥液之溫度、濃度、 PH值與電解發色時間。 光澤度↑:時間↓濃度↑ 表面處理之(金黃著色 ) 金黃色氧化著色製程是以傳統電解著色法產生出金黃色系。 其製程特點是成本低,顏色穩定性高。 表面處理之(電泳塗裝 ) 當鋁品(材)已陽極處理或發色處理後,凝再加 一層塗膜保護時,則須經電泳處理,以達到完整的亮度成品。 陽極處理之電解液使用 (參考文獻 ---虎尾技術學院之鋁表面處理章節) 1.傳統硫酸電解液:用在裝飾及防護,厚度在 2.5~30μm 其配方如下 : 硫 酸 :H2SO4 12~25wt% 浴 溫 21℃ 電流密度 260A/m 電 壓 12~22V 陽極處理之電解液使用 2.鉻酸陽極處理電解液:此浴較少用在裝飾性, ????主要用在塗裝,特別是軍事零件,鍍層厚度約 10μm, 其配方如下: 鉻 酸 chromic acid 3~10% 浴 溫 40 ℃ 電 壓 慢慢調高 (30分鐘) 0~40V 電流密度 0.3~0.5A/dm2 陽極處理之電解液使用(參考文獻) 3.酸陽極處理液:此浴主要用在電鍍,產生大量 ???? 的孔加強鍍層附著性 其配方如下: 磷 酸 Phosphoric acid 3~20 Vol % 浴 溫 30~35℃ 電 壓 50~60V ?時 間 15~30min 陽極處理之電解液使用(參考文獻) 4.硬質陽極處理液:此浴係將氧化物膜溶解速率降低使氧化鍍層厚度大於250μm得到非常硬且耐磨的表面 其配方如下: 硫 酸 Sulfuric acid 15Vol 浴 溫 temperature 0~3℃ 電流密度 current density 2~2.5A/dm2 電 壓 20~60V 時 間 60~200分 陽極處理之電解液使用(參考文獻) 5.草酸陽極處理液:此浴可得黃色鍍層比傳統硫酸浴陽極處理鍍層硬,但價格是硫酸法2~3倍 其配方如下: 草 酸 3~10 wt% 浴 溫 24~35 ℃ 電流密度 1~2 A/dm 時 間 40~60分 陽極處理鍍層著色 著色方法有電解,有機染色,無機染色及電 鍍金屬等方法,綠色與K金色較不易染色。 表面處理使用設備 配 管 工 程 貫流式蒸汽鍋爐 過 濾 機 廢 氣 處 理 塔 表面處理使用設備 烘 烤 爐 離子交換純水設備 電泳塗漆回收設備 PVD簡介 電鍍 電氣電鍍 陶瓷 噴漆 膠 陽極處理 PVD簡介 電鍍 電氣電鍍 陶瓷 噴漆 膠 陽極處理 陽極處理鍍層著色 開始通電時,鋁陽極表面的某些部位開始溶解(time1) 時間增長,鋁溶解量增加,但是陽極表面開始呈現凹凸不平的粗度(time2) 時間續增,由於凹凸不平造成溶解速率 不一,溶解較快的部位逐漸凹陷,於此同時,溶解的鋁離子逐漸生成氫氧化鋁與氧化鋁沉積在表面,但是仍留有孔隙以供溶解反應繼續進行(time3) 陽極處理皮膜溶解沉積示意圖 陽極處理皮膜封孔示意圖 陽極處理前 陽極處理後 表面處理比較 陽極處理前 陽極處理後 表面處理比較 陽極處理前 陽極處理後 表面處理比較 半自動操作系統 表面處理使用設備 整 流 器 廢 氣 處 理 鋁 型 材 噴 砂 機 硫酸回收設備 R0 逆滲透水處理系統 冷 凍 機 調色技巧與應用 色料(銀粉、珠光粉)整理 調色過程整理與紀錄 色差值 色差機輔助 因 素 / 項 目 ?變 淺 ?變 深 環 ? 境 溫 度 高 低 濕 度 低 高 空 氣 流 動 快 慢 ? 噴 ? 槍 噴 嘴 小 大 流 量 小 大 AIR 大 小 扇 型 寬 狹 壓 力 寬 低 稀 釋 液 種 類 快 乾 慢 乾 用 量 過多(低粘度) 較少(高粘度) 溶 解 力 強 弱 人 ? 員 距 離 遠 近 移 動 速 度 快 慢 漆層間之間隔時間 長 短 ? ? 壓 力 的 影 響 過 高 過 低 粗膜(或乾噴) 顏色分色 橘 皮 紋 起泡(POPPING) 低光澤(因過度氣化) 針孔(PINHOLING) ? 滴流或垂流 ? ? ? 噴 嘴 ? 太 近 太 遠 橘皮皺紋 橘皮皺紋 滴流及垂流 乾噴(粗膜) 銀粉漆漆花 ? 吐出量大,AIR小 吐出量小,AIR大 滴流及垂流 乾噴(粗膜) 太 窄 未成直角 銀粉漆花 銀粉漆花 ? ? 溶 劑 過 高 過 低 乾噴(粗膜) 粘度太低 橘皮皺紋 遮蓋力不良 針 孔 滴流及垂流 附著不良 ? 滴流及垂流 ? 四、噴漆常見缺陷與改善對策。 塗裝缺點的產生一般是由下列因素所引起 塗裝環境不良。 塗裝底材的表面缺陷或品質問題。 塗裝方法或流程不適當。 塗裝技術不成熟或疏於注意。 塗裝機器或治具上的問題。 使用有缺點或不適當的塗料。 四、噴漆常見缺陷與改善對策 1.漆膜泛白(Blushing) 現象: 塗裝時塗膜乾燥過程中或乾燥後有白霧現象,塗膜顏色比原來之顏色較淡。 降低作業環境的溼度或停止作業 作業環境溼度過高(RH=85%以上) 增加稀釋劑的高沸點成分 稀釋劑的低沸點成分過多 清除分離器中集聚的水分 噴塗用的壓縮空氣中含有水分 對策 原因 四、噴漆常見缺陷與改善對策 2.橘紋(Orange Peel) 增加稀釋劑的高沸點成分 稀釋劑低沸點成分過多 揮發太快 漆膜流平效果差 噴塗前將塗料充分攪拌 塗料分散攪拌不良 調整噴塗距離 噴塗距離過遠或過近 提高壓縮空氣壓力 壓縮空氣壓力過低 塗料霧化不良 調整噴槍的運行速度 噴槍運行速度過快 添加稀釋劑降低粘度 塗料粘度過高 對策 原因 現象: 噴塗後之塗面發生有如橘皮之凹凸狀(包含較小之細粒皺Mottling) 。 四、噴漆常見缺陷與改善對策 3.條痕 現象: 噴塗塗料產生波紋狀亂流或漣漪,造成塗膜上之條狀或同心圓痕跡。 保持噴槍對被塗物表面的垂直狀態 噴槍不垂直於被塗物表面 降低壓縮空氣壓力 壓縮空氣壓力過高 調整噴霧圖形的搭接寬度 噴霧圖形搭接不良 清除沾附的塗料 空氣帽或塗料噴嘴被塗料沾污 對策 原因 四、噴漆常見缺陷與改善對策 4.氣泡(Bubbling) 現象 塗膜內含有氣泡 。 調節塗料至適當之粘度 塗料粘度過高 過濾或以振動器除去氣泡 或用真空機去除氣泡 塗料中有氣泡 填充或補土應完整 填充或補土不良 內有空氣 噴塗前仔細清理被塗物表面 被塗物表面沾附有油 水 灰塵 採取措施縮小溫差 塗料與被塗物表面的溫差太大 清除分離器集聚的水分 提高分離效果 壓縮空氣中有水分 對策 原因 四、噴漆常見缺陷與改善對策 5.流涎(Sag)、下垂(Run) 現象 塗物的垂或傾斜面塗裝時,塗料的粘度與乾燥性不平衡,或塗裝要領不佳所產生塗料的垂流狀態,長柱狀的稱為流涎,簾幕狀的稱為下垂 。 塗料的粘度要調整適當 塗料粘度過低 稀釋過度 移動速度 以30~50cm/sec為佳 且塗料粘度要適當 噴槍移動速度過慢 保持噴槍對被塗物表面的垂直狀態 噴槍未垂直於被塗物表面 調整噴塗距離 噴塗距離過近 減少塗料噴出量 塗料噴出量過多 對策 原因 四、噴漆常見缺陷與改善對策 6.針孔 現象 塗面發生孔穴的現象,稱為針孔,每m2約數個至無數個。 調整乾燥溫度 緩慢加熱不可過劇 加溫乾燥時 溫度過高或急劇加熱 添加適度的硬化劑 不得過多或不當 硬化劑添加過多或不當 減低溫度差異 始可塗裝 塗料與被塗面之溫度差異過大 過濾或清掃塗裝週遭環境並調整粘度 塗膜中含有塵埃氣泡或粘度過高 等補土或底漆乾燥後 再予以上一層塗裝 填充劑或補土或底漆之乾燥不完全 對策 原因 四、噴漆常見缺陷與改善對策 1.塗料粘度 塗料粘度影響塗料噴出量,粘度高的噴出量少;粘度低的噴出量大。粘度也影響漆膜的平整度,因為粘度對霧化效果有密切關係。下面圖1為塗料粘度對漆霧粒徑的影響;表1為常用塗料適宜的噴塗粘度: 30 40 100 150 塗料粘度/s 漆霧粒徑(μm) Fig.1 塗料粘度對漆霧粒徑的影響 塗料種類 塗-4杯 粘度/s 標準粘度/10-3Pa.s 硝基樹脂漆和熱塑性丙烯酸樹脂漆 16~18 35~46 氨基醇酸樹脂漆和熱固性丙烯酸樹脂漆 18~25 46~78 自乾型醇酸樹脂漆 25~30 78~100 Table 1 常用塗料適宜的噴塗粘度 二、噴槍的使用與注意事項。 2.塗料微粒化特性 微粒化的效果直接影響漆膜的表面當噴質量,漆霧細化程度取決於從空氣帽中心孔與輔助空氣孔噴出空氣的速度與流量,即出量固定時,漆霧細化程度取決於空氣噴出量與塗料噴出量的比例。圖2為空氣噴出量與塗料噴出量之比例與漆霧細化程度的關係: 800 2000 700 300 Qi do(μm) Fig.2 微粒化曲線 式中 d0: 漆霧粒子平均粒徑(μm) Qi: 空氣使用量與塗料噴出量的比值 二、噴槍的使用與注意事項。 3. 噴槍的結構認識 1-空氣帽 2-塗料噴嘴 3-針閥 4-噴霧圖形調節旋鈕 5-塗料噴出量調節旋鈕 6-空氣閥 7-空氣管接頭 8-空氣量調節裝置 9-槍身 10-扳機 11-塗料管接頭 二、噴槍的使用與注意事項。 4. 噴槍的調整 此外,要獲得滿意的噴塗效果, 還要掌握噴塗距離、噴槍運行速度和噴霧圖形之搭接三個要素。以下分為三部分敘述之: 4.1.噴塗距離 噴塗距離是指噴槍前端與被塗物之間的距離,一般狀況下, 噴塗距離應為20~30cm。噴塗距離分別對漆膜厚度與塗著效率產生影響,其關係如圗8,9所示。 但是距離過近會使漆膜過厚,產生流涎;過遠則塗料飛散多損失大,且運行時間長,稀釋劑揮發太多,造成表面粗糙。 10 20 30 40 5 10 15 20 噴塗距離/cm 漆膜厚度(μm) Fig.8 噴塗距離與漆膜厚度的關係 10 20 30 40 60 70 80 90 100 噴塗距離/cm Fig.9 噴塗距離與塗著效率的關係 塗著效率(%) 二、噴槍的使用與注意事項。 4.2.噴槍運行速度 噴塗作業時,噴槍運行速度要適當並保持固定,一般應控制在30~60cm/s。被塗物小且表面凹凸不平時,運行速度可以慢一些,被塗物大且表面較平整時,可再增加塗料噴出量的前提下,提高運行速度。 20 30 40 50 5 10 15 20 25 噴槍運行速度/cm Fig.10 噴塗距離與漆膜厚度的關係 漆膜厚度(μm) 二、噴槍的使用與注意事項。 Fig.11 噴霧圖形的搭接 噴霧圖形形狀 重疊寬度 搭接間距 橢圓形 1/4 3/4 橄欖形 1/3 2/3 圓形 1/2 1/2 Table.2 噴霧圖形的搭接 W1-噴霧圖形幅寬 W2-重疊寬度 W3-搭接閒距 二、噴槍的使用與注意事項。 4.3.噴霧圖形的搭接 噴霧圖形搭接式指噴塗時,噴霧圖形隻間的部分重疊,由於噴霧圖形中間部分漆膜較厚, 邊緣較薄,必須使前後噴霧圖形相互搭接,才能使漆膜均勻一致,搭接的寬度應視噴霧圖形的形狀不同而各有差異,如圗11所示。表2中列出橢圓形、橄欖型和圓形三種噴霧圖形所建議的搭接寬度。 5. 噴槍噴塗之距離、移動速度與圖形的搭接 噴漆作業之前,為了達到噴塗品質要求,必須將噴槍的空氣壓力、塗料噴出量和噴霧圖形幅寬調整到最適宜的程度。以下分空氣壓力的調節、塗料噴出量的調節和噴霧圖形的調節三部分表示。 Φ1.5 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 Φ2.0 10 20 30 空氣壓力/MPa 噴霧圖形幅寬/cm Fig.3 空氣壓力與噴霧圖形幅寬的關係 Φ2.0 Φ1.5 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 100 200 300 400 塗料噴出量 空氣壓力/MPa Fig.4 空氣壓力與塗料噴出量的關係 二、噴槍的使用與注意事項。 5.1.空氣壓力的調節 空氣壓力高漆霧粒子細,但漆霧飛散多導致漆料損失大;反之,空氣壓力低漆霧粒子粗,漆膜表面粗糙產生橘紋、針孔等缺陷,因此應根據噴槍的特性和被塗物的表面狀況去調節。 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 40 50 60 70 空氣壓力/MPa 塗料損失(%) Fig.5 空氣壓力對塗料損失的影響 二、噴槍的使用與注意事項。 5.2.塗料噴出量的調節 以噴塗效率考慮,希望塗料噴出量大, 但是塗料噴出量除了受空氣量的之外, 也會影響漆霧粒子的細度, 如

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