本文摘要
- 电镀是一种表面处理技术，广泛应用于多个领域，主要用于金属表面，目的包括提供保护层、美观装饰、改善导电性等，但在製造过程中可能产生有害化学物质。
- 电镀透过电解过程将金属离子附着在基材上形成镀膜。包含阳极、阴极及电解液，不同金属电镀膜具有不同特性，适用于装饰、保护或特质性需求。
- 电镀製造方式多样，包括挂镀、桶装电镀、流动床电镀等，各适用于不同的零件和需求，对产品品质起关键作用。
- 流量计与喷嘴在电镀产业中至关重要，用于精确控制药液用量、分佈状态和接触时间，影响电镀层品质。应用包括电镀设备水洗、流量监测和化学药剂监测等。
一、为什麽要电镀？ 电镀的优缺点
电镀(Electroplating)是一种表面处理技术，广泛应用于电子、汽车、机械、航空、化工等多个领域，主要附加于金属表面，但非金属物件经过特殊处理后也能电镀，像是金属光泽的钮扣、化妆品外壳，其原理是利用电化学反应，在物体表面附着一层金属或合金薄膜。电镀的目的有多种，包括提供耐腐耐磨的保护层，镀上金属光泽进行美观和装饰，改善电子元件导电性，提高硬度，修復一些表面缺陷等等。而电镀的缺点则是製造过程中，可能产生对环境有害的化学物质，以及部分电镀过程相对複杂，增加生产成本。
二、电镀的原理及种类
电镀原理
电镀透过电解过程，将电解液中含有的金属离子附着在基材表面上形成镀膜。在电镀製程中有三大角色：阳极（镀层金属）、阴极（被镀物）、与电解液（电镀液）。阳极为提供镀层金属的金属片，阴极为被镀物极板。电解液通常由含有镀层金属的阳离子溶液、非金属离子及其他化学成分所构成。输入电流后，电解液中的金属阳离子游至阴极，透过接受电子还原成金属而附着在被镀物极板上。同时阳极的金属再溶解（氧化），提供电解液更多的金属离子。经过一段作用时间，被镀物的表层就会盖上一层金属薄膜。
电镀种类
不同金属的电镀膜具有不同的硬度，影响其耐磨性和耐腐蚀性，也会根据外观需求选择不同金属作为装饰用的镀膜，对于电子元件的应用，导电性更是一个重要考虑因素，以下为不同金属的电镀用途分类：
装饰性电镀：此类型电镀主要包括镀青铜、镀镍、镀铬等，旨在增强产品表面的光滑度和美观。镀上的金属层通常具有较高的光泽，使商品看起来更具质感。这种电镀方法经常用于皮包、鞋子、服饰、卫浴配件等装饰性五金产品。
保护性电镀：此类型电镀适用于螺丝钉、帆布釦、建筑五金等零件，主要用于提高产品的抗腐蚀、耐磨和防鏽能力。例如，螺丝钉经常暴露于户外环境，防鏽处理能显着延长其使用寿命。在保护性电镀中，锌、镍、锡是最常见的材料。
特质性电镀：银、铜、金是三种导电性能较佳的金属。因此，我们不仅将铜、银、金用于装饰目的，还会将它们镀在电路板等产品上以提高导电性。除此之外，特质性电镀还可用于增强金属的可焊接性、提高电阻抗等特殊需求，透过在表面镀复特殊性质的金属层来实现。
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三、电镀製程
电镀的製造方式分许多种，不同的製程适用于不同的需求，并且在製造高品质产品中起着关键作用。以下简单介绍挂镀、桶装电镀、流动床电镀、连续带材电镀、悬浮电镀、雾化电镀、滚镀的製程及应用。
挂镀（Rack Plating） 将需要电镀的物件被固定在金属架(挂架)上进行电镀，适用于小型、複杂形状的精密物件，如精密五金零件－锂电池连接器、半导体元件。
桶装电镀（Barrel Plating） 将小型零件放置在旋转的金属桶中，让解液均匀接触到零件表面进行电镀，主要用于小型部件的批量生产，如小型五金配件螺丝、螺母、螺栓等以及汽车零部件： 适用于製造汽车零部件的表面处理。
流动床电镀（Fluidized Bed Plating） 流动床是充满电解液的固体颗粒的床层，物件被放置在这个床层上，电解液流经其表面，适用于小型、複杂形状的物件，特别是需要複杂形状处理的元件。
连续带材电镀（Continuous Strip Plating） 将整条扁平的金属捲材，连续地通过电解槽，製造均匀的电镀，常用于生产电子元件，如印刷电路板（PCB）和连接器，以及生产金属带材的五金制品的保护层。
悬浮电镀（Suspension Plating） 将物件悬浮在电解液中，而不是固定在架子上，应用于需要高精密度表面处理的微细元件，像是製造MEMS元件中的微型感测器、微型镜头或医疗设备中的植入式医疗器械、微型导管等。
雾化电镀（Vapor Deposition Plating） 一种使用电化学沉积的方法製造微细的电镀薄层，这种方式适用于製造複杂的薄膜和涂层，如光学镀膜以及半导体工业中的薄膜製程－製造积体电路（IC）。
滚镀（Rolling Plating） 在金属带材的特定区域，将基材连续通过电解槽，以实现均匀的电镀，用于製造金属带材的保护层，以及建筑材料的装饰品。
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四、流量计与喷嘴在电镀产业的应用
在电镀过程中，电镀药液的喷洒用量、分佈状态，液体与材料的接触时间，甚至是药液冲击面板的力道大小都会影响电镀层的品质，所以电镀製程不但对喷嘴的品质与表现有严格的要求。另外，被镀物在电镀製程前的表面清洗、处理製程，以及製程中的水洗，都需要透过喷嘴的喷淋来进行；桶装电镀槽也需透过喷嘴来清洁。喷嘴与流量计在电镀产业扮演举足轻重的角色，前者大量应用在电镀前的处理製程，帮助提高电镀层的品质；后者则是用来测量电镀药液的使用量，帮助工厂控管製程效率。
应用一：电镀设备水洗製程－低压广角喷嘴
➤ 实际案例：知名台湾电路板设备製造商
情况：该公司从事电路板自动化设备专业研发，其研发设备包含垂直电镀设备、水平电路板设备、光电设备等机台，其中，电镀设备的水洗製程为避免破坏电路基板，因此使用较低压的水流进行冲洗，该公司希望寻找一款在低压下仍能大面积喷洒的喷嘴。
解决方案：LORRIC 的 D Clamp系列喷嘴
D Clamp 系列低压广角扇形喷嘴利用喷孔外的反射面达成喷雾设计，在低压的工作环境下仍能形成大于145度的广角清洗面积，提供高效率的水洗效果。此外，D Clamp系列喷嘴採用管扣式固定，安装上十分简便；多件式结构设计也降低使用者更换、维护的难易度。
应用二：电镀设备流量监测＆中央控台沟通
➤ 实际案例：台湾知名自动化设备製造商
情况：该公司主要服务范围包含印刷电路板的DES线製程、除胶渣机台、以及电路板、五金电镀设备，在电镀金、电镀锡设备需要精确地量测液体以及气体的使用量，此外，该公司的电镀设备也需要流量计传送讯号与中控台沟通。
解决方案：LORRIC的面积式流量计及蹼轮式流量计
在电镀设备量测用水量以及气体的使用量的部分，我们建议该公司使用LORRIC的面积式浮子流量计，此款流量计能够确保流量计的准确度维持在±5% F.S.。本体部分的流量刻度使用雷射凋刻处理，利于现场辨识，且雷凋刻度持久耐脱落，提升流量计使用寿命。对于传送讯号与中控台沟通的需求，我们建议公司使用LORRIC FP-AS510 AxleSense 蹼轮式流量计，此款流量计内建三种通讯格式：4-20mA类比输出、Modbus RTU RS485控制信号、以及光耦开关讯号（Pulse signal），提供使用者最完整的通讯选择。
应用三：电镀化学药剂流量监测
➤ 实际案例：某台湾电镀设备製造商
情况：该公司生产PCB印刷电路板电镀设备，其电镀产线使用立式连续电镀设备（Vertical Continuous Plating Line），有效提高电镀的分佈成效，并保持每片面板的电镀品质一致性。立式连续电镀设备中使用许多化学药剂，需要能有效率的监控用药量并具有抗腐蚀能力的流量计。
解决方案：LORRIC的面积式流量计及蹼轮式流量计
LORRIC的面积式流量计採用高品质塑料，耐化性强，面对强酸硷药液具有一定的抗腐蚀能力，有效降低设备维护的频率，并降低维护成本。此外，若要有效率的监控电镀设备的用药量，具备通讯功能的流量计是必要条件。针对客户的通讯输出要求，LORRIC的 FP-AS510 蹼轮流量计成为最佳的解决方案。产品本身带有三种通讯输出方式（4-20mA类比输出、Modbus RTU RS485控制信号、以及光耦开关讯号（Pulse signal），能够配合厂内中控设备的通讯格式。