电镀装备是实现电镀工艺的重要保障。本书特点在于结合电镀技术原理介绍了电镀装备在电镀过程中的作用，突出了电镀技术与装备的独特性，同时对各类电镀装备和自动生产线从结构到应用都做了全面介绍。书中介绍了金刚石线锯复合电镀、芯片电镀、印制板电镀、箔材电镀等高端电镀技术中的特殊装置，并提出了一些创新理念和建议，有利于读者将电镀理论学习与电镀工艺与装备的研发结合起来，提升专业素养。本书对从事电镀专业技术研发和电镀装备制造的工程技术人员极具参考价值，也可以作为大专院校电化学等相关专业师生的教材和辅助读物。

第1章 电镀技术与工艺 001
1.1 电镀产业在国民经济中的地位 001
1.1.1 电镀技术应用领域 001
1.1.2 电镀技术的应用 005
1.1.3 电镀技术应用领域的扩展 005
1.1.4 高端制造中的电镀技术 007
1.2 电镀技术的发展 009
1.2.1 电镀技术简史 009
1.2.2 电镀与电子 014
1.2.3 电镀系统回路与电子路径和形态的转变 019
1.3 电镀工艺参数及其对电镀的影响 020
1.3.1 镀液pH 的影响 020
1.3.2 镀液温度的影响 022
1.3.3 传质过程的影响 025
1.3.4 电流密度的影响 028
1.3.5 电源波形的影响 030
1.4 隐因子 032
1.4.1 隐因子与微扰 033
1.4.2 隐因子的影响 034
1.4.3 重视隐因子的作用 036

第2章 电镀工艺 037
2.1 通用电镀工艺 037
2.1.1 镀锌 037
2.1.2 镀镉 042
2.1.3 镀铜 050
2.1.4 通用镀镍 058
2.1.5 装饰镀铬 062
2.2 功能性电镀工艺 069
2.2.1 镀金 069
2.2.2 镀银 073
2.2.3 镀锡 077
2.2.4 其他贵金属电镀 080
2.3 非金属电镀工艺 087
2.3.1 ABS 塑料电镀 087
2.3.2 聚丙烯（PP 塑料）电镀 094
2.3.3 玻璃钢电镀 096
2.3.4 陶瓷电镀 099
2.3.5 非金属电镀技术的发展与展望 103
2.4 印制电路板电镀 105
2.4.1 工艺的特点 105
2.4.2 常用的电镀工艺 106
2.4.3 孔金属化 107
2.5 印制板水平电镀模式和特殊材料印制板 113
2.5.1 印制板垂直电镀的缺陷和水平电镀的兴起 113
2.5.2 水平电镀方式 114
2.5.3 水平电镀技术原理 115
2.5.4 水平电镀系统基本结构 118
2.5.5 特殊基材印制电路板 119
2.5.6 陶瓷多层板 121
2.5.7 仿生基材印制电路板 122
2.6 印制电路板电镀的检测 123
2.6.1 质量检测项目 123
2.6.2 印制电路板的检验 124
2.6.3 成品检验 126

第3章 电镀装备概论 127
3.1 电镀装备系列 127
3.1.1 电镀装备及其分类 127
3.1.2 电镀装备的运行方式 128
3.1.3 智能化电镀生产线 131
3.2 通用和专用装备 132
3.2.1 通用电镀装备 132
3.2.2 专用电镀装备 134
3.2.3 专用电镀设备中的专用阳极 134
3.3 电镀试验和检测装备 136
3.3.1 通用电镀试验与检测设备 136
3.3.2 专用电镀试验与检测设备 136
3.4 电镀生产的环保和安全 137
3.4.1 电镀废气治理装置 137
3.4.2 固体废弃物处理 137
3.4.3 废水处理 139

第4章 前后处理工艺与装备 141
4.1 前处理设备与材料 141
4.1.1 打磨设备与材料 141
4.1.2 喷砂 144
4.1.3 滚光 146
4.2 除油 150
4.2.1 金属表面油污的分类与来源 150
4.2.2 除油工艺 154
4.2.3 其他除油方法 158
4.3 除锈 159
4.3.1 化学除锈 160
4.3.2 电化学除锈 164
4.3.3 弱浸蚀与活化 166
4.4 镀后处理工艺与装备 168
4.4.1 镀后处理 168
4.4.2 镀锌着色工艺 171
4.4.3 其他镀层的钝化 173

第5章 电镀与电镀槽 175
5.1 电镀用槽 175
5.1.1 电镀用槽的种类 175
5.1.2 电镀槽 178
5.1.3 电镀槽与电力线 180
5.1.4 电镀槽等设备几何因素的影响 183
5.2 几何因素影响的消减 185
5.2.1 槽体体积和形状的影响 185
5.2.2 电极几何形状的影响 187
5.2.3 制品形状的影响 188
5.3 电镀槽必备附件 188
5.3.1 电极杠 188
5.3.2 元宝座 188
5.3.3 阳极杠防污罩 189

第6章 电镀挂具 191
6.1 电镀挂具的作用 191
6.1.1 承载产品的重要工具 191
6.1.2 电子输入的连接器 192
6.1.3 决定镀层质量和生产效率 193
6.2 通用电镀挂具 195
6.2.1 材料和结构 195
6.2.2 种类和形式 195
6.2.3 设计原则 198
6.2.4 阴极杠和飞巴 202
6.3 挂具的创新 202
6.3.1 印制板电镀的挂具创新 202
6.3.2 手机电镀挂具的创新 203
6.3.3 晶圆电镀挂具的创新 203

第7章 电镀阳极 206
7.1 阳极过程 206
7.1.1 金属的阳极过程 206
7.1.2 电镀的阳极材料 209
7.1.3 阳极的分类 214
7.2 阳极对电镀过程的影响 215
7.2.1 阳极钝化的影响 215
7.2.2 阳极纯度的影响 216
7.2.3 阳极的管理 216
7.3 阳极创新 217

第8章 电镀电源及其配套设备 219
8.1 电镀与电源 219
8.1.1 电源与电镀技术 219
8.1.2 电镀电源 221
8.1.3 脉冲电镀 224
8.2 电镀电源的自动控制 230
8.2.1 自动控制电流密度 230
8.2.2 自动定电压方式 231
8.2.3 自动定电流方式 231
8.3 电镀电源的进步与创新 231
8.3.1 电源技术的进步 232
8.3.2 高频开关电源在电镀领域的应用 232
8.3.3 电源技术的创新发展 234

第9章 电镀生产辅助装备 237
9.1 电镀热交换设备 237
9.1.1 加温和降温设备 237
9.1.2 干燥设备 239
9.2 阴极移动和搅拌设备 242
9.2.1 移动设备 242
9.2.2 搅拌设备 242
9.2.3 超声波强化搅拌 243
9.3 其他物理场对电镀过程的影响 246
9.3.1 磁场的影响 246
9.3.2 激光的影响 248
9.4 镀液过滤设备 250
9.4.1 镀液中的杂质 250
9.4.2 过滤机 251
9.4.3 镀液过滤 254

第10章 电镀检测与试验设备 257
10.1 电镀检测与试验 257
10.1.1 镀层质量要求 257
10.1.2 镀层外观检测 258
10.1.3 电镀过程检测 260
10.2 镀层厚度的检测 262
10.2.1 物理测厚法 263
10.2.2 化学测厚法 266
10.2.3 电化学测厚法 267
10.2.4 镀层厚度的计算 268
10.3 镀层物理化学性能的测试 269
10.3.1 镀层结合力的测试 269
10.3.2 镀层脆性的测定 271
10.3.3 镀层内应力的测试 273
10.3.4 氢脆测试 275
10.3.5 耐磨性能试验 276
10.3.6 镀层硬度测试 277
10.3.7 表面抗变色性能测试 279
10.3.8 镀层的其他性能测试 280
10.4 镀层的微观测试 283
10.4.1 显微观测技术 283
10.4.2 衍射分析 286
10.4.3 能谱 287
10.5 电镀霍尔槽试验 288
10.5.1 霍尔槽 288
10.5.2 霍尔槽试验方法 290
10.5.3 改良型霍尔槽 292
10.5.4 霍尔槽试验的重现性与可比性 294
10.5.5 霍尔槽试验方法的应用举例 297
10.6 电镀工艺测试 300
10.6.1 镀液极化性能测试 300
10.6.2 镀液分散能力测试 303
10.6.3 镀液深镀能力的测试 304
10.6.4 镀层抗腐蚀性能测试 305

第11章 电镀自动化及在专业电镀领域的应用 308
11.1 电镀自动化设备 308
11.1.1 电镀自动生产线 308
11.1.2 电镀工艺参数自动控制设备 319
11.1.3 电流密度的自动控制 321
11.2 滚镀与振动镀 322
11.2.1 滚镀生产线 322
11.2.2 滚镀技术的特点 323
11.2.3 影响滚镀工艺的因素 324
11.2.4 陪镀模式 328
11.2.5 振动镀 329
11.3 电镀技术创新 332
11.3.1 电镀管理的智能化 332
11.3.2 电镀物流管理 335
11.3.3 未来的电镀模式 335

第12章 电镀场所和设备 338
12.1 电镀场所 338
12.1.1 电镀供电与配电 339
12.1.2 电镀供水与排水 339
12.1.3 采暖通风与照明设备 340
12.2 环境保护设备 341
12.2.1 电镀操作现场的环保与安全设备 341
12.2.2 电镀生产现场安全措施 342
12.2.3 电镀“三废”的处理 343

参考文献 345

电镀曾经是一个备受争议的行业。电镀技术也曾经被认为是面临淘汰的技术。但是所有对电镀的误解和偏见，都随着电镀在现代制造全产业链中不可或缺地位的确立而消解了。社会发展史告诉我们，一个时代大量应用的材料和工具，决定了这个时代的面貌，标志着这个时代的先进程度。
社会如此，一个行业亦如此。电镀领域应用的材料和工具，决定电镀技术和产业的先进程度。本书在介绍电镀基本理论和工艺的同时，重点介绍电镀装备。电镀装备在装备产业中是一个很独特的领域，确实需要一本书讲清楚。
先说原理。
电镀的基础理论是电化学，其应用机理是电极过程动力学。电化学研究的是电解质体系中电极界面发生的能量交换现象，涉及电极界面中各种离子的还原过程，即离子在电极附近获得电子还原为原子的过程。这一过程的应用价值在于可以将金属离子还原为金属原子，进而形成金属结晶，最终成为具有实用价值的镀层。
这一过程是增量制造过程，而且这种增量过程以原子尺度为基础，是目前所有增量制造中最精细的制造过程。正是这种独特的技术，使其在现代高端制造中有许多重要的应用，如在纳米尺度实现半导体电子线路的金属互连、在纳米尺度模型内实现微电铸制造、在微米尺度实现大面积金属箔连续制造等。这种以原子尺度实现增量制造的技术特点，使其在微电子制造中具有重要的应用价值。而这种独特的原理在其他任何加工技术中都不具备。现在这种观点已经为大家所接受。
再说工艺。
工艺是实现设计和技术的具体操作流程，因此也叫工程。电镀在原理和生产流程中，与其他制造业有很大的不同，具有独特性。
传统机械制造行业的各加工工种，大都由一台单机就能实现产品的加工生产。有标准和专业的工具和装备，其加工过程比较单一，例如车、铣、刨、磨等，都有针对产品制定的工艺，用一台单机就可以完成产品的制造。电工、木工等也都有操作规程或工艺，也有相应的各种工具和装备，也都可归于专用工具和装备。
而电镀加工与这些工种不同，电镀生产的工艺流程较长，涉及的资源很多，包括电、水、汽、气等；过程包括机械过程、化学过程等；加工对象包括金属材料、非金属材料、半导体材料等。而金属材料又涉及黑色金属、有色金属、轻金属、贵金属等；非金属材料则涉及塑料、陶瓷、纤维等。针对不同的材料有不同的工艺，而实现这些工艺过程就要有各种装备作为保障，由这些材料的分类和组合就可以推知电镀工艺有多少种类，其工具和装备品类必然是众多的，并且到现在也没有完整的和成系列的关于电镀及其装备的标准。
针对每一种基体材料，都要有相应的工艺文件或规范；即使同一种材料，根据不同结构也要有不同的工艺。这种工艺变动或调整不仅发生在主工作工位，而且要在全流程中做出调整或变动，包括前处理流程、主工作流程、后处理流程等。其变动和调整大多涉及工艺参数的变动，有些涉及电镀液所有成分的变动，包括工艺配方的变动等，因此电镀装备也会进行相应的调整或变动，至少是工具和装备工艺参数的调整或变动。而这些工具或装备选用是否恰当、工况是否正常，则直接决定了电镀工艺过程能否实现和电镀质量。
最后说装备。
电镀装备包括通用工艺装备、工艺保障装备、强化工艺过程装备、专用工艺装备、创新工艺装备等。具体到与工艺规范相关的设备，品种更加繁多，从整流电源到电镀槽体、从电镀挂具到电镀阳极、从阴极移动到镀液搅拌、从过滤设备到强化过程的超声波、从现场检测到电镀工艺研发试验和检测装备等，应有尽有。更不要说将这些装备组成一条完整的电镀生产线，尤其是全自动电镀生产线，甚至还要向智能化生产线发展。
每一类装备都有许多内容解读，需要根据产品的要求来选型或设计。除了可借用装备业中的标准设备（如通用电源控制柜、整流装置、温度控制装置、烘箱、过滤机等）以外，很多设备都需要根据产品和用户要求进行设计和定制。而有些高端专用工艺设备，由于涉及专利和技术保密，只能由研发单位自己制造，或向专业的高端电镀装备企业购买。典型的包括芯片电镀设备、高端印制板电镀装备等。凡此种种，使电镀工艺装备成为一个独特的行业，需要专门关注和研究。
遗憾的是，关于电镀装备方面的讨论和介绍，大多散见于各类电镀技术书籍中的某个章节，鲜有专门讨论电镀装备的著作。即使有专门讨论电镀工艺又介绍电镀设备的书籍，也只是罗列电镀工艺，然后脱离工艺讲设备的功能和特性，是以设备论设备，没有从整体上系统说明装备是根据原理以相应的结构来实现工艺的工具。由此，编著一本关于电镀技术与装备的著作，就很有必要了。
本书的特点是对每一种装备都将其作用结合电镀技术原理和工艺进行了解读，这对更好地应用和改进电镀装备是极为有效和有利的。这也符合“知其然，知其所以然”的做事原则。从工艺原理上了解装备为什么如此设计和制造，对更好地发挥电镀装备的作用，保养和使用好电镀装备是十分有益的。
鉴于无锡星亿智能环保装备股份有限公司在电镀自动生产线设计与制造行业三十多年的精耕细作，特别是在设备智能化方面的独到心得，且电镀自动线装备行销国际市场，获得良好声誉，笔者特邀请星亿公司董事长匡优新高工和总经理匡泓工程师一起参与编写本书，以期在理论探讨和实践经验方面为读者提供更多的信息。
我们希望这只是一个开端，由此能引出更多专门讨论电镀装备的著作，更希望看到更多电镀装备创新的产品投向市场，为强化我国现代制造全产业链作出贡献。
由于编者水平有限，书中疏漏之处在所难免，敬请广大读者批评指正！

刘仁志
2024年7月