Le cuivrage d\u00e9pose une couche de cuivre pur sur un substrat usin\u00e9 CNC afin d'am\u00e9liorer la conductivit\u00e9 \u00e9lectrique, de servir de sous-couche pour un placage ult\u00e9rieur ou de fournir une protection contre la corrosion sur les pi\u00e8ces en acier. L'\u00e9paisseur standard du placage est de 5 \u00e0 25 \u00b5m pour les applications fonctionnelles ; les applications d\u00e9coratives peuvent utiliser une \u00e9paisseur de 2 \u00e0 5 \u00b5m. Ce guide traite du proc\u00e9d\u00e9 de galvanoplastie, de la compatibilit\u00e9 des substrats, des r\u00e8gles de conception qui d\u00e9terminent si votre pi\u00e8ce sera correctement rev\u00eatue, et des d\u00e9fauts courants qui r\u00e9sultent des d\u00e9cisions d'usinage prises avant que la pi\u00e8ce n'atteigne la cha\u00eene de galvanoplastie.<\/p>\n\n\n\n
Le cuivrage est l'un des traitements de surface les plus mal compris dans la fabrication de pr\u00e9cision. Les ing\u00e9nieurs qui comprennent l'anodisation et le nickelage traitent souvent le cuivrage comme une alternative simple - la m\u00eame id\u00e9e g\u00e9n\u00e9rale, mais un m\u00e9tal diff\u00e9rent. Ce n'est pas le cas. Le cuivre pr\u00e9sente un ensemble unique d'exigences en mati\u00e8re d'adh\u00e9rence, de sensibilit\u00e9 \u00e0 la g\u00e9om\u00e9trie et de contraintes de compatibilit\u00e9 avec les substrats qui, si elles ne sont pas prises en compte dans la conception de la pi\u00e8ce usin\u00e9e, entra\u00eenent des \u00e9checs de placage qui ressemblent \u00e0 un probl\u00e8me de finition mais qui sont en fait un probl\u00e8me de conception.<\/p>\n\n\n\n
Les d\u00e9fauts que vous verrez - cloques, piq\u00fbres, \u00e9paisseur in\u00e9gale dans les coins et les \u00e9videments, d\u00e9faut d'adh\u00e9rence aux plans de joint - ont presque toujours pour origine des d\u00e9cisions prises avant que le programme d'usinage ne soit \u00e9crit. Ce guide pr\u00e9sente les r\u00e8gles de DFM qui permettent d'\u00e9viter ces d\u00e9faillances.<\/p>\n\n\n\n
Au Pr\u00e9cision Yicen<\/a>, Le placage de cuivre est disponible comme option de finition apr\u00e8s usinage sur des substrats en acier, en aluminium et en alliage de cuivre. Comprendre les exigences du processus permet de concevoir des pi\u00e8ces qui se plaquent correctement d\u00e8s la premi\u00e8re fois.<\/p>\n\n\n\n L'\u00e9lectrocuivrage utilise un bain \u00e9lectrolytique pour d\u00e9poser des atomes de cuivre sur un substrat conducteur. La pi\u00e8ce usin\u00e9e sert de cathode dans le circuit. L'anode de cuivre se dissout dans l'\u00e9lectrolyte (g\u00e9n\u00e9ralement une solution de sulfate de cuivre ou de pyrophosphate de cuivre) et les ions migrent vers la surface de la pi\u00e8ce sous l'effet du courant appliqu\u00e9.<\/p>\n\n\n\n La vitesse de d\u00e9p\u00f4t est contr\u00f4l\u00e9e par la densit\u00e9 du courant, la temp\u00e9rature du bain, la concentration de l'\u00e9lectrolyte et l'agitation du bain. Un bain de sulfate de cuivre typique d\u00e9pose du cuivre \u00e0 une vitesse de 0,5-1,0 \u00b5m par minute \u00e0 des densit\u00e9s de courant standard. Un d\u00e9p\u00f4t de 15 \u00b5m n\u00e9cessite environ 15 \u00e0 30 minutes de m\u00e9tallisation, sans compter le pr\u00e9traitement.<\/p>\n\n\n\n La variable critique n'est pas la vitesse de d\u00e9p\u00f4t, mais la distribution du courant. Le courant se concentre sur les ar\u00eates vives, les saillies et les angles ext\u00e9rieurs. Il s'\u00e9puise dans les creux, les trous borgnes et les coins int\u00e9rieurs. Cela cr\u00e9e une d\u00e9pendance g\u00e9om\u00e9trique fondamentale : les pi\u00e8ces pr\u00e9sentant des caract\u00e9ristiques externes tranchantes seront sur-plaqu\u00e9es sur les bords, tandis que les \u00e9videments seront sous-plaqu\u00e9s. Le r\u00e9sultat est une pi\u00e8ce qui est hors tol\u00e9rance aux endroits o\u00f9 le cuivre s'est accumul\u00e9 et qui est sous-prot\u00e9g\u00e9e aux endroits o\u00f9 le cuivre \u00e9tait n\u00e9cessaire.<\/p>\n\n\n\n Il s'agit de la r\u00e8gle de conception la plus importante en mati\u00e8re de cuivrage : une g\u00e9om\u00e9trie qui concentre ou appauvrit le courant produira une \u00e9paisseur de cuivrage non uniforme, quelle que soit la qualit\u00e9 du contr\u00f4le de la ligne de cuivrage.<\/p>\n\n\n\n Les aciers \u00e0 faible teneur en carbone et les aciers alli\u00e9s se cuivrent bien avec un pr\u00e9traitement standard (activation acide suivie d'une fine couche de cuivre). L'adh\u00e9rence est excellente et le couple galvanique cuivre\/acier ne pose pas de probl\u00e8me dans la plupart des environnements de service.<\/p>\n\n\n\n L'acier inoxydable n\u00e9cessite un pr\u00e9traitement plus agressif pour briser la couche passive d'oxyde de chrome qui r\u00e9siste \u00e0 l'adh\u00e9rence. Une br\u00e8ve \u00e9lectrod\u00e9position de nickel \u00e0 partir d'un bain \u00e0 haute teneur en chlorure est une pratique courante avant le cuivrage de l'acier inoxydable. Sans cela, l'\u00e9chec de l'adh\u00e9rence est pr\u00e9visible.<\/p>\n\n\n\n L'aluminium est le substrat sur lequel la m\u00e9tallisation du cuivre \u00e9choue le plus souvent lorsque la DFM n'est pas respect\u00e9e. La couche d'oxyde native de l'aluminium se reforme presque instantan\u00e9ment lorsqu'elle est expos\u00e9e \u00e0 l'air. La m\u00e9tallisation directe sur cet oxyde produit une adh\u00e9rence \u00e9quivalente \u00e0 celle de la m\u00e9tallisation sur le verre.<\/p>\n\n\n\n La s\u00e9quence de pr\u00e9traitement correcte pour l'aluminium est la suivante : nettoyage alcalin, attaque acide, conversion au zincate en deux \u00e9tapes (le double zincate produit une meilleure adh\u00e9rence que le simple zincate), puis cuivrage \u00e0 partir d'un bain de pyrophosphate. Les bains de cuivre \u00e0 base de sulfate acide ne sont pas compatibles avec les substrats en aluminium, car ils dissolvent la sous-couche de zincate.<\/p>\n\n\n\n Si votre pi\u00e8ce a \u00e9t\u00e9 usin\u00e9e dans de l'aluminium et que vous avez besoin d'un rev\u00eatement de cuivre pour la conductivit\u00e9 \u00e9lectrique, sp\u00e9cifiez clairement le substrat et confirmez que le fournisseur de rev\u00eatement utilise un syst\u00e8me de pyrophosphate de cuivre. Le remplacement d'un bain de sulfate d'acide pour \u00e9conomiser des \u00e9tapes de processus entra\u00eene des probl\u00e8mes d'adh\u00e9rence en service.<\/p>\n\n\n\n Le cuivre et les alliages de cuivre (laiton, bronze) sont techniquement faciles \u00e0 plaquer - le substrat \u00e9tant d\u00e9j\u00e0 en cuivre, l'adh\u00e9rence est intrins\u00e8quement bonne. L'objectif de la m\u00e9tallisation des alliages de cuivre est g\u00e9n\u00e9ralement d'ajouter une \u00e9paisseur sp\u00e9cifique de cuivre de haute puret\u00e9 pour les performances \u00e9lectriques ou de fournir une sous-couche contr\u00f4l\u00e9e pour une m\u00e9tallisation ult\u00e9rieure au nickel ou au chrome.<\/p>\n\n\n\n Les ar\u00eates externes dont le rayon est inf\u00e9rieur \u00e0 0,2 mm accumuleront du cuivre \u00e0 un taux de d\u00e9p\u00f4t environ 2 \u00e0 3 fois sup\u00e9rieur au taux de d\u00e9p\u00f4t nominal. Une caract\u00e9ristique sp\u00e9cifi\u00e9e \u00e0 15 \u00b5m d'\u00e9paisseur nominale accumulera 30 \u00e0 45 \u00b5m dans un angle aigu. Cette accumulation de cuivre peut entra\u00eener une non-conformit\u00e9 dimensionnelle sur les \u00e9l\u00e9ments d'assemblage, cr\u00e9er des points de concentration de contraintes et produire des surfaces rugueuses et nodulaires sur les ar\u00eates.<\/p>\n\n\n\n La solution est simple : sp\u00e9cifier des rayons d'angle externes d'au moins 0,3-0,5 mm sur les caract\u00e9ristiques pour lesquelles la tol\u00e9rance dimensionnelle est importante apr\u00e8s la m\u00e9tallisation. Le courant est ainsi mieux r\u00e9parti et le d\u00e9p\u00f4t est plus uniforme. Communiquez ces rayons \u00e0 votre fournisseur d'usinage avant que le programme ne soit \u00e9crit - l'ajout d'un rayon d'angle apr\u00e8s l'usinage signifie une r\u00e9vision et un nouveau r\u00e9glage.<\/p>\n\n\n\nComment fonctionne le placage \u00e9lectrocuivr\u00e9 ?<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
Quels substrats peuvent \u00eatre cuivr\u00e9s ?<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
Acier et acier inoxydable<\/strong><\/h3>\n\n\n\n
Aluminium<\/strong><\/h3>\n\n\n\n
Alliages de cuivre<\/strong><\/h3>\n\n\n\n
R\u00e8gles de DFM pour les pi\u00e8ces destin\u00e9es au placage de cuivre<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
R\u00e8gle 1 : \u00c9liminer les bords et les coins ext\u00e9rieurs tranchants<\/strong><\/h3>\n\n\n\n