光亮酸性镀铜

· 8 · May 2005 Electroplating＆ Pollution Control Vo1．25 NO．3 中图分类号：TQ 153 光 亮 酸 性 镀 铜 张素兰 (安美特(广州)化学有限公司 南京分公司，江苏 南京 210016) 文献标识码：B 文章编号i 1000．4742(2005)03．0008—03 1 前言 光亮酸性镀铜液是以硫酸铜和硫酸为主要成 份，在镀液中加入适当的添加剂后，获得光亮平滑的 铜层 ，因而称为光亮性酸铜。光亮酸性镀铜工艺在 目前装饰性电镀中作为中间镀层被广泛采用。 光亮酸性镀铜层作为中间镀层，它有四大优势。 (1)金属铜是热的良导体，散热快。对于忽冷 忽热的环境状态，铜作为热韵 良导体会调节冷热变 化的幅度，使之趋于平缓，缩小了工件与镀层热胀冷 缩的差异。因此，镀件在使用过程中结合力得到改 善。 (2)铜层内应力低，柔软，并富延展性，提高了 镀件在恶劣环境下使用的结合力。 (3)光亮酸性镀铜工艺中，若选用优良的添加 剂，可以获得高填平、高光亮的任意厚度的铜层。光 亮酸性镀铜的整平性是其它镀液不能比拟的。 (4)光亮酸性镀铜工艺 ，如再配上适当的空气 搅拌装置和过滤机以及冷却设备，能充分发挥它的 优势，从而达到镀速快、出光快和生产效率高的效 果。 另外，酸性镀铜成本远远低于镀镍成本，面对镍 板及镍盐大幅度涨价，人们更青睐于酸性镀铜工艺。 2 Ultra光亮酸性镀铜工艺 Ultra光亮酸性镀铜为众多塑料电镀厂商和铝 轮毂电镀厂商提供了方便。 Ultra酸铜工艺在塑料电镀和铝轮毂电镀中，特 别受到青睐，几乎成了必不可少的工艺。实践证明， 它的高填平性和厚实感是无可比拟的，而这些优点 主要取决于采用了优 良的添加剂及相应的配套设 备。 众所周知 ，以硫酸铜为主盐的酸性镀铜液中，没 有任何络合剂，它的阴极极化作用是靠添加剂来发 挥作用。因此，优良的添加剂是获得优良镀层之关 键 ，是客商挑选的重点。 Ultra光亮酸性镀铜液组成和工艺条件： CuSO,·5 H2O／(g L ) 180～220 浓硫酸(p：1．84)／(mL·L ) 30～4JD 氯离子／( ·L ) 80～150 开缸剂 Ultra make up／(mL·L ) 5～1O 填平剂 Ultra A／(mL·L ) 0．4～0．6 光亮剂 Ultra B／(mL·L ) 0．4～0．6 ／。C 2O～3O J ／(A·dm ) 1～6 J ，(A·dm ) 0．5～2．5 铜阳极 磷铜角(O．O3％～0．06％磷) 搅拌 空气及机械搅拌 2．1 Ultra光亮酸性镀铜的添加剂 (1)开缸剂 Ultra make up 它和添加剂 A、B配合使用，具有润湿作用，能 保证整个工件上镀层平整、细致、光亮。含量不足， 镀层中高电流密度区出现凹凸条纹；含量过多，整个 镀层呈雾状。 (2)填平剂 Ultra A 它和添加剂 B及开缸剂共同使用，使镀层现 出高填平和出光快。含量太低，整个镀层填平性下 降，光亮度不足；含量太高，低电流密度区无填平性， 且与中电流密度区有明显界线(阶梯状)。 (3)添加剂 Ultra B 它与添加剂 A配合，保证高电流密度区光亮， 填平性好。含量不足，高电流密度区易烧焦；含量太 高，低电流密度区发白不亮，且不易调整。 添加剂补加方法：Ultra酸铜添加剂耗量很低， 补加量很少。例如，A剂一般耗量 80 mL／kAh。若直 接补加，建议用镀液稀释数倍后，分批加入镀液中， 也可通过过滤机进入镀液，添加剂应尽快均匀地分 散在镀液中。 添加剂补加量：任何一类添加剂补加量和时间， 都没有一个固定模式。这是因为影响因素很多，基 体的几何形状，尺寸大小，使用条件，技术要求，甚至 镀液温度、镀液净化程度及设备状况 ，这些都会改变 其耗量。因此，添加剂补加数量、补加时间，视具体 维普资讯 http://www.cqvip.com 2005年5月 电镀与环保 第25卷第3期(总第143期) ·9· 情况而异。 Ultra酸铜镀液使用在塑料电镀上，添加剂补加 经验一般是填平剂 A：添加剂 B：开缸剂 =l：l：l。 可根据工件形状、技术要求的具体情况，其补加量如 下 ： ① 工件为水暖件、标牌类，要求高填平度和高 光亮度。 填平剂 A：添加剂 B：开缸剂 =2：2：l。 ② 工件为灯饰类、风扇类大平面件，要求填平 度好，深镀能力和分散能力好。 填平剂 A：添加剂 B：开缸剂 =2：l：2。 ③ 工件为网状或线状件，技术要求不高，但需 要低电流密度区性能好。 填平剂 A：添加剂 B：开缸剂 =2：0．5：0．15。 2．2 Ultra酸性镀铜的温度 纵观国内外酸性镀铜工艺，都是常温电镀工艺。 Ultra酸铜也不例外，一般控制在 20～28。C。偏离工 艺规范都会影响产品质量。 如果温度太低，硫酸铜溶解度下降，阳极袋下端 出现结晶，造成主盐浓度低，电流开不大，镀层出光 慢，边缘烧焦；温度过高，达到30。c以上，工件上低 电流密度区(大平面中间部位、深凹处等)镀层无光 泽，此时增加填平剂 A用量也无济于事，同时填平 剂 A的消耗也会增加，时间一长引起镀液中有机杂 质增多，产生其它故障。 2．3 活性炭吸附有机杂质 和镀镍液一样，酸性镀铜液经过长时间使用 ，会 造成有机杂质的积累，这些杂质常常是电镀故障的 原因，因此 ，平时注意清除它们是镀液维护的重要环 节。一般采用活性炭吸附来去除。可取 0．1～0．2 g／L大颗粒活性炭(或l rn2过滤面积400～500 ，用 滤布包好放入过滤机中(若双桶过滤机，活性炭直接 放在辅桶内)，连续过滤 2～4 h。这里采用大颗粒活 性炭，主要是考虑过滤机精度问题，防止活性炭进入 镀液，造成意外污染。 3 镀液配制 (1)注入 1／2的水于备用槽中，加热至 40～ 50 oc。所用水中的氯离子含量应低于70 mg／L。 (2)加入所需的硫酸铜 ，搅拌，直至完全溶解。 (3)加入双氧水(稀释后加入)l mL／L，搅拌 l h 左右，在60 oC左右保温4 h。 (4)加入2 g／L活性炭粉，搅拌0．5～l h。静置 数小时，过滤。 (5)用过滤泵，把溶液滤入清洁的镀槽内，加水 至接近水位。 (6)慢慢加入所需的浓硫酸，此时会产生大量 热量，故需强力搅拌，慢慢添加 ，以使温度不超过 60。C。 (7)把镀液冷却到25。C。 (8)镀液中氯离子含量，如不足，应加入适 量的盐酸或氯化钠，使氯离子含量达至。 (9)按所述工艺加入适量的 Cupracid Ultra添加 剂，并搅拌均匀，在正常操作条件下，把镀液电解 3 ～ 5 Ah／L，便可正式生产。 在镀液配制时需注意下列事项： (1)镀槽要干净。新制作的槽要先用稀碱浸 泡，然后水洗 ，再用稀硫酸浸泡，最后水洗干净。防 止有机杂质污染镀液。 (2)视硫酸铜的质量情况加入H O 。若其纯度 高，可少至0．5 r L；若纯度低，有机杂质多，H o2 可多加至 2 mL／L。不管加多少，多余的 H，O，要加 温驱赶。 (3)若使用粉状活性炭，建议用水调成糊状加 入镀槽。 (4)过滤要彻底，镀液内不能残留活性炭。 检测残留活性炭的方法：取一容器，上放一短柄 漏斗，漏斗内放实验室用定性滤纸。取数十毫升待 检测的镀液，进行过滤，然后观察滤纸上有无炭粒， 即可判断过滤效果。 4 Ultra酸性镀铜所需设备 (1)镀槽 低碳钢槽衬聚氯乙烯、聚酯强化，或 其他认可材料。也可直接用 =15 mfn PP制作。 (2)温度控制 加温及冷却管可用石墨、钛、聚 四氟乙烯、聚氯乙烯或聚乙烯等材料。 (3)空气搅拌 镀液需要均匀而强烈的空气搅 拌，所需的空气由设有过滤器的低压无油气泵供应， 所需气量约为l2～20 rn3，h·rn2液面。打气管最好离 槽底 30～80 mfn，与阴极铜棒同一方 向。气管需钻 有两排直径 3 mfn的tJ,~L，45o角向槽底，两排小孔应 相对交错，每边间距 80～100 mfn(小孔交错间距 40 ～ 50 m／n)。镀槽最好同时有 2支或 2支以上的打气 管，气管用聚氯乙烯或聚乙烯材料，内径 20～4JD mfn，两管距离 150～250 mfn。 (4)阴极移动 镀液搅拌以空气搅拌为主，同 时附设阴极移动。在横向移动时，行程为 100 mfR， 来回摆动 20～25次／min。上下移动时，行程为 60 维普资讯 http://www.cqvip.com · 10 · May 2005 Electroplating＆ Poflufion Control VO1．25 No．3 rain，上下摆动 25—30次／min。 (5)循环过滤 Ultra镀液需经常保持清洁，悬 浮物质如尘埃、污秽、炭粉或油脂均会导致镀层粗 糙、产生针孔或缺乏光泽。镀液最好采用连续循环 过滤，过滤泵要能在 1 h内将整槽镀液过滤 6次或 6 次以上。过滤泵内不可藏有空气，否则，会导致镀液 产生细小的气泡而产生针孔问题。过滤泵的进水口 亦不可接近打气管，以免吸人空气。 酸性镀铜是常温电镀，必须控制镀液温度，控温 装置为冷却装置。若镀液量大，例如几千升甚至上 万升，必须有专门冷冻设备，才能确保镀液温度低于 30。C。 空气搅拌是自动线上必须具有的设备。空气搅 拌气量也要根据具体情况而定。一般金属件、质量 大的工件、深槽电镀，气量可以大些。薄片件、塑料 件，气量不能太大，否则，因工件飘动，电接触不好， 甚至工件脱落。所需空气必须由带过滤器的低压无 油泵提供，千万不能用空压机。 空气搅拌的作用： (1)强迫气泡或微粒尽快脱离工件，减少针孔、 麻点； (2)强烈搅拌，加快了传质过程，极大地减少浓 差极化，生产中可以采用大电流密度，同时防止烧焦 现象的产生； (3)充分发挥各类添加剂的作用，加快填平和 出光速率 ； (4)保证镀液温度均衡一致，方便现场操作。 但空气搅拌也有其缺点，由于强烈搅拌会使沉 渣泛起，镀液中微粒飘浮，搅浑了溶液，这样使得这 些不溶物频繁接触工件，使之附着在工件上，易造成 镀层粗糙和产生毛刺现象。 过滤机是电镀线上必备设备。有空气搅拌，必 须有过滤机。Uhra酸铜要求过滤机精度在 5 ttm以 下，才能有良好的效果。那么是否精度越高越好呢? 仅从过滤效果看是如此，但还要考虑过滤机是否承 受得了。在这个问题上要全面考虑。过滤机和空气 搅拌使用中需注意事项： (1)设备安装时，过滤机进水口尽量远离空气 搅拌管，否则，空气会进入过滤机，再以水气泡形式 返回镀液，出现因设备问题造成的麻点、针孔。 (2)空气导管冒出的气流不能直接冲击阳极 袋，否则，袋内部分泥渣从袋内漏到镀液中。 (3)过滤机安装到位，不能漏气，否则，也会造 成麻点、针孔。 收稿日期：2004-12．11 余姚市爱比夕电镀厂招聘启事 余姚市爱比夕电镀厂是一家专业从事电镀加工的企业，已有十余年电镀历史。公司一贯 注重人才，为更进一步加强技术力量，现高薪诚聘电镀精英。 具体要求：大专以上学历，电化学相关专业毕业，3年以上电镀实践工作经验。身体健康， 能吃苦耐劳，能承受压力。年龄 4O岁以下，从事过连镀端子电镀者优先。 有意者请把简历邮寄或传真至本公司。 地址：浙江省余姚市黄家埠镇工业 A区 邮编：315464 电话：0574．62018888 传真：0574．62019555 手机：(O)13566330084 联系人：徐先生 + ·+ -+ -—+_-—+_-—+_一+ ·+ ·+ ·+ ·+ 一—+一-+ + -—+一-— -+ -+ 一+ ·+ 一+ · 书讯· 信息资料、名录类、工具书几十余种，其中《广东焊接、电镀、喷涂、表面处理》资讯指南，收 集了广东省行业代表性企业 1万余家，该书为行业中企业之间的联系、经营、协作提供很好的 信息。 联系地址：广东市白云区新市西街南巷4号 联系人：韦 明 电话／传真：020．86432696 手机：13570356300 维普资讯 http://www.cqvip.com