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电刷镀铜工艺

放大字体  缩小字体发布日期:2012-02-08  浏览次数:1422
核心提示:(1)表面预处理溶液①用金属净洗剂溶液或有机溶剂(汽油、煤油等)将制品表面的油污清洗干净。②用电净液进行电化学除油。a.配方1
 (1)表面预处理溶液
①用金属净洗剂溶液或有机溶剂(汽油、煤油等)将制品表面的油污清洗干净。
②用电净液进行电化学除油。
   a.配方1
氢氧化钠(NaOH)
25g/L
碳酸钠(Na2C03)
20g/L
磷酸三钠(Na3P04·12H20)
50g/L
氯化钠(NaCl)
2.5g/L
pH值
>11
工作电压
6~16V
阴、阳极相对运动速度
4~12m/min
   b.配方2   
氢氧化钠(NaOH)
25g/L
碳酸钠(Na2C03)
22g/L
磷酸三钠(Na3P04·12H20)
50g/L
氯化钠(NaCl)
2.5g/L
OP乳化剂
0.1mL/L
pH值
12~13
工作电压
4~20V
阴、阳极相对运动速度
4~12m/min
   C.配方3
氢氧化钠(NaOH)
13g/L
碳酸钠(Na2C03)
39g/L
硅酸钠(Na2Si03·H20)
0.15g/L
洗涤剂
微量
pH值
12~13
工作电压
l0~18V
阴、阳极相对运动速度
4~12m/min
   ③不同基体上电净时的工作电压与时间。见表1。
1不同基体上电净时的工作电压与时间
不同的基体
工作电压/V
电净时间/s
低碳铜
钢及铜合金
白色金属和钎焊合金
镍、铬、不锈钢和镍铬合金等
高碳钢
12以上
8~12
5~8
10~15
10~20
30~60
15~30
5~10
60以上
60以上
   在实际操作中,要灵活掌握工作电压、电净时间,主要靠观察基体表面洁净程度,视工作呈不挂水珠的银灰色为最佳。
   ④活化液。活化液的种类很多,常用的主要有硫酸型、盐酸盐和柠檬酸型三种类型。
a. 配方1:
硫酸型活化液硫酸(H2S04,1.84g/mL)
70~90g/L
硫酸铵[NH4)2S04]
100~120g/L
邻二甲苯腕脲
3~5g/L
pH值
0.2~0.4
   b.配方2:盐酸型活化液
盐酸(HCl,370/4)
42g/L
氯化钠(NaCl)
150g/L
甲基红(0.1%酒精)
5~10滴/L
pH值
0.5~O.8
   C.配方3:柠檬酸型活化液
柠檬酸三钠(Na3C6H507·2H20)
130~150g/L
柠檬酸(C6H807·H20)
90~100g/L
氯化镍(NiCl2·6H20)
2~4g/L
pH值
3.5~4
柠檬酸型活化液不单独使用,主要是除去经硫酸型活化液和盐酸型活化液活化后残留在镀件表面上的碳化物。
(2)电刷镀铜溶液
   ①高速铜溶液。高速铜溶液具有沉积速度快、镀层结晶细致等优点。主要用于修复尺寸、填衬凹坑等方面。因高速铜是酸性溶液,不能直接刷镀在钢铁制品表面,需首先用特殊镍溶液作预刷镀后,方可进行高速铜刷镀。
   高速铜刷镀液又可分为以甲基磺酸铜为主盐的溶液和以硫酸铜与硝酸铜为主盐的溶液两种类型。以甲基磺酸铜为主盐的刷镀溶液具有沉积速度高,导电性能好,镀层结晶细致、光滑,刷镀层硬度高于普通酸性铜,在大电流密度下可获得质量高的镀层等优点。缺点是不能直接镀在钢材制品上。因甲基磺酸铜为有机铜盐,其原料价格较高,直接导致刷镀成本较高。而以硝酸铜和硫酸铜为主盐的刷镀液由普通的无机盐组成,具有原材料来源丰富、价格低廉等优点,刷镀效果与甲基磺酸铜溶液接近。缺点是:不能直接镀在钢铁上,而且溶液具有较大的腐蚀性。使用时,要注意尽量保护受镀区域和邻近部位,以免腐蚀基体。
   a.甲基磺酸铜溶液配方及工艺规范
甲基磺酸铜[Cu(CH3S03)2]
460g/L
pH值
1.5
工作电压
6---16V
阴、阳极相对运动速度
l0~15m/min
镀液密度
l.24~1.289/mL
耗电系数
0.073A—h/(dm2·μm)
镀层安全厚度
0.13mm
镀覆量
1589μm·dm2/L
铜离子浓度
142g/L
镀层硬度
l9HRC
镀液颜色
深蓝色
   甲基磺酸铜溶液配制方法比较简单。在镀槽内加入体积2/3的纯水或蒸馏水,在不断搅拌下加入计算量的甲基磺酸铜,使其充分溶解,加纯水或蒸馏水至规定体积,用甲基磺酸铜调节pH值至工艺规范,即可试镀。
b. 硝酸铜、硫酸铜溶液配方及工艺规范
硝酸铜[Cu(NO3)2·3H2O]
430g/L
硫酸铜(CuS04·5H20)
40g/L
pH值
1.5~3
工作电压
6~16V
阴、阳极相对运动速度
l0~15m/min
镀液密度
l-30g/mL
耗电系数
0.073A·h/(dm2·μm)
镀层安全厚度
0.13mm
镀覆量
1379μm·dm2/L
铜离子浓度
123g/L
镀层硬度
l9HRC
镀液颜色
深蓝色
以硝酸铜和硫酸铜为主盐的刷镀液的配制方法:将镀槽的体积计算好后,将计算量的硝酸铜和硫酸铜分别用纯水或蒸馏水溶解并加入镀槽内,加纯水或蒸馏水至规定体积,并调节pH值至2.0左右即可。
   ②碱性铜溶液。碱性铜刷镀液具有溶液稳定性高、镀层组织结构致密、防渗碳和防渗氮能力强等优点。主要用于锌、铝或铸铁等难镀金属制品上,也常用于印刷电路板修复、改善烀焊性等方面。缺点是:刷镀层厚度不能大于0.13mm,否则镀层容易发脆。
   a.碱性铜溶液及工艺规范
硫酸铜(CuS04·5H2O)
250g/L
乙二胺[NH2(CH2)2NH2]
250g/L
氨三乙酸[N(CH2COOH)3]
150g/L
硝酸铵(NH4NO3)
50g/L
硫酸钠(Na2S04·10H­0)
20g/L
pH值
7~8
工作电压
6~15V
阴、阳极相对运动速度
l0~20m/min
镀液密度
l.15g/mL
耗电系数
0.18A·h/(dm2·sμm)
镀层安全厚度
0.13mm
镀覆量
716μm·dm2/L
铜离子浓度
64g/L
镀层硬度
21HRC
镀液颜色
蓝紫色
b.碱性铜液配制方法。
将计算量的硫酸铜在不断搅拌下加入盛有纯水或蒸馏水的镀槽中,使其充分溶解,并在不断搅拌下加入计算量的L-胺,再分别加入氨三乙酸和已溶解好的硫酸钠溶液,然后用20%的氢氧化钠调节pH值至7.5左右,加水稀释至所需体积。
   ③高堆积碱性铜溶液。高堆积碱性铜溶液具有镀层致密性高,可获得厚镀层,导电性能好,韧性高,镀液无腐蚀性等特点,适用于所有基体金属刷镀,主要用于修复尺寸、填补凹坑、划伤等,也可应用于印刷电路板的修理等方面。
   a.高堆积铜溶液配方及工艺规范
甲基磺酸铜[Cu(CH3S03)2]
320h/L
乙二胺[NH2(CH2)2NH2]
180g/L
氯化钠(NaCl)
1g/L
pH值
8.5~9.5.
工作电压
8~14V
阴、阳极相对运动速度
6~12m/min
镀液密度
l.21h/mL
铜离子浓度
99g/L
耗电系数
0.076A·h/(dm2·μm)
镀覆量
107μm·dm2/L
镀层硬度
l9HRC
镀液颜色
蓝紫色
b.高堆积铜溶液配制方法。将计算量的甲基磺酸铜用纯水或蒸馏水溶解,在不断搅拌下慢慢加入乙二胺溶液,加纯水或蒸馏水稀释至所需体积。用乙二胺或甲基磺酸调节pH值至9左右,最后加入氯化钠溶液。
   ④轴承铜溶液。轴承铜又称为合金铜。其镀层具有结合力强、结晶细致、硬度较高等优点。主要用于轴承、轴瓦等轴类零件的修复。在刷镀行业中,轴承铜镀液不单独使用,是专门用来与其他溶液配制铜合金镀液的。在刷镀过程中,由于铜沉积速度很快,使铜离子消耗量大,操作时,如果电流下降或镀液颜色由深蓝变浅,就说明铜离子含量已降低,需添加更换新镀液。轴承铜溶液配方及工艺规范见表2。
2轴承铜溶液配方及工艺规范
成分及工艺参数
 方
轴承铜(I)
轴承铜(2)
铜盐-Ⅰ/(g/L)
有机酸/(g/L)
铜盐-Ⅱ/(g/L)
胺/(mL/L)
溶液密度/(g/mL)
调节剂
pH值
工作电压/V
阴、阳极相对运动速度/(m/min)
镀液颜色
150~160
190~200
75
1.l8~1.21
适量
6.5
6~10
8~12
深蓝色
100
170~i90
90
80
6~10
8~12
深蓝色
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