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线材镀铜工艺

放大字体  缩小字体发布日期:2012-04-21  浏览次数:746

(1)钢铁线材镀铜工艺流程

 

典型的钢铁线材镀铜工艺流程如下:线卷上放线轮架一化学除油~热水洗一水洗~阴极电解除油一阳极电解除油一热水洗一水洗一化学酸洗一水洗一水洗一氰化镀铜一热水洗一水洗一弱酸活化一酸性光亮镀铜一水洗~水洗一化学钝化或浸防变色膜一干燥一收线卷。

 

对于钢质线材,由于硬度太高,在电镀前还需要进行相应的热处理㈦比如正火或退火。有的生产线将热处理工艺与电镀工艺在同一生产线上完成,这时生产线的长度会增加1倍以上。

 

 

镀轮式局部镀装置示意图

 

酸性光亮镀铜在钢铁上直接镀铜仍是一个世界性难题,解决办法多数还是采用预镀或预浸工艺,通过改变表面电位或形成阻挡层来阻止置换反应的发生。因此,必须增加一个预镀工艺,如氰化物预镀铜、预镀镍等。应用较多的是氰化物预镀铜。还有一些其他方法,如预浸表面活性剂、预镀铁等。

 

(2)氰化物预镀铜

 

由于钢铁标准电位比铜要负许多,在钢铁线材上镀铜需要采取一些措施以防止置换铜的发生而影响结合力。这些措施主要有两种,一种是采用氰化镀铜进行预镀,另一种是采用电镀镍或化学镀镍打底,然后再镀酸性铜。从成本和效果上看,目前流行的仍然是氰化物预镀铜工艺。

 

在氰化物的强络合作用下,铜的平衡电位已由+0.340V负移为一0.614V,而铁的稳定电位为一0.619V。二者之间的电位差仅为0.005V,当铁镀件置于氰化物镀铜液中时,发生铜置换的动力很小,因而使镀铜与基体的结合力较牢。其他各种镀铜体系的平衡电位见表。

 

不同镀铜体系的平衡电位

体系

氰化物

酸性镀铜

焦磷酸镀铜

HEDP镀铜

柠檬酸盐镀铜

铜平衡电位/V

-O.614

+0.340

-0.044

-0.590

-0.214

铁稳定电位/V

-0.619

-0.440

-0.420

-0.300

-0.410

电位差/V

0.005

0.780

0.376

0.290

0.196

 

由表可知,硫酸盐酸性光亮镀铜不能用于直接在钢铁上镀铜。由于其电位差达到0.780V,会迅速置换出镀铜层,影响镀层与基体的结合力。其他几种镀铜工艺用于直接镀铜也很勉强,全部都要带电下槽,其中焦磷酸盐镀铜要保持焦磷酸根与铜离子的比值在7以上,否则也会发生置换反应而导致结合力问题。只有氰化物镀铜是比较适用的在钢铁上镀铜的工艺。

 

氰化物镀铜的配方与操作工艺要求如下:

 

氰化亚铜

80~90g/L

温度

70~75℃

氰化钠

95~105g/L

阴极电流密度

3--5A/dm2

氢氧化钾

20~30g/L

空气搅拌

连续过滤

亚硒酸钠

1~1.5g/L

走线速度

7~10m/min

表面活性剂

1~1.5g/L

 

(3)酸性光亮镀铜

 

硫酸盐酸性光亮镀铜是在电子电镀中应用最多的一种工艺。它的优点是成分简单,电流效率高,结晶细致,镀层光亮,且导电性好。

 

常用的线材酸性镀铜的工艺如下:

 

硫酸铜

220~250g/L

电流密度

10~30A/dm2

硫酸

50~60g/L

阳极

专用磷铜阳极

氯离子

0.02~0.08g/L

空气搅拌

镀液循环过滤

添加剂

0.5~2mL/L

走线速度

7~lOm/min

温度

20~30℃

   

   当需要更高的生产效率时,对以上工艺还要做出调整,以提高走线速度达到设计需要的厚度而又缩短工作时间。在下一节中将进一步讨论这个问题。

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