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镀铜添加剂:焦磷酸盐镀铜工艺—镀液成分的作用和影响

放大字体  缩小字体发布日期:2012-04-25  浏览次数:1150

镀液成分的作用和影响

1.焦磷酸铜

焦磷酸铜是供给镀液中铜离子的主盐。一般控制镀液中的铜含量在23~30g/L左右,铜含量过低,镀层光亮整平性降低,允许的电流密度小。铜含量过高则所需焦磷酸钾含量也相应增加,成本增大。

2.焦磷酸钾

焦磷酸钾是镀液中主要络合剂。焦磷酸钾的数量除了应能络合全部的铜离子外,还应有一部分游离量。游离的焦磷酸钾能使络离子更加稳定,防止焦磷酸铜沉淀。增加阴极极化,提高镀液的分散能力和覆盖能力,使镀层结晶细致,并促进阳极溶解。在生产中,应经常分析和控制焦磷酸钾的含量,并控制焦磷酸根和铜的比值,即P比。

一般认为P比应保持在7~8之间。使镀液中有足够的游离焦磷酸钾。英国的Albright 8L Wilson公司提出当P比为6.4时,仍可获得优质的铜层。上海自行车厂在长期的生产中将P比保持在6.7左右,工艺十分稳定。他们认为,若略偏上限的比值会导致阳极溶解增加,镀液中的Cu2十浓度就会逐渐上升,此时反而需要补充更多的K4P207去帮助络合,否则就会出现粗糙的铜层。而这些K4P207反过来又促进了阳极的溶解,最后使工艺不稳定。P比过高,还导致成本上升。当Cu2+为20g/L时,P比若减低0.1,就相当与减少3~4g/L焦磷酸钾的补充,这在大生产中是不能忽视的,因此一般应控制P比在不低于6.6~7.0的范围内。

3.氨水

氨水在镀液中起辅助络合作用,它能改善镀层外观,改善阳极溶解性能。氨水过低,则镀层粗糙色暗。氨水过量会对镀层产生不良影响。如:漏镀、脆性等。由于氨水易发挥,在生产过程中应及时少量补充。

4.关于正磷酸盐的积累问题

在焦磷酸盐镀液中,存在着焦磷酸钾水解而产生正磷酸盐的可能性。

P2074一+H20→2HPO42一

一定量的PO43一有利对阳极溶解,并对pH值起稳定作用。很多人认为,过多的PO43一会使镀液的电阻增加,允许的电流密度下降,电流效率降低,光亮范围变窄,镀层产生脆性等,并且认为磷酸根无法除去,只能稀释,从而得出镀液使用5~7年后必将报废的结论。

PO43一在镀液中是否会不断上升?上升到较高含量后是否会产生上述种种弊端而无法生产?一般认为,温度过高,pH值过低和P比高时会加速焦磷酸钾的水解,在生产中应严格控制上述工艺条件。同时,生产中的各项工艺条件都不可能偏离正常值太多,比如温度除了大处理时稍高外,一般不会超过60℃。在此温度下,焦磷酸钾水解极慢。生产中阴极电流效率虽然不到100%,但析氢很少,pH值较稳定,一般都不会低于8.0,因此水解趋势极小。从成本角度考虑也不存在过分提高P比问题,而且近年来,已趋向于将P比从7~8降到7左右。也极大地减少了水解的可能性。英国Raleigh自行车厂的焦磷酸盐镀铜液中的PO43一在使用十年以后也维持在40g/L。因此只要注意控制工艺条件,就完全不必担心PO43一的积累问题。

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