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硫酸盐镀铜:工艺应用及维护实例

放大字体  缩小字体发布日期:2012-05-02  浏览次数:1004

   (1)镀液中硫酸铜和硫酸比例失调硫酸盐镀铜的主要成分是硫酸铜和硫酸,硫酸铜和硫酸的比例失调对电镀液影响很大。当硫酸铜含量较高、硫酸含量也偏高时,硫酸铜很容易结晶析出,在温度较低时,阳极表面上往往会有硫酸铜结晶产生。由于硫酸铜结晶后会黏附在阳极表面上,使实际的阳极面积减小,从而增加了阳极电流密度,使阳极极容易发生钝化现象,导致镀层发生缺陷。发生这种问题时,要根据分析结果对硫酸铜和硫酸进行调整。具体方法是:稀释并调整镀液、刷洗阳极板、提高镀液温度,这样可消除硫酸铜的结晶析出现象。

   如果镀液中硫酸铜含量较高而硫酸含量偏低时,镀液的导电能力会下降,而且容易发生由铜盐的水解而产生一价铜“铜粉”现象,导致镀层结晶粗糙、低电流密度区镀层亮度差。消除这种现象可根据分析结果调整补充硫酸的含量。

   如果镀液中硫酸铜含量较低而硫酸含量偏高时,镀液的天蓝颜色会变淡,但透明度较好。当硫酸铜含量低时,不能得到全光亮镀层,而且镀层的整平性能也下降。此时,首先要检查发生硫酸铜偏低的原因。如果是因为阳极面积小而引起的,要注意加大阳极面积,防止硫酸铜含量的降低。这种现象通过分析结果调整硫酸铜含量即可消除。

   硫酸铜和硫酸同时偏低的情况是不多发生的,但是如果对镀液维护管理不当时也会发生,这种现象一般是镀液浑浊,色泽偏淡,镀层光亮度和整平性都差,降低了阴极电流密度范围。发生这种情况后,要检查产生这种现象的原因,防止调整后再次发生,然后经分析补充调整硫酸铜和硫酸后,可使电镀液转入正常状态。

   (2)硫酸铜的影响实例

   ①由硫酸铜质量引起的故障。某工厂因转槽调整镀液需加入CuS04·5H2O60g/L,当加入20g/L后,发现阳极板外观呈白色牢固韵CuCl膜层,内铜界面呈浅灰色,靠阳极槽壁处几乎无膜层,而此时,镀层呈较粗糙的红棕略带浅灰色,这时加入添加剂和电解处理均无改善。经检查硫酸铜材料,硫酸铜的外观呈微黑天蓝细晶体,有刺鼻气味。称取5g置于100mL的水中,测得pH值≤l.5,定性含有HNO3、HCl、ZnCl2等。

   根据分析,镀层高电流密度区出现亚光麻点,低电流密度区加入过量走位剂也呈全蒙无光镀层,阳极表面呈白色膜,这种现象是氯离子严重超标引起的。经多次刷洗阳极板并在强烈搅拌下加入5~8g/L的锌粉,然后加入颗粒状活性炭2~3g/L,经沉淀过滤后,细麻点粗糙镀层消除,但加入配方量2/3开缸剂和计算量的低位走位剂后,低电流密度区仍然不光亮,分析可能原因:可能是镀液中NO3-含量超标而引起的,将镀液温度升到65℃,用石墨板作阳极,大电流电解并恒温数小时后,镀层出现好转。阴极有N20、NHa析出,故障被排除。经对硫酸铜分析后,铜盐中含杂质有:Cl‑≥9.5%、NO3-≥10.8%、Zn≥5%

   ②某单位对塑料件镀铜要求镀层光洁度很高,由于注塑模具表面的光洁度往往难免有所差别,制品表面又容易发生微划伤现象,由化学粗化和化学镀铜层引起的粗糙等问题就要求硫酸盐光亮镀铜有良好的光亮度和整平性能。由于塑料制品比金属制品的分散能力差,而制品本身又要求镀液分散能力及低电流密度区域必须好,在电镀过程中曾经出现光亮度和整平性能都不足,而低电流密度区域光亮度较差的故障,经通过各种试验并无消除,最后决定稀释镀液并补加硫酸后故障才消除。有条件的单位要通过对主盐浓度的分析结果进行调整。

   ③某单位镀亮铜时,由于调整镀液不当,出现电流密度区域不光亮,增加硫酸铜含量和加大电流密度均未消除,经霍尔槽试验,样片仅一半略光亮而且整平性能差,采用补加光亮剂也无效,通过稀释镀液、调整硫酸含量后,镀液立即好转。

   ④某单位对双面印刷板进行光亮镀铜,发现越镀效果越差,在补加光亮剂后无效果,经H202和活性炭大处理后仍无大的好转,经采用霍尔槽试验:l.5A/dm2、3min,试片高区全部无烧焦,考虑是硫酸铜含量过高的原因,对镀液稀释调整后,得到很宽的光亮镀层效果。

   在无分析情况下,不要轻易补加硫酸铜。在生产过程中要注意控制磷铜阳极的正常溶解,不要使过多的铜离子进入镀液中,同时也要注意控制硫酸在镀液中的含量,不能过高,因为硫酸含量过高也容易使阳极溶解加快。

至于阳极板的含磷量,也要根据使用镀液的工艺状态来确定。

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