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焦磷酸盐镀铜
焦磷酸盐镀铜由于分散能力较好,镀层结晶细致,而又可以避开有毒的氰
化物,是镀铜中用常用的镀种之一,只是在酸性光亮镀铜技术开发出来之后,
才渐渐较少采用,但在电子电镀中还占有一定比例。其缺点实际上也是一个环
境问题,就是强络合剂在水体中使金属离子不易提取而造成二次污染。另外,
正磷酸盐的积累也会给镀液的维护带来一些问题。
(1)焦磷酸盐镀铜工艺
焦磷酸铜70~l00g/L
温度30~50℃
焦磷酸钾300~400g/L
阴极电流密度0.8~1.5A/dm2
柠檬酸铵20~25g/L
阴极移动25~30次/min
pH值8~9
(2)镀液维护和注意事项
焦磷酸镀铜维护的一个重要参数是焦磷酸钾与铜离子的比值,简称P比。
通常要保证焦磷酸根离子与铜离子的比值在7~8之间,对于分散能力有较高要
求时;要保持在8~9之间。低了阳极溶解不正常,高了则电流效率下降。
阳极采用电解铜板,最好经过压延加工,有时也会有铜粉产生,可加入双
氧永消除。
杂质对焦磷酸盐镀铜有较大影响,所以要严防杂质的带入。
一、铜粉”的产生及其排除
焦磷酸盐镀铜溶液在生产过程中很容易产生“铜粉”(主要是氧化亚铜)。
有如下三种可能的原因。
①铜阳极的不完全氧化:
Cu——Cu++e
②铜阳极与镀液中的二价铜离子接触时产生一价铜离子:
Cu+Cu2+——2Cu+
③二价铜离子被铁还原:
2Cu2++Fe——2Cu++Fe2+
通过上面三个反应所产生的一价铜离子与氢氧根作用生成氧化亚铜
(“铜粉”):
2Cu++20H一一2CuOH——Cu20↓+H20
镀液中产生“铜粉”后,如果过滤不净便会附在镀件上,使铜镀层粗
糙或产生毛刺,影响镀层质量。发现这种情况可以加强过滤,或加人30%的双
氧水使一价铜氧化成二价铜,后者再与焦磷酸根络合:
2Cu++H202+2H+一2Cu2++2H20
Cu2++2P2074-一—[Cu(P207)2]6一
二、常见故障及其排除方法
(1)镀层粗糙、毛刺和结瘤
基体金属或预镀层粗糙,镀液中有“铜粉”或其他固体悬浮粒子,镀
液中有机杂质过多,铅等异金属杂质过多或被CN一沾污,镀液pH过高,温度
偏高,电流密度过大,阳极溶解不正常,铜含量过高或焦磷酸钾含量过低等都
会引起镀层粗糙、毛刺和结瘤。
分析这类故障时,首先应确定故障的起源,用良好的前处理和良好的
预镀后直接进行焦磷酸盐镀铜,或者用铜零件(或铜片)经手工擦刷除油和活化
后直接进行焦磷酸盐镀铜。假使这样试验所得的镀层不粗糙,那么粗糙起源于
镀前,否则就起源于镀铜液中。
假使经过试验,确定故障起源于镀铜液中,那么最好进行烧杯试验。
先取1L镀液,不经任何处理做一块样板,作为空白对比,在这块样板上,一定
要能观察到镀层粗糙的现象,然后用不同的方法处理镀液后做试验。例如:单
纯地过滤镀液后做试验,看看粗糙是否是镀液中悬浮的固体微粒造成的;将镀
液用双氧水处理,试验粗糙是否是由CN一引起的;用双氧水一活性炭处理镀液,
观察粗糙是否是由有机杂质的影响等。反复试验,就可以找出镀层粗糙的原因,
从而就可以针对性地处理
镀液,排除故障。
下述几种情况都会引起镀层粗糙和毛刺。
①基体金属粗糙。应改善抛光和研磨工序的质量。
②清洗不良。避免使用有硅酸盐的清洗剂,如水玻璃之类物质,其水
洗性不好。零件表面留有硅酸盐后,遇酸后易变成不溶于水的另一种物质,更
不易清洗,往往引起镀层粗糙,严重时影响结合力。
③预镀液不干净,预镀层已经粗糙。
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