3.电 镀 技 术 学 习 资 料镀铜.doc

电 镀 技 术 学 习 资 料镀铜目录一、 镀铜概述二、 氰化镀铜配方三、 镀 铜（底）工 艺 流 程四、 氰化镀铜溶液成分和工艺规范的影响五、 铜阳极状态与溶液组成关系六、 氰化镀铜常见故障及纠正方法七、 铜镀层退镀配方八、镀酸铜配方一、镀铜概述1995铜镀层的性质和用途铜镀层呈美丽的玫瑰色,性质柔软、富有延展性、易于抛光, 密度为8.92g/cm3、原子量为63.55、标准电极电位：Cu/Cu+2=0.521伏、溶点为1083度、沸点为2595度、电化当量：氰化镀铜Cu+=2.372，酸性镀铜Cu+2=1.186。它还具有良好的导热性及导电性,但是它在空气中易于氧化,从而迅速失去光泽,铜的表面受潮湿空气中二氧化碳或氯化物作用后,将生成一层碱式碳酸铜或氯化铜膜,当受到硫化物作用时,将生成棕色或黑色硫化物薄膜,铜的标准电极电位比较正。因此,锌、铁等金属上的铜镀层都属于阴极镀层,这种镀层对基体金属只具有机械保护作用。所以,镀层应完整无孔隙,当铜镀层有孔或损伤时,裸露出来的基体金属将比末镀铜时腐蚀得还要迅速,铜镀层常用于钢铁件多层镀覆时的底层,也常作为镀锡、金、银时的底层,其目的是为了提高基体金属和表面(或中间)镀层的结合力,同时也往往有利于表面镀层的顺利沉积,当铜镀层无孔时,对提高表面镀层的抗蚀性是有利的,在防护装饰性多层电镀中采用厚铜镍的工艺的优点就在于此,因时还节省了贵重的金属镍。简单原理:氰化物镀铜电解液的主要成分是铜氰络盐和游离氰化钠,当溶液中氰化钠含量不同时,可能形成配位数不同的络合物:CuCN+NaCN=NaCu(CN)2CuCN+2NaCN=Na2Cu(CN)3(三氰合亚铜酸钠)当游离氰化钠高的时候,甚至会形成四配位的络合物:NaCu(CN)4这此络合物都是强电解,而且它们在水中的溶解度比较大。铜氰络离子的放电电位较负,所以氰化镀铜的阴极电流效率不高,在铜析出的同时,伴随着氢气的析出,这个副反应如下:2H2O+2e-=H2+2OH-当溶液中游离氰化物少时,可能反生如下反应:Cu十CN-一e-=CuCN阳极表面上生成的CuCN是难溶盐,它妨碍阳极的正常溶解,当阳极表面附近严重缺乏CN-时,阳极反应就可能为:Cu一2e-=Cu2+二价铜的产生的情况是有的,生产时,有时会在阳极表面上观察到淡蓝色的液膜,即是该反应所造成的Cu2+的产生.进一步促使CN-的消耗:2Cu+26CN-=2Cu(CN)2-(CN)2当阳极由于电密过高, 也可能是由于表面被CuCN所覆盖而造成钝化, 则反生如下反应:4OH-4e-=2H2OO2二、氰化镀铜配方:1995配方1：1995配方2：2002.03.02氰化亚铜CuCN50g/L氰化亚铜CuCN15g/L氰化钠NaCN60 g/L氰化钠NaCN20g/L酒石酸钾钠KNaC4H4O6.4H2O 20g/L 磷酸氢二钠Na2HPO4.12H2O60g/L硫氰酸钾KSCN10 g/L氢氧化钠NaOH10 g/L光亮剂5 g/L武汉风帆光亮剂310g/L温度40温度40电密50100A/dm2.桶电密50100A/dm2.桶配制: 先将计量的氰化钠溶解在温度不超过45度的温水中, 不断搅拌下将氰化亚铜慢慢地加到氰化钠溶液中使其溶解, 此时, 溶液温度升高, 当温度升高到大约60度时, 需冷却再添加氰化亚铜, 当氰化亚铜全部溶解后, 再加入其它材料使其溶解, 然后加水稀释至所需体积, 经过滤分析调整后, 试镀合格即可生产。三、镀铜（底）工艺流程：毛坯检验化学除油水洗超声波脱脂热水洗水洗除氧化膜水洗水洗光亮酸洗水洗水洗活化镀铜一级回收二级回收水洗四、氰化镀铜溶液成分和工艺规范的影响:19951、 氰化亚铜的影响:氰化亚铜是供给溶液中铜离子的主盐, 在实际生产中通常控制铜含量, 铜含量低时: 阴极极化值增大, 电流效率显著下降, 允许的电流密度低。铜含量高时: 电流密度大，整平作用可提高，如太高，高电流密度区光泽不好，因此不宜太高。2、 氰化钠的影响: 游离氰化钠在氰化镀铜中，能使铜氰络合物稳定，增大阴极极化，使镀层结晶细致，并使阳极正常溶解，氰化物浓度增加时，阴极电流密度显著下降, 降低氰化物的含量时，虽可提高阴极电流效率，但往往会使阳极产生钝化现象，据生产实践经验，游离氰化物的含量，可观察阴阳极的状态来控制。如果阳极形成淡红色的薄膜，靠近阳极区的溶液呈浅蓝色，这表示游离氰化钠不足，若阳极呈光亮的结晶状态，而阴极上大量析出氢气，这表明溶液中游离氰化钠含量过高，此应控制铜和氰化钠之比。3、 酒石酸盐的影响：酒石酸盐及硫氰酸盐在镀液中都是良好的阳极去极化剂，当溶液中氰化物不足时，阳极表面形成氰化铜薄膜附着在阳极上，使阳极活泼表面减少，从而阳极电密提高，造成阳极钝化，阳极活泼表面生成二价铜离子和生成难溶的氢氧化铜，它能够溶解这些氢氧化物，促使阳极正常溶解，硫氰酸盐还可以隐蔽有害金属如锌等。4、 添加剂的影响：要经常视需，少许量添加，如其含量过高，会使镀层粗糙，产生脆性。5、 氢氧化钠的影响：加入氢氧化钠能提高镀液的导电性，改善镀液的分散能力，同时还可以促进阳极溶解，稳定氰化物的作用。6、 温度的影响：升高镀液温度，将会降低阴极极化而提高阴极电流效率，虽然升高温度有其不利之处，但为了加速电镀过程往往还采用高温度的措施。7、 电流密度的影响：阴极电流密度在电镀过程有较大影响，随阴极电流密度的提高，电流效率下降。为了在较高的阴极电流密度下得到较高的电流效率，可采取增加镀液中铜含量；或者在降低游离氰化物的同时加入阳极去极化剂，也可以适当提高镀液的温度。8、 碳酸盐的影响：氰化镀铜液碱度高，所以在使用中会吸收空气中的二氧化碳，形成碳酸钠。因此在配镀液时，也可以不加碳酸盐。碳酸盐虽然能增加导电性，但碳酸盐超过90g/L，就会使高电流密度部位镀层粗糙，阴极电流效率下降和阳极钝化等缺陷。五、铜阳极状态与溶液组成关系:1995铜阳极状态与溶液组成关系:1995阳极状态溶液情况暗红色正常阳极溶解过快游离氰化物太高阳极附近溶液发蓝游离氰化物太低阳极有灰色膜碳酸盐过多阳极有黑色膜含铅杂质阳极有绿色膜游离氰化物太低六、氰化镀铜常见故障及纠正方法:1995序故障现象产生原因纠正方法1镀层多孔, 阴极大量析氢, 电流效率低a. 氰化物过高b. 阴极电密过高a. 分析补加氰化亚铜b. 调整2镀层呈暗红色, 阳极附近溶液发浅蓝色a. 氰化物不足a. 分析补加氰化物含量3溶液成分正常, 阳极发生钝化现象a. 阳极电密过高a. 取出阳极清理并增加阳极面积4阳极上产生一层灰色膜, 液中铜含量迅速下降, 镀层疏松多孔a. 碳酸盐过高引起阳极钝化a. 采用化学或冷却法除去(降低) 碳酸盐含量5镀层结合力差(起泡, 脱皮)a. 镀前处理不良b. 氰化物不足a. 强化镀前处理b. 分析氰化物含量并调整6阴极电密正常, 但无镀层析出(局部或全部无镀层)a. 电极接反或接触不良b. 氰化物过高c. 溶液中混入六价铬杂质a. 分析调整b. 分析并加铜盐c. 加固体保险粉0.3g/L, 趁热过滤七、铜镀层退镀配方:1995序号溶液配方成分含量温度电流密度适用基体1防染盐S氰化钠70 g/L70 g/L80100钢铁2硝酸d=1.14氯化钠1000ml/L4245 g/L6080钢铁3氰化钠氢氧化钠80100 g/L1020 g/L207015镍及其合金4氰化钠氢氧化钠防染盐S70100 g/L515 g/L60 g/L5055PH=1112钢铁、铝及其合金5浓硫酸435520 ml /L室温58锌合金6亚硫酸钠120 g/L2