J光亮焦磷酸盐滚镀铜.doc

J光亮焦磷酸盐滚镀铜l 前言多年来国际镍价居高不下 ，通常采用厚铜薄镍来降低成本，无光泽焦磷酸盐镀铜是有效手段之一。焦铜工艺的应用虽然较早，但人们总担心正磷酸盐的积累问题叫，使焦铜工艺的发展和应用受到了影响，生产报道很少。近年来采用价格低廉的锌压铸材料来制造某些五盘制品，为防止锌压铸件预镀氰化镀铜层过薄或孔隙较多在酸性镀铜或亮镲液中被腐蚀，就必须加厚铜镀层。采用氰化光亮铜加厚，镀液毒性大、成本高，对油污及有机杂质很敏感，光亮范围随游离NaCN浓度和NaCN与Cu的比例的变化而变化，操作与维护困难；采用柠檬酸盐光亮镀铜和中性拧檬酸盐镀镲加厚，镀液不稳定有沉淀、成本高；采用焦磷酸盐镀铜加厚，镀液稳定无毒、电流效率高，深镀能力和均镀能力较好，镀层结晶细敦，并能获得较厚的镀层，不用通风设备镀渡碱性刚好处于锌的钝化区范围，不会对锌铸件产生严重的化学刻蚀现象，镀液成本适中，对金属杂质有较大的承受能力(许多金属离子都能与K P O 形成络台物而失去作用)，因而是实现加厚铜镀层的理想方法 锌铸件一般是形状复杂的小件，要求镀液有良好的深镀能力和均镀能力滚镀焦铜恰好满足这些要求，锌铸件的广泛应用推动了焦铜工艺的发展和应用以前焦磷酸盐镀铜是无光泽的，电流密度低镀速缓慢、铜层不易增厚，需要较厚的光亮镍层嚣补使电镀成本难以下降。本文总结生产经验对锌铸件滚镀焦磷酸盐光亮铜工艺研究，实现了厚铜薄镍提高了电镀质量和生产效率，降低了电镀成本经济效益明显。2 溶液配方及操作条件CuP2O7 506O gL，KPOT3H2O 3lO380 gL，浓N o 23 L，辅助光亮剂PC 1 25mlL，主光亮剂PC I O412mlL，pH值8490f 406O ，Dk14 A,tm ，DA 12 Adm 阳极 电解铜板外包涤纶布，转速810 rrain，时间4060 rain，电源单相垒波或单相半波。(1)cu 0， 是镀液中的主盐，含量高可提高镀层的光亮度和电流密度上限，达到较快的沉积速度。含量太高，使镀层结晶粗糙且与铜络合的K o 含量也需提高，会造成镀涟浓度高、粘度大、 易过滤，滚镀比挂镀出槽时带出损失多使生产成本增高。含量太低，镀层光亮度下降，颜色偏自红，电流密度范围窄小，镀层容易饶焦。；主盐用量挂镀为6O1oo gL，滚镀为50 6O gL。(2)KP o 3Hz0 是Cu。P 0 的络舍剂其作用是使形成的络舍物稳定，防止沉淀、改善镀层质量、提高溶液分散能力和深镀能力、促进阳极溶解和增强镀液导电性。为此要有的赫离KP0v7即KP 0 3H 0与Cu2P 03的摩尔比不得低于3 1。把总焦磷酸根含量与铜含量之比定义为P比或P值即PP：o _Cu 。P值增加游离P o 多阴极极化作用强镀液的分散能力和深镀能力好，光亮铜镀层的电流密度范围向低电流密度区移动但P比过高，电流效率下降，配槽成本及带出损失增大；P比过低，阳极溶解性差、镀层粗糙、镀液分散能力差、深镀能力差，光亮铜镀层的范围向高电流密度区移动。挂镀时P比取75，滚镀时P比取8。生产现场计算P比不方便，总焦磷酸根=（焦磷酸铜0.4865)+(焦磷酸钾0.5265) P比值=总磷酸根/金属铜(3)NH H O 能提高镀层光亮度、促进阳极溶解、提高阴极电流效率。氨水含量低光亮电镀的电流密度范围窄，甚至镀层不光亮高电流密度区有白雾阳极容易钝化；氨水过量镀层不光亮、分散能力差，易产生铜粉镀层结合力下降。(4)pH值pH值最佳范围是8590，焦铜的阳极效率比阴极效率低，使镀液中OH一不断减少，pH值随生产的进行呈下降趋势。pHi8时，虽然阴极电流密度范围宽，但镀层结晶粗糙发毛，在零件深凹处更为严重，镀层色暗易产生毛刺加速焦磷酸盐水解为正磷酸盐，井使镀液牯度增大。pH9时，铜络离子在明撅还原时根容易生成氢氧化铜夹杂在铜镀层中，造成粗糙光泽较差，甚至出现暗色条纹层，还有光亮镀层的电流密度范围小。快速镀铜时可降低镀液pH值为78。(5)温度温度70，焦磷酸盐水解，造成正磷酸盐积累加速镀液中氨水的挥发，消耗镀液成分。普通半光亮焦磷酸盐镀铜应控制在3040操作，光亮快速焦磷酸盐镀铜应控制在4060下操作。3 滚镀液维护(1)控制P比(P；o 卜t Cu抖)在8 t l左右，有利于防止镀层分层、提高镀液导电能力，降低槽压，防止阳极钝化和镀液温升过快，也有利于提高镀液的分散能力和深镀能力，满足滚镀时低电流密度区的光亮度，即K P O ：Cu：P O 一43或KP：O，3H O I Cu2P2O762。(2)氨水易挥发，在碱性加温的条件下更易挥发，须及时补加朴加量为每平方米槽液表面每天加浓氨水400 m1最好分两次加入上、下午各加1次。(3)防止正磷酸盐的积累 在高温低pH值条件下焦磷酸盐易水解温度6OpH8(快速光亮镀液pH7)。低pH值有利于正磷酸盐水解，pH值为859 0时，9O 以IPO 、l0 以H：PO2形式存在于镀液。(4)防止阳极不溶解焦铜工艺阴极效率高，如果阳极不溶解(钝化)，镀液中Cu(P：O )： 就会迅速下降，阳极表面就会出现铜粉，以致造成镀液混浊、镀层毛刺。为促进阳极溶解，镀液中要有适量的游离K PO 井满足P比，同时加入氨水、柠檬酸盐或洒石酸盐、氨三乙酸、硝酸盐等辅助络合剂，增太阳极面积。(5)调整镀液pH值调整pH值用浓氨水或KoH，以及柠檬酸、酒石酸、草酸、氨三乙酸，忌用HCI，最好不用H：SO、HsPn、HNOa。使用HaPO。会造成ntO积累，镀液中NOi-积累至15 gL以上会降低阴极电流效率，镀液中so 在量少时井不影响镀液性能，某些焦磷酸盐镀铜，直接采用硫酸铜来提供铜离子 少量No 有提高电流密度上限的作用，某些焦磷酸盐镀铜溶液加入了NHNO 或KNO。用酸度计测量pH值。(6)焦铜镀液对油污、CN一、CI一非常敏感，锌铸件的除油须彻底，预镀氟化铜后要用5 H：SO。分解镀件上残留的CN一而不能用HC1，否则会将CN 、CI一带入焦铜镀液。(7)镀液中的金属杂质可参考有关文献解决，也可仿照枪黑色镀液中氨基酸的作用，以35 gL甘氨酸或氨基丙酸作为电位调节剂，使其他金属离子如zn十、N 与c 共沉积而消除影响。最重要的是及时打捞掉入镀槽的零件，清理槽底的零件飞边毛刺，腐蚀产物zn抖、Pb等进入镀液。不仅要日常连续过滤，还要定期抽出镀液清理槽底污物。(8)光亮剂不可过量，否则导致镀层发臆。有机光亮剂的分解产物，可用12 mlL 3O HzO。和35 gL活性炭联合处理去除。焦铜有机主光亮剂太都为含琉基的杂环化合钧及其衍生物，巯基化合物及其衍生物，巯基化合物遇重金属离子会产生沉淀因此加入镀液时要稀释约10倍至1 gL以下，井在剧烈搅拌下加入否则铜盐可能析出絮状沉淀 。主光亮剂要少加勤加，最好是镀一槽加1次，PC_I消耗量120200 ml h。辅助光亮剂PCI也是润湿剂，为烷基芳基磺酸盐类，只在配槽或HzO2一活性炭联合处理后按配方需要量加入，平时朴加量按主光亮剂的10 2O 加入，即520 mlKAh。(9)镀镶液对NO；-报敏感为防止带入镀亮镶液，滚镀焦锕时不能加入硝酸盐。 参考文献I-1 董子成回忆自行车电镀的一些往事电镀与涂饰，199