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温度对酸性光亮镀铜的影响
发布时间:2011-04-29 12:50:03  信息来源:澳门永利清洗材料  点击数:

        酸性镀铜溶液所允许的温度范围在11℃~40.2℃之间。镀液温度过高,Cu+增多,会使光亮范围缩小,甚至镀不出光亮镀层,铜镀层发雾或粗糙,光亮剂分解加快。操作温度范围应根据所选用的光亮剂来决定,染料型温度上限较低,MN型允许温度较高。‍有一篇文章介绍其研究的光亮剂可在15℃~45℃范围工作,温度上限高达45℃!9年过去了,没见有相关权威部门推广,不了了之。另一篇文章介绍的酸铜配方温度范围高达35~45℃,还有一本专著介绍的配方温度高达20~50℃,甚至10~60℃,由于Cu+Cu2+=2Cu+反应,镀液中必将生成过多的Cu+,引起镀层粗糙毛刺、不亮,镀液无法正常工作。

        实际生产时,酸性镀铜溶液所允许的温度范围控制在16℃~35℃之间较为合理,即在理论计算范围的基础上缩小5℃。硫酸亚铁的溶解度在0℃时为15.65g/100g水,在10℃时为17.4g/100g水,所以低温时硫酸亚铁结晶的可能性不大。硫酸铁溶解度小,硫酸铁在冷水中仅仅微溶,在受热的情况下易溶解,温度太低硫酸铁结晶在阳极表面引起阳极钝化,电流开不大,阴极电流效率很低。相当多的人认为阳极钝化的原因是硫酸铜结晶引起的,其实硫酸铜的溶解度相当大,即使考虑到硫酸的影响,硫酸铜的溶解度依然较大。光亮剂M、N本身溶解度小,镀液温度太低,光亮剂M、N溶解度会变得更加小,从镀液中析出后悬浮于与镀液中,它们吸附到阴极镀件表面上,会出现麻砂状镀铜层。当液温低于10℃时,安美特ULTRA工艺所镀镀层可能灰雾,低电流密度区整平性下降;液温低于15℃时,镀液电导率明显下降,允许阴极电流密度减小,镀层易烧焦。因此,加热设备在冬天是不能缺少的。冬季应该配备电加热管,气温太低时需要加温镀液提高温度至16℃以上。

        有机光亮剂具有一定的还原性,温度太高,能够还原镀铜溶液中的Cu2+为Cu+,同时,还发生镀件铜、铁、锌还原Cu2+为Cu+。溶液中Cu+太多,需要更多的低电流区光亮剂(Cu+的有机沉淀剂)来配合,光亮剂消耗快,光亮剂分解产物增多,低电流密度区不光亮。夏季应该配备冷冻机,防止温度上升超过35℃。沈品华认为,染料型光亮剂在夏天需用冷冻机降温,而MN型光亮剂则不必一定用冷冻机,只是光亮剂消耗大些,但因为成本较低,消耗量大些也可以接受。其实,镀液温度高,不仅仅是光亮剂消耗大的问题,还影响着镀液的整平性、出光速度等等指标,综合考虑,还是应该配备冷冻机为好。

        例如,眼镜架、名片、丝网印刷工艺品等的电镀中,若采用传统的MN型光亮剂,在约25℃时要达到全光亮,最快也得10min以上,此时由于铜层镀得太厚,眼镜架的装配受到了影响、眼镜腿转到不灵活、易折断,名片、丝网印刷工艺品上的精美图案被完全盖住,根本不能适用。若不用冷冻机降温,超过35℃情况更糟糕。若采用国外的染料型光亮剂并采用降温设备的话,6min就可以达到全光亮,不影响产品质量还省钱。

        在酸铜光亮剂的研究中,我国很多精力都用在了如何提高允许温度上限上,国外对此并不怎么重视,认为只要配备冷冻机即可解决,没必要费尽心思纠缠在这样的问题上,而是主要研究如何提高深度能力、分散能力、出光速度等方面。因此,国外酸铜光亮剂依然采用染料型,几十年几乎都在围绕染料型发展变化。还有氯化钾镀锌、宽温阳极氧化等工艺的研究中,也存在过分追求镀液的耐温性的问题。

        参考文献

        1马幸平,马忠信,酸性镀铜光亮剂的发展[J].电镀与环保,2002,22(4):16~18

        2王庆浩,酸性光亮快速电镀硬铜在凹印制板技术中的应用[J].电镀与环保,2005,25(3):11~13

        3张立茗,方景礼,袁国伟,沈品华,实用电镀添加剂[M].北京:化学工业出版社,2007:307~308,313~314

        4樊兴荣,光亮硫酸铜几要素的探讨[J].上海电镀,1992,(4):41~42

        5袁诗璞,光亮酸性镀铜的设备配置(一)[J].电镀与涂饰,2010,29(4):15~18

        6沈品华,张松华,系列染料型硫酸盐镀铜光亮剂的发展过程简述[J].材料保护,2010,43(4):48~50

 

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