电镀工艺学 教学课件 作者 冯立明 王玥 主编电镀工艺学-12.ppt

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1、6.3电镀铜光亮黄铜、青古铜、红古铜、哑铜镀铜螺母铜辊铜雕塑原子量63.54，密度8.93g/cm3，标准电极电位Cu2+/Cu＝＋0.34铜易氧化失光，加热时尤甚；良好延展、导热和导电性。铜质软、易抛光；铜及镀铜层性质概述阴极性镀层Zn、Al、Fe基体一般不做表层使用利用与浓硫酸、硝酸反应，用于铜件化学抛光Ksp(CuS)=8.5X10-45电镀底层:增加与基体的结合力。电镀中间层：节约镍资源、减少孔隙、提高防护能力。表面装饰层：需经着色或防变色处理。（古铜色、铜绿色、黑色等，参见7.3）功能镀层：钢铁局部防渗碳；电子元件的引线镀厚铜；印刷线路板通孔的金属化。塑料

2、电镀：化学镀铜，应力小机械强度高、结合力好。电镀铜层的应用氰化镀铜（碱铜）用于电镀底层及微型高档洁具。酸性硫酸盐镀铜（酸铜）用于加厚镀层、塑料电镀、印刷电路、电铸。焦磷酸盐镀铜（焦铜）用于铁、锌等基体镀厚铜层和塑料金属化电镀。电镀铜工艺分类优点：氰化镀铜结晶细致，与基体结合力好；镀液分散能力和覆盖能力高；镀液呈碱性，对除油有补充作用；成分简单，易维护。6.3.1氰化镀铜（1915)钢铁及锌合金可直接电镀。∴常用于打底镀层缺点：有毒，污染环境；不宜获厚镀层；(<12.5μm)阴极电流效率低;(60~70%)镀液稳定性差，NaCN→碳酸盐；对化学沉积层及铜箔粘接剂有浸蚀

3、作用。6.3.1氰化镀铜例：不适于塑料电镀及印刷电路板电镀2NaCN+2H2O+2NaOH+O22Na2CO3+2NH31）阴极[Ｃu(CN)3]2-+e→Cu+3CN-H2O+2e→H2↑+2OH-2）阳极Cu-e→Cu+，Cu++3CN-→[Cu(CN)3]2-当DA>2.5A/dm2时，阳极易钝化。4OH--4e→O2↑+2H2O2NaCN+2H2O+2NaOH+O2→Na2CO3+2NH3↑一、电极过程加热、搅拌会加速此反应。二、氰铜电镀工艺流程工件装挂－化学除油－热水洗－电解除油－热水洗－冷水洗－酸洗－冷水洗两道－阳极电解除油－热水洗－冷水洗－活化－水洗－

4、20~30%碳酸钠中和－水洗－镀氰铜－回收－水洗－镀光亮铜等预镀铜ηK=10~60%锌压铸件镀铜打底配方1配方2配方3CuCN8~3540~5025NaCN12~5454~6441Na2CO33030KNaC4H4O6·4H2O30NaOH2~108~12KSCN5~1013游离NaCN1013温度/℃18~5018~2520~40DK/A·dm-20.2~20.5~0.750.8~1.5氰化无光镀铜工艺规范镀厚2.5~7.5微米镀0.5~1.0微米普通镀铜ηK=30~70%Be’=12-16Cu/游离NaCN一般底镀及预镀→１：0.5~0.8含有酒石酸盐及硫氰酸盐

5、→１：0.3~0.4周期换向电镀→１：0.25~0.3注意观察：阴、阳极板颜色，气泡及气味，电压。（1）工艺关键：（2）工艺操作：氰化电镀前15min，打开抽风装置；工件装挂应利于镀液的流动和气体排出。挂具之间距离应保持在300mm以上。经常检查导电杆与极杆的接触情况，如导电不良，可用砂纸打磨导电座及导电杆如为打底层，入槽时Dk取工艺下限为好。电镀时间>5min，形状复杂的工件电镀时间>10min，确保镀层厚度不少于2～3微米。对一般镀铜和防滲碳镀铜，镀液应加热至50℃以上，以保证较高的生产效率。形状复杂工件，需安装辅助阳极可获均匀镀层。镀氰铜阳极材料：压延的铜板，

6、装在钛蓝中的铜角。ηA>ηK,需挂不溶性铁阳极SA:SK=1~2:1加阳极袋，防沉渣。氰化镀铜电源：※直流电源,电流波动系数小于5%；※周期换向电源,正：反=15S：5S或20S：5S。（3）几点说明：优点：成本低，成分简单，维护方便；加添加剂可得光亮铜层，省去机械抛光工序。缺点：需要预镀6.3.2酸性硫酸盐镀铜应用：电冶炼、电铸；印刷线路板；增厚镀层。阴极：Cu2++2e→CuDK过小，Cu2++e→Cu+DK过大时，析氢。阳极：Cu－2e→Cu2+当DA过小,Cu－e→Cu+不工作，浸泡阳极：Cu2++Cu→Cu+酸液中Cu+岐化：Cu+→Cu2++CuCu+O

7、2→Cu2O一、电极过程P:0.035%~0.07%铜粉一、电极过程磷铜阳极：P=0.035~0.07%如：铸造铜：P=0.02~0.04%压制铜：P=0.004%溶解机理：磷铜表面生成含有Cu＋、P和Cl的多孔黑色膜，抑制的岐化反应，防止铜粉的产生。阳极活化剂组成g/L及工艺配方1配方2CuSO4·5H2O180~22060~100H2SO450~70180~270氯离子Cl-mg/L20~8050~100添加剂适量温度℃7~40Dk/A·dm-21~6阴极移动或空气搅拌二、电镀酸铜工艺规范注意事项：去离子水，活化用硫酸。消除多余Cl-方法：a银盐除氯法、b锌