电镀技术课件.ppt

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1、电镀技术电镀技术电镀电刷镀化学镀复合镀§1电镀电镀是一种用电化学方法在镀件表面上沉积所需形态的金属覆层工艺。金属电沉积是指在直流电的作用下．电解液中的金属离子还原，并沉积到零件表面形成有定性能的金属镀层的过程。装置：三要素，外电路，电镀溶液，阴阳极。镀层可以是金属，合金，半导体等，基体为金属，陶瓷，塑料，玻璃，纤维。分类阳极性镀层和阴极性镀层。凡镀层相对于基体金属的电位为负时，镀层是阳极，称阳极性镀层，如钢上的镀锌层。镀层相对各向于基体金属的电位为正时，镀层呈阴极，称阴极镀层，为阻隔型镀层，如钢上的镀镍层、镀锡层等，尽可能致密。1.1电镀液

2、的组成及其对镀层质量的影响(1)主盐主盐就是镀液中能在阴极上沉积出所要求镀层金属的盐，用于提供金属离子。对于确定的镀液来说，主盐浓度都有一个适宜的浓度范围或者与镀液中其他成分浓度维持在适当的比例范围内。主盐浓度升高，电流效率提高，金属沉积速度加快，镀层晶粒较粗，溶液分散能力下降。根据主盐在水溶液离解后金属离子所存在的形式，电镀液分为单盐镀液和配合物镀液。(2)配合剂镀液中主盐的金属离子为简单离子时，镀层晶粒粗大，需采用配位离子的镀液。获得配位离子的方法是加入配合剂，即能配合主盐中的金属离子形成配合物的物质。配合物是由简单化合物相互作用而形成

3、的“分子化合物”。配合物在溶液中可分离为简单离子和复杂配位离子。在含配合剂的镀液中，影响电镀效果的主要是主盐与配合剂的相对含量，即配合剂的游离量，而不是配合剂的绝对含量。配合剂的游离量升高，阴极极化作用升高，有利于镀层结晶细化、镀层分散和覆盖能力的改善；不利的是降低阴极电流效率，从而降低沉积速度。(3)附加盐附加盐是电镀液中除主盐外的某些碱金属或碱土金属盐类用于提高电镀液的导电性，对主盐中的金属离子不起配合作用有些附加盐还能改善镀液的深镀能力和分散能力，产生细致的镀层。(4)缓冲剂缓冲剂是指用来稳定溶液酸碱度的物质，一般由弱酸、弱酸盐或弱碱

4、、弱碱盐组成能使溶液在遇到碱或酸时，溶液的pH值变化幅度减小。(5)阳极活化剂促进阳极活化的物质称阳极活化剂。作用是提高阳极开始钝化的电流密度，从而保证阳极处于活化状态而能正常溶解。阳极活化剂含量不足时阳极溶解不正常，镀液金属离子的浓度下降较快，影响镀液的稳定。严重时，电镀不能正常进行。(6)添加剂添加剂是指不会明显改变镀层导电性，而能显著改善镀层性能的物质。根据在镀液中所起的作用，添加剂可分为：光亮剂、整平剂、润湿剂和抑雾刑等。(7)杂质杂质的来源比较复杂，所以对镀液和镀层的影响也比较复杂。如有机和金属杂质会引起镀层与基体的附着力不良，镀

5、层表面有麻点、针孔，镀液的分散能力、覆盖能力较差，阴极电流效率降低，镀层应力增加、脆性增大，表面有烧焦和失光等现象。1.2电镀工艺规范对镀层质量的影响电镀工艺规范包括电流密度、温度、搅拌和电源的波形等因素，都会对镀层产生影响1．pH值的影响镀液中的pH值可以影响氢的放电电位，碱性夹杂物的沉淀，还可以影响配合物或水化物的组成以及添加剂的吸附程度。最佳的pH值往往要通过试验决定。电镀过程中，若pH值增大，则阴极效率比阳极效率高，pH值减小则反之。通过加入适当的缓冲剂可以将pH值稳定在一定范围。2．电流密度的影响任何电镀液都必须有一个能产生正常镀

6、层的电流密度范围。当电流密度过低时，阴极极化作用较小，镀层结晶粗大，甚全没有镀层。随着电流密度的增加，阴极极化作用随着增加，镀层晶粒越来越细。当电流密度过高，超过极限电流密度时，镀层质量开始恶化，甚至出现海绵体、枝晶状、“烧伤”及发黑等。电流密度的上限和下限是由电镀液的性质、浓度、温度和搅拌等闲素决定的。一般情况下，主盐浓度增大，镀液温度升高，以及有搅拌的条件下，可以允许采用较大的电流密度。3．电流波形的影响电流波形的影响是通过阴极电位和电流密度的变化来影响阴极沉积过程的，它进而影响镀层的组织结构，甚至成分，使镀层性能和外观发生变化。三相全

7、波整流与稳压直流相当，对镀层组织几乎没有什么影响，而其他波形则影响较大。单相半波会使镀铬层产生无光泽的黑灰色；单相全波会使焦磷酸盐镀铜及铜锡合金镀层光亮。4．温度的影响提高镀液温度会降低阴极极化，导致镀层结晶变粗。升高温度通常也能提高电流密度的下限，同时由于盐类的溶解度增大，容许配置更高浓度的镀液，这样又可使用更大的电流密度。增大电流密度又可以提高阴极极化，有利于形成细晶镀层升高镀液温度也利于形成良好的镀层。升高温度还有提高镀液的导电性，促进阳极溶解，减少镀层针孔缺陷，降低镀层内应力等优点。在允许的温度范围可以采用高的温度进行电镀5．搅拌的

8、影响采用搅拌可以增加电流密度范围，提高电镀效率，改善镀液的分散能力，提高镀层质量。通常在光亮镀银和镀铜工艺中使用搅拌。搅拌能加强镀液的对流，减薄扩散层的厚度．使电沉积时的阴极表面