电铸铜的应用研究.pdf

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1、山西电子技术2015年第3期研究与探讨文章编号：1674-4578(2015)03—0084—02电铸铜的应用研究常志，靳志强，张峰，王玉，郭帝江(中国电子科技集团公司第二研究所，山西太原030024)摘要：电铸铜能制造某些难以用机械加工方法制造的特殊形状的金属制品，只需针对零件结构的特点，设计合理心模，便可实现零件的精密成型制造。本文对电铸铜工艺及工艺条件的影响进行了浅析，并结合工艺对电铸槽等关键部件进行了阐述。关键词：电铸铜；电铸铜工艺；电铸槽中图分类号：TQ153．4文献标识码：A电铸是利用电沉积方法在作为阴极的原型进行加厚电金属结构、取向及复合沉积层的成分和结构。反向脉冲电镀，从而复制

2、出与原型一样的制品方法，是电沉积技术的重流改善了镀层的厚度分布而使镀层厚度均匀，并因溶解了阴要应用技术之一_】J。电铸作为一种精密加工技术具有复制极镀层上的毛刺而整平，起到抛光效果，有利于得到更加致精度高和工艺简单等优点，电铸铜作为电铸的一个铸种，在密光亮的电铸层。研究表明使用脉冲电源、酸性硫酸铜电铸具有以上优点的同时，还具有优良的导电性和导热性及延展液，选择适当的脉冲参数可以获得具有一定厚度均匀致密性，在仪器仪表、塑料、铜版浮雕模、雕塑艺术创作、精密机的超细晶铜材料。械、模具制造、电子工业及纳米材料制备等方面获得广泛在实际生产中，采用通断比r=2：3，电流密度JK=应用。10A／dm的脉冲参

3、数就可以满足生产要求。本文通过对电铸铜工艺及工艺条件影响的初步分析，获如图1所示为在生产中，采用上述参数得到的镀层微得工艺条件对电铸铜镀层影响规律，为进一步优化工艺及电观图。铸槽的设计奠定了基础。1电铸铜工艺1．1电铸铜的工艺流程原型表面预处理一清洗一电镀一电铸一纯水喷洗、氮气吹干一脱模。在电铸铜工艺中原型表面预处理，对于非金属原型电铸铜，首先要进行表面修整后再进行表面金属化；如果原型为导电材料，造型和表面质量符合要求即可。图1电铸铜镀层微观图1．2铜电铸液成分2．2温度本设备铜电铸采用的为酸性硫酸铜镀液，该电铸液具有温度对于酸性硫酸铜镀液是很敏感的，在现代光亮酸性镀液稳定及在高电流密度下工作

4、的优点，通过电铸添加剂，镀铜工艺中，光亮剂都要求30℃以下才能发挥出最好的光可获得高速及整平性好的光亮镀层，这种镀层的结晶细致，亮效果。本设备在该温度情况下，既能保证镀层的一致性和其内应力及硬度也可得到一定的控制。均匀性，又能满足生产效率的要求。电铸液主要成分：2．3搅拌、阴极移动成分CuS04·5H20H2SO4C1一添加剂加强搅拌或阴极移动是酸性光亮镀铜的必备条件，这是含量220eL一300eL6oeL一90eL20mCL一80mL0．5ml／L一2ml／L因为阴极移动或搅拌可以有效地降低扩散层的厚度，提高扩散速度；并且可以消除浓差极化，提高极限电流密度的上2铜电铸工艺条件的影响限，加快沉

5、积速度，这对电铸铜非常重要。阴极移动与极限2．1脉冲参数电流密度的关系，如图2所示。选用双脉冲电源，脉冲电铸可以细化晶粒、改变铸层的收稿日期：2015—04—29作者简介：常志(1982一)，男，河南濮阳人，助理工程师，硕士，主要从事电镀设备的研发工作。第3期常志，等：电铸铜的应用研究85调，满足生产要求的旋转转速。3．2环形阳极l目勺环形阳极围绕心模一周，插入内喷杯环形卡槽内，外喷●杯与内喷杯结构相似，以利于更换喷杯，环形阳极材质采用钛网焊接而成。3．3循环过滤系统阴极移动速度／(nlnl·B)循环过滤系统主要是保持电铸液的均匀防止沉积，滤除图2阴极移动与极限电流密度关系生产中产生的沉淀和杂

6、质，保证镀层组织的一致性，从而获2．4阳极得质量良好的镀层。酸性硫酸铜电铸一般采用专用的含磷阳极，这种磷铜阳该系统将采液口与排液口集于一个阀门上，减少了可能极在工作中处于半钝化状态，保证阳极以二价铜离子形式溶由于阀门过多而引起的镀液泄露等现象。在循环过滤中要解，以避免产生大量的铜粉，影响镀层质量。如果采用一般尽量避免使用活性炭滤芯，虽然该滤芯具有吸附有机物和过的电解铜板，会产生铜粉进而影响镀层的组织结构，会使结滤两个步骤二合一，缩短过滤处理时间，但是由于其制作工晶粗糙，镀层疏松。如果磷含量过高，就会完全处于钝化状艺，滤芯中会含有一定量的铁等杂质，该虑芯多次使用，会造态，会导致镀液的铜离子因消耗

7、过快而补充不足，镀液就会成电铸铜镀层粗糙疏松。失去平衡，使电铸铜无法正常工作。研究表明磷的质量分数为：0．030％一0．075％的铜阳极性能最为优良。4结束语2．5电铸液中杂质的影响电铸技术具有其他铸造技术所不可比拟的特点和优点，酸性硫酸盐电铸铜对杂质的允许浓度比其他的电铸种电铸铜由于成本低，沉淀率高而在诸多领域有着广泛的应用。类要高一些，这是因为铜的电极电位比校正，在强酸溶液中，本文着中介绍了电