电镀行业无氰高密度铜工艺关键技术及其产业化

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1、电镀行业无氰高密度铜工艺关键技术及其产业化詹益腾1田志斌1谢丽虹1谢祥云1曾涛1邓正平1解贺林2易颂辉2（1、广州市三孚化工有限公司2、广东省环保产业协会广东广州邮编：）摘要：本文介绍了本公司自主研发的无氰碱铜和无氰高密度铜工艺。测试了镀液和镀层性能，并和氰化预镀铜、国外进口的同类产品进行对比。结果表明，无氰碱铜和无氰高密度铜镀液分散能力超过氰化预镀铜，其镀层孔隙率比国外A公司无氰碱铜低，镀层结合力好。该工艺已在汽车行业的高硅铝合金轮毂取代预镀镍工艺；在五金行业的钢铁零件挂镀、滚镀、铝合金件、锌合金件挂镀代替氰化预镀铜工艺。近三年的大生产应用表明，该工艺镀液稳定、操作简单

2、、容易控制。文中还介绍了该项目的创新性、经济效益和社会效益以及存在的问题。关键词：镀铜；无氰碱铜；无氰高密度铜；清洁生产无氰碱铜的研究及应用是电镀行业实施清洁生产的一个重大课题，也是一道难题。广东省重大科技专项资助项目子项目2007A16众所周知，国家经贸委2002年就发布淘汰落后生产工艺－氰化电镀的命令。但是，由于电镀行业应用量大面广的氰化预镀铜工艺尚无成熟工艺可代替，不得不将其暂缓淘汰。国内在上世纪七十年代初就开始无氰镀铜工艺的研究，但可以说，此前还没有一项无氰碱铜工艺能够取代氰化预镀铜，在生产中长期稳定应用。一位资深电镀专家曾在《电镀与涂饰》上发表文章“路漫漫兮，无

3、氰碱铜”。电镀行业无氰高密度铜关键技术及其产业化是广东省重大科技专项资助项目。根据其应用行业的不同分为两个子课题：在五金、卫浴行业应用的SF-638无氰碱铜和铝轮毂行业应用的SF-8639无氰高密度铜。一、镀液配方及操作条件：实验用的镀液配方及操作条件见表1。二、镀液和镀层性能（一）镀液性能作者简介：詹益腾（1945－），男，广东惠来人，研究员，国务院特殊津贴专家，国家清洁生产审核师，广东电镀协会清洁生产专业委员会技术总监，广州市三孚化工有限公司总工程师，主要从事无氰镀锌、无氰碱铜、低温碱性除油工艺、铜染色剂等方面研究。E－mail：:zhrzhn@126.com测定了S

4、F-638和SF-8639镀液各项主要性能，并和国外进口的A公司的无氰碱铜镀液以及氰化预镀铜镀液、哑镍预镀液进行对比，对比试验的镀液配方及操作条件见表2，结果见表3。广东省重大科技专项资助项目子项目2007A16表1SF-638和SF-8639的镀液配方及操作条件SF-638无氰碱铜SF-8639无氰高密度铜成分范围最佳值成分范围最佳值SF-638Cu250-400mL/L300ml/LSF-8639Cu250-400mL/L300ml/LSF-638E80-120mL/L100ml/LSF-8639E80-120mL/L100ml/L碳酸钾30-50g/L40g/L碳酸

5、钾30-50g/L38g/LpH值9.2-109.6pH值9.2-109.8温度25-45℃30℃温度50-60℃60℃阴极电流密度Dk0.5-2.5A/dm21A/dm2阴极电流密度Dk0.5-2.5A/dm21A/dm2阳极无氧电解铜阳极无氧电解铜加热设备聚四氟乙烯（Teflon）涂层加热器、不锈钢或钛加热器加热设备聚四氟乙烯（Teflon）涂层加热器、不锈钢或钛加热器搅拌须采用低压、大容量强有力的空气搅拌系统搅拌须采用低压、大容量强有力的空气搅拌系统广东省重大科技专项资助项目子项目2007A16表2对比试验的镀液配方及操作条件SF-8639无氰高密度铜SF-638无

6、氰碱铜A公司无氰碱铜氰化预镀铜预镀哑镍成分含量成分含量成分含量成分含量成分含量SF-8639Cu300ml/LSF-638Cu300ml/L开缸剂300ml/L氰化亚铜35g/L硫酸镍200g/LSF-8639E100ml/LSF-638E100ml/L络合剂100ml/L氰化钠50g/L氯化镍50g/L碳酸钾38g/L碳酸钾40g/LpH调整剂60ml/L碳酸钠30g/L硼酸45g/LpH值9.8pH值9.6pH值9.8酒石酸钾钠20g/LpH值4.0温度60℃温度30℃温度60℃温度50℃温度60℃电流密度Dk1A/dm2电流密度Dk1A/dm2电流密度Dk1A/dm

7、2电流密度1A/dm2电流密度Dk1A/dm2表3镀液主要性能广东省重大科技专项资助项目子项目2007A16镀液SF-638，30℃SF-8639，60℃A公司无氰碱铜60℃氰化镀铜预镀哑镍电流效率Dk=1A/dm280.6%94.4%91.6%58.5%97.4%沉积速率(µm/min)Dk=1A/dm20.1700.2040.1980.2500.187分散能力Dk=1A/dm272.9%63.3%60.0%58.9%27.5%覆盖能力全部覆盖全部覆盖全部覆盖全部覆盖6cm未上镀实验结果表明，SF-638无氰碱铜和SF-86