不同品质的焦磷酸盐对电镀铜的影响

电镀质量六大影响因素影响电镀质量的因素很多，包括镀液的各种成分以及各种电镀工艺参数，下面讨论其中的主要因素。

(l) pH值的影响镀液中的pH值影响氢的放电电位、碱性夹杂物的沉淀，还影响络合物或水化物的组成以及添加剂的吸附程度。

但是，对各种因素的影响程度一般不可预见。

最佳的pH值往往要通过试验决定。

在含有络合剂离子的镀液中，pH值可能影响存在的各种络合物的平衡，因而必须根据浓度来考虑。

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值稳定在一定的范围。

(2)添加剂的影响镀液中的光亮剂、整平剂、润湿剂等添加剂能明显改善镀层组织。

这些添加剂有无机和有机之分，无机添加剂在电解液中形成高分散度的氢氧化物或硫化物胶体，吸附在阴极表面阻碍金属析出，提高阴极极化作用。

有机添加剂多为表面活性物质，它们会吸附在阴极表面形成一层吸附膜，阻碍金属析出，因而提高阴极极化作用。

另外，某些有机添加剂在电解液中形成胶体，会与金属离子络合形成胶体一金属离子型络合物，阻碍金属离子放电而提高阴极极化作用。

(3)电流密度的影响任何电镀液都必须有一个能产生正常镀层的电流密度范围。

当电流密度过低时，阴极极化作用较小，镀层结晶粗大，甚至没有镀层。

随着电流密度的增加，阴极极化作用也随着增加，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、“烧焦”及发黑等。

电流密度的上限和下限是由电镀液的本性、浓度、温度和搅拌等因素决定的。

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。

(4)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。

实践证明，三相全波整流和稳压直流相当，对镀层组织几乎没有什么影响，而其他波形则影响较大。

例如，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。

焦磷酸盐镀铜：常见故障及其排除方法(1)镀层粗糙、毛刺和结瘤基体金属或预镀层粗糙，镀液中有“铜粉”或其他固体悬浮粒子，镀液中有机杂质过多，铅等异金属杂质过多或被CN一沾污，镀液pH过高，温度偏高，电流密度过大，阳极溶解不正常，铜含量过高或焦磷酸钾含量过低等都会引起镀层粗糙、毛刺和结瘤。

分析这类故障时，首先应确定故障的起源，用良好的前处理和良好的预镀后直接进行焦磷酸盐镀铜，或者用铜零件(或铜片)经手工擦刷除油和活化后直接进行焦磷酸盐镀铜。

假使这样试验所得的镀层不粗糙，那么粗糙起源于镀前，否则就起源于镀铜液中。

假使经过试验，确定故障起源于镀铜液中，那么最好进行烧杯试验。

先取1L镀液，不经任何处理做一块样板，作为空白对比，在这块样板上，一定要能观察到镀层粗糙的现象，然后用不同的方法处理镀液后做试验。

例如：单纯地过滤镀液后做试验，看看粗糙是否是镀液中悬浮的固体微粒造成的；将镀液用双氧水处理，试验粗糙是否是由CN一引起的；用双氧水一活性炭处理镀液，观察粗糙是否是由有机杂质的影响等。

反复试验，就可以找出镀层粗糙的原因，从而就可以针对性地处理镀液，排除故障。

下述几种情况都会引起镀层粗糙和毛刺。

①基体金属粗糙。

应改善抛光和研磨工序的质量。

②清洗不良。

避免使用有硅酸盐的清洗剂，如水玻璃之类物质，其水洗性不好。

零件表面留有硅酸盐后，遇酸后易变成不溶于水的另一种物质，更不易清洗，往往引起镀层粗糙，严重时影响结合力。

③预镀液不干净，预镀层已经粗糙。

④添加物料不慎。

没有完全溶解，或溶解时因搅拌沉渣浮现，未经充分沉淀就进行电镀。

加料前，应将所加材料在另一容器内先溶解完毕，然后加入镀液，并搅拌均匀。

⑤擦洗导电棒或挂钩时不注意，有腐蚀物落入槽内。

电镀中切勿用研磨材料来擦洗接触点，否则镀层很易产生粗糙、毛刺现象。

⑥氨的浓度偏低。

氨的浓度过低后，阳极会出现疏松的薄膜，这些疏松的薄膜进入镀液就会使镀层发生粗糙。

处理时，可增加氨的浓度直到阳极表面不存在疏松的薄膜。

焦磷酸盐直接镀铜的改进陈天玉(浙江端安机电工业总公司研究所325200)摘要：一般焦磷酸盐镀铜在镀层结合力上还存在差的问题，“电位活化”概念从理论上给予了解释[1]，即在基体上存在氧化膜，在镀层过程中没有克服氧化膜，而镀层与基体界面之间存在氧化膜是结合不良的主要原因，在起始过程中，电镀液中金属离子的还原电位负于基体金属表面氧化层的活化电位，才能保证金属基体表面与镀层有良好的结合强度。

与金属离子的还原电位相关的起始电流密度受电镀液中金属和络合剂含量和工艺条件的影响。

通过控制好镀液的组成和起始电流密度，即可得到良好的结合强度。

关键词：电位活化；焦磷酸盐镀铜；结合强度引言无氰电镀的历史回顾，早在60年代，由于氰化物剧毒，政府号召革除氰化物电镀，由于当时电镀厂都是公有和集体所有，纷纷开展过无氰电镀，种类繁多，并取得不少成绩。

其中以焦磷酸盐镀铜为多。

现在，环保形势刻不容缓，在清洁生产中的限期整改下，有必要回顾过去已经做出的无氰电镀的成果。

推广使用焦磷酸盐镀铜作为代替氰化镀铜的预镀，主要问题是结合力不合格的问题。

为什么焦磷酸盐镀铜的结合力不好，以为这是它的本性，没有进行理论的推敲。

氰化镀铜也有结合力不好，出现起泡的现象。

众所周知，这是由于游离氰化钠含量过低所致。

人们知道加入适量的游离氰化钠，提高其含量后，电流密度可以提高，随之电流效率下降，大量的氢气泡产生，此时铜层析出的结合力立即恢复正常。

这是为人们无数次的实践所证明，那么焦磷酸盐镀铜的铜层结合力不好，是否也有其同样的规律，值得探讨。

1电位活化理论电位活化现象最初由郑州轻工业学院冯绍彬等教授提出[1]，对我们很具有指导意义，对镀层结合强度方面存在的问题，电位活化概念给出了理论解释。

电镀层结合强度差的原因足电沉积初始过程中，镀层基体界面氧化层的存在。

保证电镀层与金属基体良好结合，其前提是实现电位活化的条件，即电镀液中金属离子的还原电位必须负于基体金属表面氧化的溶解电位。

J光亮焦磷酸盐滚镀铜l 前言多年来国际镍价居高不下，通常采用厚铜薄镍来降低成本，无光泽焦磷酸盐镀铜是有效手段之一。

焦铜工艺的应用虽然较早，但人们总担心正磷酸盐的积累问题叫，使焦铜工艺的发展和应用受到了影响，生产报道很少。

近年来采用价格低廉的锌压铸材料来制造某些五盘制品，为防止锌压铸件预镀氰化镀铜层过薄或孔隙较多．在酸性镀铜或亮镲液中被腐蚀，就必须加厚铜镀层。

采用氰化光亮铜加厚，镀液毒性大、成本高，对油污及有机杂质很敏感，光亮范围随游离NaCN浓度和NaCN 与Cu的比例的变化而变化，操作与维护困难；采用柠檬酸盐光亮镀铜和中性拧檬酸盐镀镲加厚，镀液不稳定．有沉淀、成本高；采用焦磷酸盐镀铜加厚，镀液稳定无毒、电流效率高，深镀能力和均镀能力较好，镀层结晶细敦，并能获得较厚的镀层，不用通风设备．镀渡碱性刚好处于锌的钝化区范围，不会对锌铸件产生严重的化学刻蚀现象，镀液成本适中，对金属杂质有较大的承受能力(许多金属离子都能与K P O 形成络台物而失去作用)，因而是实现加厚铜镀层的理想方法锌铸件一般是形状复杂的小件，要求镀液有良好的深镀能力和均镀能力．滚镀焦铜恰好满足这些要求，锌铸件的广泛应用推动了焦铜工艺的发展和应用以前焦磷酸盐镀铜是无光泽的，电流密度低镀速缓慢、铜层不易增厚，需要较厚的光亮镍层嚣补．使电镀成本难以下降。

本文总结生产经验．对锌铸件滚镀焦磷酸盐光亮铜工艺研究，实现了厚铜薄镍．提高了电镀质量和生产效率，降低了电镀成本．经济效益明显。

2 溶液配方及操作条件Cu{P2O7 50～6O g／L，K‘P}OT·3H2O 3lO～380 g／L，浓N · o 2～3 ／L，辅助光亮剂PC 1 2．5ml ／L，主光亮剂PC I O．4～1．2ml／L，pH值8．4～9．0．f 40～6O℃，Dk1～4 A／,tm ，DA 1～2 A／dm ．阳极电解铜板外包涤纶布，转速8～10 r／rain，时间40~60 rain，电源单相垒波或单相半波。