酸性镀铜光亮剂配方
摘要：要获得良好的酸性镀铜层，关键在于选择性能优良的酸铜光亮剂，而酸铜光亮剂开发的关键在于中间体的选择和复配。本文介绍了酸铜光亮剂一般组成、常用的中间体及其作用以及复配方法。详细说明了SF-610酸性光亮镀铜的工艺配方和操作条件，通过对比试验，对SF-610酸铜光亮剂进行了综合评价，结果表明，SF-610光亮剂性能优良，能和高质量的进口酸铜添加剂相媲美。
关键词：酸性镀铜；光亮剂；中间体；复配方法；评价试验1前言
酸性镀铜工艺适用于作为装饰电镀层的中间镀层，用于电镀各种灯饰、五金工具和日用品，也广泛用于塑料电镀、PCB电镀和电铸等[1]。由于镀液成分简单、成本低、电流效率高、允许电流密度大、沉积速度快、能获得极光亮和整平的镀层，且极具装饰效果而在生产中获得了广泛的应用，特别在装饰性电镀中，采用厚铜薄镍，是应对高价镍时代的有效方法。要达到酸性镀铜良好的效果和充分发挥其长处，关键在于光亮剂[2]。
酸铜光亮剂的开发关键在于中间体的选择和复配。性能优良的光亮剂应具有光亮整平能力强、光亮范围宽、镀层应力小、延展性和韧性好、稳定且分解产物少、工作温度范围宽、不容易产生针孔麻点等特点。
近几年来染料体系的酸铜光亮剂在生产上得到广泛的应用，但生产高质量的产品仍然需要使用价格较贵的进口添加剂。这些添加剂分解产物少，填平较好，不易起针孔麻砂。
采用高质量的中间体原材料，复配出质优价廉的以染料为基础的酸铜添加剂，是国内电镀工作者的当务之急。我司通过几年的试验和实践，引进国外高特种原材料，开发出SF-610酸性镀铜系列添加剂，性价比高于同级别的进口添加剂。
2酸性镀铜光亮剂中间体
酸铜光亮剂一般由载体、光亮剂、整平剂、润湿剂组成。
2.12.1载体(分散剂)快速地吸附到所有受镀表面并均一地抑制电沉积，整平剂(a)和光亮剂(b)的交互作用导致产生均匀的表面光亮度。
载体在酸性镀铜电解液中，若单独加入光亮剂，对镀层的光亮效果不显著，还必须加入表面活性剂才能获得光亮和具有一定整平性的镀层[3]。常用的有聚乙二醇、AE（多胺与环氧乙烷加成物）、DAE（脂肪胺与环氧乙烷加成物）、AEO（脂肪胺聚氧乙烯醚）、辛基酚聚氧乙烯醚（OP系列）等。除作为光亮剂的载体，有些还具有润湿、分散染料、细化晶粒的作用。
2.22.2光亮剂(降低低电流区电阻,帮助低电流区铜增长)
光亮剂主要成分为有机磺酸盐。常用的有SP（聚二硫二丙烷磺酸钠），它可以单独作为光亮剂使用，也可以和其它含-S-S-键的光亮剂配合使用，如BSP（苯基二硫丙烷磺酸钠）、HP（醇硫基丙烷磺酸钠）、TPS(聚二甲基酰胺基磺酸钠)等。
2.32.3整平剂抑制凸出区域的沉积，扩展了光亮剂的控制范围
整平剂多为杂环化合物和染料。常用的染料有甲基紫、藏花红、噻嗪类染料、三苯甲烷染料、聚合硫代染料（碱性黄）、吩嗪类染料等。最佳的吩嗪染料是健拿绿B、健拿黑R，它们具
有较高的整平能力和较宽的光亮电镀范围[4]。有的杂环化合物可以明显改善低区的光亮度和填平性能，又称低区光亮剂，如LEVELLER135Cu（聚乙烯亚胺的丙基磺酸盐）、EXP2887（聚酰胺的交链物）、JHP（交联聚酰胺水溶液）、GISS（聚乙烯亚胺烷基化合物）等。
2.42.4润湿剂（防止针孔产生，其走位性、整平性特别优良，亲水性好无憎水膜，且能有效地抑制光剂的分解，提高槽液的稳定性，是染料体系光剂及传统M、N体系光剂的优良载体，可完全取代聚乙二醇。，
润湿剂主要作用是减少镀层针孔麻点。如十二烷基硫酸钠、聚乙二醇等。
3酸性镀铜光亮剂复配方法
染料型酸性镀铜光亮剂一般由开缸剂、整平剂、光亮剂组成。
3.13.1开缸剂
开缸剂一般由载体、润湿剂、基础光亮剂、多硫发光材料等组成，载体和润湿剂的比例要多。主要作用是提高镀层的分散能力，防止高中电流区产生树枝状结晶，防止针孔、麻点的产生，还具有平衡整平剂、光亮剂的作用。
3.23.2整平剂
整平剂一般由染料、低电流区光亮剂、染料分散剂等组成，侧重于填平和低区走位,特别是染料的配比。
3.33.3光亮剂
光亮剂一般由载体、低区光亮剂和多硫发光材料组成，载体的比例少，多硫发光材料比例多，主要作用是在电流高区产生具有一定光亮度和整平性的镀层，防止电流过大时镀层烧焦。
4SF-610SF-610酸性镀铜光亮剂
酸性镀铜光亮剂
4.1SF-610SF-610酸性镀铜光亮剂组成
酸性镀铜光亮剂组成SF-610A：填平兼光泽走位。不足时，整个电流密度区的填平度会下降；过多时，填平度也会下降，尤其是低电流密度区与其它位置的镀层有明显的分界。日常消耗量为50~70ml/KAH。
SF-610B：光亮剂。不足时，镀层易烧焦；过多时，低电位光亮度差。日常消耗量为50~70ml/KAH。SF-610Mu：含润湿剂、酸铜基础光亮剂、载体等。不足时，低电流区走位变差，易起针孔；过量时，容易起雾。日常消耗量为10~30ml/KAH。
4.24.2工艺配方及操作条件工艺配方及操作条件原料及操作条件
范围标准硫酸铜
180~220g/L200g/L硫酸（密度=1.84g/mL）
40~90g/L60g/L氯离子40~120mg/L（ppm）
70mg/L（ppm）
SF-610A0.4~0.6ml/L0.5ml/LSF-610B0.2~0.4ml/L0.3ml/LSF-610Mu6~8ml/L8ml/L温度20~40℃25℃阴极电流密度
1~6A/dm2
3~5A/dm2
阳极
磷铜角（0.03%~0.06%
磷）
磷铜角（0.03%~0.06%
磷）
5SF-610SF-610酸性镀铜光亮剂评价试验酸性镀铜光亮剂评价试验5.15.1分散能力试验
分散能力试验在相同的条件下，以2A、10min进行赫尔槽试验，试片的背面完全绝缘。采用8点法，即将赫尔槽试片划分10等分，去除最高和最低的等分，用X-荧光测厚仪分别测出第5方格和第1方格中心部位的镀层厚度（δ5和δ1），按计算公式T.P=δ5/δ1×100%，结果SF-610T.P=27.6，香港某知名公司T.P=26.2。该试验结果表明SF-610酸性镀铜光亮剂的分散能力要好于香港某公司光剂。
5.25.2覆盖光亮区域试验
覆盖光亮区域试验采用赫尔槽试验，试片背面绝缘，保持镀液温度25℃，以0.5A、20min
打片，整片全光亮，低电流区没有分层、白雾或暗黑现象。
采用同一条件，试验香港某知名公司光剂，发现低区有白雾、暗黑现象。以上试验说明SF-610酸性镀铜光亮剂产生光亮的区域范围大于香港某公司光剂，在较低的电流密度下都可以得到光亮镀层，能够应用于比较复杂、大平面件或深孔零件的电镀，如汽车铝轮毂、灯饰件等。
5.35.3光亮剂使用寿命试验
光亮剂使用寿命试验试验目的是评价光亮剂分解产物对镀液的影响。用赫尔槽连续打片消耗试验。
开两槽赫尔槽镀液，分别加入SF-610光亮剂和香港某知名公司光剂，保持温度25～26℃，以2A、10min进行赫尔槽连续打片，每一片的电镀面均采用280＃砂纸均匀打磨，每槽镀液工作总计30AH，即90张片,相当于每升镀液连续工作120AH。每打完一片按理论消耗量分别补充添加剂，每10AH进行一次过滤并分析、补充各成分。试验完毕后，观察试片镀层变化情况，从稳定性、清亮度、填平性能、是否起麻砂等方面进行综合评价。试验结果见表1：表1镀液老化试验
对比项目
SF-610
香港某公司光剂
稳定性
清亮度
填平性能
是否起麻砂
较稳定，第1片和第90张片外观没有明显区别很清亮，不起蓝雾
镀后除低区5mm略有擦痕外，
其余光亮如镜，整平性能较好。
不易起麻砂
第15Ah后光亮度略有下降，第90张片光亮度较第1张光亮填平度明显
下降。容易起蓝雾
低区10mm略有擦痕，其余光亮，填平能力与SF-610相当。
不易起麻砂
5.45.4添加剂过量试验
