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。
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。
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。
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。
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。
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。
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（Mu）、整平剂（A）、光亮剂（B）组成。
开缸剂（Mu）：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。
整平剂（A）：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。
光亮剂（B）：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。
酸性镀铜光亮剂组成
A：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。
B：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。
Mu：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
条件范围最佳备注
硫酸铜180~220g/L 200g/L
硫酸（1.84g/mL）40~90g/L 60g/L
氯离子40~120mg/L（ppm）70mg/L（ppm）
A 0.4~0.6ml/L 0.5ml/L 50~70ml/KAH
B 0.2~0.4ml/L 0.3ml/L 50~70ml/KAH
Mu 6~8ml/L 8ml/L 10~30ml/KAH
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
20min打片，整片全光亮，低电流区没有分层、白雾或暗黑现象。
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。
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30A·H，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。
添加剂过量试验：采用赫尔槽试验，温度25℃，电流2A，时间10min，空气搅拌。进
序号 1 2 3 4 5 6 7 8
A 0.5 0.5 0.5 1.0 1,.5 2.0 0.5 0.5
B 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.6 0.9 Mu 8 16 24 8 8 8 8 8
实验现象镜面光亮镜面光亮低区白雾镜面光亮低区半光低区分层镜面光亮低区半光注：序号1各组分含量为标准加入量。
