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镀铜的工艺条件



 

镀铜的工艺条件

   提高阴极电流密度,将会显著减少电流效率。例如,在含有30g/L铜和12g/L游离氰化钠的镀液中,温度为40OC,当电流密度由0.5增于2A/dm2时,阴极电流效率将自65%降至42%。
   阴极电流密度控制在1.5~4A/dm2时,阳极电流效率很好。过低的阳极电流密度(0.2~0.6A/dm2),由于阳极表面有晶间腐蚀而产生铜颗以致被镀零件的水平部位上有严重粗糙和毛刺。某些专利有机添加剂,可在阳极表面上形成一层有机薄膜,促进阳极腐蚀平滑均匀,对改善阳极溶解有较好的作用。
为了在较高的电浓度密度下仍保持较高的电流效率,以获得镀铜的高速率,可采取下列措拖。
(1)提高镀液内铜氰络合物的浓度;
(2)在采取防止阳极钝化的措施同时,减少游离氰化物浓度;
(3)适当提高镀液温度。
 温度对电极过程有很大的影响。升高温度将置著减少阴极极化,提高电流效率。例如,在含有0.05mol/L(0.1N)铜和约0.3mol/L(0.3N)氰化物(总含量)的镀液中,在0.01A/dm2的电流密度下,当温度从15OC升高至70OC时,阴极电位从一1.14V升高到-1.25V,阴极电流效率则由13%增至48%。因此,尽管提高镀液温度对氰化物的稳定性有不利的影响,但为了加速电镀过程,左工艺中常用加热措拖,有时甚至加强至60OC~70OC。
  在氰化镀铜工艺中,常用电流操纵技术改善镀铜层质量。所谓周期换向镀铜(PR)就是先用通常的方法以选定的时间电镀,然后以反向电流在较短的时间去镀。一般使用正周期为25秒,加上反周期5秒,即周期换向比为5:1的PR技术。也有使用正周期为60秒,反周期为12秒的较长周期进行电镀。而锌压铸件的氰化镀铜常使用电镀10秒,然后中断电1秒的间隙电流工艺。使用间隙电流工艺能从被杂质污染了光亮镀液中获得极好光亮度的铜镀层,而在该镀液中使用通常的直流电是不能获得满意的铜镀层的。
   采用周期换向电流或间隙电流的另一优点是使镀整平。PR技术镀出的镀层显示层状组织,而普通直流电所得到的镀层则显示柱状组织。将零件坯料和铜镀层的轮廓线世行比较,周期换向电流显然有良好的整平性高于间隙电充,但电流效率低于后者。期换向电流显然有良好的整平性,周期换向电流的整平性高于间隙电渡,但电流效率低于后者。
   氰化镀铜溶液的组成和工艺条件对电流效率的影响见下表
        氰化镀铜溶液组成和工艺条件对电流效率的影响

镀液和电镀工艺条件的变化

电流效率

阴极

阳极

镀液中铜含量增加

镀液中游离氰化物增加

镀液温度升高

电流密度增加

增高

降低

增高

降低

略降

增加

增高

降低