卤素化合物用于钢铁上无氰电镀铜的研究

无氰镀铜的研究应用已取得一定的进展和成效,但在钢铁基体上镀铜仍存在结合力差的问题。阐述了影响结合强度的主要因素,并归纳和总结了近年来国内外在钢铁基体上无氰镀铜结合力的几种解决方法及相关理论。从络合剂、表面活性剂和电镀电源三方面,就该问题的研究方向提出了设想。

简要回顾了无氰碱性镀铜的发展历史。按照沉积过程中铜的价态的不同对在钢铁基体上无氰碱性镀铜的研究进展进行了说明。详细介绍了近几年来出现的无氰碱性镀铜工艺及国内外该技术的实用化情况。最后,对碱性镀铜的发展前景进行了展望。

介绍了一种在钢铁基体上碱性无氰光泽镀铜工艺,其中使用的络合物为含有(n‖—ch2cooh)x基团的有机化合物。研究了溶液ph和阴极电流密度对镀层性能的影响。镀铜层与钢铁基体的结合力良好,镀铜液经8个月的中试结果表明,镀液稳定且几乎不产生阳极泥,镀层呈半光亮的紫红色。

给出了一种钢铁基体上碱性无氰镀铜的工艺配方。介绍了镀液的配制方法和稳定性,并将本工艺与氰化镀铜工艺的深镀能力进行了比较。测试了电流效率、镀层的受热性和结合力。提出了工艺流程中需要注意的问题。结果表明,本工艺的深镀能力优于氰化镀铜工艺,得到的镀层经烘烤和弯曲试验均无脱皮、起泡现象,镀层与基体结合良好。

通过赫尔槽试验研究了镀液组成、ph和温度对低锡铜-锡合金镀层外观的影响,并用方槽电镀试验研究了时间和电流密度对低锡铜-锡合金镀层的厚度与组成的影响,得到最佳镀液配方与工艺条件为:cu2p2o7.3h2o25g/l,sn2p2o71.0g/l,k4p2o7.3h2o250g/l,k2hpo4.3h2o60g/l,ph8.5,1.0a/dm2,25°c,20min,通气搅拌。采用最佳工艺配方制得的低锡铜-锡合金镀层为金黄色,表面均匀光亮,含铜量为85%～95%(质量分数),与基体的结合力好,抗变色性好。

介绍了一种高锡含量的铜锡合金电镀工艺,镀液配方为:320~400g/l焦磷酸钾,5~12g/l焦磷酸铜,20~35g/l焦磷酸亚锡,5~10g/l柠檬酸钠,30~50g/l磷酸氢二钾,30~50g/l氨三乙酸,10~30ml/l配位剂,10~20ml/l光亮剂。讨论了镀液中各组分的含量及工艺条件(温度、电流密度、搅拌)对镀液和镀层性能的影响。给出了电镀常见故障的处理方法。

以柠檬酸盐为配位剂,结合胺化合物为辅助配位剂,研究了钢铁基体上无氰镀铜工艺。探索了搅拌方式、温度、ph、铜离子质量浓度和添加剂质量浓度对镀层质量的影响以及该工艺抗fe2+、fe3+、zn2+、sn4+等杂质的能力。试验结果表明,电流效率在90%左右,并随电流密度、温度和ph的提高而增大;镀液深镀能力达100%。通过极化曲线,解释了配位剂和添加剂的作用。

通过赫尔槽试验与直流电解试验,研究了添加剂在焦磷酸盐溶液体系无氰电镀铜-锡合金(低锡)工艺中的作用。该体系镀液组成与工艺条件为:cu2p2o7·3h2o25g/l,sn2p2o71.0g/l,k4p2o7·3h2o250g/l,k2hpo4·3h2o60g/l,温度25℃,ph8.5,电流密度1.0a/dm2。采用扫描电镜(sem)、x射线衍射(xrd)、能谱(eds)、中性盐雾试验等方法研究了添加剂对镀层组成结构、外观、耐腐蚀性能及微观形貌的影响。结果表明,焦磷酸盐溶液体系无氰电镀铜-锡合金(低锡)时使用有机胺类添加剂可抑制sn的析出,使合金镀层致密均匀,耐蚀性能好。镀层结晶主要为cu13.7sn结构,镀层中sn含量为9%～11%。镀液中添加剂的使用量增加,则合金镀层中的sn含量降低。

以酒石酸盐为络合剂,胺化合物为辅助络合剂,研究钢铁基体上碱性无氰镀铜工艺,探讨了搅拌、镀液温度、ph、ρ(cu2+)和添加剂对镀层外观的影响。考察了镀液的深镀能力和抗fe2+、fe3+、zn2+及sn4+杂质能力以及镀层与铁基体的结合力。实验结果表明:可以在宽广的工艺条件下获得光亮的铜镀层;阴极电流效率随温度、ph和ρ(cu2+)提高而增大,在实验确定的工艺条件下ηκ为82%左右;镀液深镀能力达91%;计时电位曲线试验结果表明,基体上的钝化膜在沉积初期被破坏而处于活化状态,使得铜镀层与钢铁基体有足够的结合力。

采用均匀实验设计方法进行了锌铁压铸件无氰电镀黄铜工艺条件实验.以均匀设计表u13(1312)安排试验,得出最佳工艺条件为:温度27℃;电流密度2a/dm2;时间4min;电镀活性剂的用量1g/l.在该条件下制得的电镀膜均匀、耐蚀性能好.

为了提高钢铁基体上化学置换镀铜的结合强度,采用原子力显微镜与电化学测试相结合的方法,研究了h2so4-cuso4体系置换镀铜工艺。结果表明,在该体系中加入高效添加剂可抑制置换反应的速度,控制铜的结晶过程,在2～3s内在铁基体上获得0.1～0.3μm厚、结合强度高的致密铜层,进一步通过专用钝化剂处理后,能够满足co2气保焊丝、轮胎钢丝等线材镀铜的工艺要求。

比较了几种常见酸和配位剂所获得的镀层的表面质量、结合力。在综合考虑各种因素的条件下,找到了比较理想的酸,并对其作用机理进行了探讨。为进一步提高镀层的光亮度和结合强度,自制了专用添加剂。经过优化试验,获得最佳工艺配方,并检测了镀层的结合力。

实验研究了钢铁件酸性镀铜前的预镀工艺,确定了硫脲浸铜工艺,讨论了工艺中各成分及含量对镀层结合力的影响,得到了硫脲浸铜工艺的成分及最佳含量,硫酸铜10～12g/l、硫酸75～100ml/l、硫脲0.2～0.3g/l、添加剂8～10ml/l。由此工艺预浸后,再进行酸性镀铜,得到的镀层结合力良好。

采用赫尔槽试验和直流电解方法研究了hedp镀液在钢铁基体上预镀铜的工艺过程,给出了最优镀液组成和最佳工艺条件:cu2+10g/l,hedp160g/l,k2co360g/l,ph9.0,温度50°c,通气搅拌,阴极电流密度2a/dm2。试验结果表明,上述hedp镀液组成简单、容易维护,不加任何添加剂的平均分散能力为62.21%,深镀能力为100%;可操作的阴极电流密度范围较宽,阴极电流密度为2a/dm2时的镀速达0.37μm/min;得到的半光亮铜镀层结合力良好、结晶细致。

pcb电镀铜

在总结各种预镀铜工艺基础上,通过添加光亮剂、络合剂、乳化剂、缓蚀剂等添加剂研制出了一种全新的化学预镀铜工艺。该工艺配方合理,工艺维护简便,易于控制。化学镀铜层结合力强,覆盖率高,与其它镀层配套性好,是一种替代氰化预镀铜的新工艺

采用硫酸铜、硫酸亚锡为主盐,加入络合剂、光亮剂、锡盐稳定剂,研究成功了一种新的浸镀铜锡合金工艺。探讨了主要成分的影响,检测了镀液镀层性能。所形成的浸镀层结晶细致、光亮,为银白色镀层,与钢铁基体结合力好,覆盖能力高,与其它镀层配套性好,是一种替代氰化镀铜锡合金的新工艺。

本文分析了无氰镀铜络合剂的选择方法,推介了一种中性光泽性无氰镀铜工艺,攻克了结合力和溶液稳定性两大难关,宜在应用中充实提高。

介绍了一种在钢铁基体上碱性无氰光泽镀铜的工艺。该工艺不使用剧毒的氰化物,而用优选合成的配位剂(azo-b)取代。研究了ph值和电流密度对镀层性能的影响。结果表明:镀层与钢铁基体之间的结合力好,镀液使用8个月后仍保持稳定,镀层呈半光亮的金红色。

由于氰化物的剧毒性,无氰镀铜工艺的研究越来越受到重视。目前在钢铁基体表面直接无氰镀铜的方法主要包括edta镀铜、hedp镀铜、焦磷酸盐镀铜与柠檬酸镀铜。综述了各体系的研究现状,针对各自体系的特点,指出柠檬酸-酒石酸盐较为适合应用于钢铁基体表面无氰镀铜。

元素化合物作为中学化学的基础知识，是学生了解多彩世界，体会化学魅力的主要途径；它为学生形成化学概念和理解化学理论提供了丰富的感性素材，也是化学概念和理论的用武之地；化学实验在此大放异彩，也成为学生最有兴趣学习的部分。

采用硫酸铜溶液对湿态磷化膜进行置换镀铜封孔,发现该方法是可行的。铜封闭操作可以增加磷化膜的厚度,提高其耐蚀性能,减轻后续水洗的强度。置换时间宜短,硫酸铜溶液浓度宜低,推荐的置换镀铜封闭磷化膜工艺是:采用浓度2%的硫酸铜溶液,在常温下浸渍3～5min。