第四章 镀铜
4.1 铜的性质
4.2 铜镀液配方之种类
4.3 硫酸铜镀浴(Copper Sulfate Baths)
4.4 氰化镀铜浴(Copper Cyanide Baths)
4.5 焦磷酸铜镀浴
4.6 硼氟酸铜镀浴(Copper Fluoborate Bath)
4.7 不锈钢镀铜流程
4.8 铜镀层之剥离
4.9 镀铜专利文献资料(美国专利)
4.10 镀铜有关之期刊论文
4.1 铜的性质
*色泽:玫瑰红色
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*原子量:63.54
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*原子序:29
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*电子组态:1 S22S22P63d104S1
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*比重:8.94
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*熔点:1083℃
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*沸点:2582℃
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*Brinell硬度43-103
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*电阻:1.673 l W -cm,20 ℃
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*抗拉强度:220~420MPa
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标准电位:Cu++e- →Cu为+0.52V;
Cu++ +2e-→Cu为+0.34V。
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质软而韧,延展性好,易塑 性加工
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导电性及导热性优良
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良好的拋旋光性
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易氧化,尤其是加热更易氧 化,不能做防护性镀层
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会和空气中的硫作用生成褐 色硫化铜
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会和空气中二氧化碳作用形 成铜录
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会和空气中氯形成氯化铜粉末 铜镀层具有良好均匀性、致密性、附着性及拋旋光性等所以 可做其它电镀金属之底镀镀层。
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镀层可做为防止渗碳氮化铜
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唯一可实用于锌铸件电镀打 底用
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铜的来源充足
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铜容易电镀,容易控制
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铜的电镀量仅次于镍
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4.2 铜镀液配方之种类
可分为二大类:
1.酸性铜电镀液:
优点有:
成份简单
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毒性小,废液处理容易
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镀浴安定,不需加热
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电流效率高
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价廉、设备费低
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高电流密度,生产速率高
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缺点有:
2.氰化铜电镀液配方:
优点有:
缺点有:
毒性强,废液处理麻烦
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电流效率低
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价格贵,设备费高
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电流密度小,生产效率低
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镀液较不安定,需加热
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P.S 配合以上二种配方优点,一般采用氰化铜镀液打底后,再 用酸性铜镀液镀铜,尤其是镀层厚度需较厚的镀件。
4.3 硫酸铜镀浴(Copper Sulfate Baths)
硫酸铜镀浴的配制(prepare)、操作(operate)及废液处理都 很经济,可应用于印刷电路(printed circuits)、电子(electronics) 、印刷板(photogravure)、电铸(electroforming)、装饰(decorative) 及塑料电镀(plating on plastics)。
其化学成份简单,含硫酸铜及硫酸,镀液有良好导电性,均一性差但目前有特殊配方及添加剂可以改 善。钢铁镀件必须先用氰化铜镀浴先打底或用镍先打底(strike),以避免置换镀层(replacement diposits)及低附着性形成。
锌铸件及其它酸性敏感金属要充份打底,以防止被硫酸浸蚀。镀浴都在室温下操 作,阳极必须高纯度压轧铜,没有氧化物及磷化(0.02到0.08wt%P) ,阳极铜块(copper anode nuggets)可装入钛篮(titanium baskets)使用, 阳极必须加阳极袋(anode bag),阳极与阴极面积比应2:1,其阳极与阴极电流效率可达100%,不电镀时阳极铜要取出。
4.3.1 硫酸铜镀浴(standard acid copper plating)
(1)一般性配方(general formulation):
Copper sulfate 195-248 g/l
Sulfuric acid 30-75 g/l
Chloride 50-120 ppm
Current density 20-100 ASF
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(2)半光泽(semibright plating):Clifton-Phillips 配方
Copper Sulfate 248 g/l
Sulfuric acid 11 g/l
Chloride 50-120 ppm
Thiourea 0.00075 g/l
Wetting agent 0.2 g/l
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(3)光泽镀洛(bright plating):beaver 配方
Copper sulfate 210 g/l
Sulfuric 60 g/l
Chloride 50-120 ppm
Thiourea 0.1 g/l
Dextrin 糊精 0.01 g/l
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(4)光泽电镀(bright plating):Clifton-Phillips 配方
Copper sulfate 199 g/l
Sulfuric acid 30 g/l
Chloride 50-120 ppm
Thiourea 0.375 g/l
Wolasses 糖密 0.75 g/l
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4.3.2 高均一性酸性铜镀浴配方(High Throw Bath)
用于印刷电路,滚桶电镀及其它需高均一性之电镀应用。
Copper sulfate 60-90 g/l
Sulfuric acid 172-217 g/l
Chloride 50-100 ppm
Proprietary additive 专利商品添加剂 按指示量
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