2电镀工艺课件镀铜最后

1、6.2 镀铜镀铜6.2.1 概述概述6.2.2 氰氰化物镀铜化物镀铜6.2.3 硫酸盐镀硫酸盐镀铜铜6.2.4 镀铜层的后处理镀铜层的后处理6.2.5 不合格镀铜层的退除不合格镀铜层的退除6.2.1 概述概述颜色：粉红色颜色：粉红色原子量：原子量：63.54密度：密度：8.95g/cm3熔点：熔点：1083化合价：化合价：+1、+2晶型结构：面心立方晶型结构：面心立方导电性、导热性好，很大的韧性和延展性，柔软而导电性、导热性好，很大的韧性和延展性，柔软而容易抛光容易抛光氧化性：在空气中易氧化，尤其加热条件下氧化性：在空气中易氧化，尤其加热条件下 氧化铜氧化铜碱式碳酸铜碱式碳酸铜硫化铜硫化铜可生

2、成可生成碱式氯化铜碱式氯化铜在潮湿空气中与在潮湿空气中与co2反应反应在潮湿空气中与氯化物反应在潮湿空气中与氯化物反应与硫化物反应与硫化物反应耐蚀性：耐蚀性： 铜易溶于硝酸和热的浓硫酸和被有机酸腐铜易溶于硝酸和热的浓硫酸和被有机酸腐蚀，但一般不与盐酸、稀硫酸和碱反应蚀，但一般不与盐酸、稀硫酸和碱反应（氨水除外）（氨水除外）电化学性能：电化学性能：ecu2+/cu=0.34voeocu+/cu=0.52v阴极性镀层阴极性镀层铜层常做底层预镀层中间层铜层常做底层预镀层中间层 镀铜层经过适当的化学处理和镀铜层经过适当的化学处理和电化学处理，可以获得铜绿色、电化学处理，可以获得铜绿色、古铜色、黑色等具

3、有装饰性效古铜色、黑色等具有装饰性效果的氧化膜果的氧化膜铜水体系的铜水体系的e-ph图图一、用于制造镀铜钢板、镀铜不锈钢板一、用于制造镀铜钢板、镀铜不锈钢板1、作为底镀层用、作为底镀层用2、加工性：镀铜层作为金属模具的保护和润、加工性：镀铜层作为金属模具的保护和润 滑层，可经受多次冲压滑层，可经受多次冲压3、自钎焊性：双壁管，用于汽车的油压制动、自钎焊性：双壁管，用于汽车的油压制动 系统和电冰箱的氟利昂冷凝器系统和电冰箱的氟利昂冷凝器镀铜的应用镀铜的应用 4、轴承材料：在熔合温度以下，低碳钢和烧、轴承材料：在熔合温度以下，低碳钢和烧 结铜合金熔合方法的实例就是滚动轴承结铜合金熔合方法的实例就是

4、滚动轴承 sf-2 滑动轴承：滑动轴承：sf-2三层复合材料是三层复合材料是以钢背为基体，在钢背上烧结一层球形以钢背为基体，在钢背上烧结一层球形青铜粉，表面通过辊轧在铜粉的孔隙中青铜粉，表面通过辊轧在铜粉的孔隙中填充改性聚甲醛。填充改性聚甲醛。 1.改性聚甲醛改性聚甲醛2.锡青铜粉锡青铜粉3.镀铜层镀铜层4.钢背钢背5.镀铜层镀铜层1、聚四氟乙烯、聚四氟乙烯与铅及其他填与铅及其他填充混合物充混合物0.01-0.03mm2、球形青铜粉、球形青铜粉0.2-0.3mm 3、钢背、钢背0.7-2.3mm 4.电镀层：电镀层：镀锡层厚镀锡层厚0.005mm,或镀铜层厚或镀铜层厚0.008mm sf-2y

5、边界润滑轴承边界润滑轴承 sf-2y边界润滑轴承剖面边界润滑轴承剖面 5、局部、局部防渗碳：碳原子在铜中扩散很困难防渗碳：碳原子在铜中扩散很困难6、多层金属印刷板的基体、多层金属印刷板的基体7、镀铜不锈钢、镀铜不锈钢8、印刷辊的表面层、印刷辊的表面层9、电极和电刷、电极和电刷10、着色装饰、着色装饰11、修复零件、修复零件12、唱片模板、唱片模板13、在电子行业中，用镀厚铜的钢丝线代替、在电子行业中，用镀厚铜的钢丝线代替 纯铜线作为电子元件的引线，通讯线纯铜线作为电子元件的引线，通讯线二、用于铜箔及铜粉的制造二、用于铜箔及铜粉的制造不锈钢滚筒不锈钢滚筒酸铜镀液酸铜镀液电解铜箔的制造电解铜箔的制

6、造 电解铜粉多用于电解铜粉多用于碳刷碳刷烧结轴承金属烧结轴承金属三、用于塑料的金属化三、用于塑料的金属化 通孔电镀通孔电镀：印刷线路板有双层和多层之分，：印刷线路板有双层和多层之分，在底板上钻孔，并对通孔进行电镀，使其在底板上钻孔，并对通孔进行电镀，使其能导通电流，称之为通孔电镀。能导通电流，称之为通孔电镀。四、用于印刷线路板的通孔电镀四、用于印刷线路板的通孔电镀 五、用于径向轮胎的制造五、用于径向轮胎的制造 径向轮胎中间的钢丝，先在钢丝上径向轮胎中间的钢丝，先在钢丝上镀锌，镀锌，然后镀铜然后镀铜，再用热处理方法使锌和铜熔合，再用热处理方法使锌和铜熔合成合金，提高钢丝与橡胶的粘接性；成合金，提

7、高钢丝与橡胶的粘接性； 金属丝以螺旋状态安置金属丝以螺旋状态安置六、电铸铜的应用六、电铸铜的应用1、制造手表的刻度面、制造手表的刻度面2、波导管的制造、波导管的制造3、制造涂漆用的屏蔽材料、制造涂漆用的屏蔽材料常用的镀铜溶液常用的镀铜溶液硫酸盐光亮镀铜硫酸盐光亮镀铜氰化物镀液氰化物镀液焦磷酸盐镀液焦磷酸盐镀液不常用的镀铜溶液不常用的镀铜溶液氟硼酸盐镀液氟硼酸盐镀液柠檬酸盐酒石酸盐镀液柠檬酸盐酒石酸盐镀液乙二胺镀铜乙二胺镀铜hedp镀铜镀铜氨三乙酸镀铜氨三乙酸镀铜羟基乙叉二膦酸羟基乙叉二膦酸不常用的镀铜溶液不常用的镀铜溶液氨基磺酸盐镀铜氨基磺酸盐镀铜醋酸镀铜醋酸镀铜硫氰化亚铜镀铜硫氰化亚铜镀铜镀

8、铜前的预处理镀铜前的预处理浸镍浸镍-预镀预镀预镀镍预镀镍氰化物镀铜氰化物镀铜焦磷酸盐镀铜焦磷酸盐镀铜镀铜镀铜1、浸镍、浸镍-预镀预镀 氯化镍氯化镍/(g/l) 300-560硼酸硼酸/(g/l)30-40ph1.5-3.5温度温度/60-70浸渍时间浸渍时间/min3-5浸镍浸镍氯化镍氯化镍/(g/l) 300-560硼酸硼酸/(g/l)30-40ph1.5-3.5温度温度/60-70电镀时间电镀时间/min3-5阴极电流密度阴极电流密度/(a/dm2)0.1-2.4预镀镍预镀镍溶液的组成及操作条件溶液的组成及操作条件强酸性强酸性氯化镍氯化镍/(g/l)240-260盐酸盐酸/(ml/l)12

9、0-1302、预镀镍、预镀镍温度温度/10-35阴极电流密度阴极电流密度/(a/dm2)5-20时间时间/min2-4适用的基体适用的基体不锈钢不锈钢溶液的组成及操作条件溶液的组成及操作条件硫酸镍硫酸镍/(g/l)氯化钠氯化钠/(g/l)硼酸硼酸/(g/l)硫酸钠硫酸钠/(g/l)十二烷基硫酸钠十二烷基硫酸钠/(g/l)2、预镀镍、预镀镍弱酸性弱酸性120-1507-1230-4560-800.05-0.1ph温度温度/阴极电流密度阴极电流密度/(a/dm2)时间时间/min适用的基体适用的基体5.0-5.625-350.8-1.53-5钢铁钢铁溶液的组成及操作条件溶液的组成及操作条件氯化镍氯

10、化镍/(g/l)柠檬酸钠柠檬酸钠/(g/l)硫酸镁硫酸镁/(g/l)硫酸镍硫酸镍/(g/l)2、预镀镍、预镀镍中性中性10-20150-23010-20120-180ph温度温度/阴极电流密度阴极电流密度/(a/dm2)时间时间/min适用的基体适用的基体6.6-7.035-450.5-1.24-6锌、铝合金锌、铝合金3、氰化铜预镀、氰化铜预镀溶液的组成及操作条件溶液的组成及操作条件钢铁工件钢铁工件氰化亚铜氰化亚铜/(g/l)10-15游离氰化钠游离氰化钠/(g/l)5-10氢氧化钠氢氧化钠/(g/l)5-10碳酸钠碳酸钠/(g/l)10-15温度温度/20-50阴极电流密度阴极电流密度/(a

11、/dm2)0.5-2.0时间时间/min1-2锌、铝合金工件锌、铝合金工件15-2010-1515-2020-500.5-2.01-24、焦磷酸盐预镀、焦磷酸盐预镀溶液的组成及操作条件溶液的组成及操作条件钢铁工件钢铁工件焦磷酸铜焦磷酸铜/(g/l)30-50焦磷酸钾焦磷酸钾/(g/l)300-350柠檬酸铵柠檬酸铵/(g/l)20-25ph8.4-8.8温度温度/20-40阴极电流密度阴极电流密度/(a/dm2)0.5-1.0时间时间/min2-46.2.2 氰化物镀铜氰化物镀铜工艺特点工艺特点工艺规范工艺规范金属离子在镀液中的存在形式金属离子在镀液中的存在形式电极反应电极反应溶液配制溶液配制

12、工艺维护工艺维护一、工艺特点一、工艺特点 可以直接在钢铁件上镀铜，获得结合力可以直接在钢铁件上镀铜，获得结合力优良的镀铜层。分散能力、覆盖能力好，优良的镀铜层。分散能力、覆盖能力好，溶液有一定的辅助除油能力，对工件的溶液有一定的辅助除油能力，对工件的前处理要求相对较低，沉积速度快，镀前处理要求相对较低，沉积速度快，镀层结晶细致、孔隙率低，镀液容易控制，层结晶细致、孔隙率低，镀液容易控制，废水处理方法成熟，应用极广。废水处理方法成熟，应用极广。优点：优点：缺点：缺点：电流效率不高，一般在电流效率不高，一般在60-80%之间，之间，电解液的稳定性较差，氰化钠会在氧电解液的稳定性较差，氰化钠会在氧和

13、氢氧化钠的作用下分解为碳酸钠和和氢氧化钠的作用下分解为碳酸钠和氨水。氰化物剧毒，操作小心。氨水。氰化物剧毒，操作小心。氰化物镀铜溶液氰化物镀铜溶液预镀溶液预镀溶液含酒石酸钾钠的溶液含酒石酸钾钠的溶液高效率的氰化镀铜溶液高效率的氰化镀铜溶液*溶液的组成及操作条件溶液的组成及操作条件普通镀铜普通镀铜氰化亚铜氰化亚铜/(g/l)30-50氰化钠氰化钠/(g/l)40-60氢氧化钠氢氧化钠/(g/l)10-20碳酸钠碳酸钠/(g/l)20-30酒石酸钾钠酒石酸钾钠/(g/l)30-60硫氰酸钾硫氰酸钾硫酸锰硫酸锰ph温度温度/50-60阴极电流密度阴极电流密度/(a/dm2)1-3二、工艺规范：二、工

14、艺规范：p111周期换向电源周期换向电源及阴极移动及阴极移动光亮镀铜光亮镀铜50-7065-9015-2010-2010-200.08-0.1255-651.5-3锌压铸件锌压铸件18-2525-3515-2020-3011.5-12.535-501-2 周期换向电流：在一定的时间间隔中通过周期换向电流：在一定的时间间隔中通过正向电流，进行正常的电镀，然后在另一正向电流，进行正常的电镀，然后在另一个一定的时间间隔中通过反向电流，进行个一定的时间间隔中通过反向电流，进行镀层溶解，特别是凸起处首先溶解。镀层溶解，特别是凸起处首先溶解。提高镀层整平能力提高镀层整平能力氰化亚铜氰化亚铜主盐主盐氰化钠氰

15、化钠/氰化钾氰化钾络合剂络合剂氢氧化钠氢氧化钠导电、导电、防止氰化钠水解防止氰化钠水解稳定镀液稳定镀液碳酸钠碳酸钠导电、导电、稳定镀液稳定镀液酒石酸钾钠酒石酸钾钠辅助络合剂辅助络合剂促进阳极溶解促进阳极溶解有一定的光亮作用有一定的光亮作用硫氰酸钾硫氰酸钾促进阳极溶解促进阳极溶解掩蔽锌离子等掩蔽锌离子等有害杂质有害杂质硫酸锰硫酸锰与酒石酸钾钠和与酒石酸钾钠和硫氰酸钾配合使用，硫氰酸钾配合使用，起到一定的光亮作用起到一定的光亮作用游离氰化钠减少的原因？游离氰化钠减少的原因？二氧化碳二氧化碳氧气氧气水水氢氧化钠氢氧化钠三、金属离子在镀液中的存在形式三、金属离子在镀液中的存在形式 在溶液中，铜主要以铜

16、氰配离子形式存在，在溶液中，铜主要以铜氰配离子形式存在，由于游离氰化钠含量的不同，各种配离子由于游离氰化钠含量的不同，各种配离子浓度也不相同，其中最稳定的形式是浓度也不相同，其中最稳定的形式是 电解液中铜氰配离子的主要存在形式是电解液中铜氰配离子的主要存在形式是cu(cn)43-cu(cn)32-四、电极反应四、电极反应阴极阴极cu(cn)32-e- cu+3cn- 2h2o+2e- h2 2oh-阳极阳极 cu+3cn- -e- cu(cn)32-4oh-4e- o2 +2h2o(阳极钝化时）阳极钝化时）五、溶液配制五、溶液配制氰化钠温水溶解氰化钠温水溶解氰化亚铜氰化亚铜（溶解成糊状）（溶解

17、成糊状）1碳酸盐碳酸盐搅拌、过滤、分析、调整搅拌、过滤、分析、调整温度温度60度度氢氧化钠氢氧化钠酒石酸钾钠酒石酸钾钠2 硫氰酸盐用水溶解硫氰酸盐用水溶解 硫酸锰先配成水溶液：把硫酸锰先配成水溶液：把50g硫酸锰，硫酸锰，40g酒石酸溶于水中，稀释成酒石酸溶于水中，稀释成1l六、工艺维护六、工艺维护1 氰化物预镀铜溶液的维护氰化物预镀铜溶液的维护 (1) 铜：游离氰化钠铜：游离氰化钠1：(0.50.8) (2) 阳极要挂一部分钢板做不溶性阳极阳极要挂一部分钢板做不溶性阳极 (3) 活性炭连续过滤活性炭连续过滤2 含酒石酸盐的氰化镀铜溶液的维护含酒石酸盐的氰化镀铜溶液的维护 (1) 铜：游离氰化

18、钠铜：游离氰化钠1：(0.30.4) (2) s阳阳：s阴阴2：1 (3) ph =12.212.8（硫酸氢钠调节硫酸氢钠调节）3 高效率的氰化镀铜溶液的维护高效率的氰化镀铜溶液的维护 (1) 铜：游离氰化钠铜：游离氰化钠1：(0.25 0.3) (2) 最好用氰化钾最好用氰化钾 (3) s阳阳：s阴阴要大些，甚至可以大于要大些，甚至可以大于4:1 （不能使用磷铜）（不能使用磷铜）6.2.3 硫酸盐镀铜硫酸盐镀铜工艺特点工艺特点工艺规范工艺规范电极反应电极反应溶液配制溶液配制工艺维护工艺维护目前使用最目前使用最为广泛的电为广泛的电镀铜工艺镀铜工艺优点：优点： 成分简单，溶液稳定，工作时不产生有

19、害气成分简单，溶液稳定，工作时不产生有害气体，采用合适的光亮剂可得到全光亮镀层，体，采用合适的光亮剂可得到全光亮镀层，整平性能好整平性能好，电流效率高，成本较低，沉积，电流效率高，成本较低，沉积速度快，几乎可以得到任意厚度的镀层，但速度快，几乎可以得到任意厚度的镀层，但是滚镀得不到光亮镀层。是滚镀得不到光亮镀层。缺点：缺点： 镀层结晶较粗大，镀层结晶较粗大，分散能力较差分散能力较差，不能直接不能直接在钢铁零件、铝及其合金、锌及其合金上电在钢铁零件、铝及其合金、锌及其合金上电镀。镀。一、工艺特点一、工艺特点 一般电镀用的高铜低酸溶液，分散能力低；一般电镀用的高铜低酸溶液，分散能力低； 印刷电路板

20、孔金属化的低铜高酸溶液，分散印刷电路板孔金属化的低铜高酸溶液，分散能力与焦磷酸盐镀铜溶液近似能力与焦磷酸盐镀铜溶液近似 注意：注意： 在钢铁基体、铝合金和锌合金压铸件上在钢铁基体、铝合金和锌合金压铸件上用硫酸盐溶液镀铜要预镀用硫酸盐溶液镀铜要预镀一般用作多层电镀中加厚的过度镀层一般用作多层电镀中加厚的过度镀层溶液的组成及操作条件溶液的组成及操作条件一般镀液一般镀液硫酸铜硫酸铜/(g/l)150-220硫酸硫酸/(g/l)50-70氯离子氯离子/(mg/l)20-80光亮剂光亮剂/(g/l)适量适量温度温度/10-40阴极电流密度阴极电流密度/(a/dm2)1.5-4.5搅拌搅拌强空气搅拌、阴极

21、移动强空气搅拌、阴极移动过滤过滤连续过滤连续过滤阳极阳极含磷量含磷量0.1-0.3%无氧的磷铜无氧的磷铜硫酸盐镀铜硫酸盐镀铜二、工艺规范：二、工艺规范：p104硫酸铜硫酸铜主盐主盐硫酸硫酸防止水解，防止水解，导电，改善电解液分散能力导电，改善电解液分散能力提高阴极极化提高阴极极化改善阳极溶解性能改善阳极溶解性能氯离子氯离子降低光亮镀铜层由于夹杂降低光亮镀铜层由于夹杂添加剂及其分解产物而产添加剂及其分解产物而产生的应力，提高镀层的韧生的应力，提高镀层的韧性。提高镀层的光亮度及性。提高镀层的光亮度及整平性。整平性。光亮剂光亮剂磷铜磷铜有效地减少一价有效地减少一价铜离子的生成铜离子的生成棕黑色膜棕黑

22、色膜印刷线路板上无添加剂的镀铜层印刷线路板上无添加剂的镀铜层昏暗粗糙甚至粉状易碎的堆积昏暗粗糙甚至粉状易碎的堆积 cus加入去极化剂加入去极化剂加入去极化剂及载体光亮剂（润湿剂）加入去极化剂及载体光亮剂（润湿剂）加入去极化剂、载体光亮剂（润湿剂）、整平剂加入去极化剂、载体光亮剂（润湿剂）、整平剂 早期光亮剂：早期光亮剂： 明胶、骨胶、尿素、硫脲、淀粉、连苯明胶、骨胶、尿素、硫脲、淀粉、连苯三酚、氨基酸三酚、氨基酸 目前光亮剂：目前光亮剂： 高分子表面活性剂、不饱和有机硫化物高分子表面活性剂、不饱和有机硫化物硫酸盐镀铜溶液中的添加剂：硫酸盐镀铜溶液中的添加剂： 有一些聚醚类的有一些聚醚类的非离子

23、型非离子型的表面活性剂由的表面活性剂由于吸附作用较强，会在阴极表面生成一层于吸附作用较强，会在阴极表面生成一层憎水膜，所以镀铜后必须经过除膜处理，憎水膜，所以镀铜后必须经过除膜处理，方可进行镀镍方可进行镀镍含表面活性剂的稀酸含表面活性剂的稀酸或稀碱溶液或稀碱溶液注意注意主要添加形式为主要添加形式为盐酸、氯化铜盐酸、氯化铜氯离子的协同作用氯离子的协同作用为什么要加入氯离子？为什么要加入氯离子？1、可能是由于氯离子有较强的吸附作用、可能是由于氯离子有较强的吸附作用2、氯离子可能在两类光亮剂在电极表面的、氯离子可能在两类光亮剂在电极表面的 吸附起协同作用吸附起协同作用3、降低一价铜离子的放电速度、降

24、低一价铜离子的放电速度4、防止发生歧化反应，稳定镀液、防止发生歧化反应，稳定镀液cu+的产生（的产生（3来源）来源） 当铜阳极和电解液中的当铜阳极和电解液中的cu2+接触时接触时，22cucucu 当阳极电力密度过小时，铜不完全氧化当阳极电力密度过小时，铜不完全氧化，cuecu 当阴极电流密度过小时当阴极电流密度过小时， 可能会发生可能会发生cu2+的不完全还原的不完全还原cu 2+e- cu+ 一价铜离子在阳极容易与新生态氧作用生一价铜离子在阳极容易与新生态氧作用生成氧化亚铜成氧化亚铜cu2o，即为铜粉，悬浮在镀液，即为铜粉，悬浮在镀液中，容易形成粗糙无光的镀层。中，容易形成粗糙无光的镀层。

25、1、铜粉是阳极泥的主要成分、铜粉是阳极泥的主要成分2、铜粉也会使阴极镀层粗糙，产生毛刺，铜粉、铜粉也会使阴极镀层粗糙，产生毛刺，铜粉 脱落产生针孔现象脱落产生针孔现象 u使用含磷的铜阳极及阳极袋使用含磷的铜阳极及阳极袋u循环镀液循环镀液u保证阳极良好的接触保证阳极良好的接触u保证氯离子的含量在正常范围保证氯离子的含量在正常范围u定期加入氧化剂：加入双氧水，使一价铜定期加入氧化剂：加入双氧水，使一价铜离子氧化成二价铜离子离子氧化成二价铜离子铜粉防治铜粉防治三、电极反应三、电极反应阴极阴极cu 2+e- cu+cu +e- cu（吸附）（吸附）cu（吸附）（吸附） cu（结晶）（结晶）表面扩散表面

26、扩散阳极阳极cu -2e- cu 2+cu -e- cu +cu+ cu + cu 2+歧化反应歧化反应阳极正常溶解阳极正常溶解阳极不完全氧化阳极不完全氧化四、溶液配制四、溶液配制硫酸铜热水硫酸铜热水(50-60)溶解溶解硫酸硫酸120.5g/l锌粉锌粉12g/l活性炭活性炭冷却后冷却后34过滤后过滤后添加剂添加剂(明胶等明胶等)冷却后冷却后添加剂的溶解方法添加剂的溶解方法 同一配方中各光亮剂可配成混合溶液使用同一配方中各光亮剂可配成混合溶液使用 用自来水配的溶液不需要加氯离子用自来水配的溶液不需要加氯离子 用蒸馏水配的溶液需要加用蒸馏水配的溶液需要加0.1ml/l盐酸盐酸六、工艺维护六、工艺维护1 固体悬浮液会加速镀液的分解，镀液要固体悬浮液会加速镀液的分解，镀液要定期定期过滤过滤，最好连续过滤，最好连续过滤2 硫酸铜含量过高硫酸铜含量过高时会在阳极上结晶造成阳极时会在阳极上结晶造成阳