HEDP羟基亚乙基二膦酸直接镀铜工艺清洁生产技术

HEDP羟基亚乙基二膦酸直接镀铜工艺清洁生产推荐技术技术说明HEDP即羟基亚乙基二瞵酸，其分散能力好，加强工艺控制可直接在钢铁件上镀覆，无需预镀工序就可获得结合力良好的细致半光亮镀层。该镀液成分简单、操作维护方便，深镀能力优于氰化工艺。缺点是允许阴极电流密度范围较窄（小于1.5A/dm2），整平性能也不如氰化工艺。加入CuR-1型添加剂的镀铜新工艺克服了原工艺允许电流密度范围窄的缺点（可扩大至3A/dm2），并提高了整平性能。①工艺规范成分及工艺参数配方1配方2铜（g/L）8~12HEDP（g/L）80~13080~250碳酸钾（g/L）40~60硫酸钾（g/L）20~30硫酸铜（g/L）40~60CuR-1（ml/L）20~25pH值9~108.5~9.5温度（℃）30~5020~40电流密度（A/dm2）1~3.00.5~1阴阳面积比（1~1.5）：1（0.8~2）：1阴极移动15~20次/min15~20次/min阳极材料压延的电解铜板压延的电解铜板②镀液中各种成分的作用及影响铜盐：铜盐可用碱式碳酸铜或硫酸铜。镀液中Cu2+的浓度与允许电流密度和分散能力有关，为了使允许电流密度、分散能力和沉积速度等性能均达到实用要求，铜含量控制在8~12g/L为宜。镀液Cu2+的浓度过低时，光亮范围缩小，允许电流密度下降，Cu2+的浓度过高时，则分散能力降低。HEDP：是镀液中的Cu2+的主络合剂，在镀液所确定的工艺范围内主要生成HEDP/Cu2+物质的量比值为2的络阴离子，其组成和结构已经研究确定。为保证镀液中HEDP与Cu2+充分络合还必须有一定量的HEDP呈游离状态。当镀液中HEDP/Cu2+物质的量比值在（3~4）：1范围内、pH值在9~10范围内时，所获得的铜镀层与钢铁基体结合力好，外观细致半光亮。如HEDP/Cu2+物质的量比值太低，镀层光亮区范围缩小，分散能力降低并且影响结合力，阳极也易钝化。HEDP/Cu2+物质的量比值抬高，则镀液阴极电流效率低，沉积速度慢，镀液成本也相应提高。因此，镀液中Cu2+含量在8~12g/L为宜，HEDP（100%）的浓度以80~130g/L为宜。碳酸钾：碳酸钾是导电盐，能提高镀液颠倒和分散能力，其含量一般在40~60g/L为宜，含量太高会缩小镀层光亮区范围。CuR-1添加剂：主要作用是扩大允许阴极电流密度，并提高整平性能。镀液未加添加剂时最大允许阴极电流密度为1.5A/dm2，加入CuR-1添加剂后最大允许阴极电流密度能提高至3A/dm2.配槽时CuR-1添加量为20~25ml/L，补充添加量可根据允许电流密度变化，利用梯形槽实验确定。③工艺条件的影响pH值：HEDP与生成的Cu2+络离子状态视镀液的pH值而定，pH值应控制在9~10范围为宜。pH值过低易产生置换镀层而且分散能力变差，pH值过高，梯形槽试片光亮区范围缩小，镀层色泽变暗。镀液pH值一般用氢氧化钾和HEDP酸调节。温度：镀液温度在30~50℃范围内均能获得结合力良好的铜镀层，但镀液温度会影响镀层外观光泽性和分散能力。如温度控制在45~50℃时镀层的光泽性和分散能力要比30℃时的高，但若温度过高（50℃以上），则能源消耗大，槽液挥发量大，因此镀液温度视具体情况而定，一般以不超过50℃为宜。阴极电流密度：根据实际实验结果，上述基本镀液配方在未加入CuR-1添加剂时允许电流密度范围在1~1.5A/dm2。实际允许电流密度大小还决定于镀液的温度及是否有阴极移动。一般温度为50℃、采用阴极移动（15~25次/min）时允许电流密度的上限可达1.5A/dm2，加入CuR-1添加剂的镀液允许电流密度上限可达3A/dm2。阳极：阳极采用高纯度的轧制铜板较好，为避免阳极泥污染镀液，影响电镀质量，阳极最好采用尼龙套包裹，镀液中HEDP/Cu2+物质的量比值降低或阳极面积较阴极面积比例过小均易使阳极钝化。一般阴极面积比例要求控制在1：（1~1.5），可根据电镀实际情况进行调整。适用范围（替代的落后技术）硫酸盐光亮镀铜溶液是在普通镀液的成分中加入了适当的添加剂，改善了镀液的分散能力，并能直接镀取全光亮的镀层，省去了繁重的机械抛光工序。主要环境、经济指标酸性硫酸盐镀铜是一种装饰性电镀的中间镀层，其镀层光亮