电镀技艺诀窍(三)
(2)焦磷酸盐镀铜。该镀层细致、分散力不错,用于预镀氰化铜后加镀焦铜,对锌合金和铝件镀铜加厚是良好的工艺,焦铜电流开不大,沉速不快。因pH8.5~9.0碱度不大,故对锌合金和铝件合适。从生产经验看,若氰化铜镀层不怎么好,加镀焦铜后可提高难镀基材的结合力,对镀酸铜起亮度加快。为增大电流施镀和提高焦铜的光亮度,可添加柠檬酸盐、硝酸、氨水或光亮剂,酸铜用的是“M”或邻菲罗啉。
(3)柠檬酸盐镀铜,在研究替代氰化镀铜时,光亮柠檬酸镀铜添加剂虽能媲美酸性亮铜,但成本高,也不能直接在铁上镀铜,而天气炎热或黄霉季节镀液易生霉,笔者作了2~3年的研究和试生产。
(4)酸性镀铜。我国硫酸盐镀铜历史悠久,上世纪50~60年代起,以焦糖浆为添加剂镀酸铜,虽有一定效果,但也不理想。以硫酸盐镀铜加厚代铜较多(当时我国铜源紧张),甚至军工产品也以铁、铝镀厚铜代铜材,镀厚铜易起毛刺,边缘粗糙,要求不低于35μm,电镀中有毛刺,砂了镀,镀了砂,添加酒精后有所改善,但酒精挥发快,采用换向电镀后得以大大改善。
光亮硫酸盐镀铜配方中硫酸随产品所需不同,选用的浓度也不同,如眼镜架硫酸采用65~80 g/L,印刷线路板硫酸含量更高,在100~200 g/L之间。镜架基本都经抛光毛坯,印刷板图形复杂,线条孔眼多,密度大,高酸的镀液分散好,沉速、光亮度不是主要求。
①以SP、M、N、P、C的添加剂酸铜成本低,整平性好,有一定操作控制的厂家还是乐意运用的,特别良好的整平性是染料型光洁剂不能相比的,调加添加剂,将其按总组合和按主光剂、分散剂、湿润剂组合起来调加也很好控制。
②染料光亮剂目前运用较广,典型的以安美特、日本大和等公司的为甚,国产的使用广东达志、铭达公司的较多。其质量好坏,中间体的采用很重要,染料光亮剂还是进口的好。
原则上是以开缸剂(Mu或称C)、整平分散剂(A)、光亮剂配合使用的。开缸剂实质上是由以SP为主体的有机多硫烷基化聚合物与湿润剂、走位剂组成的。A剂是以聚合茜素、聚合蒽醌醇性、氮嗪染料为主体的配位低摩尔胺嵌段共聚物等湿润、整平、走位剂组成的。B剂也是由以开缸剂其中之主体加以胺类聚醚阴离子化合物及高走位剂组成的。这三剂不难看出其共性,如何合理搭配选择是很重要的。染料添加剂原则上不同点是采用染料光剂为主的,将SP型光剂经化学处理后配成的添加剂。介绍这些是便于读者了解其性能,从而更方便地使用它。
③维护、故障与解析
a.镀液的浓度若干厂家以比重计测量。一般以波美度18~20为宜,不低于16,不高于22,应该说问题不大,虽然硫酸要常规分析为好,但条件差的厂家亦可制备简单的分析硫酸的器具和化学试剂,很快测定硫酸之含量。
b.硫酸的补加应注意其比重,若干地区硫酸质量不达标,其比重不足1.84甚至不到1.70,工业级的最好不采用,因可能含有亚硫酸,特别不要使用冒烟硫酸。
c.分析盐酸补充氯离子时注意比重(1.19),以含氯36%来计算,特别注意换算准确。
d.配制和调补硫酸铜应选用良好的,曾有一厂利用农用硫酸铜,结果此槽很难调整,因其含铁、锌等杂质。
e.氯离子的多少其实对镀层质量影响很大,过高(高于140mg/L)影响镀层的分散率,可少了呢?大电流区易烧焦且粗糙,也就是说适量的氯离子镀层光亮的透、整平好,光亮剂含量正常,能在较大电流下生产,边缘不易烧焦。液中氯离子过高,分散能力差,阳极表面附着一层香烟灰状物,平日生产中氯离子的消耗要据情况定期少量补加。
f.添加剂按生产实例以千安小时有序补加,补加时,应以少量的水或镀液稀释,边加边搅拌,要按说明书添加。很多厂故名思议开缸剂,配制时加,平时里生产不加,出故障时补加,建议需补光亮剂时应按补加A剂量的1/4补加Mu,B按千安小时同加,这样才能保证平衡。
g.不良的A剂在生产一段时间后,槽面上会析出一层紫色的漂浮油状物,静置过夜还会更严重。
h.有些添加剂以赫尔槽打样片,可打七、八张良好试片,但一投入生产就发现耗量大,尤其A剂耗量更大,这种添加剂寿命差。
i.调整镀液故障除需一定的生产经验外,配合以赫尔槽打片调试是排除故障的最好方法。如果查出少哪样药品,大槽补加时,应按计算的量打八折先行补加和调平,然后逐步补加调平。
④以赫尔槽打的样板和生产槽中的镀层情况判析质量情况
a.看赫尔槽打的样片,应看离底边二公分以上的一公分高的一段从大电流区到小电流区域的光亮、分散、整平、色泽等情况判定该镀液的性能。
b.从生产零件表面情况看问题
表面偏白红光(淡红)说明Mu偏高,大电流区光亮足小电流区略差,零件出槽后表面不易氧化变色。
表面呈深红色全光亮、整平分散好,零件出槽后很快表面氧化呈淡褐色,也有花斑型的情况,此镀液说明A剂偏高,如再高就会出故障。
零件小电流区暗红、无光,与光亮区有明显的分界线,说明A剂过量了,孔眼处周围不光亮,俗称戴眼镜,挂具处有抽条的不亮无光区,也说明A剂过量了。
零件表面光亮呈波浪形,说明添加剂总量过高,但配比还是平衡,随着镀时过长,光亮波浪越明显。
电镀时间并不短,所谓不见肉头(厚度)又觉整平性差,消耗添加剂快、量又大,那是镀液浓度太低,此情况镀液比重多在14波美度以下,更可能是阳极面积太小。
⑤经大处理均调整得不理想,此情况应考虑镀液除含铁量超标,更要考虑是否含锌和铅,对镀锌合金件较多的厂表现为多,大处理后加些硫化钾处理一下,有黑色沉淀的情况就说明含有锌、铅,应过滤除去。
⑥镀层全光亮、高整平,分散也好,光彩照人,但镀件出槽后表面有油珠状,不亲水,随着镀时增长情况越重,说明该镀液总体添加剂太足,镀液浓度在高限。除再冲稀镀液外,可补加硫酸铜,光亮度就消退一些。
⑦每补硫酸特别是补充硫酸铜后光亮度会下降,可再适量补加些添加剂。
⑧镀层有麻点、针孔、抽条现象,但镀层仍全光亮,说明A剂过量。亦可能前处理不良(油、锈),要注意有较亲水性的油污(如甘油),预镀也能镀上,但镀酸铜时会出故障,在预镀铜液中抑雾剂的带入,或采用压缩空气油滤不洁,吹入的气不均或力度不足(过小)均会发生,如苏北地区一厂镀切割机面板面积40 cm2且背面还有二侧点焊的大三角形板状固定脚,大平面发现麻点针孔,但镀层全光亮,处理时任何材料未加,只增大吹气和加大电流,问题就解决了。
⑨亮铜层光亮完好没雾状,镍层也完好,可就是有时镀亮镍层有雾,对此,首先应考虑亮铜太光亮,镍槽虽好,若铜层表面有机膜过厚,良好的镍槽也镀不出无雾的镀层。用良好的活化液活化解决(8%~12%的稀硫酸中加3~5mL/L氢氟酸,0.8~1.0 g的十二烷基硫酸钠中室温活化8~60 s),所浸时间是关键。
⑩亮铜层良好、镀镍没问题,可在亮铜上直接镀仿金,镀不黄且色红,问题在亮铜光亮剂的配比上,有机膜厚加镀一层氰化铜(闪镀3~5 s)可解决,以良好的活化亦能解决。
本文来自《表面工程资讯》2010年第4期。