化学镀铜主要是用于黄铜线表面电镀,因此在黄铜线、钢丝、铝丝电镀中都有广泛应用。铜与镍相比,标准电极电位比较正(0.34v),因此比较容易从镀液中还原析出,但是也正因为此,镀液的稳定性也差一些,容易自分解而失效。
(1) 工艺配方
硫酸铜
7g/L
碳酸钠
10g/L
酒石酸钾钠
75g/L
硫脲
0.01g/L
氢氧化钠
20g/L
pH值
12
三乙醇胺
l0mL/L
温度
40~50℃
(2) 配制与维护
化学镀铜的稳定性较差,容易发生分解反应,所以在配制时一定要小心地按顺序进行。
①先用蒸馏水溶解硫酸铜;
②再用一部分水溶解络合剂;
③将硫酸铜溶液在搅拌中加入到络合剂中;
④再加入稳定剂和氢氧化钠,调pH到工艺范围;
⑤使用前再加入还原剂甲醛。
在使用中采用空气搅拌,可提高镀液的稳定性,并可将副反应生成的一价铜氧化为二价铜,以防止因歧化反应生出铜粉而导致自分解。
在镀液用过后,存放时要将pH调低至7~8,并且过滤掉固体杂质,更换一个新的容器保存,才可防止自分解失效。
用于非金属电镀的化学镀铜工艺如下:
硫酸铜
3.5~10g/L
37%甲醛
10~15mL/L
酒石酸钾钠
30~50g/L
硫脲
0.1~0.2 mg/L
氢氧化钠
7~10g/L
温度
室温(20~25℃)
碳酸钠
0~3g/L
搅拌
空气搅拌
这是现场经常采用到的常规配方,在实际操作中为了方便,可以配制成不加甲醛的浓缩液备用。比如按上述配方将所有原料的含量提高到5倍,使用时再用蒸馏水按5:1的比例进行稀释。然后在开始工作前再加入甲醛。
要想获得延展性好又有较快沉积速度的化学镀铜,建议使用如下工艺:
硫酸铜
7~15g/L
氰化镍钾
l5mg
LEDTA
45g/L
温度
60℃
甲醛
l5ml/L
析出速度
8~10μm/h
用氢氧化钠调整pH值
l2.5
如果不用EDTA,也可以用酒石酸钾钠75g/L。另外,现在已经有商业的专用络合剂出售,这种商业操作在印制线路板行业很普遍。所用的是EDTA的衍生物,其稳定性和沉积速度都比自己配制要好一些。一般随着温度的上升,其延展性也要好一些。在同一温度下,沉积速度慢时所获得的镀层延展性要好一些,同时抗拉强度也增强。为了防止铜粉的产生,可以采用连续过滤的方式来当做空气搅拌。下表是根据
下表是根据资料整理的稳定性较好的一些化学镀铜液的配方。
信息来源:www.jspoly.com
化学镀铜液配方
组 分
不同配方各组分含量(g/L)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
硫酸铜
酒石酸钾钠
EDTA二钠
柠檬酸钠
碳酸钠
氢氧化钠
7.5
- 15
-
- 20
7.5
- 15
-
-
5
10
- 20
-
3
18
85
- —
40
25
25
150
- —
25
40
50
170
-
50
30
50
35
170
-
-
- 50
10
16
-—
-
16
5
150
-
20
30 100
10
-
20
15
续表
组 分
不同配方各组分含量(g/L)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
甲醛(37%)/(mL/L)
氰化钠
丁二腈
硫脲
硫代硫酸钠
乙醇/(mL/L)
2-乙基二硫代氨基甲酸钠
硫氰酸钾
联喹啉
40
0.5
6
0.02
6
0.02
0.01
2
100
0.01
9
0.003
20
0.01
2
.005
100
0.01
5
20
0.01
8(聚甲醛)
0.005
0.01
9(聚甲醛)
0.1
沉积速度/(mg/h)
0.5
5~10
3
6