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滚镀光亮酸性镀铜工艺及设备的应用
 
慧聪网   2005年12月5日9时45分   信息来源:江苏梦得电镀化学品有限公司    

  摘  要:本文阐述了滚镀光亮酸铜在整个电镀工艺过程中的重要意义,并结合目前电镀生产的实际情况,对滚镀光亮酸性镀铜工艺、设备、添加剂的应用作了一些简单的阐明。

  关键字:滚镀光亮酸铜, 滚镀, 滚桶, 强走位剂, 高温载体, 冷却

  引  言:制作工时及其材料的消耗,减少挂具上无效镀层的浪费,工件也无装挂的麻烦,管理简单,出货快,比挂镀生产效率高很多等严格性等原因,在实际应用中得不到广泛的推广。目前,随着高档装饰性镀层市场要求,如光亮代镀层、光亮无镍枪镀层、滚镀珍珠镍镀层。另外,镀镍成本不断提高,迫切需要解决光亮滚镀酸铜工艺,滚镀光亮酸铜实际应用无论对电镀成本(工时、原材料等)都是一个很大的降低,加快清洁生产进程;特别是更好的满足产品质量的提高有了一个质的发展。本工艺的应用,对电镀化学品制造商、电镀设备制造商来说是挑战与机遇并存。江苏梦得电镀化学品有限公司经过多年不断探索,率先推出了新一代滚镀光亮酸铜添加剂。目前,宁波、台州、温州地区电镀厂家特别满意,一致认为产品具有特殊的效果。

一、设备应用

1、滚桶的设计

    滚桶孔眼设计有以下三个方面应予注意:
   (1)孔眼直径。滚桶的孔眼应尽可能稍大一点,以所镀工件不会从孔中掉出来为准。
   (2)孔眼外侧宜扩孔。滚桶孔眼外侧扩大后有利于滚桶内外电流和溶液的通过,从而最大限度提高阴极周围金属离子的浓度,改善工艺性能,为获得优质镀层创造条件。
   (3)孔眼与桶壁要有一定斜度(如图所示)。

滚桶

    这种式样的滚桶在工作时使溶液能得到机械的提液,利于桶外溶液进入桶内,使桶内溶液获得频频更新,改善桶内、外溶液的浓差,从而大大的改善工艺条件,保证了滚镀加工持续进行。

2、滚桶机转速过慢引起镀层烧焦。滚桶光亮酸铜滚桶转速应控制在10~18转/分钟,便于促进阴极极化。转速不可过快,否则沉积速度缓慢。

3、冷却
    滚镀时由于溶液的体积电流密度较大,产生的热量较多,升温过快,而有些添加剂的浊点又较低,不允许在较高的温度下工作。为此需要考虑冷却措施。滚镀光亮酸铜槽液温度应控制在20~25℃左右,冷却措施可采用U型钛管,循环冷却液可采用0℃水或冷冻盐水,对槽液进行冷却,槽体外冷却应采用双槽冷却法(如图所示)。双槽冷却效果非常明显。

冷却槽

    国产滚镀设备要适应高性能要求,还须大力开发新产品,特别是生产的自动化程度还要高,现在与国外差距较大。如采用自动开关桶门的滚桶和摆式滚桶的全自动装卸自动线,其滚桶在生产过程中,滚桶门在面对阳极时呈开启状态,桶内溶液能及时得到更新,电力线相对畅通,电流密度可与挂镀相当,能加快滚镀速度,防止工件出现“桶印”等疵点。还有桶内溶液比筒外溶液温度要高,如何采用桶内冷却一体化等等,都有待大家共同努力。

二、镀液工艺与配方

滚镀光亮酸铜添加剂在镀液中起了很大的作用。添加剂中必须含高温载体及强走位剂,如:PN,一种高分子聚合物,有极强的阴极极化作用,能明显增强低电流密度区的光亮度,又是最优良的高温载体,使镀液能耐温40℃左右。AESS是一种强力的酸铜走位剂,能明显改善低区的光亮度、填平度,同时还具备一定润湿效果。添加剂无需染料,染料不能耐高温,容易产生偏析现象,给镀层带来麻沙。用传统的工艺,略加改进,添加些特殊的添加剂能获得光泽度、延展性及耐腐蚀性能良好的铜镀层。

电镀配方实例(一):    
  
 硫酸 150-170        g/L
 硫酸 100-150        g/L
 氯离子 80            mg/L
 N 0.0001-0.0008  g/L
 M 0.0003-0.001   g/L
 PN 0.03-0.05      g/L
 AESS 0.03-0.05      g/L
 SP 0.005-0.02     g/L
 BSP 0.005-0.02     g/L
 P  0.05-0.1       g/L
 电压 8-10           V
 温度 20-25          ℃  
  

(二):

 硫酸铜 150-170   g/L
 硫酸 100-150   g/L
 氯离子 80-100   mg/L
 OH-1开缸剂 4-5      ml/L
 OH-1补加剂 50-100   ml/KAH
 OH-1强走位剂 0.5-1    ml/L,补加20-50ml/KAH

三、结束语

综上所述,改进滚镀设备和酸铜溶液,可以获得理想的光亮铜镀层,它在装饰件和电子、电器领域的应用范围将不断得到拓展。滚镀光亮酸铜诸多良好特性,引起了国内外研究人员越来越多的关注。随着电镀技术的进一步改进和高性能滚镀设备的进一步提高,它们的应用前景将更加广阔。

 
作者:步华 杭冬良 
 
 
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