一例酸性光亮镀铜故障处理

· 36 · July 2006 Electroplating＆ PoHufion Control VO1．26 No．4 ·经 验· 一 例 酸 性 光 亮 镀 铜 故 障 处 理 田长春 。 甲秀明 (1．广东多正化工科技有限公司，广东 南海 528247；2．江西赣南师范学院化学系，江西 赣,rl1 341000) 中圈分类号：TQ 153 文献标识码：B 文章编号：1000．4742(2006)04．0036．01 1 前 言 ． 酸性光亮镀铜 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 具有镀液成份简单且容易控 制、镀液整平性及分散能力好、电流密度范围宽、镀 层光亮性好、成本低以及废水处理简单等优点，特别 在箱包五金件和塑料电镀件上得到广泛应用。通过 多年的工艺实践，镀层是否达到镜面光亮，规范操作 至关重要。下面介绍一起广东江门某大型电镀厂在 生产中遇到的由酸性光亮镀铜引起的电镀故障处 理，并提出一些规范的操作建议。 2 故障现象 该厂主要是灯饰件镀青铜，采用的工艺流程： 前处理一 清洗一 碱铜一 清洗一 酸铜 — 一清洗—一亮镍—一清洗—一青铜 镀完酸铜后，为了省镍，只镀不足 1 min，就镀青 铜，发现青铜镀层出现不规则的红斑，严重影响产品 质量。对镀青铜槽液进行了多次处理，都无效果。 3 故障处理 3．1 故障原因分析 在查找故障原因过程中，因怀疑镀镍光亮剂有 问题，首先对亮镍镀液进行了化学分析和赫尔槽试 验，分析结果正常，赫尔槽试验结果也正常。接着， 我们又排查亮镍后的清洗水是否被污染。更换干净 的自来水后试镀，仍然有此问题出现。然后，我们继 续排查镍缸是否有问题。我们试了一挂工件镀完碱 铜后，直接去镀亮镍，而没有经过酸性光亮镀铜这道 工序，镀镍 15 min后镀青铜，此时青铜完全没问题。 为了再次验证，又经过 30、45 min的镀镍后镀青铜， 同样也没有问题。通过这些实验，证明镀亮镍槽没 有问题 。 但问题出现在哪道工序呢?我们又对镀铜进行 排查。对酸性光亮镀铜液化学分析和赫尔槽试验，也 没有发现什么问题，只不过赫尔槽试片显示添加剂有 些过量和水线有些容易发黑而已。再把酸性光亮镀 铜槽后回收水、清洗水都更换，试镀仍然有问题。最 后我们把怀疑的焦点还是回到了酸性光亮镀铜。对 阳极进行了检查 ，发现表面有一层较厚 的黑褐色膜， 清洗后，试镀仍然不行。对出光后的酸性光亮镀铜层 进行仔细观察，发现一层不易察觉的蓝膜。这层膜是 在酸性光亮镀铜过程中，由于光亮剂某些组分如聚乙 二醇、AEO等太多，导致在电镀过程中吸附形成的膜。 询问操作工最近酸铜添加剂添加情况，得知为了降低 成本，添加剂改用浙江某公司生产的 M、N、SP、P为主 的复配型添加剂，再加上电镀的工件毛坯质量不好， 为了快速出光，添加剂用量差不多是正常值的 2～3 倍。同时还添加了自配的以 AEO乳化剂为主的低区 整平剂。从此，故障就慢慢出现。这层因添加剂过多 引起的膜既不是一种单纯的油性膜，也不是一种单纯 的氧化膜 ，它是一种组成、性质均比较复杂的膜。是在 电镀过程中吸附形成的，这层膜不容易被单一的酸或 碱溶液活化、腐蚀而除去。由于它具有很强的憎水 性，造成亮镍层容易产生雾状和花斑，再加上镀镍时 间很短，镍层又非常薄，盖不住蓝膜，这就是镀青铜后 容易 出现红斑的原因。 3．2 故障排除 根据故障产生的原因，我们对酸性光亮镀铜液 进行活性炭处理，增加硫酸的含量 ，由原先 的 50 g／L 提升到60 L，补充添加剂进行试镀，添加剂的消耗 量也恢复到正常水平。电镀 10 min左右得到镜面 光亮的镀层，镀镍后镀青铜无红斑出现，故障得到解 决，生产恢复正常。同时在镀镍前加了一道除膜工 序：氯化铵 3 L，HC1 70 mL，L，表面活性剂少许，常 温，浸渍 l0～30 S。在以后的生产中就再也未出现 类似的故障。 4 酸性光亮镀铜的一些操作建议 根据多年的工艺实践，我们认为要避免酸性光 亮镀铜故障，必须注意如下几点： (1)选择优质的磷铜阳极是保证酸性光亮镀铜 质量的先决条件。目前电镀原料市场上，广东高力 维普资讯 http://www.cqvip.com 2006年7月 电镀与环保 第26卷第4期(总第150期) ·37 · 表面技术有限公司生产的含磷质量分数 0．04％～ 0．065％的五金电镀磷铜、PCB线路板磷铜是质量非 常不错的产品。 (2)选择优质的酸性光亮镀铜添加剂是十分必 要的。安美特、日本大和、广东高力表面技术有限公 司等生产的系列酸性光亮镀铜添加剂都是值得信赖 的产品。 (3)严格的操作规范是酸性光亮镀铜工艺的保 证 。 (4)酸性光亮镀铜添加剂少加、勤加，按照安培 小时添加，不要盲 目地追求快速光亮而多加乱加添 加剂，这样只会使镀液快速失调，分解产物大量增 加，缩短镀液寿命。建议使用的体积电流密度不要 超过 0．25 AlL，否则镀液升温很快，电流效率降低， 容易造成添加剂失效，消耗量增大，有机分解产物大 量增加，镀层容易产生针孔。 (5)注意槽电压和硫酸的含量。槽电压升高， 说明导电系统有问题或者阳极产生钝化。当硫酸的 中图分类号 ：TQ153 含量有逐渐下降趋势时，说明阳极有钝化现象，要适 当补加阳极；当硫酸含量有逐渐上升趋势时，说明阳 极过多，此时，为避免阳极背面的磷铜膜脱落和防止 一 价铜离子的产生，要适当减少阳极。 (6)定期进行活性炭吸附处理，避免大量的有 机分解产物的累积，影响产品质量。 在酸性镀铜工艺中，造成镀铜层有蓝膜的因素 很多，有镀液中的硫酸含量较少，添加剂中某些成份 如聚乙二醇类、AEO类、咪唑等表面活性剂过多以 及镀液的分解产物等。如果我们能够理性地遵照工 艺规范操作，并把好原材料质量关，酸性光亮镀铜故 障是比较少出现的。 参考文献 [1] 张胜涛，等．电镀工程[M]．北京：化学工业出版社，2002． [2] 邢如孟．酸性光亮镀铜工艺的稳定性浅析[J]．材料保护 ．1997， 30(7)：40． 收稿 Et期 ：2006．03．06 常 见 金 属 材 料 镀 硬 铬 王文忠 (立微电子有限公司，河南 洛 阳 471003) 文献标识码：B 文章编号：1000．4742(2006)04．0037．01 镀硬铬是将铬直接镀在金额基体上，要求镀层硬 度高，镀层与基体结合力好，厚度多在8~500[am。不 同金属材质其前处理及电镀工艺都有所差异。 碳素钢镀硬铬 碳素钢有高碳钢、中碳钢和低碳钢。含碳量越 高，电镀时氢气越易在其工件表面析出这不仅影响 镀层脆性，而且对铬析出也会产生不利的影响。含 碳量越高，酸洗不当会造成碳以游离态析出而附于 工件表面，影响饮层与基体结合强度，因此，碳素钢 镀铬应注意：(1)随钢材中含碳量增加，酸洗时间应 适当缩短，并在酸洗液中加入缓冲剂。(2)含碳量不 同，阳极处理时间不同。高碳钢为3 5 s，中碳钢不 超过30 s，低碳钢30~60 s。阳极处理后转入正常电 镀。正常电镀电流密度为25 45A／dm ，温度55 60℃。对於高碳钢阳极处理后用稍高于正常电流密 度的50％～100％冲击镀有利于铬在基体上优先沉 积。阳极处理电流密度为30—40 A／dm2。工件入镀 槽后须适当预热，使镀件与镀液温度大致接近。 2 铸铁镀硬铬 常见铸铁有灰铸铁、球墨铸铁和可锻铸铁。其 特点是含碳及含硅量较高，铸铁中的碳大多呈片状 石墨结晶，极少与铁形成固溶体，多数以游离态(石 墨)或渗碳体的化合态存在，因此，酸洗不当就会造 成铁溶解而使碳裸露。氢在碳上析出电位较铁的 低，因而碳上易析氢，电流效率下降，妨碍铬在工件 上沉积。另外，铸铁件粗糙多孔，其实际表面积比计 算的大许多，造成电镀时实际电流密度比表观电流 密度小许多。因此，对於铸铁件电镀铬应注意：(1) 镀前工件应采用喷丸、刷光、砂光、磨抛、精车等，使 工件表面光滑平整，有利于铬沉积。(2)镀前一般进 行弱浸蚀，最好用 5％～7％氢氟酸擦洗，也可在氢 氟酸酸洗中加入少量 H2S04浸蚀 时间不宜过长以 维普资讯 http://www.cqvip.com