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化学镀铜原理

放大字体  缩小字体 发布日期:2014-08-21  来源:中国电镀网  浏览次数:2048   关注:加关注

①镀液成分浓度高  铜离子和甲醛以及碱的浓度偏高时,虽 然镀速可以提高,但镀液的稳定性也会下降。因此,化学镀铜有一 个极限速度,超过这一速度,在溶液的本体中就会发生还原反应。 尤其在温度较高时,溶液的稳定性明显下降,因此,不能一味地让 镀铜在高速度下沉积。

②过量的装载    化学镀铜液有一定的装载量,如果超过了每升 镀液的装载量,会加快镀液本体的还原反应。比如空载的镀液,当 碱的浓度达到0.9mol/L时才会发生本体还原反应。而在装载量为 60cm2/L时,碱的浓度在0.6mol/L时就会发生本体的还原反应。

③配位体的稳定下降   如果配位体不足或所用配位体不足以 保证金属离子的稳定性,镀液的稳定性也跟着下降。比如当酒石酸 盐与铜的比值(浓度比)从3: 1降到1.5: 1时,镀液的稳定性就 会明显下降。

④镀液中存在固体催化微粒    当镀液中有铜的微粒存在时,会 引发本体发生还原反应,这可能是从经活化表面上脱落的活化金属, 也可能是从镀层上脱落的铜颗粒。还有就是配制化学镀铜液的化学原 料的纯度,有杂质的原料配制的化学镀铜液,稳定性肯定是不好的。

(4)提高化学镀铜稳定性的措施      为了防止这些不利于化学镀 铜的副反应发生,通常要采取以下措施。

①在镀液中加人稳定剂   常用的稳定剂有多硫化物,如硫脲、 硫代硫酸盐、2-巯基苯并噻唑、亚铁氰化钾、氰化钠等。但其用量 必须很小,因为这些稳定剂同时也会使催化中毒,稍一过量,将会 使化学镀铜反应停止,完全镀不铜出来。

②采用空气搅拌    空气搅拌可以有效地防止铜粉的产生,抑 制氧化亚铜的生成和分解。但对加人槽中的空气要进行去油污等过 滤措施。

③保持镀液在正常工艺规范     不要随便提高镀液成分的浓度, 特别是在补加原料时,不要过量。最好是根据受镀面积或分析来较 为准确地估算原料的消耗。同时,不要轻易升髙镀液温度,在调整 各种成分的浓度和调高pH值时都要很小心。并且在不工作时,要 将pH值调整到弱碱性,并加盖保存。

④保持工作槽的清洁采用专用的化学镀槽,槽壁要光洁, 不让化学铜在壁上有沉积,如果发现有了沉积要及时清除并洗净 后,再用于化学镀铜。去除槽壁上的铜可以采用稀硝酸浸溃,有条 件时要采用循环过滤镀液。

(5)化学镀铜层的性能    研究表明,通过化学镀铜获得的铜层 是无定向的分散体,其晶格常数与金属铜一致。铜的晶粒为 0.13μm左右。键层有相当高的显微内应力(18kg/mm2)和显微硬度(200-215kg/mm2)。并且即使进行热处理,其显微内应力 和硬度也不随时间而降低。

降低铜的沉积速度和提高镀液的温度,铜镀层的可塑性增加。 有些添加物也可以降低化学镀铜层的内应力或硬度,比如氰化物、 钒、砷、锑盐离子和有机硅烷等。当温度超过50°C,使用含有聚 乙二醇或氰化物稳定剂的镀液,镀层的塑性会较高。

化学镀铜层的体积电阻率明显超过实体铜(QQ截图20140821165134QQ截图20140821165134cm) 含有镍离子的铜镀层电阻会有所增加。因此,对铜层导电性 要求比较敏感的产品,不添加镍盐为好。这种影响对于一般化学镀 铜可以忽略。

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