硫酸盐镀铜与其他镀种不同的是，在所有酸性镀种中只有两种主要成分：CuS04·5H20和HeS04，它们是不变的。其中，CuSO4是主盐，H2S04能防止CuS04水解。硫酸铜溶于水中发生离解：
在阴极上发生的电化学反应主要是二价铜得到电子放电镀出铜，同时，也有部分二价铜得到一个电子还原产生一价铜离子，这两个反应同时在阴极上进行。在阴极表面附近，当二价铜离子浓度降低时，氢离子才有可能得到电子而使氢气析出。
阴极反应：
Cu2++2e——Cu
Cu2++e——Cu+
Cu++e——Cu
2H++2e——H2↑阳极反应：
Cu—2e——Cu2+
当镀液中H2S04含量不足时，CuS04发生水解生成Cu2S04，进一步水解变成Cu20。氧化亚铜会夹杂在镀层中，使镀层发生疏松现象：
普通硫酸盐镀铜
为了获得较厚的铜镀层，往往采用硫酸盐镀铜的方式，因为只有这个加工方法操作简单、成本低廉，而且沉积速度快。普通硫酸盐镀铜电镀液成分只有CuSO4和H2S04。
普通硫酸盐镀铜配方及工艺条件：
硫酸铜 180～
硫酸 50～
酚磺酸或葡萄糖 少量
电流密度 l～
温度 l6～
阴极电流效率 97％～l00％
阴、阳极面积比 1：1
采用空气搅拌或阴极移动时，可使用较大的电流密度。如采用较高温度时，必须使用搅拌手段。
光亮硫酸盐镀铜
在以CuS04和H2S04为主要成分的硫酸盐镀铜中加入适量的添加剂后，可获得高整平，全光亮的镀铜层，因此被称为光亮硫酸盐镀铜即光亮酸性镀铜。因光亮酸性镀铜具有许多特点，所以在电镀工艺中被广泛采用。
光亮酸性镀铜主要作用是作为防护一装饰性电镀的中间层，并具有以下特点：
①可得到全光亮、高整平、低内应力、延展性好、结合力强的高质量镀层；
②工艺成分简单，操作方便，成本低。
在当前镍材价格大幅度攀升的时候，人们对质量高的酸性光亮镀铜更加青睐。
全光亮硫酸盐镀铜工艺配方及条件见表1～表5。采用不同的光亮剂，硫酸铜与硫酸的含量稍有区别。
表1 KG型、亮铜-3号型、KOTAC-B型全光亮硫酸盐镀铜工艺配方及条件
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配方 工艺规范 |
KG型 |
亮铜-3号 |
KOTAC-B型滚镀亮铜 |
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硫酸铜(CuS04·5H20)／(g／L) 硫酸(H2S04)／(g／L) 氯离子(Cl)／(mg／L) |
180～220 50～70 10％HCl lmL／L |
180～220 50～70 40～100 |
150 100 60 |
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温度／℃ 阴极电流密度／(A／dm2) 阳极电流密度／(A／dm2) |
10～35 2～4 |
10～40 1～6 0.5～2.5 |
20 3 |
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光亮剂／(mL／L) |
KG-l5 |
亮铜-3号(A)4～6，亮铜-3号(B)0.3～O．6 |
KOTAC-B(N0.1)0.4，KO-TAC-B(N0.2)4.0 |
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补加／[mL／(kA·h)] |
Kp240～60 |
亮铜-3号(A)80～100，亮铜3号(B)60～90 |
KOTAC-B(N0.1)40～80，KOTAC-B(N0.2)50～100 |
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阳极板 |
含磷铜板 |
含磷铜板 |
含磷铜板 |
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搅拌和过滤 |
阴极移动，定期过滤 |
阴极移动，空气搅拌，连续过滤 |
连续过滤 |
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除膜状况 |
需要 |
不需 |
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工艺特点 |
具有优良的整平性，良好的延展性，可获得镜面般光泽 |
系低染料体系。镀层性能可与国外同类产品相比 |
①可得到完美的镜面光泽②有优良的整平作用 ③镀铜的硬度低，适合抛光 ④光亮剂性能稳定 |
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研制生产单位 |
武汉风帆 |
武汉风帆 |
日本大和 |
表2 210型光亮剂全光亮硫酸盐镀铜工艺配方及条件
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配方 工艺规范 |
高性能210型 |
普通型210型 |
210型 |
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硫酸铜(CuS04·5H2O)／(g／L) 配槽／(g／L) 硫酸(H2S04)／(g／L) 配槽／(g／L) 氯离子(Cl‑)／(mg／L) 配槽／(mL／L) |
160～240 200 40～90 60 即34mL／L 30～120 60 |
160～240 200 40～90 60 即34mL／L 60 |
160～240 200 40～90 60 即34mL／L 30～120 60 |
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温度／"c 阴极电流密度／(A／dm2) 阳极电流密度／(A／dm2) 电压／V 光亮剂／(mL／L) |
18～35 1.5～8 0.5～3.0 2～10 21080.1～0.6 |
18～35 1.5～8 0.5～3.0 21080.3～1.5 |
18～40(28) 1.5～8 0.5～3.0 10开缸(M-IJ)2～5， |
(表2续表)
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配方 工艺规范 |
高性能210型 |
普通型210型 |
210型 |
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补加／[mL／(kA·h)] |
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阳极板 |
含磷铜板 |
含磷铜板 |
含磷铜板 |
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搅拌和过滤 |
强烈空搅，连续过滤 |
空气搅拌，阴极移动 |
空气搅拌，阴极移动 |
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除膜状况 |
不需 |
不需 |
不需 |
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工艺特点 |
①可获得完美的镜面光泽 ②光亮性、整平性能提高 ③在低电流的情况下，光泽更完美 ④操作温度范围很广(18～ ⑤光亮剂消耗量少 ⑥不会受光亮剂分解物的影响 |
①具有快速光亮和高整平性能 ②电流密度范围广并可得到镜面光泽 ③低电流区可得到整平性高的镀层 ④温度范围广(18～ ⑤对镍层结合力好 ⑥光亮剂稳定性能高，消耗量少 |
光亮剂稳定性能高 |
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研制生产单位 |
日本大和 |
日本大和 |
香港永星 |
表3 HT型、UBACIA型光亮剂全光亮硫酸盐镀铜工艺配方及条件
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配方 工艺规范 |
HT型 |
UBACIA型 |
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硫酸铜(CuS04·5H2O)／(g／L) 硫酸(H2S04)／(g／L)氯离子(Cl-)／(mg／L) |
200～250 30～80 100 |
180～240 45～60 20～80，浓HCl，0.05～0.2 |
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光亮剂／(mL／L) |
HT晶细剂，HT填平剂0.5～1，HT润温剂1 |
UBACIA开缸剂0.5～1.0，补充剂l.5～2.5 |
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温度／℃ 阴极电流密度／(A／dm2) 搅拌和过滤 |
30～37 2～6 空气搅拌，连续过滤 |
20～40 3～6.5 空气搅拌，连续过滤 |
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研制生产单位 |
美国安美特化学有限公司，南安电镀技术工程有限公司 |
深圳华美电镀技术有限公司 |
表4 2000型、AC型、201型、SAC型光亮剂全光亮硫酸盐镀铜工艺配方及条件
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配方 工艺规范 |
2000型 |
AC型 |
201型 |
SAC型(固体) |
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硫酸铜(CuS04·5H2O)／(g／L) 硫酸(H2S04)／(g／L) 氯离子(Cl-)／(mg／L) |
200～240 (220) 55～75 (65) 30～100 (40) |
180～220 60～75 10～80 |
200～240 (220) 55～75 (65) 30～100 (40) |
200～240 (220) 55～75 (65) 30～100 (40) |
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光亮剂／(mL／L) |
2000型(紫色)开缸 剂(I)3～4 (3.5) |
AC光亮剂(1型)2，AC光亮剂(11型)0.5 |
201型(绿色)开缸剂3～5,201型(紫色，A剂)0.6～1,201型(蓝色，B剂)0.3～0.5 |
SAC l型(紫色)3.5～4.5(4)，SAC-Ⅱ型(蓝绿色)0.8～1.2(1)，AC深度剂0.4～O．6(0.5) |
(表4续表)
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配方 工艺规范、 |
2000型 |
AC型 |
201型 |
SAC型(固体) |
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补加光亮剂 ／[mL／(kA·h)] |
2000型光亮剂(Ⅱ型)150 |
AC型光亮剂(Ⅱ型)150～200 |
201型光亮剂(B剂)50～60 |
SAC-1型200～300，SAC-Ⅱ型用量为l型的1／5 |
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温度／℃ |
15～40 |
15～40 |
15～38 |
20～30 |
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阴极电流密度／(A／dm2) |
1.5～8 (3～5) |
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1.5～8 |
1.5～8 (3～5) |
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阳极电流密度／(A／dm2) |
0.5～2.5 |
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0.5～2.5 |
0.5～2.5 |
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搅拌和过滤 |
空气搅拌，阴极移动 |
空气搅拌，阴极移动，循环过滤 |
空气搅拌，循环过滤 |
空气搅拌， 阴极移动 |
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阳极板 |
含磷铜板 (0.035％～ 0.075％) |
含磷铜板 (0.035％～ 0.075％) |
含磷铜板 (0.035％～ 0.075％) |
含磷铜板 (0.035％～ 0.075％) |
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除膜状况 |
不需 |
不需 |
不需 |
不需 |
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工艺特点 |
①光亮剂分I型和Ⅱ型两种。I型为开缸剂(紫色)，Ⅱ型为补加剂(无色) ②电流密度范围宽，深镀能力好，低 区可获得光亮镀层 ③出光速度快，整平性好 |
①耐高温性好 ②整平性好，分散能力高 ③电流密度范围广，沉积速度快 |
①出光速度快，整平性极佳 ②电流密度范围宽，在低电流处也有 极好的光亮度和整平性 |
①用 ②镀层结晶细致，深镀能力好 ③携带方便 |
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研制生产单位 |
上海永生助剂厂 |
上海永生助剂厂 |
上海永生助剂厂 |
上海永生助剂厂 |
表5 M、N、S型全光亮硫酸盐镀铜工艺配方及条件
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配方 工艺规范 |
M、N、S型 |
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硫酸铜(CuS04·5H20)／(g／L) 硫酸(H2S04)／(g／L) 氯离子(Cl-)／(mg／L) |
150～220 50～70 10～80 |
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2一巯基苯并咪唑(M)／(mL／L) 亚乙基硫脲(N)／(mL／L) 聚二硫二丙烷磺酸钠(SP)／(mL／L) 聚乙二醇(相对分子质量6000)／(mL／L) 十二烷基硫酸钠或AE0乳化剂／(ml，／l。) |
0.0003～ 0.0002～0.0007 0.01～0.02 0.05～0.1 0．O5～0.1或0.01～0.02 |
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温度／℃ |
10～30 |
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阴极电流密度／(A／dm2) |
2～4 |
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搅拌和过滤 |
阴极移动 |
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除膜状况 |
需要 |
