焦磷酸盐镀铜故障及其处理方法：镀层粗糙

    可能原因

    原因分析及处理方法

  (1)基体金属粗糙

  处理方法：改善抛光和研磨工序的质量

  (2)预镀层粗糙

  预镀层粗糙的话，在焦铜槽加厚后，镀层粗糙现象更加明显，详见第一章故障现象1、故障现象2、故障现象3、故障现象4的相关论述

(3)清洗不良

  碱性除油粉如含有水玻璃之类的物质，其水洗性不好。零件表面残留有硅酸盐后，遇酸浸后，变成硅胶，更不易清洗，往往引起镀层粗糙，严重影响结合力

  处理方法：避免使用含硅酸盐的碱性除油粉

  (4)镀液中有“铜粉”

  ①焦铜工艺由于阴极电流效率较高，如阳极钝化、阴阳极比例不当、阳极电流密度大等都会造成阳极溶解不正常(或阳极氧化不完全)，镀液中Cu²⁺的浓度就会迅速下降，阳极表面出现“铜粉”(Cu-e^一→Cu⁺→Cu₂O)，以致造成溶液浑浊，镀层粗糙

  处理方法：

  a．控制阴阳极面积之比(S_A：S_k=2：1)；

  b．控制DA<1.0A／dm²；

  C．控制槽电压为2.5V

  ②在焦磷酸镀铜液中，柠檬酸铵是辅助络合剂，主要起到阳极去极化剂作用，使阳极能正常溶解。若含量过低，分散能力降低，镀层易烧焦，阳极溶解不良，有铜粉产生，镀层失去光泽；若含量过高，光亮镀铜中易产生雾状镀层

  处理方法：分析并调整槽液成分，控制柠檬酸铵的含量为15～25g／L

  (5)镀液中有悬浮的固体微粒

  处理方法：过滤镀液，并使用双层阳极袋，防止阳极泥渣进入镀液

  (6)镀液中有机杂质过多

  处理方法：双氧水一活性炭处理方法

  a．向镀液中加入1～2mL／L 30％的双氧水，加热至55℃左右，搅拌60min；

  b．加入3～5g／L活性炭(分三次加入，每次间隔l0min，继续搅拌30min；

  c．静置2h后过滤；

  d．电解4h后，用赫尔槽试验调整光亮剂；

  e．再电解0.5h，试镀

  (7)镀液中异

金属杂质过多

  焦磷酸铜镀液中，Pb²⁺、Fe³⁺和Ni²⁺杂质主要影响镀层光亮性。少量存在时，镀层产生不均匀的雾状；含量高时，镀层色泽变暗，结晶粗糙(当Pb²⁺>0.1g／L，Fe³⁺>10g／L，Ni²⁺>5g／L时，都会出现结晶粗糙)。Zn²⁺杂质不太敏感，含量5g／L以下没有任何影响，其除去方法与Ni²⁺方法相同。

  处理方法：

  ①pb²⁺杂质：a．小电流电解(0.1～0.3A／dm²)，但除去的速度比较慢；

  b．加入少量的EDTA掩蔽溶液中的铅杂质，经活性炭处理后，再用电解法去除(Pb²⁺<0.1g／L时，此法较有效)

  ②Fe³⁺杂质：铁杂质不论用化学还是电解方法都不易除去，少量的铁杂质可加入柠檬酸铵掩蔽，铁超过10g／L，可用高电流电解或采用下列方法处理：

  a．在镀液中加入0.5mL／L 30％的双氧水，搅拌30min；

  b．将镀液加热至60℃，双氧水将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，然后用KOH调整镀液的pH值，使它生成氢氧化铁沉淀，同时加入l～2g／L活性炭，搅拌30min；

  c．静置3h后过滤镀液，再电解0.5h，试镀

  ③Ni²⁺杂质：含量少时，只要适当提高焦磷酸钾的含量，就可消除影响；含量超过5g／L时，用高电流密度电解法降低其含量

(8)氯离子过多

氯离子杂质主要由原材料不纯带人，还可能由自来水或预镀高氯化镍后清洗不彻底所带入，它所产生的影响与铅离子相似(镀层色泽暗红、结晶粗糙)，它的极限浓度是2g／L。因此，必须预防在前，镀铜前加一道纯水清洗以及镀前活化使用硫酸而不用盐酸

处理方法：稀释镀液

(9)镀液含CN^一杂质过多

在焦磷酸盐镀铜液中，CN^一主要由氰化物预镀铜后清洗不彻底而带入。镀液中含有5mg／L的氰化钠就足以使铜镀层粗糙，光亮范围缩小；当含量达到30mg／L时，就会使镀层无光泽。由于CN^一具有还原性，比较容易除去

处理方法：a．加入1～2mL／L的双氧水(用去离子水稀释10倍，缓缓加入)；

b．将镀液加热到50～60℃后，继续搅拌lh；

C．再加入0.1～0.2g／L高锰酸钾，分解多余的双氧水，搅拌30min；

d．加入3～5g／L活性炭(分三次加入，每次间隔l0min)，继续搅拌30min；

e．静置3h，过滤，电解4h(0.1～O．5A／dm2)；

f．调整光泽剂，电解30min(0.1～O．5A／dm2)，试镀

(10)镀液中pH值太高

在焦磷酸盐镀铜中，pH值直接影响镀液稳定性及镀层质量。当pH值小于5.3时，镀液中的铜以[Cu(HP₂0₇)₂]^4一形式存在；pH值为5.7～7时，镀液中的铜以[Cu(HP₂0₇)(P₂0)]^5一形式存在；pH值为7～10时，镀液中的铜以[Cu(P₂0₇)₂]^6一形式存在。在实际生产中，pH值应控制在8～9之间，最好在

8.5～8.8之间

若pH值过低，零件深凹处发暗，镀层易起毛刺并产生黑色条纹，焦磷酸盐易水解为正磷酸盐，使阳极溶解不良；pH值过高，易生成铜的碱式盐，夹杂于镀层中，造成镀层结晶疏松，色泽暗红，甚至粗糙或针孔，光亮范围狭小，阴极电流效率降低，工作电流密度下降，镀液分散能力不良，阳极钝化，所以必须严格控制pH值

(10)镀液中pH值太高

处理方法：每2h测量并调整镀液的pH值，并调整到标准。调整方法如下：当pH值低时，用5％的氢氧化钾溶液调整，当pH值高时，可用柠檬酸、酒石酸、氨三乙酸等调整，一般不用磷酸调整，以减少镀液中正磷酸盐的积累

(11)镀液中铜含量过高

在焦磷酸盐镀铜液中，一般镀铜液的铜含量控制在20～25g／L。增加镀液中铜含量，可提高允许电流密度，但为了提高阴极极化，必须相应提高焦磷酸钾含量，造成镀液浓度提高、成本增加、带出损失大。若铜含量过高，镀层粗糙，呈暗红色，阳极溶解性差，并且易析出白色焦磷酸铜沉淀，导致pH值下降；铜含量太低，允许电流密度小，镀层平整性差，沉积速度慢，镀层易烧焦

补充铜盐，不能直接加硫酸铜，而应以焦磷酸铜钾形式加入，否则，大量的硫酸根积累，将会使镀层变硬，易粗糙，槽液变浑浊。硫酸钾含量增加，低温时结晶析出

处理方法：定期分析，并调整至标准值，控制P₂0₇^4-：Cu²⁺=(7～8)：1

(12)镀液中焦

磷酸钾含量过低

焦磷酸钾是镀液的主要络合剂，因其溶解度大，能提高镀液中金属铜的含量，从而提高允许的工作电流密度和电流效率；而且K⁺电迁移率比Na⁺大，可提高电导率，改善镀液的分散能力，获得结晶细致的镀层。焦磷酸钾除了与铜形成络盐外，还有一部分游离的焦磷酸钾，其作用能使络盐更加稳定，防止焦磷酸沉淀，提高镀液均镀能力，改善镀层结晶和阳极溶解。镀液中一般严格控制P₂0₇^4-：Cu²⁺=(7～8)：1，如果低于7：1时，将使铜镀层粗糙或产生条纹和阳极溶解性差；如果高于8.5：1时，镀液则会产生正磷酸盐，严重时将缩小铜镀层的光亮范围和降低阴极电流效率

处理方法：定期分析，并调整至标准值，控制P₂0₇^4-：Cu²⁺=(7～8)：1

(13)铵离子的浓度过低

铵离子能改善镀层外观，改善阳极溶解性能。若含量过低，阳极会出现疏松的薄膜，这些疏松的薄膜进入镀液就使镀层发生粗糙，色泽变暗；若铵离子浓度过高，镀层颜色深红，镀层有脆性。由于氨较易挥发，在生产中应注意及时调整，一般含量为1～2mL／L(以氨水补加)(在40～50℃温度下，每平方米槽液面积，每天补加25％氨水400mL)

处理方法：增加氨的浓度，直到阳极表面不存在疏松的薄膜

(14)添加物料时，没有充分溶解

添加的物料没有完全溶解，或溶解时因搅拌，而造成沉渣浮起，未经充分沉淀或过滤就进行电镀，导致微粒在镀层上沉积，形成粗糙镀层

处理方法：加料前，将所加的材料在另一容器内先溶解，然后用过滤机过滤后，再加入镀液

(15)擦拭铜排时，固体微粒落入槽内

在槽体的维护时，导电铜排需每天擦拭，保证其导电良好，若在操作过程中有腐蚀物落人槽内，特别是使用研磨材料(如砂纸)来擦拭导电触点，掉落的砂粒落人，很容易使镀层产生粗糙和毛刺现象

处理方法：过滤镀液，并规范操作，严禁将污物落入槽内