​两种无氰碱铜工艺与氰化镀铜的性能对比徐金来

​两种无氰碱铜工艺与氰化镀铜的性能对比徐金来

两种无氰碱铜工艺及氰化物镀铜的性能比较

徐金来 ()

作者简介：徐金来，高级工程师，主要从事材料表面处理研究及应用。

文章全文

在五金电镀中，大多数镀件的基材是钢。 在钢材表面电镀酸铜之前必须进行预镀。 主要工艺有氰化镀铜、预镀镍、化学镀铜、化学镀镍等。

环保和安全问题使得传统氰化物镀铜的应用日益受到限制，迫使表面研究人员开展无氰碱性镀铜的研究。 但由于种种因素，尚未在生产和应用中得到广泛应用。 晋升。

本文对无氰光亮碱铜、氰化物镀铜和一般无氰碱铜进行了比较，得出了每种工艺的优缺点。

1 3种镀铜工艺概述

1.1 配方及工艺条件

无氰光亮碱铜、氰化镀铜和普通无氰碱铜的配方及工艺条件见表1。

1.2 优点和缺点

1. 2. 1 氰化物镀铜的特点

氧化镀铜是一种历史悠久的预镀工艺。 含有剧毒氰化物，对操作人员的健康有害，造成很大的环境风险。 虽然该工艺稳定性好、维护简单，但废水必须进行氰化物破坏处理。

1. 2. 2 一般无氰镀铜的特点

接合力容易较差，特别是对于薄件，电流较小时； 沉积速率不高，不能应用于锌合金基材的滚镀。 边角处会出现漏镀现象，导致腐蚀、发黑； 晶体粗糙，整体呈半光亮状。 、复杂零件容易出现低区粗糙度，后续滚镍色差明显； 大多含有强络合剂和磷，废水处理成本较高。

1. 2. 3 BH-无氰光亮碱铜的特性

BH-无氰光亮碱铜是一种基于化学的氰化物镀铜替代品，可以在洁净的金属物质表面形成精细的光亮铜层。

BH-无氰光亮碱铜的电沉积工艺与氰化物镀铜非常接近，可用于钢、锌、铝表面形成致密的镀铜。

沉积率比一般无氰碱铜高1～2倍，且不含磷酸盐，废水处理简单。 BH-无氰光亮碱铜能显着提高母材的光亮度，并具有优异的耐腐蚀性。

2 实验条件与方法

实验过程中，镀铜温度为（50±1）℃，主要工艺流程为：除油→除锈→滚镀铜→滚镀光亮镍→吹干→测试。 采用八点法测试分散能力，在背绝缘船体槽铁片上测试两次，取平均值。

覆盖能力是将宽6.0mm、长100mm的铁片插入直径6.5mm、长100mm的铁塑管中进行测定。 一端封闭（盲孔），用0.5A/dm2电镀5分钟，取出，干燥后测量。 涂层厚度。

沉积速率是通过在面积为0的铁片上以不同的电流密度进行电镀来测量的。 背面绝缘，从中心起11点测量镀层的平均厚度。 结果是两次测试的平均值。

结合强度测试采用弯曲法和热冲击法。 采用滤纸法测试孔隙率。 使用库仑计测试阴极电流效率。

3 实验结果

3.1 结合力

由于一般无氰碱镀铜与氰化物镀铜结合强度的比较已有别处报道，本文仅给出无氰碱镀铜的测试结果。

如图1所示，无氰亮氨酸碱铜镀层经热冲击和弯曲试验后未出现剥落、起泡现象，结合力良好。

3.2 电流密度和分散能力

从图2可以看出，无氰碱铜试片呈均匀的鲜红色，而镀氰铜和一般无氰碱铜的亮度较差。 镀氰铜呈略带深棕色，一般无氰碱铜呈哑粉色。

从表2可以看出，分散能力最好的是氰化镀铜，其次是无氰碱铜，最差的是一般无氰碱铜。

观察第8点厚度，可以发现，在同样0.5A×5min条件下，二次测厚平均值的顺序为：无氰亮氨酸碱铜（0.79μm）>氰化镀铜 (0.77 μm) > 一般不含氰化物的碱铜 (0.50 μm)。

这证明无氰亮氨酸铜与氰化物镀铜一样，在低电流密度下也具有较高的沉积速率。 这将在沉积速率测试中得到证实。

3.3 沉积率

从图3可以看出，在电流密度0.1～2.0 A/dm2范围内，沉积速率从大到小依次为无氰亮氨酸铜、氰化镀铜和一般无氰碱铜。

3.4镀液的遮盖能力

从图4可以看出，无氰光亮碱铜覆盖率最好，氰化物镀铜次之，一般无氰碱铜覆盖率最差。

3.5 涂层孔隙率

从表3可以看出，无氰光亮碱铜基液的孔隙率较高，添加助剂后孔隙率急剧下降。 添加光亮剂后，孔隙率略有增加，但变化并不显着。

对于无氰亮氨酸铜，孔隙率会随着涂层厚度的增加而降低。 2μm时为0.95个/cm2，6μm时降至0.05个/cm2，15μm时接近无孔状态。

从表4可以看出，在相同厚度下，不同镀铜工艺获得的镀层孔隙率由低到高依次为氰化物镀铜、无氰亮氨酸铜和一般无氰碱铜、氰化物镀铜。游离白榴石铜和无氰化学镀铜的孔隙率明显低于一般无氰碱铜。

3.6 阴极电流效率

从表5可以看出，在测试的各电流密度下，无氰亮氨酸碱铜和普通无氰镀铜的阴极电流效率均在80%以上，远大于氰化物镀铜的阴极电流效率。

3.7 微观形貌

从图5所示的5000倍电子显微镜照片对比可以看出，无氰亮氨酸铜的结晶明显比氰化镀铜和一般无氰碱铜更加细腻。

4。结论

无氰光亮碱铜不含氰化物，环保，覆盖能力优于一般无氰碱铜。 具有较高的沉积速率，可以提高生产效率。 所得涂层结晶细密、外观光亮、孔隙率相对较低。

氰化物镀铜具有分散能力好、坡口成本相对较低的特点，但政府限制氰化物的使用，因此会被淘汰。

一般无氰碱铜存在沉积慢、孔隙率高、结晶粗糙、覆盖能力差、废水处理相对困难等缺点。 因此，无氰亮氨酸碱铜比一般无氰碱铜更适合替代氰化物镀铜工艺。