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酸性光亮鍍銅是以硫酸銅和硫酸作為基本成分,引入適量添加劑或其他光亮劑,使鍍液的工藝特性得以改善和提高,并直接獲得鏡面光亮銅層。其廣泛用于裝飾性多層電鍍中間層及印刷線路板鍍銅層,省去機(jī)械拋光。

但是,生產(chǎn)中有時(shí)會(huì)出現(xiàn)鍍層不亮現(xiàn)象。造成這種情況的因素較多,本文將其歸納為如下幾點(diǎn)進(jìn)行分析。

1.電解質(zhì)不純

在新配鍍液時(shí)所用的普通硫酸銅、硫酸是不純的,如工業(yè)硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥92.5%,含有很多的鐵和有機(jī)雜質(zhì),若不進(jìn)行處理,電鍍時(shí)會(huì)使鍍層不亮。即便是用試劑級(jí)硫酸,如果不處理也會(huì)出現(xiàn)這種情況,因?yàn)榱蛩徙~或多或少也有雜質(zhì)。可在尚未添加硫酸之前,在已溶解的硫酸銅溶液中(pH值為4)加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的H2O21~2mL/L和活性炭0.5~1.0g/L聯(lián)合處理。利用三價(jià)鐵的氫氧化物容易沉淀的性質(zhì)除去鐵雜質(zhì);加入活性炭吸附,可以同時(shí)消除有機(jī)雜質(zhì)的影響。這樣開(kāi)始電鍍,就能鍍得光亮銅層。鍍液經(jīng)長(zhǎng)期使用所產(chǎn)生的金屬雜質(zhì)和有機(jī)雜質(zhì)將越積越多,顯然,該鍍液是不純的。如果不按工藝要求做定期處理,當(dāng)鐵雜質(zhì)的質(zhì)量濃度達(dá)到10g/L以上時(shí),電流效率和鍍層亮度明顯下降。

例如:某廠一鍍槽電流開(kāi)不大,鍍層薄而不亮,鍍件邊角易燒焦,曾一度無(wú)法正常生產(chǎn)。在筆者建議下取樣分析,但由于溶液中鐵的質(zhì)量濃度高,對(duì)分析硫酸銅、硫酸終點(diǎn)產(chǎn)生干擾而無(wú)法顯示數(shù)據(jù),于是分析鐵離子竟高達(dá)40g/L。根據(jù)觀察,鍍液顏色淺,在確認(rèn)鍍液中各成分的質(zhì)量濃度偏低的情況下,補(bǔ)充40g/L硫酸銅和15g/L硫酸,以降低鐵雜質(zhì)的影響;然后按常規(guī)進(jìn)行處理,使鍍槽恢復(fù)了正常,鍍出了全光亮銅層。

2.光亮劑消耗

酸性光亮鍍銅液中光亮劑的消耗情況與很多因素有關(guān),如工件種類、形狀、表面狀態(tài)以及鍍液中無(wú)機(jī)、有機(jī)雜質(zhì)和硫酸銅的質(zhì)量濃度等。特別是Cl-不足,即便是光亮劑在正常范圍內(nèi)也難以獲得整平性好的光亮鍍層;當(dāng)Cl-的質(zhì)量濃度過(guò)高時(shí),將加快光亮劑的消耗。長(zhǎng)期使用的鍍液,一部分光亮劑隨著工件的帶出和鍍層的夾雜作用而消耗掉;一部分將分解成有機(jī)雜質(zhì);還有一部分留在鍍液中而使光亮劑本身的組分發(fā)生變化。這些情況都有可能影響鍍層的光亮性,造成鍍層缺陷。在生產(chǎn)中除了按所用光亮劑的使用說(shuō)明書使用之外,還要力求準(zhǔn)確地掌握光亮劑的消耗情況,并注意經(jīng)驗(yàn)的積累和細(xì)心的觀察,采用少加勤加的辦法及時(shí)補(bǔ)充光亮劑,以保持光亮劑在鍍液中恒定。此外,鍍液溫度的高低和通電量的多少對(duì)光亮劑的消耗影響較大。電流大、時(shí)間長(zhǎng),光亮劑消耗量就大;反之,光亮劑消耗減少。大多數(shù)酸性鍍銅所用的光亮劑,其最佳溫度范圍為在10~35℃之間,需根據(jù)鍍液溫度和電解液的質(zhì)量濃度來(lái)選擇適當(dāng)?shù)年帢O電流密度,否則往往使鍍層不亮。如某種光亮劑,當(dāng)鍍液溫度超過(guò)38℃時(shí),光亮劑消耗很快,鍍層光亮范圍變窄。只有采用寬溫酸性鍍銅光亮劑,才可以將鍍液溫度提高到40℃左右,低電流密度區(qū)域仍可獲得光亮銅鍍層。

3.Cl-的質(zhì)量濃度

在酸性光亮鍍銅液中,Cl-是一種不可缺少的陰離子,其質(zhì)量濃度的高低對(duì)鍍層的光亮度也有影響。若鍍液中沒(méi)有Cl-或較少時(shí),則整平能力很低,鍍層就會(huì)發(fā)花、無(wú)光澤;當(dāng)其質(zhì)量濃度過(guò)高,整個(gè)鍍層亮度降低,并有樹(shù)枝狀條紋出現(xiàn),且光亮劑消耗量也增大。新配鍍液中Cl-不足時(shí),可加少許鹽酸或氯化鈉,但不能用一般井水或河水來(lái)補(bǔ)充鍍槽水位和進(jìn)行工件鍍前的清洗,避免帶入過(guò)多的Cl-。當(dāng)Cl-的質(zhì)量濃度過(guò)高時(shí),可加鋅粉,攪拌、過(guò)濾。用鋅粉1g/L能除去15~20mg/L的Cl-。也可用去氯劑在攪拌下慢慢加入鍍液中,繼續(xù)攪拌30min,靜置過(guò)濾。Cl-的質(zhì)量濃度控制在20~40mg/L最為理想,不要超過(guò)80~100mg/L。

4.一價(jià)銅存在

酸性光亮鍍銅液中只要有一價(jià)銅存在將造成鍍層不亮。因?yàn)殡姵练e時(shí),由于一價(jià)銅總是比二價(jià)銅優(yōu)先析出,所以很容易使鍍層出現(xiàn)粗糙、毛刺,特別是在低電流密度區(qū)域鍍不亮,整平能力差。另外,如果鍍液中Cl-過(guò)量時(shí),一價(jià)銅與Cl-還會(huì)生成氯化亞銅沉淀,使鍍液混濁不清而惡化鍍層質(zhì)量。一價(jià)銅是因?yàn)槟承┻€原劑帶入而產(chǎn)生的,有時(shí)銅陽(yáng)極鈍化也會(huì)產(chǎn)生一價(jià)銅。為了消除一價(jià)銅的影響,可在每天班前用H2O2按0.25mL/L的體積分?jǐn)?shù)稀釋后加入鍍液中;有時(shí)可根據(jù)陽(yáng)極溶解的情況加入適量的硫酸,也能消除一價(jià)銅的影響。最好是采用連續(xù)過(guò)濾生產(chǎn)的辦法,使鍍液更清潔,保持鍍層細(xì)致光亮。

5.銅陽(yáng)極鈍化

陽(yáng)極銅粉及一價(jià)銅的存在,通常是由于所用的陽(yáng)極電流密度太大或銅陽(yáng)極含磷量不適合,而使陽(yáng)極鈍化,造成鍍層不亮。酸性光亮鍍銅陽(yáng)極中磷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)在0.02%~0.07%的范圍內(nèi),電解時(shí)有利于陽(yáng)極表面被一層柔和的黑色膜覆蓋,以減少陽(yáng)極泥渣的生成,避免鍍液與陽(yáng)極金屬表面直接接觸。這樣,不僅可以防止鍍層產(chǎn)生麻點(diǎn),而且可以避免光亮劑在陽(yáng)極泥上吸附和氧化分解。如果陽(yáng)極中磷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于0.02%,電解中所形成的黑色膜就難以阻止一價(jià)銅的產(chǎn)生,使鍍液中銅粉增加。若磷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)0.1%,將會(huì)嚴(yán)重影響陽(yáng)極的溶解,造成陽(yáng)極鈍化,使鍍液中二價(jià)銅的質(zhì)量濃度下降,并生成大量陽(yáng)極泥,影響鍍層光亮性。因此,最好是使用經(jīng)過(guò)拉毛處理的聚丙烯布料作為陽(yáng)極袋,以防止陽(yáng)極泥污染鍍液。

6.結(jié)語(yǔ)