酸性硫酸盐镀铜故障及其处理方法.doc

酸性硫酸盐镀铜故障及其处理方法：低电流密度区镀层不亮
    在电镀铜一镍一铬或镍一铜一镍一铬的装饰性电镀体系中，光亮硫酸盐镀铜出现低电流密度区镀层不亮时，在后续镍和铬电镀中，低电流密度区都不能获得光亮的镀层，从而使产品不能满足客户的要求，不良率增加。
    可能原因
    原因分析及处理方法

  (1)预镀层低电流密度区粗糙

  预镀层的质量好坏，直接影响到后续镀层的质量。若底材粗糙，可以改变工件加工工艺，必要时采取抛光方式，降低底材的粗糙度；若是镀层厚度薄甚至没镀上预镀层，可以调整工艺参数，提高预镀层低电流密度区的质量；若是挂具的装挂方式不合理，影响了低电流密度的电流分布，必须重新设计挂具；若是镀液存在问题，必须及时调整成分进行处
理，提高镀液的深镀能力

  (2)挂具导电
性不良
  ①挂具设计不合理，电力线分布不均匀
  ②挂具上的挂钩脚子松落，导电性差
  ③挂钩有绝缘层，未剥离干净
  ④挂具未经预镀
  ⑤挂具闲置时间长，挂具导电的接触面有铜绿，未除尽
  ⑥挂具各接触点的接触电阻大，使工件表面上的真实电流密度太小，而使低电流密度区镀层不亮

续：上述故障现象
    可能原因
    原因分析及处理方法
  (2)挂具导电性不良
  ⑦挂钩上的镀层很厚，没有及时维护，导电性差
  处理方法：
  a．合理设计和制作挂具；
  b．加强挂具的维护和保养

  (3)镀液中M、N含量低

  在一定的电流密度下，M、N特性吸附在阴极表面上，增大阴极极化，主要作用是改善镀液的整平能力，并可改善铜镀层低电流密度区光亮范围，同时，还可以提高镀液的操作温度。若M、N含量低时，会使低电流密度区镀层不亮，而且整平性也较差；含量过高时，会产生树枝状的条纹和麻点
  处理方法：取镀液进行赫尔槽试验，若发现阴极样板的低电流密度区镀层不亮，初步判断是整平剂(M、N)太少，那么究竟是不是N太少呢?可以向镀液中加入适量的N后再做赫尔槽试验，若加入N后，低电流密度区镀层光亮度好了，就证实原来的判断是正确的。相反，假使加入N后，阴极样板上出现树枝状条纹，那就证明原来的镀液中并不缺少N，需要再做试验，找出造成低电流密度不亮的真正原因

  (4)十二烷基硫酸钠含量低

  十二烷基硫酸钠加入到溶液中，能吸附在电极表面，降低界面张力，增强溶液对电极的润湿作用，减少针孔。如它的含量低，使氢气吸附在工件的表面，阻碍镀层金属的沉积
  检查十二烷基硫酸钠的方法见故障现象1(6)
  处理方法：补加0．05g／L十二烷基硫酸钠
  特别强调的是，若十二烷基硫酸钠含量太多，分解产物也多时，镀液受到有机杂质污染，也会出现低电流密度区镀层不亮
  (5)聚二硫二丙烷磺酸钠(SP)含量过多
  见故障现象1(4)的原因分析及处理方法

  (6)镀液中一价铜离子较多

  Cu+在镀液中很不稳定，通过歧化反应分解为Cu2+和铜粉，后者吸附在阳极上部分脱落，成为泥渣，电镀过程中沉积在镀层上，成为毛刺，此外，Cu+还影响镀层的光亮度和整平性，低电流密度区镀层不亮
  检查方法：向镀液中加入0．O3～O．05mL／L 30％的双氧水后试镀，观察低电流密度区镀层的光亮度有否改善，如有改善，表明镀液中Cu+较多，否则就不是一价铜的影响
  假使添加双氧水后故障现象消失，但过了一会儿故障又重新出现，需要再加双氧水才能消除故障，表明镀液中Cu+很容易产生，那就要检查铜阳极状况，假使电镀时的电流密度正常，其表面上没有棕黑色存在，说明阳极质量不好或含磷量太少，须更换阳极
  处理方法：
  a．使用含磷量为0.04％～0．o6％的磷铜阳极；
  b．用0.1～0.2mL／L 30％的双氧水处理，分析调整硫酸成分后，试镀
  当其他条件不变时，升高溶液的温度，通常会加快阴极反应速度和离子扩散速度，降低阴极极化作用，因此也会使镀层结晶变粗。如果同其他工艺条件配合恰当的话，升高温度可以提高允许的阴极电流密度的上限值，阴极电流密度的增加会增大阴极极化作用，以弥补升温的不足，这样不但不会使镀层结晶变粗，而且会加快沉积速度，提高生产效率。此外还可提高溶液的导电性，促进阳极溶解，提高阴极电流效率(镀铬除外)，减少针孔，降低镀层内应力等。但是对光亮酸性镀铜，当温度大于28℃时，有机光泽剂开始分解；大于32℃分解加速，光泽剂消耗量大，出光速度慢，有机杂质多，会使低电流密度区镀层不亮的区域扩大，甚至镀层不光亮。当温度达到40～50℃以上时，添加剂部分被破坏，光亮作用消失。因此，镀液长时间超负荷工作，导致槽液温度升高过快，必须合理控制槽液的体积电流密度(一班制生产：Dv=0．4A／L以下；二班制生产：Dv=0.25A／L以下)，这样才能防止槽液温度在电镀过程中升高
  处理方法：
  a．合理控制体积电流密度，防止电镀过程中槽液温度升高；
  b．在设备的设计过程中，充分考虑设置加热和制冷双路系统，保证槽液温度的稳定；

续：上述故障现象
    可能原因
    原因分析及处理方法

  (7)镀液温度过高

  c．适当提高硫酸的含量，提高溶液的导电性，降低溶液的欧姆电阻；
  d．每2h用玻璃温度计监测槽液温度，校核仪表温度，并及时调整，保证槽液温度的稳定

  (8)硫酸含量偏低

  在镀液中，加入硫酸可以提高镀液的电导率，并通过同离子效应，降低铜离子的有效浓度，从而提高阴极极化作用改善镀液的分散能力和使铜镀层结晶细致。此外，硫酸的加入还有防止镀液中Cu+水解并生产氧化铜的作用，因此，避免了产生氧化亚铜的疏松镀层，提高了镀液的稳定性。硫酸含量为50～70g／L.
  当硫酸含量偏低时，硫酸的作用就差(a．防止铜盐水解，减少“铜粉”；b．提高溶液的电导；c．改善镀层的结晶组织)，同时由于硫酸铜含量偏高，这将导致溶液浑浊，“铜粉”增多，造成镀层结晶粗糙，低电流密度区(零件的凹处)镀层不亮。若硫酸铜含量低，硫酸含量也偏低，这种现象在下列两种情况可能会出现：a．镀液维护不好，阳极面积太小；b．经常向镀液中加双氧水而不补充硫酸镀液处于这种情况下，会使阴极电流密度范围狭小，镀层的光亮度和整平性较差，严重的甚至不能获得光亮镀层
  镀液中硫酸铜和硫酸都偏低时，可以从溶液的色泽进行判断。一般讲，这样的溶液往往略带浑浊，色泽较淡，常带有绿色的感觉(正常镀液为天蓝色)。看到这种现象，再分析镀液成分，并及时予以调整，同时检查阳极，若阳极严重钝化，应取出阳极，经刷洗、活化后再挂入镀槽，假使阳极面积太小，还需增大阳极面积，降低阳极电流密度，防止阳极再次钝化
  处理方法：
  a．定期分析并调整槽液成分，并控制硫酸铜和硫酸的相对比值；
  b．加强镀液的维护保养
  (9)镀液中Cl-过多
  见故障现象2(6)的原因分析及处理方法
  (10)镀液中有机杂质过多
   见故障现象1(5)的原因分析及处理方法