文档介绍：报告人:詹益腾
2009-10-30
电镀行业无氰高密度铜工艺
一、研究背景
无氰碱铜的研究及应用是电镀行业实施清洁生产的一个重大课题,也是一道难题。
众所周知,国家经贸委2002年就发布淘汰落后生产工艺——氰化电镀的命令。但是,由于电镀行业应用量大面广的氰化预镀铜工艺尚无成熟工艺可代替,不得不将其暂缓淘汰。
国内在上世纪七十年代初就开始无氰镀铜工艺的研究,但可以说,此前还没有一项无氰碱铜工艺能够取代氰化预镀铜,在生产中长期稳定应用。一位资深电镀专家曾在《电镀与涂饰》上发表文章“路漫漫兮,无氰碱铜”。
“电镀行业无氰高密度铜关键技术及其产业化”是广东省重大科技专项资助项目。根据其应用行业的不同分为两个子课题:在五金、卫浴行业应用的SF-638无氰碱铜和铝轮毂行业应用的SF-8639无氰高密度铜。
二、电镀工艺研究
根据文献调研及对近期国内引进的多种国外无氰碱铜工艺的研究,并借助国内70年代在无氰碱铜研究中积累的经验,我们研制成功有机膦酸盐多元络合直接镀铜新工艺:SF-638无氰碱铜和SF-8639无氰高密度铜工艺,研制了镀液开缸剂、促进剂。
镀液配方及操作条件如下表:
SF-638无氰碱铜
SF-8639无氰高密度铜
成分
范围
最佳值
成分
范围
最佳值
SF-638Cu
250-400mL/L
300ml/L
SF-8639Cu
250-400mL/L
300ml/L
SF-638E
80-120 mL/L
100ml/L
SF-8639E
80-120 mL/L
100ml/L
碳酸钾
30-50 g/L
40g/L
碳酸钾
30-50 g/L
38g/L
pH值
-10
pH值
-10
温度
25-45℃
30℃
温度
50-60℃
60℃
阴极电流密度Dk
-
1A/dm2
阴极电流密度Dk
-
1A/dm2
阳极
无氧电解铜
阳极
无氧电解铜
加热设备
聚四氟乙烯(Teflon)涂层加热器、不锈钢或钛加热器
加热设备
聚四氟乙烯(Teflon)涂层加热器、不锈钢或钛加热器
搅拌
须采用低压、大容量强有力的空气搅拌系统
搅拌
须采用低压、大容量强有力的空气搅拌系统
电镀液的配制
按配方用纯水配制,配制好的镀液在过滤机中加活性炭连续过滤48小时,前24小时每8小时换一次活性炭,同时进行小电流电解,处理后即可进行试镀。
杂质的影响
(1)50ppm的铅会在电镀时,使高、中电流区形成黑斑,并使镀层结合力差。可通过大电流电解处理镀液。
(2)50ppm的氰化物会在电镀时使中、高电流区形成红色块状色斑。可用双氧水、活性炭处理镀液。
(3)3g/L以上的锌杂质会使镀层的低区出现分层,发黑。可以通过小电流电解除锌,也可以加入大量的SF-8639E消除锌离子的污染。
(4)。,低电流密度区附着力差,可用大电流电解除去。
(5)小于1g/L的镍杂质对镀层无影响。镍杂质高于1g/L时,其对镀层影响与铁相仿。
(6)有机杂质过多会使镀液变绿,而且镀层发雾,可用活性碳过滤或加入少量双氧水处理。
镀液的维护
(1)定期测定镀液的pH值、温度、电流密度,使工艺条件处于工作范围内。
(2)镀液金属铜的消耗主要由铜阳极补充,镀液中的铜含量要定期分析。
(3)根据消耗量及时补充SF-8639E,当SF-8639E含量不足时,低区发暗,影响镀层外观,同时影响结合力。在生产过程中要按照千安培小时消耗量补充SF-8639E。为了准确控制镀液中SF-8639E的含量,电镀厂家要定期送镀液到本公司分析E剂的含量,并按分析结果进行调整补充。
(4)镀液中的有机杂质太多会影响镀层与底材的结合力和阳极的活化状态。因此镀液在施镀过程中要进行连续活性炭过滤,使镀液中的分解产物及时被活性炭吸附,保证镀液的清洁,以及阳极的活化状态。
(5)为了防止阳极钝化要严格控制阴阳极面积比(1:1-1:5),并定期刷洗阳极。
(6)严禁镀槽中带入氰化物,如果镀槽中有氰化物,在开缸前,应该先用清水洗净,再用稀硫酸和双氧水的混合液浸泡。
工艺流程
铝轮毂电镀工艺流程
检验毛坯→抛光件除蜡→水洗→除油→水洗→碱蚀→水洗三次→酸除垢→水洗三次→沉锌1 →水洗三次→脱锌→水洗三次→沉锌2 →水洗三次→预镀无氰高密度铜→水洗三次→活化→水洗一次→镀酸铜
钢铁件电镀工艺流程(网片件)
热脱→阳极电解除油→超声波除油→水洗×2→酸洗除油→浓盐酸洗→水洗×2→终端电解除油→水洗×2→E剂