无氰碱性镀铜添加剂CuR-1

一、特点

1、镀层与基体结合力好，能在钢铁件上直接镀而无需预浸或预镀。

2、允许阴极电流密度（dk）范围宽（1.0～3.0a/dm2）与氰 化 物镀铜工艺相

当。

3、镀液深镀能力、电流效率与镀层外观细致光泽性优于氰 化 物镀铜工艺。

4、镀液成分简单、稳定、维护方便。

5、无氰，操作安全，有利于环境保护，可取代氰化 物 镀铜工艺。

二、工艺规范

三、镀液的配制

按需要称取hp（络合剂），用水稀释至总体积的60 %左右，逐渐加入浓的

koh溶液（koh要缓慢加入，以防止中和放热反应过分激烈），调节ph值至8左右。然后加入所需铜盐[cuso4．5h2o或cu（oh）2cuco3]，搅拌溶解后加入导电盐k2co3。待全部溶解后，如ph值偏低，可加入koh调节ph值至9～10之间。然后加入添加剂cur-1（20～30 ml），Zui后加水稀释至所需体积。

四、镀液中各成分的作用及工艺条件的影响

1、铜盐

铜盐可用碱式碳酸铜[cu（oh）2cuco3]或硫酸铜（cuso4．5h2o）。cu2+的浓度与允许电流密度和分散能力有关。为了使允许电流密度、分散能力和沉积速度等性能均达到实用要求，经试验cu2+含量在8～12g/l之间为宜。镀液中cu2+浓度过低，光亮范围缩小，允许电流密度下降；cu2+过高，分散能力降低。

2、hp（络合剂）

hp是镀液中cu2+的主络合剂。在镀液所确定的工艺范围内主要生成hp/cu2+摩尔比值为2的络阴离子—[cu（hl）2]6—，其组成和结构已经研究测定。镀液中hp含量在保证与cu2+充分络合的条件下还必须有一定量呈游离状态。研究的结果表明： 当镀液中hp/cu2+克分子比在3～4：1范围内、ph值在9～10范围内所获得的铜镀层与钢铁基体结合能力好，外观细致半光亮；如hp/cu2+克分子比值太低，镀层光亮区范围缩小，分散能力降低并且影响结合力，阳极也易钝化；hp/cu2+克分子比值太高，镀液阴极电流效率低，沉积速度慢，镀液成本也相应提高。因此，当镀液中cu2+含量在8～12g/l时，hp（）的浓度为80～130g/l为宜。

3、碳酸钾

碳酸钾是导电盐，能提高镀液导电率和分散能力。根据试验结果，k2co3含量一般在40～60g/l为宜，含量太高会缩小镀层光亮区范围。

4、cur-1添加剂

cur-1添加剂主要作用是扩大允许阴极电流密度（dk）并提高整平性能。镀液未加cur-1添加剂时，Zui大允许阴极电流密度为1.5a/dm2；加入cur-1添加剂后Zui大允许阴极电流密度能扩大至3.0a/dm2。配槽时cur-1添加量为20～30 ml/l。补充添加量可根据允许电流密度变化，利用赫尔槽试验确定。cur-1添加剂的消耗量为100～150ml/kah。

5、ph值

hp与cu2+生成的络离子状态视镀液的ph值而定。根据试验结果，ph值要求控制在9～10之间为宜。ph值过低易产生置换镀层，而且分散能力变差；ph值过高，赫尔槽试片光亮区范围缩小，镀层色泽变暗。镀液调整ph值时，一般调高ph值用koh，调低ph值可用hp络合剂（酸）。

6、温度

根据试验结果，镀液温度在30～50℃ 的范围内均能获得结合力良好的铜镀层。但镀液温度会影响镀层外观光泽性和分散能力。如温度控制在45～50℃时比控制在30℃时镀层光泽和分散能力均提高。但若温度过高（＞50℃）则能源消耗大，槽液挥发量也大。故镀液温度应视具体要求而定，一般以不超过50℃为宜。

7、阴极电流密度（dk）～

根据试验结果，上述基本镀液配方在未加cur-1添加剂时允许电流密度范围在1.0～1.5a/dm2。实际允许电流密度大小还决定于镀液的温度和阴极是否移动。一般在温度为45℃、采用阴极移动（15～25次/min）时,允许电流密度的上限可达1.5a/dm2；加入cur-1添加剂时的镀液允许阴极电流密度上限可扩大至3.0 a/dm2。

8、阳极

阳极采用纯度高的轧制铜板较好。为尽量避免阳极泥污染镀液，影响电镀质量，阳极采用尼龙套包裹。镀液中hp/ cu2+摩尔比降低或阳极面积较阴极面积比例过小均易使阳极钝化。一般阴极面积与阳极面积比例（sk：sa）要求控制在1:1.0～1.5。可根据电镀实际情况进行调整。

五、镀液的维护和管理

hp镀铜新工艺的特点之一是能在钢铁件上直接电镀，获得结合力良好的铜

镀层，无需预镀。这是其它无氰镀铜工艺不易做到的。但保证结合力良好是有条件的。要保证铜镀层与钢铁基体结合力良好，电镀时必须避免产生疏松的置换铜镀层和钢铁件表面处于钝态。为此，一定要注意做到：

（1）避免镀件前处理不良，避免表面油污未除净以及经盐酸活化后必须清洗干净，避免酸液残留镀件表面。

（2）镀液的ph值要保持在9～10之间。

（3）镀液中hp/cu克分子比要在3～4：1的范围内。

（4）电镀时特别要注意起始阴极电流密度（ds）不能太小，必须达到能使钢铁件表面处于活态。对于hp-cu镀液来说一般ds≥1 a/dm2时就能保证良好的结合力。如电镀时ds太小，例如ds为0.2 a/dm2，则不能使钢铁件表面钝态转化为活态，获得铜镀层结合力就差。

为维护镀液的正常工作，使之少出故障，在管理中应注意做到：

（1）定期分析镀液各主要组分，以便及时调整各项成分在正常工艺规范内；

（2）定期过滤镀液，电镀过程中铜阳极会产生阳极泥，虽然阳极有护套，但

细小的“铜粉”仍然能进入镀液，因此，要定期过滤除去。

（3）控制阴阳极面积比。生产过程中需要根据阴阳极面积及时调整成比例

的阳极面积。当阳极面积大大超过阴极面积时镀层表面会产生“毛刺”，使镀层质量下降；如阴极面积大大超过阳极面积，则阳极处于钝化状态，会引起阳极大量析氧破坏hp，并使镀液cu2+含量降低，导致镀液成分比例失调。

（4）控制镀液的ph值。hp-cu镀液的ph值一般很稳定，但是工作中的某些因素也会使ph值变化。电镀前一定要调整镀液的ph值，使其保持在正常范围。ph＜9时可用koh调高；ph＞10时，可用hp络合剂（酸）调低。

（5）注意有害杂质的污染。杂质对hp镀液有很大的的影响。经试验，确定影响较严重的是：cn—、cro42—、pb2+和fe2+。它们会使铜镀层变暗和变黑；zn2+和ni2+对镀层外观影响不大。如镀液一旦被有害杂质污染必须及时除去。