第四章 镀铜

第四章镀铜

4.1 铜的性质

4.2 铜镀液配方之种类

4.3 硫酸铜镀浴(Copper Sulfate Baths)

4.4 氰化镀铜浴(Copper Cyanide Baths)

4.5 焦磷酸铜镀浴

4.6 硼氟酸铜镀浴(Copper Fluoborate Bath)

4.7 不锈钢镀铜流程

4.8 铜镀层之剥离

4.9 镀铜专利文献资料(美国专利)

4.10 镀铜有关之期刊论文

4.1 铜的性质

*色泽：玫瑰红色*原子量：63.54

*原子序：29

*电子组态：1

S22S22P63d104S1

*比重：8.94*熔点：1083℃

*沸点：2582℃*Brinell硬度43-103

*电阻：1.673 l W -cm，20℃*抗拉强度：220～420MPa

12.标准电位：Cu++e- →Cu为＋0.52Ｖ；

Cu++＋2e-→Cu为＋0.34V。

质软而韧，延展性好，易

塑性加工

导电性及导热性优良

良好的拋旋光性

易氧化，尤其是加热更易氧化，不

能做防护性镀层

会和空气中的硫作用生成褐色硫化铜会和空气中二氧化碳作用形成铜录

会和空气中氯形成氯化铜粉末

铜镀层具有良好均匀性、致密性、附着性及拋旋光性等所以

可做其它电镀金属之底镀镀层。

唯一可实用于锌铸件电镀打底镀层可做为防止渗碳氮化铜

用

铜的来源充足铜容易电镀，容易控制

铜的电镀量仅次于镍

回目

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4.2 铜镀液配方之种类

可分为二大类：

1.酸性铜电镀液：

优点有：

成份简单毒性小，废液处理容易

镀浴安定，不需加热电流效率高

价廉、设备费低高电流密度，生产速率高

缺点有：

镀层结晶粗大不能直接镀在钢铁上

均一性差

2.氰化铜电镀液配方：

优点有：

镀层细致均一性良好

可直接镀在钢铁上

缺点有：

毒性强，废液处理麻烦电流效率低

价格贵，设备费高电流密度小，生产效率低

镀液较不安定，需加热

P.S配合以上二种配方优点，一般采用氰化铜镀液打底后，再用酸性铜镀液镀铜，尤其是镀层厚度需较厚的镀件。

回目

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4.3 硫酸铜镀浴(Copper Sulfate Baths)

硫酸铜镀浴的配制(prepare)、操作(operate)及废液处理都很经济，可应用于印刷电路(printed circuits)、电子(electronics)、印刷板(photogravure)、电铸(electroforming)、装饰(decorative)及塑料电镀(plating on plastics)。

其化学成份简单，含硫酸铜及硫酸，镀液有良好导电性，均一性差但目前有特殊配方及添加剂可以改善。钢铁镀件必须先用氰化铜镀浴先打底或用镍先打底(strike)，以避免置换镀层(replacement diposits)及低附着性形成。

锌铸件及其它酸性敏感金属要充份打底，以防止被硫酸浸蚀。镀浴都在室温下操作，阳极必须高纯度压轧铜，没有氧化物及磷化(0.02到0.08wt％P)，阳极铜块(copper anode nuggets)可装入钛篮(titanium baskets)使用，阳极必须加阳极袋(anode bag)，阳极与阴极面积比应2：1，其阳极与阴极电流效率可达100％，不电镀时阳极铜要取出。

4.3.1 硫酸铜镀浴(standard acid copper plating)

(1)一般性配方(general formulation)：

Copper sulfate 195-248 g/l

Sulfuric acid 30-75 g/l

Chloride 50-120 ppm

Current density 20-100 ASF

(2)半光泽(semibright plating)：Clifton-Phillips 配方

Copper Sulfate 248 g/l

Sulfuric acid 11 g/l

Chloride 50-120 ppm

Thiourea 0.00075 g/l

Wetting agent 0.2 g/l

(3)光泽镀洛(bright plating)：beaver 配方

Copper sulfate 210 g/l

Sulfuric 60 g/l

Chloride 50-120 ppm

Thiourea 0.1 g/l

Dextrin 糊精 0.01 g/l

(4)光泽电镀(bright plating)：Clifton-Phillips 配方

Copper sulfate 199 g/l

Sulfuric acid 30 g/l

Chloride 50-120 ppm

Thiourea 0.375 g/l

Wolasses 糖密 0.75 g/l

4.3.2 高均一性酸性铜镀浴配方(High Throw Bath)

用于印刷电路，滚桶电镀及其它需高均一性之电镀应用。

Copper sulfate 60-90 g/l

Sulfuric acid 172-217 g/l

Chloride 50-100 ppm

Proprietary additive 专利商品添加剂按指示

量

4.3.3 酸性铜镀浴之维护及控制

(Maintenance and Control)

1.组成：硫酸铜是溶液中铜离子的来源，由于阴极及阳极

电流效率正常情况接近100％，所以阳极铜补充铜离子

是相当安定的。硫酸增进溶液导电度及减小阳极及阴极

的极化作用(polarization)并防止盐类沉淀和提高均一性

(throwing power)。高均一性镀浴中铜与硫酸比率要保持