镀铜概述

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

标准电位：Cu++e- →Cu为＋0.52Ｖ；

Cu++ ＋2e-

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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。

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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)：

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

(3)光泽镀洛(bright plating)：beaver 配方

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

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。

4.3.3 酸性铜镀浴之维护及控制

(Maintenance and Control)

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

1：10。硫酸含量超过11vol％则电流效率下降。氯离

子在高均一性及光泽镀浴中，可减少极化作用及消除高

电流密度之条纹沉积(striated deposits)。

# 温度：太部份镀浴在室温下操作，如果温度过低则电流

效率及电镀范围(plating range)将会减少。如果光泽性

不需要，则可将镀浴温度提升到50℃以提高电镀范围，应

用于电铸(electroforming)，印刷电路或印刷板等。

# 搅拌：可用空气、机械、溶液喷射(solution jet)或移动镀件等方法搅拌，搅拌愈好则容许电流密度(allowable current density)愈大。

# 杂质:有机杂质是酸性镀浴最常见的、其来源有光泽剂(brighteners)的分解生成物，槽衬、阳极袋未过滤

到物质、电镀阻止物(stopoffs)、防锈物质(resists)及

酸和盐之不纯物。镀浴变绿色表示相当量之有机物

污染，必需用活性碳处理去除有机物杂质，有时过

氧化氢及过锰酸钾(potassium permanganate)有助于活

性碳去除有机杂质，纤维过滤器(cellulose filter)不能

被使用。

金属杂质及其作用如下：

锑(antimony)：10-80 g/l，粗糙及脆化镀层，加胶

(gelatin)或单柠酸(tannin)可抑制锑共同析出(codeposition)。

砷(arsenic)20-100 ppm：同锑。

铋(bismuth)：同锑。

镉(cadmium)＞500ppm：会引起浸镀沉积

(immersion deposit)及阳极极化作用，能用氯子控制。

镍＞1000 ppm：同铁。

铁＞1000 ppm：减低均一性及导电度。

锡500-1500ppm：同镉。

锌＞500ppm：同镉。

4.3.4 酸性铜镀浴之故障及原因

1.

2.失去光泽：