电镀镀液成分分析
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在此對於電荷傳遞與質量傳遞加以瞭解： 一般會影響Mass transfer的因素有： 鍍液濃度； 電鍍速率； 攪拌情形； 槽液溫度。
質量傳遞受到槽液攪動與打氣的影響，通常攪動與打氣僅能影響陰極表面的質量傳遞， 至於孔內的質量傳遞則幾乎由陰極擺動的距離與頻率所決定。 而有關Charge transfer的影響因子為：吸附陰極的有機添加物； 吸附陰極的有機添加物與金屬離子的複合物。
達到均勻鍍層：電流分佈均勻；電極極化；鍍液導電鍍增加。 陰極效率減小(電流密度上升)金屬離子分佈均勻T.P.增加； 適當攪拌金屬離子分佈均勻T.P.增加
二、2、3 級電流分布
2. 二級電流分佈 (Secondary current distribution) 實際上電流分佈仍受到其他因素影響，即加入電荷傳遞(charge transfer)與質量傳遞
基本上有機添加物並不影響質量傳遞，卻可影響電荷傳遞。若陰極板面各處與孔內，當質 量傳遞與電荷傳遞的差異很小時，則板面的電流密度也會接近，鍍層自然分佈均勻。
二、2、3 級電流分布
3. 三級電流分佈(Tertiary current distribution )
三級電流分佈效應雖不及一級與二級電流分佈，但仍與均佈力息息相關。此效應主要於槽 液的有機添加劑(Organic Additives)構成。 通常Additives包括三種成分，即光澤劑(Brightener)、平整劑(Leveler)與載體(Carrier)，三種 添加劑均會在陰極表面的邊界層產生作用，其作用分述如下：
3.鍍層沉積連續性(Continuity)
鍍層含孔隙(pore)；不均勻(uneven)之探討： 鍍層厚度增加 孔隙度降低。 底層金屬清潔度高 孔隙度降低。 鍍液潔淨度高孔隙度降低。
4.鍍層沉積均勻性(Uniformity)
均勻度受到電極形狀、距離之影響。可經由鍍液配方、攪拌等方式改善。
鍍層沉積分佈力(Throwing power) 定義：T.P. = 陰極面沉積均勻厚度之能力
P
V
P
V
P
V
P: 陰極表面峰部(Peak) V: 陰極表面谷部(Valley)
添加劑
圖1-1. 鍍層邊界層示意圖
濃度漸稀
濃度均勻的
擴散層(擴散與對流) 主槽液
鍍層
陰極底材 極薄的靜止層 ：表示擴散 移
離子在電性驅 動下產生遷
：表示對流
圖1-2. 鍍層邊界層示意圖
三、鍍液組成介紹(鎳)
一般氨基磺酸鎳的配方有三種，即： 含氯離子型：
由於載體與平整劑可降低極化曲線的斜率，而光澤劑卻會增加極化曲線的斜率。電鍍進行時 光澤劑吸附於低電流密度區(如凹陷處)，由於光澤劑會增加電鍍速率，由於凹陷部位的電鍍速 率增快，可達到填補凹陷的目的。同時又借助平整劑降低高電流區的電鍍速率，使突出部分 的鍍層較薄，以達平整的目的。
二、2、3 級電流分布
1. 載體：吸附於陰極表面，阻礙高電流區離子的還原反應 (–)。 2. 光澤劑：吸附於陰極表面，可取代部分的載體之用，增加該區的電鍍速率 (+)。 3. 平整劑：可被吸附並取代某些特定位置(通常為高電流密度區或高攪拌區)的光澤劑或載體， 能降低電鍍速率 (–)。 增加電鍍速率；增加極化曲線斜率：Brightener。 降低電鍍速率；降低極化曲線斜率：Carrier & Leveler。
氨基磺酸鎳：270-330 g/l 氯化鎳： 15 g/l 硼酸： 30-45 g/l 攪拌： 空氣或機械攪拌 pH： 3.5-4.2 溫度： 24-71°C
低溫操作時，鍍液中氨基磺酸根較安定而不易裂解， 具有低應力的優點。但實際上若須採用高電流及高溫， 容易引發水解或電解等副反應，須注意pH值下降之趨勢。 其反應式如下： 2(H2NSO3)¯ + 2H2O N2 + 2SO42¯+ 8H+ + 6e¯
一、電鍍基本概念(續)
性質與影響因素的關係： 1.鍍層沉積附著性(Adhesion)
為求鍍層與底材緊密結合，須注意鍍面的清潔(不含oil、氧化物、硫化物)，且鍍 層須具有粒子(grain)或晶體(crystal)結構，其延展性與底層金屬接近。
採用的清潔法有以下幾類： 化學去油、電解去油、有機溶劑去油； 酸液浸洗、電解清洗、電洗； 電解磨光、機械磨光；噴砂等
2.鍍層沉積緻密性(Cohesion)
鍍層粒子須微細(fine grains)及純淨。 影響鍍層粒子微細之因素： 鍍液成分；電流密度；溫度等。 高溫、高電流密度 粒子粗糙、鬆散。 含少量金屬不純物 鍍層：海棉狀、斑點。 鍍液金屬濃度低(以錯離子型態存在) 粒子較細、緊密。
ຫໍສະໝຸດ Baidu
一、電鍍基本概念(續)
平整劑屬於多鏈結的聚合體 (Multichained polymer)，具有許多帶正電荷的側鏈，可在局部的 高電流區減少鍍層的過鍍(Overplate)。這種聚合體將藉著靜電的吸引力，遷移至陰極的高電 流密度區，而聚集在孔壁或板面的轉角處(Knee)，因此可有效防止高電流密度區所產生的過 鍍，達到鍍層平整的效果。
(mass transfer)等參數之後，其電流密度又重新加以分配，產生所謂的二級電流分佈，此 二級電流分佈效應並不及一級電流分佈。二級電流分佈效應出自電鍍槽液的化學成分與濃 度，特別是硫酸銅、硫酸以及氯化物等濃度的變化。因此可透過電荷傳遞與質量傳遞來改 善電流分佈，使得實用的電流分佈較原先的一級電流分佈更趨於均勻。
一、電鍍基本概念
1.電鍍基礎:
電鍍目的：裝飾性；保護性；導通性 要求性質：鍍層附著性；緻密性；均勻性；外觀性 影響因素：鍍液成分；添加劑；pH值；溫度; 攪拌(吹氣)；電流密度 電鍍原理：
將鍍液中的金屬陽離子還原而沉積在陰極上。 為維持電解液中的金屬離子濃度，一般使用兩種方式補充： 1.適量加入電解液。 2.以在陰極沉積金屬作為陽極，金屬陽極通電後溶解出陽離子。
鍍液濃度, 成分和特性
內容說明
背景說明: 透過了解鍍液濃度成分及相關特性進而運用到實務改善及日常保養上,以 技委會作一個電鍍知識与經驗的橋樑
內容慨況: 鍍種包含太廣,本教材僅著重於一般概念性學理與常用技術 報告將從何謂二次,三次電流分布? 談及鍍液管控,並以電鍍生產實際例子加以說明
一、電鍍基本概念 二、二次/三次電流分布 三、鍍液組成介紹(Ni/Au)
質量傳遞受到槽液攪動與打氣的影響，通常攪動與打氣僅能影響陰極表面的質量傳遞， 至於孔內的質量傳遞則幾乎由陰極擺動的距離與頻率所決定。 而有關Charge transfer的影響因子為：吸附陰極的有機添加物； 吸附陰極的有機添加物與金屬離子的複合物。
達到均勻鍍層：電流分佈均勻；電極極化；鍍液導電鍍增加。 陰極效率減小(電流密度上升)金屬離子分佈均勻T.P.增加； 適當攪拌金屬離子分佈均勻T.P.增加
二、2、3 級電流分布
2. 二級電流分佈 (Secondary current distribution) 實際上電流分佈仍受到其他因素影響，即加入電荷傳遞(charge transfer)與質量傳遞
基本上有機添加物並不影響質量傳遞，卻可影響電荷傳遞。若陰極板面各處與孔內，當質 量傳遞與電荷傳遞的差異很小時，則板面的電流密度也會接近，鍍層自然分佈均勻。
二、2、3 級電流分布
3. 三級電流分佈(Tertiary current distribution )
三級電流分佈效應雖不及一級與二級電流分佈，但仍與均佈力息息相關。此效應主要於槽 液的有機添加劑(Organic Additives)構成。 通常Additives包括三種成分，即光澤劑(Brightener)、平整劑(Leveler)與載體(Carrier)，三種 添加劑均會在陰極表面的邊界層產生作用，其作用分述如下：
3.鍍層沉積連續性(Continuity)
鍍層含孔隙(pore)；不均勻(uneven)之探討： 鍍層厚度增加 孔隙度降低。 底層金屬清潔度高 孔隙度降低。 鍍液潔淨度高孔隙度降低。
4.鍍層沉積均勻性(Uniformity)
均勻度受到電極形狀、距離之影響。可經由鍍液配方、攪拌等方式改善。
鍍層沉積分佈力(Throwing power) 定義：T.P. = 陰極面沉積均勻厚度之能力
P
V
P
V
P
V
P: 陰極表面峰部(Peak) V: 陰極表面谷部(Valley)
添加劑
圖1-1. 鍍層邊界層示意圖
濃度漸稀
濃度均勻的
擴散層(擴散與對流) 主槽液
鍍層
陰極底材 極薄的靜止層 ：表示擴散 移
離子在電性驅 動下產生遷
：表示對流
圖1-2. 鍍層邊界層示意圖
三、鍍液組成介紹(鎳)
一般氨基磺酸鎳的配方有三種，即： 含氯離子型：
由於載體與平整劑可降低極化曲線的斜率，而光澤劑卻會增加極化曲線的斜率。電鍍進行時 光澤劑吸附於低電流密度區(如凹陷處)，由於光澤劑會增加電鍍速率，由於凹陷部位的電鍍速 率增快，可達到填補凹陷的目的。同時又借助平整劑降低高電流區的電鍍速率，使突出部分 的鍍層較薄，以達平整的目的。
二、2、3 級電流分布
1. 載體：吸附於陰極表面，阻礙高電流區離子的還原反應 (–)。 2. 光澤劑：吸附於陰極表面，可取代部分的載體之用，增加該區的電鍍速率 (+)。 3. 平整劑：可被吸附並取代某些特定位置(通常為高電流密度區或高攪拌區)的光澤劑或載體， 能降低電鍍速率 (–)。 增加電鍍速率；增加極化曲線斜率：Brightener。 降低電鍍速率；降低極化曲線斜率：Carrier & Leveler。
氨基磺酸鎳：270-330 g/l 氯化鎳： 15 g/l 硼酸： 30-45 g/l 攪拌： 空氣或機械攪拌 pH： 3.5-4.2 溫度： 24-71°C
低溫操作時，鍍液中氨基磺酸根較安定而不易裂解， 具有低應力的優點。但實際上若須採用高電流及高溫， 容易引發水解或電解等副反應，須注意pH值下降之趨勢。 其反應式如下： 2(H2NSO3)¯ + 2H2O N2 + 2SO42¯+ 8H+ + 6e¯
一、電鍍基本概念(續)
性質與影響因素的關係： 1.鍍層沉積附著性(Adhesion)
為求鍍層與底材緊密結合，須注意鍍面的清潔(不含oil、氧化物、硫化物)，且鍍 層須具有粒子(grain)或晶體(crystal)結構，其延展性與底層金屬接近。
採用的清潔法有以下幾類： 化學去油、電解去油、有機溶劑去油； 酸液浸洗、電解清洗、電洗； 電解磨光、機械磨光；噴砂等
2.鍍層沉積緻密性(Cohesion)
鍍層粒子須微細(fine grains)及純淨。 影響鍍層粒子微細之因素： 鍍液成分；電流密度；溫度等。 高溫、高電流密度 粒子粗糙、鬆散。 含少量金屬不純物 鍍層：海棉狀、斑點。 鍍液金屬濃度低(以錯離子型態存在) 粒子較細、緊密。
ຫໍສະໝຸດ Baidu
一、電鍍基本概念(續)
平整劑屬於多鏈結的聚合體 (Multichained polymer)，具有許多帶正電荷的側鏈，可在局部的 高電流區減少鍍層的過鍍(Overplate)。這種聚合體將藉著靜電的吸引力，遷移至陰極的高電 流密度區，而聚集在孔壁或板面的轉角處(Knee)，因此可有效防止高電流密度區所產生的過 鍍，達到鍍層平整的效果。
(mass transfer)等參數之後，其電流密度又重新加以分配，產生所謂的二級電流分佈，此 二級電流分佈效應並不及一級電流分佈。二級電流分佈效應出自電鍍槽液的化學成分與濃 度，特別是硫酸銅、硫酸以及氯化物等濃度的變化。因此可透過電荷傳遞與質量傳遞來改 善電流分佈，使得實用的電流分佈較原先的一級電流分佈更趨於均勻。
一、電鍍基本概念
1.電鍍基礎:
電鍍目的：裝飾性；保護性；導通性 要求性質：鍍層附著性；緻密性；均勻性；外觀性 影響因素：鍍液成分；添加劑；pH值；溫度; 攪拌(吹氣)；電流密度 電鍍原理：
將鍍液中的金屬陽離子還原而沉積在陰極上。 為維持電解液中的金屬離子濃度，一般使用兩種方式補充： 1.適量加入電解液。 2.以在陰極沉積金屬作為陽極，金屬陽極通電後溶解出陽離子。
鍍液濃度, 成分和特性
內容說明
背景說明: 透過了解鍍液濃度成分及相關特性進而運用到實務改善及日常保養上,以 技委會作一個電鍍知識与經驗的橋樑
內容慨況: 鍍種包含太廣,本教材僅著重於一般概念性學理與常用技術 報告將從何謂二次,三次電流分布? 談及鍍液管控,並以電鍍生產實際例子加以說明
一、電鍍基本概念 二、二次/三次電流分布 三、鍍液組成介紹(Ni/Au)