电镀_第四章 镀 铜

第四章 鍍銅

4.1 銅的性質

4.2 銅鍍液配方之種類

4.3 硫酸銅鍍浴(Copper Sulfate Baths)

4.4 氰化鍍銅浴(Copper Cyanide Baths)

4.5 焦磷酸銅鍍浴

4.6 硼氟酸銅鍍浴(Copper Fluoborate Bath)

4.7 不銹鋼鍍銅流程

4.8 銅鍍層之剝離

4.9 鍍銅專利文獻資料(美國專利)

4.10 鍍銅有關之期刊論文

4.1 銅的性質

*色澤：玫瑰紅色*原子量：63.54

*電子組態：1

*原子序：29

S22S22P63d104S1 *比重：8.94*熔點：1083℃

*沸點：2582℃*Brinell硬度43-103

*電阻：1.673 l W -cm，20 ℃*抗拉強度：220～420MPa

12.標準電位：Cu++e- →Cu為＋0.52Ｖ；

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4.2 銅鍍液配方之種類

可分為二大類：

Cu ++ ＋2e -→Cu為＋0.34V。

質軟而韌，延展性好，易塑

性加工導電性及導熱性優良

良好的拋光性

易氧化，尤其是加熱更易氧 化，不能做防護性鍍層

會和空氣中的硫作用生成褐

色硫化銅

會和空氣中二氧化碳作用形 成銅錄

會和空氣中氯形成氯化銅粉末

銅鍍層具有良好均勻性、緻密性、附著性及拋光性等所以 可做其他電鍍金屬之底鍍鍍層。

鍍層可做為防止滲碳氮化銅唯一可實用於鋅鑄件電鍍打 底用銅的來源充足銅容易電鍍，容易控制

銅的電鍍量僅次於鎳

1.酸性銅電鍍液：

優點有：

成份簡單毒性小，廢液處理容易

鍍浴安定，不需加熱電流效率高

價廉、設備費低高電流密度，生產速率高

缺點有：

鍍層結晶粗大不能直接鍍在鋼鐵上

均一性差

2.氰化銅電鍍液配方：

優點有：

鍍層細緻均一性良好

可直接鍍在鋼鐵上

缺點有：

毒性強，廢液處理麻煩電流效率低

價格貴，設備費高電流密度小，生產效率低

鍍液較不安定，需加熱

P.S 配合以上二種配方優點，一般採用氰化銅鍍液打底後，再用酸性銅鍍液鍍銅，尤其是鍍層厚度需較厚的鍍件。

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4.3 硫酸銅鍍浴(Copper Sulfate Baths)

硫酸銅鍍浴的配製(prepare)、操作(operate)及廢液處理都很經濟，可應用於印刷電路(printed circuits)、電子(electronics)、印刷板(photogravure)、電鑄(electroforming)、裝飾(decorative)及塑膠電鍍(plating on plastics)。

其化學成份簡單，含硫酸銅及硫酸，鍍液有良好導電性，均一性差但目前有特殊配方及添加劑可以改善。鋼鐵鍍件必須先用氰化銅鍍浴先打底或用鎳先打底(strike)，以避免置換鍍層(replacement diposits)及低附著性形成。

鋅鑄件及其他酸性敏感金屬要充份打底，以防止被硫酸浸蝕。鍍浴都在室溫下操作，陽極必須高純度壓軋銅，沒有氧化物及磷化(0.02到0.08wt％P)，陽極銅塊(copper anode nuggets)可裝入鈦籃(titanium baskets)使用，陽極必須加陽極袋(anode bag)，陽極與陰極面積比應2：1，其陽極與陰極電流效率可達100％，不電鍍時陽極銅要取出。

4.3.1 硫酸銅鍍浴(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)半光澤(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)光澤鍍洛(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)光澤電鍍(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 高均一性酸性銅鍍浴配方(High Throw Bath)

用於印刷電路，滾桶電鍍及其他需高均一性之電鍍應用。

Copper sulfate 60-90 g/l

Sulfuric acid 172-217 g/l

Chloride 50-100 ppm

Proprietary additive 專利商品添加劑 按指示量

4.3.3 酸性銅鍍浴之維護及控制

(Maintenance and Control)

1.組成：硫酸銅是溶液中銅離子的來源，由於陰極及陽極

電流效率正常情況接近100％，所以陽極銅補充銅離子是相當安定的。硫酸增進溶液導電度及減小陽極及陰極

的極化作用(polarization)並防止鹽類沈澱和提高均一性

(throwing power)。高均一性鍍浴中銅與硫酸比率要保持