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电镀液的工艺要求

实现稳态沉积,可以控制恒定电价,也可以控制恒定电流。恒电位有利于针对极化和析出电位来监控,以便在一定的沉积电位下控制沉积的离子品种、合金成分、电流效率等,并可以省去随着生产情况变化而调控电流。但是这种操作须用参比电极构成三电极系统,对于大的设备特别是电流分布复杂时生产实践不易。恒电流操作控制相对比较容易,所以在生产上大多采用控制电流的方法。
通常习惯按照镀液的要求,选定适宜的电流密度及可容许的偏差范围,给足所需的电流密度并使之保持稳定。当采用常规的恒稳直流时,这种操作也比较方便。恒定的电流易于直接与法拉第沉积量相联系。但是在这种情况下,镀液的状态对于沉积速度和质量而言便会是第一位的。
通常采用的镀液多为单盐或加入络合剂来组成。常用的单盐有硫酸盐、氯化物、氟硼酸盐等,少数情况也采用氨基磺酸、乙酸、柠檬酸等复杂一些的酸盐。许多单盐倾向于在一级电离中便离解为所需的金属离子,并以水化形式存在于溶液内。
络合型的镀液通常是加入经选择的络合剂或鳌合剂。例如:氰化物、氨或强碱、焦磷酸盐、氨三乙酸’(等,一些有机物也常被采用。这些镀液往往要经二级电离来提供所需的金属离子,因而放电过程的单盐复杂。但是其极化特性和宏观分散能力一般比单盐要好。
这两类镀液维持稳定沉积的机制并不相同。用简单盐类的镀液常依靠游离的酸碱来调节离子的活度,或利用同离子效应。)*值的监控对这种镀液也很重要,为此常须加入缓冲剂。导电剂也是常有的组分,并常有同离子效应的双重作用。络合型或加鳌合剂的镀液须监控其反应后的富裕量,即游离的络合剂浓度以保持反应物的稳定和维持络合平衡,因而操作控制要复杂一些。单盐的溶液有时也采用复盐,而络合型的镀液也可能存在两种或更多的络合物。
当保持电镀溶液在恒定的温度、不加搅拌并且给定恰当的电流密度时,如无其他附加因素或场强的影响,电镀过程可以处于相对的定态。实际上镀层的质量和沉积的速度取决于电镀溶液和工艺参数的稳定。不适当的扰动将损害电镀质量。
各种添加剂包括促进细晶、改善分散能力、实现整平提高平整度以及使镀层光亮等目前品种甚多,专用性较强并目效果视情况而异。许多具体的产品业已商品化。这些添加剂大多是依靠在电极界面上的吸附来起作用,因而往往是复杂结构的有机物,有时是数种物质混配。这些添加剂大体上是通过试验来寻觅,目前还没有统一可行的理论指导来挑选。
添加剂有损耗性和无损耗性的两类,后者仅因镀件带出而消耗。电解常使有机物在电极表面分解,因而添加剂应随电镀量的增加而补充。分解后的产物是否有害也要考虑,否则在补充添加剂的同时要定期清理镀液。添加剂中有许多也带有表面活性,因此往往利用表面张力的测试来监控。!!!关系也是一种监控的方法。多数情况下添加剂的消耗量要通过研发阶段及中间放大过程来总结。有时在生产中不进行测试而按镀槽的实际生产量即安培小时数来补充添加。许多商品添加剂因为希望成分保密而建议采用这种添加方法以避免化验和监测。镀层质量对添加剂的品种和加入量很敏感,所以要慎重选择和监控,特别是不知道成分时,否则易出质量事故。赫尔槽测试也很有用。
高温热泵可以有效提供85℃的高温热水用于电镀厂的日常电镀液保温,高温热泵排风口的温度稳定在20℃-25℃,将排气回收,引入生产车间,可以为车间提供新鲜的冷气,降低车间温度,改善车间空气质量,提升工作环境。
电镀后的零件也可以采用高温空气源热泵进行脱水烘干。
采用高温热泵技术可以降低电镀成本,大约相对是电加热1/4的费用,相当于燃油加热1/3的费用。
金属化方法一般是铜层或镍层,各有利弊,从操作上看,无电解镀镍比较稳定,镀速较快。此外,它还可以省去昂贵的钯盐,成本略低,但稳定性较差。
镀液要保持清洁不能浑浊,防止微小粒子的沉积,否则在镀亮铜时会把微小粒子“放大”,形成颗粒毛疵。金属化后要清洗拭揩,特别是大件平面镀件,以防止粉粒存在,尤其是金属化铜层不能省去此工序。这个过程对于较大的镀件,有可能出现一些小点或小局部露塑,可采取局部修补,用银浆、导电胶或软铅芯笔修补,对提高成品合格率确有好处。

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