电解铜箔添加剂成分具体作用机理与调整方法.docx

酸铜镀液的故障及处理参考:酸铜镀液的故障及处理参考:故障现象可能原因纠正办法结合力不好1 •前处理不良2 •预镀层太薄3•导电接触不良4•镀液中硫酪铜含量太低1 •加强前处理2•加厚预镀层3•检查并纠正4•分析补充到配方规定范围内镀层光亮度不足1 •光亮剂剂不足2 • CI—偏咼或不足3 •镀液温度高4.硫酸含量偏高或硫酸铜偏低5•镀液有杂质污染6.阳极面积不够1 •用霍尔槽试样，适当补加2•化验调整，偏高可用硫酸银或氧化亚 铜处理3•降温4•分析调整5.对症处理6 •补加阳极低DK处光亮度不足1 •光亮剂不足2 •镀液温度偏高3. DK不够大4. 镀液中有铜粉或一价铜5•镀液有杂质污染1 .适当补加2•降温3.加大DK4•检查阳极，加双氧水5.对症处理1 •光亮剂过量1 .分析处理镀层粗糙有针孔1 •前处理不良2.镀液中有铜粉或一价铜3 • CI—不足4.镕液内有杂质乐势1 •加强前处理2•加双氧水3 •加计算量盐酸4.对症处理条纹镀层1 • CI—偏低2•光亮剂过量1 •加计算量盐酸2•调整之镀层边缘有毛刺或烧焦1 •镀液温度偏低2 •硫酸铜浓度偏低3. DK过大1 .适当升温2.适量补充3•适当降低DK1 •润湿剂过量或不足2. 310B不足1 .霍尔槽小试调整2•补充前处理不良加强前处理整平性不良1 • CI—偏低2 •硫酸含量偏高3•镀液有杂质污染1 •加入计算量盐酸2•调整3.对症处理1.铁杂质过量，此时阳极上往 往有蓝色结晶析出1 •更换部分或全部镀液酸性镀铜光亮剂的作用原理酸性光亮硫酸盐镀铜电流效率高，出光速度快，高整平，全光亮，无毒，成本低，废水处理简单，广泛适 用于装饰性五金塑料电镀、电铸和对印制电路的电镀或其他打底镀层。

目前对于酸性镀铜光亮剂的种类、 商品代号很多，对酸性光亮镀铜的作用机理公开发表的也不少为此，谈谈我对酸性镀铜光亮剂 (M,N,P,SP,MT-580)在生产实践中的一些粗浅体会和认识对于添加剂的正确使用，必须根据添加剂的化学性质，及其在电化学过程中的作用机理加以组合和调整 对于镀层的光亮度不在于添加剂的绝对含量，而在于添加剂的相对组合由于镀液中加入不同种类的添加 剂，包括氯离子在内，金属离子在形成表面络合物时的竞争较为复杂，因而控制各种添加剂之间的相对含 量是非常重要，要注重添加剂之间的协同效应和联合作用因为加入各种添加剂的作用是各不相同的，形 成表面络合物的形态是多样的，而各种络合物的离解和放电还原，在电场中所获得的能量大小也各不相同， 就在这比较复杂的体系中造成一个放电速率比较均匀和能量变化较宽的阴极电极过程这也就是说在阴极 不同的电流密度区都有较均匀的电沉积速度，有助于整平性和光亮度的提高如若单独使用或其过量都不能得到满意的铜镀层这是因为单独使用，在阴极表面形成的表面络合物存在 的形体单一或在过量的情况下控制了其它添加剂的缔合作用，造成放电速率不均匀性和能量变化的单调性， 在其电化学过程中无助于整平性和光亮度的提高。

由于添加的各种添加剂分子量的大小不一，分子结构中的原子基团或功能团的分布，决定了各添加剂物理 的、化学的，特别在电化学过程中的电极行为我们可以从有机添加剂的微分电容可知，各种有机添加剂 都有一定的吸附电位和脱附电位从分子结构决定它们的吸附电位的大小，从配位原子决定了它们对金属 离子的络合强度，所以我们对添加剂的组合调整要根据理论与实践相结合的原则，通过试验加以确定在酸性光亮镀铜液中，光亮剂的使用都不单独使用，常与聚乙二醇等表面活性物质组成“混合添加剂”共同 使用据初步分析，这样使用的原因，可以增强吸附膜的致密度和稳定性，即更有利于提高阴极极化作用例1：聚二硫二丙烷磺酸钠NaO3(CH2)3-S-S-(CH2)SO3Na(SP),由于分子结构决定了它们在阴极表面形成 的吸附膜呈“K”字形，所以阴极表面并没有完全被添加剂所覆盖，而这些放电离子在这些漏盖的部位放电就 很顺利正因为如此，当N或M过量时，阴极极化值增加，影响镀层质量，只需添加少量的SP调节来改 变阴极的界面结构，使其吸附电位范围变窄一些，电容值增加一些，使吸、脱电位适中，便可获得光亮镀 层SP聚二硫二丙烷磺酸钠性状：白色结晶体 含量：98%作用与机理：SP在酸铜镀液中作为晶粒细化剂，提高电流密度，与M、N、PN、GISS、AESS配合使用效果非常显著， 它的使用范围很宽，可随温度增减，在15口一40口范围内用量为O.015—0.04g/L，如含量过低光亮度便会 下降，高电区产生毛刺或烧焦；过高，镀层会产生白雾，也会造成低电区不良，可加入少量N或电解处理. 镀液含量：0.01—0.02g/L消耗量：0.5-0.8g/KAH包装：250g塑瓶1000g塑袋10kg、25kg纸箱例 2： 2-疏基苯骈咪唑(M) 2-mecaptobenzimidazole含量：99%性状：微黄色结晶味苦，不溶于水，溶于碱性溶液作用与机理：M可在宽广的温度范围内镀出整平极佳和韧性良好的全光亮镀层，它是良好的光亮剂和整平剂，可以扩大 镀层的光亮范围，还可以使N的作用发挥到最大限度.当镀液中M含量过低时镀层的光亮度.整平性均会 下降，在低电流密度区也不光亮.M含量过高时，镀层表面会产生细麻沙状，甚至产生桔皮状或烧焦，低 电流密度区镀层厚度也会下降，此时可少量加入P或SP来调节或电解处理.镀液含量：0.0003—0.001g IL消耗量：0.06g/KAH包装：100g塑瓶200g塑瓶500g塑袋例 3：乙撑硫脲（N） Disolfstay sulfourea含量：99%性状：白色结晶体，溶于热水，味苦。

作用与机理：N和M—样可以在宽广的温度范围内镀出整平性•柔韧性良好的镀层，它的温度范围很宽，加入少量便可 获得极好效果•在镀液中N的含量过低时光亮度•整平性均会下降，尤其是低电流密度区光亮度较差或发 红.N的含量过高时，镀层会产生树枝状光亮条纹•整平性能下降，一般可加入SP、M或电解处理.镀液含量：0.0002—0.001g/L消耗量：0.05g/KAH包装：100g塑瓶250g塑瓶1000g塑袋例 4：聚乙二醇（P） PEG6000-10000 polyglycol性状：乳白色结晶体含量：98%分子量：6000/8000/10000作用与机理：P必需和其它酸铜中间体组合使用，方可获得全光亮镀层，镀液中P含量过低时光亮度、整 平性能均会下降；含量过高时，结合力会显著下降，需大处理解决镀液含量：0.05-0.1g/L消耗量：0.4-0.6g/KAH包装：1000g塑袋25kg纸箱例5：酸铜润湿剂（MT-580）含量：50%性状：无色液体，低泡，易溶于水作用与机理：在酸性镀铜槽液中，适量加入MT-580能有效的防止针孔产生，其走位性、整平性特别优良无憎水膜， 且能有效地抑制光剂的分解，提高槽液的稳定性，是染料体系光剂及传统M、N体系光剂的优良载体，可 完全取代聚乙二醇。

镀液含量：0.1—0.2lg/L 消耗量：10-20ml/KAH包装：20kg防盗塑桶储存：存放在通风阴凉干燥处当CL-离子含量偏低时，在阴极区形成的表面络合物主要以dsp2型络离子形式存在，Cu2+iCu+还原所 需的活化能升高不利于二价铜的分步还原，必然造成二价铜直接向零价铜反应的可能这就平时观察到的 当CL-离子含量偏低时出现的整平性差，镀层粗糙有针孔，甚至烧焦这是由于阴极区形成的dspz型络离 子稳定性过强，而造成阴极极化值增高也就是说CL-离子偏低导致阴极电化学极化过强如当CL-离子 含量过量时，阴极区的表面络合物主要以sp3d2型形式存在，降低了阴极的极化所以当CL-含量偏高时, 铜镀层的光亮度下降和低电流密度区不亮这就是说适量的CL-离子能使阴极得电子反应的能量转换达到 平衡，有效地调节Cu2+fCu+的反应速度和阴极极化在酸性镀铜添加剂中选用了含有化学行为特别活泼的官能团硫羧基、巯基、胺基的杂环化合物，这类 添加剂在电化学过程中既能与Cu2+组成稳定的dsp2型络离子，又能与Cu2+形成SP型络离子有效地 控制了 Cu2+-Cu0的反应，同时又增强了阴极极化适量的CL-离子能增强聚乙二醇对电流的阻化作用， 增强了阴极极化。

由于CL-离子的缔合，给Cu2+的dsp2型络离子的还原以一个额外能量的补充，调节了 Cu2+iCu+的反应速度，有效地控制铜离子的分布还原同时CL-又同Cu+形成难溶性的氯化亚铜吸附膜, 减慢了 Cu+iCuO的得电子反应生产的氯化亚铜、硫化亚铜共同组成的吸附膜在聚乙二醇的协同作用下， 阻碍了吸附铜原子的表面扩散，从而使扩散成为沉积机理中的速率控制步骤这些因素都有利于铜离子的 分布还原和定向沉积可以说CL-离子是整个电化学反应过程中能量转换的调节剂新型酸铜光亮剂中间体的研究与探讨摘要：介绍PN、TPS、AESS、GISS、MESS作为酸性镀铜光亮剂中的几种新型中间体在整个光亮剂中 的综合作用关键词：低走位剂、高温载体、整平能力1） 前言全光亮酸性镀铜因镀层有良好韧性，镀液具有良好的光亮整平性及较快的沉积速度因而在塑料电镀金属铜- 镍-铬装饰性电镀及印刷板孔金属化电镀以及电铸中占有重要的位置要达到良好的效果充分发挥其长处关 键在于光亮剂对于光亮剂的研究，世界各国广泛地开展这方面的工作，化了很大的力量研究硫脲衍生物， 并开始研究其它染料以及含羟基的杂环化合物和聚醚化合物等光亮剂和整平剂近二十年国内很多单位也 进行了酸性镀铜光亮剂的研究并取得了明显的效果。

走民族之路，树国际品牌，国产光亮剂已取代了进口 光亮剂，在某些方面也优胜进口光亮剂2） 酸性光亮镀铜的添加剂酸性镀铜要获得细结晶、高光泽、高整平的镜面效果须加入光亮剂、整平剂和表面活性剂等三类添加剂2.1光亮剂，S类光亮剂主要为Na和H主要擢用晶粒细化，增强高电流密度区光亮度与整平剂配合发挥 作用主要成分为有机含硫磺酸盐主要发光基团等类型高档次的光亮剂中间体有醇硫基丙烷磺酸钠（HP）， 二甲基甲酰胺基磺酸钠（TPS）,噻咪啉基二硫代丙烷磺酸（SH110）HP是作用于酸性镀铜液中取代传 统SP （聚二硫二丙烷磺酸钠）的晶粒细化剂与SP相比具有镀层颜色清晰白亮，用量范围宽多加不发雾， 低位效果好等优点TPS性能与SP相仿其高区走位性能优良光亮剂组分性能较易控制是取代SP的新一 代高性能酸铜中间体；SH110作用与SP基本相同，其不同之处它是晶粒细化剂与整平剂结合的产物该工 艺特别适用于线路板电镀及电铸铜2.2整平剂，多为杂环化合物和染料主要作用对低区的光亮度和整平性有很好的作用高档次的整平剂中间体有四氢噻唑硫酮（H1）聚乙烯亚 胺烷基化合物（GISS），脂肪胺乙氧基磺化物（AESS），巯基咪唑丙磺酸钠（MESS），偶氮嗪染料（MDD）， H1具有极强的整平性是取代N （乙撑硫脲）的优良整平剂，GISS是聚乙烯亚胺在特定的条件下缩合而成 的高性能走位剂，低电流密度区走位性能优良。

AESS是一种强力的酸铜走位剂，镀液中加入AESS能明 显改善低电流密度区光亮度整平性，同时还具备一定的润湿效果MESS是优良的中低位光亮剂能取代M（2-巯基苯骈咪唑）与M相比具有很强的水溶性和整平性适当增加槽液不会浑浊及镀层不会产生麻沙 MDD染料为强整平低位走位剂，能使镀层。