电镀工艺-酸铜

（一）特点

1．镀液容易控制，镀层的填平度极佳。

2．镀层不易产生针孔；内应力低，富延展性。

3．电流密度范围宽阔，镀层填平度高至75%，达至光亮效果。

4．沉积速度特快，在4.5安培/平方分米的电流密度下,每分钟可镀出1微米铜层,电镀时间因而缩短。

5. 镀层电阻率低,故非常适合于对镀层物理性能要求高的电机工业。 6．可应用于各种不同类型的基体金属，铁件、锌合金件、塑料件等同样适用。

7．杂质容忍量高，一般在使用一段长时间后（约800-1000安培小时/升），才需用活性碳粉处理。

(二)配制镀液

1. 注入二分之一的纯水于代用缸(或备用槽中),加热至40-50℃。所用纯水的氯离子含量应低于70毫克/升(ppm)。

2．加入所需的硫酸铜，搅拌直至完全溶解。

3．加入2克/升活性碳粉，搅拌最少1小时。

4．用过滤泵把溶液滤入已清洁的电镀槽内。加纯水至90-92%所须容积。

5．慢慢加入所需的纯硫酸。此时会产生大量热能，故需强力搅拌配合下慢慢添加，以使温度不超过60℃（注意：添加硫酸时，需要特别小心，应穿上保护衣物，及戴上手套、眼罩，以确保安全）。

6．把镀液冷却到25℃。

7．通过分析，得出镀液之氯离子含量。如不足时可加入适量的盐酸或氯化钠，使氯离子含量达至标准范围。

8．按上表加入适量的酸铜添加剂并搅拌均匀。

9．把镀液电解2安培小时/升后，便可正式生产。

（三）设备

1．镀槽 柔钢（Mild Steel）缸衬上聚氯乙烯、聚脂强化，或其它认可塑料。

2．温度控制 加温及冷却管可用石墨、钛、聚四氟乙烯（PTFE）、聚氯乙烯或聚乙烯等材料。

3．空气搅拌 镀液需要平均而强烈的空气搅拌，所需的空气由附有过滤器的低压无油气泵供应，所需气量约为12-20立方米/小时/每米打气管。打气管最好离槽底30-80毫米，而摆放方向与阴极铜棒平衡。气管需钻有两排直径3毫米的小孔，45度有面向槽底，两排小孔应相对交错，每边间距为80-100毫米，（小孔交错间距为40-50毫米）。镀槽最好同时有两支或以上的打气管，气管采用聚氯乙烯或聚乙烯等材料，内径20-40毫米，两管距离150-250毫米。

4．阴极摇摆 液搅拌以空气搅拌为主，同时附设阴极摇摆则有利空气接触工件每一个部份。在横向移动时，冲程幅度为100毫米，每分钟来回摆动20-25次。上下移动时，冲程幅度为60毫米，每分钟上下摆25-30次。

5．循环过滤 镀液需时常保持清洁，浮游物质如尘埃、污秽物、碳粉或油脂均会引致镀层粗糙、针孔产生或缺乏光泽。镀液最好采用连续性循环过滤，过滤泵要能在1小时内将整槽镀液过滤6次或以上。过滤泵内不可藏有空气，否则会导致镀液产生极细小的气泡，而引致针孔问题。过滤泵的入水喉位置不可接近打气管，以免吸入空气。

6．阳极 以含磷量0.03-0.06%的磷铜阳极置于钛蓝内,套上抗酸性的人造纤维阳极袋。

（四）添加剂的作用

酸铜开缸剂不足时，镀层高、中电流密度区出现凹凸起伏的条纹。含量过多时，镀层出现起雾现象。开缸剂含适量的B主光剂和湿润剂。

A主光剂含量过低时，整个电流密度区的填平度会下降；含量过多时，镀层出现针孔，低电流密度区没有填平度，与其它位置的镀层有明显分界，但仍光亮。

B主光剂不足时，镀层高电流密度区极容易烧焦。含量过多时，镀层出现起雾现象，亦会引致低电流密度区亮度变差。

(五)组成原料的功用

硫酸铜 提供铜离子,工件表面上的金属铜镀层就是由铜离子所还原的。硫酸铜只需于开缸时加入，日常生产时铜阳极之溶解已可维持镀液铜离子的含量。应保持铜离子含量于50-65克/升。含量低于50克/升时，高电流密度区容易出现烧焦现象 。相反，含量高于65克/升时，镀液的均度能力及填平度会变差，镀液亦会析出硫酸铜结晶，引致阳极极化。加入4克/升硫酸铜（CuSO₄.5H₂O）可提升1克/升铜离子含量。

硫酸 提高镀液的导电率。应保持硫酸含量于27-38毫升/升。含量高于38毫升/升时，会造成阳极钝化，阻碍铜离子从阳极中释出。含量低于27毫升/升时，镀槽电压升高，镀液的导电率会下降，高电流密度区较易烧焦。加入0.57毫升/升纯硫酸（密度1.84克/毫升;～95%w/w）可提升1克/升硫酸含量。

氯离子 以盐酸或氯化钠的形式加入。氯离子作为催化剂，帮助添加剂镀出平滑、光亮、紧密的镀层。氯离子含量不足时，镀层高、中电流密度区容易出现凹凸起伏的条纹，以及在低电流密度区有雾状沉积。含量过高时，镀层的光亮度及填平度会被削弱，而阳极表面亦会形成一层灰白色的氯化铜薄膜，导致阳极钝化。

（六）补充及维护

酸铜开缸剂、A主光剂及B主光剂的实际消耗量，视乎镀层所须的光亮度及填平度。一般情况下，只须根据上表消耗量补充便可。补充时， A主光剂及B主光剂不可预先混和一起加入镀槽。若采用磷铜铜条作为阳极，B主光剂的消耗量会略为减少。如欲在较短时间内镀出光亮的镀层，或使用较高的镀液温度，开缸剂、A主光剂及B主光剂的消耗量会增加。为了令镀液更稳定、更有效发挥其特性，镀液中A主光剂的总含量与B主光剂的总含量须保持在一个特定比例，因为两者会互相牵引及影响对方。当某一方的含量偏多时，另一方的功能会被抑压，因而令其消耗量稍微提高，以使两者含量维持至特定比例。

当A主光剂含量不足，或B主光剂含量过多时：镀层中至低电流密度区暗哑、填平度欠佳。可加入A主光剂（每次添加量建议为0.1毫升/升）.如有需要,亦可提高A主光剂的补充量,及同时减低B主光剂的补充量.

当A主光剂含量过多，或B主光剂含量不足时：镀层出现针孔、高电流密度区容易出现烧焦现象。可加入B主光剂（每交添加量建议为0.1毫升/升），同时亦须加入A主光剂，其添加量为20% B主光剂的总添加量，以防止镀层出现起雾现象。