[发明专利]酸性光亮镀铜电镀工艺

说明书

技术领域

本发明属于电镀技术领域，具体涉及一种酸性光亮镀铜电镀工艺。 

背景技术

酸性镀铜具有电流效率高(接近100％)，成分简单，加入光亮剂后可得到全光亮、韧性好的镀层，是目前整平性、光亮性最为优越的镀种。再加之金属铜的价格远低于金属镍，因此，在我国得到广泛的应用。

众所周知的是，酸铜镀液中必须含有一定浓度范围的氯离子。但它对酸铜的影响甚为微妙。据理论研究证明，氯离子含量偏低时，氯离子在阴极区与铜形成表面络合物的电子构型主要以dsp2 杂化形式存在，络离子稳定性过强，而造成阴极极化值增高，二价铜离子还原所需的活化能升高，不利于二价铜的分步还原，二价铜直接向零价铜反应，出现整平性差，镀层粗糙、枝状镀层、针孔，甚至烧焦等现象。当氯离子浓度过高时，阴极区表面络合物的电子构型主要以sp3d2 型形式存在，阴极极化过小，导致铜镀层的光亮度下降，低电流密度区走位变差。

目前，采用普通的电镀工艺，在金属基体上镀上几个毫米厚的铜层，主要存在以下问题：

1、镀层超过一定厚度时，单位时间内镀层厚度增加太慢，时间较长，需要分为多次进行；

2、铜层与金属基体结合力差，使用寿命短，后道工序需要加工时，镀层与基体分离；

3、镀液不稳定，镀层表面会出现铜镏，外观非常粗糙，给后道工序加工造成困难。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种酸性光亮镀铜电镀工艺，该工艺克服了镀层表面不平整、有热裂的缺陷，该工艺电镀的镀层均匀、光亮，结合力良好，耐蚀性较强。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种酸性光亮镀铜电镀工艺，包括镀铜溶液的配制、工件预处理和酸性光亮镀铜，该工艺具体步骤如下：

（1）镀铜溶液的配制

镀铜溶液原料配比以2 m³的去离子水为基准，硫酸铜为360～440kg，硫酸为120～180kg，活性炭为4～6kg，盐酸100～180g，光亮剂A为12～16L和光亮剂B为1.2～2L；

具体配置方法如下：

a. 搅拌下，按镀铜溶液原料配比将2 m³去离子水注入3 m³的预用槽中；

b. 搅拌下，向步骤a中加入120～180kg硫酸，控制预用槽内溶液温度在33～37℃之间；

c. 搅拌下，向步骤b中加入360～440kg硫酸铜，搅拌至完全溶解为止；

d. 搅拌下,向步骤c中均匀地撒入4～6kg活性炭，搅拌1～2 h后停止，预用槽内溶液澄清后进行过滤，将滤液转入6 m³的电镀槽内；

e. 搅拌下，向步骤d电镀槽内的滤液中加入100～180g盐酸，调节氯离子含量；

f. 搅拌下，向步骤e中加入12～16L光亮剂A和1.2～2L光亮剂B,搅拌2～3 h后停止，得到的溶液即为镀铜溶液；所述的光亮剂A为双氧水；

所述光亮剂B由2-巯基苯并咪唑、聚二硫二丙烷磺酸钠、聚乙二醇、乙撑硫脲、十二烷基硫酸钠、盐酸和去离子水混合制备而成，其中，2-巯基苯并咪唑0.0003～0.001g/L、聚二硫二丙烷磺酸钠0.015～0.02 g/L、聚乙二醇0.05～0.1 g/L、乙撑硫脲0.0003～0.0008 g/L、十二烷基硫酸钠0.05～0.1 g/L和盐酸0.02～0.08 g/L；

（2）工件预处理：采用常规的碱性镀铜工艺对工件进行预镀铜；

（3）酸性光亮镀铜：在预镀铜的工件放入含有镀铜溶液的电镀槽内，在工件表面进行酸性光亮镀铜同时对工件进行分流，镀铜溶液温度控制在31～37℃之间，阴极电流密度为1.5～6A/dm²，阳极电流密度0.5～2.5A/dm²，电镀时间为55～65 h。

所述步骤（1）中镀铜溶液原料配比以2 m³的去离子水为基准，硫酸铜为380～420kg，硫酸为140～170kg，活性炭为5～6kg，盐酸120～160g，光亮剂A为13～15L和光亮剂B为1.5～1.8L。

所述步骤（1）中镀铜溶液原料配比以2 m³的去离子水为基准，硫酸铜为390～400kg，硫酸为150～160kg，活性炭为5～5.5kg，盐酸140～150g，光亮剂A为14～14.5L和光亮剂B为1.6～1.7L。