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苏州市瑞源金属制品装饰厂(爱奇公司)
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苏州电镀镀液组分与维护的作用
2019-07-14 10:04:16 
来源:admin
点击数: 305          作者:未知
  • 苏州电镀镀液组分与维护的作用
    主盐,氨基磺酸镍与硫酸镍为镍液中的主盐,镍盐主要是提供镀镍所需的镍金属离子并兼起着导电盐的作用。
    镀镍液的浓度随供应厂商不同而稍有不同,镍盐允许含量的变化较大。镍盐含量高,可以使用较高的阴极电流密度,沉积速度快 ,常用作高速镀厚镍。
    但是浓度过高将降低阴极极化,分散能力差,而且镀液的带出损失大。镍盐含量低沉积速度低,但是分散能力很好,能获得结晶细致光亮镀层。
    缓冲剂,硼酸用来作为缓冲剂 ,使镀镍液的PH值维持在一定的范围内。实践证明,当镀镍液的PH值过低,将使阴极电流效率下降;
    而PH值过高时,由于H2的不断析出 ,使紧靠阴极表面附近液层的PH值迅速升高,导致Ni(OH)2胶体的生成,而Ni(OH)2在镀层中的夹杂,使镀层脆性增加,同时 Ni(OH)2胶体在电极表面的吸附,还会造成氢气泡在电极表面的滞留,使镀层孔隙率增加。硼酸不仅有PH缓冲作用,而且他可提高阴极极化,从而改善镀液性能,减少在高电流密度下的“烧焦“现象。
    硼酸的存在还有利于改善镀层的机械性能。
    阳极活化剂,除硫酸盐型镀镍液使用不溶性阳极外,其它类型的镀镍工艺均采用可溶性阳极。而镍阳极在通电过程中极易钝化,为了保证阳极的正常溶解,在镀液中加入一定量的阳极活化剂。通过试验发现,CI—氯离子是最好的镍阳极活化剂。在含有氯化镍的镀镍液中,氯化镍除了作为主盐和导电盐外,还起到了阳极活化剂的作用。

    在不含氯化,——添加剂的主要成份是应力消除剂,应力消除剂的加入,改善了镀液的阴极极化,降低了镀层的内应力,随着应力消除剂浓度的变化,可以使镀层内应力由张应力改变为压应力。常用的添加剂有:萘磺酸、对甲苯磺酰胺、糖精等。与没有去应力剂的镍镀层相比,镀液中加入去应力剂将会获得均匀细致并具有半光亮的镀层。通常去应力剂是按安培一小时来添加的(现通用组合专用添加剂包括防针孔剂等)。


    润湿剂,在电镀过程中,阴极上析出氢气是不可避免的,氢气的析出不仅降低了阴极电流效率,而且由于氢气泡在电极表面上的滞留,还将使镀层出现针孔。
    镀镍层的孔隙率是比较高的,为了减少或防止针孔的产生,应当向镀液中加入少量的润湿剂,如十二烷基硫酸钠、二乙基已基硫酸钠、正辛基硫酸钠等,它是一种阴离子型的表面活性物质,能吸附在阴极表面上,使电极与溶液间的界面张力降低,氢气泡在电极上的润湿接触角减小,从而使气泡容易离开电极表面,防止或减轻了镀层针孔的产生。
    镀液的维护
    温度,不同的镍工艺,所采用的镀液温度也不同。温度的变化对镀镍过程的影响比较复杂。在温度较高的镀镍液中,获得的镍镀层内应力低 ,延展性好,温度加致50度C时镀层的内应力达到稳定。一般操作温度维持在55--60度C。如果温度过高,将会发生镍盐水解,生成的氢氧化镍胶体使胶体氢气泡滞留,造成镀层出现针孔,同时还会降低阴极极化。所以工作温度是很严格的 ,应该控制在规定的范围之内,在实际工作中是根据供应商提供的最优温控值 ,采用常温控制器保持其工作温度的稳定性。
    PH值,实践结果表明,镀镍电解液的PH值对镀层性能及电解液性能影响极大。在PH≤2的强酸性电镀液中,没有金属镍的沉积,只是析出轻气 。一般PCB镀镍电解液的PH值维持在3—4之间 。PH值较高的镀镍液具有较高的分散力和较高的阴极电流效率。但是PH过高时,由于电镀过程中阴极不断地析出轻气,使阴极表面附近镀层的PH值升高较快,当大于6时,将会有轻氧化镍胶体生成,造成氢气泡滞留,使镀层出现针孔。氢氧化镍在镀层中的夹杂 ,还会使镀层脆性增加。PH较低的镀镍液,阳极溶解较好,可以提高电解液中镍盐的含量,允许使用较高的电流密度,从而强化生产。但是PH 过低 ,将使获得光亮镀层的温度范围变窄。 加入碳酸镍或碱式碳酸镍,PH值增加 ;加入氨基磺酸或硫酸,PH值降低,在工作过程中每四小时检查调整一次PH值。

    阳极,目前所能见到的PCB常规镀镍均采用可溶性阳极 ,用钛篮作为阳极内装镍角已相当普遍。其优点是其阳极面积可做得足够大且不变化,阳极保养比较简单  。钛篮应装入聚丙烯材料织成的阳极袋内防止阳极泥掉入镀液中。并应定期清洗和检查孔眼是否畅通。新的阳极袋在使用前,应在沸腾的水中浸泡。 


    搅拌,镀镍过程与其它电镀过程一样 ,搅拌的目的是为了加速传质过程,以降低浓度变化,提高允许使用的电流密度上限。对镀液进行搅拌还有一个十分重要的作用,就是减少或防止镀镍层产生针孔。因为,电镀过程中,阴极表面附近的镀离子贫乏,氢气的大量析出 ,使PH值上升而产生氢氧化镍胶体,造成氢气泡的滞留而产生针孔。加强对留镀液的搅拌,就可以消除上述现象。常用压缩空气、阴极移动及强制循环(结合碳芯与棉芯过滤)搅拌。
    阴极电流密度,阴极电流密度对阴极电流效率、沉积速度及镀层质量均有影响。测试结果表明,当采用PH较底的电解液镀镍时,在低电流密度区,阴极电流效率随电流密度的增加而增加;在高电流密度区,阴极电流效率与电流密度无关,而当采用较高的PH电镀液镍时,阴极电流效率与电流密度的关系不大。与其它镀种一样,镀镍所选取的阴极电流密度范围也应视电镀液的组分、温度及搅拌条件而定,由于PCB拼板面积较大,使高电流区与低电流区的电流密度相差很大,一般采用2A/dm2为宜。


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