電鍍銅知識精品課件

1、電鍍銅知識第1頁，共20頁，2022年，5月20日，0點39分，星期六電鍍銅的原理電鍍液組成(H2O+CuSO4.5H2O+H2SO4+Cl-+添加劑)+-離子交換電源供應(yīng)器陰極(受鍍物件)陽極Cu Cu2+ + 2e- Cu2+ + 2e- Cu 主反應(yīng)：主反應(yīng)：副反應(yīng)：副反應(yīng)：Cu Cu+ + e- Cu2+ + e- Cu+Cu+ + e- Cu 標(biāo)準(zhǔn)電極電位 。 Cu2+ /Cu = +0.34V 。 Cu2+ /Cu = +0.15V 。 Cu+ /Cu = +0.51V2Cu+ Cu2+ + Cu一價銅所生成的銅會以電泳方式沉積于鍍層，產(chǎn)生毛刺，使鍍層粗糙。第2頁，共20頁，202

2、2年，5月20日，0點39分，星期六 磷銅陽極 主成分：Cu：99.9% min, P:0.040.065% 通電后磷銅表面形成一層黑色(或棕黑)的薄膜Cu3P 又稱磷銅陽極膜具有金屬導(dǎo)電性 P4+ CuSO4+ H2O Cu3P+ H2SO4+ H3PO4 磷銅陽極膜的作用 對(Cu+-eCu2+)反應(yīng)有催化、加速作用，從而減少Cu+的積累。 陽極膜形成后能抑制Cu+的繼續(xù)產(chǎn)生 陽極膜致密，使微小晶粒從陽級脫落的現(xiàn)象大大減少 陽極膜在一定程度上阻止了銅陽極的過快溶解第3頁，共20頁，2022年，5月20日，0點39分，星期六 圓形鈦籃銅陽極表面積估算方法 dlf /2=3.14 d=鈦籃直徑

3、 l=鈦籃長度 f=系數(shù) 方形鈦籃銅陽極表面積估算方法 1.33lwf l=鈦籃長度 w=鈦籃寬度 f=系數(shù) f與銅球直徑有關(guān): 直徑=12mm f=2.2 直徑=15mm f=2.0 直徑=25mm f=1.7 直徑=28mm f=1.6 直徑=38mm f=1.2電鍍銅陽極表面積估算方法第4頁，共20頁，2022年，5月20日，0點39分，星期六酸性鍍銅液各成分及功能成份功能CuSO4.5H2O提供電鍍所需Cu2及提高導(dǎo)電能力H2SO4提高鍍液導(dǎo)電性能，提高通孔電鍍的均勻性。并可防止銅離子高濃度時所造成銅鹽結(jié)晶缺失Cl-1. 協(xié)助陽極保持其可溶的活性(當(dāng)陽極反應(yīng)進行過激，而發(fā)生過多氧氣或氧

4、化態(tài)太強時，Cl-以其強烈的負(fù)電性與還原性協(xié)助陽極溶解減少其不良效應(yīng)的發(fā)生 2.可協(xié)助有機劑發(fā)揮其功能。對鍍銅層的展性與抗拉強度有明顯的影響力。添加劑主要作用是改善均鍍和深鍍性能，改善鍍層結(jié)晶細(xì)密性。第5頁，共20頁，2022年，5月20日，0點39分，星期六酸性鍍銅液中各成分含量對電鍍效果的影響 CuSO4.5H2O：濃度太低，高電流區(qū)鍍層易燒焦； 濃度太高，鍍液分散能力會降低。 H2SO4：濃度太低，溶液導(dǎo)電性差，鍍液分散能力差。 濃度太高，降低Cu2+的遷移率，電流效率反而降低，並對銅 鍍層的延伸率不利。 Cl-：濃度太低，鍍層出現(xiàn)臺階狀的粗糙鍍層，易出現(xiàn)針孔和燒焦； 濃度太高，導(dǎo)致陽極

5、鈍化，鍍層失去光澤。 添加劑：（後面專題介紹）第6頁，共20頁，2022年，5月20日，0點39分，星期六電鍍銅中的添加劑第7頁，共20頁，2022年，5月20日，0點39分，星期六電鍍銅中的添加劑第8頁，共20頁，2022年，5月20日，0點39分，星期六對電鍍銅中的添加-光澤劑的成份及作用 第9頁，共20頁，2022年，5月20日，0點39分，星期六對電鍍銅中的添加-光澤劑的成份及作用第10頁，共20頁，2022年，5月20日，0點39分，星期六對電鍍銅中的添加-載運劑的成份及作用第11頁，共20頁，2022年，5月20日，0點39分，星期六對電鍍銅中的添加-載運劑的成份及作用第12頁，共

6、20頁，2022年，5月20日，0點39分，星期六對電鍍銅中的添加-整平劑的成份及作用第13頁，共20頁，2022年，5月20日，0點39分，星期六對電鍍銅中的添加-整平劑的成份及作用第14頁，共20頁，2022年，5月20日，0點39分，星期六AB段：隨著電位的正向偏移，電流密度逐漸增大（金屬溶解速度增大），此時為該陽極的正常溶解過程，陽極表面處于活化狀態(tài)。BC段： 由活化態(tài)到鈍化態(tài)的轉(zhuǎn)變過程，稱作鈍化過渡區(qū)，B點是金屬建立鈍化的臨界電位（或稱致鈍電位），它所對應(yīng)的電流IB稱作臨界電流（或稱致鈍電流）。CD段：電流密度保持在很小數(shù)值上幾乎不變。這時陽極處于穩(wěn)定的鈍化狀態(tài)，此電流區(qū)稱作鈍化區(qū)。

7、在此區(qū)域金屬的溶解速度（腐蝕速度）急劇下降，此區(qū)域?qū)?yīng)的電流稱作維持鈍化電流。DE段： D點以后的電流范圍叫過鈍化區(qū)，此時陽極的電流密度又重新隨電位的正移而增大，金屬的溶解速度也增大，這種在一定電位下使鈍化了的金屬又重新溶解的現(xiàn)象叫做過鈍化。陽極鈍化相關(guān)知識金屬陽極極化曲線 活化區(qū)過渡鈍化區(qū)穩(wěn)定鈍化區(qū)過鈍化區(qū)低磷銅陽極可以在較大電流密度下使用，可采用的極化電位更廣泛第15頁，共20頁，2022年，5月20日，0點39分，星期六陽極鈍化相關(guān)知識生產(chǎn)過程中銅陽極鈍化原因1.電流密度：不超過臨界鈍化電流密度。需關(guān)注陽極面積與陰極面積比，一般為1.22。陽極面積不易過大。2.Cl-濃度：高于80ppm

8、易與Cu+形成CuCl，吸附于銅球形成不導(dǎo)電層。從而增加其他地方電流密度，以至鈍化發(fā)生。第16頁，共20頁，2022年，5月20日，0點39分，星期六極化（polarization）極化相關(guān)知識 當(dāng)電極上無電流通過時，電極處于平衡狀態(tài)，這時的電極電勢分別稱為陽極平衡電勢 E（陽，平）和陰極平衡電勢E（陰，平）。 在有電流通過時，隨著電極上電流密度的增加，電極實際分解電勢值對平衡值的偏離也愈來愈大，這種對平衡電勢的偏離稱為電極的極化。第17頁，共20頁，2022年，5月20日，0點39分，星期六極化的分類 根據(jù)極化產(chǎn)生的不同原因，通常把極化大致分為兩類： 濃差極化和電化學(xué)極化。（1）濃差極化 在

9、電解過程中，電極附近某離子濃度由于電極反應(yīng)而發(fā)生變化，本體溶液中離子擴散的速度又趕不上彌補這個變化，就導(dǎo)致電極附近溶液的濃度與本體溶液間有一個濃度梯度，這種濃度差別引起的電極電勢的改變稱為濃差極化。 （2）電化學(xué)極化 電極反應(yīng)總是分若干步進行，若其中一步反應(yīng)速率較慢，需要較高的活化能，為了使電極反應(yīng)順利進行所額外施加的電壓稱為電化學(xué)超電勢（亦稱為活化超電勢），這種極化現(xiàn)象稱為電化學(xué)極化。極化相關(guān)知識第18頁，共20頁，2022年，5月20日，0點39分，星期六在某一電流密度下，實際發(fā)生電解的電極電勢E(不可逆)與平衡電極電勢之間的差值稱為超電勢。超電勢由極化作用引起。陽極上由于超電勢使電極電勢變大，陰極上由于超電勢使電極電勢變小。超電勢或電極電勢與電流密度之間的關(guān)系曲線稱為極化曲線，極化曲線的形狀和變化規(guī)律反映了電化學(xué)過程的動力學(xué)特征。隨著電流密度的增大，兩電極上的超電勢也增大，陽極析出電勢變大，陰極析出電勢變小，使外加的電壓增加極化相關(guān)知識第19頁，共20頁，2022年，5月20日，0點39分，星期六擴散層與電雙層相關(guān)知識擴散層：當(dāng)電極通電時，參與電極過程