原則上，用于電鍍銅的溶液均可用于電鑄銅，但常用的是硫酸鹽溶液。它具有成分簡單、易操作控制、成本低的優(yōu)點。氟硼酸鹽溶液具有成分簡單、對雜質(zhì)不敏感、易操作控制、可使用高電流密度的優(yōu)點，但成本高、溶液腐蝕性強(qiáng)而較少應(yīng)用。其典型的工藝規(guī)范及所得銅層的性能見下表。
也可以采用焦磷酸鹽電鍍銅的溶液進(jìn)行電鑄銅。這種溶液比前兩種溶液分散能力好，可得到結(jié)晶比較細(xì)微的銅層。
表電鑄銅的工藝規(guī)范與銅層性能
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工藝和性能 |
溶液類型 |
硫酸鹽 |
氟硼酸鹽 |
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工藝規(guī)范 |
溶液成分I(s／L) |
硫酸銅 200～250 |
氟硼酸銅 250～450 |
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硫酸 50～70 |
用氟硼酸調(diào)pH至 0.15～1.5 |
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溫度，℃ |
20～50 |
20～50 |
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電流密度／(A／dm2) |
1～10 |
8～40 |
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陽極 |
純銅或含磷0．04％～0.06％的磷銅 |
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攪拌方式 |
空氣或機(jī)械攪拌 |
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銅層性能 |
抗拉強(qiáng)度／(MPa) |
205～380 |
140～345 |
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伸長率(％) |
15～25 |
5～25 |
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顯微硬度HV |
45～70 |
40～80 |
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內(nèi)應(yīng)力，MPa |
0～l0 |
0～10 |
11．電鑄鎳的工藝規(guī)范及性能是什么?各有何特點?
電鑄鎳常用硫酸鹽、氨基磺酸鹽．氯化物電鑄溶液。它們的電鑄工藝規(guī)范、所得鎳層的性能及其工藝特點見表36-4。
表36-4電鑄鎳的工藝規(guī)范、鎳層性能及工藝特點
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工藝和性能 |
溶液類型 |
硫酸鹽 |
氨基磺酸鹽 |
硫酸鹽．氯化物 |
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工藝規(guī)范 |
溶液成分/(g／L) |
硫酸鎳 225～300 |
氨基磺酸鎳 300～450 |
硫酸鎳 150～200 |
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氯化鎳 35～50 |
氯化鎳 5～25 |
氯化鎳 150～200 |
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硼酸35～45 |
硼酸30～45 |
硼酸30～45 |
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pH |
3.5～4,5 |
3.5～4.5 |
3.5～4.5 |
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溫度，℃ |
40～65 |
30～60 |
40～60 |
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電流密度/(A／dm2) |
3～10 |
l～30 |
2～5 |
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攪拌方式 |
空氣或機(jī)械 |
空氣或機(jī)械 |
空氣或機(jī)械 |
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鎳層性能 |
抗拉強(qiáng)度IMPa |
345～485 |
415～620 |
580 |
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伸長率(％) |
15～25 |
10～25 |
15 |
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張應(yīng)力，MP8 |
12～185 |
0～55 |
350 |
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顯微硬度HV |
130～200 |
170～230 |
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(續(xù))
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工藝和性能 |
溶液類型 |
硫酸鹽 |
氨基磺酸鹽 |
硫酸鹽．氯化物 |
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工藝特點 |
溶液易維護(hù)，成本較低。鎳層強(qiáng)度較低，塑性好，內(nèi)應(yīng)力中等，易產(chǎn)生結(jié)瘤與麻坑 |
成本較高，溶液溫度高于70℃、pH<3時會水解。陽極鈍化時，會使氨基磺酸根分解，使鎳層含有硫。電鑄速度快，鎳層強(qiáng)度較高，內(nèi)應(yīng)力小，易產(chǎn)生結(jié)瘤與麻坑 |
溶液電導(dǎo)率高，電流效率近100％，對雜質(zhì)比較敏感。鎳層強(qiáng)度較高，內(nèi)應(yīng)力大，不易產(chǎn)生結(jié)瘤與麻坑 |
不論選用何種電鑄溶液，為獲得良好的鎳層和防陽極鈍化，必須慎重選用鎳陽極。這一點在含氯化物少的氨基磺酸鹽溶液中特別重要。一般都選用電解鎳塊或含硫去極化鎳塊(S鎳)放入鈦陽極筐中使用。
電解鎳純度很高，使用時帶入雜質(zhì)很少，價格便宜。缺點是溶解性能不良，當(dāng)溶液中氯化物含量低時，表面容易鈍化。對其進(jìn)行高溫退火可大大改善其陽極溶解性能。
S鎳中含硫(質(zhì)量分?jǐn)?shù))0．01％～0．04％，其主要優(yōu)點是活性高，可在高電流密度下使用。缺點是在使用鎳塊中的硫會產(chǎn)生硫化物殘渣，應(yīng)防止其污染電鑄溶液。
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