无氰仿金电镀工艺

    无氰化物的仿金电镀，主要是焦磷酸盐镀液，HEDP镀液也可得到仿金镀层，但焦磷酸盐镀液分散能力不够，镀液成分复杂，较难控制。HEDP镀液分散能力和深镀能力较好，溶液稳定，色泽均匀，但光亮度还显不够。

（1）无氰仿金电镀组成及工艺条件（见表2-13）

（2）焦磷酸盐镀液

    ①焦磷酸盐仿金镀液的配制（以表2-13工艺工艺1为例）
    a.分别制备铜—焦磷酸钾，锌-焦磷酸钾和锡-焦磷酸钾溶液。

    1gCu^2＋需10.4g焦磷酸钾与它络合，制备络合物溶液时，先将硫酸铜溶于水，将计量的预先溶于水中的焦磷酸钾，在搅拌下缓慢加入，直至沉淀溶解成透明的络合物溶液。1gCu^2＋需10g焦磷酸钾与它络合。制备络合物溶液时，先将硫酸锌溶于水，再将已溶于水的计量焦磷酸钾在搅拌下缓慢加入。1gSn^2＋需5，6g焦磷酸钾与它络合。制备络合物时，先将SnCl2溶于含HCl的水溶液中（按100g SnCl₂加入1.5mL／LHCl计），再将焦磷酸钾水溶液缓缓加人并不断搅拌。注意：超过络合计量的焦磷酸钾为游离状态。

    b.在搅拌下将配好的铜、锌络合物溶液，倒入备好的镀槽中。c.将磷酸二氢钠和柠檬酸钾溶于水并加入镀槽。

    d．将氨三乙酸用氢氧化钾中和，生成透明溶液，用硫酸和KOH调pH值为8.5～9，倒入镀槽，继续调pH＝8.5～8.8。

    e．用小电流电解6～8h后，试镀。在此基础上，缓缓加入已备好的锡—焦磷酸钾溶液，搅拌均匀，分析溶液，试镀。

    ②焦磷酸盐仿金镀液的维护（以表2-13工艺1为例）为得到满意镀层，必须控制镀液中Cu^2＋、Zn^2＋、Sn^2＋、P₂O^4-₇的比例。铜、锌、锡的补充，应以焦磷酸盐络合物溶液加入。

Cu^2＋：Zn^2＋维持（75～80）：25～20
Cu^2＋：Sn^2＋维持（8～8.5）：1

P₂O^4-₇：（Cu^2＋＋Zn^2＋＋Sn^2＋）维持（7～7.5）：1

    a．温度 以30～35℃为宜，过低，使用电流密度范围小，镀层不亮，色泽偏红；温度超过40℃，Sn^2＋易水解。

    b．pH值 以8.5～8.8为宜。pH值偏低，镀层中铜含量增加，Sn含量减少，镀层偏红，同时P₂O^4-₇不稳定，易水解生成正磷酸盐，溶液浑浊，阳极钝化；pH值升高，镀层中锡含量增加，镀液分散能力增加，镀层偏黄；pH过高。易生成铜的碱式盐夹杂在镀层中，造成镀层疏松、发暗，阴极电流效率降低，溶液浑浊，阳极钝化，同时有大量“铜粉”产生。此时可加入H2O2处理，使溶液恢复蓝色透明，加热镀液到60℃以上，将多余H₂O₂赶出，同时根据分析结果，补加损失的焦磷酸亚锡。

    c.电流密度 当温度一定时，电流密度影响色泽，加大电流密度，可导致色泽偏黄。

    d.阳极 阳极溶解情况，决定了工艺能否稳定进行。镀液中游离的焦磷酸盐，柠檬酸盐能促进阳极溶解。当发现阳极钝化，有大量“铜粉”产生时，还可补加0.5～1g／L氨三乙酸加以克服，补加的氨三乙酸，应以pH值为8.5～8.8的水溶液加入。

（3）HEDP仿金镀液

    ①HEDP仿金镀液配制（以表2-13工艺4为例）

    a.将计量的HEDP倒入镀槽中，加少量水，在搅拌下缓缓加入氢氧化钾（注意放热），调整pH值为9～10。

    b．将硫酸铜（40～50g／L）和硫酸锌用热水溶解后，在搅拌下加入镀槽中。
    c.加入添加剂，加水至所需体积。

    d.调pH值，用KOH调，小电流电解数小时后，即可电镀。
    ②镀液维护

    a．为获得满意的金色镀层，硫酸铜与硫酸锌的摩尔比控制在2.5～3范围内。

    b.HEDP是主要络合剂。HEDP含量高，镀层细致，光亮性好，镀液的分散能力和覆盖能力也好，但过高会导致电流效率下降，镀层色泽偏红；含量过低，会导致阳极钝化，在PH值较高时，还会使溶液浑浊。HEDP与（Cu^2＋＋Sn^2＋）的摩尔比控制在1.5左右较好。

    c.温度过低，镀层容易发雾；温度过高，镀层粗糙，色泽偏红。温度一定要控制在工艺范围。

    d.升高电流密度，镀层中铜含量降低。提高温度，采用空气搅拌或阴极移动，适当降低pH值，都有利于提高阴极电流密度。

    e.pH值偏低，镀层色泽偏红；pH值太高，镀层发暗，阴极电流密度范围缩小，溶液易浑浊，调节pH值用KOH溶液。

    f．阳极采用含Cu70％的黄铜板，还可用不锈钢板协助调节镀液中的铜离子浓度。

本文转载自《合金电镀工艺》编著    曾祥德
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