1、产生铜粉的原因分析

(1)铜阳极

我们使用的铜阳极是一种含磷的阳极。不含磷的铜阳极在溶解过程中极易产生小的铜颗粒,因为在外电流作用下,二价铜离子在阴极上放电而获得铜镀层。铜阳极溶解成二价铜离子以补充镀液中二价铜离子的消耗。此外,还存在破坏正常过程的其他反应,阳极溶解的结果也有可能形成一价铜离子,如铜阳极与镀液接触处发生可逆反应:Cu+Cu2+=2Cu+。这时形成的铜是粉末状的,在溶液中即形成了铜颗粒,在电镀过程中镀到板面就形成了铜渣。如果在铜阳极的冶炼过程中添入少量的磷,经过一段时间的电解处理以后,在铜阳极的表面就形成了一层黑色的阳极膜,它的主要成分是Cu3P。阳极膜不会影响基体的导电性,能加快Cu+的氧化,减少Cu+的积累,同时,它还不同程度地阻止Cu+进入镀液。阳极表面的阳极膜会使铜小晶粒从阳极表面脱落的现象明显减少。同时,阳极膜的存在使溶液中的Cu2+浓度能够维持恒定。一般磷含量为0.030%～0.065%是比较合理的。因为阳极中磷含量对某些电极过程有较大影响。磷含量过高阳极膜过厚且坚实,影响阳极溶解,致使镀液中的铜离子含量不断降低。反之,含量过少,阳极膜难以阻止铜板以Cu+形式溶解,使镀液中“铜粉”增多。

(2)阳极袋和阳极挂篮的影响

铜阳极即使含磷,但阳极在溶解过程中仍产生阳极泥和小的铜颗粒,这也是在生产中证实的,所以我们采用了阳极袋以保证这些物质不进入溶液。阳极袋不能有破裂或开线,若有应及时更换。

(3)外界带入

铜或其他金属颗粒可通过各种渠道进入镀液,例如挂具上的铜粉末。由于电镀过程中电流密度较高并且生产线上没有挂具清洗槽,所以挂具经使用一定时间后在紧固旋钮部位被镀上了铜。一般挂具上的铜比较疏松(电流密度大和经常摩擦造成的),经过震动或浸蚀后易进入镀液。通过在霍尔槽中添加铜颗粒的实验来看,这是板面铜渣的一个主要来源。同时添加ＣｕＳＯ4·5Ｈ2Ｏ固体时会有一些不能溶解的物质,如果直接进入镀液也会造成对药液的污染。

(4)循环流量

一般镀铜液需要连续过滤,以清除镀液中的各种颗粒状物质,一般要达到3个循环/ｈ以上。

(5)上片尺寸

铜阳极的排布如果固定不动,那么上片时要保持一定的尺寸。如果上片尺寸过小,由于边缘效应板边的镀铜层出现镀粗甚至出现铜粉,工件不仅会报废,同时铜粉也会成为镀液的污染源。

(6)阳极的接触问题

所有的阳极挂篮与阳极杠接触良好是保证铜阳极能够正常溶解的关键,如果部分阳极篮导电不良就会大大提高其他阳极的溶解电流,不仅对阳极溶解极不利,还大大加大了铜粉产生的可能。

2　小　结

在光亮酸性镀铜过程中,铜阳极使用含磷0.030%～0.065%的铜阳极,并使用阳极袋和阳极挂篮,在保证避免外界带入杂质、镀液连续过滤、上片保持一定的尺寸、保证铜阳极和阳极杠的良好接触情况下,可以基本解决产生“铜粉”的问题。