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焦磷酸盐镀铜 焦磷酸盐镀铜镀液是一种近中性溶液，可以替代氰化镀铜对于锌压铸件、铝上的浸锌层或塑料上的化学镀层无浸蚀作用。 焦磷酸盐镀铜镀液的主要成分是供给铜离子的焦磷酸铜和作为络合剂的焦磷酸钾，此两者能作用生成络盐焦磷酸铜钾。焦磷酸钾除了与铜生成络盐外，还有一部分游离焦磷酸钾，它可以使络盐稳定并可提高镀液均镀能力和深镀能力。除此以外镀液中往往还添加一些辅助络合剂，如柠檬酸、酒石酸、氨三乙酸等，以改善镀液性能。当镀液中添加某些光亮剂后，还可以获得光亮的铜镀层。焦磷酸盐镀铜工艺成分简单、镀液稳定、电流效率高、均镀能力和深镀能力较好、镀层结晶细致，并能获得较厚的镀层。电镀过程没有刺激性气体逸出，一般可不用通风设备。但对于钢铁零件镀铜时，要进行预镀或预处理以改善镀层和基体的结合能力。 焦磷酸根的两个磷是通过氧连接的，当溶液pH值较低时焦磷酸根易水解而产生的正磷酸根并在镀液中积累起来，以致使沉积速度显著下降，因而影响到广泛的使用。资料报道，将焦磷酸根中的“连接”氧换成有机基团，大大的提高了镀液的工艺性能。 试验证明，根据电位活化理论，采取工艺规范表3—3—1中所列的第三配方，可以直接镀铜，结合强度与氰化物镀铜的在同一水平上，7180—9550N／cm3。 (一)工艺规范(见表3—3—1A、表3—3—1B)表3—3—1A焦磷酸盐镀铜工艺规范(一)表3—3—18 焦磷酸盐光亮镀铜工艺规范(二) (二)镀液配制 将计算量的硫酸铜和焦磷酸钠分别用热水溶解(1份质量硫酸铜需焦磷酸钠0．54份或焦磷酸钾0．66份，可配制焦磷酸铜0．6份，其反应式：由于焦磷酸铜价格较高，一般情况下不采用)，在不断搅拌下，将焦磷酸钠溶液慢慢地倒入硫酸铜溶液中，此时生成焦磷酸铜沉淀，而上层溶液应该接近无色，pH值=5．5左右，若pH值偏低或上层溶液呈绿色，则说明焦磷酸钠不足，可再加入少量焦磷酸钠溶液使其反应完全，但焦磷酸钠加入量不能过多，否则会促使焦磷酸铜溶解。倒去上层溶液，再用清水洗涤沉淀数次，如在洗涤过程铜盐水解，产生浑浊现象，可用含有少量磷酸的水溶液(pH=5左右)清洗。弃去清水，焦磷酸铜沉淀备用(焦磷酸铜亦可用市售商品)。用水洗涤，除去SO42-镀液中含有过多硫酸根会使铜层粗糙。 将计算量的焦磷酸钾溶解在所配制体积1／3的水中(若选用含磷酸二氢钠的配方，则先将磷酸二氢钠溶解在水中，然后再加入焦磷酸钾)，再将配制好的焦磷酸铜加入焦磷酸钾溶液中，不断搅拌使其溶解，此时溶液变成蓝色，再将计算量的柠檬酸钾、柠檬酸铵、酒石酸钾钠、硝酸钾等，分别溶解后加入溶液中。如选用含氨三乙酸配方，则先将氨三乙酸溶解在氢氧化钾溶液中(溶解过程是放热反应，防止温度升高引起分解，并注意安全)，再倒入槽内，将镀液充分搅拌，使其混合均匀，用柠檬酸或氢氧化钾调整pH值，再加入1mL／L～2mL／L30％双氧水和3g/L～5g／L活性炭，加热到50℃左右，搅拌1h～2h，静止过滤。 采用光亮镀液配方时，二氧化硒用水溶解。而2-巯基苯骈咪唑或2-巯基苯骈噻唑能溶于氢氧化钾溶液中，可先配成10g／L的溶液，使用时稀释到0．5g／L以下，在不断搅拌下逐渐加入镀液中。浓度过高会与铜盐产生絮状沉淀。镀液配制完毕，电解数小时即可试镀。(三)镀液成分和工艺规范的影响1．焦磷酸铜影响 焦磷酸铜是供给镀液含铜量的主盐，商品焦磷酸铜，含铜量约为38％左右，一般镀铜液控制铜含量为20g／L～25g／L，光亮镀铜液中铜含量控制在25g／L～35g／L，铜含量过低，镀层光亮和整平性差，允许的工作电流密度范围小。若铜含量过高时，焦磷酸钾含量也需相应增加，成本增大。 2．焦磷酸钾的影响 焦磷酸钾是镀液中的主要络合剂，由于其溶解度较大，所以能相应的提高镀液中金属铜的含量，从而提高允许的工作电流密度和生产效率，而且可以获得结晶细致的镀层。焦磷酸钾除了与铜形成络盐外，尚有一部分游离的焦磷酸钾，其作用能使络盐更加稳定，防止焦磷酸铜沉淀，提高镀液均镀能力，改善镀层结晶和阳极溶解。为了掌握镀液的变化，一般情况下分析控制焦磷酸钾的总含量，并控制焦磷酸根与金属铜之比，即所谓P2074-与Cu2+之比，一般情况下，在pH为8．3～8．8时，这个比例最好是(7—8)：1，所以镀液中总有过量的焦磷酸根，如果高于8．5：1，则镀液易产生正磷酸盐，严重时将缩小铜镀层的光亮范围，降低阴极电流效率。低于7：1时，会使镀铜层表面粗糙或产生条纹和阳极溶解性差。 3．柠檬酸盐、酒石酸盐和氨三乙酸的影响 这些物质与铜也起络合作用，所以能提高镀液均镀能力，改善阳极溶解性能增大允许的阴极电流密度，增强镀液缓冲作用和提高镀层光亮程度。其中以柠檬酸盐效果较好，其含量低于10g/L时，效果不明显，但含量过高，在光亮镀铜时，会产生雾状镀层。若用酒石酸盐或氨三乙酸其效果基本相似