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1、 酸性镀铜光亮剂配方摘要：要获得良好的酸性镀铜层，关键在于选择性能优良的酸铜光亮剂，而酸铜光亮剂开发的关键在于中间体的选择和复配。本文介绍了酸铜光亮剂一般组成、常用的中间体及其作用以及复配方法。详细说明了 SF-610 酸性光亮镀铜的工艺配方和操作条件，通过对比试验，对 SF-610 酸铜光亮剂进行了综合评价，结果表明，SF-610 光亮剂性能优良，能和高质量的进口酸铜添加剂相媲美。关键词：酸性镀铜；光亮剂；中间体；复配方法；评价试验 1 前言酸性镀铜工艺适用于作为装饰电镀层的中间镀层，用于电镀各种灯饰、五金工具和日用品，也广泛用于塑料电镀、PCB 电镀和电铸等1。由于镀液成分简单、成本低、电
2、流效率高、允许电流密度大、沉积速度快、能获得极光亮和整平的镀层，且极具装饰效果而在生产中获得了广泛的应用，特别在装饰性电镀中，采用厚铜薄镍，是应对高价镍时代的有效方法。要达到酸性镀铜良好的效果和充分发挥其长处，关键在于光亮剂2。酸铜光亮剂的开发关键在于中间体的选择和复配。性能优良的光亮剂应具有光亮整平能力强、光亮范围宽、镀层应力小、延展性和韧性好、稳定且分解产物少、工作温度范围宽、不容易产生针孔麻点等特点。近几年来染料体系的酸铜光亮剂在生产上得到广泛的应用，但生产高质量的产品仍然需要使用价格较贵的进口添加剂。这些添加剂分解产物少，填平较好，不易起针孔麻砂。采用高质量的中间体原材料，复配出质优价
3、廉的以染料为基础的酸铜添加剂，是国内电镀工作者的当务之急。我司通过几年的试验和实践，引进国外高特种原材料，开发出SF-610 酸性镀铜系列添加剂，性价比高于同级别的进口添加剂。2 酸性镀铜光亮剂中间体酸铜光亮剂一般由载体、光亮剂、整平剂、润湿剂组成。2.12.1 载体( 分散剂) 快速地吸附到所有受镀表面并均一地抑制电沉积，整平剂(a)和光亮剂(b)的交互作用导致产生均匀的表面光亮度。载体在酸性镀铜电解液中，若单独加入光亮剂，对镀层的光亮效果不显著，还必须加入表面活性剂才能获得光亮和具有一定整平性的镀层3。常用的有聚乙二醇、AE（多胺与环氧乙烷加成物） 、DAE（脂肪胺与环氧乙烷加成物） 、A
4、EO（脂肪胺聚氧乙烯醚）、辛基酚聚氧乙烯醚（OP 系列）等。除作为光亮剂的载体，有些还具有润湿、分散染料、细化晶粒的作用。2.22.2 光亮剂 (降低低电流区电阻,帮助低电流区铜增长)光亮剂主要成分为有机磺酸盐。常用的有 SP（聚二硫二丙烷磺酸钠） ，它可以单独作为光亮剂使用，也可以和其它含-S-S-键的光亮剂配合使用，如 BSP（苯基二硫丙烷磺酸钠） 、HP（醇硫基丙烷磺酸钠） 、TPS(聚二甲基酰胺基磺酸钠)等。2.32.3 整平剂 抑制凸出区域的沉积，扩展了光亮剂的控制范围整平剂多为杂环化合物和染料。常用的染料有甲基紫、藏花红、噻嗪类染料、三苯甲烷染料、聚合硫代染料（碱性黄） 、吩嗪类染
5、料等。最佳的吩嗪染料是健拿绿 B、健拿黑 R，它们具有较高的整平能力和较宽的光亮电镀范围4。有的杂环化合物可以明显改善低区的光亮度和填平性能，又称低区光亮剂，如 LEVELLER135Cu（聚乙烯亚胺的丙基磺酸盐） 、EXP2887（聚酰胺的交链物） 、JHP （交联聚酰胺水溶液） 、GISS（聚乙烯亚胺烷基化合物）等。2.42.4 润湿剂（防止针孔产生，其走位性、整平性特别优良，亲水性好无憎水膜，且能有效地抑制光剂的分解，提高槽液的稳定性，是染料体系光剂及传统 M、N 体系光剂的优良载体，可完全取代聚乙二醇。 ，润湿剂主要作用是减少镀层针孔麻点。如十二烷基硫酸钠、聚乙二醇等。3 酸性镀铜光亮
6、剂复配方法染料型酸性镀铜光亮剂一般由开缸剂、整平剂、光亮剂组成。3.13.1 开缸剂开缸剂一般由载体、润湿剂、基础光亮剂、多硫发光材料等组成，载体和润湿剂的比例要多。主要作用是提高镀层的分散能力，防止高中电流区产生树枝状结晶，防止针孔、麻点的产生，还具有平衡整平剂、光亮剂的作用。3.23.2 整平剂整平剂一般由染料、低电流区光亮剂、染料分散剂等组成，侧重于填平和低区走位,特别是染料的配比。3.33.3 光亮剂光亮剂一般由载体、低区光亮剂和多硫发光材料组成，载体的比例少，多硫发光材料比例多，主要作用是在电流高区产生具有一定光亮度和整平性的镀层，防止电流过大时镀层烧焦。4SF-610SF-610
7、酸性镀铜光亮剂酸性镀铜光亮剂4.1SF-610SF-610 酸性镀铜光亮剂组成酸性镀铜光亮剂组成 SF-610A：填平兼光泽走位。不足时，整个电流密度区的填平度会下降；过多时，填平度也会下降，尤其是低电流密度区与其它位置的镀层有明显的分界。日常消耗量为 5070ml/KAH。SF-610B：光亮剂。不足时，镀层易烧焦；过多时，低电位光亮度差。日常消耗量为5070ml/KAH。SF-610Mu：含润湿剂、酸铜基础光亮剂、载体等。不足时，低电流区走位变差，易起针孔；过量时，容易起雾。日常消耗量为 1030ml/KAH。4.24.2 工艺配方及操作条件工艺配方及操作条件原料及操作条件范围标准硫酸铜1
8、80220g/L200g/L 硫酸（密度=1.84g/mL）4090g/L60g/L 氯离子 40120mg/L（ppm）70mg/L（ppm）SF-610A0.40.6ml/L0.5ml/LSF-610B0.20.4ml/L0.3ml/LSF-610Mu68ml/L8ml/L 温度 204025 阴极电流密度16A/dm235A/dm2阳极磷铜角（0.03%0.06%磷）磷铜角（0.03%0.06%磷）5SF-610SF-610 酸性镀铜光亮剂评价试验酸性镀铜光亮剂评价试验 5.15.1 分散能力试验分散能力试验在相同的条件下，以 2A、10min 进行赫尔槽试验，试片的背面完全绝缘。采用
9、8 点法，即将赫尔槽试片划分 10 等分，去除最高和最低的等分，用 X-荧光测厚仪分别测出第 5 方格和第 1 方格中心部位的镀层厚度（5 和 1） ，按计算公式T.P=5/1 100%，结果 SF-610T.P=27.6，香港某知名公司 T.P=26.2。该试验结果表明 SF-610 酸性镀铜光亮剂的分散能力要好于香港某公司光剂。5.25.2 覆盖光亮区域试验覆盖光亮区域试验采用赫尔槽试验，试片背面绝缘，保持镀液温度 25，以 0.5A、20min打片，整片全光亮，低电流区没有分层、白雾或暗黑现象。采用同一条件，试验香港某知名公司光剂，发现低区有白雾、暗黑现象。以上试验说明 SF-610 酸
10、性镀铜光亮剂产生光亮的区域范围大于香港某公司光剂，在较低的电流密度下都可以得到光亮镀层，能够应用于比较复杂、大平面件或深孔零件的电镀，如汽车铝轮毂、灯饰件等。5.35.3 光亮剂使用寿命试验光亮剂使用寿命试验试验目的是评价光亮剂分解产物对镀液的影响。用赫尔槽连续打片消耗试验。开两槽赫尔槽镀液，分别加入 SF-610 光亮剂和香港某知名公司光剂，保持温度 2526，以 2A、10min 进行赫尔槽连续打片，每一片的电镀面均采用 280砂纸均匀打磨，每槽镀液工作总计 30AH，即 90 张片,相当于每升镀液连续工作 120AH。每打完一片按理论消耗量分别补充添加剂，每 10AH 进行一次过滤并分析
11、、补充各成分。试验完毕后，观察试片镀层变化情况，从稳定性、清亮度、填平性能、是否起麻砂等方面进行综合评价。试验结果见表 1：表 1 镀液老化试验对比项目SF-610香港某公司光剂稳定性清亮度填平性能是否起麻砂较稳定，第 1 片和第 90 张片外观没有明显区别很清亮，不起蓝雾镀后除低区 5mm 略有擦痕外，其余光亮如镜，整平性能较好。不易起麻砂第 15Ah 后光亮度略有下降，第 90 张片光亮度较第 1 张光亮填平度明显下降。容易起蓝雾低区 10mm 略有擦痕，其余光亮，填平能力与 SF-610 相当。不易起麻砂5.45.4 添加剂过量试验添加剂过量试验采用赫尔槽试验，温度 25，电流 2A，时
12、间 10min，空气搅拌。进行不同组合添加剂过量情况比较，以评价光亮剂添加量使用范围。试验结果见表 2：表 2 添加剂过量试验序号SF-610A（ml/L）SF-610B（ml/L）SF-610Mu（ml/L ）试验现象123456780.50.50.51.01.52.00.50.50.30.30.30.30.30.30.60.98162488888镜面光亮镜面光亮低区白雾状镜面光亮低区半光亮低区 8mm 分层镜面光亮低区半光亮注：序号 1 各组分含量为标准加入量。表 2 表明，SF-610A、SF-610B 、SF-610Mu 分别在 2 倍于标准浓度内都可以在宽广的电流密度范围内得到镜面光亮镀层，这便于在生产中更容易调控。5.55.5 耐温性能试验耐温性能试验用赫尔槽试验，SF-610A 、SF-610B、SF-610Mu 按标准浓度加入，电流 2A，时间 10min，空气搅拌。观察不同温度下试片外观情况。试验结果见表 3：表 3 耐温性能试验温度/试验现象 10203035镜面光亮镜面光亮镜面光亮镜面光亮
