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酸性镀铜镀液中光亮剂组成的作用

来源:admin     时间::2017-10-10 16:49:11       ⑴第一类光亮剂  目前常采用的是疏基杂环化合物、硫脲衍生物及聚二硫化合物,它们都具有整平作用和光亮作用。
      ①疏基杂环化合物及硫脲衍生物  分子通过R-SH,R-代表含硫或含氮的杂环化合物,-SH代表疏基。常用的有2﹣噻唑硫酮(代号H1)、2﹣疏基苯并噻唑、2ˉ疏基5﹣磺酸苯并噻唑、2﹣噻唑硫酮、乙基硫脲等。它们在阴极上具有强烈的吸附性能,是良好的整平剂,与其他光亮剂配合,能获得镜面光亮的铜镀层。其整平机理是:这类光亮剂在阴极强烈吸附后,使阳极弥补表面微观峰上整平剂(光亮剂)扩散层厚、阻化作用大、沉积困难、镀层薄,而微观谷处整平剂扩散层薄、阻化作用小、电沉积容易、镀层厚,这样整个镀层趋向均匀,所以整平效果好。但整平计量不可过多,否则由于整平计量太高,使阴极微观谷扩散层厚度增加,与微观峰处扩散层厚度接近,峰与谷阻化作用相当,那么峰处电流密度大,电沉积快,谷处电流密度小,电沉积慢,使镀层不均匀,而达不到整平效果。
      2﹣四氢噻唑硫酮单独使用时,对镀层不起光亮作用,只能使镀层细化。与其他光亮剂配合使用时,可显著提高镀层光亮度,并使镀层的光亮范围向低电流密度区方向发展,使零件凹处镀层光亮度提高,其含量控制在0.0005~0.001g/L为宜。
      2﹣疏基苯并咪唑(M)和乙撑硫脲(N)的作用与2﹣四氢噻唑硫酮类似,但M、N的工作温度比2﹣四氢噻唑硫酮高,上限可达40℃,而2﹣四氢噻唑硫酮其上限温度为27℃,在我国江南地区一般使用M、N较好。N对低电流密度区镀层光亮作用明显。N含量低时,低电流密度区镀层不光亮。N含量太高,镀层产生光亮树枝状条纹,整平性降低。M可扩大镀层光亮范围,尤其对低电流密度区镀层光亮有利。M过低,低电流密度区镀层不光亮。M过高,镀层呈麻砂状,甚至出现桔皮状、烧焦等,整平性下降,M含量控制在0.0005~0.001g/L为宜。N控制在0.0003~0.0005g/L为宜。
      ②聚二硫化合物  分子通式为R1-S-S-R2,R1-代表芳香烃(苯基)、烷烃、烷基磺酸盐或杂环合物,R2-代表烷基磺酸盐或杂环化合物。常用的有二硫二丙烷磺酸钠(代号SP)、苯基聚二硫丙烷磺酸钠(代号S1),其次还有聚二硫丙烷磺酸钠、甲苯基聚二硫丙烷磺酸钠等。它们在电极上液具有较强的吸附作用,对铜电沉积有阻滞作用,它在电极表面可稳定一价铜离子,使它不易扩散离开电极,同时也增加了一价铜离子的反应阻力,对一价铜离子放电抑制明显,阴极极化增大,使镀层结晶细化,聚二硫化合物对电极反应的阻化,可能与含硫化合物在电极表面同一价铜离子及二价铜离子生产了过度状态的表面络合物有关,单独使用聚二硫二丙烷磺酸钠时,对镀层不起光亮作用,对整平也不利,即起负整平作用。但与M、N光亮剂及其他第二类光亮剂配合使用时,可显著提高镀层的光亮性和整平性,聚二硫二丙烷磺酸钠的含量控制在0.01~0.02g/L为宜。含量太低,镀层细化作用不明显,零件在高电流密度区容易产生粗糙毛刺,镀层光泽差。含量过高时,镀层产生白雾,细化作用减弱,甚至会使镀层出现麻点,而低电流密度区镀层不亮。
      ⑵第二类光亮剂  目前采用的都是表面活性剂,在酸性光亮剂镀铜中,常用非离子型和阴离子型的表面活性剂,效果较好。它们除具有对电极表面的湿润作用外,还能在阴极表面吸附,增加阴极极化。细化镀层。如果镀液中没有第二类光亮剂,不但光亮范围窄,而且根本得不到镜面光亮的镀层。但必须注意,非离子型的表面活性剂吸附能力很强,一般水洗不易将它洗净,所以镀光亮铜后,必须采取去膜处理,否则后续的镀镍层结合不牢。
      聚乙二醇(P)是一种非离子型的表面活性剂,分子式为CH2OH(CH2、CH2O)nCH2OH,n增大。电镀中采用分子量4000~6000为好。聚乙二醇能使单层细化,并具有一定的整平作用。但单独使用不能起光亮作用,与第一类光亮剂配合使用,可获得镜面光亮镀层,含量控制在0.03~0.1g/L为宜。含量过低,镀层不亮。含量过高。使镀层形成憎水膜,影响后续镀层的结合力,同时易影响镀层光亮度。
      十二烷基磺酸钠(C)是阴离子型的表面活性剂,在阴极移动时,它可扩大电流密度区的光亮范围,消除镜面的细麻砂状态。在低温时(25℃以下),它有提高氯离子允许含量的作用,但是它影响M的溶解度,使镀液易发浑,加入M时,必须将M冲稀,在剧烈搅拌下加入。使用压缩空气搅拌时,不宜用十二烷基硫酸钠,以免产生大量气泡。
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