◆ 铜的性质
×色泽：玫瑰红色
×原子量：63.54
×原子序：29
×比重：8.94
×熔点：1083℃
×沸点：2582℃
×Brinell硬度43-103
×电阻：1.673 l W -cm，20℃
×抗拉强度：220-420MPa
×标准电位：Cu++e- →Cu为＋0.52Ｖ；
Cu2+ ＋2e-→Cu为＋0.34V。
×质软而韧，延展性好，易塑性加工
×导电性及导热性优良
×良好的拋旋光性
×易氧化，尤其是加热更易氧化，不能做防护性镀层，会和空气中的硫作用生成褐色硫化铜 会和空气中二氧化碳作用形成铜录；会和空气中氯形成氯化铜粉末
×其它性质
a)镀层具有良好均匀性、致密性、附着性及拋旋光性等所以 可做其它电镀金属之底镀镀层。
b)镀层可做为防止渗碳氮化铜 唯一可实用于锌铸件电镀打 底用
c)铜的来源充足 铜容易电镀，容易控制
d)铜的电镀量仅次于镍
◆ 铜镀液配方之种类
可分为二大类：
1.酸性铜电镀液：
优点有：成份简单 毒性小，废液处理容易，镀浴安定，不需加热 电流效率高。价廉、设备费低 高电流密度，生产速率高
缺点有：镀层结晶粗大 不能直接镀在钢铁上均一性差
2.氰化铜电镀液配方：
优点有：镀层细致 均一性良好，可直接镀在钢铁上
缺点有：毒性强，废液处理麻烦 电流效率低，价格贵，设备费高 电流密度小，生产效率低，镀液较不安定，需加热。
×配合以上二种配方优点，一般采用氰化铜镀液打底后，再 用酸性铜镀液镀铜，尤其是镀层厚度需较厚的镀件。
◆ 铜镀液配方之种类
可分为二大类：
1.酸性铜电镀液：
优点有：成份简单 毒性小，废液处理容易，镀浴安定，不需加热 电流效率高。价廉、设备费低 高电流密度，生产速率高
缺点有：镀层结晶粗大 不能直接镀在钢铁上均一性差
2.氰化铜电镀液配方：
优点有：镀层细致 均一性良好，可直接镀在钢铁上
缺点有：毒性强，废液处理麻烦 电流效率低，价格贵，设备费高 电流密度小，生产效率低，镀液较不安定，需加热。
×配合以上二种配方优点，一般采用氰化铜镀液打底后，再 用酸性铜镀液镀铜，尤其是镀层厚度需较厚的镀件。
◆ 氰化镀铜
普通氰化镀铜电解液主要由氰化亚铜、氰化钠、氢氧化钠、酒石酸钾钠等组成，铜主要以(Cu(CN)3)2－形式的配位离子形式存在，这种配位离子具有很高的稳定性和阴极极化度，加上强碱溶液具有很好的导电性，因此这种镀液具有很好的均一性和覆盖能力，配以适当的工艺条件就可以获得细晶细致的镀膜，适于钢铁件及锌铝合金件的底镀层。
但是普通氰化镀铜溶液在光亮度及填平度方面较差，并且沉积速度过慢，随着厚度增加镀层会变得粗糙。为改善这些缺陷，必须加入适当的添加剂进行改变。在氰化铜挂镀液中，加入无机物硫酸锰作为光亮剂，在含酒石酸盐和硫氰酸盐电解液中配合使用，并加以周期换向，可以获得光亮镀层。而在滚镀溶液中，加入醋酸铅或铅酸钠作为晶粒细化剂和光亮剂，也可获得光亮镀层，但消耗量较大。
现在，新一代的氰化镀铜光亮剂采用优质的中间体复配，拓宽了阴极电流密度区域，获得了光亮性及填平性都很好的铜镀层。
化学组成最重要的是游离氰化物(free cyanide)及总氰化物(total cyanide)含量，其计算方程式如下：游离NaCN＝总NaCN-CuCN×1.1
氰化镀铜工艺规范(见表1)
表1 氰化镀铜工艺规范
| 工艺规范(g/l) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 氰化亚铜CuCN | 8-35 | 30-50 | 35-45 | 30-35 | 160-200 |
| 氰化钠(NaCN) | 12-54 | 40-65 | 50-72 | 45-55 | 50-70 |
| 酒石酸钾钠 |
| 30-60 | 30-40 | 25-30 |
|
| 硫氰酸钠 |
|
| 13-20 | 10-15 |
|
| 氢氧化钠 | 2-10 | 10-20 | 8-12 | 15-20 |
|
| 温度/℃ | 18-50 | 50-60 | 50-65 | 55-60 | 20-30 |
| 阴极电流密度A/dm2 | 0.2-2 | 1-3 | 0.5-2 | 1-1.5 | 1-3 |
| 周期换向 | 不用 | 用或不用 | 用或不用 | 25:5 | 不用 |
| 阴极移动 | 不用 | 用或不用 | 用或不用 | 用 | 8-12rpm |
| 阳极 | 电解铜或压延电解铜，Sa:Sk=2:1 |
| 注：配方1为吊镀预镀，配方2为一般镀铜，配方3为一般镀镀铜或滚镀铜，配方4周期换向镀铜，配方5滚镀预镀 |
◆ 硫酸盐镀铜
硫酸盐镀铜镀液成分简单、成本低和便于维护控制，缺点是镀液分散能力差，镀层结晶粗糙和不光亮。国外在60年代至70年代开发了多种光亮度高和整平性能良好的硫酸盐镀铜组合光亮剂。国内亦在70年代初开始研究成功几种性能优异的硫酸盐镀铜组合光亮剂，能够镀出镜面光亮、整平性能和韧性良好的铜镀层，这些组合光亮剂的研制成功使国内多层防护—装饰性电镀能够大量采用硫酸盐镀铜工艺，当前很多工厂采用镀厚铜薄镍工艺，达到了节约用镍的效果，同时还促进了我国塑料电镀工业的迅速发展。
在硫酸盐镀液中，钢铁零件不经预镀是不能直接镀铜的。
硫酸盐镀铜液的基础成分是：硫酸铜和硫酸。硫酸铜是供给镀液中的铜离子，硫酸能起到防止铜盐的水解，提高镀液导电能力和阴极极化作用。由于镀液的电流效率高(近于100%)，可镀得较厚的镀层。
硫酸盐镀铜工艺规范(见表2)。
表2 硫酸盐镀铜工艺规范
| 工艺规范(g/l) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 硫酸铜(CuSO4.5H2O) | 160-200 | 150-220 | 80-120 | 175-250 | 160-200 |
| 硫酸(H2SO4) | 60-80 | 50-70 | 180-200 | 45-70 | 50-70 |
| N(mg/l) | 0.3-0.8 |
| 0.3-0.8 |
|
|
| M(mg/l) | 0.5-1 |
| 0.5-1 |
|
|
| 四氢噻唑硫酮(mg/l) |
| 0.5-1 |
|
|
|
| 聚二硫四丙烷硫酸钠 | 0.016-0.02 | 0.01-0.02 | 0.016-0.02 |
|
|
| 聚二乙醇(M=6000) | 0.05-0.1 | 0.03-0.05 | 0.05-0.08 |
|
|
| 十二烷基硫酸钠 | 0.05-0.1 | 0.05-0.2 | 0.05-0.1 |
|
|
| Cl-(mg/l) | 20-80 | 20-80 | 20-80 |
|
|
| 酚磺酸(C6H6O4S) |
|
|
| 1-1.5 |
|
| 葡萄糖 |
|
|
|
| 30-40 |
| 温度/℃ | 10-40 | 10-25 | 10-40 | 20-3 | 20-30 |
| 阴极电流密度A/dm2 | 2-4 | 2-3 | 2-4 | 1-2 | 1-3 |
| 阳极 | 含P0.1-0.3% | 含P0.1-0.3% | 含P0.1-0.3% | 电解铜 | 电解铜 |
注：需采用阴极移动或空气搅拌；配方1为宽温度全光亮镀铜，配方2为常温全光亮度铜，配方3为高分散能力光亮镀铜，配方4、5适用于普通镀铜；
×加入酚磺酸或葡萄糠，可促使镀层结晶细致，酚磺酸添加后应经过适当的时间进行电解处理才有效果。 |
◆ 焦磷酸盐镀铜
焦磷酸盐镀铜液是一种近中性溶液，对于锌压铸件、铝上的浸锌层或塑料上的化学镀层无侵蚀作用。
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。
焦磷酸盐镀铜的主要缺点是配制时成本较高，由于焦磷酸盐水解而产生的正磷酸根会在镀液中积累起来，一般在几年之内，使沉积速度显著下降，因而得不到广泛的使用。
(一)工艺规范(见表3)
表3 焦磷酸盐镀铜工艺规范
| 工艺规范(g/l) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 焦磷酸铜(Cu2P2O7) | 60-70 | 60-70 | 60-70 | 70-90 | 50-65 |
| 焦磷酸钾(K4P2O7.3H2O) | 280-320 | 280-320 | 280-320 | 300-380 | 350-400 |
| 柠檬酸钾(K3C6H5O7.H2O) |
|
|
| 10-15 |
|
| 柠檬酸铵[(NH4)2HC6H5O7] | 20-25 |
|
| 10-15 |
|
| 酒石酸钾钠(KNaC4H4O6.4H2O) |
| 30-40 | 15-20 |
|
|
| 氨三乙酸(N(CH2COOH)3) |
|
| 15-20 |
|
|
| 磷酸氢二钠(Na2HPO4) |
| 30-40 |
|
|
|
| 硝酸钾(KNO3) |
|
| 15-20 |
|
|
| 氨水(NH4OH)(ml/l) | 2-3 | 2-3 |
|
| 2-3 |
| 二氧化硒(SeO2) |
|
|
| 0.008-0.02 | 0.008-0.02 |
| 2-巯基苯骈咪唑 |
|
|
| 0.002-0.004 |
|
| 2-巯基苯骈噻唑 |
|
|
|
| 0.002-0.004 |
| pH值 | 8.2-8.8 | 8.2-8.8 | 8.2-8.8 | 8.2-8.8 | 8.2-8.8 |
| 温度/℃ | 30-50 | 30-50 | 30-50 | 30-50 | 30-40 |
| 电流密度A/dm2 | 0.5-1 | 0.5-1 | 0.6-1.2 | 1.5-2.5 | 0.3-0.8 |
| 阳极移动 | 需要 | 需要 | 需要 | 需要 | 滚镀 |
| 注：配方1、配方2、配方3适用于普通镀铜；配方4、适用于光亮镀铜；配方5用于滚镀。 |
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2005-12-16
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