重慶一三六地質(zhì)隊(duì),重慶 401147  劉啟承

    摘要:研究了酸性鍍銅工藝中兩種添加劑的質(zhì)量濃度對(duì)銅鍍層的影響。實(shí)驗(yàn)通過(guò)塔菲爾方程測(cè)定了在不同鍍液中所得鍍層的耐蝕性能,并研究了PEG和Cl-共同存在時(shí)對(duì)鍍層耐蝕性能的影響。通過(guò)實(shí)驗(yàn)總結(jié)出了PEG和Cl-之間在一定的質(zhì)量濃度下的協(xié)同規(guī)律和最佳比例。

    關(guān)鍵詞:酸性鍍銅;PEG;氯離子;塔菲爾曲線

    中圖分類號(hào):TQ153 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1000-4742(2011)04-0015-03

    0前言

    本文主要研究酸性鍍銅中的添加劑對(duì)所得鍍層的影響,通過(guò)塔菲爾方程測(cè)定出抑制劑(PEG)和Cl-的質(zhì)量濃度對(duì)鍍層耐蝕性的影響規(guī)律[1-3],并且對(duì)電鍍機(jī)理進(jìn)行研究,從而得到一組電鍍效果比較好的添加劑組合。

    1實(shí)驗(yàn)

    1.1實(shí)驗(yàn)試劑

    CuSO4(質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于99.0%),H2SO4(質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于95.0%),PEG(質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于99.0%),NaCl(質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于99.5%),無(wú)水乙醇(質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于99.7%)。

    1.2實(shí)驗(yàn)儀器

    HDV-7C型晶體管恒電位儀,CHI660型電化學(xué)工作站,FA1004型電子天平,79-1型攪拌器,KQ-50E型超聲波清洗器,DKB-8A型恒溫水浴箱。

    1.3工藝配方及工藝條件

    CuSO448g/L,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的H2SO4100mL/L,NaCl30~100mg/L,PEG0.1~0.2g/L,1A/dm2,20°C,均勻攪拌15min。

    1.4樣品準(zhǔn)備

    實(shí)驗(yàn)采用雙電極體系,陰極為34#不銹鋼片,用環(huán)氧樹(shù)脂封制成直徑為1.0cm的圓盤狀。實(shí)驗(yàn)前依次使用600#,800#和1200#砂紙打磨,然后分別放入蒸餾水和無(wú)水乙醇中進(jìn)行超聲波清洗,最后再用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的稀H2SO4活化30min,待用。陽(yáng)極為含磷銅板。

    1.5測(cè)試方法

    采用三電極體系測(cè)試鍍層耐蝕性能,參比電極為飽和甘汞電極,輔助電極為大面積鉑片,工作電極為經(jīng)過(guò)電鍍的試樣;采用濃度為0.5mol/L的濃硫酸作為檢測(cè)鍍層耐蝕性能的腐蝕液。

    2結(jié)果與討論

    2.1攪拌對(duì)所得鍍層的影響

    圖1為在不添加任何添加劑時(shí),在有、無(wú)攪拌條件下所得鍍層的交流阻抗譜圖。由圖1可知:在有攪拌情況下得到的鍍層的耐蝕性明顯比無(wú)攪拌的好。這是因?yàn)閿嚢杞档土藵獠顦O化,減小了擴(kuò)散層的厚度,從而使電沉積時(shí)陰極表面的放電金屬離子迅速得到補(bǔ)充;攪拌還可以提高電流密度的上限,使操作電流密度增大,減少針孔和毛刺。在無(wú)攪拌情況下得到的鍍層比較疏松,結(jié)構(gòu)不緊密,并且有很大的孔。

有、無(wú)攪拌條件下的交流阻抗譜圖

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    2.2PEG-Cl-對(duì)鍍層耐蝕性的影響

    (1)塔菲爾曲線

    圖2為在PEG的質(zhì)量濃度為0.2g/L的鍍液中加入不同質(zhì)量濃度的Cl-后所得鍍層的塔菲爾曲線,經(jīng)分析所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù),如表1所示。

鍍層的塔菲爾曲線

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    由表1可知:當(dāng)Cl-的質(zhì)量濃度在30~100mg/L時(shí),隨著Cl-的質(zhì)量濃度的增加,鍍層的自腐蝕電流不斷減小,當(dāng)Cl-的質(zhì)量濃度為100mg/L時(shí),鍍層的自腐蝕電流最小。由此結(jié)果可知:Cl-的加入增強(qiáng)了所得鍍層的耐蝕性能,并且隨其的質(zhì)量濃度的增加,所得鍍層的耐蝕性越好。

    圖3是在PEG的質(zhì)量濃度為0.1g/L的鍍液中加入不同質(zhì)量濃度的Cl-后所得鍍層的塔菲爾曲線,經(jīng)分析所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù),如表2所示。

鍍層塔菲爾曲線

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    由表2可知:當(dāng)Cl-的質(zhì)量濃度在30~60mg/L時(shí),鍍層的自腐蝕電流隨著Cl-的質(zhì)量濃度增大而減小;當(dāng)Cl-的質(zhì)量濃度在60~90mg/L時(shí),鍍層的自腐蝕電流隨著Cl-的質(zhì)量濃度的增大而增大。

    3·結(jié)論

    通過(guò)塔菲爾實(shí)驗(yàn)可知:在酸性硫酸銅溶液中,當(dāng)PEG的質(zhì)量濃度為0.1g/L時(shí),Cl-的質(zhì)量濃度在30~60mg/L時(shí),隨著Cl-的質(zhì)量濃度的增大,鍍層的耐蝕性提高;Cl-的質(zhì)量濃度在60~90mg/L時(shí),隨著Cl-的質(zhì)量濃度的增大,鍍層的耐蝕性減小;當(dāng)PEG的質(zhì)量濃度為0.2g/L時(shí),Cl-的質(zhì)量濃度在30~100mg/L時(shí),隨著Cl-的質(zhì)量濃度的增大,鍍層的耐蝕性提高。根據(jù)上述研究得到兩組比較好的組合:PEG0.1g/L,Cl-60mg/L和PEG0.2g/L,Cl-100mg/L。

    同時(shí)在本實(shí)驗(yàn)中也對(duì)攪拌對(duì)鍍層耐蝕性的影響進(jìn)行了研究,結(jié)果表明:在酸性鍍銅中攪拌能明顯改善鍍層的耐蝕性能。

    參考文獻(xiàn):

    [1]何兆強(qiáng).從印制電路板工業(yè)的發(fā)展看銅箔的前景[J].上海有色金屬,2000,2(1):34-39.

    [2]陳達(dá)宏.印制電路孔金屬化[J].電子工藝技術(shù),2001,22(3):