Гальванические покрытия Справочник Ю.Д.Гамбург 2006-600 (1074331), страница 22
Текст из файла (страница 22)
Длительность процесса до 10 минут. Иногда полезно применять прерывистый ток (с интервалами между импульсами 20 — 30 секунд). Катоды при электрополировании используют свинцовые, алюминиевые или из нержавеющей стали. Механизм образования блестящей поверхности при электрополировании сходен с механизмом блескообразования в катодных процессах. Основную роль при этом играет вязкая приэлектродная пленка, затрудняющая отвод продуктов растворения от поверхности анода в глубину раствора.
В некоторых случаях для обеспечения сцепления покрытия с основой, особенно при осаждении на алюминиевые и магниевые сплавы, вводится операция контактного выделения цинка из цинкатного или кислого раствора (цинкатная обработка), описанная в п. 3.12. По-видимому она не является обязательной, так как имеются электролиты, позволяющие непосредственно наносить покрьпия на алюминиевые сплавы и другие основы. Ряд таких растворов разработан Ю. Я. Лукомским. 3.2. Медь и ее сплавы с цинком, оловом и никелем З.л.1. Свойства и области нримененинмедных покрытий Медь является относительно недорогим металлом, при этом медные покрытия наносятся на многие основы, не создавая трудных технологических проблем.
Поэтому медь является одним из основных компонентов двух-, трех- и полислойных покрытий. Кроме того, медь наравне с серебром применяется как электропроводящий слой. Достоинства 1. Медь очень хорошо полируется, легко деформируется, пластична, пригодна для различных видов механической обработки, переносит глубокую вытяжку и развальцовку. 2. Непосредственно после осаждения легко паяется.
3.2. М д 3. Медные покрытия имеют высокое сцепление почти со всеми металлами. 4. Имеет самую высокую, наряду с серебром, удельную злектропроводность и теплопроводность, пригодна для изготовления печатных плат и волноводов. 5. Как локальное покрытие предохраняет сталь от науглероживания при цементации. б. Незаменима в качестве компонента многослойных покрытий, особенно медь — никель — хром. 7. Имеет низкие внутренние напряжения, допускает получение очень толстых ненапряженных покрытий, например для гальванопластики.
Недосммммкм 1, Покрытия химически малостойки, в том числе в обычной атмосфере, не обеспечивают злектрохимической защиты; в качестве самостоятельного защитно-декоративного покрытия медь может применяться только с последующим нанесением лака. 2. Мало подходит для герметичных соединений, например для покрытия сварных швов. 3. Легко диффундирует в другие металлы, требует нанесения барьерных слоев, особенно при эксплуатации в условиях высоких температур.
4. Покрытия, хотя и пригодны под пайку, с припоями могут образовывать интерметаллиды, ухудшающие паяемость. 5, Медь нестойка в контакте со многими органическими веществами. В соответствии с этими свойствами медные покрытия наиболее широко используют как подслой для нанесения других металлов и как материал для гальванопластики. Кроме того, медь (около 10 мюч) наносят на стальные изделия перед их механической вытяжкой для увеличения пластичности. В полиграфической промышленности покрывают медью валы для глубокой печати, в электротехнике медь наносит на углеграфитовые электроконтактные щетки.
При производстве печатных плат медь применяется как основной токонесуший слой. 3.2.2. Составы растворов Широко распространены сульфатные, цианидные и дифосфатные (пирофосфатные) электролиты меднения. Растворы на основе этилендиамина, а также аммиакатные, фторборатные и другие по разным причинам используют значительно реже. Наиболее распространенные составы (в г/л) представлены в табл. 3.1. Таблица 3.1 Примечания. 1. В сульфатные растворы, содержащие блескообразующие до- бавки, необходимо добавить 0,05 — О,1 г/л хлорида натрия. 2.
В цианидные растворы допускается введение до 1 г/л тиосуль- фата натрия или до 7 г/л сульфита натрия. 3. В пирофосфатные растворы иногда вводят до 20 г/л лимонной кислоты и 0,02 г/л селенита натрия. 4. Электролит № 2 пригоден для покрытия печатных плат и дру- гих изделий электроники. 5. Вместо цнанида натрия можно использовать цианид калия. 6. Для непосредственного меднения алюминия и его сплавов можно использовать раствор № 3 с добавкой 2 г/л фторида аммония или калия. Меднение при комнатной температуре можно производить при 1 — 2 А/дм' в отсутствие перемешивания, а при перемешивая ни — при 5 — 6 А/дм'.
Нагревание позволяет повысить плотность тока еше в 1,5 — 2 раза. В ряде случаев отмечалось положительное влияние раз- личных импульсных токовых режимов. 3.2.3. Приготовление растворов Сульфатные растворы (г з 1 — 2) готовят следующим образом. В воде, взятой в количестве около 0,6 от необходимого объема электролита, растворяют серную кислоту (добавляя ее понемногу и при непрерывном перемешивании). Раствор при этом сильно нагревается. Затем к этому раствору добавляют необходимое количество пятиводной сернокислой меди (медного купороса) и доливают воду до заданного объема. Полученный раствор очищают активированным углем, который добавляют из расчета 2 — 3 г/л. Раствор с углем перемешивают в течение 1 — 2 часов, после чего фильтруют и затем прорабатывают при катодной плотности тока 1 А/дмз. Для приготовления цианидных электролитов (4 — б) сначала растворяют цианистый натрий (или калий), после чего при перемешивании в том же растворе растворяют цианистую медь.
Раствору дают отстояться и переливают его в рабочий электролизер, куда добавляют остальные компоненты в порядке их перечисления в рецептуре. Полученный раствор доводят до нужного объема, очищают активированным углем (достаточно перемешивание с 2 г/л угля в течение 30 минут с последующей фильтрацией) и прорабатывают при плотности тока не выше 0,3 А/дм'. Длительность проработки во всех случаях определяется качеством получаемых пробных покрытий. Более сложным является процесс приготовления пирофосфатного электролита (Хо 3). Сначала отдельно растворяют в небольших количествах воды пятиводную сернокислую медь и пирофосфат калия (примерно 2/3 по массе от массы Сц$04 5Н,О) и сливают вместе эти два раствора.
При этом выпадает осадок пирофосфата меди, которому дают отстояться. Раствор сливают декантацией, а осадок несколько раз промывают горячей водой. Такой свежеосажденный пирофосфат меди легко растворяется в отдельно приготовленном растворе остальной части пирофосфата калия. Затем в полученный электролит вводят остальные компоненты (в виде растворов) и доводят объем до заданного. При необходимости корректирования рН пользуются пирофосфорной кислотой или ! 5 — 20%-м раствором пгдроксида калия. Раствор можно готовить и из пирофосфата натрия, но это менее желательно.
3.2.4. Механизм осазгсденин При осаждении меди из сульфатных растворов выделение металла происходит из гидратированных ионов Сц' в две стадии: Сц'" -~ е Св~, Сц' + е Сц. Медленной является первая стадия; стандартная плотность ~~ив гюрз.г г * тока обмена для нее составляет около 2 10-' А/см', в то время как для второй стадии — не менее 2 А/см'. Растворы содержат некоторое количество однозарядных ионов меди, которые образуются и при растворении анода.
Вообще, однозарядная медь всегда образуется по реакции диспропорционирования Сц" + Сц 2Сц", когда раствор на основе двухзарядных ионов контактирует с металлической медью. При повышении температуры это равновесие смещается вправо, т.е. концентрация однозарядной меди в горячих растворах выше. Определенную роль в процессах меднения из серно-кислых растворов играют ионы хлорцда, которые обычно вводят (особенно в растворы с блескообразователями) в количестве около 70 мг/л.
Разряд меди в цианистых электролитах происходит, в зависимости от плотности тока, из частиц СцС1Ч или из ионов Сц(СХ), . Медь в этих частицах однозарядна, поэтому ее электрохимический эквивалент в цианидных растворах вдвое выше по сравнению с сульфат- ными. В случае пирофосфатных растворов предположительным катодным процессом является разряд пирофосфатного комплекса двухзарядной меди Сц(Р О )з . 3.2.5. Осообеииости В большинстве случаев медь осаждается и растворяется с очень высоким выходом по току, при довольно хорошей рассеивающей способности.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
