添加劑對酸性鍍銅耐蝕性的研究2011/8/24/8:35來源：中國電鍍助劑網(wǎng)重慶一三六地質隊,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量濃度對銅鍍層的影響。實驗通過塔菲爾方程測定了在不同鍍液中所得鍍層的耐蝕性能,并研究了PEG和Cl-共同存在時對鍍層耐蝕性能的影響。通過實驗總結出了PEG和Cl-之間在一定的質量濃度下的協(xié)同規(guī)律和最佳比例。 關鍵詞:酸性鍍銅;PEG;氯離子;塔菲爾曲線 中圖分類號:TQ153 文獻標識碼:A 文章編號: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所得鍍層的影響,通過塔菲爾方程測定出抑制劑(PEG)和Cl-的質量濃度對鍍層耐蝕性的影響規(guī)律[1-3],并且對電鍍機理進行研究,從而得到一組電鍍效果比較好的添加劑組合。 1實驗 1.1實驗試劑 CuSO4(質量分數(shù)大于99.0%),H2SO4(質量分數(shù)大于95.0%),PEG(質量分數(shù)大于99.0%),NaCl(質量分數(shù)大于99.5%),無水乙醇(質量分數(shù)大于99.7%)。 1.2實驗儀器 HDV-7C型晶體管恒電位儀,CHI660型電化學工作站,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,質量分數(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樣品準備 實驗采用雙電極體系,陰極為34#不銹鋼片,用環(huán)氧樹脂封制成直徑為1.0cm的圓盤狀。實驗前依次使用600#,800#和1200#砂紙打磨,然后分別放入蒸餾水和無水乙醇中進行超聲波清洗,最后再用質量分數(shù)為5%的稀H2SO4活化30min,待用。陽極為含磷銅板。 1.5測試方法 采用三電極體系測試鍍層耐蝕性能,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)過電鍍的試樣;采用濃度為0.5mol/L的濃硫酸作為檢測鍍層耐蝕性能的腐蝕液。 2結果與討論 2.1攪拌對所得鍍層的影響 圖1為在不添加任何添加劑時,在有、無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攪拌的好。這是因為攪拌降低了濃差極化,減小了擴散層的厚度,從而使電沉積時陰極表面的放電金屬離子迅速得到補充;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。在無攪拌情況下得到的鍍層比較疏松,結構不緊密,并且有很大的孔。
有、無攪拌條件下的交流阻抗譜圖 2.2PEG-Cl-對鍍層耐蝕性的影響 (1)塔菲爾曲線 圖2為在PEG的質量濃度為0.2g/L的鍍液中加入不同質量濃度的Cl-后所得鍍層的塔菲爾曲線,經(jīng)分析所對應的數(shù)據(jù),如表1所示。
鍍層的塔菲爾曲線 由表1可知:當Cl-的質量濃度在30~100mg/L時,隨著Cl-的質量濃度的增加,鍍層的自腐蝕電流不斷減小,當Cl-的質量濃度為100mg/L時,鍍層的自腐蝕電流最小。由此結果可知:Cl-的加入增強了所得鍍層的耐蝕性能,并且隨其的質量濃度的增加,所得鍍層的耐蝕性越好。 圖3是在PEG的質量濃度為0.1g/L的鍍液中加入不同質量濃度的Cl-后所得鍍層的塔菲爾曲線,經(jīng)分析所對應的數(shù)據(jù),如表2所示。
鍍層塔菲爾曲線 由表2可知:當Cl-的質量濃度在30~60mg/L時,鍍層的自腐蝕電流隨著Cl-的質量濃度增大而減小;當Cl-的質量濃度在60~90mg/L時,鍍層的自腐蝕電流隨著Cl-的質量濃度的增大而增大。 3·結論 通過塔菲爾實驗可知:在酸性硫酸銅溶液中,當PEG的質量濃度為0.1g/L時,Cl-的質量濃度在30~60mg/L時,隨著Cl-的質量濃度的增大,鍍層的耐蝕性提高;Cl-的質量濃度在60~90mg/L時,隨著Cl-的質量濃度的增大,鍍層的耐蝕性減小;當PEG的質量濃度為0.2g/L時,Cl-的質量濃度在30~100mg/L時,隨著Cl-的質量濃度的增大,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。 同時在本實驗中也對攪拌對鍍層耐蝕性的影響進行了研究,結果表明:在酸性鍍銅中攪拌能明顯改善鍍層的耐蝕性能。 參考文獻: [1]何兆強.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]陳達宏.印制電路孔金屬化[J].電子工藝技術,2001,22(3): |
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