高速镀银的工作电流密度高达50~200A/dm2,在如此高的电流密度下,要保证电极表面电化学反应的正常进行,要求镀液成分及工艺参数与普通电镀条件下有很大不同。
各成分的作用及控制要求如下。
a.Ag+通过KAg(CN)2加入,是电镀液的主盐成分,提供电沉积所需的金属离子。银浓度必须维持在操作电流密度所需浓度范围的90%以内,实际生产中一般控制在60~80g/L为宜。
b.游离KCNKCN是银的主要络合剂。由于在高电流密度下工作,对Ag+不得有过强的络合作用,因此,高速镀银液中游离的含量要求较低。当KCN含量升高时,银电沉积过程的极化作用增强,镀层结晶细致,但工作电流密度范围会往低电流密度区偏移。同时,会使银置换反应发生的倾向增强。当KCN含量降低时,可以在更高的电流密度下工作,但此时镀液的稳定性会降低,容易产生镀层粗糙,光亮度降低等现象。因此,实际生产中要根据实际使用的电流密度情况,选择合适的游离**化钾控制浓度。
c.开缸剂含电镀液的导电剂及缓冲盐,改善镀液的导电能力及稳定性。导电剂及缓冲盐在电镀过程中不消耗,只有带出损耗,因此一般不需添加,只有在镀液的密度太低时才会添加。
d.补充剂Ⅱ含有维持镀液中银金属稳定的必需物质,每添加1kgKAg(CN)2需同时添加补充剂Ⅱ30~40mL。
e整理剂是一种表面活性剂,用于提高镀层的均匀性。为了保证镀层均匀,可根据表面张力测试来补充整理剂,及时将表面张力控制在(30~33)×10-3N/m内。
f.光亮剂其作用是使镀层结晶细化,并提高操作电流密度范围。通过调整光亮剂及特别添加剂的含量,可得到半光亮至全光亮的银镀层。
g.特别添加剂其作用主要是抑制铜基体上银置换反应的发生,同时使银镀层更加均匀一致,并对镀层光亮度有一定的作用。但特别添加剂含量不宜过高,否则易产生镀层颗粒、针孔及粗糙、发黄等现象。
h.pH值pH值测试应在生产温度下进行,每班测试,并维持在9.0~9.5之间,其目的是为了保证Ag(CN)2-离子在镀液中的稳定性。当pH值太低时,容易产生镀层粗糙、针孔等问题;pH值过高则易使镀层烧焦。pH值大于9.5时补加溶液调整,pH值小于9.0时补加KOH溶液调整。
i.温度温度越高,允许使用的电流密度范围越大,镀层也更均匀,但温度过高时,镀液挥发量大,且合化物的分解也加剧,因此,高速镀银的工艺温度一般控制在65℃左右为宜。
j.过滤电镀液应不断用0.5~1.0μm孔径的过滤芯过滤,过滤器材需能提供少4次/h完全过滤。另外,还要定期使用活性炭滤芯过滤镀液,以除去一些合化聚合物及其他杂质,保持镀液的佳透明状态。
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