酸性硫酸盐镀铜故障及其处理方法：镀层粗糙

   可能原因

   原因分析及处理方法

 (1)预镀层太薄

 由于铁在硫酸盐镀液中的电势比铜负得多，所以预镀层太薄，铁可以通过镀层的孔隙置换溶液中的铜，形成点状疏松的置换层，使镀层呈现粗糙的外观(这种粗糙是点状的，由于它与基体结合不牢，所以可用小刀将点状的粗糙刮破后，观察现象，还可以从延长预镀时间，看看粗糙现象是否消失判别)。当预镀铜层的厚度小于3pm时，镀层疏松多孔；当预镀层厚度大于7μm时，镀层孔隙降低；当预镀层厚度大于l0μm时，镀层为无孔隙镀层

 处理方法：合理设定电流和时间参数，保证预镀层厚度大于3μm

 (2)预镀层粗糙

 预镀层粗糙的话，在酸铜槽加厚后，镀层粗糙更加明显。详见第一章故障现象1～4的相关论述

 (3)预镀镍进入硫酸盐镀铜液中未及时通电

 预镀镍进入硫酸盐镀铜液，若不及时通电，镍也能置换铜，形成疏松、粗糙的置换层。这种现象造成的粗糙是结合不牢的，一擦即能把镀层擦去，较容易区别

 处理方法：

 a．刷洗所有的接触点，降低接触电阻，使各导电部位接触良好；

 b．带电入槽

 (4)挂具钩子上的铬层未彻底退除掉，形成挂具屑

 挂具钩子上若有铬层，因铬层上再镀上去的镀层结合不牢，在阴极移动或空气搅拌时，它会以小颗粒的形式脱落下来，落在挂具下部的零件表面上，使下面的零件镀层粗糙。该粗糙现象虽然也会使零件向上面产生粗糙，但现象略有不同，它的挂钩上镀层是粗糙疏松的，用手一摸，挂具上的镀层即以粉末状的细粒落下来

 处理方法：

 a．加强镀前挂具的退铬；

 b．及时修理(退除)挂具钩上的镀层，保证导电良好；

 C．废弃不用的挂具钩及时除去；

 d．注意上挂方式，即不能满挂的工件，应从上而下上挂，只能空着下部挂钩

 (5)阳极含磷量少

 硫酸盐光亮镀铜的阳极必须使用含磷纯铜阳极，因为电解铜阳极很容易溶解，阳极电流效率大于理论值。这样，镀液中的铜含量便逐渐增加，使硫酸铜大量积累，很快便超过上限而失去平衡。另一方面，纯铜阳极在溶解时会产生少量一价铜离子，在镀液中很不稳定，通过歧化反应分解为Cu2+和金属铜粉．，后者附在阳极表面，部分又从阳极脱落成为泥渣，沉积在工件表面成为粗糙镀层。同时，在电镀过程中通过电泳沉积在铜镀层上面成为毛刺。此外，Cu+的存在还会影响到铜镀层的光亮度和镀液的整平性能。在纯铜中加入少量的磷作阳极时，在硫酸盐光亮镀铜液中通过短时间的电解后，阳极表面便生成一层具有导电性能的Cu3P黑色胶状膜。该膜的孔隙可以允许铜离子自由通过，降低了阳极极化，加快了一价铜的氧化，阻止了Cu+的积累，又可使阳极的导电率稍有下降。在电镀时阳极的铜有98％转化成镀层(用纯铜只有85％)，使阴阳两极的电流效率趋于接近。它还阻止了歧化反应，几乎不产生铜粉，极少泥渣。这样，铜镀层便不会产生毛刺。根据美国联邦规范QQ-A-6738的建议，含磷铜阳极的含铜量为99.9％～99.4％，含磷量为0.04％～0.06%。含磷量过高，黑色胶膜增厚不易溶解，导致镀液中的铜含量下降，低电流密度区光亮度差。严重时黑色胶膜从阳极上掉下，污染镀液，还会堵塞阳极袋，造成槽电压升高，铜镀层产生细麻砂状。如果铜阳极中磷含量低，电镀时阳极表面难以形成棕黑色的膜，这样，“铜粉”就多，并会有一价铜溶解进入溶液，它较易在阴极上还原而形成粗糙的镀层。所以含磷量少的阳极不宜在该镀液中使用。其含磷量的多少，可以从电镀时它表面上的色泽进行判断，有均匀棕黑色膜的阳极，其含磷量已经足够，相反，如没有均匀的棕黑色膜存在，它的含磷量往往太少

 处理方法：

 a．选择规范工厂生产的磷铜产品，严格控制含磷量为0.04％～0.06％；

 b．将不合格的磷铜阳极予以更换；

 C．加强过滤镀液并用15％的双氧水0.2～0.4mL／L将Cu+氧化成Cu2十，分析调整硫酸成分

   可能原因

   原因分析及处理方法

(6)镀液中硫酸铜含量过高

 ①硫酸铜含量偏高，硫酸含量也偏高。在这种情况下，硫酸铜容易结晶析出，特别是镀液温度较低，阳极表面和阳极袋(或钛篮)上，往往有硫酸铜结晶析出，这样，一方面由于阳极袋上黏附了硫酸铜结晶，使离子运动的阻力增大，从而增大了槽电压。另一方面由于阳极表面有硫酸铜结晶，使阳极的有效面积减小，从而阳极电流密度增大，导致阳极极化提高，促使阳极趋于钝化，引起电镀时电阻增大，有时，通电操作了一段时间，电流表指针逐渐下跌。这将引起镀层光亮度、整平性下降，有时还会致使镀层粗糙

 出现这种情况时，一方面分析镀液成分；另一方面观察阳极极板和阳极袋上是否有硫酸铜结晶

 处理方法：

 a．分析槽液成分并调整到标准值，若成分偏高，稀释镀液；

 b．取出阳极，经刷洗、活化后，再挂入镀槽使用；

 C．加强预定保养，防止液温过低及成分变化导致硫酸铜再次结晶析出

 ②硫酸铜含量偏高，硫酸含量偏低。硫酸在溶液中的主要作用是：

 a．防止铜盐水解，减少“铜粉”；

 b．提高溶液的电导；

 C．改善镀层的结晶组织

 硫酸含量偏高，将导致溶液浑浊，“铜粉”增多，造成镀层结晶粗糙，低电流密度区(零件的深凹处)镀层不亮

 处理方法：

 a．分析槽液成分，并调整到标准值，若成分偏高，稀释镀液；

 b．加强预定保养，强化镀液的过滤效果，防止“铜粉”沉积在镀层上

 (7)镀液温度过高

 镀液温度过高，使阴极极化降低，而且不利于光泽剂在阴极表面的吸附，使光泽剂的作用减弱，从而使镀层结晶粗糙，同时还会使工件的低电流密度区镀层不亮。详见故障现象3(7)的论述

 处理方法：

 a．合理控制体积电流密度，电镀过程中防止槽液温度升高；

 b．在设备的设计过程中，充分考虑设置加热和制冷双路系统，保证槽液温度的稳定；

 C．适当提高硫酸的含量，提高溶液的导电性，降低溶液的欧姆电阻；

 d．每2h用玻璃温度计监测槽液温度，校核仪表温度，并及时调整，保证槽液温度的稳定

   可能原因

   原因分析及处理方法

(8)镀液中有“铜粉”

 ①硫酸含量低，硫酸铜含量高，导致溶液浑浊，“铜粉”增多，造成镀层粗糙。详见故障现象4(6)②的原因分析及处理方法。

 ②阳极含磷量少。详见故障现象4(5)的原因分析及处理方法。

 ③阳极电流密度太大，阳极钝化加剧，发生可逆的歧化反应

   Cu2++Cu≒2Cu+

 故当阳极电流密度大，导致阳极钝化时，产生较多的Cu+，由于Cu+的水解，进而生成红色的铜粉(Cu20)

 2Cu++2H20→2Cu(OH)+2H+→Cu20↓+H20

 注意：铜粉不是指一价铜，而是氧化亚铜

 处理方法：

 a．增加阳极面积，保证阳极与阴极之比为2：1；

 b．按工艺参数，设定阴极电流密度；

 C．加强镀液过滤和阳极的保养工作

 (9)镀液中有

固体悬浮颗粒

 粗糙通常解释为镀层表面的“凸块”，不要与针孔或鼓泡相混淆。粗糙可分为粗的、细的、光滑的或者是尖锐的，是由溶液中的细粒在电镀过程中留置在镀层中而形成的。由于大多数的细粒比镀液重，所以容易沉降下来并在制品的向上表面产生大量的粗糙。在激烈搅拌溶液时，较轻的粒子保持分散状态，它所产生的异常往往比重的粒子小，因为重的粒子会沉降在阴极表面。在轻度搅拌的溶液中；较重的粒子沉至槽底，较轻的粒子会沉降在阴极表面上，产生粗糙

 大多数的颗粒是从外部进入的，例如，抛光介质和磨光操作中的金属粒子、空气中的灰尘等；有些颗粒是从破裂的阳极袋中出来的阳极泥渣或者不合适的阳极袋；有些颗粒是镀液本身产生的，如铜粉的影响；含硫光泽剂偏低，或亚乙基硫脲过高；有的是由破损的挂具脱落的固体颗粒等

 处理方法：

 a．使用双层阳极袋，并无破损，合理套装，详见第一章故障现象2(2)～(5)的处理方法；

  b．保证镀液连续过滤，保持镀液免受外部和内部颗粒杂质的污染；

 C．防止外界污物的带人；

 d．定期清理槽底，加强预定保养，防止颗粒物的积累