镀金电解液的类型、性能与用途 镀金液的种类繁多，从不同的镀金液中镀出的金有不同的物理性质，其应用范围也各不相同。要对这些镀金液进行科学的分类，目前还比较困难，这里只能采用电镀工作者常用的按镀液pH值进行的分类方法。表l2-1列出了不同pH的有氰和无氰镀金液的性能和应用范围，下面分门别类予以讨论。 (一)pH=3．0～3．5的酸性镀金液 酸性镀金液由氰化金钾、弱有机酸、磷酸盐、螯合剂和光亮剂组成，其配制方法是把氰化金钾溶在弱有机酸中，再加入一定量的缓冲剂、螯合剂和光亮剂。典型的酸性镀金液的配方和作业条件如表12-9。微量的钴、镍、锑、添加某些有机添加剂也有这种效果，但不能提高镀层的耐磨性。 表12-9典型的酸性镀金液的配方和作业条件
从酸性镀金液中可以镀出24K高纯金和几种金合金。但由于pH值低，容易使素材金属溶解而污染镀液，铜及其合金、镍及其合金、银及其合金虽都可从这些镀液中直接镀金。但从维护镀液的角度考虑，最好先在含金量低的溶液中打底，以防止镀液被污染。钢及铜铍合金要镀铜，以防止溶液污染和提高附着力。 pH范围在4．5～5．5的镀黄金液在过去几年中有较大的发展。在实际操作中，最高的pH值为5．1～5．2，其特点是电流效率高，镀液的酸性低，因此适用于覆盖抗蚀剂的印刷电路板和接点(contactor)的镀金，这些零件的镀金正在不断增多，使高效率酸性镀金的应用越来越广。 在酸性镀金液中，溶液的pH，温度和使用的电流密度对镀液和镀层的性能有明显的影响，其影响的趋势由图12-2箭号表示，实际的变化呈曲线状的，图中的箭号是一种粗略的表示法。
图12-2作业条件对酸性镀金性能的影响 (二)pH=5．5～8．0的中性镀金液 中性镀金液是类不含游离氰化物，只含氰化金钾，缓冲剂或络合剂(EDTA、磷酸盐)和少量合金元素添加剂的镀液。如不含合金元素，镀液的电流效率可达100％，金属的纯度可达99．99％，维氏硬度65～75。有时加入晶粒细化剂，使镀层细致、光亮，此时最适合于半导体上使用，因为这具有良好的耐高温和可焊性(solderability)。若加入有机增硬剂，则可用于印刷电路板和电接点，但不普遍，因为其耐磨性差。表l2-10列出了某些中性镀金液的配方和作业条件。 表12-10某些中性镀金液的配方和作业条件
中性氰化物镀液同碱性氰化物液相比，具有均一性好，对应相当金浓度的极限电流密度较高，和可以镀厚镀层等优点。其缺点是光亮度差些，一般在半光亮以上，不过电流密度的影响较小，适于滚镀(barrel plating)。 中性镀金液对金属杂质的允许量较高，例如在酸性镀金液中，镍或钴的含量高达0．1g／L时，即对镀层有重大影响，但在中性镀液中，即使高达1．Og／L也很少(或无)影响。有机物的污染会严重损害可焊性，因此，要尽量避免脱脂剂等有机物带入槽内。 (三)pH=8．0以上的碱性镀金液 这种镀液主要由溶解在磷酸及弱有机酸的氰化金钾所组成，镀液中含游离的氰化钾，以防止产生置换镀层和改善金阳极的溶解。此外，镀液中还含有提高导电性和均一性的导电盐碳酸钾和磷酸钾，以及防止氰化钾的分解，增加溶液导电性的氢氧化钾和为了使镀层晶粒细化，并增加其硬度的光亮剂。这种光亮剂通常是银，含量约l％～3％，其阴极电流效率可达95％～l00％，在常温下操作。表12-11列出了某些碱性氰化物镀金液的配方和作业条件。 表12-11 某些碱性氯化物镀金液的配方和作业条件
高pH(10～12．5)镀液含有较高的游离氰化物，操作温度较高，还要求有很好的搅拌和连续过滤。为了使镀层厚度分布均匀，镀槽最好采用圆形的，这样电流的分布比较均匀，镀层的成分也较一致。这种镀液主要用于装饰品的电镀，在镀液中加入铜、镍、镉等合金元素，则可产生一系列的颜色和纯度，这些合金元素大半具有光亮作用，可以不加光亮剂而获得极为光亮的镀层，所以在装饰上的应用很广。对一些制品，如表带、手腕链等，人们多采用双层镀金法，即先镀7～8μm(或更厚)的16K银金合金或镉铜17K黄金，然后再用酸性镀金液再镀2～3μm的20～22．5K黄金，在这种情况下通常可节约33％～50％的黄金。 (四)无氰镀金液 亚硫酸盐无氰镀金液是深受人们欢迎的新型镀金液，因为这种镀液容易掌握，均一性好，电流效率可达l00％，特别突出的是温度和pH改变时并不使镀层成分有较大改变，在50～60℃操作时，．溶液忍受其他金属杂质的能力很高。 在亚硫酸盐镀金液中，应用较多的是pH=8～10．5的高pH镀液，这包含亚硫酸盐、磷酸盐、柠檬酸盐、有机膦酸盐等，操作温度为50～60℃，使用镀铂的钛阳极。表l2-12列出某些亚硫酸盐镀金液的组成和作业条件。 表12-12某些亚硫酸盐镀金液的组成和作业条件
从碱性无氰镀金液中可以镀出酸性镀金液无法镀出的合金镀层及颜色。除了在装饰品工业及一些要求耐磨性不太高的薄金上使用外，近来在薄膜电路(thin film circuit)镀纯金上的应用也越来越广，目前电子工业正在积极研究从无氰亚硫酸镀金液中获得高合金元素的镀金层，以节约昂贵的金。 |
