酸铜光亮剂的研制与应用的探讨（一）

来源：中国电镀助剂网

袁诗璞  (成都机投会所花园A3-02-202,)

   [摘要]由于原用210类酸铜光亮剂在生产中因不明原因造成故障频繁。为此,开发了一种微染料两液型酸铜光亮剂。实验室研究及生产试用表明,低Jc区光亮性良好。250mL霍尔槽1A搅拌镀9min,试片除低区1.5cm内光亮但不足以填平砂路,其余范围可达镜面光亮。介绍了这类光亮剂的配制原则及使用中应注意的问题。

    [关键词]酸铜光亮剂;配方设计;应用;电镀添加剂;电镀

    [中图分类号]TQ153.1[文献标识码]B[文章编]1001-1560(2008)07-0058-03

    研制的背景

    广东某厂原一直采用日本大和红桶装第二代210类(NewKOTAC)酸铜光亮剂,使用一段时间后出现了难以解决的故障:光泽剂210A过少,光亮性不足;稍加多,烧焦区大大加宽,镀件边缘因长毛刺而大批报废,按规定补加整平剂210B能抵消210A过多造成的故障,但补加后整平性与光亮性反而下降,某些零件挂钩孔眼处镀层粗糙又造成报废。为此,将原用的进口滚镀亮镍光亮剂改用自己研制的712酸性光亮剂,并针对该厂特点又微调配方,将滚镀时间从1.5h缩短至30~40min后,再对酸铜作了分析判定,最终取得了良好的效果。

    1712两液型低染料酸铜光亮剂开发思路

    1.1712酸铜光亮剂组分

    光亮剂由M(2-巯基苯骈咪唑)、N(乙撑硫脲)、SPS(高纯品聚二硫二丙烷磺酸钠)、P(聚乙二醇)、AESS(脂肪胺乙氧基磺化物)、MDEO(染料中间体)构成,实际上为改进型MN体系。

    M、N、AESS、MDEO为江苏梦得公司产品、SPS为武汉中德公司产品,P为进口材料。

    1.2部分材料的选择依据

    (1)聚乙二醇(P)选择P要考虑两方面问题:一是质量,二是分子量。国产P质量差异很大,采用劣质产品不但极化作用很差,而且使镀层产生很大压应力,镀后即起细泡。所用过的数种产品中,以上海科龙精细化学品厂产品较好,但市场零售价格比进口分装的还高。采用进口分装的较为稳定可靠,过去多采用分子量6000,现多数主张用分子量8000~12000。分子量越大,售价越高;吸附性能好但脱附困难,镀层夹附较多,生成憎水膜越难脱膜去除,当后续亮镍层较厚时易起皮。建议采用分子量为6000的优质P,这样相对成本更低些。

(2)低区走位剂AESS现常用的低区走位剂有AESS、GISS(聚乙烯亚胺烷基化合物)与PN(聚乙烯亚胺烷基盐,又称“高温载体”)3种。GISS用量仅AESS的1/2,但会降低镀层整平性(原因是抵消了部分SP的整平作用)。在研制酸铜光亮剂时进一步发现了PN的两个问题:一是同样会降低镀层整平性,二是PN溶于蒸馏水中呈清沏透明状,于其中不论加碱或加酸,溶液均成为乳白色,似乎PN有酸析和碱析现象,故712型中只用AESS一种。低区走位剂对扩展低Jc区光亮均匀性有利,当配方中M、N、SP(特别是N)过量时,均易使低Jc区产生镜面光亮与光亮的分界。如加入适量均能消除分界,使亮度过渡平缓。无论何种,加入过多均使镀层(特别是低Jc区某一段内)发灰白,故其用量应经过试验来确定。

 (3)染料低Jc区光亮,离不开染料。过去采用的甲基紫或藏花红已基本被淘汰,现多用进口染料,选用时应注意几个问题:

①    固体染料很难自溶良好。染料固体微粒均为多分子结合的聚沉物,若无有效手段,很难配成真溶液。经加工溶好的中间体,虽加价很多,但易于复配。

②    并非进口染料都好用。有的效果差,有的刚配出的光亮剂好用,存放10天半个月后则会失效。

③    性质为碱性染料的,需在酸性条件下才能稳定存在,否则易聚沉。若所购染料液体中间体呈酸性,在配制含染料光亮剂时亦应加入适量冰乙酸或硫酸,调成微酸性。

④    不主张采用高染料型光亮剂。高染料型允许液温上限一般不超过30℃。夏天或装载量过大,欧姆热造成液温升高快时,必须加冷却设施。作为芳香族化合物的染料本身溶解度都很低,因盐析现象等原因,分子间会团聚而聚沉。悬浮于镀液中的染料微粒因电泳等作用在阴极表面夹附沉积,镀层易起细麻砂。解决的唯一办法是用实际精度达5μm以上的大容量过滤机对镀液连续过滤,及时去除悬浮于镀液中的染料微粒。对多种染料及中间体做过试验,认为梦得公司MDEO的低Jc区光亮效果比MDD好;MDEO加入过多时试片低Jc区有一段会呈灰白;采用MDEO时允许液温上限比用MDD约低4℃。