无氰镀银:硫代硫酸盐镀银
硫代硫酸盐镀银所采用的络合剂为硫代硫酸钠或硫代硫酸铵。在镀液中,银与硫代硫酸盐形成阴离子型络合物EAg(S203)2]3-。在亚硫酸盐的保护下,镀液有较高的稳定性。
在镀液成分的管理中,保持硝酸银:焦亚硫酸钾:硫代硫酸钠=l:1:5最好。
镀液的配制方法如下。
①先用一部分水溶解硫代硫酸钠(或硫代硫酸铵)。
②将硝酸银和焦亚硫酸钾(或亚硫酸氢钾)分别溶于蒸馏水中,在不断搅拌下进行混合。此时生成白色沉淀,立即加入硫代硫酸钠(或硫代硫酸铵)溶液并不断搅拌,使白色沉淀完全溶解,再加水至所需要的量。
③将配制成的镀液放于日光下照射数小时,加0.5g/L的活性炭,过滤,即得清澈镀液。
配制过程中要特别注意,不要将硝酸银直接加入到硫代硫酸钠(或硫代硫酸铵)溶液中,否则溶液容易变黑。因为硝酸银会与硫代硫酸盐作用,首先生成白色的硫代硫酸银沉淀,然后会逐渐水解变成黑色的硫化银:
2AgN03+Na2S203——Ag2S203+(白色)+2NaN03
Ag2S203+H20—Ag2S+(黑色)+H2S04
新配的镀液可能会显微黄色,或有极少量的浑浊或沉淀,过滤后即可以变清。正式试镀前可以先电解一定时间。这时阳极可能会出现黑膜,可以铜丝刷刷去,并适当增加阳极面积,以降低阳极电流密度。
再补充镀液中的银离子时,一定要按配制方法的程序进行,不可以直接往镀液中加硝酸银。同时,保持镀液中焦亚硫酸钾(或亚硫酸氢钾)的量在正常范围也很重要。因为它的存在有利于硫代硫酸盐的稳定。否则,硫代硫酸根会出现析出硫的反应,而硫的析出对镀银是非常不利的。
无氰镀银:磺基水杨酸镀银
磺基水杨酸镀银是以磺基水杨酸和铵盐作双络合剂的无氰镀银工艺。当镀液的pH值为9时,可以生成混合配位的络合物,+从而增加了镀液的稳定性,这样镀层的结晶比较细致。其缺点是镀液中含有的氨容易使铜溶解而增加镀液中铜杂质的量。
总氨量是分析时控制的指标。指醋酸铵和氨水中氨的总和。例如总氨量为20g/L时,需要醋酸铵46g/L(含氨l0g/L);需要氨水44mL/L(含氨l0g/L)。镀液的配制(以1L为例)方法如下:
①将l20g的磺基水杨酸溶于500mL水中;
②将l0g氢氧化钾溶于30mL水中,冷却后加入到上液中;
③取硝酸银30g溶于50mL蒸馏水中,再加人到上液中;
④取509醋酸铵,溶于50mL水中,加入到上液中;
⑤最后取氨水55mL加到上液中,镀液配制完成
磺基水杨酸是本工艺的主络合剂,同时又是表面活性剂。要保证镀液中的磺基水杨酸有足够的量。低于90g/L,阳极会发生钝化;高于170g/L,阴极的电流密度会下降。以保持在100~150g/L为宜。
硝酸银的含量不可偏高,否则会使深镀能力下降,镀层的结晶变粗。
由于镀液的pH值受氨的挥发的影响,因此要经常调整pH值。定期测定总氨量。用20%氢氧化钾或浓氨水调整pH值到9,方可正常电镀。并要经常注意阳极的状态。不应有黄色膜生成。如果有黄膜生成,则应刷洗干净,并且要增大阳极面积,降低阳极电流密度。也可适当提高总氨量。
无氰镀银:黄血盐镀银
黄血盐的化学名是亚铁氰化钾,分子式为K4[Fe(CN)6],它可以与氯化银生成银氰化钾的络合物。由于镀液中仍然存在氰离子,因此,这个工艺不是彻底的无氰镀银工艺,但是其毒性与氰化物相比,已经大大减少。
这个镀液的配制要点是将铁离子从镀液中去掉。而去掉的方法则是将反应物混合后加温煮沸,促使二价铁氧化成三价铁从溶液中沉淀而去除:
2AgCl+K4[Fe(CN)6]一K4[Ag2(CN)6]+FeCl2
FeCl2+H20+K2C03一Fe(OH)2+2KCl+CO2↑
2Fe(OH)2+1/202+H20一2Fe(OH)3↓
具体的操作(以1L为例)如下。
先称80g亚铁氰化钾、60g无水碳酸钾分别溶于蒸馏水中,煮沸后混合。再在不断搅拌下将氯化银缓缓加入,加完后煮沸2h,使亚铁完全氧化成褐色的氢氧化铁并沉淀。过滤后弃除沉淀,得滤液为黄色透明液体。再将l50g的硫氰酸钾溶解后加入上述溶液中,用蒸馏水稀释至lL,即得到镀液。
这个镀液的缺点是电流密度较小,过大容易使镀件高电流区发黑甚至烧焦。温度可取上限,有利于提高电流密度。其沉积速度在10~20μm/h。
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