電解銅箔生產中電鍍鉻與電鍍鎳鉬合金的性能對比

    慧聰表面處理網訊：王海振，胡旭日，王維河，徐樹民

（山東金寶電子股份有限公司，山東招遠265400）

    摘要：對電鍍鎳鉬合金代替六價鉻電鍍工藝進行了研究，測試了表面處理前後電解銅箔在高溫(180°C)和常溫下的抗拉強度及延伸率，對比研究了電解銅箔表面電鍍鉻和電鍍鎳鉬合金後的耐高溫(180~210°C)氧化性、常溫(80°C)抗氧化性能，以及蝕刻後或蝕刻加鹽酸浸泡30min後的剝離強度和劣化率。研究發現，表面處理不會影響電解銅箔的延伸率和抗拉強度。電鍍鎳鉬合金試樣的高溫抗氧化性比電鍍鉻好，常溫抗氧化能力以及耐酸鹼腐蝕性能與電鍍鉻試樣相當，蝕刻後的剝離強度和劣化率稍低，但仍符合浸於鹽酸前後的剝離強度都不低於1.80N/mm、劣化率小於5.0%的生產要求。本研究為電鍍鎳鉬合金代替電鍍鉻工藝的實現提供了依據。

    關鍵詞：電解銅箔；電鍍；鉻；鎳鉬合金；抗氧化；耐蝕性

    中圖分類號：TQ153.2 文獻標誌碼：A 文章編號：1004–227X(2014)12–0506–04

    六價鉻電鍍工藝在電鍍行業中佔據極其重要的地位，被稱為三大鍍種之一，至今應用已超過80a。電鍍鉻工藝作為電解銅箔的防氧化技術，具有工藝穩定、成本低廉、操作簡單和耐蝕性好等優點[1-2]，既能提高銅箔的常溫防氧化性能，延長存放時間，又能降低銅箔劣化率，防止出現側蝕。雖然六價鉻電鍍工藝的鍍層美觀、性能優異，但是存在不少缺點。在工藝技術方面，六價鉻鍍液分散能力和覆蓋能力差，電流效率低(僅為10%~25%)，並且對非溶性陽極板腐蝕嚴重，很容易引入其他雜質而汙染鍍液；在環保方面，六價鉻是公認的致癌物質，對人體健康危害極大；同時鍍鉻廢水加重了環境汙染，增加了水處理成本。目前，各國政府都在一定程度上禁止或限制六價鉻的使用[3-4]。所以，新的代鉻工藝的研究迫在眉梢[5-8]。

    筆者研究了電鍍鎳鉬合金技術代替六價鉻電鍍工藝。電鍍鎳鉬合金工藝鍍液穩定，操作簡單，對陽極板腐蝕較輕且鍍層具有較好的耐蝕性能，而且鍍液對人體健康危害小，廢液處理成本低。本文主要對電鍍鎳鉬工藝進行研究，並與六價鉻電鍍工藝在生產應用方面的一些性能進行比較，希望能夠為鎳鉬代鉻工藝的生產應用提供依據。

    1·實驗

    1.1原料

    三氧化鉻，氫氧化鉀，硫酸鎳，鉬酸鈉，檸檬酸，穩定劑，玻璃纖維環氧樹脂半固化片(FR-4料)，軟水，以及厚度35μm的電解銅箔。

    1.2電解銅箔的表面處理工藝

    為了提高電解銅箔的剝離強度和防氧化性能，需要對其毛(M)面和光(S)面進行表面處理[9]，工藝流程分述如下。

    (1)毛箔M面處理流程：酸洗—粗化—固化—水洗—鋅合金—水洗—電鍍鉻(或電鍍鎳鉬合金)—水洗—矽烷偶聯劑—烘乾。

    (2)毛箔S面處理流程：酸洗—水洗—鋅合金—水洗—電鍍鉻(或電鍍鎳鉬合金)—水洗—烘乾。

    1.2.1酸洗

    採用高酸低銅溶液，主要目的是清洗掉毛箔表面的氧化層，以便後續處理。

    1.2.2粗化

    與酸洗液成分相當，主要目的是增加毛箔M面的活性基點，提高銅箔的剝離強度。

    1.2.3固化

    鍍液組成為高銅低酸，不僅能提高銅箔的剝離強度，而且能防止表面粗化層脫落。

    1.2.4鋅合金電鍍

    為鋅–鎳合金鍍液，主要是保證銅箔S面和M面具有一定的高溫防氧化性能。

    1.2.5矽烷偶聯劑處理

    採用一定濃度的KH560偶聯劑，主要是提高銅箔的剝離強度，也有助於提高常溫防氧化性能。

    1.2.6烘乾

    採用150~300°C的熱風將銅箔S面和M面吹乾，便於儲存。

    1.3電解銅箔電鍍鉻和電鍍鎳鉬合金的鍍液組成及工藝條件

    電鍍鉻和電鍍鎳鉬合金的鍍液組成及工藝條件見表1。

 

責任編輯：鄭必佳