[發明專利]一種通孔隔離法酸性電鍍銅工藝及其裝置

有效

• 申請號: 201810799584.1
• 申請日: 2018-07-19
• 公開（公告）號: CN109056002B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 葉旖婷
• 申請（專利權）人: 葉旖婷
• 主分類號: C25D3/38
• 分類號: C25D3/38;C25D17/00;C25D21/18;C25D21/10
• 代理公司: 廣州知友專利商標代理有限公司 44104
• 代理人: 劉小敏

本發明公開了一種通孔隔離法酸性電鍍銅工藝，包含以下步驟：（1）使用帶通孔的間隔物將電鍍槽分隔為陽極區和陰極區，并在陽極區中設置電鍍液攪拌裝置；（2）分別配制陽極電鍍液和陰極電鍍液將陽極電鍍液和陰極電鍍液分別倒入陽極區和陰極區中，并在陽極區中加入金屬銅和/或銅氧化物；（3）將不溶性陽極作為電鍍陽極與電源正極相連接并浸入陽極區中的陽極電鍍液中，將陰極鍍件與電源負極相連接并浸入陰極區中的陰極電鍍液中；接通電源，并開啟陽極區中的電鍍液攪拌裝置，進行電鍍。所述工藝能解決現有不溶性陽極的酸性電鍍銅工藝中存在的問題，不但并能提高電鍍質量，節省電鍍生產成本，而且還綠色環保。本發明還公開了一種適用于通孔隔離法酸性電鍍銅工藝的裝置。

技術領域

本發明涉及一種酸性電鍍銅的工藝，尤其涉及一種通孔隔離法酸性電鍍銅工藝及其裝置。

背景技術

現有的酸性鍍銅工藝分為使用可溶性陽極和使用不溶性陽極兩種。酸性鍍銅工藝中使用的可溶性陽極通常為磷銅。根據由霍栓成主編，化學工業出版社于2007年8月出版的《鍍銅》一書第84～85頁中描述可知：“在硫酸鹽光亮鍍銅中，陽極是非常重要的環節之一，對采用什么樣的陽極，人們做了大量的研究工作，硫酸鹽光亮鍍銅的陽極板都采用含磷銅板。磷銅板可分為兩種類型，一是鑄造含磷銅板；而是壓延含磷銅板，它們的含磷量是有所不同的。根據不同光亮劑的鍍銅工藝，對陽極的含磷量也不同，大致分為兩大類：一類含磷量為0.035%～0.075%，另一類含磷量為0.1%～0.3%，這是根據不同光亮劑的鍍銅工藝而定的，但不論選用哪種陽極，其含磷量都不能太低。含量低，陽極表面黑膜層保持發生困難，使陽極溶解速度加快，一價銅也相對較多，并使保持鍍液中的二價銅離子濃度的平衡發生變化，導致鍍液惡化，不能正常生產。”因此在一般的酸性電鍍銅工業中，可溶性陽極均采用含磷量適中的磷銅。但磷銅價格高，且其制作和使用過程中會產生有毒的含磷廢水，進入人體對肝臟等器官危害極大，為使廢水達到排放指標，需要增加電鍍廢液的處理成本。

不溶性陽極是指在電化學反應過程中不發生或極少發生陽極溶解反應的陽極，在酸性鍍銅工藝中通常選用涂覆貴金屬氧化物的鈦、石墨、鉑金或鉛合金材料。

一種常見的使用不溶性陽極的酸性鍍銅工藝以主成分為硫酸銅和硫酸的水溶液作為電鍍液，水在陽極反應分解生成氫離子和氧氣，電鍍液中的銅離子在陰極上還原成金屬銅。隨著銅的電鍍析出，電鍍液中的硫酸濃度越來越高，可加入氧化銅與其反應來補充電鍍液中失去的銅離子并能消耗對應當量的硫酸：

陽極上的電化學反應：2H₂O - 4e^- → O₂↑ + 4H⁺

陰極上的電化學反應：Cu²⁺ + 2e^- → Cu↓

硫酸銅電鍍液再生的反應：CuO + H₂SO₄ → CuSO₄ + H₂O

此方法不足之處在于：由于陽極上發生水的電解析出氧氣，溶于電鍍液中的氧氣會附在陰極鍍件上影響鍍層質量。

另一種常見的使用不溶性陽極的酸性鍍銅工藝是在主成分為硫酸銅和硫酸水溶液的電鍍液基礎上加入鐵離子，陽極上的電化學反應為二價鐵離子氧化成為三價鐵離子，銅離子在陰極還原成金屬銅：

陽極上的電化學反應：Fe²⁺ - e^- → Fe³⁺

陰極上的電化學反應：Cu²⁺ + 2e^- → Cu↓

硫酸銅電鍍液再生的反應：Cu + 2Fe³⁺ → Cu²⁺+2 Fe²⁺