若开缸剂的浓度小于 1/10 开缸量时, 会使镀层变得疏松、粗糙, 赫尔槽试片的中 至高电流密度区呈现条纹状, 锌镀层粗糙 (请参阅图 2a 和 2b)｡
1.2 过量添加普乐斯无氰碱锌 3000 开缸剂
镀液能容忍过量 2 - 3 倍的开缸剂, 此时, 镀液仍具良好的均镀能力, 镀层光亮与 基材结合力良好, 但沉积速度及电流效率会下降, 因此, 必须经常检测工作参数是 否在正常范围内, 以使镀液保持在最佳状态｡ 赫尔槽试验请参阅图 2c｡
图 3b: 1/2 正常份量的普乐斯无氰碱锌 3000 主光剂
测试点 A 2.8 安培/平方分米
4.2 微米
测试点 B 0.5 安培/平方分米
2.6 微米
25 毫米
A : B = 1.6
在 0 - 100 毫米范围内镀层呈雾状
* 0 – 25 毫米范围内较低处镀层烧焦, 0 – 100 毫米范围内镀层呈雾状｡
综合建议
为获得具良好外观和结合力佳的镀层, 工件的前处理程序十分重要, 此外, 镀液亦需要有足 够的过滤｡ 注意：当镀液温度升高至 32 oC 时, 普乐斯无氰碱锌 3000 主光剂的消耗量会增加 ｡
测试其它金属离子污染的方法
可把已电镀的赫尔槽试片在 0.3%的硝酸溶液中出光 10 秒, 在正常情况下, 镀层应比未出光 前光亮, 若试片部分区域变黑, 即表示镀液受到其它金属离子污染 (如铜、镍、钖、铅、镉 等)。
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赫尔槽试验
1 A, 常温, 以锌板作阳极电镀 15 分钟, 电压为 1.5 V｡ 在没有搅拌的情况下, 试片 会因氢气的释出而呈现条纹状｡评估试验结果时应以试片的外观及厚度分布作为准则｡
以下为镀液的主要成份: 锌金属, 氢氧化钠, 碳酸钠* 普乐斯无氰碱锌 3000 开缸剂,普乐斯无氰碱锌 3000 添加剂, 普乐斯无氰碱锌 3000 主光剂(BG)。
图 2b: 1/2 正常份量的普乐斯无氰碱锌 3000 开缸剂
测试点 A 2.8 安培/平方分米
4.3 微米
A : B = 1.8
测试点 B 0.5 安培/平方分米
2.4 微米
50 毫米
在 0 - 100 毫米范围内镀层光亮
* 0 – 100 毫米范围内镀层光亮, 但 0 – 50 毫米范围较低处镀层烧焦｡
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各组份的影响
1. 普乐斯无氰碱锌 3000 开缸剂
普乐斯无氰碱锌 3000 开缸剂是一种基础光亮剂, 可令镀层均匀, 结晶细致, 同时能调 整厚度分布, 只在新配液和有需要时加入, 不需要作日常补充｡ 当开缸剂的浓度升高, 均镀能力会增加, 同时电流效率会下降｡ 当缺少开缸剂时, 高电流密度区会烧焦或镀层疏松｡
2.2 过量添加普乐斯无氰碱锌 3000 主光剂
过量添加时, 中至高电流密度区的光亮度会增加, 低电流密度区会有机会起泡或没有 镀层覆盖 (请参阅图 3c) ｡
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试片镀后水洗, 并以 0.3 % 的硝酸出光 10 秒, 清洗后再以压缩空气吹干｡ 在 A 和 B 点 (如 下图示) 以 XRF 进行厚度测试, A 和 B 点的位置可用赫尔槽试片模板直接圈出, 在每个圈内 4 个不同的地方测量厚度｡
厚度分布值 = A : B
2.5 cm
2.5 cm
3.0 cm 3.0 cm
一般情况下, 普乐斯无氰碱锌 3000 赫尔槽试片的厚度分布值应低于 2, 加入开缸剂可 改善金属分布｡
总结: 做赫尔槽试片的镀层厚度分布测试, 同时观察高电流密度区有否烧焦, 可确定开缸剂的 添加量｡
2. 普乐斯无氰碱锌 3000 主光剂
普乐斯无氰碱锌 3000 主光剂对高、低电流密度区均起光亮作用｡
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图 2c: 两倍正常份量的普乐斯无氰碱锌 3000 开缸剂
测试点 A 2.8 安培/平方分米
3.6 微米
A : B = 1.4
2.8 微米
* 使用锌作阳极会令试片在 0 - 25 毫米较低处的镀层烧焦｡
图 2a: 没有普乐斯无氰碱锌 3000 开缸剂
测试点 A 2.8 安培/平方分米
5.5 微米
A : B = 2.0
测试点 B 0.5 安培/平方分米
2.8 微米
100 毫米 0 - 49 毫米镀层疏松
* 镀层疏松, 0 - 100 毫米较低处镀层烧焦｡
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故障修正
普乐斯无氰碱锌 3000 开缸剂能用赫尔槽试验确定添加量, 若在没有搅拌的情况下试片 镀层疏松和粗糙, 建议添加 4 毫升/升的开缸剂。锌镀层光亮度亦可用赫尔槽测试调整｡
总结: 可用赫尔槽测试确定是否需要添加普乐斯无氰碱锌 3000 添加剂｡ 普乐斯无氰碱锌 3000 添加剂可加强覆盖能力及光亮度｡
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2.1 缺少普乐斯无氰碱锌 3000 主光剂
当缺少普乐斯无氰碱锌 3000 主光剂时, 赫尔槽试片镀层会呈现半光亮或雾状沉积 (请参阅图 3a 及 3b)。 普乐斯无氰碱锌 3000 主光剂须定时添加, 以获得最佳效果｡ 在正常生产时不必额外 添加主光剂, 但当发现镀层质量持续下降时, 可视情况增加每次添加的份量｡
3.1 缺少普乐斯无氰碱锌 3000 添加剂
缺少普乐斯无氰碱锌 3000 添加剂时会令镀层的光亮度和覆盖能力下降｡ (请参阅图 4a 和 4b)。
3.2 过量添加普乐斯无氰碱锌 3000 添加剂
即使于镀液中过量添加 3 - 4 倍的普乐斯无氰碱锌 3000 添加剂, 对镀层基本上没有影 响 (请参阅图 4c) ｡
挂镀*
新开缸 10 克/升 120 克/升
-
操作时 8 - 12 克/升 100 - 145 克/升 < 80 克/升
滚镀**
新开缸
锌金属
14 克/升
氢氧化钠
140 克/升
碳酸钠
-
* 挂镀时, 锌与氢氧化钠的比例最少保持 1: 12。
** 滚镀时, 锌与氢氧化钠的比例可达 1: 10。
操作时 12 - 14 克/升 120 - 150 克/升
4. 普乐斯无氰碱锌 3000 软水剂 2x
若使用硬水开缸, 镀层会灰暗及出现麻点, 可加入 15 毫升/升的无氰碱锌 PROTOLUX 3000 软水剂 2x 作改善｡ 即使使用软水配新镀液, 仍建议加入普乐斯无氰碱锌 3000 软水剂 2x, 以确保镀液的稳 定性 (请参阅图 5a 和 5c)｡
抗腐蚀镀层电镀
镀液维护指引
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IMDS 编号:
内容
引言 .......................................................................... 2 赫尔槽试验 .................................................................... 3 厚度分布 ...................................................................... 4 各组份的影响 .................................................................. 5 综合建议 ...................................................................... 8 测试其它金属离子污染的方法 .................................................... 8 典型的赫尔槽试片 .............................................................. 9
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普乐斯无氰碱锌 3000 PROTOLUX 3000
无氰碱性镀锌工艺
典型的赫尔槽试片
图 1: 各组份的含量正常
测试点 A 2.8 安培/平方分米
4.1 微米
25 毫米
A : B = 1.5
在 0 - 100 毫米范围内镀层光亮
测试点 B 0.5 安培/平方分米
< 80 克/升
滚镀时, 氢氧化钠浓度保持在 120 - 150 克/升便足够维持良好的导电性及使锌阳极易于 溶解｡ 氢氧化钠含量不足时可以直接加入氢氧化钠作补充｡ 镀液分析方法可参阅普乐斯无氰碱锌 3000 说明书｡