1 概述

镀铜层呈粉红色，质柔软，具有良好的延展性、导电性和导热性，易于抛光，经适当的化学处理可得古铜色、铜绿色、黑色和本色等装饰色彩。

铜易溶于硝酸、铬酸和热的浓硫酸，遇碱易被侵蚀，镀铜易在空气中失去光泽，与三氧化碳或氯化物作用，表面生成一层碱式碳酸铜或氯化铜膜层，受到硫化物的作用会生成棕色或黑色硫化铜，因此，做为装饰性的镀铜层需在表面涂覆有机覆盖层。

铜的密度：8.93g/cm³，原子量：63.54

铜的电极电位为：φ⁰_cu+=0.52V、φ⁰_cu2+=0.34V

铜的电化当量：Cu⁺=2.372g/A·h、Cu²⁺=1.186g/A·h

1.1 铜镀层

铜镀层一般用作钢铁件、铜合金件、锌压铸件和塑料制品的防护装饰电镀的中间镀层，由于其稳定性较差，如果用作表面装饰镀层时，必须经过钝化或着色处理，并涂以有机涂料。

铜镀层用化学或电化学着色处理可以获得多种色彩，如黑、褐、绿、蓝、红等颜色，因此，铜镀层被广泛用作一些仿古工艺品、灯具、玩具、扭扣和其他小商品的装饰。

由于铜的电势比铁和锌的电势正，所以在铁和锌上面的铜镀层属阴极性镀层。镀铜层只能依靠其机械保护作用，而起不到电化学保护作用，此外，铜镀层也用于局部防止渗碳、增加导电性能和润滑性能，电铸以及印刷电路板孔金属化等。

1.2 镀铜液

镀铜溶液的种类虽然很多，但在生产中常用的主要为：氰化物镀铜(氰化物镀锌电解液)、焦磷酸盐镀铜(碱性锌酸盐电解液)、酸性硫酸盐镀铜(弱酸性氯化钾镀锌等)，还有柠檬酸-酒石酸盐镀铜、HEDP镀铜、氨三乙酸镀铜、乙二胺镀铜及氟硼酸盐镀铜等工艺。

镀液组成的内在原因，即与离子本性有关系，其中电化学性能的关系为，交换电流密度(A/cm²)：

Cu：Cu×10^-5

Zn：2×10^-4

Fe：1×10^-8。

2 镀铜种类

2.1 酸性硫酸盐镀铜

硫酸盐镀铜溶液具有成分简单、稳定性能好、阴极电流效率高和成本低等优点，但存在分散能力差和镀层粗糙、不光亮等缺点。必须加入光亮剂才能镀出镜面效果、整平和延展性能良好的镀层。

我国于1978年研究成功以M、N、SP等为组合的光亮剂，操作温度可以提高至40℃，后续又陆续开发了几种新型光亮剂，使硫酸盐镀铜光亮剂的性能更好。

硫酸盐镀铜电解液的组成及工艺条件

2.1.1 镀液成分的作用

(1) 硫酸铜

是提供镀铜溶液铜离子的主盐。其含量范围为150~220g/L，一般控制在180~190g/L，硫酸铜含量过低将降低阴极电流密度上限和铜镀层的光亮度，过高可以提高阴极电流密度上限，但降低镀液的分散能力且硫酸铜容易结晶析出。

(2) 硫酸

加入硫酸可以提高镀液的电导率并通过共同离子效应，降低铜离子的有效浓度，从而提高阴极极化作用，改善镀液的分散能力和使镀层结晶细致，此外，硫酸的加入还有防止镀液中的硫酸亚铜水解而生成氧化铜的作用，因此，可以避免产生氧化亚铜的疏松镀层，提高了镀液的稳定性能。

硫酸的含量为50~70g/L，含量过低将影响镀液的分散能力和产生疏松铜镀层，过高虽可以提高镀液的分散能力，但铜镀层的光亮度稍有下降，将硫酸的含量提高到180~220g/L，硫酸铜的含量降低到80~120g/L，镀液的分散能力便大大提高，加入适当光亮剂后可用于印制电路板的孔金属化镀铜。

(3) 光亮剂

硫酸盐镀铜溶液用的光亮剂一般由以下几种材料组合而成：

a 含巯基(-RH)杂环化合物或硫脲衍生物

这类光亮剂的强吸附作用阴化铜的电沉积过程，影响铜晶体的生长，提高成核速度，使铜镀层晶粒显著细化，它们的吸附是浓差扩散控制的，所以，具有正整平作用，既是光亮剂又是整平剂。

电解液的整平作用

是指电解液所具有的能使镀层的微观轮廓比底层更平滑的能力(微观分散能力)，所谓的微观轮廓一般指粗糙度小于0.5mm的表面，它与宏观轮廓(即复杂形状的镀件表面)不同，主要区别：在宏观轮廓上其表面的电力线分布是均匀的，即各点的电势几乎相等，而在微观轮廓表面上各点的扩散层厚度不同，且有δ峰＜δ谷(δ峰δ谷分别表示峰与谷处扩散层的厚度)，因而峰处物质的扩散速度大于谷处物质的扩散速度。由于金属电沉积过程受到不同步骤控制，出现三种不同类型的整平作用。

整平剂

能使金属电沉积的结果在微观粗糙表面上产生正整平作用的添加剂称之为整平剂。

整平剂具有以下特点：

① 能强烈地阻化阴极过程，使阴极极化提高50~120mV，而光亮剂只能使阴极极化提高10~30mV；

② 能夹杂在镀层中或阴极上还原而消耗；

③ 整平剂在峰处的吸附量大于谷处的吸附量。

在微观粗糙表面上，谷处扩散层的有效厚度大于峰处，使整平剂(分子或离子)进入谷处的速度小于峰处的速度，这样峰处整平剂的浓度则大于谷处，造成峰处的阻化作用大于谷处，从而达到了整平效果。

有代表性的光亮剂为2-四氢噻唑硫酮、乙撑硫脲(N)、2-巯基苯咪唑(M)、2-巯基苯骈噻唑、甲基咪唑烷酮、乙基硫脲等。

b 聚二硫化合物

这种化合物的吸附作用比硫脲衍生物弱，但能与铜离子络合，可以阻化铜离子的放电过程，影响控制电结晶过程的吸附原子浓度及其表面扩散速度，所以，是良好的光亮剂。有代表性的光亮剂为：苯基聚二硫丙烷磺酸钠、聚二硫二丙烷磺酸钠(SP)、聚二硫丙烷磺酸钠、甲苯基聚二硫丙磺酸钠、二羟基聚二硫丙烷磺酸钠、四甲基秋兰姆化二硫等。

c 聚醚化合物

这类化合物属载体光亮剂，为非离子型表面活性剂。它们能够在阴极和镀液界面上定向排列和产生吸附作用，从而提高了阴极极化作用，使镀铜层的晶粒更为均匀、细致和紧密，并扩大光亮电流密度范围。它们的润湿作用还能够消除铜镀层产生针孔或麻点现象。常用的聚醚化合物为聚乙二醇、AEO乳化剂、OP乳化剂、聚乙二醇缩甲醛等。部分非离子型表面活性剂(如AEO乳化剂)会在阴极表面产生一层憎水膜，清洗时不易除去，在镀镍前，铜镀层必须经过除膜处理。

以上三种成分选择与组合恰当并加入适量的氯离子便可以镀出镜面光亮、整平性能和延展性良好的铜镀层。

d 聚乙烯亚胺的季胺化生成物

这类物质可以改善低电流密度区的光亮度和提高操作温度。聚乙烯亚胺的季胺盐和丙烷磺内脂或卤代烷的反应物、非离子型表面活性剂，有机硫化合物和氯离子等的组合，在硫酸盐镀铜溶液中可以提高操作温度和获得光亮范围宽、整平性能及延展性能良好的铜镀层。

e 染料

在含有机硫化合物和聚醚化合物的硫酸盐镀铜溶液中加入某些有机染料，如甲基紫、甲基蓝、亚甲蓝、藏花红、偶氮二甲基苯胺、酞菁染料的衍物等可以改善铜镀层低密度区的光亮范围和镀液的整平性能，同时又可以提高镀液的操作温度。

关于含有染料的镀铜光亮剂在镀液中陈化后会产生微小的悬浮物粘附在镀件表面上的问题，有研究表明，钠盐会造成甲基紫凝聚而出现上述异常，建议尽量避免向镀液中引入钠离子。

(4) 氯离子

在含有光亮剂的硫酸盐镀铜溶液中缺少氯离子便镀不出镜面光亮的铜镀层，这是因为氯离子可以与镀液中的一价铜生成不溶于水的氯化亚铜，从而消除了一价铜的影响。此外，它还可以降低甚至消除光亮剂夹杂在铜镀层中引起的内应力，有利于提高铜镀层的延展性能。氯离子的含量为10~80mg/L，如果含量过高便会使铜镀层的光亮度下降，镀液的阴极电流密度范围变窄和整平性能下降，严重时铜镀层粗糙，并产生毛刺或烧焦，为了避免镀液中的氯离子累积过多，无论配制或补充镀液时必须用纯水，同时在镀铜前的活化不能用盐酸而要用硫酸。

镀液中氯离子过量时的处理方法：

a 银盐除氯法：用硫酸银或碳酸银都可以与过量的氯离子反应生成氯化银沉淀而除去，去除10mg氯离子所需硫酸银45mg或碳酸银31mg。此方法效果较好，但费用较高。

b 锌粉除氯法：锌粉可以将二价铜离子还原为一价铜离子和金属铜粉，一价铜离子与氯离子反应生成氯化亚铜沉淀而除去。去除10mg氯离子需27mg锌粉，处理时先将分析纯的锌粉用水调成糊状，边搅拌边加入到20~30℃的镀液中，静置30分钟，再加入1.5g/L的粉末活性碳，搅拌30分钟，静置3~4小时后进行过滤。此方法虽费用较低，但锌离子在镀液中积累，当其含量达到20g/L时，便 使阴极电流密度范围变窄。

注意：无论采取何种方法，处理前均应先将镀槽内的阳极和阳极袋或护框取出！

(5) 阳极

硫酸盐光亮镀铜的阳极必须使用含磷铜阳极，因为电解纯铜阳极很容易溶解，阳极电流效率大于理论值，这样，镀液中的铜含量便会增加，使硫酸铜大量积累，很快便超过了上限而失去平衡。另一方面，纯铜阳极在溶解时会产生少量一价铜离子，在镀液中很不稳定，通过歧化反应分解成为二价铜离子和金属铜粉，后者附在阳极表面，部分又从阳极脱落成为泥渣，在电镀过程中通过电泳沉积在铜镀层上面成为毛刺，此外，一价铜的存在还会影响铜镀层的光亮度和镀液的整平性能。

在纯铜中加入少量的磷作为阳极时，在硫酸盐光亮镀铜溶液中通过短时间的电解后，阳极表面便生成一层具有导电性能的Cu₃P黑色胶状膜(阳极膜)，该膜的孔隙可以允许铜离子自由通过，降低了阳极极化，加快一价铜的氧化，阻止了一价铜的积累，又可使阳极的导电率稍有下降。在电镀时阳极的铜有98%转化成镀层(用纯铜只有85%)，使阴阳极二者的电流效率趋于接近，同时它有存在还阻止了歧化反应，几乎不产生铜粉，极少泥渣。

一般硫酸盐镀铜的铜阳极含磷量为0.04~0.06%，含量过高，黑色胶膜(阳极膜)增厚不易溶解，导致镀液中的铜含量下降，低电流密度区光亮度变差，严重时黑色胶膜从阳极上掉落，污染镀液，还会堵塞阳极袋造成槽电压的升高，铜镀层生产细麻砂状。一般阳极护框或阳极袋可用737涤纶布和747聚丙烯布。

2.1.2 操作条件的影响

(1) 温度

操作温度一般控制在10~40℃之间，温度过低，阴极电流密度随之降低，同时硫酸铜会结晶析出；温度过高，将使光亮范围缩小，甚至铜镀层不光亮，发雾或粗糙，且光亮剂分解过快。操作温度范围应根据所选用的光亮剂来决定。

(2) 阴极电流密度

提高镀液的浓度、操作温度和增加搅拌，可以提高阴极电流密度。

(3) 搅拌

可以采用空气搅拌或阴极移动。通过搅拌可以使阴极附近镀液中的铜离子浓度保持正常、降低浓度差极化和提高阴极电流密度、加快沉积速度。在搅拌的同时应采用连续过滤以清除镀液中的机械杂质。

镀液中如果加入了十二烷基硫酸钠，则不能用空气搅拌而改用阴极移动。低压鼓风机可以提供无油和水污染的空气，很适宜用作镀液的空气搅拌，用压缩空气搅拌时，在空气进入镀液前至少经过二次油水分离器以确保空气质量。

阴极移动速度一般为25次/min，移动幅度为10~15cm。

用空气搅拌时，空气中的氧在镀液中氧化一价铜量会消耗一部分硫酸，要及时分析调整。

2.1.3 镀液的净化处理

(1) 日常净化

由于镀液中会产生一价铜，用空气搅拌时可以使一价铜氧化为二价铜，但采用阴极移动无此作用，必须每个班在镀液中添加用一倍去离子水或蒸馏水稀释的30%双氧水0.2~0.4ml/L，以便将一价铜氧化成二价铜，但此时镀液中的硫酸会逐渐下降，应通过分析并补加调整。

(2) 定期净化

镀液经使用较长时间后，需要进行定期的净化处理。处理时将镀液加热至70℃，在不断搅拌之下加入1~2ml/L的30%双氧水，充分搅拌1小时，再慢慢地加入3~5g/L的活性碳粉，继续搅拌1小时后静置，待镀液澄清后过滤，然后再分析无机成分并补充调整及通过哈氏槽实验来调整光亮剂的补加，最后才可以进行试镀。

2.2 氰化物镀铜

氰化物镀铜溶液中铜氰化钠(钾)和游离氰化钠(钾)组成，可以直接在钢铁件和锌压铸件表面上镀铜而不发生置换反应。该镀液具有优良的分散能力和覆盖能力，铜镀层结晶细致，用作中间镀层时，可以在基体金属表面覆盖一层结合力良好的铜镀层，而且还能够改善后面镀层的覆盖能力。镀液中的氰化钠对镀件还有去油和活化的作用，既能解决有时因前处理除油不够彻底的缺陷，又可以增强铜镀层与基体金属的结合力。 

氰化物属剧毒物质，对人体有害且污染环境，生产时必须制订严格的安全技术制度并设置槽边排风设备和废水、废气治理设施，该镀种目前已经很少使用了。

2.2.1 镀液中各成分的作用

(1) 氰化亚铜

是镀液中供给铜离子的主盐，不溶于水，溶于氰化钠(钾)中，生成络合物铜氰化钠(钾)。

在镀液中同时存在[Cu(CN)₂]^-、[Cu(CN)₃]^2-、[Cu(CN)₄]^3-，因游离氰化物含量不会很高，所以主要以[Cu(CN)₃]^2-形式存在。采用钾盐可以提高阴极电流效率，但价格较高，故多用钠盐。氰化亚铜含量过低时，将使阴极电流密度上限和阴极电流效率下降，过高，则影响高电流密度区光泽度。

(2) 游离氰化钠

配制氰化物镀铜溶液所用的氰化钠必须大于其溶解氰化亚铜的量，过量的氰化钠称为游离氰化钠。

根据氰化亚铜和氰化钠络合反应，1g氰化亚铜大约需要1.1g的氰化钠进行络合，因此，配方中所用的总氰化钠含量减去氰化亚铜含量的1.1倍即为游离氰化钠含量。

游离氰化钠可以使镀液稳定和增大阴极极化作用使铜镀层细致，改善镀液的分散能力和覆盖能力，并促进阳极的溶解。

(3) 氢氧化钠和碳酸钠

氢氧化钠可以提高镀液的导电性能，改善分散能力，促进阳极的溶解。在酒石酸钾钠的镀液中，氢氧化钠含量一般为10~20g/L，在没有酒石酸钾钠的预镀铜溶液中，氢氧化钠含量一般为2~100g/L。

碳酸钠可以提高镀液的导电性能，并用作缓冲剂来使pH值易于控制，起到稳定镀液的作用，还可以减轻阳极化，其含量过高时，镀液的阴极电流效率下降，阳纯化和产生粗糙暗红色的铜镀层。

(3) 酒石酸钾钠

在镀液中作为辅助络合剂，当镀液中的游离氰化钠不足时，可以暂时络合在电解过程中阳极表面所产生的氧化铜阳极膜，所以，它是良好的阳极去极化剂。此外，还可以在阴极膜上生成碱性络合物使铜镀层光滑细致，加入酒石酸钾钠后可以适当减少游离氰化钠的含量。酒石酸钾钠的用量一般为30~60g/L，以采用硫氰酸钾时为10~20g/L。

(5) 硫氰酸钾

可以促进阳极的溶解，因此，也是阳极去极化剂。它还可以抵消镀液中锌杂质的影响，加入 硫氰酸钾后可以适当减少酒石酸钾钠的含量，硫氰酸钾的一般用量为10~20g/L。

(6) 硫酸锰

它与酒石酸钾钠和硫氰酸钾联合使用并配以周期换向电源可以镀取光亮铜镀层。硫酸锰的用量一般为0.08~0.12g/L，配制方法为：将硫酸锰50g和酒石酸50g共溶于1L水中，用量不3~5ml/L，硫酸锰含量过低时光亮不足，过高则铜镀层易发脆。

(7) 阳极

氰化物镀铜应使用经过压延的高纯度电解铜作为阳极。铸造铜阳极中杂质过多会使铜镀层粗糙，不宜使用，也不能用含磷铜阳极。铜阳极的金相结构对铜阳极的溶解起重要作用，最好选择大晶粒结构的铜阳极。阳极与阴极的面积比可控制在2:1的范围之内，为避免阳极泥渣混入镀液中，需要使用阳极袋。

2.2.2 操作条件的影响

(1) 温度

操作温度随着镀液浓度的高低而异，浓度较低时控制在20~60℃，高浓度时控制在50~80℃。温度高时可以提升阴极的电流效率，但会降低阴极极化和引起氰化钠的分解，从而产生碳酸钠和氨。为了缩短电镀时间，一般采用50~80℃操作温度，预镀操作温度为30~40℃。

(2) 电流密度

提高阴极或阳极的电流密度都会降低阴极或阳极的电流效率，为了加速电镀时间，提高阴极电流密度的同时必须提高镀液中的铜含量，适当降低游离氰化钠含量和提高镀液的操作温度以及加入适量的阳极去极化剂。

(3) 周期换向电源

采用周期换向电源进行氰化物镀铜可以改善铜镀层的整平性能，同时又可以减少铜镀层的孔隙率。配合使用硫酸锰作为光亮剂时，便可以获得整平性能良好的光亮铜镀层。

常用的换向周期阴极与阳极比为1s:1s、20s:5s或25s:5s等，阳极周期的电流密度应比阴极周期的电流密度略低一些。

2.2.3 杂质的影响和消除方法

(1) 碳酸钠

冷冻法：碳酸钠的含量超过75g/L时，冷却至0~5℃，让其自行结晶析出后除去，此方法将会损失一部分的金属盐。

氢氧化钙：碳酸钠含量不超过75g/L时，将镀液加热至60~80℃，在持续搅拌之下加入氢氧化钙(按每10g碳酸钠加7g氢氧化钙计算)，继续搅拌1~2小时，然后将碳酸钙沉淀过滤除去。此时镀液中的氢氧化钠含量会升高，可以在镀槽内挂入部分钢板作阳极，使氢氧化钠在电镀过程中逐降低，也可以用酒石酸进行中和，但成本较高，同时要注意排风。

钾盐镀液不宜用冷冻法，只能用氢氧化钙。

(2) 六价铬

镀液中六价铬含量超过0.3mg/L便会产生明显的影响，此时铜镀层呈肝色，产生条纹，严重时发脆，并降低镀液的阴极电流效率，甚至镀不出镀层，因此，必须注意避免挂具因镀铬溶液清洗不彻底而带入氰化物镀铜槽液中。

处理时先将镀液加热至60℃，在持续搅拌之下加入低亚硫酸钠(Na₂S₂O₄·H₂O，又称连二亚硫酸钠，商品名：保险粉)0.2~0.4g/L，持续搅拌30分钟并趁热进行过滤。如果镀液含有酒石酸钾钠时，与三价铬络合不生成沉淀，需要再加入0.2~0.4g/L的莤素，搅拌后再用活性碳吸附便可过滤除去。

(3) 锌和铅

镀液中的锌含量不允许超过0.1g/L，如果镀液中含有硫氰酸钾时，虽然可以和锌离子络合而掩蔽，但锌含量过高时便 会影响铜镀层的色泽，出现条纹或粗糙。

镀液中铅含量在0.015~0.03g/L时，可以用作光亮剂，但铅含量超过0.1g/L时便会影响铜镀层的色泽、发脆或粗糙，当镀液中铅含量达到0.5g/L时，铜镀层会呈海绵状。

锌和铅均可以用硫化钠除去，处理时将镀液温度升至60℃，在持续搅拌之下缓慢加入0.2~0.4g/L的硫化钠，再加入2~4g/L的活性碳粉，持续搅拌2小时，静置后过滤去除。

锌还可以用0.3~0.5ASD的低电流密度电解处理去除，处理前应先分析镀液中的游离氰化钠含量，如果不足，必须补充所需量后方可加入硫化钠，以避免镀液中的铜与硫化钠作用生成硫化亚铜沉淀而造成的浪费。

2.3 焦磷酸盐镀铜

焦磷酸盐镀铜溶液的分散能力和覆盖能力均较好，阴极电流效率也比较高，但由于成本较高和废水处理不易，其应用日渐减少。

2.3.1 镀液中各成分的作用

(1) 焦磷酸铜

是提供镀液铜离子的主盐，焦磷酸铜最好是自制，因市售商品的质量产易保证。

自制方法：用54g无水焦磷酸钠和100g五水合硫酸铜可以反应生产约60g的焦磷酸铜，配制时可按该比例将焦磷酸钠和五水合硫酸铜分别溶解在40~50℃的热水中，在持续搅拌之下将焦磷酸钠溶液慢慢加入到硫酸铜溶液中生成焦磷酸铜沉淀。此时上层溶液基本无色透明，pH值在5左右，如果上层溶液呈蓝绿色或pH值偏低，可再加入焦磷酸钠溶液使焦磷酸铜完全沉淀，但也不能加入太多，因为过多的焦磷酸钠会络合焦磷酸铜，又使它溶解，最后将溶液过滤，用含少量磷酸，pH值为5的温水洗涤沉淀至洗水不含硫酸根为止。

普通焦磷酸盐镀铜溶液的铜含量，一般控制在20~25g/L，光亮焦磷酸铜溶液的铜含量一般控制在25~35g/L。

铜含量过低时会影响铜镀层的光亮度和镀液的整平性能，并缩小阴极电流密度范围。

铜含量过高时，用于络合铜的焦磷酸钾含量也相应提高，增加了成本，同时镀件从镀槽中带出的镀液量也会随之增多，造成不必要的浪费。

(2) 焦磷酸钾

焦磷酸钾中镀液中的主络合剂，它和焦磷酸铜络合成焦磷酸铜钾。焦磷酸钾的溶解度比焦磷酸钠大，可以提高镀液中铜离子浓度，使铜镀层结晶细致和提高阴极电流密度，因此，配制焦磷酸盐镀铜镀液应采用焦磷酸钾。

为了使镀液稳定和有较高的分散能力，以及使铜镀层结晶细致和阳极的正常溶解，镀液中的焦磷酸钾的含量必须 大于它与铜离子发生络合盐的量。过量的焦磷酸钾称作游离焦磷酸钾，由于焦磷酸盐镀铜溶液中加入了其他辅助络合剂(如柠檬酸铵)，游离焦磷酸钾含量不易分析准确，为了掌握镀液的变化，一般仅分析镀液中的焦磷酸钾总量，并同时控制P₂O^4-₇与Cu²⁺之比。通常在pH值为8.3~8.8时，这个比例最好是P₂O^4-₇∶Cu²⁺=(7~8):1。如果低于7∶1时，将使铜镀层粗糙或产生条纹和阳极溶解差，高于8.5∶1时，则镀液会产生正磷酸盐，严重时将缩小铜镀层的光亮范围和降低阴极电流效率。

(3) 柠檬酸铵

在焦磷酸盐镀铜溶液中既是辅助络合剂，也是阳极去极化剂，它可以提高镀液的分散能力、增强镀液的缓冲作用及改善阳极溶解，防止生产"铜粉"和提高铜镀层的光亮度。其用量一般为15~30g/L，过低便达不到效果并产生"铜粉"，过高则会使光亮铜镀层发雾。

(4) 正磷酸盐

镀液中的焦磷酸钾在生产过程中慢慢水解而生成正磷酸盐(在高温低pH值和P₂O₄^-与Cu²⁺的比值高时尤甚)。少量正磷酸盐的存在对镀液的pH值有良好的缓冲作用和促进阳极溶解，但它的浓度超过100g/L时便会缩小光亮范围、降低阴极电流密度的上限和阴极电流效率，铜镀层出现条纹和粗糙，因此，必须严格控制工艺条件以减少焦磷酸钾的水解。

(5) 光亮剂

2-巯基苯骈咪唑是良好的光亮剂，既有光亮作用又有整平作用，并能提高阴极电流密度。其用量为0.001~0.005g/L，低值时光亮度较好，但整平性能较差，高值时则相反，一般采用中间值。使用前需用稀氢氧化钾的纯水溶液配成0.5g/L的溶解备用。

为了获得更好的光亮度和降低铜镀层的内应力，可加入二氧化硒作辅助光亮剂，其用量为0.006~0.02g/L，过低则达不到效果，过高时会产生暗红色雾状的铜镀层。使用前用纯水配制成0.5g/L溶液备用，操作时必须戴橡胶手套以防止二氧化硒的灼烧。

(6) 阳极

焦磷酸盐镀铜可用经过延压的电解铜作阳极，在生产过程中铜阳极表面有时会产生"铜粉"，这可能由于铜阳极的不完全氧化所产生的一价铜离子，或铜阳极与镀液中的二价铜离子接触时产生的歧化反应生成一价铜离子。这些一价铜离子与氢氧根作用生成氧化亚铜("铜粉")粘附在镀件上使铜镀层产生毛刺，影响镀层品质。发现这种情况可以加强过滤和加入用一倍水稀释的30%双氧水使一价铜氧化成二价铜，后者再与焦磷酸根络合。

阳极与阴极的面积比可控制在2∶1的范围之内，如果阳极面积过少，表面会生成浅棕色的钝化膜。为防止"铜粉"影响铜镀层品质，必须使用阳极护框或阳极袋。

2.3.2 操作条件的影响

(1) 温度

操作温度一般控制在40~50℃的范围，温度过低会降低阴极电流密度和阴极电流效率，过高则会使铜镀层粗糙和焦磷酸盐分解成正磷酸盐。 

(2) pH值

镀液的pH值以8.3~9.0为佳，pH值过低时，铜镀层生产毛刺并有黑色条纹，深凹处发暗，镀液中的焦磷酸盐容易水解成正磷酸盐和阳极溶解不良，pH值过高时，会降低允许阴极电流密度上限、镀液的分散能力和阴极电流效率，铜镀层光亮度差并呈暗红色，甚至粗糙有针孔。

(3) 搅拌

镀液使用空气搅拌或阴极移动均可以提高阴极电流密度和铜镀层的光亮度，采用空气搅拌时应注意空气的净化，搅拌的同时需采用连续过滤，清除镀液中的机械杂质以免影响铜镀层的质量。阴极移动度一般为25~30次/min，移动幅度100~150mm。

(4) 直流电源

焦磷酸盐镀铜一般宜用单相全波、单相半波或周期换向等电源。

2.3.3 杂质的影响和消除方法

由于焦磷酸盐镀铜溶液的粘性比较大，无论处理和过滤都很困难，因此，必须加以细心维护，尽量避免有影响的杂质带入镀液中。

(1) 氰化物

主要从预镀氰化物镀铜后清洗不干净所带入，镀液中含有5mg/L的氰化物就足以使铜镀层粗糙，光亮范围开始缩小。去除氰化物的方法是：将镀液加热至50~60℃，加入30%的双氧水1~2ml/L，搅拌1~2小时除去过剩的双氧水，补加光亮剂后则可以试镀。如果镀液中同时存在有机杂质，可再加入3~5g/L的活性碳粉，搅拌1~2小时后静置，然后过滤并分析调整镀液的各组分及试镀。

(2) 铅离子

为了避免铅离子的影响，加热管不能用铅材质，铅离子会使铜镀层色泽变暗，表面粗糙，其极限浓度为100mg/L，可以用0.1~0.3ASD的电流密度通过电解除去，但该方法较慢。

(3) 氯离子

氯离子的存在，除了原材料不纯外，还可能由自来水或从预镀高氯化镍后清洗不彻底所带入。氯离子所产生的故障现象近似铅离子，在镀液中它的含量不能超过2g/L，因此，必须预防在前，镀铜前加一道纯水清洗，镀前活化不能用稀盐酸而用稀硫酸。

(4) 六价铬

由挂具未清洗彻底所带入，镀液中含有10mg/L的六价铬便会使铜镀层产生条纹，降低镀液阴极电流效率和阳极钝化。处理方法：先将镀液加热至50~60℃，加入0.1~0.2/L的低亚硫酸钠，搅拌30分钟，趁热过滤，在镀液中加入适量的双氧水使过量的低亚硫酸钠氧化成硫酸盐。