焦磷酸盐预镀铜工艺研究+文献综述(4)
（3）水解产生正磷酸盐问题
组成焦磷酸盐的P-O-P 键远不如有机多膦酸盐中的P-C-P 键稳定, 故易于水解产生正磷酸盐:P2O74- + H2O ——2HPO42-此反应是不可逆的(磷酸高温加热才可形成多种形式的聚磷酸, 其中含焦磷酸) 。适量的正磷酸能防止阳极过快溶解, 提高镀液分散能力, 但使阴极电流效率下降, 降低允许JK上限。pH值过低、液温过高, 会加速水解反应。
（4）老化液允许阴极电流密度锐减问题
新配焦磷酸盐镀铜液允许阴极电流密度上限可达3A/dm2,且阴极电流效率近100%, 利于加厚镀铜。但老化液允许阴极电流密度上限锐减至8A/dm2 左右, 镀速大大下降。最初以为是正磷酸盐积累造成, 但下述试验又否定了这一结论: 在新配液中即使加入高达250g/ L的正磷酸盐, 允许阴极电流密度上限仍可达3A/dm2 左右。真正允许JK上限锐减的原因至今仍不明。
1.4研究焦磷酸盐预镀铜工艺达到的目标
本课题主要研究无氰电镀中焦磷酸盐预镀铜工艺，旨在以新型工艺代替含氰电镀并且能解决直接在钢铁基体上镀铜结合力不好的问题，在钢铁基体表面能镀取结合力优良的薄铜镀层，为随后的光亮焦磷酸盐镀铜提供良好的基底。从而达到既不使用氰化物又能不显著增加电镀过程复杂性的电镀工序。
本工艺采用的使用的组份尽可能与焦磷酸盐镀铜液的成分相同。镀层结晶细致，平滑均匀。得到薄铜镀层与钢铁件基体结合力好，与随后的硫酸盐镀铜层结合力同样优良。并且镀液的分散能力和深度能力好，最后工艺的范围宽，稳定性要好。
2 技术原理
2.1 镀液中配位离子存在的形式和电极反应
2.1.1镀液中配位离子存在的形式
镀液的主要成分为焦磷酸铜和焦磷酸钾。焦磷酸根作为配位体与铜离子形成络盐：
Cu2P2O7+3K4P2O7——2K6[Cu(P2O7)2]
随pH值变化，络合离子有不同的可能存在形式：
PH＜5.3，[Cu(P2O7)2]6-；
5.3＜pH＜7.0，[Cu(HP2O7)(P2O7)2]5-;
7.0＜pH＜10.0，[Cu(P2O7)2]6-
[Cu(P2O7)2]6-的不稳定常数为1.0×10-9，当镀液中有过量的焦磷酸根离子存在时，这种络合离子最为稳定。
2.1.2电极反应
阴极反应：[Cu(P2O7)2]6-+2e——Cu+2P2O74-
阴极过电位较高时：2H++2e——H2↑
有硝酸根存在时：NO3-+7H2O+8e——NH4++10OH-
NH4+——NH3+H+
阳极反应：Cu+2P2O74--2e——[Cu(P2O7)2]6-
副反应有：4OH--4e——2H2O+O2↑
Cu-e——Cu+
Cu+还来源于Cu2+被还原：
2Cu2++Fe——2Cu++Fe2+
Cu+——Cu+Cu2+
2Cu++2OH-——2CuOH——Cu2O↓+H2O
镀液中产生“铜粉”后，附着在镀件上使镀层粗糙或产生毛刺，是一种常用故障。
在焦磷酸盐镀铜液中，焦磷酸根对铜离子有一定的络合能力，但铜的电位仍高于铁：
φCu2+/Cu=-0.42V，φFe2+/Fe=-0.44V。所以钢铁件在镀液中仍然存在置换反应，置换出来的铜是疏松的，严重地影响了镀层与钢铁基体的结合力。焦磷酸盐镀液随属碱性，但其pH值远低于氰化物镀铜液，不具备良好的进一步除油污的能力，这也被认为是造成结合力不如氰化物镀液的原因之一。
3 工艺研究方法
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