Способ электроосаждения медных покрытий

Способ электроосаждения медных покрытий

Реферат

Изобретение относится к гальванотехнике, конкретно - к способам нанесения покрытий металлами и сплавами, улучшающим равномерность распределения и снижающим шероховатость покрытия на поверхности покрываемых изделий.

Известны способы улучшения равномерности распределения электроосажденных слоев металлов и сплавов путем введения в состав используемых электролитов химических соединений, повышающих их рассеивающую способность, например, соединений, образующих комплексы с ионами осаждаемых металлов, или органических поверхностно-активных веществ, адсорбирующихся на катоде и увеличивающих катодную поляризацию [1].

Однако эти способы не могут обеспечить получения одинаковой толщины осажденного слоя на разных участках поверхности профилированных изделий. В литературе [2] имеются сведения о положительном воздействии реверсивного тока на качество получаемых покрытий. Однако применение реверсивного тока в процессе нанесения металлического покрытия в одних случаях может способствовать улучшению равномерности его распределения на покрываемой поверхности, в то время как в других случаях оно оказывает отрицательное воздействие на равномерность распределения покрытия [2].

Наиболее близким по технической сущности является способ электролитического осаждения медных покрытий из электролита на основе сульфата меди и серной кислоты с использованием реверса тока [3]. Однако при реализации этого способа обнаружилось, что на отдельных участках поверхности покрываемых деталей полученное медное покрытие имеет избыточную шероховатость поверхности (подгар). Появление подгара, по-видимому, связано с избыточным накоплением однозарядных ионов меди, диспропорционирующих с образованием частиц металла и двухзарядных ионов меди.

Технической задачей данного изобретения является получение медного гальванического покрытия равномерной толщины на поверхности профилированных изделий без образования избыточной шероховатости на отдельных участках поверхности.

Поставленная задача решается способом электроосаждения медных покрытий из электролита с помощью реверсивного тока, представляющего собой периодически чередующиеся катодные и анодные импульсы, при плотности тока в катодных и анодных импульсах 200-1000 А/м² и соотношении длительностей катодного и анодного импульсов от 2:1 до 5:1, при частоте пульсаций тока от 0,05 до 1 Гц, при этом электролит дополнительно содержит пероксид водорода, содержание которого контролируют по величине потенциала индикаторного платинового электрода в пределах от +0,7 до +0,85 В относительно стандартного водородного электрода.

Для реализации поставленной задачи берут электролит, содержащий в качестве соли меди пентагидрат сульфата меди в количестве 50-200 г/л и серную кислоту 50-150 г/л.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

ПРИМЕР 1

Медное покрытие осаждали из электролита, содержащего CuSO₄·5H₂O 50 г/л, H₂SO₄ 150 г/л. Пероксид водорода добавлен до установления потенциала индикаторного электрода +0,7 В. Электролиз ведут в отсутствие перемешивания при плотности тока в катодных и анодных импульсах 200 А/м², частоте пульсации тока 0,05 Гц и отношении длительности катодных и анодных импульсов 2:1. Отклонения толщины полученного медного покрытия от среднего значения были в пределах ±5%. Избыточная шероховатость (подгар) отсутствует.

ПРИМЕР 2

Медное покрытие осаждали из электролита, содержащего CuSO₄·5H₂O 200 г/л, H₂SO₄ 50 г/л. В электролит добавлен пероксид водорода до установления потенциала индикаторного электрода +0,8 В. Электролиз вели при перемешивании электролита, плотности тока в катодных и анодных импульсах 1000 А/м², частоте пульсации 0,2 Гц и отношении длительности катодных и анодных импульсов 5:1. Отклонения толщины полученного медного покрытия от среднего значения были в пределах ±10%. Избыточная шероховатость (подгар) отсутствует.

ПРИМЕР 3

Медное покрытие осаждали из электролита, содержащего CuSO₄·5H₂O 100 г/л, H₂SO₄ 100 г/л. В электролит добавлен пероксид водорода до установления потенциала индикаторного электрода +0,75 В. Электролиз вели при перемешивании электролита, плотности тока в катодных и анодных импульсах 400 А/м², частоте пульсации тока 1 Гц и отношении длительности катодных и анодных импульсов 3:1. Отклонения толщины полученного медного покрытия от среднего значения были в пределах ±7 %. Избыточная шероховатость (подгар) отсутствует.

ЛИТЕРАТУРА

1. Лайнер В.И., Кудрявцев Н.Т. Основы гальваностегии. ч. 1. Металлургиздат, М., 1953, 624 с.

2. Гамбург Ю.Д. Гальванотехника и обработка поверхности, 2003, т.11, № 4, с. 60.

3. Кругликов С.С., Ярлыков М. М., Юрчук Т.Е. Электрохимия. 1991, т. 27, с. 298-302.

1. Способ электроосаждения медного покрытия из электролита, содержащего соль меди и серную кислоту, с использованием реверсивного тока, отличающийся тем, что электролиз ведут при плотности тока в катодных и анодных импульсах 200-1000 А/м², частоте пульсации тока от 0,05 до 1 Гц, отношении длительности катодных и анодных импульсов от 2:1 до 5:1, при этом электролит дополнительно содержит пероксид водорода, содержание которого с помощью потенциала индикаторного платинового электрода контролируют в пределах от +0,7 до +0,8 В относительно стандартного водородного электрода.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что электролит содержит в качестве соли меди пентагидрат сульфата меди в количестве 50-200 г/л и серную кислоту 50-150 г/л.