수정 비염료형 황산구리 광택제
^ Dye-Free Acid copper Brightener
- 전류효율이 높고,
- 광택속도가 빠르며,
- 평활성이 좋으며,
- 전면 광택으로 독성이 없고,
- 원가가 싸며,
- 페수처리가 간단하며,
- 장식용으로 금속, 플라스틱 도금에 광범하게 사용되며,
- 인쇄회로 도금 및 기타 하지도금 등에 사용된다.
도금층의 광택도는 단독 함유보다는 상대적인 조합에 의존한다. 도금액중에 여러가지 (염소이온 포함) 첨가제가 혼합되면서 금속이온과 전착 형성시 각각의 작용은 비교적 복잡하다. 때문에 각종 첨가제 간의 상대적인 함량을 공유하는 것이 대단히 중요하다. 특히 첨가제와 첨가제 사이의 시너지 작용에 주의 하여야 한다.
황산구리 광택제 (MㆍNㆍPㆍSPㆍSurfactant) 원료의 사용을 설명 하였다. 첨가제의 정확한 사용은 첨가제의 화학적 전기화학적 성질과 그 작용 원리를 알고 조정하여야 한다. 첨가제는 각각의 다양한 작용이 있으며, 도금액중 형성된 전착표면의 형태도 다양하다. 이로 인하여 각종 전착물의 전해와 환원, 전기 에너지 크기도 모두 달라 어떻게 조성되느냐에 따라 성능이 판가름 된다.
첨가제가 넓은 전류밀도 범위에서도 균일한 작용으로 전착에 도움을 주어, 도금층의 평활성과 광택도를 향상한다. 만약 단독 사용하거나 과량을 사용한다면 좋은 결과를 얻을 수 없다.
단독사용은 음극표면에 형성한 표면 전착물이 단일 형태로 존재하며, 과량인 경우에 다른 첨가제들의 결합작용을 감소시킨다. 이로 인해 전류 효율의 불균형으로, 도금층에 평활성과 광택도에 도움을 주지 못하게 된다. 각종 첨가제는 분자량의 크기가 서로 다르고, 분자구조중에 원자들의 분포는 각종 첨가제의 물리, 화학 특히 전기화학 과정중에 전류효율을 결정한다.
유기첨가제는 모두 일정한 흡착 전위와 탈착 전위를 가지고 있다. 이들의 분자구조가 흡착전위의 크기를 결정하며, 배위원자가 금속이온에 대한 전착도를 결정한다. 때문에 첨가제 조합 조정은 실험을 통하여 결정하여야 한다.
황산구리도금 광택제는 단일첨가로 사용하지는 않으며, 폴리에틸렌 글리콜 계면활성제 등과 조합하여 사용한다. 이렇게 사용하면 전착막의 치밀성과 광택성을 개선하고 음극 분극작용도 개선한다.
Sodium Propyl Sulfonate (SP)
Sodium Propyl Sulfonate
NaO3(CH2)3-S-S-(CH2)SO3Na
백색 결정체로 함량 98 % 이상
- SP 는 음극표면에 전착막을 미세화 한다. 음극표면은 첨가제에 의하여 피복되는 것은 아니며 방전된 이온이 피복되지 않은 부위에 순조롭게 도금되도록 한다.
- 이 때문에 N 혹은 M 이 과량일 때, 음극 분극이 증가하며, 도금 품질에 영향을 준다. 소량의 SP를 사용하면 음극의 계면구조를 개선할 수 있으며, 흡착 전위를 좁게하고 전류효율이 증가하여 광택 도금층을 얻을 수 있게 도와준다.
- SP 가 황산구리 도금액 중에서 결정체 입자 미세화제로 전류효율 개선하며, MㆍNㆍPNㆍGISSㆍAESS 등과 혼합 사용하면 효과가 좋다.
- 첨가량면 부족하면 광택도가 저하, 고전류부가 타는 현상, 줄무늬 현상이 나타난다. 첨가량이 너무 많으면 도금층에 백색 구름낀 현상이 나타나며, 저전류부에 불량이 발생한다. 이때 소량의 N 첨가하거나 전해 처리한다.
- 첨가량 : 0.01~0.02 g/L, 소모량 : 0.5~0.8 g/KAH
2-mecaptobenzimidazole
함량:99 % 이상
미황색 결정체로, 물에 녹지 않으며, 알칼리에 용해한다
- M 은 넓은 온도 범위에서 평활성과 연성이 좋은 전면 광택 도금층을 얻을 수 있으며 도금층의 광택범위를 넓히며, N 가 최대로 작용을 발휘하도록 한다.
- 도금액중에 M 첨가량이 낮으면 광택 레벨링이 저하와 저전류부에 광택이 부족해지며, M 함량이 많으면 도금층에 미세한 거친 도금이 발생하고, 심하면 귤껍질 형태와 타는 현상도 나타나고 저전류부에 도금 두꼐도 저하된다. 소량의 P 혹은 SP를 넣어 조정하거나 전해처리 한다.
- 첨가량 : 0.0003~0.001 g /L, 소모량 : 0.06 g/KAH
함량:99 %
백색 결정체로 온수에 용해한다.
- N 는 M 과 동일하게 넓은 온도 범위에서 평활성과 연성이 좋은 도금층을 얻을 수 있으며, 사용 온도 범위가 매우 넓어서 소량으로도 대단히 좋은 효과를 얻을수 있다.
- 도금액중에 N 첨가량이 부족하면 광택과 레벨링 모두가 저하되며, 특히 저전류 밀도부의 광택도와 평활성이 저하되거나 붉은색으로 도금된다. N 함량이 너무 많으면 도금층에 나무가지 모양의 무늬가 발생하고 평활성도이 저하된다. 일반적으로 SPㆍM 을 넣거나 전해처리 한다.
- 첨가량 : 0.0002~0.001 g/L, 소모량 : 0.05 g/KAH
polyethyleneglycol (PEG 6000~10000)
유백색 결정체
함량:98 %
분자량:6000ㆍ8000ㆍ10000
- P 는 반드시 다른 첨가제와 혼합하여 사용하여야 전면 광택 도금층을 얻을 수 있다.
- 도금액중에 P 함량이 부족하면 광택 레벨링 모두 저하되며, 많으면 밀착력이 저하되어 제거 처리가 필요하다. 활성탄 여과 또는 전해처리한다.
- 첨가량 : 0.05~0.1 g/L, 소모량 : 0.4~0.6 g/KAH
함량 : 50 %
무색 액체의 저포성 계면활성제
- 황산구리 도금액중에 적당한량의 MT-580 은 핀홀의 발생을 방지하고 레벨링을 개선하며 물 얼룩 (흐름) 이 개선되며, 광택제의 분해를 억제한다.
- 염료계 광택제 및 전통적인 MㆍN 체계의 광택제 모두에 좋은 캐리어이며, 폴리에틸렌 글리콜을 완전히 대체할 수도 있다.
- 첨가량 : 0.1~0.2 g/L, 소모량 : 10~20 ml/KAH
Chloride ion
- 보통 염소이온 함량이 낮을때는 평활성의 저하와, 거친 도금층, 핀홀 발생, 타는 현상이 나타난다.
- 이것은 음극에 형성된 dsp2 형 전착 이온의 안정성이 너무 강하여, 음극 분극이 높아진 것이다. 다시 말하면 염소이온 함량이 낮을때 발생한 음극 분극이 너무 강한 것이다.
- 염소이온 함량이 많으면, 음극부의 표면 전착은 sp3d2 형식으로 존재하며, 음극분극을 저하시킨다. 때문에 구리도금층 광택 저하와 저전류밀도 구역의 광택이 저하된다.
- 적당한 량의 염소이온은 음극으로 하여금 전자를 얻는 반응 에너지를 평형으로 전환하며 Cu2+ → Cu+ 의 반응을 도와 음극분극을 효율적으로 조절한다.
- 염소이온관리
- 황산구리 도금은 유기첨가제의 활발한 기능의 황화합물 카복실기, 메르캅토기, 아민기 등의 화합물을 사용한다. 이런 첨가제는 전기화학 과정중에 Cu2+ 와 안정한 dsp2 전착이온을 조성하며, Cu2+ 과 sp 형도 전착 이온을 형성하여 유효한 Cu2+ → Cu0 반응과 동시에 음극 분극을 강화한다.
- 적당량의 염소이온 Cl- 은 폴리에틸렌 글리콜이 전류에 대한 반작용을 강화하며, 음극분극을 강화한다. 염소이온의 결합은, Cu2+ 의 dsp2 형 착화이온의 환원 이외의 에너지를 보충을 하며, Cu2+ → Cu+ 의 반응속도를 조절하고, 구리 이온의 단계적 환원을 유효하게 공제한다.
- 염소이온은 Cu+ 와 용해하기 어려운 염화제일구리 음극 착화막을 형성하여 Cu+ → Cu0 의 전자를 얻는 반응을 늦게 한다.
- 생성된 염화제일구리, 황화제일구리가 공동으로 조성한 흡착막은 폴리에틸렌 글리콜과 함께 작용하여, 흡착 구리원자의 표면확산을 저하한다. 이런한 요소들은 구리이온의 단계적 환원과 올바른 전착에 유리하다. 염소이온은 전체 전기화학 반응 과정중에 에너지 전환 조절제라고 할수 있다..
비염료 황산구리도금 광택제 조성 (NDS)