摘要：本文通过无氰镀银工艺、镀银铜棒的拉拔以及镀银铜线制备的结合，对无氰镀银铜棒的制备工艺及拉拔进行简要的分析。
关键词：无氰电镀银；铜棒；拉拔；制备工艺
一、无氰镀银工艺
1.镀液成份对镀层微观形貌的影响
（1）硝酸银含量
硝酸银作为烟酸镀银体系中的主盐，在电荷的作用下硝酸银分解出的银离子的数量直接影响镀层的质量。镀液中由于银离子的加入使镀液的分散力和电荷的沉积速度受到影响。当加入少量硝酸银时，镀液中存在少量银离子，相应和配位剂相结合的银离子也减小，在阴极上沉积的银的数量也变小，导致镀层覆盖不完整；相应的硝酸银的含量增加，在阴极上沉积的数量增加，可以获得较好的镀层。当硝酸银过量加入时，银镀层的银离子含量得到增加，镀液中电荷运动加快，导致结晶出的银镀层晶粒粗大。
（2）烟酸含量
烟酸作为本镀银体系中的主配位剂，在电荷的作用下分解出的离子的数量对镀层质量有很大的影响。镀液中由于配位离子的加入使镀液的稳定性和电荷的沉积速度受到影响。当加入少量烟酸时，镀液中形成的配位银离子减少，在阴极上吸附的配位离子的数量也变小，导致镀层覆盖不均匀；相应的烟酸的含量继续增加，在阴极上吸附的配位离子的数量增加，溶液的导电性加强，可以获得较好的镀层。
（3）碳酸钾含量
碳酸钾作为本镀银体系中的导电盐，在电荷的作用下分解出的离子的数量对镀层质量有间接的影响。镀液中由于导电盐的加入使镀液的导电性受到影响。当加入少量导电盐时，镀液中形成的离子数量减小，阴极上吸附的配位离子的过程中变得更加容易致使阴极极化降低，导致镀层粗糙；相应的碳酸钾的含量继续增加，阴极上吸附的配位离子的过程中变得缓慢，可以获得较好的镀层。
2.工艺条件对镀层微观形貌的影响
（1）温度
镀液温度是镀层质量重要影响因素之一。镀液温度通过双重作用来影响镀层的好坏。当镀液温度很低时，镀液中各离子的扩散速度均缓慢，但阴极极化程度高，致使镀层覆盖不均匀；当温度过高时，镀液中各离子的扩散速度加快，然而其阴极极化降低，致使镀层疏松失去光泽。
（2）电流密度
电流密度对镀层质量的影响程度最大也最直接。电流密度直接影响镀液中的形核速度从而来影响镀层的好坏。当电流密度很低时，镀液中离子获得的能量少，进而在阴极上形成的晶核少，致使镀层存在空隙沟槽；当电流密度过高时，镀液中离子获得大的能量，进而在阴极上晶核快速形成且不断变大，致使镀层吸附杂质且镀层发黑。
（3）电镀时间
电镀时间对镀层厚度的影响程度最大也最直接，进而影响镀层的质量。电镀时间通过影响阴极上离子的数量来影响镀层的厚度及质量。当电镀时间很短时，阴极上的晶核只有部分长大，致使镀层厚度极薄且存在沟槽；当电镀时间过长时，阴极上对各离子均有吸附，致使镀层不纯。
二、镀银铜棒的拉拔
1.拉拔后镀层微观形貌及相的变化
（1）拉拔后镀层形貌分析
对经拉拔后的镀银铜棒截取一部分作为试样，对拉拔前后银镀层的表面形貌和界面形貌进行分析，并用能谱仪对铜银界面进行线扫分析。拉拔后银镀层的晶粒细腻均匀，镀层表面平滑，镀层没有脱落，外观银白光亮，镀层更为致密。图1为镀银铜棒经拉拔前后的微观表面形貌图。
图1拉拔前后镀银层SEM图：（a）拉拔前，（b）拉拔后
（2）拉拔后镀层结构的分析
经拉拔后不同直径镀银层的XRD图谱如图2所示，从图中可以看出，衍射峰的峰位没有偏移，说明晶面间距没有发生变化。但是XRD峰的高度变化很明显，因此分析图中的织构系数来说明拉拔对晶粒取向的影响，如图3所示。图3所示为拉拔后不同直径镀层织构系数的变化。8 mm镀银铜棒拉拔到7.6 mm的过程中，和晶面织构系数迅速下降，和晶面织构系数维持在较低水平稍有上升，此时为晶面的最优取向，对7.6 mm的镀银铜棒继续拉拔到7.3 mm时，晶面织构系数急速下降，晶面基本稳定，没有明显变化，晶面稍有增加，晶面基本平缓为最优取向。
三、镀银铜线的制备
1.溶液配制及工艺流程
（1）镀液的配制
实验所用电镀液的配制方法如下：
称取需要量的醋酸铵、碳酸钾、烟酸和氢氧化钾，溶于总体积3/5~4/5去离子水中，搅拌使其溶解；将计算量的硝酸银用少量去离子水溶解后，在搅拌的状态下加入到上述溶液中；加蒸馏水至规定体积同时用氨水调节p H值至需要值。
（2）电镀银的工艺流程如图所示
无氰镀银工艺流程图
2.纯铜棒镀银过程
（1）用砂纸打磨后的试样表面还存在少量的油脂和油污，因此，本实验通过将试样放到丙酮里达到除油目的，然后使用去离子水对其清洗，对清洗后的试样观察表面水膜是否破裂，如果破裂就达到除油效果。
（2）铜棒在空气中容易被氧化在其表面形成氧化层，因此通过酸洗来去除铜棒表面的氧化层，有利于镀银层和铜基体之间结合力的提高。实验中所选用的酸洗溶液为体积比是1：1的盐酸水溶液。
（3）将清洗好的银箔放在电解槽中，倒入电解液，然后先将铜棒和银箔分别连接电源的阳极和阴极，打开电源，通过控制不同的镀液成份和工艺参数实施电镀。
（4）将电镀后的铜棒试样使用手工锯切取观察试样。
3.纯铜棒的拉拔过程
（1）由万能试验机的结构组成及最大行程设计出相应的固定拉拔模具的装置，再根据所需制备复合线材的尺寸制备相应的拉拔的模具。
（2）选取上述电镀试验中表面形貌与结合性能兼优的镀银铜棒进行下一步的拉拔实验。将镀银铜棒采用车床对铜棒前端进行车削加工，确保铜棒前端能穿过拉拔模具。
（3）对微观形貌和镀层结构进行观察，并对实验数据进行整理分析得出结论。
参考文献：
[1]无氰镀银的工艺与技术现状[J].刘仁志.电镀与精饰.2006（01）
[2]镀钯铜线性能对键合质量的影响研究[J].曹军，范俊玲，薛铜龙.材料科学与工艺.2014（05）
论文作者:王飞鹏
论文发表刊物:《基层建设》2019年第11期
论文发表时间:2019/7/26
标签：镀层论文; 拉拔论文; 阴极论文; 离子论文; 形貌论文; 铜棒论文; 硝酸银论文; 《基层建设》2019年第11期论文;