二、电流密度和钯含量对沉积电流效率的影响
不同沉积电流密度和镀液中不同钯含量(电流密度为1.0安/平方分米)与沉积电流效率的关系。结果表明,在1.0安/平方分米的电流密度下,镀液钯含量从6克/升提高至10克/升,电流效率则从68.8%线性提高至92.0%。电流效率(镀液钯含量为10克/升)随电流密度的提高而下降,即从0.5安/平方分米时的96.5%线性下降至1.5安/平方分米时的88.3%,随后再线性下降至3.5安/平方分米时的81.2%。因此,提高镀液中钯浓度、降低沉积电流密度可提高电流效率。
三、电流密度和钯含量对沉积速度的影响
电流密度(钯含量10克/升)和镀液中钯含量(沉积电流密度为1.0安/平方分米)对沉积速度的影响。结果表明,以钯的密度为12.02克/立方厘米进行计算,电流密度从0.5安/平方分米提高到3.5安/平方分米,钯的沉积速度从0.13微米/分钟线性提高至0.78微米/分钟;在1.0安/平方分米的沉积电流密度下,镀液中正二阶钯离子含量从6克/升提高至10克/升,钯的沉积速度从0.19微米/分钟线性增大至0.25微米/分钟。提高电流密度和镀液中钯含量可提高沉积速度。
四、添加剂对阴极极化的影响
XP-4和XP-7为电镀钯的有效添加剂,XP-4和XP-7对钯电沉积过程中阴极极化的影响。镀液中不含添加剂时,在-0.45V附近钯逐渐开始电沉积,至-0.85V,沉积电流迅速提高;镀液中单独存在XP-4 0.03克/升或XP-7 0.3克/升时,钯电沉积阴极极化曲线负移,沉积过电位又因添加XP-4和XP-7而提高,沉积电位分别较无添加剂时负移100mV和215mV。可见,XP-4和XP-7均阻化钯的电沉积;当镀液中XP-4 0.03克/升和XP-7 0.3克/升共存时,它们对钯电沉积的阻化程度最大,其沉积电位又较无添加剂时负移240mV,证明添加剂XP-4和XP-7协同作用从而阻化钯的电沉积,使沉积物晶粒细小而成为光亮镀层。
五、钯镀层性能及镀液调整
1、钯镀层性能
钯具有很强的吸氢能力。较厚的钯镀层(大于5微米)以及镀层放置一段时间,则易引起镀层本身仪a、b相结构的转变,产生较大张应力而引起龟裂;由于镀层中的氢不断逸出而导致针孔。因此,上述霍尔槽试片通常高端下部2-3厘米处龟裂、产生针孔。经过实验,镀液中加人另一添加剂PPS 0.2克/升,则XP-4和XP-7的含量可分别降低至0.012克/升和0.12克/升,结果不仅可大大降低钯镀层的张应力,而且镀层光亮度提高。另外,霍尔槽试片钯镀层的低端0.5厘米处有时出现暗纹,经过实验,加入添加剂FF 3克/升则可消除上述暗纹。显然,添加剂PPS和FF对镀层外观及质量有改善作用。
2、镀液调整
a、钯的电沉积过程中添加剂的消耗速度随添加剂本身浓度、温度、电流密度和溶液搅拌强度等各方面 因素影响。实验发现,镀液 中添加剂PPS和FF的消耗速度较小,当钯电沉积层光亮度降低时,镀液中补加XP-4和XP-7则可提高镀层光亮度。一般电沉积1安·小时,XP-4和XP-7的消耗速 度分别为0.08-0.012克/升和0.08克/升。
b、电沉积过程中钯不断消耗,应及时补充,可补加二氯二氨合钯固体或二氯四氨钯溶液,采用柠檬酸调节pH值。实验发现,镀液中柠檬酸钾和草酸铰的容许变化范围较大,在267ml霍尔槽实验过程中,电沉积4安·小时后仍可不必补加。