СПОСОБ ЭЛЕКТРООСАЖДЕНИЯ МЕДНЫХ ПОКРЫТИЙ
METHOD OF ELECTROPLATING COPPER COATINGS

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.
2
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/м 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
4
2
2
4
2
Медное покрытие осаждали  из электролита, содержащего  CuSO·5HO  50 г/л, HSO 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/м, 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
4
2
2
4
2
Медное покрытие осаждали из электролита, содержащего CuSO·5HO 200 г/л, HSO 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/м, 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
4
2
2
4
2
Медное покрытие осаждали из электролита, содержащего CuSO·5HO 100 г/л, HSO 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/м, 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.