摘要：本文阐述了电镀添加剂的种类及其对镀层的影响。总结了电镀添加剂在电镀行业中的作用。
关键词：电镀；添加剂
1、前言
电镀添加剂（electroplating additives）是加入到电镀溶液中对镀液和镀层性质有特殊作用的一类化学品的总称。电镀添加剂包括无机添加剂(如镀铜用的镉盐)和有机添加剂(如镀镍用的香豆素等)两大类。早期所用的电镀添加剂大多数为无机盐类,随后有机物才逐渐在电镀添加剂的行列中取得了主导地位。添加剂在电镀工业，也有其特殊作用。其效果表现在以下若干方面:
（1）扩宽电镀液的pH、温度和电流密度的使用范围
（2）对电镀中析出的金属粒子具有良好的分散性，有利于提高镀件表面的平滑和光亮度。
（3）降低表(界)面张力有利于对镀件的润湿。
（4）促进在阴极表面产生的氢气尽快离脱可防止镀件产生凹痕和针孔。
（5）经过表面活性剂清洗的镀件，其电镀效果明显改善。
2、电镀添加剂的种类及其功能
按功能分类,电镀添加剂可分为络合剂、光亮剂、表面活性剂、整平剂、应力消除剂、除杂剂和润湿剂等，其中最重要的是光亮剂和表面活性剂。不同功能的添加剂一般具有不同的结构特点和作用机理,但多功能的添加剂也较常见,例如糖精既可作为镀镍光亮剂,又是常用的应力消除剂;并且不同功能的添加剂也有可能遵循同一作用机理[1]。
2.1 光亮剂
电镀过程中，加入添加剂后可得到细致光亮的镀层。这种添加剂称光亮剂。光亮剂可分为以下三类:(1)有明显表面活性的光亮剂:如十二醇硫酸醋钠(K-12),十六烷基三甲基甜菜碱(Am)；聚氧乙烯(n)十二醇醚(n=15～20)；聚氧乙烯(n)壬基酚醚(n=10或21)；聚氧乙烯((n)蓖麻油；聚氧乙烯(n)二癸撑三胺(N)有表面活性的光亮剂:它有表面活性但不明显，其溶液不能形成胶团，不能称为表面活性剂，可称表面活性物质。如丙烯磺酸钠、低级胶与环氧氯丙烷缩合物、二甲氨基丙胺与环氧氮丙烷的缩合物、苯基聚二硫丙撑磺酸钠、炔醇、炔二醇及其环氧乙烷(环氧丙烷)加成物。无表面活性光亮剂:这类光亮剂，没有表面活性。但却是非常重要的光亮剂。其代表品种为苄叉丙酮。缪娟[2]等人，以OP-10为载体光亮剂，苄叉丙酮为主光亮剂，并加入适量辅助光亮剂，得到一种Zn-Mn合金电镀的添加剂ZM。
2.2 表面活性剂
据国外资料介绍:在电镀行业中常用表面活性剂[3-7]有:琥珀酸二辛酷磺酸钠系(Aerosol);脂肪醇硫酸醋盐系列(Duponol)；支链脂肪醇硫酸酯盐系列(Tergitol)；烷基芳基磺酸盐系列(Nacconol);烷基萘磺酸盐系列(Alkanol)；烷基芳基酚醚硫酸酯盐系列(Triton720)；脂肪醇聚氧乙烯醚系列(Tri-tonNE)；壬基酚聚氧乙烯醚系列(TritonN)。
表面活性剂按电镀液种类所用表面活性剂有:
镀锌液用:镀锌占金属总镀量的50环左右。镀锌工艺分碱性锌酸盐、碱性氰化物、酸性氯化按、酸性氯化钾镀锌等。在酸性氯化铵镀液中，加入平平加SA-20,0-20等与苄叉丙酮复配可收到良好光亮效果。加入聚氧乙烯(20)壬基酚醚，锌析出的极化作用最大，电镀效果也最好。
黄拥理[8]等人研发了一种EA一2添加剂，这种添加剂是将OP和胺类化合物A分别采用醇类化合物和蒸馏水溶解，然后按比例投人反应釜，加热升温至60～70℃，并搅拌均匀然后滴加某化合物B，边搅拌边升温至85～95℃恒温反应0.5h后，冷至室温，再加入苯甲酸钠。搅拌均匀后即得添加剂EA一2。结果表明：采用该添加剂的镀锌电解液的分散能力和覆盖能力良好。整平能力强，镀液稳定。所获得的锌镀层内应力小、与基体的结台能力强、镀层表面乎整致密、银白色光亮。
镀铜液用:对高速度氰化铜电镀液，加入聚氧乙烯(n)硬脂酸酷加SE-10或SE一20等均可收到良好的光亮效果。而聚氧乙烯油醇醚、聚氧乙烯(n)壬基酚醚对防止电镀凹痕和针孔麻点有效果。在硫酸铜电镀液中加入十二醇硫酸酯钠、渗透剂一OT均会便铜电极沉积过程中减少极化效果和促进铜离子还原为铜的良好作用。据报道[9]有一种电镀铜电解液适用于微米和亚微米孔缝的金属化处理。该电解液由至少一种烷基磺酸的铜盐和至少一种游离的烷基磺酸组成，可以较低的游离酸浓度下工作，其游离酸的浓度比现行的最佳化的硫酸铜电解液的游离酸浓度还要低，该镀液比硫酸铜镀液所需的添加剂量少，但是可以得到更平滑的镀层，溶液的界面张力较低，铜的电位也比硫酸铜镀液中铜的电位更正，可以在较高的pH值下操作仍然能获得工业上适用的铜镀层。
镀镍液用:镀镍液中一般使用有明显和有表面活性的光亮剂。前一类光亮剂通常使用各种芳香族磺酸盐类。它的作用以凹痕防止效果更为明显。加入K-12，可使镀液表面强力降至30-35达因/cm使电镀中在电极上产生的氢气泡易于逸散收到防凹痕效果。在加糖精的光泽镀镍液中，加入K-12它可以形成胶团起到后一类光亮剂作用。镀锡液用:在硫酸亚锡电镀液中加入木焦油作光亮剂，以辛醇硫酸醋盐为分散剂已广泛使用。用甲醛和邻甲苯胺缩合物作光亮剂，以辛醇硫酸醋盐作分散剂在搅拌条件下得到对电镀层光亮度好的镀锡液。该液称Tribrite镀锡液。同类光亮镀锡液还有法国Brillanteur200液、德国的Stanostar液和日本的土肥氏等研制的镀锡液。土肥氏等研制的镀锡液，也是以甲醛和邻甲苯胺的缩合物作光亮剂。用壬基酚聚氧乙烯醚(NPPOE)或异辛酚聚氧乙烯(IOPOE)作分散剂，成功地得到不需要进行预电解的光亮镀锡液。在氯化钾[10]酸性镀锌、镀液中分别加入白配的通用添加剂酸性镀锡、装饰性Sn-Zn合金代银均能得到结晶细致、好的装饰性光亮镀层.
镀铬液用:镀铬通常采用高浓度铬酸液(CrO3 25g/L,H2SO4 2.5g/L)，一般不必使用表面活性剂作光亮剂或凹痕防止剂。
2.3 润湿剂
对电镀用润湿剂的最基本要求:较好地降低电极与镀液界面间的界面张力;使镀液易于在电极表面铺展以达到匀镀目的;对镀液要有一定的抗盐、抗酸碱和抗温性等。常用润湿剂有:阴离子型有十二醇硫酸醋钠盐(K-12)、无泡润湿剂261(2一乙基已醇硫酸醋钠)、渗透剂一OT琥珀酸二辛酯磺酸钠),LAS和AES等。非离子型有:渗透剂JFC,OP-7等。国外最为常用的润湿剂有琥珀酸双酯磺酸钠和磷酸双酯钠盐。
