化学镀基体的活化技术进展
化学镀基体的活化技术进展
李酽1，刘刚，刘红霞，刘传生，王芬，李铀
（中国民用航空学院理学院，天津 300300）
摘要：综述了化学镀基体的预处理和活化技术的研究与应用进展，详细介绍和讨论了各类金属、无机非金属、高分子等材料的除油、酸洗、活化的具体工艺。随着基体活化技术的发展，化学镀技术的研究和应用范围迅速扩大，特别是在无机非金属和高分子材料方面显示出电镀不可比拟的优越性，其应用前景十分广阔。
关键词：化学镀，基体，活化，Ni-P，合金
中图分类号：O646
The Development of Activation Technology of Electroless Plating
Li Yan, Liu Gang, Liu Hongxia, Liu Chuansheng, Wang Fen, Li You
(College of Science, Civil Aviation University of China, Tianjin 300300) Abstract: The advancement of Electroless-plating activation technology was introduced and summarized. The procedure of activation process of electroless plating on metal, inorganic materials, polymer were respectively investigated and discussed. The remarkable prospect is gestated in the extensive application area of electroless plating since the activation technology is increasingly developed, in particular, in the fields of inorganic and polymeric materials.
Keywords: Electroless-plating, Base materials, Activation；Ni-P, Alloy
前言
化学镀是提高金属等材料表面耐磨性和耐蚀性的一种表面强化方法，随着其不断的发展和完善，目前已广泛应用于石油化工、电子技术、航空航天、机械制造、精密仪器和化工等领域。特别是能够有效的使飞机部件零件的寿命延长几十倍至几百倍，而且有效地促进了航空航天事业的发展。随着化学镀应用范围的扩大，化学施镀的基体种类越来越多，基体的催化活性等千差万别。通常，需要对基体实施镀前活化处理，以获得高的自催化活性，为化学镀的进一步实施创造适宜条件。因此，镀前活化处理的质量与效果直接决定着化学镀的成败。本文全面综述和讨论了近年来各种化学镀基体的活化处理技术，对不同类型的基体活化技术和活化工艺做了详细介绍与对比。
1 基体材料的镀前活化处理
化学镀液可以在普通钢铁、不锈钢、有色金属、陶瓷等基体材料上施镀。但是，不同材料的基体对化学镀的适应性不一，因而镀前的活化处理方法也不尽相同，针对不同的基体材料进行恰当的镀前活化处理，是化学镀工艺成功与否的先决条件。由化学镀反应原理可知，施镀是在一定的催化条件下，应用强还原剂盐，使镀液中的金属阳离子还原，在基体表面沉积形成镀层。在一定的催化条件下，基体会对镀液产生不同的催化效果[1]。因此，被镀基体在镀前必须进行表面活化处理，处理的目的是在经过表面预处理的基体上吸附一定量的活化中心，以便诱发随后的化学镀反应。活化工艺不仅决定着化学镀层的优劣，而且也决定着后续电镀质量的好坏[2]。
按基体材料对化学镀不同的催化活性及其不同的活化处理方法，可以分为以下5类：
1联系人,博士,副教授,无机材料方向.022－24092519,E-mail: liyan.999@https://www.360docs.net/doc/375768471.html,
1．1 催化活性高的金属
这些金属主要包括普通钢铁、镍、钴、铂、钯等。它们对化学镀镍磷反应具有较高的催化活性，只需进行一般的镀前处理就可以进行化学镀反应。以Ａ3钢为例，在进行化学镀Ni-P 前则要经过：除油(超声波+热碱液)→水洗→除锈→清水冲刷→热水冲洗的过程。除油过程包括在温度为70~80℃的条件下处理20~30min ，在常温下处理8~10min 。除
油配方及工艺条件见表1。 1．2 有催化活性但表面有致密氧化膜的金属 铝、铝合金、镁、不锈钢、钛、钨、钼等金属表面均有致密的氧化膜，不易进行化学镀反应，故需对这类金属要进行适当的表面处理后才能施镀。 例如在铝基体上进行化学镀时，由于铝及铝合金表面易形成致密的氧化铝膜，而且其电位很
负，在镀液中常受浸蚀并置换出被镀金属，从而
影响镀层的结合力，镀液也易分解失效[3]。因此必须要去除其表面氧化铝膜并防止镀前再次形成，同时在铝表面形成特殊结构的薄膜，以提高与Ni-P 镀层的结合力。一般采用的活化方法是浸锌法，浸锌是在含锌的强碱溶液中进行的，其目的是在除去铝及合金表面氧化膜的同时形成一层均匀、致密的锌层以阻挡铝表面再次被氧化[4]。浸锌前除油时间要尽可能短，温度要尽可能低，一般为55~57℃，3~5min 。浸锌活化处理时，一次浸锌时间为40S,二次浸锌时间为15-20S 。还应注意：浸锌所用的挂具禁用铜及其合金，以防铜铝产生接触置换；浸锌后工件表面应呈微光泽的青灰色，若出现大块斑点、光泽不均时应使用1：1的硝酸退锌后重新浸锌。铝及其合金化学镀前的表面处理工艺流程为：镀件→有机溶剂（酒精或汽油）去油→化学去油→酸蚀→一次浸锌→退锌（1：1的硝酸）→二次浸锌。浸锌常用液组成及工艺条件为：氢氧化钠：500-600g/L ；氧化锌：90-100g/L ；三氯化铁FeCl 3：１g/L ；酒石酸钾钠：10g/L ；温度：25±5℃；时间：20-30s 。
表1 Ａ3碳钢表面的除油试剂配方与工艺条件 碱性除油试剂组成（g/L ）酸性除油试剂组成（g/L ）NaOH 100 H 3PO 4 48ml(d=1.71)Na 2CO 3 60 丙酮 500ml Na 3PO 4 60 对苯二酚 20g Na 2SiO 3 10 蒸馏水 2~2.5L 十二烷基硫酸钠0.5 镁合金化学镀Ni-P 的活化方法则采用一种铬酸浸渍和氢氟酸处理的方法最为有效。这种活化处理，可在镁基体表面上生成铬的氧化物和MgF 2膜，防止镁的氧化和化学镀液对镁的腐蚀以及形成镍的置换层，有利于化学镀的进行。例如，铸造镁合金AZ91材料[5]，其名义成分（质量分数）：Al ：9%；Zn ：1%；Mg 余量。其表面处理工艺流程为：碱性除油→酸浸蚀→活化（各步间水洗）。采用的酸性浸蚀配方为：CrO 3：200g/L ；KF ：1g/L 。活化溶液为：70%的HF （220ml/L ）。
1．3 非催化活性的金属
这类金属主要包括铜、铜合金及金、银等。由于其自身不具有催化活性，故需在催化处理后才能进行施镀。实验证明，铜和黄铜在以NiSO 4-NaH 2PO 2为主体的镀液中不能直接施镀，需要进行诱发催化处理。
目前所应用的诱发催化处理方法主要有两种：其一是直接电流法。所谓的直接电流法是指通过外界电源的直流电，使镍离子得到电子在基体表面沉积下来，从而诱发化学镀镍磷反应。对于表面光洁度好、腐蚀不太明显的铜基体，需要在其表面应用直接电流法闪镀一层金属镍，使其具有催化活性后就可以进行化学镀镍磷反应。在闪镀过程中，镀液中的金属离子要具有较高的催化性能，才能够和化学镀的镀层金属有较好的结合力或较高的融合性。在闪镀过程中要严格控制时间，时间太长会影响到闪镀层的均匀性和光洁性；时间短了会使闪镀层的金属太少，引发催化作用不明显，影响化学镀镍磷的反应效果。通过多次的实验证明，闪镀的时间控制在1 min 时效果较好。
其二是接触诱发法，即在镀液中将导体基体与具有催化活性的金属（合金）相接触，或用导线相连以转移电子，导致导体的稳定电位负移，结果使吸附在他们表面的镍离子得到电子而被还原沉积在
基体表面上，进而诱发反应。在实验中将印刷板（PCB ）浸于含有平均粒径为1~20μｍ锌粒的镍离子活化液中[6] ，使锌粒充分吸附在铜的表面，使其充分活化。然后将PCB 浸于传统使用的酸性或碱性化学镀镍溶液中，由于锌的溶解产生了与铜表面相关的阴极电流，结果在铜表面区域沉积镍层。此反应一旦发生就要持续进行下去。它实质上是借助铜表面上锌溶解时产生的电子而形成的阴极电流，使镍离子得到电子而沉积。
通过多次测定证明，经过诱发催化后形成的金属层和基体金属有很好的结合强度，而且此法操作简单，生产成本低，是使非催化活性金属活化的有效的途径。
1．4 有催化毒性的金属
这类金属主要包括锌、铅、镉、锡、锑等。它们是某些化学镀液的毒化剂，它们的微量存在都会造成对镀液的污染。所以，这些金属必须在预镀有催化活性的金属后，才能进行施镀。
例如基体锌不能直接进行酸性化学镀镍，因为酸性化学镀镍是在pH 值4~5酸性条件及85~95o C 的高温下进行的。实践证明，此时基体锌容易溶解，同时也使酸性化学镀镍溶液被毒化，缩短了化学镀镍溶液的使用寿命，影响了沉积镍层的质量。因此生产上采用酸性化学镀镍之前进行碱性化学预镀镍是必要的。含络合剂的碱性化学镀镍工作温度较低，可有效抑制基体锌的溶解，可获得薄而细致、均匀的镍磷合金层以保护基体锌。
碱性化学镀镍络合剂可选用焦磷酸钠、柠檬酸钠及三乙醇胺等。酸性化学预镀镍：有时也通过酸蚀来去除残留在基体表面的锌、锡等金属及化合物。通常根据合金成分来选取不同的浸蚀液。要获得外观好且较厚的镀镍层，需要在酸性镀液中进行加厚，沉积速度也比较快。配方中的
2-羟基丙酸（乳酸）需用水冲稀后用碳酸氢钠中
和至pH 为5左右，再与其他组分混合。镀液pH
值用稀H 2SO 4(1:1)或冰乙醇降低，用1：3氨水
调高。化学预镀配方与工艺条件见表2。由于碱
性化学镀镍层很薄（约0.5μm ）,所以一般采用酸性化学预镀镍。需要注意的是不可在施镀过程中加料，应在60o C 以下加入溶解好的原料，并充分搅拌，要及时过滤并清除槽壁沉积物，用水浴或蒸汽加热，防止局部过热。
表2化学预镀配方与工艺条件 碱性化学预镀镍 酸性化学预镀镍 硫酸镍 20-25g/L 硫酸镍 20-30g/L 次磷酸钠 20-25g/L 次磷酸钠 20-30g/L 络合剂 50-80 g/L 2-羟基丙酸 27-30 ml/L
氨水 22-25 mg/L 丙酸 2.0-2.4 ml/L pH 值 9.5-10.5 pH 值 4.2-4.8 T 25-35℃ T 85-90℃ t 3-5 min 装载量 0.5-1 dm 2/L
1.5非金属材料
由于绝大多数非金属材料基体自身没有导电性，所以要想在基体上沉积金属层，不能采用电镀的方法。化学镀正好可以解决这个问题。这一技术从传统的湿法化学镀发展到了化学气相沉积法（CVD ）、物理气相沉积（PVD ）、激光诱导前置转移（LIFT ）、激光镀技术等。
非金属材料的化学镀工艺一般包括以下几个过程： 除油→流水洗→中和→流水洗→粗化→流水洗→敏化→蒸馏水洗→活化→蒸馏水洗→还原→化学镀。其中表面活化是前置工序中最为重要的一步，基体表面活化方法有常规化学活化法、气相沉积法（CVD ）、介电层自催化活化法等。
（1）常规化学活法
常规的化学活化方法有浸钯法、催化性涂料法、银浆法、钼锰法等[6]，这里对浸钯法中胶体钯活化法做一简单介绍：常用的钯活化液配方及工艺条件如下[7]，甲液： 氯化钯(PbCl 2) 1g ，氯化亚锡(SnCl 2?H 2O) 2.5g ，盐酸(HCl ，d=1.19) 100ml ，蒸馏水 200ml ；乙液：氯化亚锡(SnCl 2?H 2O) 7.5g ，锡酸钠(Na 2SnO 3?3H 2O) 7g ，盐酸(HCl ，d=1.19) 100ml 。
使用时甲液和乙液混合，在60-65℃水浴中保温3h,再用蒸馏水稀释得到1L 胶体钯活化液。胶体
由还原反应生成的钯金属核组成，钯核的外围是有Sn 2-和过量的Cl -包裹并使胶体粒子带负电荷，从
而稳定了胶体。非金属材料如聚酰亚胺（PI）、聚脂薄膜（PET）、环氧树脂在经过除油、常规湿法粗化等一系列预处理后将其浸入胶体钯活化液中，Pd-Sn 将吸附在基体表面，之后经过解胶处理，即可进行化学镀。这种方法在工业上应用比较早，工艺比较成熟，但它存在没有区域选择性、步骤多、贵金属（钯）浪费严重等缺点[8]。
（2）气相沉淀法
气相沉淀法可笼统的分为物理气相沉淀法和化学气相沉淀法两种。方法是把基体放在高温真空容器中，把将要沉淀的金属制成靶体（对PDV）或易挥发的物质（对CVD）通过物理或化学方法使金属沉积在其基体表面上从而形成化学镀所需的活性层。气相沉积法制成的活性镀层与基体结合紧密，导致镀层金属与基体结合的也紧密，且有时可以制得用常规方法难以制得的活性层，但该法需要昂贵的真空设备，没有区域选择性，要求基体耐高温，体积不宜太大，有时还要把镀层金属制成易挥发的物质（通常有毒），因而限制了它在化学镀工艺中的发展。
（3）运用介电层放电（DBD）进行活化
这种方法[9]是DBD对基体表面进行清洁和粗化，接着用旋转法在基体表面涂一层醋酸钯，在通过DBD即可在基体上获得活性钯颗粒，用氯仿洗去未分解的醋酸钯，即可在基体上获得活性钯图案，接着就可以化学镀。运用介电层放电进行活化无需昂贵的激光和真空设备，可在常压空气中进行，得到活性钯粒分散均匀，活性好,效率也高,但其图案分辨率依赖于DBD的分辨率。
（4）光化学法
光化学方法是目前非金属材料化学基体表面活化领域的研究热点，它将光学和化学两个学科领域结合起来，此法通过光辐射诱发活性物质母体在基体表面发生物理化学或化学反应，形成一层均匀的活性物质，成为下一步化学镀的活性中心。所用光源有可见激光[10-11]、紫外准分子激光[12-14，15]、准分子灯、红外灯[15]等；活性物质母体既有制成固体膜的，也有制成溶液的主要有钯胺络合物[10-12]、醋酸钯[14-15]、氯化钯、硫酸钯[14]、乙酰丙酮合镍、银氨络合物等[16]；基体材料也是多种多样，如聚酰亚胺（PI）、有机玻璃（PMMA）、聚酯薄膜（mylar，PET）、三氧化二铝陶瓷晶片、多硅孔、玻璃等。光源为准分子灯或红外灯的活化方法通常将活性物质母体制成固态膜涂覆在基体上接着用类似于照相技术的原理对其“爆光”，活性颗粒即可沉积在基体上。这种方法通常没有区域选择性，若想使其具有区域选择性，需在“爆光”时用特制的模具进行掩膜。应用激光的方法再配以auto CAD技术，可以得到任意的图案，且区域选择性好，活化速度快，步骤少，常温常压下可以实现。光化学方法活化的机理比较复杂，大致有以下几种类型：光电化学机理，热电化学机理，光分解反应机理，热分解反应机理等。一些作者对其做了研究[17]，通过光化学方法对基体先活化，再化学镀，所得的镀层平整，镀层与基体结合力好镀层金属导电性也好，因此有较好的发展前景。
2 结束语
化学镀作为一种新兴的表面强化方法，以其简便的工艺条件、优异的性能而得到了快速的发展。尤其是在材料向轻质量、高性能的发展转变过程中起了重要的作用。随着化学镀应用范围的扩大，人们对化学镀基体的要求也就更加的多样化和广泛化，这就使得化学镀基体的镀前表面处理变得更加重要。金属基体是目前化学镀发展的主流，因此，完善的金属基体的镀前表面处理是促进化学镀技术壮大的主要途径之一。化学镀在非金属基体上的发展极大的扩大了化学镀的应用范围。因非金属一般不具备导电性和化学镀过程中的催化活性，所以非金属化学镀工艺最为重要的就是基体的镀前处理工作。虽然目前各种基体的化学镀前活化处理工艺较之以前有了长足的进步，但由于其处理工艺的成本、设备、环保等问题的约束，仍然限制了化学镀工艺的发展速度，因此，今后的镀前活化处理工艺应向低成本、高效益的方向发展。随着化学镀技术的不断发展，化学镀基体的活化处理方法也将会变得更加具有科学性和层次性。
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化学镀
1.化学镀的发展 化学镀的发展史主要就是化学镀镍的发展史。虽然早在1844年A.Wurtz就发现次磷酸盐在水溶液中还原出金属镍，但化学镀镍技术的奠基人是美国国家标准局的 A.Brenner和G.Ridell。他们在1947年提出了沉积非粉末状镍的方法，弄清楚了形成涂层的催化特性，使化学镀镍技术工业应用有了可能性。所以，化学镀镍技术的历史还很短暂，真正大规模工业还是70年代末期的事。早期只有含磷5%-8%（重量）的中磷镀层，80年代初发展出磷含量为9%-12%的高磷非晶结构镀层，使化学镀镍向前迈进一步。80年代末到90年代初又发展了磷含量为1%-4%的低磷镀层。含磷量不同的镀层物理化学镀性能也不同。化学镀镍的最早工业应用是二战后在美国通用运输公司（GATC）。他们在系统研究该技术后于1955年建立的第一条生产线，发展出的化学镀镍溶液商品名称为"Kanigen"（是Catalytic Nickel Gene Ration学缩写)。70年代又发展出仍以次磷酸钠还原剂的Durnicoat工艺、用硼氢化钠做还原剂Ni-B层的Nibodur工艺，以后又出现了用肼做还原剂的化学镀镍方法。 化学镀镍技术的核心是镀液的组成及性能，所以化学镀镍发展史中最值得注意的是镀液本身的进步。在60年代之前由于镀液化学知识贫乏，只有中磷镀液配方，镀液不稳定，往往只能稳定数小时，因此为了避免镀液分解只有间接加热，在溶液配制、镀液管理及施镀操作方面必须十分小心，为此制定了许多操作规程给以限制。此外，还存在沉积速度慢、镀液寿命短等缺点。为了降低成本，延长镀液使用周期，只好使镀液“再生”，再生的实质就是除去镀液中还原剂的反应产物，次磷酸根氧化产生的亚磷酸根。当时使用的方法有弃去部分旧镀液添加新镀液、加FeCl3或Fe2(SO4)3以沉淀亚磷酸根（形成Na2［Fe(OH)(HPO3)2］）·20H2O黄色沉淀）、离子交换法等，这些方法既麻烦又不适用。70年代以后多种络合剂、稳定剂等添加剂的出现，经过大量的试验研究、筛选、复配以后，新发展的镀液均采用“双络合、双稳定”、甚至“双络合、双稳定、双促进”配方，这样不仅使镀液稳定性提高、镀速加快，更主要的是大幅度增加了镀液对亚磷酸根容忍量，最高达600-800g/LNa2HPO3·5H2O，这就使镀液寿命大大延长，一般均能达到4-6个周期，甚至10-12个周期，镀速达17－25μm/h。这样，无论从产品质量和经济效益角度
化学镀工艺流程
化学镀所需仪器:电热恒温水浴锅；8522型恒温磁力搅拌器控温搅拌；增力电动搅拌机。 化学镀工艺流程：机械粗化→化学除油→水洗→化学粗化→水洗→敏化→水洗→活化→水洗→解胶→水洗→化学镀→水洗→干燥→镀层后处理。 1化学镀预处理 机械粗化：用机械法或化学方法对工件表面进行处理（机械磨损或化学腐蚀），从而在工件表面得到一种微观粗糙的结构，使之由憎水性变为亲水性，以提高镀层与制件表面之间结合力的一种非导电材料化学镀前处理工艺。 1.1 化学除油 镀件材料在存放、运输过程中难免沾有油污，为保证预处理效果，必须首先进行除油处理，去除其表面污物，增加基体表面的亲水性，以确保基体表面能均匀的进行金属表面活化。化学除油试剂分有机除油剂和碱性除油剂两种；有机除油剂为丙酮(或乙醇)等有机溶剂，一般用于无机基体如鳞片状石墨、膨胀石墨、碳纤维等除油；碱性除油剂的配方为：NaOH：80g/l，Na2CO3(无水)：15g/l，Na3PO4：30g/l，洗洁精：5ml/l，用于有机基体如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等除油；无论使用哪种除油试剂，作用时都需要进行充分搅拌。 1.2 化学粗化 化学粗化的目的是利用强氧化性试剂的氧化侵蚀作用改变基体表面微观形状，使基体表面形成微孔或刻蚀沟槽,并除去表面其它杂质，提高基体表面的亲水性和形成适当的粗糙度，以增强基体和镀层金属的结合力,以保证镀层有良好的附着力。粗化是影响镀层附着力大小的很关键的工序，若粗化效果不好，就会直接影响后序的活化和化学镀效果。化学粗化试剂的配方为：CrO3：40g/l，浓H2SO4：35g/l，浓H3PO4(85%)：5g/l。化学粗化的本质是对基体表面的轻度腐蚀作用；因此，有机基体采用此处理过程，无机基体因不能被粗化液腐蚀而不需此处理。 1.3 敏化 敏化处理是使粗化后的有机基体(或除油后的无机基体)表面吸附一层具有还原性的二价锡离子Sn2+，以便在随后的活化处理时，将银或钯离子由金属离子还原为具有催化性能的银或钯原子。敏化液配方为：SnCl2·2H2O：20g/l，浓HCl：40ml/l，少量锡粒；加入锡粒的目的是防止二价锡离子的氧化。 1.4 活化 活化处理是化学镀预处理工艺中最关键的步骤, 活化程度的好坏，直接影响后序的施镀效果。化学镀镀前预处理的其它各个工序归根结底都是为了优化活化效果，以保证催化剂在镀件表面附着的均匀性和选择性,从而决定化学镀层与镀件基体的结合力以及镀层本身的连续性。活化处理的目的是使活化液中的钯离子Pd2+或银离子Ag＋离子被镀件基体表面的Sn2+离子还原成金属钯或银微粒并紧附于基体表面，形成均匀催化结晶中心的贵金属层, 使化学镀能自发进行。目前，普遍采用的活化液有银氨活化液和胶体钯活化液两种；化学镀铜比较容易，用银即能催化；化学镀钴、化学镀镍较困难，用银不能催化，必须使用催
化学镀镍缺陷介绍、分析及解决
化学镀镍缺陷介绍、分析及解决 目录 序言 第一部分缺陷的分类 第二部分如何分析缺陷的类别 第三部分缺陷产生的原因 第四部分如何消除缺陷 第五部分（补充）研磨及其前工段来料缺陷分析 序言 作为一名电镀工作者，每天都会接触到各种各样的缺陷，学会分析这些缺陷对我们来说相当重要，不及时的分析出缺陷的成因，就难以找出消除缺陷的方法，那么缺陷就会继续产生，甚至危及生产。打个比方，缺陷好比病人，而你是医生，当病人来找你时，你首先要做的是通过望闻问切确定病人的病情（对于缺陷来说，就是观察缺陷的外观，确定缺陷产生的原因），然后对症下药（确定缺陷产生的原因后，找出产生缺陷的地方加以改正），不同的病情下不同的药（不同的缺陷用不同的方法解决），诊断错误不但不会解决病情，还会加重病情（没分析出缺陷产生的原因，那么缺陷就会继续产生，甚至危及生产），合格的电镀工作者应该能准确的判断出缺陷产生的根源并加以改正。 下文缺陷分析的方法不具有绝对性，例如A1，我们分析镀前还是镀后产生一般是看镀后缺陷处有无瘤状物，没有一般认为是镀前产生的，但一些比较轻微撞伤的铝片，镀后也看不见瘤状物。所以，在实际生产中，缺陷分析的方法只具有参考性。 第一部分缺陷的分类 总的说来，电镀产生的缺陷分为电镀前，电镀过程中，电镀后，共三大类，每大类下面有分有很多小类，下面一一介绍： ㈠：电镀前的缺陷 可细分成上工装、吊蓝和前处理三块。 1：上工装 上工装产生的缺陷主要是内径和外径，表面较少见，内径缺陷可由装挂臂，定位杆和挂杆产生。其中： 装挂臂可以产生内径B1，内径C9和表面B1。内径B1（图例1-1）为靠内径0.5CM内，一条或数条不超过0.5CM的不平行于圆周切线的直线擦伤。装挂臂产生的C9（图例1-2）位于盘片内径的两个点，该两点与圆心的夹角在90度左右。表面B1（图例1-3）为基本指向圆心的贯穿内外径的较长直线，
环保型化学镀镍技术
环保型化学镀镍技术 化学镀镍工艺简便，成本低廉，镀层厚度均匀，可大面积涂覆，镀层可焊性良好，若配合适当的前处理工艺，可以在高强铝合金和超细晶铝合金等材料上获得性能良好的镀层，因此在表面工程和精细加工领域得到了广泛应用。例如不锈钢钢件转动轴、动配合件等的化学镀镍，可改善镀层的均匀性和自润滑性；磷肥厂的风叶轮原来使用橡胶或玻璃钢衬层防腐，因磷酸尾气中含有氟化氢等强酸性气体，且使用温度高，使用寿命仅有4个月左右（发生脱层和脆性破裂现象），改为化学镀镍后使用寿命延至两年左右，保证了生产的安全运行，又节约了4%的资金；汽车工业利用化学镀镍层非常均匀的优点，在形状复杂的零件上，如齿轮、散热器和喷油嘴上采用化学镀工艺保护。镀上10微米左右的化学镀镍层的铝质散热器具有良好的钎焊性。齿轮上化学镀后尺寸误差十分容易地保持±0.3～0.5微米。用在喷油器上的化学镀镍层，可以提供良好的抗燃油腐蚀和磨损性能，通常，燃油腐蚀和磨损会导致喷油孔的扩大，因此喷油量增大，使汽车发动机的马力超出设计标准，加快发动机的损坏。化学镀镍层可以有效地防止喷油器的腐蚀、磨损，提高发动机的可靠性和使用寿命。化学镀镍具有高耐蚀性、高耐磨性和高均匀性“三高特性”，因此化学镀镍由于自身的突出特点和优异性能，越来越被广大用户认同和接受。 环保型化学镀镍工艺 但是镍是最常见的致敏性金属，约有20%左右的人对镍离子过敏，女性患者的人数要高于男性患者，在与人体接触时，镍离子可以通过毛孔和皮脂腺渗透到皮肤里面去，从而引起皮肤过敏发炎，其临床表现为皮炎和湿疹。一旦出现致敏，镍过敏能常无限期持续。患者所受的压力、汗液、大气与皮肤的湿度和磨擦会加重镍过敏的症状。所以化学镀镍的环保问题值得关注。 由于光亮型中磷化学镀镍在数量上占据化学镀镍市场中最大份额，因此，人们研发的兴趣集中于新的不添加Pb、Cd的化学镀镍溶液，即所谓的LFCF化学镀镍。随着形势的发展，近年新开发的化学镀镍技术包括高、中、低磷, 全光亮、半光亮，复合镀全面停止添加Pb、Cd，而且选择新的原材料，以降低Pb、Cd杂质含量。 表环保型化学镀镍工艺简介 公司化学镀镍外观硬度耐蚀性/h 耐磨性备注
(完整版)PCB化学镀铜工艺流程解读(一)
PCB化学镀铜工艺流程解读（一） 化学镀铜(Eletcroless Plating Copper)通常也叫沉铜或孔化（PTH）是一种自身催化性氧化还原反应。首先用活化剂处理，使绝缘基材表面吸附上一层活性的粒子通常用的是金属钯粒子（钯是一种十分昂贵的金属，价格高且一直在上升，为降低成本现在国外有实用胶体铜工艺在运行），铜离子首先在这些活性的金属钯粒子上被还原，而这些被还原的金属铜晶核本身又成为铜离子的催化层，使铜的还原反应继续在这些新的铜晶核表面上进行。化学镀铜在我们PCB制造业中得到了广泛的应用，目前最多的是用化学镀铜进行PCB的孔金属化。PCB孔金属化工艺流程如下： 钻孔→磨板去毛刺→上板→整孔清洁处理→双水洗→微蚀化学粗化→双水洗→预浸处理→胶体钯活化处理→双水洗→解胶处理（加速）→双水洗→沉铜→双水洗→下板→上板→浸酸→一次铜→水洗→下板→烘干 一、镀前处理 1．去毛刺 钻孔后的覆铜泊板，其孔口部位不可避免的产生一些小的毛刺，这些毛刺如不去除将会影响金属化孔的质量。最简单去毛刺的方法是用200～400号水砂纸将钻孔后的铜箔表面磨光。机械化的去毛刺方法是采用去毛刺机。去毛刺机的磨辊是采用含有碳化硅磨料的尼龙刷或毡。一般的去毛刺机在去除毛刺时，在顺着板面移动方向有部分毛刺倒向孔口内壁，改进型的磨板机，具有双向转动带摆动尼龙刷辊，消除了除了这种弊病。 2．整孔清洁处理 对多层PCB有整孔要求，目的是除去钻污及孔微蚀处理。以前多用浓硫酸除钻污，而现在多用碱性高锰酸钾处理法，随后清洁调整处理。 孔金属化时，化学镀铜反应是在孔壁和整个铜箔表面上同时发生的。如果某些部位不清洁，就会影响化学镀铜层和印制导线铜箔间的结合强度，所以在化学镀铜前必须进行基体的清洁处理。最常用的清洗液及操作条件列于表如下：
化学镀工艺流程详解.
化学镀工艺流程 化学镀是一种在无电流通过的情况下,金属离子在同一溶液中还原剂的作用下通过可控制的氧化还原反应在具有催化表面(催化剂一般为钯、银等贵金属离子的镀件上还原成金属,从而在镀件表面上获得金属沉积层的过程,也称自催化镀或无电镀。化学镀最突出的优点是无论镀件多么复杂,只要溶液能深入的地方即可获得厚度均匀的镀层,且很容易控制镀层厚度。与电镀相比,化学镀具有镀层厚度均匀、针孔少、不需直流电源设备、能在非导体上沉积和具有某些特殊性能等特点;但化学镀镀层质量不很好,厚度上不去,且可镀的品种不多,故主要用于不适于电镀的特殊场合。 近年来, 化学镀技术得到了越来越广泛的应用,在各种非金属纤维、微球、微粉等粉体材料上施镀成为研究的热点之一;用化学镀方法可以在非金属纤维、微球、微粉镀件表面获得完整的非常薄而均匀的金属或合金层,而且镀层厚度可根据需要确定。这种金属化了的非金属纤维、微球、微粉镀件具有良好的导电性,作为填料混入塑料时能获得较好的防静电性能及电磁屏蔽性能,有可能部分取代金属粉用于电磁波吸收或电磁屏蔽材料。美国国际斯坦福研究所采用在高聚物基体上化学镀铜来研制红外吸收材料。毛倩瑾等采用化学镀的方法对空心微珠进行表面金属化改性研究,发现改性后的空心微珠具有较好的吸波性能,可用于微波吸收材料、轻质磁性材料等领域。 化学镀所需仪器:电热恒温水浴锅;8522型恒温磁力搅拌器控温搅拌;增力电动搅拌机。化学镀工艺流程:机械粗化→化学除油→水洗→化学粗化→水洗→敏化→水洗→活化→水洗→解胶→水洗→化学镀→水洗→干燥→镀层后处理。 1化学镀预处理 需进行化学镀的镀件一般不溶于水或者难溶于水。化学镀工艺的关键在于预处理,预处理的目的是使镀件表面生成具有显著催化活性效果的金属粒子,这样才能最终在基体表面沉积金属镀层。由于镀件微观表面凸凹不平,必须进行严格的镀前预处理,否则易造成镀层不均匀、密着性差,甚至难于施镀的后果。
化学镀黑镍工艺研究---配方解析
化学镀黑镍工艺研究---配方解析(2011/11/06 10:08) 目录： 公司动态 浏览字体：大中小 化学镀NiCuP合金镀层有极其优良的耐蚀性能，抗磨性能，抗磁以及其它优良的化学性能，其应用领域不断扩大，尤其是在石化、电子、汽车等工业中具有很大的潜力。在光学仪表、太阳能装置、计算机等领域中，许多工件的表面往往需要进行黑化处理，形成黑化膜，以达到具有颜色区别、暗色调隐蔽、装饰性色彩以及消光、散热、太阳能吸收等光学和热功能的目的。这为化学镀层提出了新课题，也为化学镀镍进入新的市场获得更广泛的应用创造了条件。 David Chunks提出了热氧化和电沉积两种方法，前者炉温控制较严，得到的色彩均匀性不好，后者则是另一金属层的发黑。［1～3］ 将镀件浸入硝酸或混合酸中，使镀件表面形成孔状网络，因微孔能吸收光线从而使表面呈现黑色。Johnson在这方面作了大量研究工作，并取得了一系列专利。但该法得到的镀层结构疏松多孔，耐蚀性差［4］。 还有高锰酸钾氧化发黑方法，但它的控制条件很精密，否则易使镀层疏松多孔．［5,6］ 将镀件浸入亚硒酸中发黑，则硒有毒易造成环境污染． 目前使用的硫化物发黑大多是与电镀相配套，与化学镀相比，它的工艺复杂、能耗大、成本高．为此，本文进行了硫化物化学镀黑镍的配方、工艺的研究． 1实验部分 1.1工艺及配方 1.1.1试验材料及规格本试验采用A3碳钢材料，试片规格50 mm×30 mm． 1.1.2工艺流程水洗→碱洗除油→水洗→酸洗除锈→水洗→化学镀镍→水洗→后处理． 1.1.3工艺规范碱洗除油配方及工艺条件如下： NaOH 100 g／L Na2CO3 60 g／L Na3PO4 60 g／L Na2SiO3 10 g／L 十二烷基硫酸 钠 0。5 g／L 温度 70～80℃ 时间 20～30 min 酸洗除锈配方及工艺条件为： 磷酸(密度1。71) 480 ml 丙酮 500 ml 对苯二酚 20 g 蒸馏水 2～2。51 温度 常温 时间 8～10 min 化学镀黑镍配方及工艺条件为： NiSO4。XH2O 50～70 g／L CuSO4。5H2O 1～3 g／L NaH2PO2。H2O 30～50 g／L KCNS。H2O 4～8 g／L pH 6。5～7。5 温度 60～80℃ 另外镀液中还有柠檬酸三钠、醋酸钠、硼酸等物质． 1。2化学镀黑镍镀层性能评价 化学镀黑镍镀层性能的好坏用下列指标评价． 色度(V)：按镀层呈灰铜色、铜色中带灰、灰褐色、黑褐色、深黑色等计分． 均匀度(W)：在显微镜下(100倍)，观察晶粒间隙、小孔数目，表面斑点数等计分． 结合力(X)：用脱脂棉来回擦至出现金属基体的次数，并在显微镜下(100倍)观察镀层有无裂纹、起泡、剥落等现象计分． 光滑度(Y)：手感好坏，以及在显微镜下(100倍)，观察平整情况计分． 综合指标(Z)：用式Z=0。35V+0。3W+0。2X+0。15Y计算． 1。3实验结果与分析 在探索性实验和因素实验的基础上，进一步进行了正交实验．选用正交表为L9(34)，共进行了两个正交实验．第一个正交实验，选硫酸镍(A)、硫酸铜(B)、次磷酸钠(C)、硫氰化钾(D)等添加量作4个影响因素，其结果分析见图1；第二个正交实验，选柠檬酸三钠(A)、次磷酸钠(B)、醋酸铵(C)、硫酸铜(D)等添加量作四个影响因素，其结果分析见图2．由图可见，在所研究的范围内，一般均有较好的黑镍镀层，但次磷酸钠的含量变化，仍对镀层质量有较大的影响。 2 各种主要因素对镀层性能的影响 硫酸镍是向镀层提供镍的物质．在30～60 g／L的浓度范围内，随着硫酸镍浓度升高，镀层性能好转，但浓度再提高，对镀层性能的改变不大．另一方面，硫酸镍浓度低于30 g／L时，镀层的黑度、均匀性等均不好． 在镀液中添加硫酸铜可改善镀层的结合力和分散性．实验发现，当硫酸铜浓度很低时，试片很难镀上金属层，加入一定量硫酸铜后，不但可使试片镀上黑色层，而且镀层的结合力和均匀度都有所提高．这是由于铜盐首先还原成铜，并在试片表面先形成铜膜，然后才是其它金属硫化合物的沉积．硫氰化钾是使膜发黑的主要物质，在镀液中的作用是很大的．它在镀液中的氧化还原反应提供了能与Ni2+相结合的硫离子而生成黑色的NiS，再沉积在试片上，使试片镀上黑色层．次磷酸钠是化学镀黑镍中必不可少的还原剂．它使Ni2+、Cu2+还原生成Ni和Cu．一般说来，次磷酸钠对沉积速度的影响在浓度低时影响不大，浓度高时影响较大．但次磷酸钠浓度太低或太高都是不利的．次磷酸钠浓度太低，不利于Ni和Cu的还原，且不能提供膜所必须的元素P，浓度太高膜的综合性能也不好． 3 机理探讨 3。1化学镀镍的原理及发黑机理 化学镀镍是基体金属及镍在催化剂的作用下，通过可控制的氧化还原反应产生的沉积过程．以次磷酸盐为还原剂的沉积过程为： Ni2++(H2PO2)-+H2O3H++(HPO3)2-+Ni (1) (H2PO2)-+HH2O+OH-+P
化学镀镍工艺
化学镀镍工艺 化学镀镍机理： 1)原子氢析出机理。原子氢析出机理是1946年提出的，核心是还原镍的物质是原子氢，其反应过程如下： H2P02-+H20→HP032-+H++2H Ni2++2H→Ni+2H+ H2P02-+H++H→2H20+P 2H→H2 水和次磷酸根反应产生了吸附在催化表面上的原子氢，吸附氢在催化表面上还原镍离子。同时，吸附氢在催化表面上也产生磷的还原过程。原子态的氢相互结合也析出氢气。2）电子还原机理(电化学理论)电子还原机理反应过程如下： H2P02-+H20→HP032-+H++2e Ni2++2e→Ni H2P02-+2H++e→2H20+P 2H++2e→H2 酸性溶液中，次磷酸根与水反应产生的电子使镍离子还原成金属镍。在此过程中电子也同时使少部分磷得到还原。 3）正负氢离子机理。该理论最大特点在于，次磷酸根离子与磷相连的氢离解产生还原性非常强的负氢离子，还原镍离子、次磷酸根后自身分解为氢气。 H2P02-+H20→HP032-+H++H- Ni2++2H-→Ni+H2 H2P02-+2H++H-→2H20+P +1/2H2 H-+H+→H2 分析上述机理，可以发现核心在于次磷酸根的P-H键。次磷酸根的空间结构是以磷为中心的空间四面体。空间四面体的4个角顶分别被氧原子和氢原子占据，其分子结构式为： 各种化学镀镍反应机理中共同点是P-H键的断裂。P-H键吸附在金属镍表面的活性点上，在镍的催化作用下，P-H键发生断裂。如果次磷酸根的两个P-H键同时被吸附在镍表面的活性点上，键的断裂难以发生，只会造成亚磷酸盐缓慢生成。对于P-H键断裂后，P-H间共用电子对的去向，各种理论具有不同的解释。如电子在磷、氢之间平均分配，这就是原子氢析出理论；如果电子都转移至氢，则属于正负氢理论；而电子还原机理则认为电子自由游离出来参与还原反应。因此，可以根据化学镀镍机理的核心对各种宏观工艺问题进行分析解释。 化学镀镍工艺过程 化学镀镍前处理工艺 一：除油：
电镀工艺流程简介
电镀工艺流程简介 2016-04-12 12:30来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部 电镀过程图电镀的种类很多，分类方法也不同，有单金属电镀（普通电镀、贵金属电镀）和合金电镀（二元合金、三元合金、四元合金电镀等）以及功能性电镀（赋予镀层某些特殊的性能的电镀）等，还有一些特殊的电镀工艺如非晶态电镀、复合电镀、电刷镀、化学镀等。但电镀工艺流程大致相同，一般包括镀前预处理，电镀及镀后处理三个主要阶段。 1）.镀前预处理 目的是为了得到干净新鲜的金属表面，为最后获得高质量镀层作准备。主要进行脱脂，去锈蚀，去灰尘等工作。步骤如下﹕ 第一步：使表面粗糙度达到一定要求，可通过表面磨光，抛光等工艺方法来实现。 第二步：去油脂﹐可采用溶剂溶解以及化学﹐电化学等方法来实现。 第三步：除锈，可用机械，酸洗以及电化学方法除锈。 第四步：活化处理，一般在弱酸中侵蚀一定时间进行镀前活化处理。 2）、电镀 1、把镀层金属接在阳极。 2、把镀件接在阴极。 3、阴阳极与金属正离子组成的电解质溶液相连。 4、通电后，阳极的金属会进行氧化反应(失去电子)，溶液中的正离子则在阴极被还原(得到电子)成原子并积聚在阴极表层。 3）、镀后处理 (1)钝化处理。 所谓钝化处理是指在一定的溶液中进行化学处理，在镀层上形成一层坚实致密的，稳定性高的薄膜的表面处理方法。钝化使镀层耐蚀性大大提高并能增加表面光泽和抗污染能力。这种方法用途很广，镀Zn、Cu等后，都可进行钝化处理。 (2)除氢处理。 有些金属如锌，在电沉积过程中，除自身沉积出来外，还会析出一部分氢，这部分氢渗入镀层中，使镀件产生脆性，甚至断裂，称为氢脆。为了消除氢脆，往往在电镀后，使镀件在一定的温度下热处理数小时，称为除氢处理。
化学镀研究现状及其应用
第 47 卷 第 8 期 2018 年 8 月 Vol.47 No.8Aug. 2018 化工技术与开发 Technology & Development of Chemical Industry 化学镀研究现状及其应用 王 浩1，封正龙2 （1.西南石油大学材料科学与工程学院，四川 成都 610500；2.西南石油大学电气信息学院，四川 成都 610500）摘 要：化学镀作为一种常用的表面工程技术，被广泛用于改善钢铁表面的耐蚀性、耐磨性和硬度。相对于电镀、机械镀等外作用力场镀层技术，这种应用沉积原理、不需通电的镀层技术，更具有实际的应用价值，经济性高，修饰后的表面强度高。本文通过对化学镀的原理、工艺特点、国内外研究现状、应用情况及发展趋势的论述，综合评价化学镀的工程应用价值，凸显出化学镀在未来表面工程技术多类型、多方面、多层次发展的研究特点基础上的实际应用价值。 关键词：化学镀；表面工程；材料工程性能 中图分类号：TG 174.44 文献标识码： A 文章编号：1671-9905(2018)08-0037-04 作者简介：王浩，西南石油大学材料科学与工程学院硕士研究生，研究方向：材料学。E-mail: 3215381721@https://www.360docs.net/doc/375768471.html, 收稿日期：2018-06-01 化学镀始于20世纪80年代的欧美等工业化国家，其研究、开发和应用的飞跃式发展使得其在工业领域的应用程度不断升高，而其应用方式也在不断变化，应用的工艺技巧也越来越多样化，作业工艺种类也是呈现上升的趋势。其实际应用范围的扩大也促使化学镀技术的研究不断地发展深化。近年来，多种合金镀层的化学复合技术即三元化学镀或多元化学镀技术，取得了一些成果。例如在Ni-P(镍-磷)镀层中引入SiC 或PTFE 的复合镀层，比单一的Ni-P 镀层有更佳的耐磨性及自润滑性能。在Ni-P(镍-磷)镀层中引入金属钨，进一步提高了Ni-W-P(镍-钨-磷)镀层的硬度，在耐磨性能方面得到很好的效果。 化学镀工艺包括预处理工艺（打磨、除油、酸洗和活化[1]）与化学镀工艺。金属的化学镀类型繁多，如化学镀镍、化学镀镍基多元合金、化学复合镀（纳米粒子与镍等元素共沉积形成的镀层）、化学镀铜以及化学镀银等[1]。现代化学镀技术间的重要区别在于沉积速度、可实际沉积厚度、沉积与基体表面的附着力、沉积性能(如耐蚀性、耐磨性等)、沉积结晶结构、镀层厚度均匀性、镀液镀覆特殊基体的能力、化学镀液的技术利用率、镀层质量的重复性(或稳定性)、沉积的成本、工艺危害及废物等。 本文对化学镀的原理、工艺特点、研究进展和应用情况进行陈述，探讨化学镀的应用价值，总结其应 用现状的特点，对化学镀的发展趋势和发展前景做出个人的论述分析。 1 原理 1.1 镀层的形成 在基体镀层的形成过程中，还原剂与氧化剂的选用、镀层金属的选择及镀层配方的优化，直接决定镀层的稳定性。不加外电流而利用异相固相或液相，使得基体表面进行受控自催化还原反应，从而在基体上获得所需性能的连续、均匀附着的沉积镀层，其依据是利用含有强还原剂的金属离子溶液，将金属离子还原成金属而沉积在基体表面，形成致密镀层。化学镀常用的溶液包括化学镀银、镀镍、镀铜、镀钴、镀镍磷液、镀镍磷硼液等，其实质是在镀液中添加适当的还原剂，将金属离子还原成原子，并沉积在基体表面。目前以次亚磷酸盐为还原剂的化学镀镍的自催化沉积反应，已经提出的理论有“原子氢态理论”、“氢化物理论”和“电化学理论”等，这几种理论中，得到广泛认可的是“原子氢态理论”。1.2 镀前准备——敏化与敏化液 与电镀相比，化学镀过程不存在因电力线分布问题所导致的镀层沉积不均匀。采用与电镀明显不同的镀前准备(如催化)，镀层厚度将更为均匀，这种催化处理被称为敏化，处理液被称为敏化液，可使
化学镀铜的目的及工艺流程介绍
化学镀铜的目的及工艺流程介绍 化学镀铜（Eletcroless Plating Copper）通常也叫沉铜或孔化（PTH）是一种自身催化性氧化还原反应。首先用活化剂处理，使绝缘基材表面吸附上一层活性的粒子通常用的是金属钯粒子（钯是一种十分昂贵的金属，价格高且一直在上升，为降低成本现在国外有实用胶体铜工艺在运行），铜离子首先在这些活性的金属钯粒子上被还原，而这些被还原的金属铜晶核本身又成为铜离子的催化层，使铜的还原反应继续在这些新的铜晶核表面上进行。化学镀铜在我们PCB制造业中得到了广泛的应用，目前最多的是用化学镀铜进行PCB的孔金属化。 化学镀铜的主要目的是在非导体材料表面形成导电层，目前在印刷电路板孔金属化和塑料电镀前的化学镀铜已广泛应用。化学镀铜层的物理化学性质与电镀法所得铜层基本相似。化学镀铜的主盐通常采用硫酸铜，使用的还原剂有甲醛、肼、次磷酸钠、硼氢化钠等，但生产中使用最普遍的是甲醛。 化学镀铜的工艺流程： 一、镀前处理 1．去毛刺 钻孔后的覆铜泊板，其孔口部位不可避免的产生一些小的毛刺，这些毛刺如不去除将会影响金属化孔的质量。最简单去毛刺的方法是用200～400号水砂纸将钻孔后的铜箔表面磨光。机械化的去毛刺方法是采用去毛刺机。去毛刺机的磨辊是采用含有碳化硅磨料的尼龙刷或毡。一般的去毛刺机在去除毛刺时，在顺着板面移动方向有部分毛刺倒向孔口内壁，改进型的磨板机，具有双向转动带摆动尼龙刷辊，消除了除了这种弊病。 2．整孔清洁处理 对多层PCB有整孔要求，目的是除去钻污及孔微蚀处理。以前多用浓硫酸除钻污，而现在多用碱性高锰酸钾处理法，随后清洁调整处理。孔金属化时，化学镀铜反应是在孔壁和整个铜箔表面上同时发生的。如果某些部位不清洁，就会影响化学镀铜层和印制导
化学镀镍配方成分,化学镀镍配方分析技术及生产工艺
化学镀镍配方成分分析，镀镍原理及工艺技术导读：本文详细介绍了化学镍的研究背景，分类，原理及工艺等，本文中的配方数据经过修改，如需更详细资料，可咨询我们的技术工程师。 禾川化学引进国外配方破译技术，专业从事化学镍成分分析、配方还原、研发外包服务，为化学镍相关企业提供一整套配方技术解决方案。 一、背景 化学镀镍也叫做无电解镀镍，是在含有特定金属盐和还原剂的溶液中进行自催化反应，析出金属并在基材表面沉积形成表面金属镀层的一种优良的成膜技术。化学镀镍工艺简便，成本低廉，镀层厚度均匀，可大面积涂覆，镀层可焊姓良好，若配合适当的前处理工艺，可以在高强铝合金和超细晶铝合金等材料上获得性能良好的镀层，因此在表面工程和精细加工领域得到了广泛应用。 禾川化学技术团队具有丰富的分析研发经验，经过多年的技术积累，可以运用尖端的科学仪器、完善的标准图谱库、强大原材料库，彻底解决众多化工企业生产研发过程中遇到的难题，利用其八大服务优势，最终实现企业产品性能改进及新产品研发。 样品分析检测流程：样品确认—物理表征前处理—大型仪器分析—工程师解谱—分析结果验证—后续技术服务。有任何配方技术难题，可即刻联系禾川化学技术团队，我们将为企业提供一站式配方技术解决方案！ 二、化学镀工艺 化学镀工艺流程为：试样打磨-清洗-封孔-布轮抛光-化学除油-水洗-硝酸除锈-水洗-活化-化学镀-水洗-钝化-水洗-热水封闭-吹干。
图1 化学镀的工艺流程图 三、化学镀镍分类 化学镀镍的分类方法种类多种多样，采用不同的分类规则就有不同的分类法。 四、化学镀镍原理 目前以次亚磷酸盐为还原剂的化学镀镍的自催化沉积反应，已经提出的理论有羟基-镍离子配位理论、氢化物理论、电化学理论和原子氢态理论等，其中以原子氢态理论得到最为广泛的认同。 该理论认为还原镍的物质实质上就是原子氢。在以次亚磷酸盐为还原剂还原Ni2+时，可以以下式子表示其总反应： 3NaH2PO2+3H2O+NiSO4→3NaH2PO3+H2SO4+2H2+Ni（1） 也可表达为： Ni2++H2PO2-+H2O→H2PO3-+2H++Ni（2）
化学镀的研究现状
目的和意义 化学镀（Chemical plating）,又称为无电解镀（Eletro less plating）。因为在工件施镀的过程中，虽说电子转移，但无需外接电源，工件表面层完全是靠化学氧化还原反应实现的。 化学镀的生命是比较年轻的，比起传统的电镀要年轻100多岁，知道20世纪70年代后期才逐步被我国所认识和重视。1975年开始出版了有关科学书籍，1992年全国召开了首届化学镀镍会议，其后每两年召开一届，从此在我国揭开了化学镀镍技术的新篇章。 化学镀的发展史主要还是化学镀镍的发展史。因为化学镀镍技术研究得比较早，技术比较成熟，而且应用比较广泛。目前世界上应用的最好和最广泛的国家，要算美国、德国、法国、英国、意大利、西班牙、瑞士等国家，尤其是美国，她基本上摒弃了传统的电镀工艺，取而代之的是全国大约900多家化学镍工厂，广泛服务于计算机、电子、阀门、航天、汽车、食品、化工、机械、纺织、钢铁等多个领域和行业，且逐步全方位的渗透到社会的各个方面。化学镀镍所获得的镀镍层，由于自身的突出特点和优异性能，越来越被广大的用户认同和接受。它的最突出特点是镀层具有高耐腐蚀性、高耐磨性及高均匀，即三高特性。化学镀镍层多半是以镍磷、镍硼为为基础的多元合金镀层和复合镀层，镍磷合金镀层占有绝大多数，化学沉积的镍-磷镀层随着磷的含量的增加，其组织结构的转变，是由极细小的晶体变成微晶（尺寸约为5纳米，电镀镍的晶粒尺寸约为100纳米），最后变为完全的非晶体（类似液体的原子无序排列）。正是这种非晶态结构（不是唯一，但是很重要的一点），由于没有晶界、位错及成分偏析等现象，使之在腐蚀介质中不太容易形成腐蚀微电池从而在耐化学腐蚀、耐气体腐蚀以及耐色变性方面表现极为优异。 例如：在5%HCl溶液中，含磷量10.9%(质量分数)的化学镀镍磷合金镀层，其耐蚀性比 1Cr18Ni9Ti不锈钢高出10倍；在10% HCl溶液中，则要高出20倍以上。即使在气相或液相H2S介质中，镍磷合金镀层的腐蚀速率均比1Cr18Ni9Ti不锈钢要低。当镀层中磷的含量例如：在5%HCl溶液中，含磷量10.9%(质量分数)的化学镀镍磷合金镀层，其耐蚀性比1Cr18Ni9Ti 不锈钢高出10倍；在10% HCl溶 液中，则要高出20倍以上。即使在气相或液相H2S介质中，镍磷合金镀层的腐蚀速率均比1Cr18Ni9Ti不锈钢要低。当镀层中磷的含量较高时可以达到基本无腐蚀发生。 化学镀镍层在大气条件下的耐蚀性和耐色变性都优于电镀镍层。电镀镍层表面即使在城郊的大气环境中，仅隔几天就会变成灰色，而镍磷化学镀层表面，其外观可以长期保持不变。若在化学镀后，进行钝化处理或用有机涂层进行封闭处理，其抗色变性能将更加卓越。耐磨性是一个系统性，而不是材料的固有属性，是材料处于系统中在一定磨擦条件下，表现出来的对抗磨损的能力。一般而言，硬度越高的材料其耐磨性越高。由于镍磷镀层有比较高的硬度（镀态硬度可达HV400~600，电镀镍仅为HV160~180），还可以通过热处理进一步提高（可达HV1000以上），因此Ni-P镀层是比较理想的耐磨镀层，尤其是低磷镀层更具有优良的耐磨性。镀层的高均匀性，也是化学镀的突出优点之一。在电镀工艺中，由于被镀工件的几何形状复杂及多样性，从而造成电流密度分布不均匀，还会造成均镀能力和深度能力出现差异等现象，从而使工件表面镀层厚度相差较大，少则几个微米（有辅助阳极时），多则十几个甚至几十个微米。要知道，镀层厚度的均匀性对构件的配合精度以及零件自身的耐腐蚀性影响极大。化学镀是利用还原剂以自催化反应在工件表面得到镀层，不受外加电流的影响，不管工件形状如何复杂，只要表面完全被镀液所浸没，且让氧化还原反应所产生的氢气有自由流动排出的空间，则再复杂的工件（如深孔、沟槽、曲面、螺旋、甚至盲孔等）都可以获得厚度均匀的镀层。用“面面俱到”、“无微不至”等成语来形容这种膜厚的均匀性，真是恰如其分、恰到好处。有的用户，正是利用化学镀这种独有特性，将有精密配合要求的零件配合公差尺寸，设计好后通过化学镀镍工艺控制镀层厚度来实现，从而减少了精细加工工序，既降
化学镀中稳定剂及加速剂的作用机理
化学镀中稳定剂及加速剂的作用机理 1、化学镀的稳定简介 化学镀中最主要的一个系列是有自催化能力的还原型化学镀液。当反应速度较快时，镀层质量变差，会出现粗糙镀层甚至粉末状镀层；同时，由于自催化一旦促发即会持续下去，甚至会因剧烈的还原反应而失去控制，导致镀液迅速失去作用。因此，需要要加入稳定剂以控制其反应速度。 稳定剂的作用是控制反应速度和抑制镀液的自发分解，从而使化学镀能有序地进行。不同的化学镀液会用到不同的稳定剂，有时还需要用到几种稳定剂以进到联合控制的作用。常用的稳定剂有以下几类。 ①元素周期表中第VI主族元素的化合物：一些硫的无机物或有机物，如硫代硫酸盐、硫氰酸盐、硫脲及其衍生物、疏基苯并噻唑、黄原酸酯等。 ②重金属离子：如铅、锡、锑、镉、锌、铋、钛等金属二价、三价离子。 ③水溶性有机物：有些含有双极性的有机阴离子，至少含有6个或8个碳原子并能在某一定位置吸附形成亲水膜功能团的有机物，如不饱和脂肪马来酸、苯亚甲基丁二酸、3-S-异硫脲鎓盐的丙烷酸盐、邻苯二甲酸酐的衍生物等。 ④某些含氧化合物：如AsO2-、IO3-、BrO3-、NO2-、MoO42-等，双氧水也属于这一类。 2、化学镀稳定剂的作用机理 化学镀稳定剂的作用机理没有统一的模式，而是因稳定剂的类别不同而有所不同，但也有着一些共同点，这就是稳定剂都是通过在表面吸附而影响金属离子的还原过程的。也就是稳定剂的添加量一般都很少的原因，因为它们只是通过电极的双电层起作用的，过多的量反而会破坏化学镀的平衡。 有机类稳定剂的作用可以认为这类稳定剂具有的表面吸附作用和影响电子交换的作用，通过吸附而改变金属离子的还原过程。因此，在一定添加量范围内，有机稳定剂有时还会有促进金属离子沉积的作用。而含氧化合物则是通过改变双电层结构而增加作为阴离子的稳定剂在表面的吸附，从而影响金属离子还原的过程。重金属离子也是通过在具催化活性表面的吸附来影响还原过程。 总之，化学镀稳定剂是通过在反应表面吸附而阻滞金属离子的还原过程来起到稳定镀液的作用。 化学镀加速剂是指在可控制的条件下提高镀速的添加剂。因此加速剂也叫做促进剂。以次亚磷酸盐为还原剂的化学镀，就常用到加速剂。化学镀镍中的许多络合剂也兼有加速剂的作用。常用的加速剂有以下几种。 (1).未被取代的短链和脂肪族二羧酸根阴离子。属于这一类的有丙二酸、丁二酸、戊二酸和已二酸等。常用的是丁二酸。 (2).短链饱和氨基酸。这是较为优良的加速剂，最典型的是氨基乙酸，它兼有缓冲剂、络合剂和加速剂三种作用。 (3).短链饱和脂肪酸。从醋酸到戊酸都属于这一类，其中以丙酸最为常用，但效果没有丁二酸和氨基乙酸好，优点是成本最低。 (4).无机离子加速剂。目前在化学镀镍中只有氟离子具有加速作用，但用量也要严格控制，用量大时不仅减少镀速，对镀液稳定性也会有影响。
PCB化学镀铜工艺流程解读
PCB化学镀铜工艺流程解读 化学镀铜(Electroless Plating Copper)通常也叫沉铜或孔化（PTH）是一种自身催化性氧化还原反应。首先用活化剂处理，使绝缘基材表面吸附上一层活性的粒子通常用的是金属钯粒子（钯是一种十分昂贵的金属，价格高且一直在上升，为降低成本现在国外有实用胶体铜工艺在运行），铜离子首先在这些活性的金属钯粒子上被还原，而这些被还原的金属铜晶核本身又成为铜离子的催化层，使铜的还原反应继续在这些新的铜晶核表面上进行。化学镀铜在我们PCB制造业中得到了广泛的应用，目前最多的是用化学镀铜进行PCB的孔金属化。PCB孔金属化工艺流程如下： 钻孔→磨板去毛刺→上板→整孔清洁处理→双水洗→微蚀化学粗化→双水洗→预浸处理→胶体钯活化处理→双水洗→解胶处理（加速）→双水洗→沉铜→双水洗→下板→上板→浸酸→一次铜→水洗→下板→烘干 一、镀前处理 1．去毛刺 钻孔后的覆铜泊板，其孔口部位不可避免的产生一些小的毛刺，这些毛刺如不去除将会影响金属化孔的质量。最简单去毛刺的方法是用200～400号水砂纸将钻孔后的铜箔表面磨光。机械化的去毛刺方法是采用去毛刺机。去毛刺机的磨辊是采用含有碳化硅磨料的尼龙刷或毡。一般的去毛刺机在去除毛刺时，在顺着板面移动方向有部分毛刺倒向孔口内壁，改进型的磨板机，具有双向转动带摆动尼龙刷辊，消除了除了这种弊病。 2．整孔清洁处理 对多层PCB有整孔要求，目的是除去钻污及孔微蚀处理。以前多用浓硫酸除钻污，而现在多用碱性高锰酸钾处理法，随后清洁调整处理。 孔金属化时，化学镀铜反应是在孔壁和整个铜箔表面上同时发生的。如果某些部位不清洁，就会影响化学镀铜层和印制导线铜箔间的结合强度，所以在化学镀铜前必须进行基体的清洁处理。最常用的清洗液及操作条件列于表如下：
铝合金化学镀镍工艺分析研究与应用
铝合金化学镀镍工艺研究与应用 化学镀 电子工艺技术990507 电子工艺技术 ELECTRONICS PROCESS TECHNOLOGY 1999年第20卷第5期Vol.20 No.5 1999 铝合金化学镀镍工艺研究与应用黄昌明摘要：报道一种在铝合金元件上实施化学镀镍的工艺方法。该方法包括在改进的锌酸盐溶液中经二次浸锌处理后，以碱性化学镀镍作底层，然后进行酸性化学镀镍，能在铝合金(LY12cz、LD31等>表面获得光亮的、具有优异附着力和良好的防腐蚀性能及其综合物理、化学特性的化学镀镍(Ni-P>层。关键词：铝合金；二次浸锌；化学镀镍；附着力 Technology and Application of Electroless Nickel on Aluminum Alloys HUANG Chang-ming Electronics The 29th Research Institute of Information Industry Ministry,Chengdu 610036, China Abstract:Report technology method of electroless nickel on aluninum alloys.After being immersed in zincate solution improved two times,taking alkaline electroless nickel as the laying,then implementing acid electroless nickel,it can be got that the electroless nickel layer with bright,excellent adhesion,good corrosion prevention and synthesis physical chemistry properties. Key words:Aluminun alloys。Immersed in zincate solution two times。Electroless nickel。Adhesion 笔者从1996年开始进行铝合金化学镀镍工艺研究，经反复实验终于研制成功一种既 能满足电子设备微波元件外表装饰要求又具有良好物理化学特性(可焊性、耐磨性、三防特性、高低温特性等>，而且附着力优异的铝合金化学镀镍工艺体系。经过一年多的小槽(25L>生产考验后，已于1998年安装了一条小型手动化学镀镍生产线，该生产线具备镀液自动控温、压缩空气搅拌、循环过滤、去离子水漂洗等功能，特别是配置了镀液自动分析和补充仪(美国WALCHEM产品>，它能保证工作过程镀液成分和pH值始终保持在正常工艺范围，从而保证镀层质量可靠。该生产线已成功地应用于镀覆引进放大器铝腔体以及微波开关，振荡器和天线馈电架等，满足了设计要求，使用效果良好。本文对该工艺体系作一简要总结，重点报道二次浸锌和碱性化学镀镍工艺的确定，酸性化学镀镍工艺的优选以及镀层主要物理化学特性。 file:///E|/qk/dzgyjs/dzgy99/dzgy9905/990507.htm<第 1／8 页）2018-3-22 18:28:57 电子工艺技术990507 1 二次锌酸盐处理众所周知，铝上电镀(或化学镀>存在许多困难，由于铝化学性质活泼，电化学电位很负(E＝-1.66V>，对氧有高度亲和力、极易氧化；铝的线膨胀系数比一般金属大(24×10-6/℃>；它又是两性金属，在酸碱中均不稳定，化学反应复杂；镀层有内应力，因而铝上电镀(或化学镀>能否成功，关键是要解决附着力问题。铝表面的氧化膜经酸碱腐蚀去除后，在空气或水溶液中能迅速重新生成。为此，铝上电镀必须进行特殊前处理，其目的在于去除这些氧化膜，使其不能重新形成，并迅速赋予一层薄而均匀的金属镀层作为进一步按正常工艺电镀的底层。可见，能否置取这样一层理想的金属层乃是获得铝上电镀(化学镀>层附着力良好的工艺关键，习惯置取该金属薄层的工艺方法有浸锌酸盐法、浸锡酸盐法、电镀锌法、磷酸阳氧化法等。浸锌酸盐法由于Zn在强碱溶液中呈络离子存在，它的电位变得比简单盐中的Fe或Ni负得多，与Al 十分接近，因而当Al浸入锌酸盐溶液中能得到较薄的均匀Zn层，有助于与铝基体牢固结合，这正是目前应用较普遍的主要原因。两次浸锌处理比一次浸锌处理而言，它能降低Zn含量，使Zn层结晶更细致。有作者经扫描电镜(SEM>观察证明，第一次浸Zn后能看到晶粒之间仍有未变化的铝表面区域，其锌酸盐膜结构呈网状、不连续分布，尺寸为0.2～1.0μm范围。而两次浸Zn膜比第一次浸Zn膜致密得多，晶粒度分布均匀，大致相同(150～300mm>，看不到未镀覆铝表面，原因在于除去第一层Zn膜后，重新形成的氧化膜比原先的氧化膜更均匀，故随后第二次浸渍Zn层易于均匀复盖上全部铝