化学镀演讲ppt
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化学镀镍(共8张PPT)
(pCu>1000mg／L时更换溶液)
层，甚至整个化学镀镍金工艺至关重要‘61。某个工序处理不当， 通常使用酸性镀液体系，其中包括镍盐(硫酸盐、氯化物)，还原剂(次磷酸钠或硼氢化物)[8]，配位剂(柠檬酸、乙酸、琥珀酸、丙酸或乙醇酸)，稳定剂(重金属盐、硫脲、氟化物)[9]。
(pCu>800mg／L时开新缸)
工艺控制
• 前处理工艺是用以除去铜面氧化物、油脂等污染物，粗化铜表面， 化学镀镍由还原剂提供电子进行还原反应[7]，镍首先围绕Pd的活性中心沉积出来，先沉积出来的镍具有自催化作用，随时间延长，镍厚度不断增加。
并在铜面沉钯，形成镍还原的活化中心。前处理对得到均匀的镀 不需要一般电镀所需的直流电机或控制设备。
b化e学ing镀d镍ep由os还ite原d剂”。提供电子进行还原反应[7]，镍首G先F围酸绕除Pd的油活剂性中心沉积5出5来～，6先5沉积m出L来的镍具有自催化作用，随时间延长，镍厚度不断增加。 ／L
(1)除油工艺
浓硫酸
90～110mL ／L
化学镀镍
化学镀又称为无电解镀（Electroless plating），也可以称为自催化电镀 （Autocatalytic plating）[1]。具体过程是指：在一定条件下，水溶液中的金属离 子被还原剂还原，并且沉淀到固态基体表面上的过程。ASTM B374（ASTM，美
国材料与试验协会）中定义为Autocatalytic plating is “deposition of a metallic coating by a controlled chemical reduction that is catalyzed by the metal or alloy being deposited”。这一过程与一般电镀镍不同，其镀层是可以不断增厚的[2]，
层，甚至整个化学镀镍金工艺至关重要‘61。某个工序处理不当， 通常使用酸性镀液体系，其中包括镍盐(硫酸盐、氯化物)，还原剂(次磷酸钠或硼氢化物)[8]，配位剂(柠檬酸、乙酸、琥珀酸、丙酸或乙醇酸)，稳定剂(重金属盐、硫脲、氟化物)[9]。
(pCu>800mg／L时开新缸)
工艺控制
• 前处理工艺是用以除去铜面氧化物、油脂等污染物，粗化铜表面， 化学镀镍由还原剂提供电子进行还原反应[7]，镍首先围绕Pd的活性中心沉积出来，先沉积出来的镍具有自催化作用，随时间延长，镍厚度不断增加。
并在铜面沉钯，形成镍还原的活化中心。前处理对得到均匀的镀 不需要一般电镀所需的直流电机或控制设备。
b化e学ing镀d镍ep由os还ite原d剂”。提供电子进行还原反应[7]，镍首G先F围酸绕除Pd的油活剂性中心沉积5出5来～，6先5沉积m出L来的镍具有自催化作用，随时间延长，镍厚度不断增加。 ／L
(1)除油工艺
浓硫酸
90～110mL ／L
化学镀镍
化学镀又称为无电解镀（Electroless plating），也可以称为自催化电镀 （Autocatalytic plating）[1]。具体过程是指：在一定条件下，水溶液中的金属离 子被还原剂还原，并且沉淀到固态基体表面上的过程。ASTM B374（ASTM，美
国材料与试验协会）中定义为Autocatalytic plating is “deposition of a metallic coating by a controlled chemical reduction that is catalyzed by the metal or alloy being deposited”。这一过程与一般电镀镍不同，其镀层是可以不断增厚的[2]，
化学镀ppt课件
价格比化学镀低得多，工艺成熟，镀液简单易于控制。
在化学镀镍溶液质量提高的基础上，化学镀镍生产线 的装备和技术发展很快，逐渐从小槽到大槽，从手工操 作、断续过滤、人工测定施镀过程中各种参数到自动控 温、槽液循环过滤和搅拌。
完整最新ppt5化学镀 Nhomakorabea展化学镀镍发展中最值得注意的是镀液本身的进步。 在1960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 作规程予以限制。此外，还存在沉积速度慢、镀液寿 命短（使用的循环周期少）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。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，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17～25 μm/h 。这样，无论 从产品质量和经济效益角度考虑，镀液已不值得进行 “再生”，而直接做废液处理。
• 镀层经低温热处理可弥散强化，获得不同 的硬度，提高耐磨性，根据需要，从硬度 与硬铬层硬度一样，并具同样的耐蚀能力。
完整最新ppt
3
化学镀与电镀工艺相比
具有以下特点
1.镀层厚度非常均匀，化学镀液的分散力接近100%，无 明显的边缘效应，几乎是基材（工件）形状的复制，因此 特别适合形状复杂工件、腔体件、深孔件、盲孔件、管件 内壁等表面施镀。电镀法因受电力线分布不均匀的限制是 很难做到的。由于化学镀层厚度均匀、又易于控制，表面 光洁平整，一般均不需要镀后加工，适宜做加工件超差的 修复及选择性施镀； 2.通过敏化、活化等前处理，化学镀可以在非金属（非导 体）如塑料、玻璃、陶瓷及半导体材料表面上进行，而电 镀法只能在导体表面上施镀，所以化学镀工艺是非金属表 面金属化的常用方法，也是非导体材料电镀前做导电底层 的方法；
在化学镀镍溶液质量提高的基础上，化学镀镍生产线 的装备和技术发展很快，逐渐从小槽到大槽，从手工操 作、断续过滤、人工测定施镀过程中各种参数到自动控 温、槽液循环过滤和搅拌。
完整最新ppt5化学镀 Nhomakorabea展化学镀镍发展中最值得注意的是镀液本身的进步。 在1960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 作规程予以限制。此外，还存在沉积速度慢、镀液寿 命短（使用的循环周期少）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。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，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17～25 μm/h 。这样，无论 从产品质量和经济效益角度考虑，镀液已不值得进行 “再生”，而直接做废液处理。
• 镀层经低温热处理可弥散强化，获得不同 的硬度，提高耐磨性，根据需要，从硬度 与硬铬层硬度一样，并具同样的耐蚀能力。
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3
化学镀与电镀工艺相比
具有以下特点
1.镀层厚度非常均匀，化学镀液的分散力接近100%，无 明显的边缘效应，几乎是基材（工件）形状的复制，因此 特别适合形状复杂工件、腔体件、深孔件、盲孔件、管件 内壁等表面施镀。电镀法因受电力线分布不均匀的限制是 很难做到的。由于化学镀层厚度均匀、又易于控制，表面 光洁平整，一般均不需要镀后加工，适宜做加工件超差的 修复及选择性施镀； 2.通过敏化、活化等前处理，化学镀可以在非金属（非导 体）如塑料、玻璃、陶瓷及半导体材料表面上进行，而电 镀法只能在导体表面上施镀，所以化学镀工艺是非金属表 面金属化的常用方法，也是非导体材料电镀前做导电底层 的方法；
电镀工艺学化学镀课件.pptx
影响镀速及镀层的综合性能。
结构特征：含有羟基、羧基、氨基等， 乳酸、乙醇酸（羟基乙酸）、苹果酸、柠檬酸
氨基乙酸（甘氨酸）、焦磷酸盐和氨水等。
•乳酸: 2-羟基丙酸 CH3CH(OH)COOH
•乙醇酸:羟基乙酸 CH2(OH)COOH
•苹果酸:2－羟基丁二酸 HOOCCHOHCH2COOH
•柠檬酸:3-羟基-3-羧基戊二酸
•甘氨酸:氨基乙酸 NH2CH2COOH
•稳定常数随着浓度的增加而升高; •镀速存在峰值，说明也是加速剂;
•耐蚀性随乳酸含量增加有所下降.
说明： •每种镀液都有一种主络合剂，配以辅助络合剂；P210 •不同种类的络合剂及不同用量，对化学镀镍的沉积速 度影响很大； •镀液稳定性不仅取决于稳定剂，更取决于络合剂的
2)整体介电质基体
塑料、陶瓷、玻璃、 纤维、金属间化合物、
天然产物、硅等
3)粒子介电质基体
玻璃球、金刚石粒子、磨 料粒子、塑料粒子
8.2 化学镀镍 (GB/T 13913-1992)
8.2.1 化学镀镍的机理和特点 （1）化学镀镍的机理
用还原剂把溶液中的镍离子还原沉积在具有催化活 性的表面上。
次磷酸钠、 硼氢化物、 肼、 胺基硼烷等
A photo of a platen used in the food industry that is Electroless Nickel plated.
反应机理：“原子氢理论”和“氢化物理论”
（2）化学镀镍的特点
P>8.5%,α-Ni和磷过饱 和固体，非晶态，耐蚀好
1）以次磷酸钠为还原剂时，镀层是磷呈弥散态的Ni-P
盐酸30~50mL/L；金属锡粒适量； 室温下浸渍3min~5min。
化学溶液镀膜法PPT
当电位较负的基体金属 A 浸入到电位较正的金属离 子 B2+ 溶液中时，由于存在一定的电动势而形成微电池， 在 A 表面上，发生金属 B 析出。
A B B A
2
2
与化学镀的区别
置换反应本质上是一种在界面上固液两相间金属原子 和离子相互交换的过程。其与化学镀的区别在于无需 在溶液中加入化学还原剂，因为基体本身就是还原剂。
4) 无毒，有利于环保。
5) 投资少，数百元设备即可.
化学镀的应用:
1) 化学镀在金属材料表面上的应用
铝或钢材料等非贵金属基底可用化学镀镍技术防 护，并可避免用难以加工的不锈钢来提高它们的 表面性质。化学镀银主要用于电子部件的焊接点、 印制线路板，以提高制品的耐蚀性和导电性能。 还广泛用于各种装饰品。
Materials Physics
2.4.5 化学溶液镀膜法 化学溶液镀膜法
在溶液中利用化学反应或电化学原理在基体材
料表面上沉积成膜的一种技术。
主要方法：
化学反应沉积、阳极氧化、电镀和溶胶-凝胶法 等。
Materials Physics
化学反应沉积镀膜法
1. 化学镀
通常称为无电源电镀，是利用还原剂从所镀物质的溶 液中以化学还原作用，在镀件的固液两相界面上析出 和沉积得到镀层的技术。 原理: 1) 表面的自催化作用
Materials Physics
2) 化学镀在非金属材料表面上的应用
非导体可用化学镀镀一种或几种金属以提高其装饰 性和功能性(例如电磁干扰屏蔽)。
许多工程塑料因其轻质和良好的耐腐蚀性能被考虑 用作金属的代用品，可用化学镀镍来获得导电性或 使其电屏蔽。
2. 置换沉积镀膜
又称为浸镀。不需采用外部电流源，在待镀金属盐类 的溶液中，靠化学置换的方法在基体上沉积出该金属 的方法。 原理:
《化学化学镀》PPT课件
1.4.6 解胶
镀件基体经过胶体钯活化后，表面吸附 的是以钯原子为核心的胶团，为使金属 钯能起催化作用，需要将吸附在钯原子 周围的二价锡胶体层去除以显露出活性 钯位置，即进行解胶处理。解胶处理一 般采用体积浓度100mL/L的盐酸在40～ 45℃处理0.5～1min，或用20～25g/L的醋 酸钠溶液常温下处理10min。
1.2.6 表面活性剂
加人表面活性剂可提高镀液对基体的浸 润效果，使粉末、颗粒、纤维状镀件很 好地分散于镀液中，形成比较稳定的悬 浮液。表面活性剂的浓度在一定程度上 直接影响粉末、颗粒、纤维状镀件表面 上金属镀层的性能。
1.3 化学镀与电镀的区别
➢ 化学镀不使用电源，以还原剂与被镀金属离子的电位 差为动力，为了得到致密的镀层，使用络合剂阻滞还 原过程，并形成一定程度的极化，同时也为了控制反 应速度。
1.2.4 缓冲剂
缓冲剂的作用是维持镀液的pH 值，防止 化学镀过程中由于大量析氢所引起的pH 值下降。
1.2.5 稳定剂
稳定剂的作用是提高镀液的稳定性，防 止镀液在受到污染、存在有催化活性的 固体颗粒、装载量过大或过小、pH 值过 高等异常情况下发生自发分解反应而失 效。稳定剂加入量不能过大，否则镀液 将产生中毒现象失去活性，导致反应无 法进行，因此需要控制镀液中稳定剂的 含量在最佳添加量范围。
1.2.1 主盐
主盐即含镀层金属离子的盐。一般情况 下，主盐含量低时沉积速度慢、生产效 率较低；主盐含量高时沉积速度快，但 含量过大时反应速度过快，易导致表面 沉积的金属层粗糙，且镀液易发生自分 解现象。
1.2.2 还原剂
还原剂是提供电子以还原主盐离子的试剂。 在酸性镀镍液中采用的还原剂主要为次磷酸 盐,此时得到磷合金；用硼氢化钠、胺基硼 烷等硼化物作还原剂时可得硼合金；用肼作 还原剂,可获得纯度较高的金属镀层。正常 情况下，次磷酸钠的加人量与主盐存在下列 关量系增ρ大(N时i2，+)/其ρ(H还2原PO能2-)力=0增.3强～，1.0使。得还溶原液剂的含反 应速度加快；但是含量过高则易使溶液发生 自分解，难于控制,获得的镀层外观也不理 想。
《电镀与化学镀》PPT课件
W = Kit = KQ
W—形成产物的质量；I—电流；
t—通电时间；k—比例常数；Q—电 量
表示单位电量时在电极上可形成产物的 质量，通常称为该产物的电化当量。
如果所选用的电量单位不同，那么物质 的电化当量值也不一样。
法拉第定律是十分准确的，它不受温度、 压力、电解质浓度、电极和电解槽材料、 形状和溶剂性质的影响。
〔2〕导电盐
是指能提高溶液的导电率，对放电的 金属离子不起络合作用的碱金属或碱土金 属的盐类。〔包括铵盐〕。
导电盐除了能提高溶液的导电率外， 还能略提高阴极极化，使镀层致密。
〔3〕络合剂
在电镀生产中，能络合主盐中金属离 子的物质为络合剂。
络合剂都能增大阴极极化，使镀层结 晶细致，同时能促进阳极溶解。
2 电镀镍
镍镀层相对于钢铁基体属于阴极性镀 层，防护性能与孔隙率关系密切。
目前使用最多的是瓦特镍溶液〔硫酸 盐—氯化物型〕。镀镍溶液配 Nhomakorabea及工艺条件
硫酸镍是镀镍溶液中镍离子的主要来 源。提高硫酸镍的含量，即提高了Ni2+的 浓度，就允许采用高的电流密度，从而提 高了电镀速度。
氯化镍的作用是既能帮助阳极溶解， 又能提高溶液的导电率，从而降低了到达 额定电流密度时所需的槽电压。
《电镀与化学镀》PPT课 件
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一、电镀
电镀就是将直流电通入一定成分的电 解质溶液中，在电极和溶液之间的界面上 发生电化学反响，从而实现在工件外表上 沉积的过程。
W—形成产物的质量；I—电流；
t—通电时间；k—比例常数；Q—电 量
表示单位电量时在电极上可形成产物的 质量，通常称为该产物的电化当量。
如果所选用的电量单位不同，那么物质 的电化当量值也不一样。
法拉第定律是十分准确的，它不受温度、 压力、电解质浓度、电极和电解槽材料、 形状和溶剂性质的影响。
〔2〕导电盐
是指能提高溶液的导电率，对放电的 金属离子不起络合作用的碱金属或碱土金 属的盐类。〔包括铵盐〕。
导电盐除了能提高溶液的导电率外， 还能略提高阴极极化，使镀层致密。
〔3〕络合剂
在电镀生产中，能络合主盐中金属离 子的物质为络合剂。
络合剂都能增大阴极极化，使镀层结 晶细致，同时能促进阳极溶解。
2 电镀镍
镍镀层相对于钢铁基体属于阴极性镀 层，防护性能与孔隙率关系密切。
目前使用最多的是瓦特镍溶液〔硫酸 盐—氯化物型〕。镀镍溶液配 Nhomakorabea及工艺条件
硫酸镍是镀镍溶液中镍离子的主要来 源。提高硫酸镍的含量，即提高了Ni2+的 浓度，就允许采用高的电流密度，从而提 高了电镀速度。
氯化镍的作用是既能帮助阳极溶解， 又能提高溶液的导电率，从而降低了到达 额定电流密度时所需的槽电压。
《电镀与化学镀》PPT课 件
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一、电镀
电镀就是将直流电通入一定成分的电 解质溶液中，在电极和溶液之间的界面上 发生电化学反响，从而实现在工件外表上 沉积的过程。
《化学化学镀》课件
3 装饰行业
化学镀可以用于珠宝、钟表等装饰品的制造，提升其外观的光泽和质感。
化学镀的工艺步骤
1
预处理
2
使用化学溶液进行表面活化处理，提
高金属离子的吸附和沉积效果。
3
净化加工
化学沉积
将金属离子溶液中的金属沉积到器件 表面，形成均匀而致密的金属层。
3 废液处理
废液应按照环境保护要 求进行处理，避免对环 境造成污染。
化学镀的前景展望
科学研究
工业应用
化学镀的研究将会进一步深化， 并推动其在更广泛领域的应用。
随着科技的发展，化学镀将在 电子行业、汽车工业等领域得 到更多应用。
环保措施
化学镀技术将会继续改进，以 减少对环境的影响。
金属离子源
化学镀的过程中，需要使 用金属离子源，如金属盐 溶液，作为金属沉积的来 源。
电流控制
通过控制电流的大小和方 向，可以实现对金属沉积 速率和均匀性的控制。
化学镀的应用领域
1 电子行业
化学镀在电子器件的制造过程中广泛应用，如集成电路、半导体器件等。
2 汽车工业
化学镀用于汽车零部件的表面处理，提高零部件的耐腐蚀性和外观质量。
化学镀的优点和局限性
优点
• 提高表面硬度和耐腐蚀性 • 改善外观质量和光泽 • 简化制造流程
局限性
• 成本较高 • 对材料的要求较高 • 环境影响要考虑
化学镀的安全注意事项
1 防护措施
进行化学镀操作时，应 戴上防护手套、护目镜 和防护服，避免对皮肤 和眼睛造成伤害。
2 通风设施
化学镀过程中会产生有 害气体，应保证通风设 施的正常工作，排除有 害气体。
《化学化学镀》PPT课件
化学化学镀是一种常见的金属表面处理方法，通过将金属离子溶液中的金属 沉积到器件的表面，实现对器件外观和性能的改善。
化学镀可以用于珠宝、钟表等装饰品的制造，提升其外观的光泽和质感。
化学镀的工艺步骤
1
预处理
2
使用化学溶液进行表面活化处理，提
高金属离子的吸附和沉积效果。
3
净化加工
化学沉积
将金属离子溶液中的金属沉积到器件 表面，形成均匀而致密的金属层。
3 废液处理
废液应按照环境保护要 求进行处理，避免对环 境造成污染。
化学镀的前景展望
科学研究
工业应用
化学镀的研究将会进一步深化， 并推动其在更广泛领域的应用。
随着科技的发展，化学镀将在 电子行业、汽车工业等领域得 到更多应用。
环保措施
化学镀技术将会继续改进，以 减少对环境的影响。
金属离子源
化学镀的过程中，需要使 用金属离子源，如金属盐 溶液，作为金属沉积的来 源。
电流控制
通过控制电流的大小和方 向，可以实现对金属沉积 速率和均匀性的控制。
化学镀的应用领域
1 电子行业
化学镀在电子器件的制造过程中广泛应用，如集成电路、半导体器件等。
2 汽车工业
化学镀用于汽车零部件的表面处理，提高零部件的耐腐蚀性和外观质量。
化学镀的优点和局限性
优点
• 提高表面硬度和耐腐蚀性 • 改善外观质量和光泽 • 简化制造流程
局限性
• 成本较高 • 对材料的要求较高 • 环境影响要考虑
化学镀的安全注意事项
1 防护措施
进行化学镀操作时，应 戴上防护手套、护目镜 和防护服，避免对皮肤 和眼睛造成伤害。
2 通风设施
化学镀过程中会产生有 害气体，应保证通风设 施的正常工作，排除有 害气体。
《化学化学镀》PPT课件
化学化学镀是一种常见的金属表面处理方法，通过将金属离子溶液中的金属 沉积到器件的表面，实现对器件外观和性能的改善。
化学镀与电镀技术ppt课件
1) 镀液添加剂失调 2) 镀液太脏 3) Cl-含量太少 4) 电流过大 5) 有机物分解过多
纠正方法
1) 补充硫酸铜到规定量 2) 适当降低电流密度 3) 适当提高液温 4) 稀释镀液，使酸含量到规定值 5) 如用空气搅拌，增加空气流量，如用阴极移动
，应 保持在15-20次/分 6) 赫尔槽实验来确定 7）阳极比阴极短7-8cm，使阳极面积/阴极面积为
电镀液
10
名称成分
硫酸铜（克/升） 硫酸（克/升） 氯离子(毫克/升)
添加剂
普通硫酸盐镀液
180-240 45-60 20-100 适量
表6-1 硫酸盐型镀液
高分散能力镀液
60-100 180-220 20-100
适量
11
❖ 没有添加剂的硫酸盐镀铜液，不可能达到使用的 要求。
❖ 我国对光亮酸性镀铜添加剂的研制始于七十年代， 具有代表性的添加剂产品有电子部15所的LC153 和SH-110等。
❖ 改革开放以来，从国外引进了大量印制板生产线， 同时也引进了很多先进的电镀添加剂，用于高分 散能力的镀铜液的添加剂及其工艺见表6-3
12
6-2
名称配方及工艺条件
硫酸铜（克/升）
表 硫酸（克/升）
氯离子（毫克/升）
国 SH-110（毫克/升）
产 镀
HB（毫克/升）
铜 OP-21（克/升） 添
加 LC153起始（毫克/升）
7
❖3. 对镀铜液的基本要求
(1).镀液具有良好的分散能力和深镀能力，以保证 在印制板比较厚和孔径比较小时，仍能达到 Ts:Th接近1：1.
(2).镀液在宽的电流密度范围内，都能得到均匀， 细致，平整的镀层。
(3).镀液稳定，便于维护，对杂质的容忍度高。
纠正方法
1) 补充硫酸铜到规定量 2) 适当降低电流密度 3) 适当提高液温 4) 稀释镀液，使酸含量到规定值 5) 如用空气搅拌，增加空气流量，如用阴极移动
，应 保持在15-20次/分 6) 赫尔槽实验来确定 7）阳极比阴极短7-8cm，使阳极面积/阴极面积为
电镀液
10
名称成分
硫酸铜（克/升） 硫酸（克/升） 氯离子(毫克/升)
添加剂
普通硫酸盐镀液
180-240 45-60 20-100 适量
表6-1 硫酸盐型镀液
高分散能力镀液
60-100 180-220 20-100
适量
11
❖ 没有添加剂的硫酸盐镀铜液，不可能达到使用的 要求。
❖ 我国对光亮酸性镀铜添加剂的研制始于七十年代， 具有代表性的添加剂产品有电子部15所的LC153 和SH-110等。
❖ 改革开放以来，从国外引进了大量印制板生产线， 同时也引进了很多先进的电镀添加剂，用于高分 散能力的镀铜液的添加剂及其工艺见表6-3
12
6-2
名称配方及工艺条件
硫酸铜（克/升）
表 硫酸（克/升）
氯离子（毫克/升）
国 SH-110（毫克/升）
产 镀
HB（毫克/升）
铜 OP-21（克/升） 添
加 LC153起始（毫克/升）
7
❖3. 对镀铜液的基本要求
(1).镀液具有良好的分散能力和深镀能力，以保证 在印制板比较厚和孔径比较小时，仍能达到 Ts:Th接近1：1.
(2).镀液在宽的电流密度范围内，都能得到均匀， 细致，平整的镀层。
(3).镀液稳定，便于维护，对杂质的容忍度高。
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- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
一般镀液自发分解的主要原因是：镀液中存在具有催化活性的杂 质微粒；镀液局部过热；局部pH值过高；局部还原剂浓度过高以 及镀液组分失衡等。
实际生产上，一般金属镀件前处理后，应彻底清洗干净，以防止 酸碱液及除锈液等杂质带入镀镍液中而使pH值发生变化。在电镀 过程中，应采取措施防止车间粉末等活性中心带入镀槽中，为避免 镀液局部过热，应避免使用内浸式的电加热棒加热镀液，最好采用 水浴加热间接加热方式。一般调整pH时用稀氨水来调整。
表面处理技术 ——化学镀镍
化学镀
化学镀的概述 化学镀镍的机理 镀镍溶液中的成分及作用 化学镀的工艺条件 PCB中的镀镍工艺
南昌航空大学材料科学与工程学院070125班蔡剑
化学镀概论
化学镀的基本原理
化学镀不依赖外加电流，仅靠镀 液中的还原剂进行氧化还原反应，在 金属表面的催化作用下使金属离子不 断沉积于金属表面的工艺方法叫化学 镀。由于化学镀必须在具有自催化性 材料表面进行，因而化学镀又称“自 催化镀”。由置换反应或其他化学反 应，而不是自催化还原反应而获得金 属镀层的方法，不能称之为化学镀。 化学镀过程中，还原金属离子所需的 电子由还原剂Rn+供给，电子转移情况 可表述为：
化学镀镍
pH值的影响
pH值对镀液、工艺以及镀层的影响很大，它是工艺参数中 必须严格控制的重要因素。在酸性化学镀镍过程中，pH值对沉 积速度以及镀层含磷量具有重大影响。随pH值上升，镍的沉积 速度加快，同时镀层的含磷量降低。pH值变化还会影响镀层中 应力分布，pH值高的镀液得到的镀层含磷低，表现为拉应力， 反之，pH值低的镀液得到的镀层含磷高，表现为压应力。
化学镀镍
3.2.1.1 原子氢态理论 1）次磷酸根离子H2PO2-在有催化剂存在时，会释放出具有很强 活性的原子氢：
H2PO2-+H2O→H2PO32-+H++2［H］
2）初生态的原子氢吸附在催化金属表面从而还原镍离子： Ni2++2［H］→Ni+2H+
3）与此同时有磷被还原出来：H2PO2-+［H］→H2O+OH-+P
化学镀
Thank you bye bye
研究表明，只有在络合剂比例适当条件下，次磷酸盐浓度变 化对沉积速度才有影响。随次磷酸盐浓度增加，镍的沉积速度上 升。但此磷酸盐的浓度不宜过高，一般为20-40g/L。否则容易造 成镀层粗糙，甚至诱发镀液瞬时分解。
化学镀镍
络合剂
化学镀镍中络合剂除了能控制可供反应的游离Ni2+浓度外， 还能抑制亚磷酸镍沉淀的产生，提高镀液稳定性，延长镀液寿命， 有些络合剂还兼有缓冲剂和促进剂的作用，可以提高镀液的沉积 速度。通常每种镀液都有一种主络合剂，配以其他的辅助络合剂， 不同种类的络合剂及不同的络合剂用量，对化学镀镍的沉积速度 有很大的影响。所以合理选择络合剂及其用量不仅可在同样条件 下获得更高的镀层沉积速度，而且可以使镀液稳定，使用寿命延 长。
装载量的影响
镀液装载量是指工件施镀面积与使用镀液体积之比。化学镀镍 施镀时，装载量对镀液稳定性影响很大，一般镀液的装载量在 0.5-1.5dm2/L。装载量过大，即催化表面过大，则沉积反应剧烈， 易生成亚磷酸镍沉淀而影响镀液的稳定性和镀层性能；装载量过 小，镀液中微小的杂质颗粒会成为催化活性中心而引发沉淀，容 易导致镀液分解。
4）原子态氢还会结合氢气放出： 2H+→H2
化学镀镍溶液的成分组成 1、主盐 2、还原剂 3、络合剂 4、缓蚀剂 5、稳定剂 6、加速剂 7、光亮剂和润湿剂
化学镀镍
化学镀镍
主盐 镍盐为镀液的主盐，可提供镍离子的盐有硫酸镍
（NiSO4·7H2O）、氯化镍（NiCl2·6H2O）、醋酸镍 （Ni（CH3COO）2）硫酸镍价格低，纯度高，是最 常用的镍盐。
化学镀镍
正如上面提到的，化学镀镍液在使用过程中，镀液成分不断消 耗，pH值不断变化，为保证化学镀镍工艺正常进行以及稳定的镀 层质量，对镀液的补加和维护时十分必要的。
化学镀镍液的维护管理主要是指在使用过程中，保持镀液施镀温 度和调整pH值，随时补加镀液成分，及时清除沉淀物和污染物等， 以维持镀液的最佳工作状态。
缓蚀剂 在化学镀镍反应过程中，除了有镍和磷的析出外，还有氢
离子产生，从而导致溶液的pH值不断降低，这不但使沉淀速度 变慢，也对镀层质量产生影响，因此，在化学镀镍溶液中必须 加入缓蚀剂，使溶液具有缓冲能力，使得在施镀过程中溶液pH 值不致变化太大。
化学镀镍
稳定剂
化学镀镍溶液是一个热力学不稳定系统，在施镀过程中，如 因加热方式不当导致局部过热，或因镀液调整补充不当导致局部 pH 值过高，以及因镀液被污染或缺乏足够的连续过滤导致杂质 的引入或变形等，都会触发镀液在局部发生激烈的自催化反应， 产生大量Ni-P黑色粉末，从而使镀液在短期内分解，因此镀液中 应该加入稳定剂。
在化学镀镍溶液中，除了以上主要成分外，有时还加入表面活 性剂以抑制镀层针孔，加入光亮剂以提高镀层光亮度。
化学镀镍
化学镀镍的工艺条件
镀液化学成分的影响因素有温度、PH 值、搅拌、循环过滤、不同的基材
温度的影响 镀液温度对于镀层的沉积速度、
镀液的稳定性以及镀层的质量均 有重要影响。镀速随温度升高而 加快，一般当温度每升高10 ℃， 沉积速度就加快一倍。若镀液温 度过高，又会使镀液不稳定，溶 液发生自分解。温度除了影响镀 速外，还影响镀层质量。温度升 高、镀速快，镀层磷含量下降， 镀层的应力和孔隙率增加，耐蚀 性能降低。
一般络合剂的浓度只是能络合全部镍离子，若络合剂浓度不 足以络合全部的Ni2+，以致溶液中游离的Ni2+的浓度过高时，镀 液的稳定性下降，镀层的质量变差。当络合剂浓度过大时，会促 使络离子的离解平衡向左移动，使Ni2+以极其稳定的螯合物形式 存在，使得镍离子不易被还原成镍，从而降低了沉积速度。
化学镀镍
稳定剂的作用在于抑制镀液的自发分解，使施镀过程在控制下 有序进行。稳定剂能优先吸附在微粒表面抑制催化反应，从而掩 蔽催化活性中心，阻止微粒表面的成核反应，但不影响工件表面 正常的化学镀过程。稳定剂不能使用过量，过量后轻则降低镀速， 重则不再起镀。
化学镀镍
加速剂
在化学镀镍溶液中能提高镍沉积速度的成分称为加速剂。它 的作用机理被认为是活化次磷酸根离子，促进其释放原子氢。化 学镀镍中许多络合剂兼有加速剂的作用。无机离子中的F- 是常用 的加速剂，但必须严格控制用量，若用量过大不仅会降低沉积速 度，还会对镀液稳定性有影响。 其他组分
化学镀镍
搅拌的影响
对镀液进行适当的搅拌会提高镀液稳定性及镀层质量。首先 搅拌可以防止镀液局部过热，防止补充镀液时局部组分浓度过 高，局部pH值剧烈变化，有利于提高镀液的稳定性。另外，搅 拌加快了反应产物离开工件表面的速度，有利于提高沉积速度， 保证镀层质量，镀层表面不易出现气孔等缺陷。但是过度搅拌 容易造成工件局部漏镀，并使容器壁和底部沉积上镍，严重时 甚至造成镀液分解，另外搅拌方式和强度还会影响镀层的含磷 量。
Rn+→R（n+z）++ze Mez++ze→Me
南昌航空大学材西料北科工学业与大工学程航学空院学0院70蔡1剑25、班赵蔡远剑兴
化学镀概论
进行化学镀时采用的装置如下图所示：
尼龙丝
玻璃棒 镀镍试样
烧杯
恒温水浴锅
化学镀装置图
化学镀镍
化学镀镍
化学镀镍的机理
化学镀镍是用还原剂把溶液中的镍离子还原沉积在具有 催化活性的表面上。对于化学镀镍的机理，目前尚无统一的 认识，主要有原子氢态理论、氢化物理论和电化学理论等三 种理论模型，而且不同的还原剂，反应方式也不相同。这里 以次磷酸钠为例，介绍三种理论的反应机理。
化学镀镍
化学镀液老化的影响 化学镀镍溶液有一定的使用寿命，镀液寿命以镀液的循环
周期来表示，即镀液中全部Ni2+耗尽和补充Ni2+至原始浓度为一 个循环周期。随着施镀的进行，不断补加还原剂，HPO32- 浓度 越 来 越 大 ， 到 一 定 量 以 后 超 过 NiHPO3 溶 解 度 ， 就 会 形 成 NiHPO3沉淀，虽然加入络合剂可以抑制NiHPO3沉淀析出，但 随着周期性的延长，即使存在大量的络合剂也不能抑制沉淀析 出，镍沉积速度急剧下降，镀层性能变坏，此时说明镀液已经 达到寿命。
化学镀镍
还原剂
化学镀镍所用的还原剂有次此磷酸钠（Ni-P合金镀层）、硼 氢化钠（Ni-B合金镀层）及肼（纯镍镀层）等几种，在结构上他 们的共同特征是含有两个或两个以上的活性氢原子，还原Ni2+就 是依靠还原剂的催化脱氢进行的。化学镀镍中，多数使用次磷酸 镍为还原剂，因为其价格低廉，镀液容易控制，而且Ni-P合金镀 层性能优良。次磷酸钠在水中易溶解，是一种强的还原剂。
实际生产上，一般金属镀件前处理后，应彻底清洗干净，以防止 酸碱液及除锈液等杂质带入镀镍液中而使pH值发生变化。在电镀 过程中，应采取措施防止车间粉末等活性中心带入镀槽中，为避免 镀液局部过热，应避免使用内浸式的电加热棒加热镀液，最好采用 水浴加热间接加热方式。一般调整pH时用稀氨水来调整。
表面处理技术 ——化学镀镍
化学镀
化学镀的概述 化学镀镍的机理 镀镍溶液中的成分及作用 化学镀的工艺条件 PCB中的镀镍工艺
南昌航空大学材料科学与工程学院070125班蔡剑
化学镀概论
化学镀的基本原理
化学镀不依赖外加电流，仅靠镀 液中的还原剂进行氧化还原反应，在 金属表面的催化作用下使金属离子不 断沉积于金属表面的工艺方法叫化学 镀。由于化学镀必须在具有自催化性 材料表面进行，因而化学镀又称“自 催化镀”。由置换反应或其他化学反 应，而不是自催化还原反应而获得金 属镀层的方法，不能称之为化学镀。 化学镀过程中，还原金属离子所需的 电子由还原剂Rn+供给，电子转移情况 可表述为：
化学镀镍
pH值的影响
pH值对镀液、工艺以及镀层的影响很大，它是工艺参数中 必须严格控制的重要因素。在酸性化学镀镍过程中，pH值对沉 积速度以及镀层含磷量具有重大影响。随pH值上升，镍的沉积 速度加快，同时镀层的含磷量降低。pH值变化还会影响镀层中 应力分布，pH值高的镀液得到的镀层含磷低，表现为拉应力， 反之，pH值低的镀液得到的镀层含磷高，表现为压应力。
化学镀镍
3.2.1.1 原子氢态理论 1）次磷酸根离子H2PO2-在有催化剂存在时，会释放出具有很强 活性的原子氢：
H2PO2-+H2O→H2PO32-+H++2［H］
2）初生态的原子氢吸附在催化金属表面从而还原镍离子： Ni2++2［H］→Ni+2H+
3）与此同时有磷被还原出来：H2PO2-+［H］→H2O+OH-+P
化学镀
Thank you bye bye
研究表明，只有在络合剂比例适当条件下，次磷酸盐浓度变 化对沉积速度才有影响。随次磷酸盐浓度增加，镍的沉积速度上 升。但此磷酸盐的浓度不宜过高，一般为20-40g/L。否则容易造 成镀层粗糙，甚至诱发镀液瞬时分解。
化学镀镍
络合剂
化学镀镍中络合剂除了能控制可供反应的游离Ni2+浓度外， 还能抑制亚磷酸镍沉淀的产生，提高镀液稳定性，延长镀液寿命， 有些络合剂还兼有缓冲剂和促进剂的作用，可以提高镀液的沉积 速度。通常每种镀液都有一种主络合剂，配以其他的辅助络合剂， 不同种类的络合剂及不同的络合剂用量，对化学镀镍的沉积速度 有很大的影响。所以合理选择络合剂及其用量不仅可在同样条件 下获得更高的镀层沉积速度，而且可以使镀液稳定，使用寿命延 长。
装载量的影响
镀液装载量是指工件施镀面积与使用镀液体积之比。化学镀镍 施镀时，装载量对镀液稳定性影响很大，一般镀液的装载量在 0.5-1.5dm2/L。装载量过大，即催化表面过大，则沉积反应剧烈， 易生成亚磷酸镍沉淀而影响镀液的稳定性和镀层性能；装载量过 小，镀液中微小的杂质颗粒会成为催化活性中心而引发沉淀，容 易导致镀液分解。
4）原子态氢还会结合氢气放出： 2H+→H2
化学镀镍溶液的成分组成 1、主盐 2、还原剂 3、络合剂 4、缓蚀剂 5、稳定剂 6、加速剂 7、光亮剂和润湿剂
化学镀镍
化学镀镍
主盐 镍盐为镀液的主盐，可提供镍离子的盐有硫酸镍
（NiSO4·7H2O）、氯化镍（NiCl2·6H2O）、醋酸镍 （Ni（CH3COO）2）硫酸镍价格低，纯度高，是最 常用的镍盐。
化学镀镍
正如上面提到的，化学镀镍液在使用过程中，镀液成分不断消 耗，pH值不断变化，为保证化学镀镍工艺正常进行以及稳定的镀 层质量，对镀液的补加和维护时十分必要的。
化学镀镍液的维护管理主要是指在使用过程中，保持镀液施镀温 度和调整pH值，随时补加镀液成分，及时清除沉淀物和污染物等， 以维持镀液的最佳工作状态。
缓蚀剂 在化学镀镍反应过程中，除了有镍和磷的析出外，还有氢
离子产生，从而导致溶液的pH值不断降低，这不但使沉淀速度 变慢，也对镀层质量产生影响，因此，在化学镀镍溶液中必须 加入缓蚀剂，使溶液具有缓冲能力，使得在施镀过程中溶液pH 值不致变化太大。
化学镀镍
稳定剂
化学镀镍溶液是一个热力学不稳定系统，在施镀过程中，如 因加热方式不当导致局部过热，或因镀液调整补充不当导致局部 pH 值过高，以及因镀液被污染或缺乏足够的连续过滤导致杂质 的引入或变形等，都会触发镀液在局部发生激烈的自催化反应， 产生大量Ni-P黑色粉末，从而使镀液在短期内分解，因此镀液中 应该加入稳定剂。
在化学镀镍溶液中，除了以上主要成分外，有时还加入表面活 性剂以抑制镀层针孔，加入光亮剂以提高镀层光亮度。
化学镀镍
化学镀镍的工艺条件
镀液化学成分的影响因素有温度、PH 值、搅拌、循环过滤、不同的基材
温度的影响 镀液温度对于镀层的沉积速度、
镀液的稳定性以及镀层的质量均 有重要影响。镀速随温度升高而 加快，一般当温度每升高10 ℃， 沉积速度就加快一倍。若镀液温 度过高，又会使镀液不稳定，溶 液发生自分解。温度除了影响镀 速外，还影响镀层质量。温度升 高、镀速快，镀层磷含量下降， 镀层的应力和孔隙率增加，耐蚀 性能降低。
一般络合剂的浓度只是能络合全部镍离子，若络合剂浓度不 足以络合全部的Ni2+，以致溶液中游离的Ni2+的浓度过高时，镀 液的稳定性下降，镀层的质量变差。当络合剂浓度过大时，会促 使络离子的离解平衡向左移动，使Ni2+以极其稳定的螯合物形式 存在，使得镍离子不易被还原成镍，从而降低了沉积速度。
化学镀镍
稳定剂的作用在于抑制镀液的自发分解，使施镀过程在控制下 有序进行。稳定剂能优先吸附在微粒表面抑制催化反应，从而掩 蔽催化活性中心，阻止微粒表面的成核反应，但不影响工件表面 正常的化学镀过程。稳定剂不能使用过量，过量后轻则降低镀速， 重则不再起镀。
化学镀镍
加速剂
在化学镀镍溶液中能提高镍沉积速度的成分称为加速剂。它 的作用机理被认为是活化次磷酸根离子，促进其释放原子氢。化 学镀镍中许多络合剂兼有加速剂的作用。无机离子中的F- 是常用 的加速剂，但必须严格控制用量，若用量过大不仅会降低沉积速 度，还会对镀液稳定性有影响。 其他组分
化学镀镍
搅拌的影响
对镀液进行适当的搅拌会提高镀液稳定性及镀层质量。首先 搅拌可以防止镀液局部过热，防止补充镀液时局部组分浓度过 高，局部pH值剧烈变化，有利于提高镀液的稳定性。另外，搅 拌加快了反应产物离开工件表面的速度，有利于提高沉积速度， 保证镀层质量，镀层表面不易出现气孔等缺陷。但是过度搅拌 容易造成工件局部漏镀，并使容器壁和底部沉积上镍，严重时 甚至造成镀液分解，另外搅拌方式和强度还会影响镀层的含磷 量。
Rn+→R（n+z）++ze Mez++ze→Me
南昌航空大学材西料北科工学业与大工学程航学空院学0院70蔡1剑25、班赵蔡远剑兴
化学镀概论
进行化学镀时采用的装置如下图所示：
尼龙丝
玻璃棒 镀镍试样
烧杯
恒温水浴锅
化学镀装置图
化学镀镍
化学镀镍
化学镀镍的机理
化学镀镍是用还原剂把溶液中的镍离子还原沉积在具有 催化活性的表面上。对于化学镀镍的机理，目前尚无统一的 认识，主要有原子氢态理论、氢化物理论和电化学理论等三 种理论模型，而且不同的还原剂，反应方式也不相同。这里 以次磷酸钠为例，介绍三种理论的反应机理。
化学镀镍
化学镀液老化的影响 化学镀镍溶液有一定的使用寿命，镀液寿命以镀液的循环
周期来表示，即镀液中全部Ni2+耗尽和补充Ni2+至原始浓度为一 个循环周期。随着施镀的进行，不断补加还原剂，HPO32- 浓度 越 来 越 大 ， 到 一 定 量 以 后 超 过 NiHPO3 溶 解 度 ， 就 会 形 成 NiHPO3沉淀，虽然加入络合剂可以抑制NiHPO3沉淀析出，但 随着周期性的延长，即使存在大量的络合剂也不能抑制沉淀析 出，镍沉积速度急剧下降，镀层性能变坏，此时说明镀液已经 达到寿命。
化学镀镍
还原剂
化学镀镍所用的还原剂有次此磷酸钠（Ni-P合金镀层）、硼 氢化钠（Ni-B合金镀层）及肼（纯镍镀层）等几种，在结构上他 们的共同特征是含有两个或两个以上的活性氢原子，还原Ni2+就 是依靠还原剂的催化脱氢进行的。化学镀镍中，多数使用次磷酸 镍为还原剂，因为其价格低廉，镀液容易控制，而且Ni-P合金镀 层性能优良。次磷酸钠在水中易溶解，是一种强的还原剂。