化学镀铜稳定剂
化学镀铜
化学镀铜2008-04-03 11:12在化学镀中，化学镀铜是十分重要的镀种。
随着电子工业的发展，特别是电子计算机，电子通讯设备，以及家用电器的高速发展，双面和多层印刷电路板的需求量很大。
而印刷板的孔金属化，从导电性、可焊性、镀层韧性和经济性等综合要求来说，非铜莫属。
另外其它非金属材料（如塑料、陶瓷等），化学镀铜应用亦很广泛。
今后，非金属材料的金属化方面，化学镀铜应用亦很广泛。
今后，非金属材料的金属化方面，化学镀铜的用量约占90%以上。
化学镀铜液从稳定性划分，可分为低稳定性的化学镀铜和高稳定性的化学镀铜；从沉积速度来分，又可分为低速率和高速率的化学镀铜。
前者沉积速率一般为2～4μm/h；后者一般为10μm/h。
高速率化学镀铜一般用于半加成法或全加成法直接镀厚铜。
工艺上已由高温高速发展为低温高速。
近年来又出现了差示镀铜法，即印制板上通孔壁上的化学铜层厚度约为复铜层上化学铜层厚度的3～5倍，既降低了金属铜的消耗，又降低了成本，称之为化学镀铜发展史上的第四个里程碑。
化学镀铜液一般由铜盐、络合剂、还原剂和稳定剂组成。
一、化海陆空镀铜的工艺规范（见表3-1-9）表3-1-9 化学镀铜的工艺规范二、镀液的配制化学镀铜液均应分成A、B两组镀液分别配制，使用前才混合在一起，最后加入稳定剂，调整pH值。
A组包括硫酸铜和甲醛，可用蒸馏水或去离子水先溶解计算量的硫酸铜，然后加入计算量的甲醛。
B组包括络合剂如EDTA钠盐、酒石酸盐；碱性物如氢氧化钠、碳酸钠。
先用纯水溶解碱性物质，然后加入络合剂。
混合时，在搅拌下将A组徐徐加入B组镀液中，开始可能有氢氧化铜沉淀产生，搅拌中会逐渐溶解，此时铜呈络离子状态存在。
将镀液过滤于生产槽中，稀至总体积，调整pH值，最后加入稳定剂，即可使用。
三、化学镀铜的简单原理化学镀铜的历程可概括如下：自催化反应Cu2++2HCHO+4OH－Cu0+2HCOO－+H2↑+2H2O （1）反应（1）中的阴极反应为Cu2++2e→Cu0阳极反应为2HCHO+4OH－→2HCOO－+H2↑+2H2O+2e－除上述主反应外，还会发生如下副反应2Cu2++HCHO+5OH－→Cu2O↓+HCOO－+3H2O （2）Cu2O+H2O→Cu0↓+Cu2++2OH－（3）反应（2）为化学镀铜液中均相氧化还原反应，所产生的Cu2O在碱性液中还会发生反应（3）的岐化反应而形成铜原子。
一种氰化镀铜液配方及工艺方法
以下是一种氰化镀铜液的一种常见配方及工艺方法：
氰化镀铜液配方：
铜离子源：如硫酸铜（CuSO4）或铜氯酸盐（CuCl2）
氰化剂：如氰化钠（NaCN）或氰化钾（KCN）
缓冲剂：如碳酸氢钠（NaHCO3）或磷酸二氢钠（NaH2PO4）
稳定剂：如明矾（Al2(SO4)3）或柠檬酸（C6H8O7）
氰化镀铜液工艺方法：
准备工作：根据所需的涂层厚度和面积，计算所需的配方比例，并准备好所需的化学品。
清洗基材：将待镀铜的基材进行彻底的清洗，去除表面的油污、氧化物等杂质，以确保镀层的质量。
配制液体：按照配方比例，将所需的化学品溶解在适当的溶剂中，搅拌均匀，制备出氰化镀铜液体。
调节工艺条件：根据具体的镀铜要求，调节液体的温度、PH值、电流密度等工艺条件，以获得最佳的镀铜效果。
镀铜操作：将清洗好的基材浸入氰化镀铜液中，连接电源，控制电流密度进行镀铜。
镀铜时间根据要求进行控制，通常需要一定的镀层厚度。
清洗和处理：在完成镀铜后，将基材从液体中取出，进行必要的清洗和处理，如冲洗、除杂等，以去除多余的液体和杂质。
保护和后处理：根据需要，可以对镀铜层进行保护处理，如添加保护涂层、进行热处理等，以增强镀层的耐久性和外观。
需要注意的是，氰化镀铜液属于危险化学品，操作时需遵循相关的安全规定和操作指南，以确保操作人员的安全和环境的保护。
同时，建议在专业人员的指导下进行氰化镀铜工艺的操作。
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现代电镀网讯：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。
化学镀铜溶液的配方组成
化学镀铜溶液的配方组成 (2008-10-11 16:50:52)化学镀铜溶液的配方组成化学镀铜溶液的种类很多。
按镀铜层的厚度分为镀薄铜溶液和镀厚铜溶液；按络合剂种类可分为酒石酸盐型、EDTA二钠盐型和混合络合剂型等；按所用还原剂分为甲醛、肼、次磷酸盐、硼氢化物等溶液；而根据溶液的用途，又可分为塑料金属化、印制电路板孔金属化等溶液。
化学镀铜溶液主要是由铜盐、还原剂、络合剂、稳定剂、pH值调节剂和其他添加剂组成。
(1)主盐主盐的主要作用是提供铜离子，在化学镀铜液中可使用硫酸铜、氯化铜、碱式碳酸铜、酒石酸铜、醋酸铜等。
从降低成本考虑，多数配方选用五水硫酸铜(CuS04•5H20)。
化学镀铜溶液中铜盐含量对沉积速度有一定的影响。
当溶液的pH值控制在工艺范围内时，提高溶液中的铜含量，沉积速度有所增加，但溶液自然分解的倾向也随之增大。
在不含稳定剂的溶液中，宜采用低浓度的镀液；在含有稳定剂的溶液中，铜离子浓度可适当高一些。
铜盐浓度对镀层性能的影响不大，但铜盐中的杂质可能对镀层产生很大影响，因此化学镀铜液对铜盐纯度的要求一般较高。
(2)络合剂以甲醛作还原剂的化学镀铜溶液是碱性的，为防止铜离子形成氢氧化物沉淀析出，镀液中必须加入络合剂，以使铜离子成为络离子状态。
可以选用的络合剂有酒石酸钾钠、柠檬酸钠、葡萄糖酸钠、三乙醇胺、四羟丙基乙二胺、甘油、甘醇酸、EDTA等。
在实践中使用最多的是酒石酸钾钠和EDTA二钠。
EDTA二钠稳定镀液的能力比酒石酸钾钠强，但酒石酸钾钠镀液中所得到的镀层外观优于EDTA 型镀液。
络合剂对于化学镀铜溶液和镀层性能的影响很大。
近代化学镀铜溶液中通常添加两种或两种以上的络合剂例如合用酒石酸钾钠和EDTA二钠两种络合剂。
正确选用络合剂不仅有利于提高镀液的稳定性，而且可以提高镀速和镀层质量。
(3)还原剂化学镀铜溶液中的还原剂可选用甲醛、次磷酸钠、硼氢化钠、二甲氨基硼烷(DMAB)、肼等。
由于成本的原因，目前配制化学镀铜溶液时多采用甲醛为还原剂。
化学镀铜工艺
化学镀铜主要是用于非金属表面形成导电层，因此在印制板电镀和塑料电镀 中都有广泛应用。铜与镍相比，标准电极电位比较正(0．34v)，因此比较容易从 镀液中还原析出，但是也正因为此，镀液的稳定性也差一些，容易自分解而失效。
(1)工艺配方
硫酸铜 碳酸钠 酒石酸钾钠 硫脲 氢氧化钠 pH 值 三乙醇胺 温度
要想获得延展性好又有较快沉积速度的化学镀铜，建议使用如下工艺：
硫酸铜 氰化镍钾
7～15g／L l5mg
LEDTA 温度 甲醛 析出速度 用氢氧化钠调整 pH 值
45g／L 60℃ l5ml／L 8～10μ m／h l2．5
如果不用 EDTA，也可以用酒石酸钾钠 75g／L。另外，现在已经有商业的 专用络合剂出售，这种商业操作在印制线路板行业很普遍。所用的是 EDTA 的衍 生物，其稳定性和沉积速度都比自己配制要好一些。一般随着温度的上升，其延 展性也要好一些。在同一温度下，沉积速度慢时所获得的镀层延展性要好一些， 同时抗拉强度也增强。为了防止铜粉的产生，可以采用连续过滤的方式来当做空 气搅拌。下表是根据资料整理的稳定性较好的一些化学镀铜液的配方。
⑤使用前再加入还原剂甲醛。
在使用中采用空气搅拌，可提高镀液的稳定性，并可将副反应生成的一价铜 氧化为二价铜，以防止因歧化反应生出铜粉而导致自分解。
在镀液用过后，存放时要将 pH 调低至 7～8，并且过滤掉固体杂质，更换一 个新的容器保存，才可防止自分解失效。
用于非金属电镀的化学镀铜工艺如下：
硫酸铜 37％甲醛 酒石酸钾钠 硫脲 氢氧化钠 温度 碳酸钠 搅拌
(2)配制与维护
7g／L 10g／L 75g／L 0．01g／L 20g／L 12 l0mL／L 40～50℃
非金属材料化学镀铜研究进展
DOI: 10.19289/j.1004-227x.2022.11.008非金属材料化学镀铜研究进展鄢豪，管英柱*（长江大学石油工程学院，湖北武汉430100）摘要：介绍了化学镀铜常用的主盐、配位剂、还原剂及添加剂。
综述了碳纤维、碳纳米管、Al2O3陶瓷和SiC颗粒化学镀铜的研究进展，指出了非金属化学镀铜存在的问题，并展望了该领域未来的研究方向。
关键词：非金属；化学镀铜；镀液配方；综述中图分类号：TQ153.1+4 文献标志码：A 文章编号：1004 – 227X (2022) 11 – 0791 – 06Research progress of electroless copper plating on nonmetalsYAN Hao, GUAN Yingzhu *(School of Petroleum Engineering, Yangtze University, Wuhan 430100, China)Abstract:The main salts, complexing agents, reductants, and additives often used in electroless copper plating were introduced. The research progress of electroless copper plating on several kinds of nonmetals such as carbon fiber, carbon nanotube, Al2O3-based ceramic, and SiC particle was reviewed. The future research direction of electroless copper plating on nonmetals was proposed.Keywords: nonmetal; electroless copper plating; bath composition; review铜作为最早被提炼的金属，自古以来在促进科技发展和社会进步方面起着重要作用。
化学镀铜溶液的配方组成
化学镀铜溶液的配方组成化学镀铜溶液的种类很多。
按镀铜层的厚度分为镀薄铜溶液和镀厚铜溶液；按络合剂种类可分为酒石酸盐型、EDTA二钠盐型和混合络合剂型等；按所用还原剂分为甲醛、肼、次磷酸盐、硼氢化物等溶液；而根据溶液的用途，又可分为塑料金属化、印制电路板孔金属化等溶液。
化学镀铜溶液主要是由铜盐、还原剂、络合剂、稳定剂、pH值调节剂和其他添加剂组成。
(1)主盐主盐的主要作用是提供铜离子，在化学镀铜液中可使用硫酸铜、氯化铜、碱式碳酸铜、酒石酸铜、醋酸铜等。
从降低成本考虑，多数配方选用五水硫酸铜(CuS04•5H20)。
化学镀铜溶液中铜盐含量对沉积速度有一定的影响。
当溶液的pH值控制在工艺范围内时，提高溶液中的铜含量，沉积速度有所增加，但溶液自然分解的倾向也随之增大。
在不含稳定剂的溶液中，宜采用低浓度的镀液；在含有稳定剂的溶液中，铜离子浓度可适当高一些。
铜盐浓度对镀层性能的影响不大，但铜盐中的杂质可能对镀层产生很大影响，因此化学镀铜液对铜盐纯度的要求一般较高。
(2)络合剂以甲醛作还原剂的化学镀铜溶液是碱性的，为防止铜离子形成氢氧化物沉淀析出，镀液中必须加入络合剂，以使铜离子成为络离子状态。
可以选用的络合剂有酒石酸钾钠、柠檬酸钠、葡萄糖酸钠、三乙醇胺、四羟丙基乙二胺、甘油、甘醇酸、EDTA等。
在实践中使用最多的是酒石酸钾钠和EDTA二钠。
EDTA二钠稳定镀液的能力比酒石酸钾钠强，但酒石酸钾钠镀液中所得到的镀层外观优于EDTA 型镀液。
络合剂对于化学镀铜溶液和镀层性能的影响很大。
近代化学镀铜溶液中通常添加两种或两种以上的络合剂例如合用酒石酸钾钠和EDTA二钠两种络合剂。
正确选用络合剂不仅有利于提高镀液的稳定性，而且可以提高镀速和镀层质量。
(3)还原剂化学镀铜溶液中的还原剂可选用甲醛、次磷酸钠、硼氢化钠、二甲氨基硼烷(DMAB)、肼等。
由于成本的原因，目前配制化学镀铜溶液时多采用甲醛为还原剂。
甲醛的还原能力随镀液碱性的提高而增加，通常化学镀铜液在pH值大于11的条件才具有还原铜的能力。
化学镀铜工艺流程解读(2)
PCB化学镀铜工艺流程解读（一）化学镀铜(Eletcroless Plating Copper)一般也叫沉铜或孔化（PTH）是一种自身催化性氧化还原反映。
一方面用活化剂解决，使绝缘基材表面吸附上一层活性旳粒子一般用旳是金属钯粒子（钯是一种十分昂贵旳金属，价格高且始终在上升，为减少成本目前国外有实用胶体铜工艺在运营），铜离子一方面在这些活性旳金属钯粒子上被还原，而这些被还原旳金属铜晶核自身又成为铜离子旳催化层，使铜旳还原反映继续在这些新旳铜晶核表面上进行。
化学镀铜在我们PCB制造业中得到了广泛旳应用，目前最多旳是用化学镀铜进行PCB旳孔金属化。
PCB 孔金属化工艺流程如下：钻孔→磨板去毛刺→上板→整孔清洁解决→双水洗→微蚀化学粗化→双水洗→预浸解决→胶体钯活化解决→双水洗→解胶解决（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、镀前解决1．去毛刺钻孔后旳覆铜泊板，其孔口部位不可避免旳产生某些小旳毛刺，这些毛刺如不清除将会影响金属化孔旳质量。
最简朴去毛刺旳措施是用200～400号水砂纸将钻孔后旳铜箔表面磨光。
机械化旳去毛刺措施是采用去毛刺机。
去毛刺机旳磨辊是采用品有碳化硅磨料旳尼龙刷或毡。
一般旳去毛刺机在清除毛刺时，在顺着板面移动方向有部分毛刺倒向孔口内壁，改善型旳磨板机，具有双向转动带摆动尼龙刷辊，消除了除了这种弊病。
2．整孔清洁解决对多层PCB有整孔规定，目旳是除去钻污及孔微蚀解决。
此前多用浓硫酸除钻污，而目前多用碱性高锰酸钾解决法，随后清洁调节解决。
孔金属化时，化学镀铜反映是在孔壁和整个铜箔表面上同步发生旳。
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旳结合强度，因此在化学镀铜前必须进行基体旳清洁解决。
最常用旳清洗液及操作条件列于表如下：3．覆铜箔粗化解决运用化学微蚀刻法对铜表面进行浸蚀解决（蚀刻深度为2-3微米），使铜表面产生凹凸不平旳微观粗糙带活性旳表面，从而保证化学镀铜层和铜箔基体之间有牢固旳结合强度。
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化学镀铜稳定剂
化学镀铜的有效沉积应该是在被镀物体的表面，而不希望在溶液本体内也发生铜离子的还原反应，否则镀液很快就会分解（镀液内部开始析出氢气，溶液由蓝色透明逐渐变为浑浊，有悬浮物或沉淀物析出，容器壁上也开始出现铜膜，这说明镀液自发分解）。
在化学镀铜过程中，引起二价铜离子还原的除了活化的被镀件表面，镀液中的金属杂质灰尘等微粒也会作为活化核心引起还原反应，这些反应是有害的副魔乏应，会使化学镀液的稳定性下降，不仅消耗了镀液中的有效成分，而且产生的氧化铜和金属微粒还会进一步引起新的还原反应，加速镀液的分解。
为了防止这些副反应，需要在化学镀铜溶液中加入稳定剂，这些稳定剂吸附到活性核表面而阻止其获得电子还原。
化学镀铜的稳定剂有很【电镀设备厂】多种，常用的有甲醇、氰化钾、2—巯基苯并噻唑、a，辽’—联吡啶等。
这些稳定剂主要是通过三种作用来达到稳定镀液的目的：①降低或抑制还原过程中形成Cu2 0的反应速率；②使生成的铜粒子或其他固体粒子迅速钝化或失去活性；③加入Cu+的配位剂，使Cu+不形成Cu2 0，抑制铜粒子的产生。