化學(xué)鍍是指在沒(méi)有外電流通過(guò)的情況下利用化學(xué)方法使溶液中的金屬離子還原為金屬并沉積在基體表面,形成鍍層的一種表面加工方法,也叫不通電鍍(Electroless Plating)?;瘜W(xué)鍍由于其工藝簡(jiǎn)便、節(jié)能**,日益受到人們的關(guān)注。
化學(xué)鍍一般通過(guò)三種方法實(shí)現(xiàn):(1)置換法又稱為浸鍍;(2)接觸法;(3)還原法。其中只有還原法才能稱得上真正意義上的化學(xué)鍍。所以化學(xué)鍍的本質(zhì)是還原反應(yīng)。
常見(jiàn)的化學(xué)鍍包括:化學(xué)銅、化學(xué)鎳、化學(xué)復(fù)合鍍以及近幾年興起的合金催化。
化學(xué)鍍銅的重要應(yīng)用體現(xiàn)在電子工業(yè)中,利用化學(xué)鍍銅活化后的非導(dǎo)體表面導(dǎo)電后制備雙面板或者多層印制線路板。
化學(xué)鍍銅是利用銅離子在還原劑的條件下還原為金屬銅單質(zhì)的原理。其過(guò)程可以分為三個(gè)步驟:沉銅前處理、活化和沉銅。
具體的工藝流程:除油——蓬松——粗化——中和——整孔——水洗——微蝕——水洗——預(yù)浸——活化——水解——促化——水洗——沉銅——水洗
化學(xué)鍍銅液的基本組成包括:銅鹽、絡(luò)合劑、還原劑、pH調(diào)節(jié)劑以及添加劑。其中常見(jiàn)的還原劑有甲醛、二甲基氨基硼烷、次亞磷酸鹽、水合肼、低價(jià)金屬鹽、還原性糖類等。其中甲醛價(jià)格低廉且所得鍍層中的銅相對(duì)含量較高,因此使用相當(dāng)多,相當(dāng)廣。但是甲醛有易揮發(fā),不穩(wěn)定等缺點(diǎn),近些年如何替代甲醛也是研究的重點(diǎn)。絡(luò)合劑是化學(xué)鍍銅的關(guān)鍵成份之一,可以使銅離子極化增大,達(dá)到結(jié)晶細(xì)致光亮的 鍍層;另一方面可以使鍍液穩(wěn)定,防止沉淀。常見(jiàn)的有酒石酸、EDTA、三乙醇胺、三異丙醇胺等。
禾川化學(xué)經(jīng)過(guò)研究,開(kāi)發(fā)出一款化學(xué)銅**,具有以下特點(diǎn):
(1)可用于PCB的孔金屬化處理;
(2)具有良好的穩(wěn)定性,且沉積速率較高;
(3)形成的銅層結(jié)晶致密,結(jié)合力好,鍍層為粉紅色;
(4)背光等級(jí)好(9.5級(jí)以上)。
圖1化學(xué)銅鍍層顏色(左)以及孔背光(右)
化學(xué)鎳是化學(xué)鍍中應(yīng)用相當(dāng)廣的方法?;瘜W(xué)鍍鎳的溶液組成包含:鎳離子;絡(luò)合劑;緩沖劑;加速劑;還原劑;穩(wěn)定劑;潤(rùn)濕劑;光亮劑;去應(yīng)力劑;pH調(diào)整劑等。其中鎳離子主要采用硫酸鎳。
禾川化學(xué)經(jīng)過(guò)研究,開(kāi)發(fā)出一系列化學(xué)鎳**,包括酸性低磷化學(xué)鎳;中磷化學(xué)鎳;高磷化學(xué)鎳和堿性化學(xué)鎳。其中的中磷化學(xué)鎳在電子化學(xué)品行業(yè)具有很好的應(yīng)用,是化學(xué)鎳金的前部工作。其工作液穩(wěn)定性較好;化學(xué)鎳速率良好,無(wú)黑鎳;鍍層白亮、細(xì)致,特別適合FPC化鎳,耐腐蝕、耐彎折等信賴性符合FPC標(biāo)準(zhǔn)。
圖2 FPC板化鎳前后圖片對(duì)比
對(duì)于基材不能耐受酸性化學(xué)鎳時(shí),往往需要使用堿性化學(xué)鎳,如鋼鐵、鋁合金等基材表面的化學(xué)鎳。我司研制的堿性化學(xué)鎳在堿性條件下具有很好的耐腐蝕性能,且鍍層具有耐彎折性能好、電阻率低、導(dǎo)電性好、可焊性好等特點(diǎn)。
圖3 鋁合金表面堿性化學(xué)鎳效果圖
為了滿足各個(gè)行業(yè)對(duì)化學(xué)鍍鍍層不同性能的要求,國(guó)內(nèi)外科學(xué)工作者深入研究在化學(xué)鍍Ni-P合金的基礎(chǔ)上添加某些固體微粒,獲得具有某種特性的化學(xué)復(fù)合鍍。如:提高鍍層硬度、耐磨性的N i-P-SiC、Ni-P-WC、N i-A l2O3、N i-P-金鋼石、N i-P-Si3N4、Ni-P-MoS2等;具有軟磁性能的Ni-Fe-P鍍層、磁盤內(nèi)記錄媒體的Co-Ni-P鍍層以及垂直記錄媒體的Co-Ni-Fe-P鍍層;具有**耐蝕性、耐磨性、 抗磁性以及低電阻抗的Ni-Cu-P鍍層等;提高自潤(rùn)滑能力的Ni-P-CuF2-N i-P-PTFE、Ni-P -(CF)n、Ni-P-MoS2 等。我司在化學(xué)鍍方面擁有多年研發(fā)經(jīng)驗(yàn),對(duì)于特定性能鍍層,我司可以根據(jù)客戶要求,定制化學(xué)復(fù)合鍍。
合金催化是指在金屬或合金的催化作用下,用控制的化學(xué)還原將金屬合金沉積在基材表面,形成鍍層的一種表面加工方法。雖然美國(guó)材料試驗(yàn)協(xié)會(huì)(ASTMB-347)已推薦使用自催化鍍(Autocatalytic Plating)代替化學(xué)鍍或不通電鍍,但是,習(xí)慣上,仍稱自催化鍍?yōu)榛瘜W(xué)鍍。我司經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn),在化學(xué)鎳的基礎(chǔ)上添加其他微量催化劑,可以使酸性化學(xué)鎳通過(guò)自催化作用直接在鋼鐵表面進(jìn)行化學(xué)鍍處理,因此,可以解決合金催化問(wèn)題。
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