淺談化學(xué)鍍銅

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1、淺談化學(xué)鍍銅摘要：非導(dǎo)體材料的金屬化處理經(jīng)常會用到化學(xué)鍍銅，化學(xué)鍍銅無論是在塑料制品還是在電子工業(yè)的印制電路板中均得到了廣泛的應(yīng)用。本文主要介紹了化學(xué)鍍銅溶液的組成及丁藝條件，化學(xué)鍍銅溶液中各組分的作用和影響，化學(xué)鍍銅溶液的配制、使用和維護等。Abstract：Metalprocessingofnonconductingmaterialsoftenuseschemicalcopperplating,whichiswidelyusedinplasticproductsandtheprintedcircuitboard

2、ofelectronicindustry.Thispapermainlyintroducesthecompositionofchemicalcopperplatingsolutionandprocessconditions，theroleandinfluenceofthecomponentsofchemicalcopperplatingsolution,platingsolutionpreparation,anduseandmaintenanee.關(guān)鍵詞：化學(xué)鍍銅；溶液；組成；作用Keywords：chemical

3、copperplating；solution；composition；function中圖分類號:TQ153.1+4文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1006-4311(2013)35-0317-02在化學(xué)鍍銅這個自催化的還原反應(yīng)中，常用還原劑甲醛來獲得需要的銅層厚度，它的還原反應(yīng)為CU2++2HCH0+40H--CU+H2+2H20+2H20+2HC00-。但是實際的反應(yīng)中還會產(chǎn)生一價銅鹽等中間產(chǎn)物，因此，比上式要復(fù)雜很多。但是一價銅鹽具有不穩(wěn)定性，經(jīng)過2Cu+fCu+Cu2+反應(yīng)后從而導(dǎo)致溶液的自然分解。由于一價銅鹽很難

4、在鍍液屮溶解，從而很容易以氧化亞銅的形式與銅共同沉淀，從而導(dǎo)致鍍層機械強度和導(dǎo)電性等物理性能的惡化。因此，國外的一些電鍍丁?作者提出了一些高速穩(wěn)定的化學(xué)鍍銅新丁藝以求改善鍍層的質(zhì)量和延長鍍液的壽命。除了溶液壽命由過去的幾小時提高到幾個月外，還實現(xiàn)了溶液的自動化控制調(diào)整。1化學(xué)鍍銅溶液的組成及工藝條件化學(xué)鍍銅溶液按照所用的還原劑可以分為甲醛、冊、碰氛化物以及次磷酸鹽等溶液；按照鍍銅的厚度可以分為鍍薄銅溶液和鍍厚銅溶液；根據(jù)溶液的用途又可以分為印制電路板金屈化和塑料金屬化等溶液；按照絡(luò)合劑種類可分為EDTA二鈉鹽型、酒

5、石酸鹽型和混合絡(luò)合劑型等。一般的化學(xué)鍍銅層厚0.1-0.5um,較薄，外觀呈粉紅色，較柔軟。由于其具有較好的延展性、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，因此，常用作非金屬以及印刷電路板孔金屬化的導(dǎo)電層，而不用于裝飾性或防護性的鍍層。高穩(wěn)定化學(xué)銅溶液的厚度隨著科技的進(jìn)步已達(dá)到5pm以上，從而簡化了印制電路板孔金屬化的制作工藝。1.1化學(xué)鍍銅溶液的組成及工藝條件見表1。1.2雙絡(luò)合劑或多絡(luò)合劑的化學(xué)鍍銅溶液在化學(xué)鍍銅溶液中，為了達(dá)到更寬的T作溫度、更穩(wěn)定的溶液以及更大的鍍銅厚度，一般加入比例適當(dāng)?shù)碾p絡(luò)合劑或多絡(luò)合劑。含有雙絡(luò)合劑溶液的組成

6、和工藝條件如表202化學(xué)鍍銅溶液中各組分的作用和影響2.1銅鹽在溶液中，鈉鹽作為一種主鹽，主要由硫酸銅提供二價銅離子，并且其含量會影響沉淀的速度。當(dāng)溶液PH處于工藝范圍時，雖然沉積速度會隨銅含量的增加而加快，但是溶液自然分解傾向也會加大。溶液中不含穩(wěn)定劑時采用低濃度鍍液，含有穩(wěn)定劑時可提高同離析濃度。同離析濃度變化范圍較大，主要是其含量不影響鍍層質(zhì)量。2.2絡(luò)合劑為了避免銅離子在堿性條件下析出Cu(OH)2沉淀，而在溶液中能夠呈現(xiàn)絡(luò)合狀態(tài)，通常就會使用絡(luò)合劑。在溶液中加入適量的絡(luò)合劑以提高溶液的穩(wěn)定性、沉積速度以及

7、改善鍍層性能。絡(luò)合劑的種類雖然多種多樣，但是，在目前的鍍銅中使用最廣泛的莫過于酒石酸鉀鈉和EDTA鈉鹽。2.3氫氧化鈉沉積速度在溶液中其他組分濃度不變時，會隨著氫氧化鈉含量的增加而加速，但含量達(dá)到一定后，沉積速度就會變慢且易分解。含量較少時會導(dǎo)致沉積速度緩慢甚至沉淀停止。當(dāng)-段時間不用化學(xué)鍍銅溶液時，為了避免溶液自然分解和甲醛的還原作用下降而停止反應(yīng)，應(yīng)采用硫酸鉀將溶液的pH值調(diào)到10以下。再次使用時，用氫氧化鈉將pH值調(diào)到工藝要求值即可。2.4甲醛只有在pH大于11的堿性條件下才具有還原能力，pH值不同,反應(yīng)也不

8、同：①在屮性或酸性條件下：HCH0+H20二HCOOH+2H++2e；②在pH值＞11的堿性條件下：2HCH0+40H-二2HC00-+H2+2H20+2e。甲醛的還原能力以及銅的沉枳速度隨著pH值的升高而增大，但是，溶液的自然分解傾向也會增大。配方不同，甲醛的含量和適宜的pH值范圍也不同。當(dāng)pll二10?10.5時，鍍件表面發(fā)生催化反應(yīng)。當(dāng)pH二11?11