Transcript 14 化学镀
电镀工艺学 Plating technology 第十二章 Chapter Ⅻ Ⅻ 第二章 金属电结晶 电镀工艺学 1 Plating technology Chapter Ⅹ-Ⅳ Chemical Plating 电镀工艺学 第十四章 化学镀 第二章 金属电结晶 电镀工艺学 2 第二十二章 非金属电镀 非金属表面金属化后，可以获得导电、导磁、耐磨、 抗老化、耐热、可焊接等性能和不同色泽的金属外观，从 而使非金属材料的装饰性和功能性增强、使用范围拓宽。 非金属表面金属化的方法有喷镀、电镀(包括化学镀)、 直空蒸镀、阴极溅射或离子镀等多种工艺，但目前在工业 中应用最多的是电镀工艺。近年来．非金属材料电镀作为 一种成熟的表面处理技术，已在从日用品、家用电器到高 新技术产业和国防工业的众多领域中得到广泛应用。 第二章 金属电结晶 电镀工艺学 3 由于非金属材料通常是不导电的，无法直接用电沉 积方法沉积金属层，因而进行非金属电镀的前提是使工 件表面获得一定的导电性，以及如何使镀层与金属基体 有良好的结合力，所以，镀前预处理成为整个电镀工艺 的关键。可以有多种前处理方法使非金属表面形成金属 化导电层，如喷涂、浸挂、气相沉积、银和烧渗等等。 应用最广泛的是化学镀。它通常包括以下几个工序：消 除应力、除油、粗化、敏化、活化、化学镀。经过合格 的前处理后，就可以按常规工艺进行电镀。 第二章 金属电结晶 电镀工艺学 4 22．1 消除应力 消除应力工序主要针对塑料制品而言。当设计不合理或 加工成型不当时，塑料制品会产生内应力，从面使镀层结合 力下降、开裂、以至脱落，因此塑料制品在电镀前应先消除 内应力。 生产中多用极性溶剂浸泡法检查塑料制品是否存在内应 力。即将塑料制品在极性溶剂中浸泡2min~5min后取出，观 察其麦面是否出现细微裂纹。以裂纹的出现表征内应力的存 在，裂纹越多越粗，内应力越大。表22－1列出了一些常用 塑料的检验溶剂。 第二章 金属电结晶 电镀工艺学 5 表22－1 材 某些常用塑料的内应力检验溶剂 料 检 验 有机玻璃 沸水 苯乙烯及其共聚物 冰醋酸、煤油 聚酰胺(尼龙66、尼龙1016等) 正庚烷 聚碳酸酯、聚砜、聚苯醚等 四氯化碳 溶 剂 (1)冰醋酸 ABS塑料 (2)甲基乙基酮和丙酮的混合溶剂 第二章 金属电结晶 电镀工艺学 6 以ABS塑料制品为例说明检查内应力的具体方法： (1) 冰醋酸浸泡法 特制晶在24℃±3℃的冰醋酸浸泡30， 后取出、立即清洗，晾干后检查其表面。若表面出现细微、 致密的裂纹，即说明出现裂纹处存在内应力；裂纹越多，应 力越大。 然后，再在冰醋酸中浸2min，若零件表面有深的裂纹， 则表明该处内应力很高。 (2) 混合溶剂浸泡法 将制品浸入21 ℃ ± l ℃的体积比为 1:1的甲基乙基酮和丙酮的混合溶剂中，浸泡15s后取出、立 即甩干，用(1)中的方法检查零件表面。 第二章 金属电结晶 电镀工艺学 7 通常用热处理法消除塑料的内应力，即将塑料制品在 低于其热变形温度的温度下保温一定时间，使塑料内部分 子重新排列，以达到减小或消除内应力的目的。常用塑料 的热处理温度，列于表22-2。 也可以用溶剂浸泡法消除应力。例如，ABS塑料可在 丙酮:水=1:3的混合溶液中，于15℃~30℃下浸泡20min~30 min。 第二章 金属电结晶 电镀工艺学 8 表22-2 常用塑料的热处理温度 材 料 热处理温度/℃ 材 料 热处理温度/℃ 聚丙烯 80~100 聚甲醛 90~120 氯化聚醚 80~120 聚砜 110~120 聚苯醚 100~120 聚碳酸酯 110~130 改性聚苯烯 50~60 聚酰胺 (1)沸水、2h(壁厚 1.5mm) (2)沸水、16h (壁厚 6mm) 第二章 金属电结晶 ABS塑料 电镀工艺学 (1)65℃~75℃、2h ~4h (2)25%~30%丙酮、室温、 20min~30min 9 22．2 除 油 除油的目的是清除制品表面在模压、存放和运输过程中 残留的脱模剂和油污，以保证非金属制品能在下一个工序 中均匀地进行表面粗化。 非金属材料的除油与金属一样，可用有机溶剂或碱性除 油溶液除油。采用的有机溶剂应对非金属材料无破坏作用， 不发生溶解、溶胀、银纹和龟裂、氧化等现象。生产中常 用的有乙醇、丙酮、甲醇、三氯乙烯等。采用的碱性除油 液应含有起润湿、缓蚀等作用的表面活性剂、溶液温度不 能超过塑料粘流化温度，即不能使塑料发生塑性变形。生 产中为方便起见，对塑料制品常选用钢铁件除油液，在 50℃~70 ℃的温度下使用。表22－3给出了一些常用的除油 工艺。 第二章 金属电结晶 电镀工艺学 10 表22—3 非金属材料除油工艺 配 成分及操作条件 氢氧化钠 NaOH/g·L-1 碳酸钠 Na2CO3/g·L-1 磷酸钠 Na3PO4/g·L-1 焦磷酸钾 K4P2O7 /g·L-1 OP乳化剂 /g·L-1 海鸥洗涤剂 /mL·L-1 十二烷基磺酸钠 /g·L-1 温度 /℃ 时间 /min 第二章 金属电结晶 方 1 2 3 20~30 30~40 20~30 30 30 30 50 30 30 1~3 55~55 30 电镀工艺学 1 50~55 10 5 1 60~70 3~5 11 22.3 表面粗化 粗化的目的是提高零件表面的亲水性和形成适当的粗糙 度，以保证镀层有良好的结合力。它是决定镀层结合力的关 键工序。由于粗化是针对光滑而憎水的表面工序，故生产中 主要应用于塑料制品。 粗化方法主要有机械粗化、化学粗化和有机溶剂粗化。 就提高镀层结合力而言，粗化效果为；化学粗化>有机溶剂 粗化>机械粗化。在工业生产中，要根据材料特点和生产条 件选择适当的粗化方法，有时也可采用几种方法的组合。近 年来，用量最大的ABS塑料已不采用机械粗化和有机溶剂粗 化。 第二章 金属电结晶 电镀工艺学 12 非金属材料种类繁多，其电镀工艺也有所区别，但主 要区别在于前处理中的粗化工艺不同。因此，以目前应用 最多的ABS塑料为例介绍粗化工艺，同时适当给出其他非 金属的粗化工艺。 22．3．1 机械粗化 机械粗化适用于表面光洁度要求不高的零件，有喷砂、 打磨等方法，对小零件可用滚动摩擦方法(类似于一般电 镀前处理中的滚光工序)。 第二章 金属电结晶 电镀工艺学 13 机械粗化的效果与所用磨料性质和粒度有关。磨料性 质不同，则粗化方法和粗化效果不同，对镀层结合力的影 响也不同。磨料粒度越大，在制品表面造成的粗糙度糙大， 越利于提高镀层与基体的结合力，但应根据对制品表面光 洁度的要求选择合适的粒度，常用的粒度范围为120目~ 200 目。 由于机械粗化只能在非金属制品表面形成上大下小的敞 口形凹坑，无法使镀层和基体实现机械“锁扣”结合，所 以它对镀层结合力的提高作用较小，通常只能作为化学粗 化之前的辅助工序。表22-4列出了以聚苯乙烯塑料上镀铜 为例说明不同机械粗化及其与化学粗化联用的效果。 第二章 金属电结晶 电镀工艺学 14 表22－4 铜镀层与聚苯乙烯 塑料基体的结合力/kg·cm-1 机械粗化 机械粗化+化学粗化 (20 ℃,1h) 不粗化 20 58 M14砂纸打磨 34 195 5％碳化硅液滚磨1h 10 230 5％浮石液滚磨1h 10 304 机械粗化方法 第二章 金属电结晶 电镀工艺学 15 22．3．2有机溶剂粗化 有机溶剂的粗化作用主要是通过使塑料制品表面溶胜或表 面结构发生交化而产生的，但表面仍呈憎水性和可能导致塑 料强度降低，且有机溶剂挥发需要时间，往往使制品上、下 部分的粗化程度不一致。因此，其应用受到限制，单独使用 较少。通常是在某些塑料仅用化学粗化效果不好时，先进行 有机溶剂粗化，再化学粗化，以获得好的粗化效果。 ABS塑料单独有机溶剂蛆化的典型工艺，列于表22－5。 适用于其他塑料粗化的有机溶剂，如表22—6所列。某些塑 料化学粗化前的有机溶剂粗化工艺，列于22－7。 第二章 金属电结晶 电镀工艺学 16 表22—5 ABS塑料有机溶剂粗化工艺规范 有机溶剂粗化-银盐活化-步法① 有机溶剂粗化-涂铜粉法② 成 分 及 操 作 条 件 亲 水 处 理 1 硫酸H2SO4 98％/ml • L-1 重铬酸钾K2Cr2O7/g • L-1 冰醋酸CH3COOH/体积分数％ 氯化亚锡SnCl2 • 2H2O /g • L-1 二氯乙烷C2H4Cl2 /g • L-1 乙二醇(CH2OH)2 /g • L-1 硝酸银AgNO3 /g • L-1 三氯乙烷C2H3Cl3 /体积分数％ 乙醇C2H5OH /体积分数％ 盐酸HCl 37% /ml • L-1 温度/℃ 时间/min 2 粗化处理 粗化处理 涂铜粉后浸酸 700~900 40~50 90~95 5~10 80~150 850~920 5~10 80~95 5~20 20~40 3~10 室温 3~5 10~30 10~20 室温 10s~60s 100~200 室温 5s~15s ①粗化处理后可晾干或甩干后在60℃~70℃下烘干，然后化学镀 ②粗化处理后涂铜粉(粒度为50μm~100 μm)、浸酸，然后化学镀 第二章 金属电结晶 电镀工艺学 17 表22－6 适合某些塑料粗化的有机溶剂 检验溶剂 材 料 聚乙烯 二氯乙烷、丙酮、二甲苯 聚苯乙烯 丙酮、汽油 聚丙烯 汽油、卤代烃 聚氯乙烯 口氯化碳、环乙烷、四氢呋哺 聚碳酸酯 含氯有机溶剂、甲醇、 异丙醇等低级不饱和醇，乙醚，苯 聚胺和聚酰胺 环乙烷、苯甲醇 第二章 金属电结晶 电镀工艺学 18 表22－7 成 分 及 操 作 条 件 环己酮/% 乙醇/% 汽油/% 二甲苯/% 松节油/ml • L-1 非离子型表面活性剂/ml • L-1 乙醇/% 丙酮/% 二氯乙烷/% 温度/℃ 时间/min 第二章 金属电结晶 聚氯 乙烯 (PVC) 一些塑料的有机溶剂粗化工艺 改性聚 苯乙烯 (PST) 聚丙烯(PP) 1 聚碳酸酯(PC) 2 聚丙醚，聚芳 砜，聚硫醚 1 2 40 60 100 100 40 66 100 95~80 60~70 15~30 5~15 室温 2 20~40 30~5 电镀工艺学 60~85 10~30 室温 至表面微微发白 室温 1~3 5~20 室温 1~5 19 22．3．3 化学粗化 化学租化实质是一个化学侵蚀过程，即通过对非金属材 料制品表面的氧化和蚀刻而起粗化作用、提高与镀层的结 合力。下面以ABS塑料为例简述化学粗化的作用机制。 ABS塑料是丙烯晴(A)、丁二烯(B)、苯乙烯(s)的三元共聚 物，其结构为橡胶状的B组分分散于S－A聚合形成的球形 刚性骨架之中。化学粗化时，粗化液可溶解制品表面层的B 组分，而S—A骨架基本不溶，从而形成很多的瓶颈形凹坑， 使制品表面微观粗糙明显增加，并使镀层与基体能实现机 械“锁扣”式结合。 第二章 金属电结晶 电镀工艺学 20 第二章 金属电结晶 电镀工艺学 21 粗化液中的强氧化剂与塑料基体发生氧化，磺化等反应， 在塑料表面生成较多的极性基团(如羟基、羰基、硝基等)或 使非极性分子极化，极大地提高了制品表面的亲水性，有 利于电沉积反应进行，从而提高镀层与基体的结合力。 从表22-4中可看出化学粗化提高镀层结合力的显著作用。 ABS塑料的典型化学粗化工艺列于表22-8。其中效果好、 应用范围广泛的为高铬酸—硫酸型溶液。 第二章 金属电结晶 电镀工艺学 22 表22—8 ABS常用粗化液组成及工艺条件 成分及操 作条件 配 方 1 2 3 4 5 6 CrO3 400 180－200 30 24 620 830 H2SO4 350 1000 1080 780 154 H3PO4 180 H2Cr2O4 29 温度 50－60 60－70 60－70 60－70 60－70 50－60 时间 25－40 60－120 60－120 1－5 0.3－4.5 0.3－5 第二章 金属电结晶 电镀工艺学 23 四，敏化 敏化是继粗化之后又一重要工序。敏化处理是使非金属 表面吸附一层容易氧化的物质，以便在活化处理时被氧化， 在制品表面上形成“催化膜”。 常用的敏化剂为二价锡盐和三价钛盐。一般采用二氯化 锡的酸性溶液或二价锡的络合碱性溶液。 1. 敏化机理 酸性敏化液处理工件，最终在工件表面上吸附一层凝胶 状物质，这层凝胶状物质，不是在敏化液中形成的，而是 在下一步水洗时产生的。常用的二价锡盐敏化液，为了防 止二价锡的水解，溶液必须呈酸性。在敏化液中浸渍过的 工件，表面附有一层敏化液，当移入清洗槽时，由于清洗 水的pH值比敏化液的pH高，二价锡发生水解作用。 第二章 金属电结晶 电镀工艺学 24 SnCl2 ＋ H2O → Sn(OH)C1＋ H＋ ＋ C1－ 同时 SnCl2 ＋ 2H2O → Sn(OH)2 ＋ 2H＋ ＋ 2Cl－ 液膜中存在的SnCl42－也发生水解 SnCl42－ ＋ H2O → Sn(OH)C1 ＋ H＋ ＋ 3Cl－ SnCl42－ ＋ 2H2O → Sn(OH)2＋2H＋ ＋ 4Cl－ 反应生成的Sn(OH)C1及Sn(OH)2结合。生成微溶于水的凝 胶状物Sn2(OH)3C1 Sn(OH)C1 ＋ Sn(OH)2 → Sn2(OH)3Cl 这种微溶产物凝聚沉积在工件表面上，形成厚度由几十埃 至几千埃的薄膜。 第二章 金属电结晶 电镀工艺学 25 若溶液中二价锡不发生水解，则工件表面上沉积的二价锡 数量与工件在敏化液中停的时间无关(因为水解反应不是 在敏化液中发生的，所以只需在工件表面上附着一层敏化 液即可)，而与清洗条件(清洗水压力，流速等)，敏化液的 酸度和二价锡的含量有关，酸度高，敏化液中二价锡含量 低均不利于水解反应的进行，还与材料本身的组织结构 (吸附能力不同)，工件表面的粗化度及工件形状复杂程度 及清洗水的质量有关(pH，T)。 第二章 金属电结晶 电镀工艺学 26 表12－5 敏化溶液组成及工艺条件 组成及工艺条件 1 2 3 4 5 氯化亚锡 10－100 10 100 50 10 三氯化钛 HCl 50 10－50 40 100 NaOH 150 酒石酸钾钠 170 60－70 60－70 金属锡条 1根 1根 1根 温度 18－25 18－25 18－25 18－25 18－25 时间 3min 3min 3min 3min 3min 第二章 金属电结晶 电镀工艺学 27 五、活化 活化处理是用含有催化活性金属如银、钯，铂、金等的 化合物溶液，对经过敏化处理的工件表面进行再次处理 的过程。其目的是为了在非金属表面产生一层催化金属 层，作为化学镀时氧化还原反应的催化剂。活化过程的 实质：敏化后的工件表面与含有贵金属离子溶液相接触 时，这些贯金属离子很快被二价锡离子还原成金属微粒， 使其紧紧附着在工件表面上。 第二章 金属电结晶 电镀工艺学 28 其反应为 2Ag＋ ＋ Sn2＋ → Sn4＋＋2Ag↓ Pd2＋ ＋ Sn2＋ → Sn4＋ ＋ Pd↓ 这些催化活性金属微粒，是化学镀的结晶中心，故活化 又名“核化”。 第二章 金属电结晶 电镀工艺学 29 第二章 金属电结晶 电镀工艺学 30 第二章 金属电结晶 电镀工艺学 31 第二章 金属电结晶 电镀工艺学 32 未解胶 第二章 金属电结晶 解胶 电镀工艺学 33 还原或解胶 经活化处理井水清洗后的制品不能直接进入化学镀工序， 需先进行还原或解胶处理。经离子型活化液处理的制品应进 行还原处理，即在含有一定浓度的化学镀还原剂的溶液中短 时间浸泡后不经水清洗直接人化学镀槽。还原处理的目的是 将残留在制品表面的活化液还原而除去，避免活化液带入化 学镀液中引起镀液分解；同时可提高表面的催化活性。 化学镀铜可用稀甲醛溶液进行还原处理，如在100ml/L甲 醛(37％)溶液中，室温下浸10s～30s。 化学镀镍的制品用次亚磷酸钠稀溶液进行还原处理，如在 10g/L—30g/L次亚磷酸钠的溶液中于室温下浸10s～30s。 第二章 金属电结晶 电镀工艺学 34 化学镀 1 概述 依赖电解液中的还原剂将被镀金属离子在自催化表 面还原为金属原子并形成镀层的过程叫化学镀。 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。 化学不存在分散能力的问题，也不存在边角效应等电镀 中常出现的问题，只要能与溶液接触，就可获得质量一致 的镀层。 化学镀溶液中的还原剂与被镀金属离子需不断补充。 第二章 金属电结晶 电镀工艺学 35 化学镀镍 2 化学镀镍的基本原理 化学镀镍可使用各种还原剂，如硼氢化钾、次磷酸钠等。 目前工业应用常选用次磷酸钠。采用次硫酸钠为还原剂的 化学镀镍机理有原子氢析出理论和正负氢离子理论。 原子氢析出理论 该理论认为，在化学镀镍过程中，镍离子是被还原剂放 出的氢原子还原的。 第二章 金属电结晶 电镀工艺学 36 2 2 3 H2PO H2O HPO H 2H 催化 2 2 H2PO PO 2H 催化 Ni2＋ 2H Ni↓+ 2H＋ 2 H2PO H H 2H2O P↓ 2 ＋ 3 3H2PO H2PO H2O 2OH 2P↓ 催化 － 2H H2↑ 第二章 金属电结晶 电镀工艺学 37 氢负离子理论 该理论认为，还原剂次磷酸钠放出的不是氢原子，而是 负氢离子（H-），镍是被还原性更强的（H-）还原的。 2 3 酸性 H2PO H2O H2PO H H 催化 2 2 3 碱性 H2PO 2HO HPO H2O H 2 催化 Ni 2H Ni↓ H2↑ H H H2↑ H2O H H2↑+ O H 第二章 金属电结晶 电镀工艺学 酸性 - 碱性 38 2 2H2PO 6H 4H2O 2P↓+ 5H2 8OH 第二章 金属电结晶 － 电镀工艺学 39 第二章 金属电结晶 电镀工艺学 40 第二章 金属电结晶 电镀工艺学 41 第二章 金属电结晶 电镀工艺学 42 第二章 金属电结晶 电镀工艺学 43 第二章 金属电结晶 电镀工艺学 44 第二章 金属电结晶 电镀工艺学 45 第二章 金属电结晶 电镀工艺学 46 21．2．4 化学镀镍液的配方组成 目前应用广泛的化学镀镍溶液，大致可分为酸性镀液及 碱性镀液两种。化学镀镍液的主要成分是可溶 性镍盐、络合物、还原剂、缓冲剂、促进剂、稳定剂、润 湿剂及光亮剂等。 第二章 金属电结晶 电镀工艺学 47 1．主盐 化学镀镍液的主盐是提供金属镍离子的可溶性镍盐，在化 学还原反应中是氧化剂的角色，可供采用的有硫酸镍、氯化 镍、醋酸镍、氨基磺酸镍、次磷酸镍等。由于成本的原因， 大多数选用硫酸镍作为主盐。 有足够的主盐，可以维持比较高的沉积速度．保证镍离子 的 充 分 补 给 ， 但 也 不 能 太 多 ， 大 约 在 镍 含 量 6g/L10g/L(HiSO4·6H2O 在25g/L-45g/L)范围比较合理。而且主盐 与络合剂、主盐与还厚剂的比例都有一个合理范围。Ni2＋与 H2PO2 － 的摩尔比应在0.3～0.45之间(相当于NiSO4·6H2O与 NaH2PO2·H2O的质量比为1:1左右)。 第二章 金属电结晶 电镀工艺学 48 第二章 金属电结晶 电镀工艺学 49 2．还原剂 化学镀镍中，多数使用次磷酸钠做为还原剂。它提供 化学还原反应中还原镍离子所需要的电子。一般次 磷酸钠的含量为20g/L～40g/L 第二章 金属电结晶 电镀工艺学 50 第二章 金属电结晶 电镀工艺学 51 第二章 金属电结晶 电镀工艺学 52 3 络合剂 为了使镀液稳定及获得性能良好的化学镀镍层，必须选择 适当的络合剂及确定合理的用量范围。络合剂的用量不仅与 镀液中镍离子的浓度有关，也与该络合物能够与镍形成的配 位健的数目有关。 一般的配方组成中除了有一个主络合剂之外，还配以其他 的辅助络合剂。不同种类的络合剂及络合剂的使用量不同， 对化学镀镍的沉积速度影响很大(见图21—8)。 第二章 金属电结晶 电镀工艺学 53 乳酸 琥珀酸 羟基 乙酸 图21－8 不同络合剂对 沉积速度的影响 NiCl2·6H2O 30g/L NaH2PO2·H2O 10g/L 甘氨酸 水杨酸 邻苯二酸 第二章 金属电结晶 电镀工艺学 54 合理地选择络合剂及络合剂用量可以在同样条件下，下 得到更高的镀层沉积速度。另外恰当的选择络合体系，也是 镀液稳定及镀液延长寿命的先决条件。 随着化学镀镍液工作时间的延长，还原剂的分解产物亚磷 酸根不断累积，很容易产生亚磷酸镍的白色沉淀 (NiHPO3·7H2O)。络合剂可以抑制亚磷酸镍的沉淀，提高镀 液对亚磷酸根的容忍量。 第二章 金属电结晶 电镀工艺学 55 4．缓冲剂 化学镀镍的过程中除了有镍和磷的析出之外，还有氢离子 的产生，镀液的pH值会不断降低，这不但使沉积速度放慢， 也会对镀层含磷量产生影响，因此，在化学镀镍溶液中必须 加入缓冲剂。一般弱酸及弱酸盐或多元弱酸都可能形成一个 理冲体系。 第二章 金属电结晶 电镀工艺学 56 5 稳定剂 尽管一个良好的络合剂体系，已经保证了化学镀镍液的稳定性，但是 往往由于在镀液工作过程中，其他不规范的操作因素，如局部过热(加热 方式不当)，局部pH值过高(调整补充不当)，其他活化物的进入或形成 (镀液被污染或缺乏足够的连续过滤)等都会触发自催化的还原反应在这 个局部地区激烈进行，进而迅速蔓延，致使整个镀液自发分解。因而必 须加入稳定剂。 稳定剂可以是某些重金属离子(如Pb2＋、Sn2＋、Cd2＋等)，也可以是某 些含氧酸根(如AsO2－、IO3－、BrO3－、MoO42－等)，也可以是含疏的化 学物(如硫脲、硫代硫酸盐、硫氰酸盐等)，或某些不饱和有机酸(如马来 酸，甲叉丁二酸等)。 稳定剂可以在一定程度上阻止镀液自发分解的发生。但同时也可能毒 化化学镀锦液。如果稳定剂过量，则会成为镀液的毒化剂，使镀液不能 起镀。 第二章 金属电结晶 电镀工艺学 57 表21－8 稳定剂对化学镀镍液的作用 稳定剂 含量/mg·L 沉积速度 μm /h PbCl2 试验时间/s 空白 Pb2+ KIO3 顺丁烯二酸 反丁烯二酸 0 1 20 100 100 16 8 16 13 15 63 288 无限 160 143 第二章 金属电结晶 电镀工艺学 58 6．促进剂 在化学镀镍液中能提高镍沉积速度的成分称为促进剂。 它的作用机理是活化次磷酸根离子，促其释放原 子氢。有些有机酸是很好的络合剂，同时也是化学镀液 的促进剂，其促进作用如表21—9所示。 第二章 金属电结晶 电镀工艺学 59 第二章 金属电结晶 电镀工艺学 60 7．其他辅助成分 在化学镀镍液中，有时还加入润湿剂以减少针孔，加入 光亮剂以提高镀层光亮度，润湿剂与电镀悼液选用的润湿 剂相似．常用的有十二烷基硫酸钠和十二烷基磺酸钠。光 亮剂有邻甲苯磺酰胺，苯二磺酸钠，奈磺酸钠，糖精，镉 盐等。在不同的络合体系的镀液中，光亮剂用量必用由试 验来确定。 第二章 金属电结晶 电镀工艺学 61 化学镀镍的典型工艺 第二章 金属电结晶 电镀工艺学 62 第二章 金属电结晶 电镀工艺学 63 第二章 金属电结晶 电镀工艺学 64 工艺参数控制的影响 1 pH值 第二章 金属电结晶 电镀工艺学 65 第二章 金属电结晶 电镀工艺学 66 2．温度的影响 化学镀镍反应须超过一定的温度才能启动．温度越高， 沉积速度越快(见图21—11)，但为避免温度过引起镀液 的自发分解，任何化学镀镍的工作温度都必须限制在一 个合理的范围之内。有的研究者证明，随着工作温度的 提高，镀层中含磷量降低。对镀层含磷量特殊要求的更 加需要注意对温度的控制。 第二章 金属电结晶 电镀工艺学 67 第二章 金属电结晶 电镀工艺学 68 3 搅拌的影响 对镀液进行充足的搅拌，会提高镀液稳定性及镀层质 量。首先搅拌可以提高均匀性，防止漏镀，其次搅拌有利 于消除针孔麻点。另外搅拌可防止镀液局部过热，防止补 充镀液时局部浓度过高，防止调整PH值时引起的镀液分 解。 第二章 金属电结晶 电镀工艺学 69 思考题 12 1 非金属电镀通常有哪些工序？（3） 2 详细阐述非金属电镀前处理中的粗化、敏化、活化工艺 的基本原理？（19－33） 3 镀铜层与聚苯乙烯塑料的结合力在5％浮石液中滚磨1h后为： 10kg/cm，单独化学粗化的结合力为58kg/cm，如果联合应用 5％腐蚀滚磨和化学粗化，其结合力是多少？（14） 4 化学镀有哪些特点？（34） 5 化学镀镍通常使用哪些还原剂？（35） 6 化学镀镍层经热处理后会有什么特性的改变？（43） 7 化学镀镍主盐与还原剂的摩尔比例通常为多少？（47） 第二章 金属电结晶 电镀工艺学 70 思考题 12 8 化学镀镍溶液中稳定剂的作用是什么？（56） 第二章 金属电结晶 电镀工艺学 71 谢 谢！ 第二章 金属电结晶 电镀工艺学 72