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几种不同的化学镀简介
2018.01.23   点击4030次

    化学镀分为了以下几种类型:

    铜沉积

    虽然用不同的还原剂沉积铜镀层,但只有甲醛镀铜溶液才具有实际意义。在碱性溶液中室温下甲醛进行铜离子催化还原(pH=11-14);在这里,铜离子必须绑定到一个复杂的。化学镀铜溶液Cu2+适配体的多羟基化合物(多羟基醇、羟基酸阴离子)和化合物具有叔胺基和羟基(羟胺,EDTA,及其他)。在实践中,酒石酸、EDTA、和乙二胺(乙二胺)是最常用的。

在镀铜过程中,随着主还原反应的进行,

还原反应公式

表28.2化学镀铜溶液的例子

    甲醛是在康尼查罗反应消耗,一共3到6摩尔的CH2O是铜的消耗1摩尔的沉积。在电镀铜,多碱用于包括Cannizzaro反应。OH的消耗可根据以下公式确定(摩尔中的物质量):

公式1

    铜镀液的各种配方,这是完全稳定,适合长期开发协议(例如,溶液B表28.2),已开发。三种类型的化学镀铜液已在文献中区分:(一)沉积速率低的解决方案(0.5至1μ米/小时),适用于铜层沉积;(b)解决方案给4μ沉积速率5米/小时(即表现出较高的催化效应);及(c)为高韧性和高铜涂层沉积解决方案(例如,C溶液的表28.2)。所有这些解决方案基本上都有相同的成分:它们主要不同于它们的添加剂。此外,在高的温度(40°C)和相对较低的铜沉积速率下,用添加剂工艺生产印刷电路板的高韧性涂层。

    镀镍

    化学镀镍,以次亚磷酸钠作为还原剂,是最受欢迎的过程。但自催化镍离子还原磷酸发生在酸性和碱性溶液中。在具有高镀层质量的稳定溶液中,沉积速率可能高达20~25μm / h,但由于还原反应中形成氢离子,因此需要较高的温度,约为90°C,

公式2

    高的缓冲容量的解决方案是必要的,以确保一个稳定的过程。为此,乙酸、丙酸、柠檬酸、乳酸、乙醇酸、甘氨酸或添加到解决方案;这些物质,随着缓冲,可以形成镍配合物。结合NI2+离子络合物在碱性溶液中所需的(在这里,除了柠檬酸、甘氨酸、氨和磷酸可添加);此外,这种结合是理想的酸溶液,因为自由镍离子形成的反应产物的化合物(例如,磷酸盐),析出,阻碍进一步的使用解决方案。

表28.3化学镀镍溶液的例子

    稳定镀镍溶液的增加是不必要的铜解决方案,不过,他们是增加,以确保长寿命解决方案的稳定性。

    磷是涂层中总是存在时的减少是通过磷酸。它的量(在2至15质量百分比)取决于pH值,缓冲能力,配体,和其他参数的化学溶液。

    硼氢化盐及其衍生物也可用作化学镀镍溶液的还原剂。而60到90°C温度对硼氢化物镍离子的还原,dimeth ylaminoborane(DMAB)使Ni B coatings沉积少量的硼(0.5~1质量%)在30到40°C.中性和碱性溶液中可使用的温度范围内,其成分是类似的次磷酸钠溶液。

    钴、铁、锡电镀

    沉积钴镍相似,相同的减速器(次亚磷酸钠、硼氢化钠、及其衍生物)的使用,并降低之间的关系是相似的。14钴的还原困难,钴沉积速率比镍低,应该注意从酸性溶液中沉积钴是困难的。由于它们的磁性能,得到的钴和磷涂层特别令人感兴趣。

    化学镀铁是比较难的,只有一个足够有效的镀铁溶液是已知的,其中Fe离子形成络合物酒石酸盐和NaBH 4作为减速器。在碱性溶液(pH为12)下,在40°C温度下沉积约2μm/h的铁硼涂层(约6% b)。

    它是实现一个自催化沉积TiN过程相当困难。一种充分有效的锡沉积方法是基于碱性介质中的锡(II)歧化反应。15在1至500万氢氧化钠溶液中,在80~90℃下,每小时可以沉积几微米的沉积速率。

    贵金属沉积

    化学镀银是最古老的化学镀金属工艺,但目前的性能落后于镀镍或镀铜。通常使用1种不稳定的一次性氨镀银溶液(含葡萄糖、酒石酸、甲醛等)。这种溶液的涂层厚度不很大(<1μm)。这种不稳定的溶液更适合气溶胶喷雾。

    更有效的化学镀银的解决方案已被使用氰化银(I)开发的复杂aminoboranes或肼为还原剂:在40到50°C的温度下,沉积速率为3至4μm/h,在稳定剂存在下,这些解决方案是相当稳定的。可以使用诸如钴(II)化合物作为还原剂的金属离子获得足够稳定的化学镀银溶液。

    可以用各种还原剂沉积金镀层:然而,溶液通常是不稳定的。足够的稳定性的解决方案已被硼氢化钠或二使用稳定的金氰络合物还原剂开发。16在70~80℃下,沉积速率达到5/h,获得了足够纯度的金镀层。

    用气溶胶喷雾法可在塑料上沉积金薄层,用联氨作为还原剂,得到较厚的镀层(沉积速率高达0.4μm/min)。

    钯涂层容易沉积以次亚磷酸钠为碱性溶液中的还原剂,在PD2+离子被绑定在一个复杂的氨、EDTA、或乙二胺。钯镀在40~50°C时,钯-磷(4~8 P)镀层的沉积速率在2~5μm/h范围内。

    铂、钌和铑的涂层可用硼氢化铵或肼作为还原剂沉积。稳定溶液中的工艺速率很低(0.5~2μm/h)。

    金属合金沉积

    大约60种含有两种或多种金属的不同质量成分的涂料可以沉积。铜、铁、锌、锡、铼、钨、钼、锰、铊和铂族金属等金属可被引入镍和钴镀层中,而镍、钴、锡、锌、镉、锑、铋、铅和金则被引入铜镀层。

    在化学沉积的金属合金中,与用电镀技术沉积的合金的热力学关系是相同的,很明显,难以将镀层中的金属引入铬、锰等难还原的金属中。此外,在化学还原的情况下,金属的另一个因素——催化性能变得明显。只有当该金属被催化或至少对该还原器的氧化惰性时,可在镍、铜等镀层中加入大量的额外金属。金属中的催化剂含量可能高达100%,催化惰性金属的含量可能高达50%,金属缓蚀剂可能只有10到20%。当引入较少的催化活性金属时,沉积速率降低。

本文来自:南北潮
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