化学镀铜的反应速度(V)与二价铜离子、甲醛和氢氧离子的 关系可以用以下关系式表示:
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在大部分以甲醛为还原剂的化学镀铜液中,甲醛的含量是铜离 子含量的数倍。酒石酸盐的含量也要比铜离子高,当其比率大于3 时,对铜还原的速度影响并不是很大。但是如果低于这个值,镀铜 的速度会稍有增加,但是镀液的稳定性则下降。
除了酒石酸钾钠,其他络合剂也可以用于化学镀铜,比如柠檬 酸盐、三乙醇胺、EDTA、甘油等,但其作用效果有所不同。最为 适合的还是酒石酸盐。
(2)工艺条件和其他成分的影响 温度提高,镀铜的速度会加 快。有些工艺建议的温度范围为30~60°C。但是过高的温度也会 引起镀液的自分解,因此,最好是控制在室温条件下工作。
pH值偏低时容易发生沉积出来的铜表面钝化的现象,有时会使 化学镀铜的反应停止下来。温度过高和采用空气搅拌时,都有引起 铜表面钝化的风险。在镀液中加入少许EDTA可以防止铜的钝化。
其他金属离子对化学镀铜过程也有着一定影响,其中镍离子的 影响基本上是正面的。试验表明,在化学镀铜液中加人少量镍离子, 在玻璃和塑料等光滑的表面上可以得到高质量的镀铜层。而不含镍 离子的镀液里,得到的镀层与光滑的表面结合不牢。添加镍盐会降 低铜离子还原的速度。在含镍盐时,镀液的沉积速度为0.4μm/h,不含镍盐时,化学镀铜的沉积速度为0.6μm/h。当含有镍盐时,镍离子会在镀覆过程中与铜离子共沉积而形成铜镍合金。当化学镀铜液中 镍离子的含量为4~17mmol/L时,镀铜层中镍的含量为1%-4%。
需要注意的是,含有镍的化学镀铜液的pH值低于11时,有 时镀液会出现凝胶现象。这是甲醛与其他成分(包括镍的化合物) 发生了聚合反应。
在化学镀铜中,钴离子也有类似的作用,但是从成本上考虑还 是采用添加镍较好。当镀液中有锌、锑、铋等离子混人时,都将降 低铜的还原速度。当超过一定含量时,镀液将不能镀铜。因此,配 制化学镀铜应尽量采用化学纯级的化工原料。
(3)化学镀铜液的稳定性 以甲醛作还原剂的化学镀铜不仅可 以在被活化的表面进行,也可以在溶液本体内进行。而当这种反应 一旦发生,就会在镀液中生成一些铜的微粒,这些微粒成为进一步 催化铜离子还原反应的催化物,最终导致镀液在很短时间内就完全 分解,变成透明溶液和沉淀在槽底的铜粉。这种自催化反应的发生 提出了化学镀铜稳定性的问题。
在实际生产中,希望没有本体反应发生,铜离子仅在被镀件表 面还原。由于被镀表面是被催化了的,而镀液本体中尚没有催化物 质,因此,化学镀铜在初次使用时不会发生本体的还原反应,同时由于非催化的还原反应的活化能较高,要想自发发生需要克服一定 的阻力。但是很多因素会促进非催化反应向催化反应过渡,最终导 致镀液的分解。以下因素可能会降低化学镀锏液的稳定性。

















