5)还原。50g/L氢氧化钠,室温,t为5min。
6)敏化。10g/L氯化亚锡,70mL/L浓盐酸,室温,t为3min。
7)活化。2g/L硝酸银,150mL/L氨水,室温,t为5min。
8)二次还原。1g/L氢氧化钠,1g/L硼氢化钾,室温,t为2min。
9)化学镀铜。甲液∶8g/L硫酸铜,27g/L酒石酸氢钾,23g/L氢氧化钠,0.3g/L2-巯基苯并噻唑,4g/L氯化铵;乙液∶V(乙二醛)∶V(水)=1∶4。V(甲液)∶V(乙液)=3∶1,室温,t为30min,pH=10.9。
10)电镀铜。50g/L碱式碳酸铜,250g/L柠檬酸,30g/L酒石酸钾钠,10g/L碳酸氢钠,pH=8。阳极为磷铜板,Jк为1.0A/dm2,室温,t为30min。
2·结果与讨论
2.1化学镀铜还原剂的选择目前在工业上应用较为普遍的化学镀铜方法仍是以甲醛(HCHO)为还原剂,EDTA和酒石酸钾钠为络合剂。然而,甲醛对人体具有明显的危害,已被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质,也是潜在的强致突变物之一,同时易造成环境污染,因此采用非甲醛还原剂是化学镀铜的研究热点[2],匡新谋等[3]以乙二醛取代甲醛作为化学镀铜的还原剂,研究了化学镀铜工艺中还原剂用量及pH对铜沉积速率、镀液稳定性及镀层结构的影响。与甲醛相比,乙二醛毒性低,且在同等工件条件下,乙二醛用量少,成本比甲醛低。本文化学镀铜溶液的配方、工艺选择及各组分的影响参见文献[3]。
2.2电镀铜工艺的选择
由于化学镀铜是在碱性条件下完成的,酸性电镀铜液会对化学镀铜层产生腐蚀。经过大量文献筛选[4-11],采用了以碱式碳酸铜为主盐的碱性镀液,电镀后镀层质量符合电镀标准。电镀铜溶液组成及操作条件为∶50g/L碱式碳酸铜,250g/L柠檬酸,30g/L酒石酸钾钠,10g/L碳酸氢钠,以磷铜板为阳极。Jк为1.0A/dm2,室温,t为30min,pH=8.5~9.2
2.2.1pH对铜沉积速率及镀层质量的影响
在主盐、络合剂以及其他助剂质量浓度不改变的情况下,用0.1mol/LNaOH溶液调节镀铜溶液的pH,用数字pH酸度计测得。改变镀铜溶液的pH直接影响柠檬酸盐-酒石酸盐对铜的配位形式及配位能力。通常pH升高,配位能力提高,镀层晶粒变细,结合力也相应提高。pH对镀铜层质量的影响见表1。由表1可以看出,当pH﹥10.2时,光亮区减小、易烧焦,阳极区易产生Cu(OH)2沉淀,故最佳pH为8.5~9.2。
2.2.2碱式碳酸铜对镀层的影响
镀液中主盐碱式碳酸铜的质量浓度必须在47.5~54.5g/L范围内,在其它条件不变时,主盐质量浓度增加或减少,都会对电沉积过程及镀层组织有影响。当主盐质量浓度升高时,电流效率提高,金属沉积速度加快,但镀层晶粒较粗,溶液分散能力下降。主盐质量浓度过低时,阴极附近溶液中主盐质量浓度很低,电流稍大,放电后即缺乏金属离子,H+易乘机放电。另外,镀液本体的主盐质量浓度低,扩散与电迁移速度都下降,阴极附近溶液中金属离子的补充速度也低,浓差极化过大。
2.2.3柠檬酸对镀层的影响
柠檬酸的质量浓度直接影响配离子的形式和稳定性。当铜的质量浓度为30g/L时,柠檬酸的最佳质量浓度为250~280g/L。柠檬酸低于此值会降低阴极极化,镀层结合力下降。质量浓度过高,镀液粘度增加,影响镀液导电能力。
2.2.4酒石酸钾钠对铜沉积速率的影响
实验中发现,当酒石酸钾钠加入后,可明显增大光亮区和电流密度范围,这是因为酒石酸钾钠有较强的螯合作用,而且在阴极上有明显的吸附作用。其质量浓度控制在30g/L左右,过高会使铜层硬度增加,延展性变差。
2.3镀层检查
用电子扫描电镜(SEM)观察ABS塑料、化学镀铜层和电镀铜层表面形貌如图1所示。
由图1可以看到,ABS塑料、化学镀铜和电镀铜层表面之间的差别。

















