electrolessnickeldeposition(无电镀镍

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1、20四、無電鍍鎳(ElectrolessNickelDeposition)4.1無電鍍析鍍的分類1.無催化置換析鍍－在活性大或陰電性大的基材上，利用適當的鍍液鍍上一層活性小的金屬附著層。例如：利用甲醛將銀鍍在玻璃上，鋁基材的鋅置換。2.自催化析鍍－以化學還原的方式將金屬附著層析鍍在活化或敏化的基材上。如：無電鍍鎳，無電鍍金，無電鍍銅，無電鍍鈀。3.接觸析鍍－僅將基材含浸在溶液中鍍上一層金屬，而不用外加電流的沉積方式。如鋁基材熱浸鍍鋅。 無電鍍鎳已廣用於耐磨耗，耐蝕等方面。舉例來說，食品加工設備，齒輪，接頭，硬碟，電子構裝等。 4.2原理（自催化析鍍）以下敘述自催化析鍍反應的

2、基本原理：1)無電鍍鎳析鍍是一種催化析鍍製程。基材與沉積金屬經催化劑催化後，會使反應連續進行。因此，析鍍金屬或基材需有內層空軌域以利於反應的發生，析鍍金屬因捐出的電子進入基材金屬的空軌域而能鍵結在一起。金，鎳，銅，鈀是一般常見的無電鍍金屬如表4-1所示。低催化性的金屬基材，如銅，需要藉鐵碰觸以適當的活化基材。表4-1週期表位置VBVIBVIIBVIIIIBVCrFeCoNiCuPdAg2020Au[Packaging1] Co:1S22S22P63S23P63d74S2Ni:1S22S22P63S23P63d84S2Cu:1S22S22P63S23P63d104S1 表4-

3、1週期表位置各金屬的催化活性依序如下：金＞鎳＞鈀＞鈷＞鉑＞銅 2)金屬離子在溶液中要有足夠高的還原電位，表4-2僅列出部分金屬之氧化電位以供參考。表4-2部分金屬的標準氧化電位標準氧化電位，伏特Au3+/Au1.5Ru3+/Ru0.6Pt2+/Pt1.2Re7+/Re0.36Ir3+/Ir1.15Cu2+/Cu0.34Pd2+/Pd0.99Ni2+/Ni-0.25Hg2+/Hg0.85Co2+/Co-0.28Rh3+/Rh0.8Fe2+/Fe-0.44Ag+/Ag0.8Cr3+/Cr-0.74Os3+/Os0.71V2+/V-1.183)析鍍金屬離子利用還原劑以還原沉積在基

4、材表面。一般的反應如下式：M++RHàM+R+H+RH為還原劑2020 4.3無電鍍鎳製程特性（CharactericsoftheElectrolessNickelDepositionProcess）1)選擇性析鍍：只可在活性位置沉積。2)鍍層析鍍均勻：無電流密度的影響，任何與鍍液接觸的表面都可析鍍，故可形成厚度均勻的鍍層。 4.4鍍浴主要成份與反應(BathCompositionandReaction)無電鍍鎳鍍液中包含了金屬離子，還原劑，鉗合劑（錯化合劑），緩衝劑，穩定劑。1)金屬離子：由無機鹽類提供，如硫酸鎳，氯化鎳供應鎳離子。2)還原劑：次磷酸納(NaH2PO2)－

5、析出鎳－磷鍍層SodiumBoronhydride(NaBH4)－析出鎳－硼鍍層聯胺(N2H4)－析出鎳鍍層甲醛(HCHO)－一般應用於析鍍銅Dimethylamineborane(DMAB)－析出鎳－硼鍍層Diethylamineborane(DEAB)－(只適用於鹼性中)析出鎳－硼鍍   層          3)析鍍金屬離子利用還原劑以還原沉積在基材表面。一般的反應    如下式：M++RHàM+R+H+RH為還原劑 4.5無電鍍鎳製程特性（CharactericsoftheElectrolessNickelDepositionProcess）20201)選擇性析鍍：

6、只可在活性位置沉積。2)鍍層析鍍均勻：無電流密度的影響，任何與鍍液接觸的表面都可析鍍，故可形成厚度均勻的鍍層。 4.6鍍浴主要成份與反應(BathCompositionandReaction)無電鍍鎳鍍液中包含了金屬離子，還原劑，鉗合劑（錯化合劑），緩衝劑，穩定劑。1)金屬離子：由無機鹽類提供，如硫酸鎳，氯化鎳供應鎳離子。2)還原劑：次磷酸納(NaH2PO2)－析出鎳－磷鍍層SodiumBoronhydride(NaBH4)－析出鎳－硼鍍層聯胺(N2H4)－析出鎳鍍層甲醛(HCHO)－一般應用於析鍍銅Dimethylamineborane(DMAB)－析出鎳－硼鍍層Diet

7、hylamineborane(DEAB)－(只適用於鹼性中)析出鎳－硼鍍層   表4-3列出各種還原劑在不同環境下的氧化電位。表4-3各種還原劑在不同環境下的標準氧化電位標準氧化電位Malloryetal,“ElectrolessPlating”,1990,Chpt.1鹼性環境EoH2PO2-+3OH-àHPO3-+2H2O+2e1.57BH4-+8OH-àH2BO3-+4H2O+8e1.24N2H4+4OH-àN2+4H2O+4e1.16HCHO+3OH-àHCOO-+2H2O+2e1.07酸性還境 H2PO2-