几种添加剂对陶瓷化学镀铜层性能的影响

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1、，几种添加剂对陶瓷化学镀铜层性能的影响余祖孝，郝世雄。罗宏，将志鹏(四川理工学院材料与化学工程学院材料腐蚀与防护四川省高校重点实验室，四川自贡~300)[摘要]陶瓷表面金属化处理的传统镀银工艺存在工艺复杂、设备投资大、成本高、耐焊及耐磨性不足等缺点，使用化学镀铜技术可以很好地解决上述问题。用电化学等方法，研究了添加剂亚铁氰化钾、2，2’一联吡啶和L一精氨酸对陶瓷化学镀铜镀液的沉积速度与稳定性、镀层的耐腐蚀性、导电性及结合力的影响。结果表明：用4％AgNO作为活化剂，代替价格昂贵的PdC1，，效果较好。陶瓷镀铜最佳配方和工艺为：l5g／L硫酸铜，10mL／L甲醛，40g／L酒石酸钾钠，

2、pH值12．6，室温，施镀时间1h，无搅拌。添加剂最佳使用量分别为：5mg／L亚铁氰化钾；5mg／L2，2’一联吡啶；10mg／LL．精氨酸以及二元复合添加剂5mg／L2，2’．联吡啶+10mg／LL-精氨酸。所得陶瓷镀铜层呈现光亮的淡粉红色。[关键词]陶瓷；化学镀铜；活化剂；添加剂；亚铁氰化钾；2，2’一联吡啶；L一精氨酸；性能[中图分类号]TQ153．1[文献标识码]A[文章编号]1001—1560(2009)09—0046—03O前言1．7％，MgO>0．2％。制作参数：吸水率介于15％～l8％，成型后于1000oC进行烧结，周期为48h。陶瓷具有很高的机械强度，耐腐蚀、耐高温

3、、耐压，工艺流程J：陶瓷片打磨一除油一水洗一粗化[粗但不导电，色泽单调，抗冲击性差。对陶瓷进行金属化化液成分为15LCrO，，40mL／L氢氟酸(4O％)和浓处理可克服这些缺点。传统的陶瓷表面金属化工艺是硫酸(98％)，室温浸泡2～5min)]一水洗一敏化(敏采用镀银法，其工艺较复杂、设备投资大、成本较高，而化溶液为15g／LSnC12·2H20，40mL／L浓盐酸，锡粒，且镀银层的耐焊性、耐磨性较差，遇到空气中的硫化敏化3～5min)一活化(将氨水加入到4LAgNO物、氯化物容易变色。目前，陶瓷表面金属化技术很中，直到溶液透明为止，活化时间2～5min)一水洗一多，其中化学镀技术工

4、艺较简单，均镀和深镀能力好、化学镀铜一钝化[1，2，3-苯并三氮唑(1％)，钝化10生产方便，成本较低，在电子工业中化学镀铜、镍等已min]。逐渐取代了镀银工艺。在陶瓷上化学镀铜有很大的应陶瓷化学镀铜基础镀液的基本配方及工艺：15g／L用前景_1J。由于镀液不稳定，因而添加剂就显得格外硫酸铜，10mI／L甲醛，40L酒石酸钾钠，pH值12．6，重要。本工作重点研究了几种添加剂分别对陶瓷化学室温，施镀时间1h，无搅拌。在基础镀液的基础上，根镀铜层性能的影响。据试验需要分别使用不同用量的4种添加剂，考察其1试验对施镀的影响。1．2性能测试1．1化学镀(1)镀速r(I~m／min)：基体材

5、料为自制陶瓷片(30．0mm×25．0mm×r=△W×10／(p·S·t)2．5mm)，成分：SiO2>39．12％，A12O3>49．0％，CaO>式中△——施镀前后质量差，gP——铜密度，8．93cm[收稿日期]2009——07—09S——表面积，am[基金项目]材料腐蚀与防护四川省高校重点实验室科研基金资助项目(2008CL06)t——施镀时间，h[通信作者]余祖孝(1964一)，男，副教授，博士研究生，从(2)镀层形貌：镀层呈淡粉红色，有光泽为最佳。事电化学及高分子生物材料研究，电话：(3)导电性(m)：用万用表测电阻，电阻越小，13778524876，E—mail：zxyu

6、518@163．con]镀覆效果越好。偶第4l2卷．第1合力：划痕试验法，再做粘胶试验并统计脱蚀，图2是镀层的Tafel极化曲线，当亚铁氰化钾为5mg／L时，镀层的腐蚀电流最小(0．100mA／cm)，腐蚀蔓液稳定性：采用加速法，镀液升温到80cC，电位最正(一0．258V)，即此时最耐3．5％NaC1腐蚀。分解，计量出现红色铜粉或氢气剧烈产生的表1亚铁氰化钾对陶瓷镀铜性能的影响)。p再蚀电流密度(mA／cm)：用LK2005(天津)进／(mg曼·L)(tLrn-h‘)~镀)／液m稳in(n·m)叼落)／％表⋯面。状‘态一化曲线测定。其中工作电极为Cu镀层，辅Pt，参比电极为SCE。

7、测试溶液为3．5％i速度10mV／s。与讨论3：理对陶瓷表面的影响—2一夷面粗化处理的主要作用是提高其表面粗糙E10陶瓷基体的结合力；另一方面基体表面具有《￡一1铬酐加浓硫酸粗化后，表面粗糙度得到提一三一2黾在陶瓷表面形成均匀催化结晶中心，一般一3．F活化剂，但其价格昂贵，本工作用4％AgNO，-4～05—0．4—0．3—0．2-0．1E}、?理对陶瓷表面的影响见图1。AgNO，与敏丕原剂Snh反应生成单质Ag，均匀吸附在陶图2不同KFe(CN)用量时陶瓷