浅谈化学镀铜

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1、浅谈化学镀铜摘要：非导体材料的金属化处理经常会用到化学镀铜，化学镀铜无论是在塑料制品还是在电子工业的印制电路板中均得到了广泛的应用。本文主要介绍了化学镀铜溶液的组成及丁艺条件，化学镀铜溶液中各组分的作用和影响，化学镀铜溶液的配制、使用和维护等。Abstract：Metalprocessingofnonconductingmaterialsoftenuseschemicalcopperplating,whichiswidelyusedinplasticproductsandtheprintedcircuitboard

2、ofelectronicindustry.Thispapermainlyintroducesthecompositionofchemicalcopperplatingsolutionandprocessconditions，theroleandinfluenceofthecomponentsofchemicalcopperplatingsolution,platingsolutionpreparation,anduseandmaintenanee.关键词：化学镀铜；溶液；组成；作用Keywords：chemical

3、copperplating；solution；composition；function中图分类号:TQ153.1+4文献标识码:A文章编号:1006-4311(2013)35-0317-02在化学镀铜这个自催化的还原反应中，常用还原剂甲醛來获得需要的铜层厚度，它的还原反应为CU2++2HCH0+40H--CU+H2+2H20+2H20+2HC00-。但是实际的反应中还会产生一价铜盐等中间产物，因此，比上式要复杂很多。但是一价铜盐具有不稳定性，经过2Cu+fCu+Cu2+反应后从而导致溶液的自然分解。由于一价铜盐很难

4、在镀液屮溶解，从而很容易以氧化亚铜的形式与铜共同沉淀，从而导致镀层机械强度和导电性等物理性能的恶化。因此，国外的一些电镀丁•作者提出了一些高速稳定的化学镀铜新丁艺以求改善镀层的质量和延长镀液的寿命。除了溶液寿命由过去的几小时提高到几个月外，还实现了溶液的自动化控制调整。1化学镀铜溶液的组成及工艺条件化学镀铜溶液按照所用的还原剂可以分为甲醛、册、碰氛化物以及次磷酸盐等溶液；按照镀铜的厚度可以分为镀薄铜溶液和镀厚铜溶液；根据溶液的用途又可以分为印制电路板金屈化和塑料金属化等溶液；按照络合剂种类可分为EDTA二钠盐型、酒

5、石酸盐型和混合络合剂型等。一般的化学镀铜层厚0.1-0.5um,较薄，外观呈粉红色，较柔软。由于其具有较好的延展性、导电性和导热性，因此，常用作非金属以及印刷电路板孔金属化的导电层，而不用于装饰性或防护性的镀层。高稳定化学铜溶液的厚度随着科技的进步已达到5pm以上，从而简化了印制电路板孔金属化的制作工艺。1.1化学镀铜溶液的组成及工艺条件见表1。1.2双络合剂或多络合剂的化学镀铜溶液在化学镀铜溶液中，为了达到更宽的T作温度、更稳定的溶液以及更大的镀铜厚度，一般加入比例适当的双络合剂或多络合剂。含有双络合剂溶液的组成

6、和工艺条件如表202化学镀铜溶液中各组分的作用和影响2.1铜盐在溶液中，钠盐作为一种主盐，主要由硫酸铜提供二价铜离子，并且其含量会影响沉淀的速度。当溶液PH处于工艺范围时，虽然沉积速度会随铜含量的增加而加快，但是溶液自然分解倾向也会加大。溶液中不含稳定剂时采用低浓度镀液，含有稳定剂时可提高同离析浓度。同离析浓度变化范围较大，主要是其含量不影响镀层质量。2.2络合剂为了避免铜离子在碱性条件下析出Cu(OH)2沉淀，而在溶液中能够呈现络合状态，通常就会使用络合剂。在溶液中加入适量的络合剂以提高溶液的稳定性、沉积速度以及

7、改善镀层性能。络合剂的种类虽然多种多样，但是，在目前的镀铜中使用最广泛的莫过于酒石酸钾钠和EDTA钠盐。2.3氢氧化钠沉积速度在溶液中其他组分浓度不变时，会随着氢氧化钠含量的增加而加速，但含量达到一定后，沉积速度就会变慢且易分解。含量较少时会导致沉积速度缓慢甚至沉淀停止。当-段时间不用化学镀铜溶液时，为了避免溶液自然分解和甲醛的还原作用下降而停止反应，应采用硫酸钾将溶液的pH值调到10以下。再次使用时，用氢氧化钠将pH值调到工艺要求值即可。2.4甲醛只有在pH大于11的碱性条件下才具有还原能力，pH值不同,反应也不

8、同：①在屮性或酸性条件下：HCH0+H20二HCOOH+2H++2e；②在pH值＞11的碱性条件下：2HCH0+40H-二2HC00-+H2+2H20+2e。甲醛的还原能力以及铜的沉枳速度随着pH值的升高而增大，但是，溶液的自然分解倾向也会增大。配方不同，甲醛的含量和适宜的pH值范围也不同。当pll二10〜10.5时，镀件表面发生催化反应。当pH二11〜11