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化学镀铜 2008-04-03 11:12 ????? 在化学镀中，化学镀铜是十分重要的镀种。随着电子工业的发展，特别是电子计算机，电子通讯设备，以及家用电器的高速发展，双面和多层印刷电路板的需求量很大。而印刷板的孔金属化，从导电性、可焊性、镀层韧性和经济性等综合要求来说，非铜莫属。另外其它非金属材料（如塑料、陶瓷等），化学镀铜应用亦很广泛。今后，非金属材料的金属化方面，化学镀铜应用亦很广泛。今后，非金属材料的金属化方面，化学镀铜的用量约占90%以上。????? 化学镀铜液从稳定性划分，可分为低稳定性的化学镀铜和高稳定性的化学镀铜；从沉积速度来分，又可分为低速率和高速率的化学镀铜。前者沉积速率一般为2～4μm/h；后者一般为10μm/h。高速率化学镀铜一般用于半加成法或全加成法直接镀厚铜。工艺上已由高温高速发展为低温高速。近年来又出现了差示镀铜法，即印制板上通孔壁上的化学铜层厚度约为复铜层上化学铜层厚度的3～5倍，既降低了金属铜的消耗，又降低了成本，称之为化学镀铜发展史上的第四个里程碑。????? 化学镀铜液一般由铜盐、络合剂、还原剂和稳定剂组成。????? 一、化海陆空镀铜的工艺规范（见表3-1-9） 表3-1-9 化学镀铜的工艺规范 配方 低稳定性 高稳定性 1 2 3 4 5 6 7 工艺规范 含量/g·L-1 硫酸铜（CuSO4·5H2O） 14 10 16 10 10～15 10 15 酒石酸钾钠（NaKC4H4O6·4H2O） 40 40～50 14 14 EDTA二钠盐 25 45 50 25 45 甲醛（HCHO）（37%）/mL·L-1 25 10～20 15 15 15～25 10 氢氧化钠（NaOH） 8 14～15 14 13～15 12 碳酸钠（Na2CO3） 4 10 氯化镍（NiCl2·6H2O） 4 α，α′联吡啶/mg·L-1 20 10 100 20 10 亚铁氰化钾/ mg·L-1 10 100 200 10 2-巯基苯骈噻唑（2-MBT）/ mg·L-1 2～5 聚甲醛 0.5M 镍氰化钾/ mg·L-1 10 聚乙二醇/ mg·L-1（M=1000） 50 pH值 12 11～13 12～12.5 11.7 12～12.5 12～12.5 12～12.5 温度/℃ 20～30 室温 28～35 60 50～60 40～50 70 沉积速度/μm·h-1 2 5 4 7～10 注：配方1～3适合于塑料电镀，一般镀20～30min，配方4～7适合于印制电路板的孔金属化的高稳定性的化学镀铜。 ????? 二、镀液的配制????? 化学镀铜液均应分成A、B两组镀液分别配制，使用前才混合在一起，最后加入稳定剂，调整pH值。????? A组包括硫酸铜和甲醛，可用蒸馏水或去离子水先溶解计算量的硫酸铜，然后加入计算量的甲醛。????? B组包括络合剂如EDTA钠盐、酒石酸盐；碱性物如氢氧化钠、碳酸钠。先用纯水溶解碱性物质，然后加入络合剂。????? 混合时，在搅拌下将A组徐徐加入B组镀液中，开始可能有氢氧化铜沉淀产生，搅拌中会逐渐溶解，此时铜呈络离子状态存在。将镀液过滤于生产槽中，稀至总体积，调整pH值，最后加入稳定剂，即可使用。????? 三、化学镀铜的简单原理????? 化学镀铜的历程可概括如下：自催化反应 Cu2++2HCHO+4OH－Cu0+2HCOO－+H2↑+2H2O?????? （1） ????? 反应（1）中的阴极反应为 Cu2++2e→Cu0 ????? 阳极反应为 2HCHO+4OH－→2HCOO－+H2↑+2H2O+2e－ ????? 除上述主反应外，还会发生如下副反应 2Cu2++HCHO+5OH－→Cu2O↓+HCOO－+3H2O?????? （2）Cu2O+H2O→Cu0↓+Cu2++2OH－?????????????????? （3） ????? 反应（2）为化学镀铜液中均相氧化还原反应，所产生的Cu2O在碱性液中还会发生反应（3）的岐化反应而形成铜原子。氧化亚铜粉和金属铜分散在镀液中将成为镀液自发分解的催化核心，这是化学镀铜液不稳定的根本原因。反应（2）是难以避免的，加入适当的络合剂可使一价铜成为可溶性的络合物，避免Cu2O的存在和岐化反应（3）的发生。????? 另外甲醛在碱性液中还会发生分子间的氧化还原反应，即康尼查罗反应： 2HCHO+NaOH→CH3OH+HCOONa???????? （4） ????? 此反应是一个可逆反应，