化學鍍銅工藝簡介

化學鍍銅的主要目的是在非導體材料表面形成導電層，目前在印刷電路板孔金屬化和塑料電鍍前的化學鍍銅已廣泛應用。化學鍍銅層的物理化學性質與電鍍法所得銅層基本相似。

化學鍍銅的主鹽通常採用硫酸銅，使用的還原劑有甲醛、肼、次磷酸鈉、硼氫化鈉等，但生產中使用最普遍的是甲醛。下面著重介紹以甲醛為還原劑的化學鍍銅工藝。

1．甲醛還原銅的原理

(1)原子氫態理論

在鹼性溶液中，甲醛在催化表面上氧化為HC00一，同時放出原子氫，原子氫使銅離子還原為金屬銅。

(2)電化學理論

甲醛還原鍍銅在金屬銅上存在著兩個共軛的電化學反應，即銅的陰極還原和甲醛的陽極氧化；

2．鍍液成分及工藝條件

生產中廣泛使用的化學鍍銅液以甲醛為還原劑，酒石酸鉀鈉為絡合劑，表4．22為此類化學鍍銅液的成分和工藝規範。

化學鍍銅液主要由兩部分組成：甲液是含有硫酸銅、酒石酸鉀鈉、氫氧化鈉、碳酸鈉、氯化鎳的溶液；乙液是含有還原劑甲醛的溶液。這兩種溶液預先分別配製，在使用時將它們混合在一起。這是因為甲醛在鹼性條件下才具有還原能力，再就是甲醛與鹼長期共存，會有下列反應發生

引起鍍液穩定性降低和甲醛消耗。

化學鍍銅液配製時發生如下反應

鍍液使用一段時間後，反應速度變慢，鍍層結合力變差，此時應將溶液進行澄清或進行過濾，然後加入已配製好的補充液，便可重新使用。補充液成分的含量視消耗而定。

表4．22化學鍍銅工藝規範

硫酸銅是化學鍍銅液中的主鹽，鍍液中銅離子濃度越高，沉積速度越快，當含量達到一定值時，沉積速度趨於恆定。銅離子質量分數多少對鍍層質量影響不大，因此其含量可在較寬範圍內變化。

酒石酸鉀鈉是化學鍍銅液中的絡合劑，用於與銅離子形成絡合物，防止cu(OH)₂沉澱生成。同時酒石酸鉀鈉又是一種緩衝劑，可以維持反應所需的最適宜的pH值。

甲醛是一種強還原劑，其還原能力隨pH值增高而增強，並隨甲醛濃度的增加而提高。

氫氧化鈉的作用是調節鍍液的pH值，保持溶液的穩定性和提供甲醛具有較強還原能力的鹼性環境。