化学镀铜工艺

・４２・　Ｍａｒ．２００２　Ｐｌａｔｉｎｇ　ａｎｄ　Ｆｉｎｉｓｈｉｎｇ　Ｖｏｌ＿２４　Ｎｏ．２　文章编号：１００１—３８４９（２００２）Ｏ２　００４２—０２　化学镀铜工艺　王丽丽编译　２１００１８）　（南京得实发展集团，江苏南京摘要：概速了配制化学镀铜液时添加一次化学镀铜所需要的金属离子、络合荆、还原荆和ｐＨ调整　舟Ｉ，到化学镀铜结束时镀液中的垒属离子，还原剂和ｐＨ调整舟Ｉ将全部消耗为特征的化学镀铜液，　这样镀液中不会积累还原反应生成物或残留铜粉．而且容易回收络合荆等有效成分，挺高镀层析出　效率和镀层延展性等物理性能。　关键词：化学镀铜；析出效率；歧化反应　中图分类号：ＴＱ１５３．１４　文献标识码：Ｅ　Ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　Ｃｏｐｐｅｒ　Ｅｌｅｃｔｒｏｌｅｓｓ　Ｐｌａｔｉｎｇ　Ｔｒａｎｓｌａｔｅｄ　ａｎｄ　Ｃｏｍｐｉｌｅｄ　ｂｙ　ＷＡＮＧ　Ｌｉ—ｌｉ　１前言　剂的回收成本　鉴于上述状况，本文就化学镀铜液中　不会积累还原反应生成物及铜粉，且容易回收络合　剂等成分的一次性化学镀铜液和一次性化学镀铜工　艺加以叙述　工业上使用的化学镀铜含有金属离子，还原剂、　络合剂和ｐＨ调整剂等组成。在化学镀铜过程中，随　着化学镀铜反应的进行，必须朴充所消耗的成分。这　种化学镀铜工艺存在的问题有：１）以硫酸铜为铜离　子源，以甲醛为还原剂，以ＮａＯＨ为ｐＨ调整剂时．　随着化学镀铜次数的增加，镀液中积累了大量的硫　酸钠或者蚊酸钠等还原反应生成物，甚至于共析出　于镀层中，影响镀铜层的延展性等物理性能　２）从镀　件基体脱离下来多余的催化剂上会析出镀铜层，其　结果不仅增加了镀液中的铜粉杂质，还会降低镀层　析出效率。３）化学镀铜时，部分Ｃｕ　被还原成　Ｃｕ　ｚＯ．随后发生的歧化反应生成的铜（Ｃｕ　Ｏ—　２工艺概述　该化学镀铜工艺的特征在于无须补充化学镀液　中的各种成分，仅仅在配制化学镀液时添加一次化　学镀所需要的铜离子、络合剂　还原剂和ｐＨ调整剂　等成分，每一次化学镀结束时，镀液中的铜离子、还　原剂和ｐＨ调整剂将会全部消耗掉，通过抑制歧化　反应进行的各组成浓度，来提高镀铜层的析出效率。　镀液中的铜离子在化学镀结束时全部还原析出　在镀件基体表面上，这样既可以获得足够的镀铜层　厚度，又可以挪制因铜离子过剩引起的歧化反应，防　止镀液中铜粉的析出。铜离子浓度为０．０６～０．１　２　ｏｏｌ／Ｌ。如果铜离子浓度低于０．０６　ｔｏｏｌ／Ｌ．ｔ则难以获　Ｃｕ　０＋Ｃｕ　）以铜粉状态无规则地分散于化学镀铜　液中。４）如果废液中残留较多的铜离子，在回收时必　须调整ｐＨ来还原和除去铜离子，因此会提高络合　收藕日期：２００１—０８—０６　作者筒介：王丽丽（１９４４一），女，江苏南京人、南京得实发展集团工程师　维普资讯 http://www.cqvip.com

２００２年３月　电镀与精饰　第２４卷第２期（总１４３期）　・４３・　得充分的镀铜层厚度；如果铜离子浓度高于０．１２　ｍｏｌ／Ｌ，就会析出粗糙的镀铜层。　化学镀液的还原剂为甲醛，在化学镀结束时几　１）脱脂浸渍于４Ｏ～５０＂Ｃ的硅酸盐溶液中１Ｏ　浸渍于３０～４０Ｃ的氟硼酸溶液　ｍｉｎ，然后取出水洗。　２）化学蚀刻３）敏化１０ｍｉｎ。　乎全部消耗掉，在理论上还原剂浓度应该是铜离子　浓度的１．２～２．０倍。还原剂的实际消耗量应该包括　还原剂的蒸发量，还原剂的分解量，引起充分还原反　应的量和防止歧化反应的过剩量。如果还原剂浓度　过低，就难以引起充分的还原反应，难以确保镀铜层　厚度；如果还原剂浓度过高，则会促进歧化反应的发　生而析出较多的铜粉。　化学镀铜液中的络合剂为ＥＤＴＡ。在化学镀结　束时，镀液中的ＥＤＴＡ没有全部消耗而可以回收利　用，有助于降低成本。在理论上镀液中的ＥＤＴＡ浓　度宜为络合铜离子所必须的理论浓度的０．６～０．９　倍。如果ＥＤＴＡ浓度低于络合铜离子所必须的理论　浓度的０．６倍，那么就不能充分地络合镀液中的铜　离子而可能析出铜粉；如果ＥＤＡＴ浓度高于理论浓　度的０．９倍，那么就会抑制铜离子的还原．难以确保　镀铜层厚度。　镀液温度为４０～６０１２．晟好为４５～ｊ５　Ｃ。在这　一中１０　ｍｉｎ，然后取出水洗。　浸渍于２０～３０Ｃ的氯化亚锡溶液中　浸溃于２Ｏ～３０　Ｃ的氯化钯溶液中ｌＯ　４）活化ｍｉｎ，然后取出水洗。　５）化学镀铜　活化处理过的陶瓷基体浸溃于由　ＣｕＳＯ．５Ｈ　Ｏ—ＥＤＴＡ—ＨｃＨ０一ＮａＯＨ等组成的总液　量为３．２　Ｌ的化学镀铜溶液中，一边鼓人空气，一边　进行化学镀铜。然后取出用去离子水水洗１５　ｍｉｎ，　再在７Ｏ～８０Ｃ的热风中干燥２０　ｍｉｎ。至此可　获得　陶瓷基体表面上镀覆化学镀铜层电极的电介质共振　器。　化学镀镀液配方和工艺条件如下；　ＣｕＳＯｄ・５Ｈ２Ｏ　ＥＤＴＡ　ＨＣＨ０（３７　）０　ｔ　０．１０　ｍｏｌ／Ｌ　０．０８ｍｏ！／Ｌ　０．２４　ｍｏｌ／Ｌ　５０℃　６０　ｍｉｎ　温度范围内．可以获得较好的镀层析出效率。镀层　析出效率一［（铜添加量化学镀结束时镀液中的残　铜量）／铜掭加量］×１∞。如果镀液温度低于４０　Ｃ．　空气供给量　镀铜层厚度　７．５　Ｌ／ｒａｉｎ　４．０　ｍ　还原反应缓慢，镀层析出效率低，难以确保镀铜层厚　度；如果镀液温度高于６０＜Ｃ．则会促进还原反应和　歧化反应，镀液中析出铜粉增多，亦会降低镀层析出　效率。　化学镀过程中最好鼓人空气。如果镀液中的铜　离子一旦被还原成氧化亚铜，鼓人空气中的０　就　会把氧化亚铜氧化成铜离子，从而抑制了发生歧化　反应所形成的铜粉。鼓人的空气量约为每升镀液　３７．５～１３１　Ｌ／ｈ。如果每升镀液的空气供给量低于　３７．５　Ｌ／ｈ，就不能供给使生成的氧化亚铜氧化成铜　离子所必须的ｏ。．因而难以抑制歧化反应而生成铜　粉；如果每升镀液的空气供给量高于１３１　Ｌ，ｈ．就会　使析出的镀铜层氧化而变为黑色，并使析出的镀铜　４结论　配制化学镀铜液时，添加一次性化学镀铜所全　部消耗的铜离子和还原剂，在一定的络台剂浓度范　围、温度范围和空气供给量范围等条件下进行一次　性化学镀铜的工艺特点如下：　１）镀液中不会积累还原反应产生的硫酸钠和蚁　酸钠等还原反应生成物。　２）可以有效地抑制歧化反应的进行．因此镀液　中不会积累因歧化反应而产生的铜粉。　３）因为镀液中的杂质极少．有利于提高镀铜层　的延展性和外观品质．镀铜层析出效率高。　４）镀液中残留铜离子极少，提高子ＥＤＴＡ络合　层再溶解，降低镀铜层厚度。　剂的回收效率，经济效益良好。　３应用实例　制备一种同轴形状的电介质共振器用的Ｔ　Ｂａ—Ｐｂ—Ｎｄ陶瓷基体，把若干陶瓷基体置于滚筒内　按照下列工艺程序进行镀前处理和化学镀。　参考文献　［１］古林斡弥，佐佐日清美．化学镀液和工艺【Ｐ］．日本专　利：特开２０００　２１２７６１，２００￣０８—０２．