摘要:介绍了化学镀铜的原理和特点,综述了石墨、陶瓷、塑料、金刚石和钨粉等材料化学镀铜的研究发展现状。
毕业论文关键词:化学镀铜,综述,进展56415
Abstract: The mechanism and features of electroless copper plating were introduced. Eletroless coating on graphite powders, ceram, plastics, diamonds and tungsten powders were overviewed.
Keywords: electroless copper plating, summary,progress
目录
1 前言 3
2 不同基材表面化学镀铜 3
2.1 石墨粉表面化学镀铜 3
2.2 陶瓷表面化学镀铜 4
2.3 塑料表面化学镀铜 5
2.4 金刚石表面化学镀铜 5
2.5 钨粉表面化学镀铜 6
结论 8
参考文献 9
致谢 11
1 前言
化学镀又称“自催化镀”,是在无外加电流通过的情况下,利用还原剂于活性催化材料的表面,将电解质溶液中的金属离子化学还原,沉积出的与基体牢固结合的镀覆层。化学镀沉积的方式有:置换、接触和还原沉积[1]。
化学镀起源于二十世纪四十年代[2],商品化学镀铜则出现于二十世纪五十年代,随着印制线路板的通孔金属化不断发展,化学镀铜工艺也随着得到了首次的应用[3]。在现今种类繁多的化学镀工艺中,化学镀铜因其镀层的良好导电性、导热性、延展性和无边缘效应等多个特点[3],广泛应用于家电、电子、冶金等多种领域。同时,随着化学镀铜的应用领域与生产的规模不断扩大,人们的环保意识日益的增强,化学镀铜废液带来的环境污染也日益受到高度的重视,镀液的净化和再次利用也成了广大研究者新的研究目标。如何提高化学镀铜效率,改善镀层不均匀和多孔化等多种问题,也促使研究者不断开发和研究新的工艺手段[4]。
2 不同基材表面化学镀铜
化学镀铜是利用合适的还原剂,使镀液中的金属铜离子在具有催化活性的基体表面还原沉积,形成铜镀层的一种工艺[5]。根据电化学的混合电位理论,研究者普遍认为化学镀铜过程中,基体表面同时伴随着下面两个反应的发生[6]:氧化反应:R→O+2e-;还原反应:CuL2++2e-→Cu+L
以甲醛为还原剂的总反应方程式为:
Cu2++2HCHO+40H-→Cu + 2HCOO - +H2↑+H2O
(L为络合剂,R为还原剂,O为还原剂的氧化态)。
2.1 石墨粉表面化学镀铜
复合材料中的石墨镀铜具有很大的优点,其不仅保留了石墨自有的润滑性、低的比重值与膨胀系数以及具有优良的耐腐蚀性,同时又兼具金属铜的高强度、高导电率以及良好的延展性,因此石墨镀铜在材料喷涂、轴承润滑、冶金复合材料、电刷电工零件等方面应用十分广泛。
石墨致密的微孔结构使其具有自催化功能,因此在镀铜过程中,不需要加入活化剂或者将其活化就可以直接在其表面施镀,且镀铜层密度较均匀,镀液稳定性好。镀铜效果与石墨的微孔大小成正比,石墨颗粒越小,催化镀铜的效果越好。
在石墨镀铜工艺过程中,提高基础材料与镀铜镀层的结合力,可以通过对石墨材料进行预处理来完成。通过对石墨粉末分散性的敏化剂及活化剂进行改善,则可以提高镀铜镀层的连接性与厚度[7]。李春林、陈建、代淑维等[8]将苯骈三氮唑使用酒精溶解,提高了溶解度,在控制镀铜工艺速度条件下,使用铁粉作还原剂,得到了较好的镀铜效果。黄鑫、贺子凯、王贵青[9-11]等采用亲水化和表面粗化→敏化与活化→还原→烘干的镀前预处理工艺,通过改善铜碳界面的相混相溶性,将铜的优良导电性与碳优良的润滑性最大实用化,得到了平均厚度7.1µm的镀铜层。当改变主盐类、还原剂的浓度以及温度、装载量时,所得的化学镀铜层的外观、镀液和镀速的稳定性等发生了较大变化。经优化后镀铜工艺参数变为:CuSO4•5H2O