惯例的塑料电镀铜工艺流程为:除了油→粗化→胶体钯活化→减速→化学镀铜→电镀铜。因为化学镀铜进程中应用具备致癌的甲醛作复原剂,重大要挟操作者的平安。1963年D.A.Radovsky[1]创造了间接电镀,该技巧正在20世纪80年月完成产业化,此时的间接电镀技巧普通用正在印刷电路板的孔金属化工艺中。1996年,Atotech公司创造了Futuron工艺[2],次要用正在ABS及其合金资料上,该工艺的流程为:除了油→粗化→Futuron活化→铜置换锡→电镀铜。该工艺尽管有其优胜性,但也有不成防止的缺陷,如容易漏镀、起镀慢、价钱贵。

　　MacdermidCo.公司于1991年创造了Phoenix工艺[3]。它的特性是应用次亚磷酸钠为复原剂替代甲醛,先发作化学镀铜,使塑料外表笼罩一导电铜层,而后正在化学镀铜溶液中进行间接电镀铜。该工艺的特性是:(1)用次亚磷酸钠做复原剂替代了甲醛;(2)用化学镀做底层,防止了漏镀;(3)化学镀落后行电镀很容易。但该工艺只使用正在印刷电路板上,如用于香港OPC电路板厂的多层板上,然而未将其用正在ABS塑料及其合金上。

　　以次亚磷酸钠作复原剂化学镀铜,镀层厚度普通小于1μm,堆积的铜层对反响没有起催化作用。LiJun等[4]正在该体系中采纳Ni2+离子为再活化剂失去肯定厚度的镀层,并钻研了增加2 2′联吡啶对镀层功能的影响。

　　作者胜利地将Phoenix工艺用正在ABS塑料间接电镀上,并采纳2 2′联吡啶为增加剂进行镀铜。如今年夜局部工场正在ABS塑料电镀中采纳化学镀镍作为底层,而后进行电镀。若采纳本工艺(前解决步骤与化学镀镍同样)能够将化学镀以及电镀改成同一镀槽,缩长工序,节流用度。本反响次要分两步,即化学镀铜以及电镀铜(电镀液与化学镀液组成相反),化学镀进程中次亚磷酸钠次要起复原作用。本文的次要钻研内容是次亚磷酸钠正在电镀铜进程中的作用和没有同温度下镀层中磷含量确实定。

　　1　试验

　　化学镀铜液由如下成份组成:c(CuSO4)=0 04mol/L,c(次亚磷酸钠)=0 28mol/L,c(柠檬酸钠)=0 051mol/L,c(硼酸)=0 485mol/L,和ρ(2 2′联吡啶)=5mg/L。溶液用去离子水配制,用NaOH调溶液的pH=9 2～9 6。化学镀铜温度维持正在(70±0 5)℃。电镀铜液与化学镀铜液组成相反,电镀时温度为15～70℃。能够正在同一镀槽中电镀,为管制温度,也可正在两个镀液组成相反而温度没有同的镀槽中电镀。

　　ABS塑料前解决工艺为:碱除了油→高铬酸粗化→亚硫酸钠溶液复原→HCl溶液预浸→胶体钯活化→NaOH溶液解胶→化学镀铜。通过化学镀铜5min后的试片为工作电极,正在电镀液中做轮回伏安测试。

　　用原子力显微镜(简称AFM,美国MolecularImaging公司的PicoScan/PicoSPM)来察看镀铜层的外表描摹;用X射线荧光光谱仪(简称XRF,德国Bruker公司的S4Explorer)来剖析镀层中元素含量;用电化学工作站(CHI660,上海辰华公司)来丈量镀液的轮回伏安(CV)特点。CV丈量采纳三电极体系,Pt为对电极,甘汞电极为参比电极,Pt片、化学镀铜片辨别为工作电极。

　　2　后果与探讨

　　2.1　次亚磷酸钠正在15℃的作用

　　15℃时,次亚磷酸钠正在溶液中没有发作化学镀反响,正在铜电极以及铂电极上都没有发作电复原反响。为了钻研次亚磷酸钠的作用,试验中采纳没有含铜离子的镀液。如图1中曲线1,以Pt为工作电极,电镀溶液(pH=9 5)中不Cu2+,当-850mV

　　图1中曲线2以及3均以化学镀铜片为工作电极。曲线3中没有含有Cu2+以及次亚磷酸钠,当E<-1100mV时,Cu上开端发作阴极吸氢反响;当E=-270～-260mV时,有一个小的峰,由于溶液中没有存正在铜盐以及次亚磷酸钠,以是该峰没有是复原峰,而是镀液中某些离子正在Cu外表的吸附峰。曲线2中含有次亚磷酸钠而不Cu2+离子,其阴极吸氢反响的电位值与曲线3相反,因为次亚磷酸钠的存正在,使曲线2的析氢峰比曲线3要高,且正在-270～-260mV左近也有一个吸附峰。

　　从以上剖析患上出论断,15℃时,次亚磷酸钠正在镀液中很稳固,正在Pt电极以及Cu电极上都没有发作化学镀反响以及电复原反响。

　　2.2　50℃没有含铜离子电镀液中次亚磷酸钠的作用

　　以次亚磷酸钠为复原剂的化学镀铜反响一旦开端,正在50℃依然能够进行化学镀反响。图2是以化学镀铜片为工作电极,50℃没有含铜离子的镀液(pH=9 5)的轮回伏安图。

　　负扫进程中,E=-270mV时的Ads峰是吸附峰,与图1相似。第2个峰(E-Re)正在E=-580mV处,为复原峰,因为溶液中没有含铜离子,以是复原峰没有是由铜惹起的,而是次亚磷酸钠正在铜电极上的电复原峰,其电极反响以下:

　　正扫进程中,E=-1030mV为次亚磷酸钠的化学反响,与负扫进程E=-1080mV的峰同样。E=-180mV为Cu-P合金的氧化峰,此时,Cu氧化为Cu+,正在碱性前提下天生Cu+ complex(一价铜络合物,下同),并吸附正在铜电极的外表。E=0mV处为Cu+ complex的氧化峰,正在络合剂的存正在下,反响天生Cu2+ complex(二价铜络合物,下同)。图3是以化学镀铜片(5min)为工作电极,50℃含铜离子没有含次亚磷酸钠的镀液(pH=9 5)的轮回伏安图。负扫进程中,E=-400～-270mV时的峰是吸附峰(Ads),与图一、2中相似。第2个峰正在E=-830～-780mV处,为二价铜络合物的复原峰(Re);正扫进程中有两个氧化峰,第1个正在E=-190～-160mV处为Cu氧化为Cu+ complex,E=0mV左近为Cu+ complex氧化为Cu2+ complex的氧化峰,与图2后果相似。

　　2.3　70℃电镀液中次亚磷酸钠的作用

　　2.4　没有同温度下镀层的描摹及其磷含量

　　将解决好的试片辨别进行化学镀铜5min后,正在没有同温度进行电镀,失去。能够看出,高温下所取得的镀层比拟致密,外表毛糙度较小。跟着温度的降低,镀层外表的毛糙度增年夜,外表堆积层的粒子也逐步变年夜。

　　15℃时,应用纯Pt片正在电镀溶液进行电镀铜5min,所患上试样为Pt-Cu;50℃时,将ABS化学镀铜(5min)正在电镀铜溶液中进行电镀5min,所患上试样为ABS-Cu。将两试样辨别做XRF测试,后果见图6以及图7。