現(xiàn)代鍍覆技術(shù)第五部分──其他化學(xué)鍍

唐春華

（泉州市創(chuàng)達(dá)表面處理公司，福建 泉州 362000）

1 化學(xué)鍍銀

1.1 葡萄糖化學(xué)鍍銀

【配方1】[1]甲液：硝酸銀3 g/L，氫氧化鈉2 g/L；乙液：葡萄糖2 g/L，氨水適量，穩(wěn)定劑適量。使用時(shí)甲液、乙液混合，pH = 11，25 °C。適用于滌綸織物化學(xué)鍍銀，鍍層均勻、致密、平整，厚度0.01 mm，抗紫外線和抗靜電性能好。

【配方2】[2]甲液：硝酸銀10 g/L，氨水60 mL/L，乙二胺20 mL/L，氫氧化鉀5 g/L；乙液：葡萄糖10 g/L，酒石酸鉀鈉2.5 g/L，乙醇30 mL/L，聚乙二醇50 mg/L。使用時(shí)甲液、乙液混合，30 °C，時(shí)間視厚度而定(一般80 min)。適用于芳綸纖維化學(xué)鍍銀，鍍層電阻率低(0.3 ～ 0.4 Ω/cm)，結(jié)晶緊密。本工藝使用氨水?乙二胺(EN)雙配位劑，鍍液穩(wěn)定性比使用單一配位劑時(shí)好，氨水用量大幅度降低。添加聚乙二醇還能改善均鍍性。由于[Ag(OH)2EN2]的穩(wěn)定性比[Ag(NH3)2]+高，增大乙二胺濃度能促進(jìn)銀離子與乙二胺的配位，提高鍍液的穩(wěn)定性，降低反應(yīng)速率，使更多的銀離子沉積在基體表面，令增重率不斷增加。但乙二胺含量過(guò)高，增重率反而降低。

【配方3】[3]硝酸銀3 ～ 40 g/L，葡萄糖6 ～ 80 g/L(2倍于硝酸銀)，乙醇5%，PVP(聚乙烯吡咯烷酮，作為分散劑)少量；pH = 10 ～ 11。適用于鉛球化學(xué)鍍銀，鍍層均勻致密，晶粒圓滑，單質(zhì)銀晶粒直徑為20 μm。必須控制硝酸銀含量不能過(guò)高，否則銀離子有團(tuán)聚現(xiàn)象。操作過(guò)程：(1)在室溫下用pH = 8.5(用Tris–HCl調(diào)節(jié))的2 g/L多巴胺溶液處理，攪拌反應(yīng)24 h，抽濾后洗滌、干燥；(2)將沉積了聚多巴胺的鉛球置于銀氨溶液中，室溫下磁力攪拌30 min，然后逐滴加入葡萄糖溶液，反應(yīng)1 h后用去離子水清洗，抽濾、洗滌、干燥。鉛球表面均勻包覆的聚多巴胺對(duì)銀粒子具有強(qiáng)吸附性，可達(dá)到金屬化的要求，符合操作簡(jiǎn)單、成本低、污染小的生產(chǎn)條件。

【配方4】[4]還原液：葡萄糖16 g，酒石酸鉀鈉0.5 g，乙醇8 mL，聚乙二醇0.15 g，去離子水200 mL。氧化液：(1)將2 g硝酸銀榮譽(yù)50 mL去離子水中，逐滴加氨水，溶液變渾濁，繼續(xù)滴至溶液澄清；(2)將氫氧化鉀1.2 g溶于10 mL去離子水中，倒入(1)液變深棕色后滴加氨水至溶液澄清；(3)加入乙二胺4 mL。使用時(shí)，室溫，超聲波振蕩，1.5 h。適用于棉織物化學(xué)鍍銀，鍍銀織物的方阻約為30 mΩ，具有良好的導(dǎo)電性，電磁屏蔽效能為40 ～ 80 dB，耐蝕性好，可作為柔性導(dǎo)電材料或電磁屏蔽材料使用。

【配方5】[5]銀氨溶液：硝酸銀20 g/L，用去離子水60 mL攪拌溶解后，緩慢滴加氨水至沉淀溶解。還原液：葡萄糖35 g/L，聚乙烯吡咯烷酮1.2 g、酒石酸鉀鈉2 g溶于170 mL水中，并加入無(wú)水乙醇(穩(wěn)定劑)20 mL、聚乙二醇20 mL。適用于玻璃纖維化學(xué)鍍銀，可賦予玻璃纖維優(yōu)良的導(dǎo)電性，作為環(huán)氧樹(shù)脂導(dǎo)電填料，制取導(dǎo)電材料。工業(yè)流程：除油(無(wú)水乙醇)→粗化(氟化銨10 g/L，氫氟酸30 mL/L；常溫，10 min)→水洗→真空抽濾(反復(fù)5次)→硅烷處理(50%乙醇溶液中加入KH550 3 mL，直至KH550水解完全，溶液澄清透明)→水洗→真空抽濾(同上)→活化(硝酸銀5 g/L；室溫，10 min)→化學(xué)鍍銀。利用硅烷偶聯(lián)劑水解后生成硅醇，可與粗化后的玻璃纖維表面的羥基發(fā)生反應(yīng)，生成穩(wěn)定的Si─O─Si并吸附在玻璃表面，成為后續(xù)的活性中心，即可化學(xué)鍍銀。

1.2 硫脲化學(xué)鍍銀

【配方6】[6]硝酸銀20 ～ 25 g/L，硫脲(穩(wěn)定劑)100 ～ 180 g/L；pH = 1 ～ 2，130 ～ 180 s (90 ～ 120 s最佳)。適用于黃銅基體無(wú)氰鍍銀前浸銀，鍍層結(jié)合力牢，解決了無(wú)氰鍍銀(如硫代硫酸鈉體系)采用傳統(tǒng)的浸銀工藝(硫脲200 ～ 222 g/L)而引起銀層脫落、鼓泡等質(zhì)量問(wèn)題。

1.3 溴化物化學(xué)鍍銀

【配方7】[7]硝酸銀0.8 ～ 1.3 g/L，溴化鈉480 ～ 520 g/L，乙二胺0.9 ～ 1.8 g/L，2,2′?聯(lián)吡啶0.01 ～0.02 g/L，硼砂10 g/L；pH = 7 ～ 8，45 ～ 55 °C，10 min。適用于PCB(印制線路板)化學(xué)鍍銀，鍍層呈光亮銀白色，起裝飾性作用。印制線路板基體經(jīng)酸蝕、微蝕等預(yù)處理，利用表面覆銅層與溶液中的銀鹽發(fā)生置換反應(yīng)而獲得銀層。

1.4 硫酸肼化學(xué)鍍銀

【配方8】[8]硫酸肼100 mg，銀氨離子1.5 g；室溫，10 min。適用于聚乙烯(PE)膜噴涂銀，先噴涂硫酸肼，再?lài)娡裤y氨溶液，硫酸肼還原速度快。工藝流程：除油(磷酸氫二鈉10 g/L；60 °C，30 min)→膨潤(rùn)(正己烷，30 °C，30 min)→水漂洗3次→堿蝕→水漂洗3次→活化(氯化鈀0.6 g/L，鹽酸0.6 g/L；30 °C，5 min)→噴涂銀。

2 化學(xué)鍍錫

2.1 氯化物體系化學(xué)鍍錫

【配方9】[9]氯化亞錫(SnCl2·2H2O)40 g/L，硫脲20 g/L，酒石酸40 g/L，檸檬酸40 g/L，次磷酸鈉20 g/L，對(duì)苯二酚2 g/L；pH = 0.72，80 °C，30 min。適用于銅基體化學(xué)鍍錫。該工藝的特點(diǎn)是：(1)鍍速明顯大于硫脲單配位體系(高95%)和硫脲?酒石酸雙配位體系(高65.9%)，最高3.12 μm/h；(2)檸檬酸作為錫離子的主配位體，與錫離子生成較穩(wěn)定的配離子，抑制錫離子的水解，而酒石酸是錫離子的輔配位體，故鍍液穩(wěn)定；(3)鍍層均勻細(xì)致，潔白光亮，耐蝕性、結(jié)合力、可焊性好。

【配方10】[10]氯化亞錫10 g/L，次磷酸鈉5 g/L，硫脲30 g/L；pH = 2，60 °C，4 min。適用于黃銅化學(xué)鍍錫。基體鍍前化學(xué)拋光，以提高表面平整性，利于施鍍。拋光液中硝酸和鹽酸均為少量，25 °C，3 min。

【配方11】[11]氯化亞錫10 g/L，硫酸5 mL/L，硫脲15 g/L，次磷酸鈉5 g/L，光亮劑1 mL/L；室溫，1 min。適用于黃銅拉鏈化學(xué)鍍錫。工藝流程：化學(xué)拋光(雙氧水250 mL/L，硝酸40 mL/L；室溫，1 min)→流水沖洗→化學(xué)鍍錫→流水沖洗→弱堿蝕(碳酸鈉10%；室溫，10 ～ 20 s)→流水洗→鈍化(苯駢三氮唑2 g/L，鉬酸鈉8 g/L，磷酸鈉11 g/L，醚類(lèi)非離子表面活性劑0.8 mL/L；30 °C，2 min)。該鈍化膜防變色效果較好，鹽霧試驗(yàn)24 h不變色，酶洗(CH–101中性酵素粉1 g/L，40 °C，攪拌1 h)不掉色，高溫烘烤(120 °C，10 min)也不掉色。

【配方12】[12]氯化亞錫5 ～ 30 g/L(最佳10 g/L)，硫脲30 ～ 40 g/L(最佳30 g/L)，檸檬酸30 ～ 35 g/L，次磷酸鈉1 ～ 20 g/L(最佳5 g/L)，穩(wěn)定劑少量；pH = 1 ～ 4(最佳pH = 2)，25 ～ 80 °C(最佳60 °C)，1 ～15 min (最佳4 min)，厚度30 μm。適用于黃銅化學(xué)鍍錫，鍍層呈均勻的銀白色，組織致密，無(wú)結(jié)痂。

2.2 硫酸鹽體系化學(xué)鍍錫

【配方13】[13]硫酸亞錫25 g/L，濃硫酸40 mL/L，硫脲100 g/L，次磷酸鈉100 g/L，檸檬酸30 g/L，明膠1.5 g/L，OP?乳化劑10 mL/L，對(duì)苯二酚5 g/L，PPS(丙烷磺酸吡啶鎓鹽光亮劑)10 ～ 40 mg/L，DEP(二乙胺基戊炔二醇光亮劑)30 ～ 50 mg/L；45 °C，30 min。適用于PCB化學(xué)鍍錫，鍍層結(jié)晶細(xì)致平整，結(jié)合力良好，未發(fā)現(xiàn)鍍層中有銅錫化合物，保證了錫層的有效厚度，有利于提高焊接性能，而且抑制了晶須的產(chǎn)生。工藝流程：化學(xué)除油(氫氧化鈉10 g/L，碳酸鈉25 g/L，磷酸三鈉30 g/L，硅酸鈉25 g/L，乳化劑1 mL/L；75 °C)→自來(lái)水洗→蒸餾水洗→活化(稀硫酸)→蒸餾水洗→微蝕(含有硫酸的溶液，30 s)→水洗→預(yù)鍍(除省去化學(xué)鍍錫的添加劑外，其余成分與化學(xué)鍍錫相同；室溫，1 min)→化學(xué)鍍錫→稀酸漂洗→蒸餾水洗→干燥

【配方14】[14]硫酸亞錫20 ～ 28 g/L，濃硫酸10 ～ 43 mL/L，檸檬酸50 ～ 100 g/L，硫脲20 ～ 100 g/L，次磷酸鈉20 ～ 100 g/L，表面活性劑1 ～ 2 g/L；pH = 0.8，45 °C，15 ～ 30 min。適用于紫銅化學(xué)鍍錫。工藝流程：除油→微蝕→化學(xué)鍍錫→熱水洗2道。硫脲提高了銅、錫在鍍液中的電位差，促進(jìn)錫的置換。次磷酸鈉對(duì)錫的自催化還原作用比較弱，因?yàn)殄a基本上沒(méi)有自催化活性。

3 化學(xué)鍍金

【配方15】[15]氰化亞金鉀2 g/L，檸檬酸銨50 g/L，氯化銨70 g/L，偏亞硫酸鉀10 g/L，次磷酸鈉10 g/L。使用時(shí)調(diào)整pH至4.6，87 °C水浴，時(shí)間20 min，每隔5 min攪拌一次鍍液。適用于工程塑料化學(xué)鍍金。工藝流程：除油→微蝕→敏化→活化→化學(xué)鍍鎳→化學(xué)鍍金。其中除油分2道：第一道堿性，由1 mol/L氫氧化鈉、1 mol/L碳酸鈉和適量表面活性劑組成，第二道酸性，磷酸與水的體積比1∶4。微蝕溶液由水與濃硫酸按體積比1∶4混合而成，時(shí)間5 min。敏化采用含氯化亞錫5 g/L、鹽酸20 mL/L和金屬錫3 ～ 5粒(防亞錫氧化)組成，恒溫25 °C，時(shí)間5 min?；罨汉然Z0.1 g/L和濃鹽酸60 mL/L，室溫下活化2 ～ 3 min。化學(xué)鍍鎳的甲液含硫酸鎳6 g/L和醋酸鈉10 g/L，乙液為30 g/L次磷酸鈉溶液。使用時(shí)，甲液300 mL + 乳酸10 mL，攪拌均勻后加乙液300 mL + 丙酸2 mL、硫脲1 mL，調(diào)整pH至4.6，水浴恒溫87 °C，時(shí)間20 min，每3 ～ 5 min攪拌一次鍍液。

【配方16】[16]亞硫酸金鈉2 g/L，磷酸二氫鉀15 g/L，無(wú)水硫酸鈉13 g/L，添加劑聚乙二醇1.5 g/L或聚丙烯酰胺2 g/L；pH = 7，50 °C，10 min。適用于壓電陶瓷表面化學(xué)鍍金。添加劑(尤其是聚乙二醇)起到提高鍍速，令鍍層細(xì)致，增強(qiáng)鍍層耐蝕性(聚丙烯酰胺更強(qiáng))的作用。工藝流程：除油→粗化→敏化→活化→堿性化學(xué)鍍銅(pH = 9，45 °C，10 min)。

【配方17】[17]亞硫酸金鈉5 mmol/L，亞硫酸鈉0.3 mol/L，三乙醇胺0.1 mol/L，硫代硫酸鈉50 mmol/L，磷酸氫二鈉0.2 mol/L；pH = 6.5，60 °C，10 min，厚度0.05 μm，攪拌速率1 m/min。適用于PCB覆銅板或電子芯片化學(xué)鍍金(化學(xué)鍍鎳打底)，用于焊盤(pán)保護(hù)和封裝接觸面。鍍層厚度的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)小于10%，粗糙度為26.8，能滿足工業(yè)應(yīng)用要求?？紤]到三乙醇胺會(huì)嚴(yán)重降低鍍速，以硫代硫酸鈉增速。基體經(jīng)除油、微蝕、活化等前處理。

4 化學(xué)鍍鈀

【配方18】[18]氯化鈀0.1 ～ 0.8 g/L，鹽酸20 mL/L；室溫，1 ～ 2 min。適用于鉬銅合金基體復(fù)合鍍覆前的底層。工藝流程：除油→化學(xué)粗化(98%硫酸，陽(yáng)極刻蝕電流密度0.3 ～ 0.5 A/dm2，5 ～ 10 min)→化學(xué)鍍鈀→化學(xué)鍍鎳→化學(xué)鍍金。Pd對(duì)化學(xué)鍍鎳反應(yīng)具有一定的催化活性，改善了化學(xué)鍍鎳的施鍍性。通過(guò)基體粗化，增大了比表面積，最終提高了復(fù)合鍍層的結(jié)合力和鍍金層的焊接性(用X光測(cè)試焊接后的空洞率≤30%)，克服了原鉬銅合金比表面在高溫焊接過(guò)程中與鍍金層熱膨脹系數(shù)不匹配而引起的熱應(yīng)力增大，解決了鍍金層起泡、起皮等質(zhì)量問(wèn)題。

【配方19】[19]氯化鈀2.2 g/L，次磷酸鈉13.2 g/L，氨水(防沉淀劑)165 mL/L，氯化銨(緩沖劑)33 g/L；pH = 9.6，55 °C。適用于封裝基板ENEPIG(化學(xué)鎳?鈀?浸金)工藝中的化學(xué)鍍鈀，作為中間鍍層，起到阻擋鎳層與金溶液的接觸，避免浸金過(guò)程中鎳層發(fā)生氧化。本液鍍速可達(dá)48.3 g/(cm2·min)。次磷酸根離子水解脫氫并形成亞磷酸根，同時(shí)析出2個(gè)活化性初生態(tài)氫原子，吸附于鎳層表面使其活化。溶液中的Pd2+在鎳面上迅速還原，在催化鎳表面上沉積金屬鈀；鎳表面上的氫原子催化刺激次磷酸根氧化形成亞磷酸根并生成H2放出。

【配方20】[20]氯化鈀1 g/L，三乙醇胺20 g/L，檸檬酸銨8 g/L；pH = 2，65 °C。Pd2+被三乙醇胺、檸檬酸銨配位。適用于PCB化學(xué)鍍鈀，鍍層呈光亮的銀白色，耐蝕性和可焊性較好，鍍液穩(wěn)定，可取代鍍金。工藝流程：除油→酸蝕→活化→化學(xué)鍍鎳(pH = 4.5，80 °C)→化學(xué)鍍鈀。

5 化學(xué)鍍鐵

【配方21】[21]硫酸亞鐵(FeSO4·7H2O)35 g/L，酒石酸鉀鈉100 g/L，水合肼125 g/L，蔗糖3 g/L，硼酸10 g/L；pH = 12，40 °C，2 h，以鋁(>99%)構(gòu)成金屬偶進(jìn)行施鍍。該工藝以水合肼作為還原劑，雖然在鍍速上不及以硼氫化鉀作為還原劑的工藝，但與以次磷酸鈉作為還原劑的工藝相當(dāng)，而且鍍層結(jié)晶尺寸較小，耐蝕性最好，綜合性能較好。

6 化學(xué)鍍鈷及鈷鎳合金

【配方22】[22]硫酸鈷14.1 g/L，次磷酸鈉21.2 g/L，酒石酸鈉141.1 g/L，硼酸31 g/L；pH = 10(用氫氧化鈉調(diào)節(jié))，90 °C，1 h。適用于光纖布拉格光柵(FBG)化學(xué)鍍鈷，用于溫度傳感。鍍層結(jié)合力良好，F(xiàn)BG溫度傳感靈敏度隨鍍層厚度增加而提高，5 μm時(shí)的溫度傳感靈敏系數(shù)為12.21 pm/°C。

【配方23】[23]硫酸鈷0.1 mol/L，硫酸鎳0.1 mol/L，次磷酸鈉0.2 mol/L，酒石酸鈉0.4 mol/L，檸檬酸氫二銨0.4 mol/L，硼酸0.3 mol/L；pH = 11(以氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié))，70 °C，30 min，超聲波功率100 W。適用于紫銅化學(xué)鍍鈷/鎳合金。本工藝使用適當(dāng)功率超聲波來(lái)提高鍍速(達(dá)50 mg/h左右)，鍍層均勻、細(xì)致，粗糙度低至40 μm左右。