现代镀覆技术第五部分──其他化学镀

唐春华

（泉州市创达表面处理公司，福建 泉州 362000）

1 化学镀银

1.1 葡萄糖化学镀银

【配方1】[1]甲液：硝酸银3 g/L，氢氧化钠2 g/L；乙液：葡萄糖2 g/L，氨水适量，稳定剂适量。使用时甲液、乙液混合，pH = 11，25 °C。适用于涤纶织物化学镀银，镀层均匀、致密、平整，厚度0.01 mm，抗紫外线和抗静电性能好。

【配方2】[2]甲液：硝酸银10 g/L，氨水60 mL/L，乙二胺20 mL/L，氢氧化钾5 g/L；乙液：葡萄糖10 g/L，酒石酸钾钠2.5 g/L，乙醇30 mL/L，聚乙二醇50 mg/L。使用时甲液、乙液混合，30 °C，时间视厚度而定(一般80 min)。适用于芳纶纤维化学镀银，镀层电阻率低(0.3 ～ 0.4 Ω/cm)，结晶紧密。本工艺使用氨水−乙二胺(EN)双配位剂，镀液稳定性比使用单一配位剂时好，氨水用量大幅度降低。添加聚乙二醇还能改善均镀性。由于[Ag(OH)2EN2]的稳定性比[Ag(NH3)2]+高，增大乙二胺浓度能促进银离子与乙二胺的配位，提高镀液的稳定性，降低反应速率，使更多的银离子沉积在基体表面，令增重率不断增加。但乙二胺含量过高，增重率反而降低。

【配方3】[3]硝酸银3 ～ 40 g/L，葡萄糖6 ～ 80 g/L(2倍于硝酸银)，乙醇5%，PVP(聚乙烯吡咯烷酮，作为分散剂)少量；pH = 10 ～ 11。适用于铅球化学镀银，镀层均匀致密，晶粒圆滑，单质银晶粒直径为20 µm。必须控制硝酸银含量不能过高，否则银离子有团聚现象。操作过程：(1)在室温下用pH = 8.5(用Tris–HCl调节)的2 g/L多巴胺溶液处理，搅拌反应24 h，抽滤后洗涤、干燥；(2)将沉积了聚多巴胺的铅球置于银氨溶液中，室温下磁力搅拌30 min，然后逐滴加入葡萄糖溶液，反应1 h后用去离子水清洗，抽滤、洗涤、干燥。铅球表面均匀包覆的聚多巴胺对银粒子具有强吸附性，可达到金属化的要求，符合操作简单、成本低、污染小的生产条件。

【配方4】[4]还原液：葡萄糖16 g，酒石酸钾钠0.5 g，乙醇8 mL，聚乙二醇0.15 g，去离子水200 mL。氧化液：(1)将2 g硝酸银荣誉50 mL去离子水中，逐滴加氨水，溶液变浑浊，继续滴至溶液澄清；(2)将氢氧化钾1.2 g溶于10 mL去离子水中，倒入(1)液变深棕色后滴加氨水至溶液澄清；(3)加入乙二胺4 mL。使用时，室温，超声波振荡，1.5 h。适用于棉织物化学镀银，镀银织物的方阻约为30 mΩ，具有良好的导电性，电磁屏蔽效能为40 ～ 80 dB，耐蚀性好，可作为柔性导电材料或电磁屏蔽材料使用。

【配方5】[5]银氨溶液：硝酸银20 g/L，用去离子水60 mL搅拌溶解后，缓慢滴加氨水至沉淀溶解。还原液：葡萄糖35 g/L，聚乙烯吡咯烷酮1.2 g、酒石酸钾钠2 g溶于170 mL水中，并加入无水乙醇(稳定剂)20 mL、聚乙二醇20 mL。适用于玻璃纤维化学镀银，可赋予玻璃纤维优良的导电性，作为环氧树脂导电填料，制取导电材料。工业流程：除油(无水乙醇)→粗化(氟化铵10 g/L，氢氟酸30 mL/L；常温，10 min)→水洗→真空抽滤(反复5次)→硅烷处理(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→真空抽滤(同上)→活化(硝酸银5 g/L；室温，10 min)→化学镀银。利用硅烷偶联剂水解后生成硅醇，可与粗化后的玻璃纤维表面的羟基发生反应，生成稳定的Si─O─Si并吸附在玻璃表面，成为后续的活性中心，即可化学镀银。

1.2 硫脲化学镀银

【配方6】[6]硝酸银20 ～ 25 g/L，硫脲(稳定剂)100 ～ 180 g/L；pH = 1 ～ 2，130 ～ 180 s (90 ～ 120 s最佳)。适用于黄铜基体无氰镀银前浸银，镀层结合力牢，解决了无氰镀银(如硫代硫酸钠体系)采用传统的浸银工艺(硫脲200 ～ 222 g/L)而引起银层脱落、鼓泡等质量问题。

1.3 溴化物化学镀银

【配方7】[7]硝酸银0.8 ～ 1.3 g/L，溴化钠480 ～ 520 g/L，乙二胺0.9 ～ 1.8 g/L，2,2′−联吡啶0.01 ～0.02 g/L，硼砂10 g/L；pH = 7 ～ 8，45 ～ 55 °C，10 min。适用于PCB(印制线路板)化学镀银，镀层呈光亮银白色，起装饰性作用。印制线路板基体经酸蚀、微蚀等预处理，利用表面覆铜层与溶液中的银盐发生置换反应而获得银层。

1.4 硫酸肼化学镀银

【配方8】[8]硫酸肼100 mg，银氨离子1.5 g；室温，10 min。适用于聚乙烯(PE)膜喷涂银，先喷涂硫酸肼，再喷涂银氨溶液，硫酸肼还原速度快。工艺流程：除油(磷酸氢二钠10 g/L；60 °C，30 min)→膨润(正己烷，30 °C，30 min)→水漂洗3次→碱蚀→水漂洗3次→活化(氯化钯0.6 g/L，盐酸0.6 g/L；30 °C，5 min)→喷涂银。

2 化学镀锡

2.1 氯化物体系化学镀锡

【配方9】[9]氯化亚锡(SnCl2·2H2O)40 g/L，硫脲20 g/L，酒石酸40 g/L，柠檬酸40 g/L，次磷酸钠20 g/L，对苯二酚2 g/L；pH = 0.72，80 °C，30 min。适用于铜基体化学镀锡。该工艺的特点是：(1)镀速明显大于硫脲单配位体系(高95%)和硫脲−酒石酸双配位体系(高65.9%)，最高3.12 µm/h；(2)柠檬酸作为锡离子的主配位体，与锡离子生成较稳定的配离子，抑制锡离子的水解，而酒石酸是锡离子的辅配位体，故镀液稳定；(3)镀层均匀细致，洁白光亮，耐蚀性、结合力、可焊性好。

【配方10】[10]氯化亚锡10 g/L，次磷酸钠5 g/L，硫脲30 g/L；pH = 2，60 °C，4 min。适用于黄铜化学镀锡。基体镀前化学抛光，以提高表面平整性，利于施镀。抛光液中硝酸和盐酸均为少量，25 °C，3 min。

【配方11】[11]氯化亚锡10 g/L，硫酸5 mL/L，硫脲15 g/L，次磷酸钠5 g/L，光亮剂1 mL/L；室温，1 min。适用于黄铜拉链化学镀锡。工艺流程：化学抛光(双氧水250 mL/L，硝酸40 mL/L；室温，1 min)→流水冲洗→化学镀锡→流水冲洗→弱碱蚀(碳酸钠10%；室温，10 ～ 20 s)→流水洗→钝化(苯骈三氮唑2 g/L，钼酸钠8 g/L，磷酸钠11 g/L，醚类非离子表面活性剂0.8 mL/L；30 °C，2 min)。该钝化膜防变色效果较好，盐雾试验24 h不变色，酶洗(CH–101中性酵素粉1 g/L，40 °C，搅拌1 h)不掉色，高温烘烤(120 °C，10 min)也不掉色。

【配方12】[12]氯化亚锡5 ～ 30 g/L(最佳10 g/L)，硫脲30 ～ 40 g/L(最佳30 g/L)，柠檬酸30 ～ 35 g/L，次磷酸钠1 ～ 20 g/L(最佳5 g/L)，稳定剂少量；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。适用于黄铜化学镀锡，镀层呈均匀的银白色，组织致密，无结痂。

2.2 硫酸盐体系化学镀锡

【配方13】[13]硫酸亚锡25 g/L，浓硫酸40 mL/L，硫脲100 g/L，次磷酸钠100 g/L，柠檬酸30 g/L，明胶1.5 g/L，OP−乳化剂10 mL/L，对苯二酚5 g/L，PPS(丙烷磺酸吡啶鎓盐光亮剂)10 ～ 40 mg/L，DEP(二乙胺基戊炔二醇光亮剂)30 ～ 50 mg/L；45 °C，30 min。适用于PCB化学镀锡，镀层结晶细致平整，结合力良好，未发现镀层中有铜锡化合物，保证了锡层的有效厚度，有利于提高焊接性能，而且抑制了晶须的产生。工艺流程：化学除油(氢氧化钠10 g/L，碳酸钠25 g/L，磷酸三钠30 g/L，硅酸钠25 g/L，乳化剂1 mL/L；75 °C)→自来水洗→蒸馏水洗→活化(稀硫酸)→蒸馏水洗→微蚀(含有硫酸的溶液，30 s)→水洗→预镀(除省去化学镀锡的添加剂外，其余成分与化学镀锡相同；室温，1 min)→化学镀锡→稀酸漂洗→蒸馏水洗→干燥

【配方14】[14]硫酸亚锡20 ～ 28 g/L，浓硫酸10 ～ 43 mL/L，柠檬酸50 ～ 100 g/L，硫脲20 ～ 100 g/L，次磷酸钠20 ～ 100 g/L，表面活性剂1 ～ 2 g/L；pH = 0.8，45 °C，15 ～ 30 min。适用于紫铜化学镀锡。工艺流程：除油→微蚀→化学镀锡→热水洗2道。硫脲提高了铜、锡在镀液中的电位差，促进锡的置换。次磷酸钠对锡的自催化还原作用比较弱，因为锡基本上没有自催化活性。

3 化学镀金

【配方15】[15]氰化亚金钾2 g/L，柠檬酸铵50 g/L，氯化铵70 g/L，偏亚硫酸钾10 g/L，次磷酸钠10 g/L。使用时调整pH至4.6，87 °C水浴，时间20 min，每隔5 min搅拌一次镀液。适用于工程塑料化学镀金。工艺流程：除油→微蚀→敏化→活化→化学镀镍→化学镀金。其中除油分2道：第一道碱性，由1 mol/L氢氧化钠、1 mol/L碳酸钠和适量表面活性剂组成，第二道酸性，磷酸与水的体积比1∶4。微蚀溶液由水与浓硫酸按体积比1∶4混合而成，时间5 min。敏化采用含氯化亚锡5 g/L、盐酸20 mL/L和金属锡3 ～ 5粒(防亚锡氧化)组成，恒温25 °C，时间5 min。活化液含氯化钯0.1 g/L和浓盐酸60 mL/L，室温下活化2 ～ 3 min。化学镀镍的甲液含硫酸镍6 g/L和醋酸钠10 g/L，乙液为30 g/L次磷酸钠溶液。使用时，甲液300 mL + 乳酸10 mL，搅拌均匀后加乙液300 mL + 丙酸2 mL、硫脲1 mL，调整pH至4.6，水浴恒温87 °C，时间20 min，每3 ～ 5 min搅拌一次镀液。

【配方16】[16]亚硫酸金钠2 g/L，磷酸二氢钾15 g/L，无水硫酸钠13 g/L，添加剂聚乙二醇1.5 g/L或聚丙烯酰胺2 g/L；pH = 7，50 °C，10 min。适用于压电陶瓷表面化学镀金。添加剂(尤其是聚乙二醇)起到提高镀速，令镀层细致，增强镀层耐蚀性(聚丙烯酰胺更强)的作用。工艺流程：除油→粗化→敏化→活化→碱性化学镀铜(pH = 9，45 °C，10 min)。

【配方17】[17]亚硫酸金钠5 mmol/L，亚硫酸钠0.3 mol/L，三乙醇胺0.1 mol/L，硫代硫酸钠50 mmol/L，磷酸氢二钠0.2 mol/L；pH = 6.5，60 °C，10 min，厚度0.05 µm，搅拌速率1 m/min。适用于PCB覆铜板或电子芯片化学镀金(化学镀镍打底)，用于焊盘保护和封装接触面。镀层厚度的相对标准偏差(RSD)小于10%，粗糙度为26.8，能满足工业应用要求。考虑到三乙醇胺会严重降低镀速，以硫代硫酸钠增速。基体经除油、微蚀、活化等前处理。

4 化学镀钯

【配方18】[18]氯化钯0.1 ～ 0.8 g/L，盐酸20 mL/L；室温，1 ～ 2 min。适用于钼铜合金基体复合镀覆前的底层。工艺流程：除油→化学粗化(98%硫酸，阳极刻蚀电流密度0.3 ～ 0.5 A/dm2，5 ～ 10 min)→化学镀钯→化学镀镍→化学镀金。Pd对化学镀镍反应具有一定的催化活性，改善了化学镀镍的施镀性。通过基体粗化，增大了比表面积，最终提高了复合镀层的结合力和镀金层的焊接性(用X光测试焊接后的空洞率≤30%)，克服了原钼铜合金比表面在高温焊接过程中与镀金层热膨胀系数不匹配而引起的热应力增大，解决了镀金层起泡、起皮等质量问题。

【配方19】[19]氯化钯2.2 g/L，次磷酸钠13.2 g/L，氨水(防沉淀剂)165 mL/L，氯化铵(缓冲剂)33 g/L；pH = 9.6，55 °C。适用于封装基板ENEPIG(化学镍−钯−浸金)工艺中的化学镀钯，作为中间镀层，起到阻挡镍层与金溶液的接触，避免浸金过程中镍层发生氧化。本液镀速可达48.3 g/(cm2·min)。次磷酸根离子水解脱氢并形成亚磷酸根，同时析出2个活化性初生态氢原子，吸附于镍层表面使其活化。溶液中的Pd2+在镍面上迅速还原，在催化镍表面上沉积金属钯；镍表面上的氢原子催化刺激次磷酸根氧化形成亚磷酸根并生成H2放出。

【配方20】[20]氯化钯1 g/L，三乙醇胺20 g/L，柠檬酸铵8 g/L；pH = 2，65 °C。Pd2+被三乙醇胺、柠檬酸铵配位。适用于PCB化学镀钯，镀层呈光亮的银白色，耐蚀性和可焊性较好，镀液稳定，可取代镀金。工艺流程：除油→酸蚀→活化→化学镀镍(pH = 4.5，80 °C)→化学镀钯。

5 化学镀铁

【配方21】[21]硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)35 g/L，酒石酸钾钠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，以铝(>99%)构成金属偶进行施镀。该工艺以水合肼作为还原剂，虽然在镀速上不及以硼氢化钾作为还原剂的工艺，但与以次磷酸钠作为还原剂的工艺相当，而且镀层结晶尺寸较小，耐蚀性最好，综合性能较好。

6 化学镀钴及钴镍合金

【配方22】[22]硫酸钴14.1 g/L，次磷酸钠21.2 g/L，酒石酸钠141.1 g/L，硼酸31 g/L；pH = 10(用氢氧化钠调节)，90 °C，1 h。适用于光纤布拉格光栅(FBG)化学镀钴，用于温度传感。镀层结合力良好，FBG温度传感灵敏度随镀层厚度增加而提高，5 µm时的温度传感灵敏系数为12.21 pm/°C。

【配方23】[23]硫酸钴0.1 mol/L，硫酸镍0.1 mol/L，次磷酸钠0.2 mol/L，酒石酸钠0.4 mol/L，柠檬酸氢二铵0.4 mol/L，硼酸0.3 mol/L；pH = 11(以氢氧化钠溶液调节)，70 °C，30 min，超声波功率100 W。适用于紫铜化学镀钴/镍合金。本工艺使用适当功率超声波来提高镀速(达50 mg/h左右)，镀层均匀、细致，粗糙度低至40 µm左右。