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化学镀铜液的配方

(2010-07-27 08:24:52)
标签:

cu

化学镀

铜液

金属铜

络合剂

杂谈

     

硫酸铜

5g/L

甲醛

1OmL/L

酒石酸钾钠

25g/L

稳定剂

0.1mg/L

氢氧化钠

7g/L

   

   这个配方中硫酸铜是主盐,是提供我们需要镀出来的金属的主要原料。酒石酸钾钠称为络合剂,是保持铜离子稳定和使反应速度受到控制的重要成分。氢氧化钠能维持镀液的pH值并使甲醛充分发挥还原作用。而甲醛则是使二价铜离子还原为金属铜的还原剂,是化学镀铜的重要成分。稳定剂则是为了防止当镀液被催化而发生铜的还原后,能对还原的速度进行适当控制,防止镀液自己剧烈分解而导致镀液失效。

 

化学镀铜当以甲醛为还原剂时,是在碱性条件下进行的,铜离子则需要有络合剂与之形成络离子,以增加其稳定性。常用的络合剂有酒石酸盐、EDTA、多元醇、胺类化合物、乳酸、柠檬酸盐等。我们可以用如下通式表示铜络离子:Cu2+·络合物,则化学镀铜还原反应的表达式如下:

 

Cu2+·络合物+2HCH0+40H一一Cu+2HC00+H2+2H20+络合物

 

这个反应需要催化剂催化才能发生,因此适合于经活化处理的非金属表面,但是在反应开始后,当有金属铜在表面开始沉积出来,铜层就作为进一步反应的催化剂而起催化作用,使化学镀铜得以继续进行。这与化学镀镍的自催化原理是一样的。当化学镀铜反应开始以后,还有一些副反应也会发生:

 

2HCHO+OH→CH30H+HCOO-

 

这个反应也叫“坎尼扎罗反应”,它也是在碱性条件下进行的,将消耗掉一些甲醛。

 

2Cu2++HCHO+50H→Cu20+HC00一+3H20

 

这是不完全还原反应,所产生的氧化亚铜会进一步反应:

 

Cu20+2HCHO+20H→2Cu+H2+H20+2HC00

 

Cu20+H20→2Cu++20H

 

也就是说,一部分还原成金属铜外,还有一部分还原成为一价铜离子。一价铜离子的产生对化学镀铜是不利的,因为它会进一步发生歧化反应,还原为金属铜和二价铜离子:

 

   2Cu+→Cu+Cu2+

 

这种由一价铜还原的金属铜是以铜粉的形式出现在镀液中的,铜粉成为进一步催化化学镀的非有效中心,当分布在非金属表面时,会使镀层变得粗糙,而当分散在镀液中时,会使镀液很快分解而失效。

 

相关:镀铜工艺     pcb镀铜              其他镀种:镀铬   镀镍    镀锌

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