現代鍍覆技術第五部分──其他化學鍍

唐春華

（泉州市創達表面處理公司，福建 泉州 362000）

1 化學鍍銀

1.1 葡萄糖化學鍍銀

【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，穩定劑適量。使用時甲液、乙液混合，pH = 11，25 °C。適用于滌綸織物化學鍍銀，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。使用時甲液、乙液混合，30 °C，時間視厚度而定(一般80 min)。適用于芳綸纖維化學鍍銀，鍍層電阻率低(0.3 ～ 0.4 Ω/cm)，結晶緊密。本工藝使用氨水?乙二胺(EN)雙配位劑，鍍液穩定性比使用單一配位劑時好，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]的穩定性比[Ag(NH3)2]+高，增大乙二胺濃度能促進銀離子與乙二胺的配位，提高鍍液的穩定性，降低反應速率，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。適用于鉛球化學鍍銀，鍍層均勻致密，晶粒圓滑，單質銀晶粒直徑為20 μm。必須控制硝酸銀含量不能過高，否則銀離子有團聚現象。操作過程：(1)在室溫下用pH = 8.5(用Tris–HCl調節)的2 g/L多巴胺溶液處理，攪拌反應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銀粒子具有強吸附性，可達到金屬化的要求，符合操作簡單、成本低、污染小的生產條件。

【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50 mL去離子水中，逐滴加氨水，溶液變渾濁，繼續滴至溶液澄清；(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，室溫，超聲波振蕩，1.5 h。適用于棉織物化學鍍銀，鍍銀織物的方阻約為30 mΩ，具有良好的導電性，電磁屏蔽效能為40 ～ 80 dB，耐蝕性好，可作為柔性導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，并加入無水乙醇(穩定劑)20 mL、聚乙二醇20 mL。適用于玻璃纖維化學鍍銀，可賦予玻璃纖維優良的導電性，作為環氧樹脂導電填料，制取導電材料。工業流程：除油(無水乙醇)→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)→化學鍍銀。利用硅烷偶聯劑水解后生成硅醇，可與粗化后的玻璃纖維表面的羥基發生反應，生成穩定的Si─O─Si并吸附在玻璃表面，成為后續的活性中心，即可化學鍍銀。

1.2 硫脲化學鍍銀

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

1.3 溴化物化學鍍銀

【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)化學鍍銀，鍍層呈光亮銀白色，起裝飾性作用。印制線路板基體經酸蝕、微蝕等預處理，利用表面覆銅層與溶液中的銀鹽發生置換反應而獲得銀層。

1.4 硫酸肼化學鍍銀

【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，再噴涂銀氨溶液，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(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 化學鍍錫

2.1 氯化物體系化學鍍錫

【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，對苯二酚2 g/L；pH = 0.72，80 °C，30 min。適用于銅基體化學鍍錫。該工藝的特點是：(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，故鍍液穩定；(3)鍍層均勻細致，潔白光亮，耐蝕性、結合力、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。適用于黃銅化學鍍錫?；w鍍前化學拋光，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鍍錫。工藝流程：化學拋光(雙氧水250 mL/L，硝酸40 mL/L；室溫，1 min)→流水沖洗→化學鍍錫→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。適用于黃銅化學鍍錫，鍍層呈均勻的銀白色，組織致密，無結痂。

2.2 硫酸鹽體系化學鍍錫

【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化學鍍錫，鍍層結晶細致平整，結合力良好，未發現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生。工藝流程：化學除油(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→預鍍(除省去化學鍍錫的添加劑外，其余成分與化學鍍錫相同；室溫，1 min)→化學鍍錫→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。適用于紫銅化學鍍錫。工藝流程：除油→微蝕→化學鍍錫→熱水洗2道。硫脲提高了銅、錫在鍍液中的電位差，促進錫的置換。次磷酸鈉對錫的自催化還原作用比較弱，因為錫基本上沒有自催化活性。

3 化學鍍金

【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。使用時調整pH至4.6，87 °C水浴，時間20 min，每隔5 min攪拌一次鍍液。適用于工程塑料化學鍍金。工藝流程：除油→微蝕→敏化→活化→化學鍍鎳→化學鍍金。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，時間5 min。活化液含氯化鈀0.1 g/L和濃鹽酸60 mL/L，室溫下活化2 ～ 3 min?；瘜W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，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，調整pH至4.6，水浴恒溫87 °C，時間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鍍金。添加劑(尤其是聚乙二醇)起到提高鍍速，令鍍層細致，增強鍍層耐蝕性(聚丙烯酰胺更強)的作用。工藝流程：除油→粗化→敏化→活化→堿性化學鍍銅(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鍍金(化學鍍鎳打底)，用于焊盤保護和封裝接觸面。鍍層厚度的相對標準偏差(RSD)小于10%，粗糙度為26.8，能滿足工業應用要求?？紤]到三乙醇胺會嚴重降低鍍速，以硫代硫酸鈉增速?；w經除油、微蝕、活化等前處理。

4 化學鍍鈀

【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合鍍覆前的底層。工藝流程：除油→化學粗化(98%硫酸，陽極刻蝕電流密度0.3 ～ 0.5 A/dm2，5 ～ 10 min)→化學鍍鈀→化學鍍鎳→化學鍍金。Pd對化學鍍鎳反應具有一定的催化活性，改善了化學鍍鎳的施鍍性。通過基體粗化，增大了比表面積，最終提高了復合鍍層的結合力和鍍金層的焊接性(用X光測試焊接后的空洞率≤30%)，克服了原鉬銅合金比表面在高溫焊接過程中與鍍金層熱膨脹系數不匹配而引起的熱應力增大，解決了鍍金層起泡、起皮等質量問題。

【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(化學鎳?鈀?浸金)工藝中的化學鍍鈀，作為中間鍍層，起到阻擋鎳層與金溶液的接觸，避免浸金過程中鎳層發生氧化。本液鍍速可達48.3 g/(cm2·min)。次磷酸根離子水解脫氫并形成亞磷酸根，同時析出2個活化性初生態氫原子，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化學鍍鈀，鍍層呈光亮的銀白色，耐蝕性和可焊性較好，鍍液穩定，可取代鍍金。工藝流程：除油→酸蝕→活化→化學鍍鎳(pH = 4.5，80 °C)→化學鍍鈀。

5 化學鍍鐵

【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%)構成金屬偶進行施鍍。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，而且鍍層結晶尺寸較小，耐蝕性最好，綜合性能較好。

6 化學鍍鈷及鈷鎳合金

【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(用氫氧化鈉調節)，90 °C，1 h。適用于光纖布拉格光柵(FBG)化學鍍鈷，用于溫度傳感。鍍層結合力良好，FBG溫度傳感靈敏度隨鍍層厚度增加而提高，5 μm時的溫度傳感靈敏系數為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(以氫氧化鈉溶液調節)，70 °C，30 min，超聲波功率100 W。適用于紫銅化學鍍鈷/鎳合金。本工藝使用適當功率超聲波來提高鍍速(達50 mg/h左右)，鍍層均勻、細致，粗糙度低至40 μm左右。