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化学镀的过程

   化学镀通常称为无电源电镀,它是利用还原剂使金属盐中的金属离子还原成原子状态并在4片表面上沉积下来从而获得膜层的一种方法.它与化学沉积法同属于不通电而靠化学反应沉积的镀膜方法。两者的区别在于:化学镀的还原反应必须在催化剂的作用下才能进行,而且沉积反应只发生在镀件的表面上,而化学沉积法的还原反应却是在整个溶液中均匀发生的,只有一部分金属层镀在镀件上,大部分则成为金属粉末沉积下来。也就是说化学镀的过程是在有催化条件下发生在镀层(基片)上的氧化还原过程。在这种镀膜过程中.溶液中的金属离子被生长着的铰层表面所催化.并且不断还原而沉积在基体表面上。因此基体材料表面的催化作用相当重要,周期表中V、Ⅲ族金属元素都具有在化学镀过程中所需的催化效应。
   上述的催化剂主要指的是敏化剂和活化剂.它可以促使化学镀过程发生在具有催化活性的镀件表面。如果被镀金属本身不能自动催化,则在镀件的活性表面被沉积金属全部扭盖之后,其沉积过程便自动停止.相反,像Ni,Co,Fe,Cu和Cr等金属,其本身对还原反应具有催化作用,可使镀覆反应得以继续进行,直到膜厚达到所需厚度并取出镀件,反应才会停止。这种依靠被镀金属自身催化作用的化学镀称为自催化化学镀。一般的化学镀均是这类自催化化学镀。白催化化学镀具有以下特点:
   (1)可在复杂的镀件表面形成均匀的铰层;
   (2)膜层孔隙率低;
   (3)可直接在塑料、陶瓷、玻璃等非导体上镀膜;
   (4)不播要电源,没有电极;
   (5)镀层有特殊的物理、化学性质。
   在化学镀中,所用还原剂的电离电位.必须比沉积金属电极的电位低,但二者电位差又不宜过大.常用的还原剂有次磷酸盐和甲醛,前者用来镀Ni,后者用来镀Cu.还原剂必须提供金属离子还原时所需电子,即
                                     M4"+ne- M
   这种反应只能在具有催化性质的镀件表面_卜进行,才能得到镀层,并且一旦沉积开始,沉积出来的金属就必须继续这种催化功能,沉积过程才能继续进行,镀层才能加厚。因此,从这个愈义上讲,化学镀必然是一种受控的自催化的化学还原过程。
   化学镀镍是利用镍盐溶液在强还原剂次磷酸盐的作用下,使镍离子还原成金属镍.同时次磷酸盐分解析出磷,在具有催化表面的基体上,获得镍磷合金的沉积膜。其反应过程为

                     H2POO-+ H20一H P03卜+H十+2H
                             Ni2++2H一Ni十2H'
                                 2H一}I:个
                         H2 P02一+H一H2O十OH-+ P
由此得出次磷酸的氧化和镍离子的还原的反应式为
                 Ni2*'十H2 P(1,一+H2O一HPO,2-十3H'+ Ni