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塑料電鍍銅工藝的技術介紹
來源:
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作者:200402wxsanxin
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發布時間: 2020-04-15
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塑料電鍍制品具有優良的性能，塑料件電鍍后，既保持了塑料的質量輕、抗蝕性能強、成型容易等特點，又賦予其金屬的導電性、裝飾性、導磁性、可焊性等，因此塑料電鍍制品應用非常廣泛。近年來，通訊技術快速發展，隨著移動電話的普及，人們對其外殼材料的電磁屏蔽性能提出了更高的要求。
常規的塑料電鍍銅工藝流程為：除油→粗化→膠體鈀活化→加速→化學鍍銅→電鍍銅。由于化學鍍銅過程中使用具有致癌的甲醛作還原劑，嚴重威脅操作者的安全。1963年D.A.Radovsky發明了直接電鍍，該技術在20世紀80年代實現工業化，此時的直接電鍍技術一般用在印刷電路板的孔金屬化工藝中。1996年，Atotech公司發明了Futuron工藝，主要用在ABS及其合金材料上，該工藝的流程為：除油→粗化→Futuron活化→銅置換錫→電鍍銅。該工藝雖然有其優越性，但也有不可避免的缺點，如容易漏鍍、起鍍慢、價格貴。
MacdermidCo.公司于1991年發明了Phoenix工藝。它的特點是使用次亞磷酸鈉為還原劑代替甲醛，先發生化學鍍銅，使塑料表面覆蓋一導電銅層，然后在化學鍍銅溶液中進行直接電鍍銅。該工藝的特點是：(1)用次亞磷酸鈉做還原劑代替了甲醛;(2)用化學鍍做底層，避免了漏鍍;(3)化學鍍后進行電鍍很容易。但該工藝只應用在印刷電路板上，如用于香港OPC電路板廠的多層板上，但是沒有將其用在ABS塑料及其合金上。
以次亞磷酸鈉作還原劑化學鍍銅，鍍層厚度一般小于1μm，沉積的銅層對反應不起催化作用。LiJun等在該體系中采用Ni2+離子為再活化劑得到一定厚度的鍍層，并研究了添加22′聯吡啶對鍍層性能的影響。
作者成功地將Phoenix工藝用在ABS塑料直接電鍍上，并采用22′聯吡啶為添加劑進行鍍銅?，F在國內大部分工廠在ABS塑料電鍍中采用化學鍍鎳作為底層，然后進行電鍍。若采用本工藝(前處理步驟與化學鍍鎳一樣)可以將化學鍍和電鍍改為同一鍍槽，縮短工序，節省費用。本反應主要分兩步，即化學鍍銅和電鍍銅(電鍍液與化學鍍液組成相同)，化學鍍過程中次亞磷酸鈉主要起還原作用。本文的主要研究內容是次亞磷酸鈉在電鍍銅過程中的作用以及不同溫度下鍍層中磷含量的確定。
一、實驗
化學鍍銅液由以下成分組成：c(CuSO4)=004mol/L，c(次亞磷酸鈉)=028mol/L，c(檸檬酸鈉)=0051mol/L，c(硼酸)=0485mol/L，以及ρ(22′聯吡啶)=5mg/L。溶液用去離子水配制，用NaOH調溶液的pH=92～96?；瘜W鍍銅溫度維持在(70±05)℃。電鍍銅液與化學鍍銅液組成相同，電鍍時溫度為15～70℃?？梢栽谕诲儾壑须婂?，為控制溫度，也可在兩個鍍液組成相同而溫度不同的鍍槽中電鍍。
ABS塑料前處理工藝為:堿除油→高鉻酸粗化→亞硫酸鈉溶液還原→HCl溶液預浸→膠體鈀活化→NaOH溶液解膠→化學鍍銅。經過化學鍍銅5min后的試片為工作電極,在電鍍液中做循環伏安測試。
用原子力顯微鏡(簡稱AFM,美國Molecular Imaging公司的PicoScan/PicoSPM)來觀察鍍銅層的表面形貌;用X射線熒光光譜儀(簡稱XRF,德國Bruker公司的S4Explorer)來分析鍍層中元素含量;用電化學工作站(CHI660,上海辰華公司)來測量鍍液的循環伏安(CV)特性。CV測量采用三電極體系,Pt為對電極,甘汞電極為參比電極,Pt片、化學鍍銅片分別為工作電極。
常規的塑料電鍍銅工藝流程為：除油→粗化→膠體鈀活化→加速→化學鍍銅→電鍍銅。由于化學鍍銅過程中使用具有致癌的甲醛作還原劑，嚴重威脅操作者的安全。1963年D.A.Radovsky發明了直接電鍍，該技術在20世紀80年代實現工業化，此時的直接電鍍技術一般用在印刷電路板的孔金屬化工藝中。1996年，Atotech公司發明了Futuron工藝，主要用在ABS及其合金材料上，該工藝的流程為：除油→粗化→Futuron活化→銅置換錫→電鍍銅。該工藝雖然有其優越性，但也有不可避免的缺點，如容易漏鍍、起鍍慢、價格貴。
MacdermidCo.公司于1991年發明了Phoenix工藝。它的特點是使用次亞磷酸鈉為還原劑代替甲醛，先發生化學鍍銅，使塑料表面覆蓋一導電銅層，然后在化學鍍銅溶液中進行直接電鍍銅。該工藝的特點是：(1)用次亞磷酸鈉做還原劑代替了甲醛;(2)用化學鍍做底層，避免了漏鍍;(3)化學鍍后進行電鍍很容易。但該工藝只應用在印刷電路板上，如用于香港OPC電路板廠的多層板上，但是沒有將其用在ABS塑料及其合金上。
以次亞磷酸鈉作還原劑化學鍍銅，鍍層厚度一般小于1μm，沉積的銅層對反應不起催化作用。LiJun等在該體系中采用Ni2+離子為再活化劑得到一定厚度的鍍層，并研究了添加22′聯吡啶對鍍層性能的影響。
作者成功地將Phoenix工藝用在ABS塑料直接電鍍上，并采用22′聯吡啶為添加劑進行鍍銅?，F在國內大部分工廠在ABS塑料電鍍中采用化學鍍鎳作為底層，然后進行電鍍。若采用本工藝(前處理步驟與化學鍍鎳一樣)可以將化學鍍和電鍍改為同一鍍槽，縮短工序，節省費用。本反應主要分兩步，即化學鍍銅和電鍍銅(電鍍液與化學鍍液組成相同)，化學鍍過程中次亞磷酸鈉主要起還原作用。本文的主要研究內容是次亞磷酸鈉在電鍍銅過程中的作用以及不同溫度下鍍層中磷含量的確定。
一、實驗
化學鍍銅液由以下成分組成：c(CuSO4)=004mol/L，c(次亞磷酸鈉)=028mol/L，c(檸檬酸鈉)=0051mol/L，c(硼酸)=0485mol/L，以及ρ(22′聯吡啶)=5mg/L。溶液用去離子水配制，用NaOH調溶液的pH=92～96?；瘜W鍍銅溫度維持在(70±05)℃。電鍍銅液與化學鍍銅液組成相同，電鍍時溫度為15～70℃?？梢栽谕诲儾壑须婂?，為控制溫度，也可在兩個鍍液組成相同而溫度不同的鍍槽中電鍍。
ABS塑料前處理工藝為:堿除油→高鉻酸粗化→亞硫酸鈉溶液還原→HCl溶液預浸→膠體鈀活化→NaOH溶液解膠→化學鍍銅。經過化學鍍銅5min后的試片為工作電極,在電鍍液中做循環伏安測試。
用原子力顯微鏡(簡稱AFM,美國Molecular Imaging公司的PicoScan/PicoSPM)來觀察鍍銅層的表面形貌;用X射線熒光光譜儀(簡稱XRF,德國Bruker公司的S4Explorer)來分析鍍層中元素含量;用電化學工作站(CHI660,上海辰華公司)來測量鍍液的循環伏安(CV)特性。CV測量采用三電極體系,Pt為對電極,甘汞電極為參比電極,Pt片、化學鍍銅片分別為工作電極。