化学镀铜的研究进展

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摘要：介绍了化学镀铜的原理和特点，综述了石墨、陶瓷、塑料、金刚石和钨粉等材料化学镀铜的研究发展现状。

毕业论文关键词：化学镀铜，综述，进展56415

Abstract: The mechanism and features of electroless copper plating were introduced. Eletroless coating on graphite powders, ceram, plastics, diamonds and tungsten powders were overviewed.

Keywords: electroless copper plating, summary,progress

1 前言 3

2 不同基材表面化学镀铜 3

2.1 石墨粉表面化学镀铜 3

2.2 陶瓷表面化学镀铜 4

2.3 塑料表面化学镀铜 5

2.4 金刚石表面化学镀铜 5

2.5 钨粉表面化学镀铜 6

结论 8

参考文献 9

致谢 11

1 前言

化学镀又称“自催化镀”，是在无外加电流通过的情况下，利用还原剂于活性催化材料的表面，将电解质溶液中的金属离子化学还原，沉积出的与基体牢固结合的镀覆层。化学镀沉积的方式有：置换、接触和还原沉积[1]。

化学镀起源于二十世纪四十年代[2]，商品化学镀铜则出现于二十世纪五十年代，随着印制线路板的通孔金属化不断发展，化学镀铜工艺也随着得到了首次的应用[3]。在现今种类繁多的化学镀工艺中，化学镀铜因其镀层的良好导电性、导热性、延展性和无边缘效应等多个特点[3]，广泛应用于家电、电子、冶金等多种领域。同时，随着化学镀铜的应用领域与生产的规模不断扩大，人们的环保意识日益的增强，化学镀铜废液带来的环境污染也日益受到高度的重视，镀液的净化和再次利用也成了广大研究者新的研究目标。如何提高化学镀铜效率，改善镀层不均匀和多孔化等多种问题，也促使研究者不断开发和研究新的工艺手段[4]。

2 不同基材表面化学镀铜

化学镀铜是利用合适的还原剂，使镀液中的金属铜离子在具有催化活性的基体表面还原沉积，形成铜镀层的一种工艺[5]。根据电化学的混合电位理论，研究者普遍认为化学镀铜过程中，基体表面同时伴随着下面两个反应的发生[6]：氧化反应：R→O+2e-；还原反应：CuL2++2e-→Cu+L

以甲醛为还原剂的总反应方程式为：

Cu2++2HCHO+40H-→Cu + 2HCOO - +H2↑+H2O

（L为络合剂，R为还原剂，O为还原剂的氧化态）。

2.1 石墨粉表面化学镀铜

复合材料中的石墨镀铜具有很大的优点，其不仅保留了石墨自有的润滑性、低的比重值与膨胀系数以及具有优良的耐腐蚀性，同时又兼具金属铜的高强度、高导电率以及良好的延展性，因此石墨镀铜在材料喷涂、轴承润滑、冶金复合材料、电刷电工零件等方面应用十分广泛。

石墨致密的微孔结构使其具有自催化功能，因此在镀铜过程中，不需要加入活化剂或者将其活化就可以直接在其表面施镀，且镀铜层密度较均匀，镀液稳定性好。镀铜效果与石墨的微孔大小成正比，石墨颗粒越小，催化镀铜的效果越好。

在石墨镀铜工艺过程中，提高基础材料与镀铜镀层的结合力，可以通过对石墨材料进行预处理来完成。通过对石墨粉末分散性的敏化剂及活化剂进行改善，则可以提高镀铜镀层的连接性与厚度[7]。李春林、陈建、代淑维等[8]将苯骈三氮唑使用酒精溶解，提高了溶解度，在控制镀铜工艺速度条件下，使用铁粉作还原剂，得到了较好的镀铜效果。黄鑫、贺子凯、王贵青[9-11]等采用亲水化和表面粗化→敏化与活化→还原→烘干的镀前预处理工艺，通过改善铜碳界面的相混相溶性，将铜的优良导电性与碳优良的润滑性最大实用化，得到了平均厚度7．1µm的镀铜层。当改变主盐类、还原剂的浓度以及温度、装载量时，所得的化学镀铜层的外观、镀液和镀速的稳定性等发生了较大变化。经优化后镀铜工艺参数变为：CuSO4•5H2O