表面處理系列之三：化學鍍、合金催化
化學鍍是指在沒有外電流通過的情況下利用化學方法使溶液中的金屬離子還原為金屬并沉積在基體表面，形成鍍層的一種表面加工方法，也叫不通電鍍（Electroless Plating）。化學鍍由于其工藝簡便、節能環保，日益受到人們的關注。
化學鍍一般通過三種方法實現：（1）置換法又稱為浸鍍；（2）接觸法；（3）還原法。其中只有還原法才能稱得上真正意義上的化學鍍。所以化學鍍的本質是還原反應。
常見的化學鍍包括：化學銅、化學鎳、化學復合鍍以及近幾年興起的合金催化。
（1）化學銅：化學鍍銅的重要應用體現在電子工業中，利用化學鍍銅活化后的非導體表面導電后制備雙面板或者多層印制線路板。
化學鍍銅是利用銅離子在還原劑的條件下還原為金屬銅單質的原理。其過程可以分為三個步驟：沉銅前處理、活化和沉銅。
具體的工藝流程：除油——蓬松——粗化——中和——整孔——水洗——微蝕——水洗——預浸——活化——水解——促化——水洗——沉銅——水洗
化學鍍銅液的基本組成包括：銅鹽、絡合劑、還原劑、pH調節劑以及添加劑。其中常見的還原劑有甲醛、二甲基氨基硼烷、次亞磷酸鹽、水合肼、低價金屬鹽、還原性糖類等。其中甲醛價格低廉且所得鍍層中的銅相對含量較高，因此使用最多，最廣。但是甲醛有易揮發，不穩定等缺點，近些年如何替代甲醛也是研究的重點。絡合劑是化學鍍銅的關鍵成份之一，可以使銅離子極化增大，達到結晶細致光亮的鍍層；另一方面可以使鍍液穩定，防止沉淀。常見的有酒石酸、EDTA、三乙醇胺、三異丙醇胺等。
禾川化學經過研究，開發出一款化學銅藥水，具有以下特點：
（1）可用于PCB的孔金屬化處理；
（2）具有良好的穩定性，且沉積速率較高；
（3）形成的銅層結晶致密，結合力好，鍍層為粉紅色；
（4）背光等級好（9.5級以上）。
圖1 化學銅鍍層顏色（左）以及孔背光（右）
（2）化學鎳：化學鎳是化學鍍中應用最廣的方法。化學鍍鎳的溶液組成包含：鎳離子；絡合劑；緩沖劑；加速劑；還原劑；穩定劑；潤濕劑；光亮劑；去應力劑；pH調整劑等。其中鎳離子主要采用硫酸鎳。
禾川化學經過研究，開發出一系列化學鎳藥水，包括酸性低磷化學鎳；中磷化學鎳；高磷化學鎳和堿性化學鎳。其中的中磷化學鎳在電子化學品行業具有很好的應用，是化學鎳金的前部工作。其工作液穩定性極佳；化學鎳速率良好，無黑鎳；鍍層白亮、細致，特別適合FPC化鎳，耐腐蝕、耐彎折等信賴性符合FPC標準。
圖2 FPC板化鎳前后圖片對比
對于基材不能耐受酸性化學鎳時，往往需要使用堿性化學鎳，如鋼鐵、鋁合金等基材表面的化學鎳。我司研制的堿性化學鎳在堿性條件下具有很好的耐腐蝕性能，且鍍層具有耐彎折性能好、電阻率低、導電性好、可焊性好等特點。
圖3 鋁合金表面堿性化學鎳效果圖
（3）化學復合鍍
為了滿足各個行業對化學鍍鍍層不同性能的要求，國內外科學工作者深入研究在化學鍍Ni-P合金的基礎上添加某些固體微粒，獲得具有某種特性的化學復合鍍。如：提高鍍層硬度、耐磨性的Ni-P-SiC、Ni-P-WC、Ni-Al2O3、Ni-P-金鋼石、Ni-P-Si3N4、Ni-P-MoS2等；具有軟磁性能的Ni-Fe-P鍍層、磁盤內記錄媒體的Co-Ni-P鍍層以及垂直記錄媒體的Co-Ni-Fe-P鍍層；具有優良耐蝕性、耐磨性、抗磁性以及低電阻抗的Ni-Cu-P鍍層等；提高自潤滑能力的Ni-P-CuF2-Ni-P-PTFE、Ni-P-(CF)n、Ni-P-MoS2等。我司在化學鍍方面擁有多年研發經驗，對于特定性能鍍層，我司可以根據客戶要求，定制化學復合鍍。
（4）合金催化
合金催化是指在金屬或合金的催化作用下，用控制的化學還原將金屬合金沉積在基材表面，形成鍍層的一種表面加工方法。雖然美國材料試驗協會（ASTMB-347）已推薦使用自催化鍍（Autocatalytic Plating）代替化學鍍或不通電鍍，但是，習慣上，仍稱自催化鍍為化學鍍。我司經過研究發現，在化學鎳的基礎上添加其他微量催化劑，可以使酸性化學鎳通過自催化作用直接在鋼鐵表面進行化學鍍處理，因此，可以解決合金催化問題。
禾川化學是一家專業從事精細化學品分析、研發的一家公司，具有豐富的分析、研發經驗，經過多年的技術積累，可以運用尖端的科學儀器、完善的標準圖譜庫、強大原材料庫，為客戶解決在研發中遇到的問題：產品分析、配方還原、新產品研發、工業診斷、化合物檢測等。
通過對化工產品的配方分析還原，有利于企業了解現有技術的發展水平，實現知己知彼；有利于在現有產品上進行自主創新，獲得知識產權；有利于在生產過程中發現問題、解決問題。通過對化工產品的配方改進，配方研發，可以加快企業產品更新換代的速度，提升市場競爭力，因此，對于化工產品的分析、研發已變得刻不容緩！
