現代鍍覆技術第三部分──化學鍍銅（續2）

唐春華

（泉州市創達表面處理公司，福建 泉州 362000）

6 化學鍍銅工藝的典型應用

6.1 作為組合鍍層的底層

6.1.1 鋼鐵化學著色[1]

工藝流程：化學除油(常規堿性除油液，加溫，10 ～ 20 min)→酸蝕(硫酸20% ～ 30%，常溫，5 ～10 min)→化學鍍銅(見本文第4部分的【配方4】[2])→清潔處理→化學著色→脫水干燥→浸透明漆。

著黑色工藝：

(1) 硫化鉀10 g/L(肝棕色碎塊，灰色不能用)，80 °C，1 ～ 2 min呈棕色，4 min左右呈藍黑色，超過4 min為黑色。配制溶液時，先在水中加碳酸鈉或氨水使其呈堿性，然后加入硫化鉀溶解，配好的溶液保存密封容器中。

(2) 硫代硫酸鈉120 g/L，醋酸鉛40 g/L，60 ～ 70 °C，數分鐘后取出，在流動水下清洗。

著褐色工藝：

(1) 硫酸銅 6 g/L，醋酸銅 4 g/L，明礬 1 g/L，95 ～ 100 °C，5 ～ 10 min。色彩隨醋酸銅含量在 3 ～ 5 g/L范圍內變化而變化。

(2) 硫酸銅 25 ～ 40 g/L，氯酸鉀 20 ～ 30 g/L，80 ～ 100 °C，數分鐘，深青銅色。

著銅綠色工藝：

(1) 硝酸銅30 g/L，氯化銅30 g/L，氯化銨30 g/L，100 °C，數分鐘。

(2) 硫酸銅60 g/L，氯化鈉30 g/L，氯化鋅1 g/L，甘油1 g/L，醋酸475 g/L，40 ～ 80 °C，數十分鐘。

6.1.2 陶瓷化學著色[3]

工藝流程：除油→溫水洗→流水洗→粗化→流水洗→酸蝕→流水洗→敏化→流水洗→蒸餾水洗→活化→蒸餾水洗2 ～ 3次→還原→化學鍍銅→流水洗→上掛→光亮酸性鍍銅→流水洗→化學著色→水洗→晾干→后處理(擦涂光蠟、布輪拋光)。

除油：氫氧化鈉 20 ～ 30 g/L，磷酸三鈉 40 ～ 60 g/L，碳酸鈉 20 ～ 40 g/L，OP-10 5 ～ 10 mL/L，50 ～ 60 °C，10 ～ 15 min。

粗化：氫氟酸 50 ～ 60 mL/L，氟化銨 200 ～ 220 g/L，室溫，8 ～ 10 min。

酸蝕：鹽酸10% ～ 20%。

敏化：氯化亞錫5 ～ 15 g/L，鹽酸30 ～ 50 mL/L，純錫粒若干。

活化：硝酸銀1.5 ～ 2.0 g/L(氨水滴至褐色沉淀變透明為止)，室溫，3 ～ 5 min。

還原：甲醛與蒸餾水的體積比1∶9，室溫，0.5 min(允許適當延長)。

化學鍍銅：見本文第4部分的【配方12】[2]。

光亮酸性鍍銅：先以小陰極電流密度起鍍，待全部鍍上銅后升高陰極電流密度至正常，確保電鍍銅層不燒焦和厚度足夠(20 μm以上)。

化學著色(采用試劑級藥品)：

(1) 黑色：硝酸銀 2 ～ 3 g/L，室溫，2 ～ 3 min；或氯鉑酸 2 g/L，室溫，2 ～ 3 min。

(2) 青銅色(栗皮色)：硫化鉀5 g/L，氯化銨20 g/L，室溫，10 min。

(3) 綠色：冰醋酸與蒸餾水體積比1∶50，室溫，1 ～ 2 min。取出后置于二氧化碳氣體中熏至綠色或浸稀醋酸后于空氣中存放，待自然生成。

(4) 古銀色：先在室溫的200 g/L氯化鐵溶液中浸泡5 s，沖洗后裝入黃銅絲籃，再在室溫的20 g/L氫氧化鈉溶液中浸泡15 s，最后擦光(至突兀處呈白銀光澤即可)。

(5) 金黃色：氫氧化鈉5 g/L，堿式碳酸銅20 g/L，室溫，浸至金黃色為止。

6.2 陶瓷表面金屬化[4]

工藝流程：

打磨→除油→水洗→粗化→水洗→敏化→活化→水洗→化學鍍銅→鈍化。

粗化：鉻酸15 g/L，氫氟酸(40%)40 mL/L，濃硫酸(98%)；室溫，2 ～ 5 min。

敏化：氯化亞錫15 g/L，濃鹽酸40 mL/L，錫顆粒若干，室溫，3 ～ 5 min。

活化：硝酸銀4 g/L，氨水加至溶液透明為止；室溫，2 ～ 5 min。

化學鍍銅：見本文第4部分的【配方9】[2]。

6.3 SiC顆粒表面化學鍍銅[5]

工藝流程：去油→粗化→敏化→活化→化學鍍銅。

去油：將4 μm SiC顆粒浸入乙醇溶液中，超聲波振蕩(功率60 W，頻率40 kHz)10 min，然后用慢速定量濾紙(孔徑為3 μm)過濾，烘干后用去離子水清洗3次，再超聲波振蕩15 ～ 20 min，再次過濾，最后烘干(80 °C)。

粗化：氫氟酸(40%)20 mL/L，超聲波振蕩20 min，去離子水清洗3次，過濾，80 °C烘干。

敏化及活化：0.5 g/L氯化鈀 + 30 g/L氯化亞錫 + 160 g/L氯化鈉 + 60 mL/L鹽酸(37%)，60 W下超聲波振蕩30 min，過濾后烘干，去離子水超聲清洗3次(每次15 ～ 20 min)，過濾后烘干。

化學鍍銅：見本文第4部分的【配方26】[2]。

6.4 印制線路板孔金屬化

6.4.1 聚酰亞胺(PI)薄膜印制線路板[6]

工藝流程：超聲波清洗(20 min)→水洗→水解(氫氧化鈉1%，常溫，60 min)→去離子水洗→活化(硝酸銀0.1 ～ 1.0 g/L，常溫，5 min)→水洗→化學鍍銅(見本文第4部分的【配方19】[2])。

在堿性條件下水解，令PI的基團打開，生成氨基化合物，改善了表面親水性和極性。以銀代鈀活化，PI薄膜對銀離子有很強的吸附作用，銀離子被還原成銀微粒，摻雜在PI薄膜表面，等于鑲嵌在PI表面，這種結合方式十分牢固。當化學鍍銅時，銅以銀微粒為結核而沉積，二者之間的結合強度也很高，銀微粒起到將PI薄膜與銅層連在一起的作用。

6.4.2 銅箔印制線路板[7]

工藝流程：堿性除油(65 °C，5 min)→粗化(雙氧水8%，硫酸8%，35 °C，5 min)→預浸(鹽酸8%，氯化鈉 200 g/L，30 °C，5 min)→活化(氯化鈀 0.03 g/L，30 °C，7 min)→解鈀(鹽酸 10%，30 °C，1 min)→化學鍍銅(見本文第4部分的【配方20】[2]，以次磷酸鈉作還原劑)。

6.5 銅箔印制線路板微孔金屬化[8]

工藝流程：除油/整孔→微酸蝕→強酸蝕→活化→加速→化學鍍銅。

除油/整孔：氟化鈉 1 ～ 5 g/L，磷酸鈉 5 ～ 10 g/L，有機酸 1 ～ 3 g/L，表面活性劑 2 ～ 4 g/L，pH = 9 ～ 10，50 ～ 65 °C，5 ～ 6 min。本工序極為重要，處理不好可能出現微孔洞，甚至無銅區，影響銅層的結合力。

微酸蝕：硫酸 10 mL/L，銅離子≤20 g/L，雙氧水 10 mL/L，穩定劑 1 ～ 2 mL/L，20 ～ 30 °C，2 ～ 3 min(通常至少微蝕掉1.0 ～ 2.5 μm，切勿微蝕不足或過度)。

強酸蝕：硫酸100 mL/L，室溫，1 ～ 2 min。

預浸：氯化亞錫40 g/L，鹽酸100 mL/L，添加劑100 g/L，室溫，1 ～ 2 min。當溶液中Cu2+超過1 g/L或處理面積達到10 ～ 15 dm2/L時，應更換溶液。

活化：氯化亞錫40 g/L，鹽酸100 mL/L，鈀40 g/L(以氯化鈀形式加入)，25 ～ 35 °C，5 ～ 10 min?；罨翰皇褂脮r，應盡量減少與空氣的接觸，避光。若發現溶液顏色發生變化(如微綠色或橙色)，并有鈀膠體凝聚(呈棕黑色)，活性降低或失效，可將活化液至于60 °C左右的水浴中保溫數小時。

加速：鹽酸(或硫酸)10 mL/L，室溫，3 min。當加速液中Cu2+超過0.6 g/L，或出現渾濁、變為藍色時，應予以更換。

化學鍍銅：見本文第4部分的【配方24】[2]。

6.6 碳纖維類材質化學鍍銅

6.6.1 碳纖維[9]

工藝流程：去膠→離子水洗→敏化→活化→離子水洗→解膠→離子水洗→化學鍍銅。

去膠：在燒結爐中用氮氣保護，400 °C保溫0.5 h，除去有機物保護膠。

敏化：氯化亞錫20 g/L，鹽酸8%，35 °C，5 min。

活化：0.3 g/L的氯化鈀溶液5%，敏化液95%，35 °C，7 min。

解膠：鹽酸5%，40 °C，1 min。注意不能有多余的化合物被帶入鍍液，否則會影響鍍液的穩定性。

化學鍍銅：見本文第4部分的【配方21】[2]。施鍍時要嚴格控制碳纖維投放量，視碳纖維長度而定。碳纖維含量正常為3 g/L，施鍍良好(碳纖維分散能力良好，內部鍍上銅)。含量超過一定程度時，會出現碳纖維纏繞，形成絮狀團，如碳纖維長度3 mm，長徑比達500的情況。

6.6.2 碳纖維布[10]

工藝流程：除油→水清洗→活化→水清洗→化學鍍銅。

除油：磷酸三鈉15 g/L，氫氧化鈉60 g/L，碳酸鈉30 g/L，OP-10 4 mL/L，60 °C，10 min。

活化：硝酸銀5 g/L，氨水5.4 mL/L，室溫，5 min。

化學鍍銅：見本文第4部分的【配方23】[2]。

6.7 滌綸織物表面化學鍍銅[11]

工藝流程：除油→水洗→粗化→水洗→敏化→水洗→活化→水洗→化學鍍銅→水洗→烘干。

除油：氫氧化鈉 35 g/L，碳酸鈉 30 g/L，40 ～ 50 °C，10 min。

粗化：氫氧化鈉90 g/L，60 °C，20 min。

敏化：氯化亞錫10 g/L，鹽酸(37%)100 mL/L，錫粒若干，室溫，10 min。

活化：氯化鈀0.5 g/L，鹽酸(37%)100 mL/L，室溫，5 min。

化學鍍銅：見本文第4部分的【配方14】[2]。

6.8 口腔鈦種植體化學鍍銅組合鍍覆[12]

工藝流程：除油→水沖洗→打磨(500號至1500號水砂紙)→酸蝕→水洗→微弧氧化→水洗→堿蝕→水洗→化學鍍銅→水洗→后處理。

除油：氫氧化鈉40 g/L，加溫，10 min。

酸蝕：V(氫氟酸)∶V(硝酸)∶V(水)= 1∶2∶3，2 min。

堿蝕：氫氧化鈉3 mol/L，60 °C，1 h。

微弧氧化：磷酸三鈉15 g/L，硅酸鈉10 g/L，電壓400 V，脈沖頻率500 Hz，脈寬100，超聲波振蕩功率60 W，超聲波頻率40 kHz，陰極為304不銹鋼，5 min。

化學鍍銅：見本文第4部分的【配方22】[2]。溫度50 °C時，鍍層Cu含量最高；溫度過高(如80 °C)，Cu含量減小。施鍍3 min獲得的銅層均勻，Cu含量最高，質量佳；時間過短(＜ 1 min)或過長(≥5 min)都會導致大量Cu顆粒沉積，鍍層質量較差，不平整，微弧氧化膜微孔處于堵塞狀態。

6.9 斗軸合金鋼套內表面局部化學鍍銅

工藝流程：整體電泳黑漆→局部除漆(機械磨除鋼套內表面局部需要鍍銅部位的漆膜)→清潔處理(針對鍍銅部位)→化學鍍銅(采用筆者開發的酸性化學鍍銅液，常溫1 ～ 2 min，浸泡)→清洗2道→壓縮空氣吹干→烘干(直通式移動烘干機，150 °C，1 min)→浸醇酸自干漆(工件自動下烘干機，手工鉤掛工件浸漆)→下掛鉤→機械磨除鋼套外表面漆膜→整體浸快干硬膜防銹油(由筆者自行研制)→包裝。

6.10 活塞缸套整體化學鍍銅

工藝流程：堿性化學除油(70 ～ 80 °C，5 ～ 10 min)→水沖洗→化學鍍銅(同 6.7節)→水沖洗→鈍化(采用由筆者研制的無鉻環保鈍化劑，常溫，數秒)→水洗→熱水燙干(90 °C以上)→浸快干硬膜防銹油(同6.9節)。

（續完）