传统的塑料电镀工艺包罗外表除了油、粗化、活化、化学镀以及电镀等工序,此中常见的化学镀是化学镀镍以及化学镀铜,它们存正在如下成绩[1]:

　　1)化学镀铜液中含有致癌物甲醛,净化环境;

　　2)化学镀液中共存金属离子以及复原剂,即便增加稳固剂,也难免呈现升高镀液稳固性的成绩;

　　3)化学镀有时难以实用于外表粗化艰难的资料;4)化学镀铜进程中因为氢气的孕育发生易呈现针孔,电镀铜与接界处化学镀铜层物感性能差,牢靠性低,于是提出没有需求化学镀步骤的间接电镀工艺。非金属上的间接电镀工艺是Radovsky以及Ronkese[2]正在1963年创造的,直到20世纪80年月才完成产业化。间接电镀工艺依据采纳的导电性物资的没有同,大抵能够分为三种:1)导电性高份子聚合物体系;2)Pd/Sn体系[3～5];3)碳粒子悬浮液体系。

　　1　导电性高份子聚合物体系导电聚合物间接金属化工艺是以高份子导电资料为根底的间接电镀。常常应用的具备导电性的聚合物次要是多炔、聚吡咯、聚硫代苯或聚苯胺,此中聚吡咯有其贸易使用代价。

　　1.1　聚吡咯的制备聚吡咯胶体的制备办法[6]:1)使组成为吡咯、聚(2-乙烯基吡啶)以及以FeCl3为氧化剂的夹杂物水溶液充沛反响,天生胶体产品。

　　2)行使超速离心别离,搜集聚吡咯胶粒。

　　3)使聚吡咯胶粒从新扩散成聚吡咯悬浮液,这类胶粒粒径为130～200nm。

　　另外一办法[7]是正在塑料外表间接构成一层聚吡咯膜,这层膜具备肯定的导电性,能够间接进行电镀。次要进程以下:

　　1)塑料外表经打磨、钻孔、碱性除了油。

　　2)粗化:高锰酸钾、浓硫酸、OP。

　　3)氧化:氢氧化钾、高锰酸钾、OP。

　　4)中以及:水合肼、EDTA。5)催化:吡咯、异丙醇、对甲苯磺酸钠、对甲苯磺酸、NaF、FeCl三、OP、明胶。

　　6)电镀。

　　1.2　聚吡咯的构成原理及催化液中各组分的作用要取得导电性好的聚合物膜,起首应抉择适合的单体及相干的氧化剂、掺杂剂等。适合的无机单体有吡咯、呋喃、苯胺或噻吩及其衍生物,此中以吡咯及其衍生物好。吡咯溶液正在空气中相称稳固,但遇光会氧化聚分解聚吡咯玄色没有溶性积淀,应防止光间接照耀。退出适当的外表活化剂,能够添加它的稳固性。聚合物膜的导电性随吡咯单体的添加而进步。正在弱酸性溶液中,吡咯单体正在氧化剂及掺杂剂的作用下发作聚合反响天生聚吡咯[8]:

　　MnO2是正在粗化、氧化进程孕育发生的,粗化进程的反响以下:

　　催化液中的酸性化合物关于无机单体发作聚合反响是至关首要的。适合的酸有对甲苯磺酸、苯磺酸、磷酸、盐酸等,此中对甲苯磺酸佳。另外还应含有磺酸盐类,如对甲苯磺酸钠,以取得聚合物膜中的掺杂阴离子。催化液中退出醇类无机溶液或溶解促成剂能改善催化液的稳固性,退出明胶则可明显改善聚吡咯对基体的涂覆性。明胶的溶解度常温下较小,需求用大批水加热溶解后再配吡咯溶液。1.3　聚吡咯的导机电理年夜局部的高份子资料都长短导体,但有些聚合物因为其自身构造非凡或进行掺杂而具备导电功能,例如聚吡咯、聚吡啶、聚乙炔等都具备导电性。这些导电聚合物具备一些个性,即都是共轭聚合物。共轭聚合物都具备π电子份子轨道,份子内的长程互相作用使之构成能带,禁带宽度Eg跟着共轭体系长度(聚合度)的添加而缩小。当聚吡咯的聚合度达到某一数值时就能够导电。

　　2　Pd/Sn体系

　　2.1　PdS活化工艺PdS活化工艺[9]使患上电镀的速率添加100倍以上,适宜产业化消费。间接电镀不只实用于ABS(丙烯睛-丁二烯-苯乙烯)以及ABS/PC(聚碳酸酯),还用于其它许多新型的工程塑料,这些工程塑料适宜金属化是由于它们强度高以及耐低温没有变形的特性。

　　2.1.1PdS活化步骤PdS活化工艺的步骤[10]以下:

　　1)活化:将粗化后的基体浸入胶体钯活化液(PdCl210g/L,SnCl2500g/L,HCl300mL/L)中活化。Pd2+的品质浓度是惯例活化液中的100倍,基体正在饱以及溶液中更易吸附年夜量的Pd2+。

　　2)解胶:水洗后正在4g/L的NaOH溶液中解胶5min。

　　3)减速:水洗后浸入Na2S溶液中2min,而后就能够间接进行电镀。

　　2.1.2PdS活化机理曾经提出的PdS活化机理有多种。Weng以及Landau[11]提出逐渐天生机理,这类机理失当地诠释了非导体外表被Pd或其它导电资料以团簇方式笼罩时间接电镀进程,但不克不及诠释为何浸入硫化物之后电镀速率的添加。Shipley公司[12]以为浸入硫化物溶液后构成的PdS层进步了导电性,使患上非金属外表可镀。Badon等[13]应用X-射线排汇光谱技巧确定通过硫化解决的外表为PdS,提出延续传导的逐渐天生模子。但是,导电聚合物膜的导电性比PdS高100倍以上,但它的导电速率比PdS膜慢。C.H.Yang等[9]经过光电子能谱(ESCA)剖析提出“桥接”模子,他们以为,PdS活化层正在间接电镀中提供一“桥接”作用,即S原子不只衔接着Pd与Cu,并且可以使电子经过。这类活化办法不只能够间接应用电镀铜,并且使患上铜层笼罩整个外表,进而添加铜层的厚度。

　　2.2　Futuron工艺Futuron工艺[14]是Atotech公司于1996年推进去的,该工艺实用于ABS或ABS夹杂资料上的电镀,没有需求化学镀而间接进行金属化。

　　2.2.1Futuron工艺流程除了油→粗化→六价铬复原→预浸→Futuron活化→Cu-link铜置换锡→电镀Futuron活化液中钯的品质浓度为250～300mg/L,活化后正在塑料外表堆积Pb-Sn复合层,随后正在铜置换溶液中将锡置换为铜,使塑料外表具备导电性。水洗后,工件可间接进行电镀。2.2.2Futuron工艺原理ABS中橡胶相丁二烯呈球状平均地嵌入正在丙烯腈-苯乙烯的树脂相中。正在化学粗化时,橡胶相被氧化溶解,使患上延续的树脂相外表留下年夜量巨大的孔穴,孕育发生-COOH、-SO3H或-CONH2等活性基团。这些活性基团以及空穴使镀层被锚合正在塑料外表,以取得精良的连系力。Futuron活化液中含有Pd/Sn胶体复合物,这类胶体粒子带负电,当活化时吸附正在经粗化解决、具备极性基团的塑料外表上(如图1)[15]。铜置换锡是铜的螯合物与Pd/Sn胶体中的Sn2+反响,反响的离子方程式以下:Cu2++Sn2+→Sn4++Cu↓Cu正在塑料的外表堆积构成一延续的导电层(图2)[11]。导电层构成之后能够间接进行电镀(图3)[15]。

　　2.2.3Futuron工艺的优点Futuron工艺的改良带来一系列的优点[15]:

　　1)没有需求应用化学镀,操作容易,镀液稳固性进步,成品率降落,废水解决简略;

　　2)工艺流程以及工夫缩短30%,产量进步,镀层品质比传统工艺好;3)因为不必化学镀,能够避免挂具镀上金属,以是ABS塑料可正在上挂后从粗化开端,直到镀完为止,无需改换挂具,这为塑料电镀延续主动化消费发明了前提。

　　3　碳粒子悬浮液体系

　　3.1　碳粒子悬浮液的成份及作用后的碳粒子悬浮液是起首采纳碳黑悬浮液接触印刷板基板,正在通孔的孔壁外表构成碳黑层,再采纳石墨悬浮液接触印刷板基板,正在孔壁外表的碳黑层上构成石墨层,初进行电镀。这类前后构成碳黑层以及石墨层作为电镀用的导电性基底层的两步法工艺岂但工艺复杂,并且制作老本较高,如今罕用的是一步法。碳粒子悬浮液[16]由碳粒子、粘结剂、外表活性剂以及水溶性高份子化合物等组成。碳粒子[17]包罗石墨粒子以及碳黑粒子,次要起导电作用。石墨粒子的均匀粒径应小于2μm,以小于1μm为好,佳小于0.7μm。假如石墨粒子均匀粒径年夜于2μm,则会升高导电性,还会升高镀层金属与绝缘基材之间的附着性。碳黑粒子均匀粒径小于1μm,以小于0.5μm为好,佳小于0.3μm。假如碳黑粒子均匀粒径年夜于1μm,则会孕育发生部分无镀层景象或镀层空泛,升高镀层的牢靠性。石墨粒子以及碳黑粒子能够独自应用,也能够夹杂应用。悬浮液中的碳粒子的品质分数应低于6%,佳为1%～5%。悬浮液中的粘结剂的作用是进步碳粒子与绝缘基材之间的粘结功能。适合的粘结剂有没有机类粘结剂以及无机类粘结剂,此中以有机类粘结剂为佳,包罗Na2SiO三、K2SiO3等,粘结剂品质分数约为0.05%～5%。悬浮液中的外表活性剂的作用是进步碳粒子的附着性以及悬浮液的稳固性。悬浮液中的水溶性高份子化合物的作用是进步悬浮液的稳固性,适合的水溶性高份子化合物有羧甲基纤维素、淀粉以及阿拉伯树胶等,其品质分数约为0.3%～1.0%。

　　3.2　解决步骤碳粒子悬浮液接触印刷板基板的办法有喷淋、浸渍以及涂布等,将印刷板基板接触20～60℃的悬浮液中30～90s,使碳粒子附着于包罗孔壁正在内印刷板基板外表上。而后通过酸解决以及微刻蚀解决便可以进行间接电镀。

　　4　小　结

　　碳粒子悬浮液体系和PdS工艺都是为印刷线路板开发的,一般电镀级塑料的金属化因其前解决工艺的没有同还需求开发环保、简化、经济的工艺道路。Futuron间接电镀工艺节流了步骤,但活化所需求的胶体钯活化液中钯的含量比拟高,普通为150～300mg/L,而一般化学镀镍所需低钯含量为30～50mg/L,若何节流钯的含量也是当今的钻研热点之一。