4.7　不銹鋼化學(xué)鍍銅［24］

（1）不銹鋼化學(xué)鍍銅的應(yīng)用。不銹鋼化學(xué)鍍銅應(yīng)用于電子工業(yè)、計算機工業(yè)及航空工業(yè)中電子元件的高效電磁干擾的屏蔽。

（2）不銹鋼基體上化學(xué)鍍銅存在的問題。不銹鋼基體上化學(xué)鍍銅易造成鍍層鼓泡，這不僅影響了鍍層與基體的結(jié)合力，而且直接影響到外觀質(zhì)量。為此，將鍍前酸處理過的不銹鋼放在烘箱中加熱，以除去酸洗時滲入到基體的氫，采用此方法解決了鍍層起泡問題，得到所需要的化學(xué)鍍銅層。

（3）不銹鋼化學(xué)鍍銅工藝流程。NiCr不銹鋼（經(jīng)過600℃真空熱處理）→化學(xué)除油［氫氧化鈉（NaOH）10％（質(zhì)量分數(shù)）］→水洗→熱水洗→除銹（鹽酸1:1溶液，溫度80～100℃，時間5min）→水洗→干燥→除氫（在烘箱中溫度200℃，時間2h）→酸處理［稀硫酸5％（質(zhì)量分數(shù)），時間1～5min］→水洗→去離子水洗→化學(xué)鍍銅→水洗→抗銅變色處理（苯并三氮唑1g/L，溫度65℃，時間2min）→純水洗→熱純水洗→干燥。

（4）化學(xué)鍍銅溶液成分及工藝條件見表4-39。

（5）化學(xué)鍍銅溶液的配制。先將硫酸銅和酒石酸鉀鈉分別用純水溶解，然后將硫酸銅溶液在攪拌下加入酒石酸鉀鈉溶液中，銅離子被酒石酸離子絡(luò)合成藍色絡(luò)合物。再將氯化鎳用少量水溶解后攪拌加入，再加入甲醛溶液，攪拌均勻。將氫氧化鈉用純水溶解成200g/L的濃溶液待用。在開始化學(xué)鍍銅前，逐步在攪拌下加入藍色絡(luò)合液中，使溶液pH達到12左右（用9～13精密pH試紙測量），最后將穩(wěn)定劑亞鐵氰化鉀、聚乙二醇用少量水溶解后攪拌加入，乙醇可直接加入，最后用純水加入至溶液的規(guī)定體積，攪拌均勻后放入不銹鋼件即可開始化學(xué)鍍銅。

（6）操作要點。

①裝載量。按照每升鍍液裝載2dm2計算。

②除氫和攪拌。不銹鋼對氫滲很敏感，工件在酸洗過程中氫會滲入到基體中，如果不除氫，化學(xué)鍍銅鍍層致密小孔覆蓋在不銹鋼表面后，氫氣無法逸出，造成很大的應(yīng)力，使鍍層起泡，加上化學(xué)鍍銅本身伴隨著析氫過程，氫氣會殘留在基體與鍍層金屬的晶格中，增大內(nèi)應(yīng)力，嚴重地減弱基體與鍍層的結(jié)合強度。為此，從兩方面著手解決鍍層起泡問題。其一是把經(jīng)過去油、酸洗后的工件在化學(xué)鍍銅前進行熱處理，除去滲入到基體中的氫，熱處理溫度和時間條件經(jīng)實驗確定為180～200℃，2h，鍍層無鼓泡，鍍層結(jié)合力合格。溫度過低或時間過短仍有輕微鼓泡，溫度過高或時間過長都容易使表面再次生成不易去除的氧化皮，又需要較長時間的強酸處理，酸洗時氫會再次滲入基體。在所選定的溫度和時間下雖表面會有新的氧化膜生成，但使用稀硫酸短時間酸洗即可，以免再次滲氫。其二是在化學(xué)鍍銅過程中，采用某種攪拌（空氣攪拌或機械攪拌），有利于銅離子向工件表面擴散，防止和減少副反應(yīng)產(chǎn)物銅粉（即Cu2O）的生成，而且有利于反應(yīng)產(chǎn)物氫氣脫離工件表面。通過上述兩種方法有效地解決了鍍層鼓泡問題，提高了鍍層與基體的結(jié)合強度。

③催化活性劑——鎳離子。在化學(xué)鍍銅溶液中加入少量鎳離子后，鍍層性質(zhì)得到改善，在鍍銅層中含有微量的鎳，形成Cu89 Ni11金屬化合物，它具有最佳的催化活性，提高鍍層的催化活性。

④穩(wěn)定劑的控制。在化學(xué)鍍銅過程中，甲醛能將二價銅離子還原為金屬銅鍍層，還存在有副反應(yīng)，即不完全反應(yīng)生成暗紅色的氧化亞銅（Cu2O），它形成微粒懸浮在鍍液中，呈膠體狀態(tài)，極難用過濾除去，若與銅共沉積，使銅鍍層疏松粗糙，與基體結(jié)合力極差。氧化亞銅被甲醛還原成金屬微粒，又成為自催化中心，使鍍液自發(fā)分解，消耗了鍍液中的有效成分。為了抑制副反應(yīng)的發(fā)生，加入穩(wěn)定劑，以提高鍍液的穩(wěn)定性。但是，過量的穩(wěn)定劑的加入，又成了化學(xué)鍍銅反應(yīng)的催化毒性劑，顯著降低化學(xué)鍍的速率，甚至停鍍，故選用穩(wěn)定劑，并控制其很低的適宜含量，對提高鍍液穩(wěn)定性有效。

⑤防銅層變色處理。對銅層進行防變色處理，在鍍銅層表面形成一層穩(wěn)定的絡(luò)合膜，隔絕外界浸蝕性物質(zhì)對鍍銅層的作用，使鍍銅層保持本色一定的時間。苯并三氮唑要先用乙醇溶解好，然后加入熱蒸餾水中。防變色處理的溫度不低于65℃，時間不少于2min，否則防變色達不到效果。

（7）鍍層結(jié)合強度檢測——劃痕實驗法。在鍍層表面用刀片劃出1mm間距的直行線和90°交錯的橫行線形成小方格。觀察劃痕交錯處鍍層有無起層，進一步用黏性高的膠帶貼于劃痕表面，再撕下膠帶，以銅層不脫落為合格。

（8）不銹鋼化學(xué)鍍銅常見故障、可能原因及糾正方法見表4-40。