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第 36 卷 　 9 期 第 　 2003 年 9 月

材　 　 　 料 保 護(hù) MATERIALS PROTECTION

Vol. 36 　 9 No. Sep . 2003 　

綜 　　 述

陶瓷表面化學(xué)鍍的前處理工藝新進(jìn)展
谷 　 ,王周成 ,林昌健 新
( 廈門大學(xué)

化學(xué)化工學(xué)院 ,固體表面物理化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 ,福建 廈門 361005)
[摘 　 ] 　 要 綜述了非金屬表面化學(xué)鍍前處理工藝的現(xiàn)狀和發(fā)展 ,對陶瓷化學(xué)鍍的粗化和活化工藝的新進(jìn)展進(jìn)行了評

述 ,側(cè)重討論了離子型 、 膠體鈀型 、 漿料型 、 分子自組裝吸附鈀型 、 賤金屬型活化工藝特點(diǎn)和進(jìn)展 ,并展望了今后發(fā)展方向 。
[ 關(guān)鍵詞 ] 　 陶瓷 ; 化學(xué)鍍 ; 前處理工藝 ; 化學(xué)粗化 ; 活化 [ 中圖分類號 ] 　 TQ153. 3 　　　　[ 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 ] 　 　　　　[ 文章編號 ] 　 A 1001 - 1560 (2003) 09 - 0001 - 04

Ne w Developing of Pretreatment Process for Electroless Plating of Ceramics
( State Key Laboratory for Physics Chemistry of Solid Surfaces , School of Chemistry and Chemical Engineering , Xiamen University , Xiamen 361005 , China) Abstract :The new developing of pretreatment processes for electroless plating of non2metallic materials were re2 Key words :ceramic ; electroless plating ; pretreatment process ; chemical roughen ; activating
關(guān)非金屬材料化學(xué)鍍前處理的新工藝和方法 。

viewed , especially for the chemical roughen and activating processes of electroless plating on ceramic surface. The technical characteristics of several activating processes were discussed , and the developing of pretreatment process was prospected.

0　 　 前 言

自從 1947 年 ,美國的 Brenner 和 Riddell [1 ] 提出了沉積非粉狀 鎳的方法 ,提出了形成鍍層的催化特性 ,實(shí)現(xiàn)化學(xué)鍍鎳技術(shù)的工 業(yè)應(yīng)用以來 ,化學(xué)鍍鎳等金屬技術(shù)逐漸應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn) , 尤其是 料的金屬化 。傳統(tǒng)的電子陶瓷表面金屬化工藝是采用鍍銀法 ,由

經(jīng)過 50 多年的發(fā)展 ,化學(xué)鍍技術(shù)已廣泛應(yīng)用于陶瓷等非金屬材

于其工藝較復(fù)雜 、 設(shè)備投資大 、 成本較高 ,而且鍍銀層的耐焊性 、 耐磨性較差 ,遇到空氣中的硫化物 、 氯化物容易變色 ,而化學(xué)鍍技 術(shù)工藝較簡單 ,成本較低 ,所以在電子工業(yè)中的鍍銀工藝逐漸被 其他功能性陶瓷基上的應(yīng)用也越來越廣泛 。 化學(xué)鍍鎳 、 銅等所取代 。隨著陶瓷材料的應(yīng)用和發(fā)展 , 化學(xué)鍍在 眾所周知 ,瓷件是電和熱的不良導(dǎo)體 ,對鎳等金屬的化學(xué)還

原不具催化活性 ,尤其是在沉積過程中要保持一定結(jié)合力 , 如不 作預(yù)處理 ,則不可能實(shí)現(xiàn)在陶瓷表面化學(xué)鍍 ,而且鍍件表面的前
[2 ]

處理對鍍層的質(zhì)量 、 鍍液的壽命都有很大的影響 。Henry 等強(qiáng) 調(diào)了 “基體準(zhǔn)備對化學(xué)鍍鎳和化學(xué)復(fù)合鍍的重要性” ,Durkin 在
1997 年美國化學(xué)鍍鎳年會上就提出了 S. C. R. A. P” “ 化學(xué)鍍工藝

的重要步驟 , 其中 S 為基體 ,C 為清洗 ,R 為水洗 ,A 為活化 , P 為 鍍 ,而 S 、 、 、 都屬于前處理的工藝過程 ,足見前處理過程的重 C R A
　　[ 收稿日期 ] 　 2003 - 04 - 18

GU Xin , WANG Zhou2cheng , L IN Chang2jian

要性 。有關(guān)化學(xué)鍍前處理工藝的研究相當(dāng)多 ,而且對不同的材料 前處理工藝也有所不同 ,20 世紀(jì) 80 年代末以來涌現(xiàn)出了許多有

1　 陶瓷表面的活化前處理
學(xué)除油 - 化學(xué)粗化 - 敏化 、 活化 。

陶瓷基化學(xué)鍍鎳預(yù)處理的基本工藝流程 : 基體機(jī)械處理 - 化
(1) 基體的機(jī)械處理 　 基體處理是化學(xué)鍍前處理的第一步 ,

直接影響敏化和活化效果 ,是很重要的一步 。通常 , 素?zé)沾傻?表面粗糙不平 ,需要噴砂打磨或砂紙打磨平整至需要的粗糙度 ; 而釉面陶瓷由于表面過于光滑 ,需要石英砂噴砂打磨至要求的粗 糙度 ,一般采用 120～180 號的石英砂 。
(2) 化學(xué)除油 　 化學(xué)除油常見的有兩步除油法 ,即先有機(jī)溶

劑除油 ,再堿性溶液除油 。這樣的兩步除油法的除油效果比較徹 底 ,由于陶瓷的多孔結(jié)構(gòu) ,為防止化學(xué)除油液大量滲入陶瓷細(xì)微 裂縫內(nèi)影響鍍層質(zhì)量和陶瓷性能 ,可在除油前用去離子水浸泡一 段時(shí)間 ,讓陶瓷的孔隙吸收足水分 。
(3) 化學(xué)粗化 　 陶瓷與鍍層的相互作用中 , 延晶 、 擴(kuò)散和鍵

合的作用十分微弱 ,鍍層與基體表面的的結(jié)合主要靠機(jī)械結(jié)合 , 因此基體的形貌對鍍層與基體的結(jié)合力影響比較突出 ,有必要通 過化學(xué)粗化改善表面形貌以提高結(jié)合力 。 化學(xué)粗化的實(shí)質(zhì)是對陶瓷表面進(jìn)行刻蝕 ,使表面形成無數(shù)凹

　 1

陶瓷 表 面 化 學(xué) 鍍 的 前 處 理 工 藝 新 進(jìn) 展 槽、 微孔 ,造成表面微觀粗糙以增大基體的表面積 ,確保化學(xué)鍍所 需要的 “鎖扣效應(yīng)”從而提高鍍層與基體的結(jié)合強(qiáng)度 ; 化學(xué)粗化 , 還可去除基體上的油污和氧化物及其他的粘附或吸附物 ,使基體 露出新鮮的活化組織 ,提高對活化液的浸潤性 ,有利于活化時(shí)形 成盡量多的分布均勻的催化活性中心 。 普遍采用的粗化液含 F - ,但對不同的陶瓷 ,需采用不同化學(xué) 成分和濃度的粗化液才能有最佳的粗化效果 。而且 ,經(jīng)化學(xué)粗化 的陶瓷 ,酸可能會滲透到較深的孔隙中 ,必須徹底清洗 ,清洗后在
70～90 ℃ 條件下烘烤 30 ～ 60 min 。文獻(xiàn) [ 3 ] 對此進(jìn)行了研究 , 對

不利于環(huán)境和人體 ,工序間還必須用大量的去離子水清洗 , 而且 敏化液很容易氧化和水解失效 ,使用周期短 ,因此不太適合大規(guī) 模自動生產(chǎn) 。 以后研究者對離子鈀活化工藝不斷研究和發(fā)展 ,提出了大量 的新工藝 。人們正在研究與發(fā)展一種新型活化工藝 ,即在敏化和 活化之間 ,增加浸 AgNO3 溶液 ,而且經(jīng)三步活化工藝處理后的基 體形成了比兩步法更多的均勻相似的活化中心 [8 ] 。
Y oshiki 等 [9 ] 發(fā)展了一種新的離子鈀型活化工藝 ,在基體上制

備了一層 ZnO 薄膜后 ,將其浸泡到酸性 PdCl2 溶液中一段時(shí)間后 進(jìn)行化學(xué)鍍 ,此工藝不需要對基體化學(xué)粗化和敏化 ,簡化了前處 理工藝 ,還避免了接觸劇毒的含 F - 的粗化液 ,有利于環(huán)保 。 常見的敏化活化工藝均不能完全避免漏鍍 ,而漏鍍的原因通 常是基體活化不好 。袁高清 [10 ] 等采用含氯化鈀和醋酸丁脂 、 烷 基酚聚氧乙烯醚 、 乙二醇丁醚等 “三合一” 前處理液對塑料表面進(jìn) 行處理 ,利用光敏劑在氧化態(tài)和還原態(tài)時(shí)的顏色不同 , 可以指示 活化的效果并在一定程度上避免漏鍍的發(fā)生 。 日本村田公司 Kanoh[11 ] 等發(fā)明了一種親水性活化催化溶液 , 是由乳酸鹽 ( 最好是乳酸銅和乳酸鋅) 、 ( 最好是氯化鈀 ) 和堿性 鈀 介質(zhì)的混合物 。只要將上述溶液旋轉(zhuǎn)涂覆到基體上形成感光膜 , 然后經(jīng)過短時(shí)間的輻照后就能沉積鈀催化劑 ,并能用水或類似物 有效地除去不需要的感光膜 。該工藝簡單方便 、 應(yīng)用廣泛 , 可用 于陶瓷材料的化學(xué)鍍鎳 、 銅等 。

配方 (1) 含鉻酸酐 、 氫氟酸 、 硫酸和配方 ( 2 ) 含硫酸 、 氫氟酸 、 水方 對粗面陶瓷和釉面陶瓷的粗化效果 、 化學(xué)鍍銅層的染色現(xiàn)象進(jìn)行 了比較得出 ,前者適合釉面陶瓷 ,而后者適合粗面陶瓷 。 對某些陶瓷還可以用堿金屬的氫氧化物或鹽來腐蝕粗化 ,
DeLuca 等
[4 ]

發(fā)明了一種用堿金屬與其他惰性材料粉末的混合物

在高溫下粗化陶瓷的工藝 。其具體的工藝過程 : 先 在 50 % 的
NaOH 溶液中加入 2 %的活性 Al2O3 ,不斷攪拌 1 h ,使 Al2O3 不凝聚

成團(tuán) ; 然后將在熱的堿溶液中清洗后的陶瓷基體置于上述混合物 中并不斷攪拌 ,一段時(shí)間后將基體取出在 600 ℃ 時(shí)處理 7 min ,冷 卻 5 min 后 依 次 用 水 和 35 % 的 硫 酸 清 洗 、 底 除 去 基 體 上 的 徹
NaOH。該工藝簡單 、 方便 , 不需用 HF , 可以用于很多電子陶瓷

如 :氧化鋁陶瓷 、 氮化硅陶瓷 、 鈦酸鋇陶瓷等的粗化 。以上工藝還 可以用 Na2 CO3 , K 3 ,ZrO2 ,高嶺土等物來配制 。工藝關(guān)鍵是必須 NO 將覆蓋了粗化物的基體加熱到所含的堿金屬化合物熔融 ,因此所 要求的處理溫度較高 。 沈偉等 [5 ] 對 Al2O3 陶瓷的化學(xué)粗化進(jìn)行了較系統(tǒng)的研究 , 通 過對含 F - 的刻蝕液體系與熔融的 NaOH 刻蝕體系的比較 , 發(fā)現(xiàn) 熔融的 NaOH 可以擇優(yōu)刻蝕 Al2O3 晶粒表面 , 并顯著地提高了表 面的浸潤性能 ,有利于形成 “球 - 窩承插” 結(jié)構(gòu) ,得到具有最高結(jié) 合力的鍍層 。

2. 2 　 膠體鈀型活化工藝
最早 的 膠 體 鈀 活 化 工 藝 是 Shipley[6 ] 發(fā) 明 的 。將 PdCl2 和
SnCl2 配制成一種混合的膠體鈀溶液 ,當(dāng)基體浸泡在溶液中后 ,Pd2 Sn 合金的膠體顆粒吸附在基體表面 , 這種膠體催化劑顆粒的直 Sn4 + 吸附在 Pd2Sn 合金上對化學(xué)沉積有抑制作用 , 因此 , 有必要

徑在 5～20 nm ,是一個(gè)個(gè)以原子態(tài)鈀為中心的膠體顆粒 , 其外面

2　 　 活 化
陶瓷對化學(xué)鍍不具有催化活性 ,必須用貴金屬催化劑活化 , 應(yīng)用最為廣泛的是鈀和銀 。目前正在研究和應(yīng)用的活化工藝可 分為 : 離子鈀型活化工藝 、 膠體鈀型活化工藝 、 漿料鈀型活化工 藝、 分子自組裝吸附鈀型 、 賤金屬活化工藝等 。

2. 1 　 離子鈀型活化工藝
離子鈀型活化工藝有多種 ,最早的是敏化2活化兩步法 [6 ] ,即 用酸性的 SnCl2 溶液作為敏化劑 , 酸性的 PdCl2 溶液作為活化劑 , 對于化學(xué)鍍銅還可以用銀鹽來代替鈀鹽 。在該過程中 ,基體浸泡 在敏化劑中 ,Sn2 + 吸附在基體表面 ,然后將基體浸泡到活化劑中 ,
Pd2 + 被還原成 Pd 沉積在基體表面 , 反應(yīng)為 Sn2 + + Pd2 + = Sn4 + + Pd ,一旦有鈀金屬顆粒沉積在基體上 ,化學(xué)沉積就可進(jìn)行 。

作活化液的工藝過程進(jìn)行了研究 ,發(fā)現(xiàn) SnCl2 的濃度在 22 g/ L 以

Cl2 溶液的活化很關(guān)鍵 , PdCl2 濃度對鍍層質(zhì)量影響最大 , 應(yīng)維持

　 2

上時(shí) ,濃度對鍍層的質(zhì)量幾乎沒有影響 ,浸泡 10 min 為宜 ; 而 Pd2 在 0. 6 g/ L 以上 ,在 50 ℃ 時(shí)浸泡 7 min 以上 。這種敏化活化兩步 法工藝 ,溶液配制簡單 、 成本低 ,但操作不方便 ,須用大量的鹽酸 ,

有研究者 [7 ] 對用 SnCl22HCl 溶液作敏化液和 PdCl22HCl 溶液

包裹著一層水化的二價(jià)和四價(jià)的錫物種的聚合物 β , 2錫酸層使膠 提高膠體顆粒在基體上的吸附能力 ; 二價(jià)錫在這一層中起抗氧化 的作用 ,保護(hù)鈀金屬使鈀處在低價(jià) 態(tài) , 保 持 其 催 化 活 性 ; 然 而 用加速劑除去以提高催化能力 ,而且必須讓這種膠體顆粒中的金 屬鈀暴露出來才具有催化活性 ,因此必須解膠 。 體鈀 [12 ] 。其配方為 : 組成 酸性膠體鈀
1. 00 300 0 0 0 60～70 7. 0

體的表面帶有負(fù)電 ,阻止膠粒的凝聚 ,同時(shí)β 2錫酸的粘合性也可 鹽基膠體鈀
0. 25 10 7～12 0. 5 150 50 1 PdCl2 / ( g· L
- 1

廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的膠體鈀有兩種 : 酸性膠體鈀 、 鹽基膠

)

SnCl2 · 2O/ ( g· ) 2H L 鹽酸 (37 %) / ( mL· - 1 ) L Na2 SnO3 · 2O/ ( g· - 1 ) 7H L - 1 NaCl/ ( g· ) L NH2 CONH2 / ( g· - 1 ) L
- 1

間苯二酚/ ( g· L

- 1

)

　　 酸性膠體鈀配方鹽酸濃度高 ,對操作人員和環(huán)境有害 , 且成 鹽基膠體鈀的配制方法 : ① 大燒杯中盛 3 L 去離子水 , 加入

本太高 ,此配方用得漸少 。

氯化鈉 600 g ,尿素 200 g ,溶解后加間苯二酚 4 g ; ② 另將錫酸鈉 2

陶瓷 表 面 化 學(xué) 鍍 的 前 處 理 工 藝 新 進(jìn) 展
g 用少量鹽酸和水溶解 , 至透明后再加入 ① , 用水溶或可控烘 中

以上幾種催化漿料通過印刷均可較方便地實(shí)現(xiàn)局部化學(xué)鍍 鎳或銅 ,還可較大地提高勞動生產(chǎn)率 ,大大降低原料成本 。但由 于活化溫度較高 ,只能用于耐高溫材料如陶瓷等化學(xué)鍍的活化 。 化膜的制備 ,其工藝流程為 :
多孔鋁基
Pd2 + 2AlOOH 溶膠修飾

箱控制液溫在 35 ℃ 左右待用 ; ③ 1 g 氯化鈀溶于 20 mL 鹽酸和 將
400 mL 去離子水中 ,冷卻至 30 ℃ 左右 ; ④ 28 g 氯化亞錫溶于 20 將 mL 鹽酸中 ,完全溶解后在攪拌情況下加入 ③ ,并繼續(xù)攪拌 12～ 中 15 min ,控制溫度 35 ℃,此時(shí)溶液由墨綠色 → 草綠色 → 棕色 ; ⑤ 在

攪拌情況下把 ③ 加入 ① ,加水至 4 L ,在 50 ℃ 中 保溫 3 h 。該工藝 用的鹽酸量較少 ,于環(huán)保和人體的害處較小 。 盡管 ,膠體鈀活化解膠工藝的催化性能優(yōu)異 , 并廣泛應(yīng)用于 非金屬表面化學(xué)鍍的活化 。但由于工藝中要用到二價(jià)的錫和四 價(jià)的錫 ,基體表面總會吸附 Sn2 + 而影響鍍層的均勻性和結(jié)合力 , 而且 Sn 吸附在 Pd2Sn 合金上對化學(xué)沉積有抑制作用 ,因此國外
4+

醇鋁水解得水軟鋁石沉淀 ,再將其膠溶得軟鋁石溶膠 , 然后將一 定量的 PdCl2 與之混合均勻即得溶膠 。

2. 4 　 分子自組裝活化工藝

有研究者提出無錫的活化液工藝 ,國內(nèi)也有研究者對無錫活化工
) 藝進(jìn)行過研究 。文獻(xiàn) [ 13 ] 提到一種無 Sn ( Ⅱ 膠體鈀的制備 : 將 0. 1～1. 5 g/ L PdCl2 加入少量去離子水加熱溶解 、 稀釋 ,在室溫下

物也能容易地使用的化學(xué)鍍覆活化工藝 ,即用一種能與貴金屬離

子形成配合物硅烷偶聯(lián)劑對被鍍物表面進(jìn)行處理后 ,用一種含有 貴金屬離子的溶液處理 , 就可化學(xué)鍍 。有文獻(xiàn) [20 ,21 ] 稱之為自組 裝活化 ,其實(shí)質(zhì)是 ,在基體表面自組裝一層有機(jī)硅烷 ,然后再吸附

邊攪拌邊加入適量的穩(wěn)定劑和 OP 水溶液 , 然后緩慢加入適量的

K 4 的稀堿水溶液 , 即形成黑色膠體鈀溶液 , 最后加水至 1 L 。 BH

關(guān)鍵是 NaCl ,穩(wěn)定劑 、BH4 與 PdCl2 的量的配比要適宜 ,這直接影 K 響膠體鈀的穩(wěn)定性及活性 。 文獻(xiàn) [14 ]提出了另一種膠體鈀催化劑的制備 : 將 11. 5 mg 的

上鈀離子 ,鈀離子被還原劑還原后即具有催化活性 。Tesuya[20 ] 等 人提出了 3 種硅烷偶聯(lián)劑 :N2 ( 22氨乙基 ) 232氨丙基三甲氧基硅 烷 ,32氨丙基三甲氧基硅烷 ,22 ( 三甲氧基硅烷基 ) 2乙基吡啶 ,用于 等研究了鈀的吸附機(jī)理 ,并提出了其催化機(jī)理的模型 。 力 ,但該工藝所用的偶聯(lián)劑通常較貴 。 大大減少貴金屬的用量 。 之間 。具體的工藝參數(shù)為 : 組成
CuCl2 / ( mmol· - 1 ) L

Na2 PdCl4 · 2O 加入到 100 mL 的容量瓶中 ,再加入 1 mL 1. 0 mol/ L 3H

25. 0 ± 1 ℃ 0. 的水浴中恒溫 20 h 。然后移取出 10 mL 溶液 , 再補(bǔ)

AFM 檢測到膠體催化劑粘附在基體表面 ,顆粒直徑在 4～53 nm 。

2. 3 　 漿料鈀型活化工藝

的 NaCl 溶液 ,使固體完全溶解 ,然后加入 10 mL 0. 1 mol/ L 的 22嗎 啉基乙烷磺酸的緩沖溶液 (pH = 5) ,再加水至刻度 ,將容量瓶置于 這種膠體鈀催化劑在使用時(shí)只需將催化劑與基體接觸即可 ,不需 要別的處理就可化學(xué)沉積 ,并能有效實(shí)現(xiàn)選擇性化學(xué)沉積 , 但有 使用壽命較短的缺點(diǎn) 。 總的來說 ,膠體鈀工藝具有良好的性能 , 并且已廣泛應(yīng)用于 工業(yè)生產(chǎn) ,然而尋找一種工藝更簡單 ,能方便地實(shí)現(xiàn)局部活化 ,能 廣泛用于各種基體且不需對基體進(jìn)行粗化就有良好的鍍層結(jié)合 力的新型工藝是很有必要的 ,因此有不少研究者近年開發(fā)出了漿 料鈀型活化工藝 。
PdCl2 溶解在 0. 5 mL 體積比 1 ∶ 的 HCl 溶液中 ,再與 15 mL 乙二 1

SiO2 表面化學(xué)鍍鎳 ,都得到了光亮 、 均一的鍍層 。徐麗娜 [21 ] 等人

提出了在氧化鋁粉末表面化學(xué)鍍分子自組裝吸附鈀活化工藝 ,在

氧化鋁粉末表面得到了約 2 μ 的化學(xué)鍍銅層 ,用 XPS ,AES ,FTIR m 該工藝可以不用 SnCl2 敏化 ,活性引發(fā)層厚度薄 、 壽命長 、 鍍

加 10 mL 同濃度的 NaCl 溶液 。當(dāng)基體用這種膠體鈀活化后 , 用

層與基體結(jié)合力強(qiáng) ,在粉體和玻璃等難鍍基上具有較大的應(yīng)用潛

2. 5 　 賤金屬活化工藝

大量的 Pd 和 Ag 等貴金屬 ,因此以賤金屬代替貴金屬 , 節(jié)約貴金

屬降低成本是化學(xué)鍍活化工藝研究的一個(gè)具有重大意義的課題 。 用銅鹽做催化劑的研究較多 , 有研究者 [22 ] 發(fā)明了一種加入少量
(8 ～ 80 mg/ L ) 鈀離子的膠體銅活化液 , 該工藝活化效果較好 , 能 Lindsay[23 ] 等人發(fā)明了一種 CuCl2 作活化劑 ,肼或其衍生物作

文獻(xiàn) [15 ] 描述了一種鈀金屬漿料的制備方法 , 稱取 0. 08 g

還原劑 ,明膠作穩(wěn)定劑的膠體催化劑 , 膠體顆粒大小在 1 ～ 20 nm 配方一
8. 89 2. 22 11. 25 55. 60 56. 02 2. 00 49. 40 9

醇二乙醚混合均勻 ,用乙基纖維素調(diào)到合適的粘度 ,即得催化劑 活化就可以進(jìn)行化學(xué)鍍 。章兆蘭
[16 ]

鈀的漿料 。使用時(shí)將漿料刷在陶瓷基體表面 ,在 873 K 時(shí)空氣中 等研究了一種用 Pd 或 Ag 的 氧化物和乙基纖維素 、 乙醇 、 乙基溶纖劑等制成活化膠 ,采用絲網(wǎng) 印刷方法對陶瓷表面進(jìn)行局部活化的工藝 。 有關(guān)化學(xué)鍍鎳催化漿料的專利不少 ,文獻(xiàn) [ 17 ] 介紹了一種對

介電陶瓷 ,特別是無引線瓷局部表面涂抹或印刷一層具有催化特

性的有機(jī)載體漿料 。該漿料經(jīng)干燥 、 高溫活化后 , 可直接化學(xué)鍍 鎳或銅 ,最后在瓷介電容器表面局部形成一層附著力高 , 介電性

文獻(xiàn) [18 ]描述了一種類似于漿料鈀工藝的 Pd2Al2O3 復(fù)合催 工藝過程關(guān)鍵在于 Pd 2AlOOH 溶膠的制備 , 文獻(xiàn)中用 22丁
2+

最近日本的森英之 [19 ] 等發(fā)明了一種即使對粉末狀物或鏡面

以上的活化工藝均需 Pd 或 Ag 等貴金屬 ,工業(yè)上每年要消耗

Sn (BF4 ) 2 / ( mmol· L

明膠/ ( g· - 1 ) L

NaBH4 / ( mmol· L NaOH/ ( mmol· L N2 H4 / ( mmol· L pH 值

- 1

PdO2Al 2O3 膜
- 1

H2 還原活化

)

- 1

)

)

Pd2Al 2O3 膜

配方二
8. 89 2. 22 5. 60 6. 02 11. 25

Na3 PO4 ( mmol· - 1 ) L
- 1

)

能好 ,容易焊接的金屬層 。該漿料主要成分的配方 1 : PdCl2 , HCl , 甲基溶纖素 、 醋酸纖維素 、 聚乙二醇 ; 配方 2 : PdCl2 , HCl ,甲基溶纖 素、 環(huán)己酮 、 松油醇 、 醋酸纖維素 、 聚乙二醇 、 碳粉 。

( CH3 ) 2NHBH3 ( mmol· - 1 ) L

52. 2 8

　　 將基體與上述活化液接觸 3 min 后在 80 ℃ 下形成晶核 ,漂洗

　 3

陶瓷 表 面 化 學(xué) 鍍 的 前 處 理 工 藝 新 進(jìn) 展 后就可以化學(xué)鍍銅 。該工藝成本低 ,用此工藝活化的基體 , 化學(xué) 沉積銅鍍層結(jié)合力良好 ,但只適合于化學(xué)鍍銅 。 近年來國內(nèi)也有不少相關(guān)研究的報(bào)道 ,幾乎同時(shí) ,袁永明 等發(fā)明了一種與 Lindsay 的工藝相似的膠體銅活化液 。 用鎳作催化劑的活化工藝也有研究報(bào)道 , 李兵
[25 ] [24 ]

Metal Deposition Using ZnO Thin Film ( I) : Process of Catalyst Formation [J ] . J Electrochem Soc , 1995 , 142 (2) :428～432. [7 ]　 Law H H , Mattoe C A ,Thomson J ,et al . Robust2Design of a Metallization [ C] . [ s. l . ] : [ s. n. ] ,379～382. [ 8 ] 　Severin J W , Hokke R , Wel H , et al . A Study on Changes in Surface mina[J ] . J Electrochem Soc ,1993 ,140 (3) :682～687. Using ZnO Thin Film Coated on a G lass Substrate [J ] . J Electrochem Soc , 1994 ,141 :56. [ 10 ] 　 袁高清 , 廖永忠 , 李翠榮 , 等 . 塑料電鍍前處理無鉻 “三合一” 新工藝 [J ] . 新技術(shù)新工藝 ,1996 ,3 :40～41. 23. [12 ] 　 陳達(dá)宏 . 印制電路孔金屬化 [J ] . 電子工藝技術(shù) ,2001 ,22 (3) :102 ～ 105. ) [13 ] 　 董根嶺 , 周完貞 . TY 1 型無錫 ( Ⅱ 膠體鈀活化液的研制和應(yīng)用 [J ] . 2 Process for Ceramic Substrates [ A ] . IEEE/ IEMT’ IEMT Symposium 91

等人研究

了一種用鎳鹽 、 適量氨水 、 穩(wěn)定劑配制成的 pH 值為 8～9 的活化 液 。該工藝過程較簡單 ,活化液穩(wěn)定性較好 ,得到的鍍層結(jié)合較 好 ,但需活化的時(shí)間較長 。 傅圣利等 [26 ] 研究了以 Ni (Ac) 2 ,NaH2 PO2 和 CH3OH 的混合溶 液作為活化液的工藝 ,該工藝要求在 165～170 ℃ 活化 30 min ,而 且要求鍍液中含有水合肼作還原劑 。 盡管早在 20 世紀(jì) 70 年代末就有很多研究工作者致力于賤 金屬活化工藝研究 ,并有不少專利文獻(xiàn)發(fā)表 ,但該工藝作為工業(yè) 應(yīng)用還存在很多問題 ,如活化效果總的來說不及貴金屬 , 所要求 的活化溫度較高 、 時(shí)間較長等 。因此到目前還未有大規(guī)模的賤金 屬活化工藝應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn) ,但毋庸置疑 ,作為一種低成本 、 環(huán)保 型、 節(jié)約貴金屬的新型活化工藝 ,必然具有廣闊的應(yīng)用前景 。

[ 9 ] 　Y oshiki H , Alexandruk V , Hashimoto K,et al . Electroless Copper Plating

[ 11 ] 　Kanoh , Osamu , Y oshida ,et al . Activating Catalytic Solution for Electroless

3　 結(jié)束語
盡管目前陶瓷表面化學(xué)鍍前處理的工藝多種多樣 ,但仍然存 在許多問題 ,雖然已有很多研究工作者開發(fā)出了一些工藝簡單 、 環(huán)保型 、 賤金屬活化 、 能大大提高鍍層結(jié)合力的前處理工藝 ,但大 多還停留在實(shí)驗(yàn)室階段 , 離大規(guī)模的工業(yè)應(yīng)用還有很長一段距 離 。而且隨著陶瓷材料在各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用 ,為了適應(yīng)不同的 性能要求 ,對其表面的金屬化層的要求越來越苛刻 ,對陶瓷表面 金屬化工藝具有關(guān)鍵性作用的前處理工藝提出了新的要求 。 因此 ,以下幾個(gè)方面將是前處理工藝發(fā)展的方向和重點(diǎn) : ( 1) 盡量簡化工藝過程而不影響處理效果 ; (2) 用賤金屬代替貴金屬 , 大量節(jié)約貴金屬材料 ,并盡可能降低成本 ; (3) 能大大提高鍍層結(jié) 合力以滿足不同應(yīng)用領(lǐng)域的要求 ; ( 4) 對人體和環(huán)境無害的環(huán)保 型前處理工藝 ; (5) 能大規(guī)模應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)且真正具有經(jīng)濟(jì)效 益和社會效益的前處理工藝 ; (6) 隨著納米技術(shù)的飛速發(fā)展 ,有望 將納米技術(shù)應(yīng)用于化學(xué)鍍 ,簡化化學(xué)鍍的工藝過程 。
[

電鍍與精飾 , 1993 ,15 (3) :25～26.

參

考

文

獻(xiàn)

]

[1 ]　 Brenner A , Riddell G E. Nickel Plating on Steel by Chemical Reduction [J ] . Plat Surf Finish. 1998 ,85 (8) :54～56. [ 2 ] 　Henry J R. The Importance of Substrate Prepartion for Porper Electroless Nickel and Electroless Nickel Composite Deposition[ A ] . Electroless Nickel Conference 99[ C] . Indiana : [ s. n. ] , 1999. [ 3 ] 　 　 . 陶瓷仿古銅色電鍍工藝 [J ] . 電鍍與精飾 ,2000 ,22 (1) :25 ～ 周 崎 27. [4 ]　 DeLuca , Michael A. Surface Preparation of Ceramic Substrates for Metal2 [ 5 ] 　 　 ,彭德全 ,沈曉丹 . Al 2O3 陶瓷表面金屬化 [ A ] . 第六屆全國 沈 偉 20. [ 6 ] 　Y oshiki H , Hashimoto K, Fujishima A. Reaction Mechanism of Electroless izaion[ P] . US Pat :4647477 , 1987203203.

化學(xué)鍍會議論文集 [ C] . [ 出版地不詳 ] : [ 出版者不詳 ] ,2002 ,14 ～

　 4

[ 14 ] 　 Dressick W J , K ondracki L M , Chen M S , et al . Characterization of a Col2 [ 15 ] 　 B ,Dai W , Wu G, et al . Amorphous Alloy/ Ceramic Composite Mem2 Liu brane : Preparation , Characterization and Reaction Studies[J ] . Catal Lett , 1997 ,49 :181. [ 16 ] 　 章兆蘭 ,張 　 ,姚鐘華 ,等 . 陶瓷表面局部鍍用活化膠的研究 [J ] . 濤 [ 17 ] 　 劉炳泗 ,袁維富 ,王國斌 . 無引線瓷介電容局部化學(xué)鍍鎳或銅方法 [18 ] 　 C R , Guo X X , Li F Q ,et al . Prepartion of Asymmetric Ni/ Ceramic Xia Composite Membrane by Electroless Plating[J ] . Colloid Surf A ,2001 ,179 : 229～235. [ P] . 中國專利 :1057300A ,1991212225. [J ] . 材料保護(hù) ,2001 ,34 (2) :17～20. [ 19 ] 　 森英之 , 熊谷正志 . 金屬鍍覆的前處理劑和使用該前處理劑的金屬 [ 20 ] 　 Osaka T ,Takano N , Kurokawa T ,et al . Fabraction of Electroless NiReP Bar2 rier Layer on SiO2 without Sputtered Seed Layer [J ] . Electrochemical and Solid2State Letters ,2002 ,5 (1) : 7～10. [21 ] 　 徐麗娜 ,徐鴻飛 ,周凱常 ,等 . 自組裝膜吸附鈀的化學(xué)鍍前活化研究 [J ] . 物理化學(xué)學(xué)報(bào) ,2002 ,18 (3) :284～288. [ 22 ] 　 Brasch ,William R. Copper Colloid and Method of Activating Insulating Sur2 [ 23 ] 　 Lindsay , Deborah J , Feldstein , et al . Activators for colloidal catalysts in [ 24 ] 　 袁永明 ,陳紹謙 ,謝明貴 ,等 . 膠體銅活化液的制備方法 [ P ] . 中國專 electroless plating processes[ P] . US Pat :4820547 ,1988206227. [ 25 ] 　李 　兵 , 魏錫文 , 張朝陽 , 等 . 非金屬材料化學(xué)鍍鎳活化工藝研究 [26 ] 　傅圣利 , 李義和 , 王本根 , 等 . 玻璃表面無鈀活化化學(xué)鍍鎳的研究 [J ] . 電鍍與精飾 ,2000 , 22 (5) : 10～13. [ 責(zé)任編輯 : 段金弟 ] faces for Subsequent Electroplating[ P] . US Pat :4762560 ,1988208209. lidal Pd ( Ⅱ) 2Based Catalyst Dispersion for Electroless Metal Deposition [J ] . Colloid Surf A , 1996 , 108 : 101～111.

陜西化工 , 1995 ,2 :29～31.

鍍覆方法 [ P] . 中國專利 :1262711A ,2000208209. 利 :1038130A ,1989212220.

Chemistry During the Initial Stages of Electroless Ni ( P) Deposition on Alu2

Plating and Method for Electroless Plating[ P] . US Pat :5989787 , 19992112



  本文關(guān)鍵詞：陶瓷表面化學(xué)鍍的前處理工藝新進(jìn)展，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。