Химическое меднение (омеднение)

Главная → Химическое меднение (омеднение)

--> Заказать ГАЛЬВАНИЧЕСКОЕ МЕДНЕНИЕ стали

--> Заказать ГАЛЬВАНИЧЕСКОЕ МЕДНЕНИЕ нержавейки

--> Заказать ГАЛЬВАНИЧЕСКОЕ МЕДНЕНИЕ алюминия

--> Заказать ГАЛЬВАНИЧЕСКОЕ МЕДНЕНИЕ ЦАМ

--> Заказать ГАЛЬВАНИЧЕСКОЕ МЕДНЕНИЕ диэлектриков

 

В основе химического меднения лежит каталитический механизм, при котором осаждение меди происходит на активированной поверхности и продолжается автокаталитически уже на медном слое. При металлизации диэлектриков по палладиевой классической активации меднение происходит при наличии на поверхности диэлектрика 0,3-0,5 г/м2 палладия.


Для осуществления процесса химического меднения рекомендуется много разнообразных растворов. Состав раствора химического омеднения обычно включает в себя: соль двухвалентной меди (сульфат меди), комплексообразователь, восстановитель (формалин), ускоряющие и стабилизирующие добавки, гидроксид натрия для регулирования рН.


Виды растворов меднения различают по тому, какой используется комплексообразователь: виннокислый раствор химического меднения, трилонатный (этилендиаминтетрауксусный), лимоннокислый, глицериновый и другие растворы меднения.


Наибольшее распространение получил виннокислый раствор химического меднения. Он содержит тартрат калия-натрия (калий-натрий винноксилый, сегнетова соль, соль Рошеля), который образует с ионами меди прочный комплексный анион [CuC4H4O6(OH)2]2-. Значительное распространение получили также трилонатные растворы химического омеднения, содержащие комплексообразователь трилон Б (ЭДТА). Остальные растворы применяются ограниченно.


Кроме формалина в качестве восстановителей в процессе химического меднения могут использоваться гипофосфит, гидразин, боргидрид, однако растворы меднения на их основе уступают растворам с формалином по выраженности автокаталитических свойств у осаждаемой меди, а также по стабильности, и, поэтому, не нашли практического применения.


Стабилизаторами в раствора химического медения могут выступать различные тиосоединения (тиосульфат натрия, тиомочевина, сульфид свинца, цистин, роданин, 2-меркаптобензотриазол, диэтилдитиокарбамат), а также цианистые соединения, роданиды, фенантролины и их производные, полисульфиды, соединения селена, ртути, некоторые окислители ( в т.ч. кислород), высокомолекулярные вещества. На виннокислые растворы химического меднения стабилизирующее действие оказывают аммиак и углекислый натрий.


При химическом меднении происходит следующая реакции:


2H2CO + Cu2+ + 4OH- -->Cu + H2 + 2HCOO- + 2H2O


Она протекает при комнатной  температуре и в щелочной среде при рН>10,5. Однако для ее начала на активированной поверхности необходима более щелочная среда (рН>11,0 - 12,5).


Одновременно при восстановлении меди происходит реакция Канниццаро, в результате которой происходит окисление формалина в формиат-ион и метиловый спирт:


2H2CO + OH- --> HCOO- + CH3OH


Возможна также реакция восстановления двухвалентной меди в одновалентную медь с образованием закиси:


2Cu2+ + 5OH- + H2CO --> Cu2O + HCOO- + 3H2O


При увеличении концентрации щелочи скорость побочных реакций увеличивается. При их протекании может расходоваться в 1,5-3 раза больше формалина, чем на реакцию восстановления меди.


В результате протекания вышеприведенных реакций химического меднения в растворе накапливаются сульфат натрия, метиловый спирт и формиат натрия, концентраци ионов меди падает.


На скорость осаждения медного покрытия и устойчивость раствора химического меднения влияет природа комплексообразователя и его концентрация в растворе. Чем выше прочность образующихся комплексов и концентрация комплексообразователя, тем меньше скорость роста осадка меди и тем стабильнее раствор химического меднения.


Повышение концентрации формалина в виннокислых растворах мало влияет на скорость химического меднения.


Значительно большее влияние на скорость осаждения оказывает концентрация ионов меди. По мере увеличения рН возрастает скорость меднения. Она повышается с ростом температуры и при введении некоторых добавок (карбоната натрия, пиридина).


В трилонатных растворах, с введенными добавками диэтилдитиокарбамата натрия, этилендиамина и железосинеродистого (железистосинеродистого) калия, наблюдается почти линейная зависимость скорости химического меднения от концентрации соли меди. При снижении концентрации формальдегида в растворе химического меднения ниже 10 г/л значительно замедляется начало процесса.


С повышением температуры скорость химического медения возрастает с одновременным снижением их стабильности.

Удельное электрическое сопротивление химически осажденной меди выше, чем у металлургической и зависит от состава раствора химического меднения.


Главным недостатком растворов химического меднения является их невысокая стабильность. В процессе химического медения (особенно если раствор загрязнен механическми примесями) восстановление ионов меди может происходить и в объеме раствора. Этому способствует и примесь закиси меди. Выделившаяся в растворе медь при этом будет образовывать новые центры кристаллизации и раствор химического меднения довольно быстро разложится и выйдет из строя.


Увеличение стабильности растворов химического меднения можно применять следующие способы:

1. Поддерживать кислотность и концентрацию стабилизаторов в установленных пределах.

2. Не допускать превышение оптимальной плотности загрузки

3. Не допускать присутствия в растворе металлических поверхностей, кроме покрываемых

4. При химическом омеднении диэлектриков исключить возможность заненсения активатора в ванну химического меднения

5. Удалять механические примеси из раствора механическим фильтрованием

6. Перекачивать раствор в конце смены в запасную емкость, после чего очищать старую

7. Использовать перемешивание раствора химического меднения сжатым воздухом

8. Использовать покачивание штанг с омедняемыми деталями.

9. Исключать образование газовых мешков на в омедняемых деталях

10. Удалять металлические остатки с подвесок


Данная статья является интеллектуальной собственностью ООО "НПП Электрохимия" Любое копирование без прямой ссылки на сайт www.zctc.ru преследуется по закону. Текст статьи обработан сервисом Яндекс "Оригинальные тексты"

 

Яндекс.Метрика