ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Метод химической металлизации из "Электролитические и химические покрытия" Первые два способа могут быть осуществлены только для нанесения покрытий на металлы, третий — пригоден для осаждения слоев металла практически на любые материалы. [c.201] Нанесение металлических покрытий химическим способом, т. е. без пропускания внешнего электрического тока, применяют в технологии производства печатных плат, при металлизации пластмасс и неорганических материалов (например, керамики), а также для нанесения функциональных покрытий на металлы. [c.201] Способ основан на восстановлении ионов металла на каталитически активной поверхности металлического или неметаллического электрода восстановителем, находящимся в растворе. Химическим способом могут быть восстановлены ионы никеля, кобальта, железа, хрома, кадмия, олова, палладия, платины, меди, серебра, золота, родия, рутения. Химическим осаждением можно получить помимо чистых металлов и сплавы металлов с неметаллическими компонентами, входящими в состав восстановителей углеродом, фосфором, бором, а также сплавы двух металлов с этими элементами. [c.201] К недостаткам метода относят частую замену растворов для химической металлизации сравнительно дорогие реактивы и достаточно сложное оборудование для проведения процесса снижение скорости процесса осаждения металла по мере эксплуатации раствора высокую температуру проведения процесса, высокие затраты на нейтрализацию и регенерацию отработанных растворов. Технологический процесс химической металлизации является более сложным, чем электроосаждение металла, он состоит из большего числа операций, требует более строгого регулирования параметров температуры, pH растворов, времени выдержки при промывке растворы для химической металлизации недостаточно стабильны в работе, а процесс протекает при повышенной температуре и с невысокой скоростью. [c.202] Несмотря на недостатки метода и его высокую себестоимость, зачастую он является единственно возможным для нанесения равномерных покрытий на металлы и диэлектрики, особенно при производстве печатных плат и осаждении металлов на керамику. [c.202] В электрохимическом отношении процессы коррозии, контактного обмена и химического восстэдарления ионов металлов являются идентичными. Они связаны с протеканием сопряженных электрохимических реакций на поверхности электрода. В таких процессах всегда можно выделить две основных сопряженных реакции окисление и восстановление, протекающие с переносом электронов. [c.202] В процессах коррозии основными реакциями являются окисление атомов металла электрода с переходом его ионов в раствор и восстановление окислителя, находящегося в растворе. [c.202] Для процессов контактного обмена также характерно протекание реакции окисления атомов металла электрода и восстановление окислителя, находящегося в растворе, только окислителем являются ионы более электроположительного металла. Как указано выще (см. разд. 1.2), возможно также восстановление ионов более электроотрицательного металла, чем металл электрода, если в результате контактного обмена образуется сплав или интерметаллическое соединение. [c.202] Процесс химической металлизации, в отличие от процессов коррозии и контактного обмена, характеризуется основными реакциями восстановления ионов металла, находящихся в растворе, и окислением восстановителя, также присутствующего в растворе, на каталитически активной поверхности электрода. Здесь окислитель и восстановитель находятся в растворе, не взаимодействуя друг с другом, и для протекания реакции необходим катализатор. Например, по отношению к реакции химического никелирования каталитически активными металлами являются палладий, никель, железо, кобальт. [c.202] Помимо основных реакций, приводящих к образованию конечных продуктов, т. е. металла и продуктов окисления восстановителя, протекают обратные реакции — ионизация осажденного металла с переходом его ионов в раствор и восстановление окисленных продуктов. Скорость этих реакций значительно ниже основных, что и позволяет в конечном счете проводить процесс металлизации. Кроме этого, на электроде возможно протекание параллельной реакции разряда-иониза-ции водорода. Процесс осложняется еще и тем, что окисление восстановителя происходит с образованием продуктов различного химического состава и их химическим взаимодействием с водой, гидроксильными и гидроксониевыми ионами. [c.202] При металлизации металлов (медь, латунь, бронза, платина, серебро, золото), имеющих более положительные потенциалы по сравнению с никелем, поверхность которых не обладает каталитической активностью, необходимо сместить их потенциал в отрицательную сторону для начала процесса. Последнее достигается приведением их в контакт при погружении в раствор с более отрицательным металлом (никель, железо, алюминий) или кратковременной катодной поляризацией в растворе металлизации. Потенциал электроположительного металла также можно сместить в отрицательную сторону, вводя в раствор металлизации лиганды. Например, для химического никелирования меди может быть использован раствор, содержащий хлорид аммония [136]. [c.202] На поверхности металлов перед металлизацией также можно сформировать фосфорсодержащую пленку при их катодной поляризации в гипофосфитио-фос-фитном растворе [137]. Подобная пленка, содержащая фосфор, при внесении в раствор химического никелирования окисляется, в результате чего происходит восстановление никеля и поверхность приобретает каталитическую активность. Согласно [72], таким методом можно активировать медь, платину, вольфрам, молибден, марганец, свинец, олово. [c.203] Электроотрицательные металлы, такие, как алюминий, титан и их сплавы, должны были бы активироваться при погружении в раствор металлизации за счет протекания реакции контактного обмена с ионами электроположительного металла, находящимися в растворе металлизации. Однако этому препятствуют оксидные пленки на поверхности подлежащих покрытию металлов. Они могут быть удалены непосредственно в растворе металлизации, введением в него фторид-ионов в виде, например, фторида аммония. Другой способ — циикатная обработка электроотрицательных металлов, также представляющая собой процесс контактного обмена. На металлах, прошедших цинкатную обработку, процесс металлизации начинается с контактного обмена, в результате чего их поверхность приобретает каталитическую активность. [c.203] Следует также отметить, что реакции химической мегаллизации обычно проводят при высоких температурах, близких к температу 16 кипения раствора. При комнатных температурах реакция практически не протекает. Это указывает на то, что скорость металлизации лимитируется скоростью гетерогенных химических реакций, протекающих на каталитически активной поверхности. [c.203] Основные закономерности, рассмотренные для химической металлизации в растворах, содержащих в качестве восстановителя гипофосфит, справедливы и для других восстановителей, таких, как бораны [138] и диалкиламинобораиы, а также гидразин, гидразинборан, формальдегид и др. [139]. При использовании в качестве восстановителей борсодержащих соединений в осадках присутствует бор, придающий им особые физико-химические свойства. Помимо отдельных металлов, по существу являющихся сплавами с фосфором или бором, методом химической металлизации может быть получено и большое число двойных и тройных сплавов. [c.203] Вернуться к основной статье