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无氰化学沉金工艺的研究

作　者: 曹璟
导　师: 李德良
学　校: 中南林业科技大学
专　业: 环境科学
关键词: 无氰化化学沉金环境友好
分类号: TN41
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

目前化学沉积金工艺被广泛地应用在PCB(印制电路板)行业,在印制电路板上沉金成为PCB行业加工制造的重要环节,这主要是由于镀金层能满足多种组装要求,具有可焊性、导电性、高稳定性以及抗氧化性等性能。我国化学沉金皆以含氰化物金盐为原料,由于氰化镀液中含有剧毒的氰化物,在实际生产过程以及相关后续的废水、废气处理及处置中都会产生极大的不安全因素,使得氰化镀金液发展受到限制。随着人们环境保护意识的提高,探索合适的无氰沉金工艺来替代氰化物沉金工艺已成为发展化学沉金工艺的必然趋势。本课题的目的是研究出一种新型的无氰镀金体系,并使其应用技术指标能达到当今PCB化学沉金工艺的要求。论文所选无氰镀金液以含有氯化金和有机胺为主要成分,采用电化学研究方法、紫外可见光谱、溶液成份化学分析、镀层厚度测试、镀层结合力测试等工艺和性能检测手段对该无氰镀金体系的组成、施镀操作条件和应用指标进行了详细的探讨。除此之外,本文还从安全生产和环境保护角度对该工艺和传统的含氰工艺进行了对比分析。通过大量实验探索出：溶液组成尤其是金浓度、有机胺(简称OA,以下相同)浓度、添加剂种类和用量以及操作条件包括pH、温度和沉积时间对化学沉金的应用指标(沉积速率、结合力、色泽)都具有重要的影响。研究出的最佳工艺条件为：金盐浓度(以金计)1g/L,有机胺浓度0.2 mol/L,柠檬酸5g/L,操作温度为50-60℃,溶液pH值为9～10,时间控制在5-10min;在此条件下化学沉积效果稳定,所得沉金层的色泽、均匀性、结合力均能达到PCB行业的技术要求。研究表明,以含有氯金酸和有机胺为主组分的无氰镀金液体系,不仅从技术角度上满足当今PCB行业对化学沉金工艺的要求,而且从环保角度上实现了对剧毒化学品的替代,可明显地减少对环境的危害,是一种有着广阔应用前景的环境友好化工艺。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-22
  1.1 金的性质及应用  8-12
    1.1.1 金的物理性质  8-9
    1.1.2 金的化学性质  9
    1.1.3 金的配位化合物  9-11
    1.1.4 金的工业应用及所存在的环境问题  11-12
  1.2 化学沉金工艺的特点、应用及发展趋势  12-14
    1.2.1 化学沉金工艺的特点及应用  12-13
    1.2.2 化学沉金工艺发展趋势  13-14
  1.3 化学沉金的工艺流程概述  14-16
    1.3.1 化学沉金工艺流程  14
    1.3.2 化学沉金各个工序概述  14-15
    1.3.3 化学沉金的控制因素  15-16
  1.4 化学沉金液概述  16-22
    1.4.1 化学沉金的作用原理  16-18
    1.4.2 化学沉金液的分类  18-21
    1.4.3 总结  21-22
2 课题研究的内容及意义  22-23
  2.1 课题研究的目的和意义  22
  2.2 课题研究的内容  22-23
3 实验部分  23-28
  3.1 实验条件  23-24
    3.1.1 实验药品及材料  23-24
    3.1.2 实验仪器与设备  24
  3.2 实验设计  24-28
    3.2.1 实验目标  24
    3.2.2 实验方法  24-26
    3.2.3 质量控制与检验  26-28
4. 实验结果与讨论  28-52
  4.1 无氰沉金液的制备  28
  4.2 无氰沉金液稳定性研究  28-31
    4.2.1 贮存和存放稳定性研究  28-29
    4.2.2 热稳定性能的研究  29-31
  4.3 溶液组成对无氰化学沉金的影响  31-37
    4.3.1 金盐浓度的影响  31-34
    4.3.2 络合剂浓度的影响  34-37
  4.4 无氰化学沉金工艺研究  37-46
    4.4.1 基体前处理的影响  37
    4.4.2 沉积时间的影响  37-39
    4.4.3 温度的影响  39-43
    4.4.4 pH值的影响  43-46
  4.5 添加剂的影响  46-48
    4.5.1 金属添加剂的影响  46-47
    4.5.2 有机添加剂的影响  47-48
  4.6 沉金液中杂质的影响  48-51
    4.6.1 氯离子的影响  49-50
    4.6.2 镍离子的影响  50-51
    4.6.3 其他杂质离子的影响  51
  4.7 本章小结  51-52
5 化学沉金工艺环境分析  52-56
6. 结论与展望  56-58
参考文献  58-62
附录  62-63
致谢  63

无氰化学沉金工艺的研究

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