粉体化学镀Ag工艺一事PlatingandFinishingVo】.22N0.6文章编号:i0013849)1J4粉体化学镀Ag工艺王丽丽编译(南京得实质江苏南京210018)摘要:概速了在无机质或有机质粉体芯材上的化学镀Ag工艺.在粉体上依次进行化学镀镍一化学镀铜化学镀银.以镀镍层代替部分镀银层,可以获得均匀致密和导电性优良的化学镀Ag粉体,降低了镀银粉体的制造成本.适用于导电胶或者导电性涂料用的导电性填料.关键词中图分类号睾穗搬Ag;导电性填料文献标识码:E它精iledbyWANGLili1前言近年来的电子工业领域中,大量使用Ag的微细粉末作为导电胶或者电磁波屏蔽的导电涂料用的导电性填料.尽管Ag是高价的贵金属,但是与N,,Fe,Cu等金属相比.Ag具有优良的耐气候性和导电性.因此工业上还是广泛地使用Ag.传统的粉体化学镀Ag工艺是在化学镀Cu以后化学镀Ag,通过Cu与Ag的置换反应而形成镀Ag层这种镀Ag制品是以Cu为基底层的Cu与Ag的双重镀层,由于含有较多的Cu,随着时间的推移.基底镀Cu层与表面镀Ag层相互扩散.降低镀Ag层原有的物理性质,难以获得性能优良和稳定的镀Ag制品.鉴于上述状况,本文就粉体表面上形成均匀致密的导电性优良的化学镀Ag工艺加以叙述.2工艺概述以无机质或者有机质的粒子为芯材.按照常规工艺依次形成化学镀Nt层和化学镀Cu层的双重基底层.在以后的化学镀Ag时.通过Cu与Ag的置换反应.溶解而消耗掉化学镀Cu层.由此可以获得实际上是由基底镀i层与表面镀Ag层组成的双重构造的镀层粉体实际上.化学镀Ag反应结束时,容许残存少量的未反应的化学镀Cu层.相对于镀层粉体中的Ag含量来说.Cu含量约为15wt以下.最好为5wt以下.基底镀Ni层厚度为0.03～0.5m如果镀Nl层厚度低于0.03m,镀N,层难以完全地镀覆芯材表面;如果镀Ni层厚高于0.5m.则会增加镀层粉体的密度而不经济.无机质粒子芯材有金属粉末,金属或者非金属的氧化物,金属的硅酸盐,碳化物,氯化物和卤化物等.有机质粒子芯材有天然树脂,天然纤维;聚乙烯,聚丙烯,聚氯乙烯,聚苯乙烯,聚酰胺,聚丙烯酸酯,聚丙烯腈,聚缩醛,聚酯等合成热塑性树脂;醇酸树脂,酚醛树脂,蜜胺树脂,二甲苯树脂,硅树脂等热固性树脂.无机质或者有机质粒子芯材可以单独使用,收稿日期:20000304(13)作者筒介:王丽丽(1944一),女,江苏南京^-南京得实发展集团工程师.2000年l1月电镀与精饰第22卷第6期(总135期)?31?也可以混合使用.芯材粒径为1m至数mm粒子形状为球状,片状,棒状,针状,中空状或者纤维状其外观呈现粉末状或者粒状.芯材材质必须是可以化学镀的,不溶于水或者难溶于水的化学组成均一的或者不均一的.由于化学镀Ag粉体是在芯材粒子表面上形成均匀致密的极薄镀Ag层,固有体积电阻相当小一般低于4.5×l0_n?cm,最好低于3×lOn?cm.过去的化学镀Ag粉体,由于含有大量的(U,镀Ag以后的长期使用中,基底镀cu层与表面镀Ag之间相互扩散,降低了镀Ag层原有的物理性质难以保持物理性能稳定的镀Ag粉体.改进的化学镀Ag粉体工艺所获得的化学镀Ag粉体实际上是不含Cu的Ni/Ag二层构造,克服了Cu与Ag的相互扩散问题.获得的镀层粉体具有优良的稳定特性.与众所周知的银镜反应中Ag的析出效率为5u～60相比.改进的工艺几乎可达100的Ag析出效率.3应用把表1所列的物理性质的粉体试料分别浸渍于05～1.0g/I的氨基硅烷偶联剂溶液中约l0min,进行分散处理,过滤分离和干燥以后,浸渍于含有0.1g/I,PdCI酸性溶液中约5min,搅拌处理粉体,过滤.然后按照下列工艺程序依次处理粉体试料表l琦体试料物理性质例粉体试料密度(kg/dm)平均粒(m)】A】?()2.403.n2SiO2.50j.43绢云母2.703004酚醛树脂1.262ll__l苯乙烯】.05.¨6玻璃纤维2.54§0…30ITttTI3.1化学镀NI3.1.1解聚处理把表1所列的粉体试料浸渍于表2所示的溶液中进行解聚(disagg[omerate)处理,把溶液加热到70C,调制成悬浮液.3.1.2化学镀Ni在悬浮液中加入3g/L的Nail,PO!,搅拌溶解,接着分别添加表3所示的化学镀Nj液的a液和b液发现还原出Pd的同时发生H.通过定量泵把a液和b液同时加入到镀槽中,表4表示了镀液的添加量和添加速度.a液和b液添加完毕后恒温70c,在搅拌下进行化学镀N1反应然后过滤水洗干燥,至此获得了化学镀Ni的粉体.表2解聚处理液例络台剂种类浓度(g/I)pH液量(I)1CHC()()Na207252苹果酸钠l562.53氨基乙酸l07204Na2ClHOE2(】2.55NaCJHOE2073f)6苹果酸钠lj620表3化学镀Ni液组成相对于溶液化台物种类浓度(g/1.)NiS(){?6HzO的m0【比a液NiS()?6H2()224NaH)2?H2O22625Na0Hl023表4化学镀l液添加条件例镀液添加量(I)镀液添加速度(mIimin)l2.64021.0.333660.472j3.2化学镀Cu化学镀N-的粉体试料50g浸渍于含有0.1g/LPdC[的HC[溶液中,搅拌l;rain后过滤,洗净,过滤分离.接着把粉体浸渍于含有5Og/LEDTA?2Na的溶液中,再加入]g/L的NaHPO?HO,进行解聚处理.保持液温50C,调制成悬浮液.按照表5配制化学镀Cu液,并按照表5的添加条件把化学镀Cu液加入到悬浮液中,发生H时可以确认化学镀Cu反应的进行.化学镀Cu反应完?32?Nov.2000PlatingandFinishingV0I.22No.6 毕后,过滤,洗净和过滤分离. 3.3 化学镀Ag 把镀有Ni/Cu 的粉体加入到预先配制好的5O g/L 的EDTA?2Na 溶液中进行解聚处理.然后按 照表6 的添加条件加入浓度为l58g/L 的AgNO. 溶液,AgNO 溶液加完以后,搅拌10min 进行置换 反应.反应完毕以后过滤,水洗,过滤分离,干燥.至 此获得了白色的镀Ag 粉体.表7 表示了化学镀Ag 时的Ag 有效利用率(镀层中的Ag/镀液中的Ag). 为了比较起见.现列举下面两个比较例.比较例 l:以密度2.50,粒径5.Opm的Si0 为粉体,除了 施镀2 倍量的化学镀Cu 层外,其余均按倒2 的方 法,结果获得了暗黑色镀Ag 粉体.比较例2:以密度 2.40,粒径3.0pm的AI.O.为粉体10g 浸渍于含 有组成为20g/LAgNO3,30mL/LNHs?H2O (28)的5L 溶液中进行解聚处理,然后加^ KNaCHO600g/L,化学镀Ag1h.过滤,水洗,过 滤分离和干燥.至此获得了灰白色镀Ag 粉体.比较 例l 和比较例2 的Ag 有效利用率如表7 所示 表5 化学镀cu 液组成和添加条件 化学镀Cu 液组成添加条件 例维度相对于CuSO.?5H}O 添加量流速 化台物种类 (g/I)的mol 比(mI)(mL/rain) a 液CuSO?5H2Ol97 lb 液HCH()(35)2734lO5l0 c 液Na()H2528 a 液Cus()?5HzOl97 2b 液HCH()(35)273475l0 c 液NaOH2528 a 液CuSO4?5H2()l97 3b 液乙醛酸(40)582474l0 c 液NaOH3ljl0 a 液cuSO?5H2O.I97 4b 液HCHO(35)Z734485 c 液NaOH2528 a 液CuSO?5H2Ol97 b 液乙醛酸(40)582410710 c 液Na()H3ll0 a 液cug()?5HzO197 6b 液乙醛酸(40)582453l0 c 液NaOH3l5l0 3.4 化学镀Ag 粉体性能评价 3.4.1 物理性能 把例l～6 和比较例l～2 获得的金属镀层粉体 溶解于HNO 溶液中,然后测定金属镀层的组成和 密度等性能,结果如表8 所示. 3.4.2 电阻特性 制备一个上部突起的平面上施镀Au 的lcm 的圆形突起电极,插入到内径lcr1]的塑料圆筒 内.接着在圆筒内放入例1～6 和比较例l～2 获得 的金属镀层粉体1g,然后把一个1cm弱些的端 托 fl000 年l1 月电镀与精饰第22 卷第6 期(总135 期)?33? 面镀Au 的Cu 制圆形电极插入塑料圆筒内,上部放 置5kg 的重物压块,测定极间的电阻,求出固有体 积电阻,计算公式如下: 固有体积电阻(n?cm)=测定电阻值(n)× 0.785(cm)/电极间的距离(cm) 结果如表8 所示. 裹6 化学镀Ag 液添加条件 倒镀}译加量(ml)镀液添加速度tmL/min) 1l9040 214030 312740 4843O 5l9236 614010 裹7Ag 的有效利用率 镀液中的镀层中的Ag 的有效例 Ag 宙量(g)Ag 含量(g)利用率() ll9.04184797.0 2140013.71979 312.7712.5398.1 48.408.2297.9 5l9.2518.8197.7 66.9067j97.8 比较倒I14.0013.7598.2 比较例263.5031.8450.1 裹8 镀层粉体性能评价 镀层组成(wt)镀层厚度(m)比重固有体积电阻 例 NiCuAgNtCuAg(kg/dm)(×100) l5270.092594O300I5.842j 244.3101IZ1.490300.14.802.3 339.96O.0820.000300.14,682.1 433.160.1014.100,300.I2132.4 555.710.1127300,30D.I3.982.Z 628.150.09l1.87O300.I3.5722 比较倒I41.195632I.490.30.060I4.974j 比较倒20076.100O.315.945.8 4 结论 以元机质或者有机质粒子芯材为粉体依次进行 化学镀Ni,化学镀Cu 和化学镀Ag 所获得的镀层 粉体的特征如下: 1)以廉价镀Ni 层代替部分镀Ag 层.镀层粉体 密度小,即使极薄的化学镀Ag 层,镀层粉体的导电 性并不逊色于纯Ag 镀层,仍然具有优良和稳定的 导电性,对降造成本极为有利. 2)镀层粉体作为导电性填料(或颜料)广泛地应 用于导电胶和导电性涂料中,以取代传统的Ag 粉 体,在电子工业中应用前景良好. 参考文献: [1]川上浩.小山田雅明.化学镀Ag 粉体制造工艺[P_ JPl1061424,1999—03 一o5 迁址通知 由于业务扩大的需要,安美特(广州)化学有限公司天津分公司从 200O 年lO 月28 日起将迁往新址:天 津市南开区空平路 8 号(民营科技发展中)七层 C,D 单元.(南开区雅安道南开工业 园鑫茂民营科技园内) 由B 鳙:300190 电话,传真不变
