化学镀镍工艺技术简介

化学镀技术概述

硬盘、CPU和内存被称为计算机的“三大件”。随着计算机技术的发展，计算机硬盘逐步向小型、薄型、大容量和高速度方向发展。在计算机硬盘中用于存储数据的是盘片，它由铝镁合金制成，然后在表面进行化学镀Ni-P或Ni-P-Cu，作为后续真空溅射磁记录薄膜的底层。该镀层要求非磁性、低应力、表面光洁和均匀。图5-17所示为计算机硬盘及化学镀镍后的CPU。

1.化学镀的原理和特点

（1）化学镀的原理 化学镀也称为无电解镀或自催化镀，在表面处理中占有重要的地位。化学镀是指在没有外加电流通过的情况下，利用镀液中还原剂提供的电子，使溶液中的金属离子还原为金属并沉积在工件表面，形成镀层的表面处理技术。酸性化学镀镍溶液中，还原沉积时的反应式为

式中，H2PO2是还原剂。

图5-17 计算机硬盘及化学镀镍后的CPU

化学镀镍溶液的组成及其相应的工作条件必须使反应只在具有催化作用的工件表面上进行，镀液本身不发生氧化还原反应，以免溶液自然分解、失效。如果被镀金属本身是催化剂，则化学镀的过程就具有催化作用。镍、铜、钴、铑、钯等金属都具有催化作用。 （2）化学镀的特点 化学镀与电镀相比，具有如下特点：

1）镀层厚度非常均匀，化学镀液的分散能力非常好，无明显的边缘效应，几乎是工件形状的复制。所以化学镀特别适用于形状复杂的工件，尤其是有深孔、不通孔、腔体等的工件的电镀。化学镀层非常光洁平整，镀后基本不需要镀后加工。

2）可以在金属、非金属、半导体等各种不同基材上镀覆。化学镀可以作为非导体电镀前的导电底层镀层。

3）镀层致密，孔隙低，基体与镀层结合良好。

4）工艺设备简单，不需要外加电源。

5）化学镀也有其局限性，例如镀层金属种类没有电镀多，镀层厚度一般没有电镀高，化学镀的镀液成本一般比电镀液成本高。

2.化学镀镍

化学镀镍是化学镀中应用最为广泛的一种方法。化学镀镍多采用次磷酸盐、硼氢化物、氨基硼烷、肼及其衍生物等作为还原剂，其中次磷酸盐由于价格便宜，被广泛应用。

化学镀镍综述

化学镀镍，又称为无电解镀镍,是在金属盐和还原剂共同存在的溶液中靠自催化的化学反应而在金属表面沉积了金属镀层的新的成膜技术。

电镀是利用外电流将电镀液中的金属离子在阴极上还原成金属的过程。而化学镀是不外加电流,在金属表面的催化作用下经控制化学还原法进行的金属沉积过程。因不用外电源直译为无电镀或不通电镀。由于反应必须在具有自催化性的材料表面进行，美国材料试验协会(ASTMB—347）推荐用自催化镀一词(Autocatalytic plating）。对化学镀镍而言，我国1992年颁布的国家标准(GB/T13913—92)则称为自催化镍－磷镀层（Autocatalytic Nickel Phosphorus

Coating）,其意义与美国材料试验协会的名称相同。由于金属的沉积过程是纯化学反应（催化作用当然是重要的），所以将这种金属沉积工艺称为“化学镀"最为恰当,这样它才能充分反映该工艺过程的本质.从语言学角度看Chemical，Non electrolytic，Electroless三个词主是一个意义了，直译为无电镀一词是不确切的。“化学镀”这个术语目前在国内外已被大家认同和采用。

化学镀镍所镀出的镀层为镍磷合金，按其磷含量的不同可分为低磷、中磷、高磷三大类：

· 磷含量低于3%的称为低磷；

· 磷含量在3—10%的为中磷;

· 磷含量高于10％的为高磷；

其中中磷的跨度比较大，一般我们常见的中磷镀层为6—9%的磷含量.

当然，本站主要介绍的是化学镀镍磷合金,有时为了方便我们简称化学镀了，而且EN也是化学镀镍简称。但化学镀不仅此一种镀种，比较成熟的还有化学镀铜，化学镀金,化学镀锡，还有一种复合镀层.其它镀种的市场占有量不足总量的1%，本站不做重点介绍。

化学镀层的物理性质与化学性质

密度：镍的密度在20℃时为8。91。含磷量1%—4％时为8.5；含磷量7％-9%时为8。1;含磷量10%-12%时为7.9。酸性镀液中磷含量与密度关系极为紧密。

化学镀镍预镀镍工艺流程

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在工业生产中，镀镍工艺是一项重要的表面处理技术，能够提高材料的耐腐蚀性、导电性和美观度。化学镀镍预镀镍工艺流程是其中一种常见的方法，下面将详细介绍该工艺流程及其应用。

化学镀工艺

化学镀，又称为无电解镀。因为在工件施镀的过程中，虽说有电子转移，

但无须外接电源，工件表面镀层完全是靠化学氧化还原反应实现的。

化学镀是指在无外加电流的状态下，利用一种合适的还原剂，使镀液中的金

属离子还原并沉积在基体表面上的化学还原过程。或者说，化学镀是将零件浸入

到溶液中在催化剂的作用下在表面发生的金属的沉积，是一个在界面上发生的催

化沉积的过程。因此和电镀不同，化学镀过程不需要整流电源和阳极。金属沉积

仅在零件表面上进行，电子是通过溶解于溶液中的化学还原剂提供的。

完成化学镀的过程有三种方式：

(1)置换沉积利用被镀金属的电位比沉积金属负，将沉积金属离子从溶液中

置换在工件表面上。其化学反应可表述为

Me1+Me2n+→Me2+Me1m+

溶液中金属离子被还原沉积的同时，伴随着基体金属的溶解，当基体金属表

面被沉积金属完全覆盖时，反应即自动停止。所以，采用这种方法得到的镀层非

常薄。

(2)接触沉积 利用电位比被镀金属高的第三金属与被镀金属接触，让被镀

金属表面富积电子，从而将沉积金属还原在被镀金属表面。其化学反应实际上与

置换沉积相同，只是Me，不是基体金属，而是第三金属。其缺点是第三金属离

子会在溶液中积累。

(3)还原沉积利用还原剂被氧化时释放出的自由电子，把沉积金属还原在镀

件表面；其反应过程可表述为：

Men++Re→Me+OX

式中 Me——沉积金属；

Re——表示还原剂；

0X——表示氧化剂。

一般意义上的化学镀是指这种还原沉积化学镀。它只在具有催化作用的表面

上发生。如果沉积金属(如镍：铜等)本身就是反应的催化剂，该化学镀过程就称

为自催化化学镀，它可以得到所需的镀层厚度。如果在催化表面上沉积的金属本

身不能作为反应的催化剂，一旦催化表面被沉积金属覆盖，沉积反应就会自动终

止，所以只能获得有限厚度的镀层．

化学镀可以在金属、半导体和非导体材料上直接进行，由于没有电流分布的