镀金

金镀层具有金黄色外观,耐色变性能好,可作为一种装饰性镀层;同时具有耐腐蚀、耐磨损、抗氧化、接触电阻低、可焊性好、可热压键合等优良性能,又可作为功能性、防护性镀层。因而镀金层广泛用于电子产品,如PCB、陶瓷集成电路(IC)封装、宇宙空间技术和尖端军事设备等的表面精饰。通常电镀和化学镀方法均可获得镀金层

电镀金

适用于金属、树脂、塑料（ABS、发泡塑料、回收塑料）、玻璃（水晶）、陶瓷、亚克力、木材、水泥、磷镁等各种材料。可广泛应用于汽车、电器、工艺品、电脑手机、饰品、高档家具等多种表面装饰行业。

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电镀金产品

化学镀金:无氰镀金、氰化物镀金、还原镀金、置换镀

1氰化物镀金

氰化物镀金具有镀液稳定、镀层性能优异等优点,它的色泽、附着性、耐磨度都优于无氰镀金。是目前使用历史最早、应用最广泛的镀金技术。然而,氰化物镀金液中含有剧毒氰化物,影响操作人员安全,产生环境污染;而且此类镀金液

多呈强碱性,易侵蚀线路板阻焊膜等。

2无氰化学镀金

随着人们环境保护意识的提高,无氰化学镀金已成为趋势。无氰镀金的金源一般为NaAuCl4或Na3Au(SO3)2,但存在镀液稳定性差的问题。

3置换镀金

置换镀金也是一种化学镀金工艺,通常与化学镀镍结合起来组成ENIG工艺。该工艺是目前高档电子产品首选的表面精饰工艺。20世纪40年代,Wein报道了第一个置换镀金工艺。同化学镀金一样,置换镀金最早也是氰化物镀金,由于氰化物的毒性及与材料的非兼容性,置换镀金技术也在向无氰化方向发展。

4还原型镀金

还原型镀金又称为自催化镀,含有还原剂,可以沉积出较厚的镀金层,厚度在1μm左右。

化学镀金液组成

化学镀金液组成一般包括:金盐、配位剂、还原剂、稳定剂,此外还有一些镀层表面改善剂、表面活性剂等;置换型镀金液则不含有还原剂,主要成分为金盐及配位剂。其中金盐、配位剂的选择及还原剂的搭配问题是获得稳定性化学镀金液的关键所在。在无氰化学镀金液中,由于氧化剂(金离子)与还原剂共存,因此,须选择合适稳定剂,以获得长寿命的镀液。如在以硫脲为还原剂的镀金液中,通常加入对苯二酚作稳定剂,能够促使硫脲再生;而在含有抗坏血酸的镀金液中,通常加入微量的2-巯基苯并噻唑作为稳定剂。化学镀金液中各组成及常用化学物,如表所示。

工艺条件

化学镀金液可以分为采用还原剂的还原性镀液和不采用还原剂的置换性镀液。金源有Na3Au(S03)2、HAuC14和NaAuC14等。适宜的还原剂有水合脐、硫脉、L--抗坏血酸钠等。

还原性化学镀金液

例1 NasAu(503)2(以Au计)，g/L 4

NaZSO3，g/L 70

乙二胺四(甲叉麟酸)钠，g/L 110

HZNNHZ·HZO，g/L 10

PH 7·5

T/C 60

镀速，微米/小时0.67

以HZNNHZ·HZO为还原剂的化学镀金液。镀液中加人有机磷酸，可以改善镀金层的结晶构型，获得柠檬黄色的可焊性良好的镀金层;加人梭酸类化合物，可以改善镀液的稳定性;加人含氮类化合物，有助于提高沉金速度。印制板印制阻焊剂以后，裸露出需要镀金的铜表面，接着化学镀N卜P合金(3一5微米)，然后置于上述各例的镀金液中化学镀金。结果表明上述镀金溶液不会侵蚀印制板表面的阻焊膜，可以获得外观、色泽良好的柠檬黄色镀金层。

例2 NaAuC14，mol/L 0.013

NaZSOs，mol/L 0.1

NaZSZO3，mol/L 0.397

(NHZ)ZCS，mol/L 0.033

NaZB4O7·10H2O，mol/L 0.039

二氯乙酸，mol/L 0.05

PH 9.0

T/C 80

以(NHZ)ZCS为还原剂的化学镀金液。在传统的以(NHZ)ZCS为还原剂的镀液中，在碱性条件下，(NHZ)ZCS本身会氧化成为氨基氰(NHZ·CN)反应中间体，最终生成氨基氰的聚合物，聚集成为不溶于水的凝胶状粒子膜，并附着于需要镀金的金属基材表面，致使以粒子膜为核心的周边区域出现无镀层现象。例2的化学镀金液的特征在于加人胺类、浚酸类、氨基梭酸类或多元竣酸类等聚合抑制剂，旨在防止氨基氰聚合反应成聚合物，因此需要镀金的表面不会出现无镀层现象，可以获得均匀完整的镀金层，提高镀金层的焊料润湿性能及其与电子元器件的焊接可靠性，特别适用于高密度安装用的高密度印制板的化学镀金，这时获得的镀金层通常为纯度99.99%的高纯度软金层，适用于铝线或金线的焊接接合。

例3 NasAu(505)2(以Au计)，g/L 2

NaZSOs，g/L 15

NaZS，05，g/L 30

L抗坏血酸钠，g/L 40

NaZHPO4，g/L 12

NaHZPO4，g/L 4

序乙氧基一2--琉基苯并唾哇，mg/L 2.5

二乙三胺，g/L 0.25

PH 7.2

T/C 60

镀速，“微米/小时0.8

以L抗坏血酸钠为还原剂的化学镀金液。镀液中加人琉基类化合物，旨在提高镀液的稳定性;在镀液保存或使用状态下，可以防止生成金的沉淀物，且可稳定地长期使用;加人烷基胺类化合物，可以提高沉金速度;有时加人Tl、Pb、Bi等微量金属离子作为镀层晶粒调整剂，可以调整镀金层的晶粒结构，获得均匀致密的镀金层。

置换性化学镀金液

例4 NasAu(503)2(以Au计)，g/L 3

NaZSZOs，g/L 200

NaZSO3，g/L 20

EDTA·ZNa，g/L 0.1

PH 7.5

T/C 65

t，min 15

镀层厚度，微米0.18

铜孔金属化印制板印制阻焊剂以后经脱脂、微蚀、浸酸、催化和化学镀镍以后浸于镀液中浸镀金，裸铜表面上可以获得均匀的镀金层，适用于高密度印制板的闪镀金。

结论

含有非氰金源和络合剂等组成的无氰化学镀金液的优点如下:

(1)镀液中不含极毒的氰化物，操作安全。

(2)镀液中含有梭酸类、有机麟酸类或琉基化合物等，可以提高室温存放或使用状态下的稳定性。

(3)镀液中加人含氮化合物，可以提高沉金速度。

(4)镀液操作温度和pH值较低，适宜于镀复不耐高温和不耐强碱的印制板等电子零件和装饰品。

镀金工业未来发展前景

1置换镀金在印刷线路板中的应用及发展

化学镀镍/置换镀金(ENIG)是一种全化学镀工艺。置换镀金不需要还原剂,具有设备简单、管理容易、施镀方便、镀层厚度分布均匀等优点,通常应用于非导通线路的高档印刷线路板(PCB)的表面精饰,如电脑、手提电话、医疗器械、汽车电子设备以及各种介面卡板等[37]。镍/金组合镀层具有防止铜基体氧化,提供可焊性表面及良好的导电性等作用。其中镍层为阻挡层、可焊层,而较薄的置换镀金层则充当保护、导电作用[7-8,37]。因此,镀金层表面状态,如孔隙率、表面缺陷等均对镀层可焊性影响较大。由于传统置换镀金层孔隙率较高,与镍基体附着力差,因而镀层的焊接性能差。此外,镍基体在置换镀金过程中的过度腐蚀,有可能导致后续元件的焊接失效,即通常称为“黑盘”、“黑垫”问题,给生产厂、供应商等