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化学镀铜是电路板制造中的一种工艺，通常也叫沉铜或孔化(PTH)是一种自身催化性氧化还原反应。首先用活化剂处理，使绝缘基材表面吸附上一层活性的粒子通常用的是金属钯粒子(钯是一种十分昂贵的金属，价格高且一直在上升，为降低成本现在国外有实用胶体铜工艺在运行)，铜离子首先在这些活性的金属钯粒子上被还原，而这些被还原的金属铜晶核本身又成为铜离子的催化层，使铜的还原反应继续在这些新的铜晶核表面上进行。
化学镀铜是在具有催化活性的表面上，通过还原剂的作用使铜离子还原析出：
还原(阴极)反应：CuL2+ + 2e- → Cu + L
氧化(阳极)反应：R → O + 2e-
因此，利用次亚磷酸钠作为还原剂进行化学镀铜的主要反应式为：2H2PO2- + Cu2+ + 2OH- → Cu + 2H2PO3 + H2↑
除热力学上成立之外，化学反应还必须满足动力学条件。化学镀铜如同其他催化反应一样需要热能才能使反应进行，这是化学镀液达到一定温度时才有镀速的原因。理论上化学镀铜的速度可以由反应产物浓度增加和反应物浓度减少的速度来表达。由于实际使用的化学镀铜溶液中含有某些添加剂，它的存在使得影响因素过多、情况变得太复杂。因此，大多数化学镀铜反应动力学研究开始时限于镀液中最基本的成分。
PCB镀铜工艺危害主要体现在几个方面：重金属以及有毒质以有毒气体。
在PCB化学铜工艺中，由于手和身体接触过多多种重金属，通过身体接触，经手、口、鼻等腔体，将各类重金属带入人体中，经过长期的积累沉淀，毒性越来越大。
化学镀铜对身体的危害性，有一种是特别严重的，那就是氰化镀铜带给人体健康危害及废物处理问题,虽然，氰化镀铜液在现在的工艺已经减少了很多，但是在很多企业的一部分工艺过程中，还是在大量使用的。
化学镀铜是电路板制造中的一种工艺，通常也叫沉铜或孔化（PTH）是一种自身催化性氧化还原反应。首先用活化剂处理，使绝缘基材表面吸附上一层活性的粒子通常用的是金属钯粒子（钯是一种十分昂贵的金属，价格高且一直在上升，为降低成本现在国外有实用胶体铜工艺在运行），铜离子首先在这些活性的金属钯粒子上被还原，而这些被还原的金属铜晶核本身又成为铜离子的催化层，使铜的还原反应继续在这些新的铜晶核表面上进行。
1． 化学镀铜液目前应用比较广泛的配方是下表所列举的几种使用不同络合剂分类的化学镀铜液，表中配方1为洒石酸钾钠络合剂，其优点是化学镀铜液的操作温度低，使用方便，但稳定性差，镀铜层脆性大，镀铜时间要控制...
在化学镀镍前，金属制品表面前处理包括：研磨抛光、除油、除锈、活化等过程，化学镀镍中经常使用的金属前处理方法与电镀工艺中的类似。研磨、抛光等物理方法，hsd.baidu/www.ymdtmst....
在化学镀铜过程中CU2+离子得到电子还原为金属铜，还原剂放出电子，本身被氧化。其反应实质和电解过程相同，只是得失电子的过程是在短路状态下进行的，在外部看不到电流的流通。因此化学镀是一种非常节能高效的电解过程，因为它没有外接电源，电解时没有电阻压降陨耗。从一个简单的实例可以证明：化学镀铜时可以将印制板以间隔5-10mm的距离排放，一次浸入到化学镀铜液中进行镀铜，而用电镀法是无法做到的。化学镀铜可以在任何非导电的基体上进行沉积，利用这一特点在印制板制造中得到了广泛的应用。应用最多的是进行孔金属化，来完成双面或多层印制板层间导线的联通。另外用一次沉厚铜的加成法制造印制板。
镀锡铁基体的化学镀铜
镀锡铁基体的化学镀铜
为了提高铁的耐蚀性,在镀锡铁基体上进行了化学镀铜的研究。系统地研究了柠檬酸-酒石酸二元配位体化学镀铜体系中各因素对镀速的影响。结果表明,柠檬酸-酒石酸二元配位体系的镀速大于柠檬酸单配位体系的镀速。随着CuSO4.5H2O、柠檬酸、酒石酸、次磷酸钠浓度的增大,以及随着pH和温度的升高,镀速均先升高后降低。化学镀铜液的最佳组成为:CuSO4.5H2O 12 g/L,柠檬酸40 g/L,酒石酸40 g/L,次磷酸钠20 g/L,抗氧化剂1 g/L,硼酸10 g/L,表面活性剂0.1 g/L。最佳温度为55～60℃、pH为1.25～1.76。在最佳条件下,铜的镀速为5.06μm/h,获得的镀层表面光亮平滑,结晶致密,耐蚀性良好。铜锡镀层之间、锡镀层与铁基体之间的结合力优良。
传统化学镀铜生产线采用变频器控制电机的力矩模式收线，效率低不能满足要求。改进后的化学镀铜生产线主要由放线机组、张力机组（含断丝或无丝检测），放线端夹丝装置、清洗与镀铜槽体、收线端夹丝装置、牵引机组和收线机组等组成。未镀铜的半成品焊丝由放线机经过张力机导向后进入槽体，再通过碱洗、酸洗和置换镀铜等工序，最后镀铜焊丝经过牵引抛光后收到收线机工字轮上。整个生产过程中，焊丝从放线到收线是恒线速恒张力运行，无丝或断丝检测装置安装在张力机上，夹丝装置分别装在槽体的进线和出线端，恒张力检测装置（传感器）安装在牵引机张力架上。
改进后的生产线控制系统主要由汇川H2U-4040MR型PLC、汇川MD380型变频器、兰宝传感器、行程开关、状态显示屏、电磁阀与气缸等组成，电气控制系统框图如图1所示。
系统工作时，通过操作面板上的各种功能按钮或设备上的开关把信号输入到PLC，并通过PLC内部程序将各种状态传送到各输出点，控制设备运行。电位器用来调节牵引机的速度，收线机的速度依靠位移传感器检测张力架上活套的位置来实现，位移传感器将检测的位移大小转换为电压信号传输至收线变频器，收线变频器根据反馈的电压大小通过自身PID闭环控制系统来控制电机的速度。PID通过被控量的反馈信号与目标量信号的差量进行比例、积分、微分运算，来调整变频器的输出频率，构成负反馈系统，使被控量稳定在目标量上。系统PID的方向是反作用，当牵引机和收线机一块启动时，由于传感器和活套的感应距离在最大位置，也就是反馈信号大于PID的给定，根据PID的反作用要求变频器频率上升，才能使PID达到平衡。由于变频器频率上升使焊丝拉动牵引张力架动轮上升，因而传感器和活套的感应距离逐渐变小，也就是反馈信号逐渐变小，当反馈信号等于PID的给定时，变频器的频率稳定不再上升，整个调节过程和牵引机的速度没有关系。所以不论牵引机的速度怎样调节，收线机始终通过自身调节达到PID平衡与牵引机匹配。由于牵引机的速度是一定的，因此实现了恒线速恒张力收线。
改进后的化学镀铜生产线采用恒张力控制，设备在运行过程中不管加速还是减速，收线机都能快速响应自动调整，张力始终保持恒定；加速或减速过程非常平稳，控制系统稳定；收线是通过传感器感应位移大小自动调节速度的快慢，因而张力小工字轮不会变形。此外改进后的化学镀铜生产线控制系统增加了放线端无丝与断丝检测功能和收放线两端夹丝功能，提高了生产线自动化程度。
文章来源：金属制品 作者：王宽儒
沈献民 编辑整理
1.化学镀铜
化学镀铜技术起始于1947年，Narcus首先报道了化学镀铜溶液化学。初始阶段化学镀铜液的稳定性很差，溶液易自动分解，且施镀范围不能控制，所有与溶液接触的地方都有沉积物。而真正意义上的商品化学镀铜出现于20世纪50年代，随着印制线路板(PCB)通孔金属化的发展，化学镀铜得到了最早的应用。第一个类似现代的化学镀铜溶液由Cahill公开发表于1957年，镀液为碱性酒石酸铜镀浴，甲醛为还原剂。现在，经过50多年的开发研究，形成了相对完善的化学镀的溶液化学知识以及工艺技术基础，并建立了初步的基础理论体系。
化学镀铜是在有钯等催化活性物质的表面，通过甲醛等还原剂的作用，使铜离子还原析出。化学镀铜相对于电镀铜的优势主要有：①基体范围广泛；②镀层厚度均匀：③工艺设备简单：④镀层性能良好。
2.电镀铜
在PCB制造业中，电镀铜已经应用许多年了，印制板电镀铜溶液属酸性溶液，具有高酸低铜特点，有极好的分散能力和深镀能力 镀后的铜层有光泽性。
在印制板过程中，铜镀层有两种作用：一种是全板电镀铜，保护刚刚沉积的薄薄化学铜，防止化学铜氧化后被酸浸蚀掉，通过电镀将其加厚到一定的厚度，通常为5gm～8gm，也叫一次铜。另一种是图形电镀铜，将孔铜和线路铜加厚到一定厚度或作为镍的底层，通常厚度为20gm～25gm，也叫二次铜。
将铁丝经过化学镀铜和电镀铜等方式将金属铜固定于铁丝的表面，可以使铁丝具有良好的抗腐蚀氧化性能和导电性能。
化学镀铜生产线控制系统改进