任玉荣， 杨 程， 丁建宁， 黄小兵， 陈红辉， 张海涛

（1.常州大学 材料科学与工程学院，江苏 常州 213164；2.湖南文理学院 化学化工学院，湖南 常德 415000；3.湖南省恩红科技有限责任公司，湖南 常德 415001；4.安阳文峰缸套有限责任公司，河南 安阳 455000）

化学镀敏化液的稳定性研究

任玉荣1， 杨 程1， 丁建宁1， 黄小兵2， 陈红辉3， 张海涛4

（1.常州大学 材料科学与工程学院，江苏 常州 213164；2.湖南文理学院 化学化工学院，湖南 常德 415000；3.湖南省恩红科技有限责任公司，湖南 常德 415001；4.安阳文峰缸套有限责任公司，河南 安阳 455000）

采用强酸性氯化亚锡溶液进行敏化处理，是化学镀镍前处理的重要工序之一。然而，由于溶液本身的性质及外界带来其他杂质的影响，Sn2＋很容易被氧化成Sn4＋，从而导致氯化亚锡溶液的稳定性很差。分析了导致敏化液不稳定的因素，并通过改变传统氯化亚锡溶液的工艺参数，将溶液的pH值由1.5调整至4.0～4.5，形成弱酸性配位体系，有效地提升了溶液的抗氧化能力，提高了敏化液的使用寿命，降低了化学镀镍的生产成本。

化学镀；敏化液；氯化亚锡；稳定性

0 前言

目前传统的化学镀镍工艺均采用高锰酸钾粗化，草酸去膜，pH值为1.5的强酸性氯化亚锡敏化，氯化钯活化的前处理流程。然而，氯化亚锡在溶液配制过程中容易发生水解反应：

生成的白色Sn（OH）Cl沉淀将使溶液变浑浊，影响敏化效果，并使后续的化学镀层粗糙［1］。同时造成生产成本上升，也给废水处理造成较大的影响。一般情况下，由于敏化液在化学镀镍工艺中所占的生产成本比例并不高，很多企业并未重视对敏化液的使用寿命和稳定性的研究。本文通过实际的生产经验，对影响强酸性敏化液稳定性的各种因素进行分析论证，并开发出一种具有高抗氧化性的弱酸性氯化亚锡敏化工艺。

1 实验

1.1 实验材料

试样采用孔隙率98% 、厚1.8mm的多孔聚氨酯海绵。采用纯度为99.99%的锡片作为锡离子源，其尺寸为10mm×10mm。

1.2 工艺流程

高锰酸钾粗化—→草酸去膜—→氯化亚锡敏化—→氯化钯活化—→化学镀镍

1.3 敏化液配方

（1）强酸性敏化液

氯化亚锡5.5g/L，pH值1.5。

（2）弱酸性敏化液

氯化亚锡5.5g/L，对苯二酚8g/L，柠檬酸5g/L，明胶0.1g/L，pH值4.5。

2 结果与讨论

将弱酸性敏化液和传统的强酸性敏化液分别置于容器中，连续对十片经过粗化和去膜的聚氨酯海绵进行敏化处理，每次浸泡5min，每处理一片后测量溶液中Sn4＋的质量浓度。

2.1 前处理对敏化液稳定性的影响

实验过程中发现：新配好的弱酸性敏化液和强酸性敏化液表面都漂浮一层氧化膜；对试件进行30 min浸泡后，强酸性敏化液开始逐渐变成浅黄色，而弱酸性敏化液则依然保持本体色。Sn2＋容易氧化成Sn4＋，当Sn4＋达到一定量时，将发生水解：

水解产物α-SnO2·H2O会进一步转化为β-（SnO2·H2O）5。α-SnO2·H2O 能溶于浓酸，而β-（SnO2·H2O）5不溶于酸和碱，进而与Sn2＋形成一种黄色复合物，降低敏化效果，缩短敏化液的使用寿命。对溶液的成分进行检测，结果如图1所示。由图1可知：两种溶液中都不同程度地含有Fe3＋。

图1 Fe3＋对敏化液稳定性的影响

敏化前的去膜工艺采用的是草酸溶液。工业级草酸中含有的Fe2＋，在被带入敏化液及之后的敏化过程中，被氧化成Fe3＋，从而使溶液整体变成黄色。敏化液中Sn4＋的质量浓度的检测结果，如图2所示。由图2可知：随着Fe2＋的不断带入并被氧化，敏化液中Sn4＋的质量浓度越来越高，导致整个敏化液失效而报废。

图2 敏化液中Sn4＋的质量浓度的检测结果

2.2 空气氧化对敏化液稳定性的影响

将新配的弱酸性敏化液和强酸性敏化液分别置于两个完全敞开的容器中静置，溶液中各放置5片10mm×10mm的纯锡片。10min后，两种溶液表面都漂浮一层致密的氧化膜；30min后，强酸性敏化液开始逐渐变浑浊。对溶液中Sn2＋的质量浓度进行检测，结果如图3所示。

图3 空气氧化对敏化液稳定性的影响

文献［2］指出：锡－铅合金溶液中的Sn2＋容易被空气中的氧氧化成Sn4＋，因此，溶液中的Sn2＋不断减少，由Sn4＋生成的悬浮物不断增多，影响镀层质量。在锡－铅溶液中加入抗氧化剂对苯二酚，可有效地减慢Sn2＋氧化成Sn4＋的速度，而对溶液及镀层均无不利影响。由图3可知：随着时间的延长，强酸性敏化液中Sn2＋的质量浓度不断下降，到3g/L时才逐渐稳定；而弱酸性敏化液在初配时虽然也发生了轻微的氧化，但在弱酸度及配位体系的条件下，Sn2＋的质量浓度很快得到稳定，水解速率得到了有效的抑制。

2.3 搅拌方式对敏化液稳定性的影响

为使试样表面均匀覆载Sn2＋，以得到均匀性较好的化学镀镍层，需要对敏化液进行搅拌处理。传统的化学镀镍工艺采用高低位槽进行溶液双向循环过滤，以促进溶液的分散搅拌。采用这种方式对敏化液进行搅拌，对溶液的整体均匀性有较好的效果。但因为内槽与外槽会形成一个落差，加大了溶液的传输路径，即增加了溶液与空气的接触时间。为减少敏化液与空气的接触时间，采用内部单向循环过滤的方式对溶液进行搅拌。图4为搅拌方式对敏化液稳定性的影响。

图4 搅拌方式对敏化液稳定性的影响

由图4可知：采用双向搅拌方式对敏化液进行搅拌后，敏化液的整体氧化速率比在空气中静置的快很多。Sn2＋的质量浓度基本在10min后就呈现直线下降的趋势。

3 结论

（1）前处理过程中Fe2＋的带入及Sn4＋水解产生的β-（SnO2·H2O）5与Sn2＋形成一种黄色复合物，导致敏化液变黄而失去稳定性。

（2）为确保敏化液的稳定性，在工业生产中应尽量减少溶液与空气的接触时间。采用单向过滤搅拌，既能确保溶液中金属离子的均匀性，又能确保溶液的整体稳定性。

（3）采用弱酸性敏化处理工艺，由于配位剂的存在及较低的酸度，能有效延长敏化液的使用寿命。

：

［1］陈亚.现代实用电镀技术［M］.北京：国防工业出版社，2003.

［2］侯敏生.锡铅合金溶液中添加抗氧化剂［J］.电镀与精饰，1986，8（2）：14.

A Research on Stability of Sensitizing Solution for Electroless Plating

REN Yu-rong1， YANG Cheng1， DⅠNG Jian-ning1， HUANG Xiao-bing2，CHEN Hong-hui3， ZHANG Hai-tao4
（1.School of Materials Science and Engineering，Changzhou University，Changzhou 213164，China；2.College of Chemistry and Chemical Engineering，Hunan University of Arts and Science，Changde 415000，China；3.Hunan Ehhome Science ＆ Technology Co.，Ltd.，Changde 415001，China；4.Anyang Wenfeng Cylinder Co.，Ltd.，Anyang 455000，China）

Sensitizing treatment using strong acidic SnCl2solution is one of the important processes in pretreatment of electroless nickel plating.However，because of the nature of itself and the influence of other impurities brought from outside，Sn2＋are easy to be oxidized into Sn4＋，which leads to a poor stability of SnCl2solution.The factors causing the sensitizing solution unstable were analyzed，and the pH value of the solution was adjusted from 1.5to 4.0～4.5by changing the process parameters of traditional SnCl2solution，forming a weak acid coordination system，thus the antioxidant capacity of the solution was effectively improved，the service life of the sensitizing solution extended，and the production cost of electroless nickel plating reduced.

electroless plating；sensitizing solution；SnCl2；stability

湖南省重点学科建设项目（应用化学）；湖南省自然科学基金（No.12JJ8004）；常德市科技计划项目（No.2012ZX17，No.2012ZX20）；湖南文理学院博士启动基金（No.QD201110）

TQ 153

A

1000-4742（2014）03-0031-03

2012-09-27